4.3 貝加萊溫度控制系統(tǒng)

4.3.1需求

對于單晶硅拉制、多晶硅鑄錠、擴散、PECVD、燒結(jié)等各個晶硅電池生產(chǎn)過程而言，熱場的控制是為關(guān)鍵，對于拉單晶和鑄錠而言，其晶體生長需要通過有效的建立整個工作區(qū)間的溫度梯度空間來實現(xiàn)，并且溫度控制的精度和響應(yīng)速度會影響到生產(chǎn)中的質(zhì)量和效率-而對于擴散、燒結(jié)同樣如此。

溫度控制與運動控制的高速響應(yīng)不同，它屬于大滯后的對象，而這類控制過程的難點則在于其溫度控制的算法設(shè)計，但是，僅僅是算法的強大還不足以說明問題。

4.3.2.1軟件工程考量

貝加萊注重自動化應(yīng)用軟件在系統(tǒng)開發(fā)中的作用，軟件不僅僅包含其算法設(shè)計的合理與先進，而同時也包括了項目的工程應(yīng)用的簡便性：

4.3.2.2軟件模塊的獨立性

軟件模塊的獨立性在軟件工程中代表著軟件的“低耦合”特性，即該軟件設(shè)計的模塊化中各個獨立的模塊之間具有極低的耦合度，增加、刪除一個模塊不會對整個軟件結(jié)構(gòu)造成大的損失，而B&R的溫控模塊則具有顯著的獨立特點，其溫區(qū)的增加、減少就像開關(guān)的開斷一樣方便，互相之間不存在較大的影響。

4.3.2.3報警輸出

完整的報警輸出是提供給使用者更為緊密的現(xiàn)場控制，溫度控制模塊可以提供自定義的日志記錄，對各種中斷、超溫狀態(tài)進行可定義的報警輸出，并使得工藝操作人員能夠?qū)Ξ?dāng)時的工藝狀態(tài)進行有效的分析。

4.3.2.4控制輸入與輸出對象

對于各種常規(guī)的溫度控制方式提供了不同的對應(yīng)輸出模式，例如，通過PWM輸出控制可控硅、通過加熱電阻的方式等，而且溫度輸入的話考慮到各種溫度傳感器的輸入方式及對其進行濾波、補償?shù)乃惴ǎ_保測量的準(zhǔn)確性。

4.3.2.5軟件連接與其它軟件模塊的連接

確保了與溫度相關(guān)的控制對象也被集成在內(nèi)，系統(tǒng)更為面向全局而非局部，提高整體性能而非局部性能。

4.3.2.6可視化接口

提供了方便的趨勢圖、狀態(tài)圖的繪制接口，使用者可以非常方便的在Automation Studio里建立控件與TemConLib之間的數(shù)據(jù)接口，可以使得使用者在非常短的時間內(nèi)實現(xiàn)趨勢圖的生成、柱狀圖的顯示、溫區(qū)的下拉列表式選擇與控制、并可實現(xiàn)模式切換、PID參數(shù)設(shè)置、整定狀態(tài)的顯示。

可以自行定義顯示的曲線顏色、曲線數(shù)量、溫度顯示精度、全屏操作等。

4.3.2.7溫度控制的系統(tǒng)化管理

這包括了對于系統(tǒng)的配置、配方管理、統(tǒng)計、服務(wù)狀態(tài)、報警的多個方面的應(yīng)用。

對于單晶硅拉制、鑄錠、擴散等均需要維護各種配方的管理，根據(jù)需要生產(chǎn)不同批次的產(chǎn)品，這里提供了配方的管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、報警管理以便對整個系統(tǒng)工藝參數(shù)的優(yōu)化，由工藝工程師對整個過程實現(xiàn)及時的監(jiān)控，基于數(shù)據(jù)基礎(chǔ)的分析達到對整個控制過程的參數(shù)優(yōu)化，提高生產(chǎn)質(zhì)量與效率。


因此，從軟件開發(fā)的角度來看，并非是一個簡單的軟件算法與工藝本身的技術(shù)問題，文檔的完整性，如此功能強大，而易于使用，是B&R溫度控制模塊的設(shè)計目標(biāo)，經(jīng)過多年在諸如擠出機、注塑機、流延膜、冶金、半導(dǎo)體等領(lǐng)域的應(yīng)用，其已經(jīng)達到非常成熟的狀態(tài)，溫度控制精度高、軟件易于使用。
 

 

5、貝加萊系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域

貝加萊系統(tǒng)已經(jīng)在以下一些領(lǐng)域得到應(yīng)用：

單晶硅拉制/帶狀硅拉制

切方/多線切割機

擴散爐

單腔室PECVD設(shè)備

絲網(wǎng)印刷設(shè)備的分布式I/O系統(tǒng)

供稿：宋華振（貝加萊工業(yè)自動化（上海）有限公司 ）