4.3 貝加萊溫度控制系統

4.3.1需求

對于單晶硅拉制、多晶硅鑄錠、擴散、PECVD、燒結等各個晶硅電池生產過程而言，熱場的控制是為關鍵，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間的溫度梯度空間來實現，并且溫度控制的精度和響應速度會影響到生產中的質量和效率-而對于擴散、燒結同樣如此。

溫度控制與運動控制的高速響應不同，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用軟件在系統開發中的作用，軟件不僅僅包含其算法設計的合理與先進，而同時也包括了項目的工程應用的簡便性：

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構造成大的損失，而B&R的溫控模塊則具有顯著的獨立特點，其溫區的增加、減少就像開關的開斷一樣方便，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、超溫狀態進行可定義的報警輸出，并使得工藝操作人員能夠對當時的工藝狀態進行有效的分析。

4.3.2.4控制輸入與輸出對象

對于各種常規的溫度控制方式提供了不同的對應輸出模式，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、補償的算法，確保測量的準確性。

4.3.2.5軟件連接與其它軟件模塊的連接

確保了與溫度相關的控制對象也被集成在內，系統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之間的數據接口，可以使得使用者在非常短的時間內實現趨勢圖的生成、柱狀圖的顯示、溫區的下拉列表式選擇與控制、并可實現模式切換、PID參數設置、整定狀態的顯示。

可以自行定義顯示的曲線顏色、曲線數量、溫度顯示精度、全屏操作等。

4.3.2.7溫度控制的系統化管理

這包括了對于系統的配置、配方管理、統計、服務狀態、報警的多個方面的應用。

對于單晶硅拉制、鑄錠、擴散等均需要維護各種配方的管理，根據需要生產不同批次的產品，這里提供了配方的管理、數據統計分析、報警管理以便對整個系統工藝參數的優化，由工藝工程師對整個過程實現及時的監控，基于數據基礎的分析達到對整個控制過程的參數優化，提高生產質量與效率。


因此，從軟件開發的角度來看，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溫度控制模塊的設計目標，經過多年在諸如擠出機、注塑機、流延膜、冶金、半導體等領域的應用，其已經達到非常成熟的狀態，溫度控制精度高、軟件易于使用。
 

 

5、貝加萊系統應用領域

貝加萊系統已經在以下一些領域得到應用：

單晶硅拉制/帶狀硅拉制

切方/多線切割機

擴散爐

單腔室PECVD設備

絲網印刷設備的分布式I/O系統

供稿：宋華振（貝加萊工業自動化（上海）有限公司 ）