[发明专利]一种多晶硅生产中还原炉全自动闭环进料及供电的控制方法

说明书

一种多晶硅生产中还原炉全自动闭环进料及供电的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，控制集中，将所有的控制交由DCS系统实现，控制电流的供电控制系统通过网络及相应的通讯协议，实现与DCS系统之间数据的交互，接收DCS系统给定的实时电流，同时反馈给DCS系统电流、电压及功率的相关参数；然后确定硅棒的实时直径D1。本发明提供一种多晶硅生产中还原炉全自动闭环进料及供电的控制方法，以硅棒直径为依据，编制电流、氢气、三氯氢硅与氢气配比的生产控制表，并通过深入数据计算、推导，根据硅棒直径偏差对比，对生产控制过程中电流、氢气、三氯氢硅与氢气配比的生产控制表的各个参数进行实时修正，计算出最合理的实时值来控制硅棒生长。

技术领域

本发明涉及多晶硅生产领域，尤其是一种多晶硅生产中还原炉全自动闭环进料及供电的控制方法。

背景技术

目前还原炉进料及电流控制按照分时生产控制表分别由DCS系统和供电系统独立进行控制。生产控制表由相关技术人员根据生产实际情况以时基为基础编制，并由操作人员根据生产控制表将相应参数设定到对应的控制系统中。当启炉完成后，由程序自动按照设定的生产控制表进行物料和电流的控制。当炉内硅棒生长出现偏差时，需要操作人员根据经验进行判断并手动对各参数进行人工调整。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种多晶硅生产中还原炉全自动闭环进料及供电的控制方法，解决了原有控制方式中电流设定由供电系统独立控制、物料设定由DCS系统独立控制存在的缺陷，将两个独立运行的系统在一定的时段内，实现数据的互访。同时从闭环控制的原理出发，将硅棒生长速率(硅棒直径)作为还原炉生产过程中的关键控制点。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种多晶硅生产中还原炉全自动闭环进料及供电的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，控制集中，将所有的控制交由DCS系统实现，控制电流的供电控制系统通过网络及相应的通讯协议，实现与DCS系统之间数据的交互，接收DCS系统给定的实时电流，同时反馈给DCS系统电流、电压及功率的相关参数；然后确定硅棒的实时直径D1；

步骤二，选定硅棒生长速率作为控制因素，并根据实际使用硅棒的规格、特性及对产品的性能要求，设定硅棒直径的生产控制表；

步骤三，确认氢气及电流的生产控制表，并设定进DCS系统；

步骤四，确认三氯氢硅与氢气进料特性，编制配比关系的专用生产控制表，并设定进DCS系统；

步骤五，通过供电系统反馈回来的电流、电压、功率参数及还原炉温度、夹套水温度参数实时修正直径偏差；

步骤六，根据直径偏差、还原炉温度参数，修正实时电流给定值、氢气给定值和物料配比；

步骤七，根据三氯氢硅的成分、氢气进料及三氯氢硅与氢气的配比关系，确定三氯氢硅的进料量。

优选的，所述实时直径D1通过实时反馈的电流、电压，结合公式R＝U/I和r＝ρL/S，可得出直径实时值I₁和U₁为实时电流和电压，L为硅棒长度。

优选的，所述步骤五包括以下步骤：

1)根据已经设定的直径参数表，计算出设定直径D0：

D0＝D_SP1+(D_SP2-D_SP1)/(t2-t)*(t-t1)

D_SP1、D_SP2为曲线设定的两点直径值；t2、t1为两段时间点；t为当前运行时间；

2)计算出实时的直径偏差K1＝(D1-D0)/D0；

3)根据炉温和水温及设定值，可计算出温度偏差系数K2＝C*(T-TSP)/TSP；其中：

K2为温度偏差系数，