專利名稱：還原爐控制方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及還原爐控制系統(tǒng)，尤其涉及一種還原爐控制方法及裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的多晶硅還原爐，通常通過預(yù)先設(shè)定一個(gè)溫度值，然后通過調(diào)節(jié)調(diào)功柜電流大小，使硅棒溫度逐漸達(dá)到設(shè)定溫度值。多晶硅還原爐的控制系統(tǒng)通常按照預(yù)先設(shè)定的溫度變化曲線調(diào)節(jié)各個(gè)時(shí)刻加在硅棒上的電流值，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)硅棒溫度的逐漸加熱。然而，這種預(yù)先設(shè)定的溫度變化曲線無法在生產(chǎn)過程中進(jìn)行調(diào)整，從而無法全面的對(duì)過程中眾多不確定因素引起的溫度、電流波動(dòng)等進(jìn)行有效控制。難以保證在整個(gè)生產(chǎn)過程的穩(wěn)定，易產(chǎn)生裂棒，倒棒、中途停爐，造成電耗高、產(chǎn)量低的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例所要解決的技術(shù)問題在于提供一種還原爐自動(dòng)化控制方法，該方法用于控制還原爐中加熱硅棒的電流值，包括以下步驟
按照預(yù)設(shè)的采樣周期獲取所述硅棒的當(dāng)前溫度、所述硅棒上施加的當(dāng)前電流值及一個(gè)目標(biāo)溫度值；
根據(jù)獲取的所述當(dāng)前溫度值、當(dāng)前電流值及目標(biāo)溫度值，通過預(yù)設(shè)的電流預(yù)測(cè)公式計(jì)算出從所述當(dāng)前溫度值至所述目標(biāo)溫度值之間的多個(gè)采樣周期的預(yù)測(cè)電流值；
按照所述預(yù)測(cè)電流值向所述硅棒輸出從所述當(dāng)前溫度值至目標(biāo)溫度值之間各個(gè)采樣周期的電流；
所述電流預(yù)測(cè)公式為
y(k+i)=y(k )+[^v-y(k)](1 -e"T/T),其中，
y(k+i)為從所述當(dāng)前溫度值至目標(biāo)溫度值之間第i個(gè)采樣周期向所述硅棒輸出的電流值，i為自然數(shù)；
y(k)為當(dāng)前電流值；
w為所述目標(biāo)溫度值對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)系數(shù)，當(dāng)當(dāng)前溫度值小于目標(biāo)溫度值時(shí)，所述w的值等于y (k) + Δ，當(dāng)當(dāng)前溫度值等于目標(biāo)溫度值時(shí)，所述w等于y (k)，當(dāng)當(dāng)前溫度值大于目標(biāo)溫度值時(shí)，所述w等于y(k)-A，Δ大于零； T為采樣周期；
τ為第一參考軌跡時(shí)間常數(shù)，當(dāng)前溫度值越低，τ取值越小。其中，在按照預(yù)設(shè)的采樣周期獲取所述硅棒的當(dāng)前溫度、所述硅棒上施加的當(dāng)前電流值及一個(gè)目標(biāo)溫度值的步驟中還獲取所述硅棒的當(dāng)前電流的波動(dòng)值。在所述根據(jù)獲取所述當(dāng)前溫度值、當(dāng)前電流值及目標(biāo)溫度值，通過預(yù)設(shè)的電流預(yù)測(cè)公式計(jì)算出從所述當(dāng)前溫度值至所述目標(biāo)溫度值之間的多個(gè)采樣周期的預(yù)測(cè)電流值的
權(quán)利要求
1.一種還原爐自動(dòng)化控制方法，該方法用于控制還原爐中加熱硅棒的電流值，包括以下步驟按照預(yù)設(shè)的采樣周期獲取所述硅棒的當(dāng)前溫度、所述硅棒上施加的當(dāng)前電流值及一個(gè)目標(biāo)溫度值；根據(jù)獲取的所述當(dāng)前溫度值、當(dāng)前電流值及目標(biāo)溫度值，通過預(yù)設(shè)的電流預(yù)測(cè)公式計(jì)算出從所述當(dāng)前溫度值至所述目標(biāo)溫度值之間的多個(gè)采樣周期的預(yù)測(cè)電流值；按照所述預(yù)測(cè)電流值向所述硅棒輸出從所述當(dāng)前溫度值至目標(biāo)溫度值之間各個(gè)采樣周期的電流；所述電流預(yù)測(cè)公式為y(k+i)=y(k:)+[w-yCk)]U-e_T/T),其中，y(k+i)為從所述當(dāng)前溫度值至目標(biāo)溫度值之間第i個(gè)采樣周期向所述硅棒輸出的電流值，i為自然數(shù)；y(k)為當(dāng)前電流值；w為所述目標(biāo)溫度值對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)系數(shù)，當(dāng)當(dāng)前溫度值小于目標(biāo)溫度值時(shí)，所述w的值等于y (k) + Δ，當(dāng)當(dāng)前溫度值等于目標(biāo)溫度值時(shí)，所述w等于y (k)，當(dāng)當(dāng)前溫度值大于目標(biāo)溫度值時(shí)，所述w等于y(k)-A，Δ大于零； T為采樣周期；τ為第一參考軌跡時(shí)間常數(shù)，當(dāng)前溫度值越低，τ取值越小。
2.如權(quán)利要求1所述的還原爐控制方法，其特征在于，在按照預(yù)設(shè)的采樣周期獲取所述硅棒的當(dāng)前溫度、所述硅棒上施加的當(dāng)前電流值及一個(gè)目標(biāo)溫度值的步驟中還獲取所述硅棒的當(dāng)前電流的波動(dòng)值。
3.如權(quán)利要求2所述的還原爐控制方法，其特征在于，在所述根據(jù)獲取所述當(dāng)前溫度值、當(dāng)前電流值及目標(biāo)溫度值，通過預(yù)設(shè)的電流預(yù)測(cè)公式計(jì)算出從所述當(dāng)前溫度值至所述目標(biāo)溫度值之間的多個(gè)采樣周期的預(yù)測(cè)電流值的步驟及所述按照所述預(yù)測(cè)電流值向所述硅棒輸出從所述當(dāng)前溫度值至目標(biāo)溫度值之間各個(gè)采樣周期的電流的步驟之間還包括以下步驟獲取所述當(dāng)前電流的波動(dòng)值所對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)波動(dòng)區(qū)間，通過預(yù)設(shè)的系數(shù)預(yù)測(cè)公式計(jì)算出從所述當(dāng)前溫度值至目標(biāo)溫度值之間的多個(gè)采樣周期的電流修正系數(shù)；各采樣周期的所述預(yù)測(cè)電流值乘以所述電流修正系數(shù)獲得各采樣周期修正后的預(yù)測(cè)電流值；其中，所述系數(shù)預(yù)測(cè)公式為K(k+i)為從所述當(dāng)前溫度值至目標(biāo)溫度值之間第i個(gè)采樣周期向所述硅棒輸出的電流的修正系數(shù)，i為自然數(shù)；τ 2為第二參考軌跡時(shí)間常數(shù)，當(dāng)前電流的波動(dòng)值越大，τ取值越小。
4.如權(quán)利要求3所述的還原爐控制方法，其特征在于，在獲取所述當(dāng)前電流的波動(dòng)值所對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)波動(dòng)區(qū)間，通過預(yù)設(shè)的系數(shù)預(yù)測(cè)公式計(jì)算出從所述當(dāng)前溫度值至目標(biāo)溫度值之間的多個(gè)采樣周期的電流修正系數(shù)的步驟之前還包括以下步驟判斷當(dāng)前電流的波動(dòng)值與前一個(gè)采樣周期的電流的波動(dòng)值是否不同；當(dāng)當(dāng)前電流的波動(dòng)值與前一個(gè)采樣周期的電流的波動(dòng)值不同時(shí)，執(zhí)行獲取所述當(dāng)前電流的波動(dòng)值所對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)波動(dòng)區(qū)間，通過預(yù)設(shè)的系數(shù)預(yù)測(cè)公式計(jì)算出從所述當(dāng)前溫度值至目標(biāo)溫度值之間的多個(gè)采樣周期的電流修正系數(shù)的步驟；當(dāng)當(dāng)前電流的波動(dòng)值與前一個(gè)采樣周期的電流的波動(dòng)值相同時(shí)，獲取前一個(gè)采樣周期計(jì)算出的多個(gè)采樣周期的電流修正系數(shù)。
5.如權(quán)利要求3所述的還原爐控制方法，其特征在于，在獲取所述當(dāng)前電流的波動(dòng)值所對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)波動(dòng)區(qū)間，通過預(yù)設(shè)的系數(shù)預(yù)測(cè)公式計(jì)算出從所述當(dāng)前溫度值至目標(biāo)溫度值之間的多個(gè)采樣周期的電流修正系數(shù)的步驟中還預(yù)設(shè)一個(gè)波動(dòng)閾值及一個(gè)預(yù)設(shè)閾值系數(shù)， 當(dāng)當(dāng)前電流的波動(dòng)值小于所述波動(dòng)閾值時(shí)，所述電流修正系數(shù)等于所述閾值系數(shù)。
6.一種還原爐控制裝置，該裝置用于控制還原爐中加熱硅棒的電流值，所述還原爐控制裝置包括采樣模塊，用于按照預(yù)設(shè)的采樣周期獲取所述硅棒的當(dāng)前溫度、所述硅棒上施加的當(dāng)前電流值及一個(gè)目標(biāo)溫度值；預(yù)測(cè)模塊，用于根據(jù)獲取所述當(dāng)前溫度值、當(dāng)前電流值及目標(biāo)溫度值，通過預(yù)設(shè)的電流預(yù)測(cè)公式計(jì)算出從所述當(dāng)前溫度值至目標(biāo)溫度值之間的多個(gè)采樣周期的預(yù)測(cè)電流值；所述輸出模塊，用于按照所述預(yù)測(cè)電流值向所述硅棒輸出從所述當(dāng)前溫度值至目標(biāo)溫度值之間各個(gè)采樣周期的電流； 所述電流預(yù)測(cè)公式為
7.如權(quán)利要求6所述的還原爐控制裝置，其特征在于，所述采樣模塊還用于獲取所述硅棒的當(dāng)前電流的波動(dòng)值。
8.如權(quán)利要求7所述的還原爐控制裝置，其特征在于，所述還原爐控制裝置還包括 系數(shù)模塊，用于獲取所述當(dāng)前電流的波動(dòng)值所對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)波動(dòng)區(qū)間，通過預(yù)設(shè)的系數(shù)預(yù)測(cè)公式計(jì)算出從所述當(dāng)前溫度值至目標(biāo)溫度值之間的多個(gè)采樣周期的電流修正系數(shù)；修正模塊，用于將各采樣周期的所述預(yù)測(cè)電流值乘以所述電流修正系數(shù)獲得各采樣周期修正后的預(yù)測(cè)電流值； 所述系數(shù)預(yù)測(cè)公式為
9.如權(quán)利要求8所述的還原爐控制裝置，其特征在于，所述還原爐控制裝置還包括 判斷模塊，用于判斷當(dāng)前電流的波動(dòng)值與前一個(gè)采樣周期的電流的波動(dòng)值是否不同； 當(dāng)當(dāng)前電流的波動(dòng)值與前一個(gè)采樣周期的電流的波動(dòng)值不同時(shí)，所述系數(shù)模塊獲取所述當(dāng)前電流的波動(dòng)值所對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)波動(dòng)區(qū)間，通過預(yù)設(shè)的系數(shù)預(yù)測(cè)公式計(jì)算出從所述當(dāng)前溫度值至目標(biāo)溫度值之間的多個(gè)采樣周期的電流修正系數(shù)；當(dāng)當(dāng)前電流的波動(dòng)值與前一個(gè)采樣周期的電流的波動(dòng)值相同時(shí)，選擇模塊獲取前一個(gè)采樣周期計(jì)算出的多個(gè)采樣周期的電流修正系數(shù)。
10.如權(quán)利要求8所述的還原爐控制裝置，其特征在于，所述系數(shù)模塊還包括一個(gè)調(diào)節(jié)模塊，所述調(diào)節(jié)模塊用于當(dāng)當(dāng)前電流的波動(dòng)值小于所述預(yù)設(shè)的波動(dòng)閾值時(shí)，將所述電流修正系數(shù)設(shè)置為所述預(yù)設(shè)的閾值系數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種還原爐控制方法，該方法用于控制還原爐中加熱硅棒的電流值，該方法包括以下步驟按照預(yù)設(shè)的采樣周期獲取所述硅棒的當(dāng)前溫度、所述硅棒上施加的當(dāng)前電流值及一個(gè)目標(biāo)溫度值；根據(jù)獲取的當(dāng)前溫度值、當(dāng)前電流值及目標(biāo)溫度值，通過預(yù)設(shè)的電流預(yù)測(cè)公式計(jì)算出從當(dāng)前溫度值至目標(biāo)溫度值之間的多個(gè)采樣周期的預(yù)測(cè)電流值；按照預(yù)測(cè)電流值向硅棒輸出從當(dāng)前溫度值至目標(biāo)溫度值之間各個(gè)采樣周期的電流；電流預(yù)測(cè)公式為。本發(fā)明提供的還原爐控制方法對(duì)溫度調(diào)節(jié)過程中隨機(jī)突變的各種復(fù)雜不確定因素有非常好的適應(yīng)性。另外，本發(fā)明還提供一種還原爐自動(dòng)化控制裝置。
文檔編號(hào)G05D23/30GK102351190SQ20111028140
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月21日
發(fā)明者周智武 申請(qǐng)人:江西賽維Ldk太陽(yáng)能多晶硅有限公司