專利名稱：太陽能級單晶爐控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及單晶硅提煉設備，尤其涉及太陽能級單晶爐控制裝置。
背景技術：
單晶爐控制裝置專用于太陽能用單晶硅提煉設備，主要是把多晶硅通過化料、引晶、放肩、等徑、收尾提煉出。單晶直徑在生長過程中可受到坩堝加熱溫度、籽晶提拉速度與轉速、坩堝跟蹤速度與轉速、保護氣體氬氣的流速與溫度等因素的影響。在忽略一些干擾因素影響情況下，單晶等徑生長主要受溫度和拉速影響。因此，爐內熱場和生長速度的精確控制是單晶等徑控制的重點，由于這種控制系統是一個緩慢時變，并且具干擾嚴重的非最小相位系統，用一般常規儀表控制手段來實現自動控徑極為困難。在晶體生長過程中，晶體的直徑主要受籽晶上升速度和熔體溫度的變化而變大或變小，當晶升速度增大時，晶體直徑變小，反之當晶升速度減小時，晶體直徑變大。當熔體溫度升高時，晶體直徑變小，反之當熔體溫度下降時，晶體直徑變大，因此，晶體直徑的控制是通過控制晶升速度和加熱器溫度而實現的。目前太陽能級單晶爐控制存在著自動化控制不高的情況，大部分是半自動控制， 對于目前市場對單晶硅需求來說，全自動、高精度單晶提煉設備是必然趨勢。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是目前太陽能級單晶爐控制存在著自動化控制不高的情況，大部分是半自動控制，用一般常規儀表控制手段來實現自動控徑極為困難。為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案一種太陽能級單晶爐控制裝置，其包括用于檢測單晶硅棒的直徑的視覺系統；用于探測單晶硅棒所處環境的溫度的紅外溫度傳感器；與所述視覺系統、紅外溫度傳感器分別連接的，用于接收視覺系統和/或紅外溫度傳感器傳輸的數據，并根據接收到的數據產生對應的控制信息的處理器；以及與所述處理器相連接，用于接收和執行所述處理器產生的控制信息的伺服。進一步地，所述視覺系統為工控機。進一步地，所述處理器包括可編邏控制器，所述視覺系統經過可編邏控制器的以太網口與可編邏控制器相連接。進一步地，所述可編邏控制器包括溫度采集模塊和輸出模塊，所述溫度采集模塊連接到所述溫度傳感器，所述輸出模塊連接到所述伺服。進一步地，所述處理器包括人機界面。進一步地，所述人機界面為觸控屏。本實用新型的有益效果在于達到了全自動高精度精確提煉單晶硅的目的。
圖1為本實用新型太陽能級單晶爐控制裝置一實施例示意圖。
具體實施方式

以下結合附圖詳細說明本實用新型的優選實施例。請參閱圖1，其是本實用新型太陽能級單晶爐控制裝置一實施例示意圖。本實用新型太陽能級單晶爐控制裝置，其包括視覺系統11，紅外溫度傳感器12， 處理器13以及伺服14。視覺系統11、紅外溫度傳感器12和伺服14分別連接到處理器13。其中，視覺系統11用于檢測單晶硅棒的直徑，并將檢測到的數據傳輸到處理器 13。所述視覺系統為工控機。紅外溫度傳感器12用于探測單晶硅棒所處環境的溫度，并將探測到的數據傳輸到處理器13。處理器13用于接收視覺系統11和/或紅外溫度傳感器12傳輸的數據，并根據接收到的數據產生對應的控制信息，再將所屬控制信息傳輸到伺服14。也即，處理器13根據接收到的數據產生控制伺服14的控制信息。伺服14用于接收和執行所述處理器13產生的控制信息。所述伺服14為交流伺服。所述處理器13包括相互連接的可編邏控制器(PLC) 131和人機界面132。所述PLC131與視覺系統11，紅外溫度傳感器12分別相連接，視覺系統11檢測到的信號經過PLC131的以太網口進入PLC131，然后特有算法濾波處理得到實際直徑值。也即所述視覺系統11經過PLC131的以太網口與PLC131相連接。PLC131中被寫入算法，比如，核心算法中共用了 3個PID算法，分別控制溫度、速度、溫度與速度的耦合。首先利用速度對晶體的直徑變化進行控制，使得晶體的直徑不會發生突變，然后再往目標直徑上靠攏。根據工藝對晶體排列的要求，在生長過程中拉速必須保持在配方參數范圍內，而拉速在控制直徑過程中若沒其它因素共同作用，它的平均速度不可能達到工藝要求，所以我們利用溫度變化來控制晶體的平均拉速，從而達到直徑及拉速符合工藝要求。因為采用了上述的直徑檢測及控制算法，能保證在引晶、放肩、等徑及收尾全自動控制。所述PLC131包括溫度采集模塊和輸出模塊，所述溫度采集模塊連接到所述溫度傳感器，所述輸出模塊連接到所述伺服。人機界面132用于接收操作人員的操作指令，控制PLC131進行單晶硅提煉的操作。所述人機界面132為觸控屏。綜上所述，采用本實用新型的太陽能級單晶爐控制裝置，操作人員只需要在人機界面132上進行簡單的設置和操作即可實現單晶硅提煉過程的操作，達到了全自動高精度精確提煉單晶硅的目的。這里本實用新型的描述和應用是說明性的，并非想將本實用新型的范圍限制在上述實施例中。這里所披露的實施例的變形和改變是可能的，對于那些本領域的普通技術人員來說實施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領域技術人員應該清楚的是，在不脫離本實用新型的精神或本質特征的情況下，本實用新型可以以其它形式、結構、布置、比例， 以及用其它組件、材料和部件來實現。在不脫離本實用新型范圍和精神的情況下，可以對這里所披露的實施例進行其它變形和改變。
權利要求1.一種太陽能級單晶爐控制裝置，其特征在于，包括用于檢測單晶硅棒的直徑的視覺系統；用于探測單晶硅棒所處環境的溫度的紅外溫度傳感器；與所述視覺系統、紅外溫度傳感器分別連接的，用于接收視覺系統和/或紅外溫度傳感器傳輸的數據，并根據接收到的數據產生對應的控制信息的處理器；以及與所述處理器相連接，用于接收和執行所述處理器產生的控制信息的伺服。
2.根據權利要求1所述的太陽能級單晶爐控制裝置，其特征在于，所述視覺系統為工控機。
3.根據權利要求1所述的太陽能級單晶爐控制裝置，其特征在于，所述處理器包括可編邏控制器，所述視覺系統經過可編邏控制器的以太網口與可編邏控制器相連接。
4.根據權利要求3所述的太陽能級單晶爐控制裝置，其特征在于，所述可編邏控制器包括溫度采集模塊和輸出模塊，所述溫度采集模塊連接到所述溫度傳感器，所述輸出模塊連接到所述伺服。
5.根據權利要求1所述的太陽能級單晶爐控制裝置，其特征在于，所述處理器包括人機界面。
6.根據權利要求5所述的太陽能級單晶爐控制裝置，其特征在于，所述人機界面為觸控屏。
專利摘要本實用新型公開了一種太陽能級單晶爐控制裝置，其包括用于檢測單晶硅棒的直徑的視覺系統；用于探測單晶硅棒所處環境的溫度的紅外溫度傳感器；與所述視覺系統、紅外溫度傳感器分別連接的，用于接收視覺系統和/或紅外溫度傳感器傳輸的數據，并根據接收到的數據產生對應的控制信息的處理器；以及與所述處理器相連接，用于接收和執行所述處理器產生的控制信息的伺服。本實用新型的有益效果為達到了全自動高精度精確提煉單晶硅的目的。
文檔編號C30B15/20GK202081189SQ20112015017
公開日2011年12月21日 申請日期2011年5月12日 優先權日2011年5月12日
發明者周伏華 申請人:上海慧時軟件有限公司, 上海慧橋電氣控制工程有限公司, 上海慧橋電氣自動化有限公司, 上海慧橋電氣設備成套有限公司, 上海慧橋自動化科技有限公司