CN115545488A - 一种用于太阳能级别n型单晶硅生产的自动报料方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于太阳能级别N型单晶硅生产的自动报料方法，包括系统先收集当前单晶炉运行状态及相关后台数据，判断当前炉台运行工步是否符合加料条件；再由系统内部设置计算逻辑，自动计算需投料量，并经过逻辑判断投料量是否符合要求；若符合要求，则自动推送相关信息至备料室备料，若不符合要求，则识别投料量异常，推送现场手动确认，进行异常人工复核；复核确认后将相关信息发送至备料室备料，并自动将相关信息录入MES系统。本发明的优点是减少人工报料、复核，提高工作效率，降低人机比，实现自动化执行判断，适用于N型或P型单晶硅，为智能工厂做下步储备。
Description
技术领域
本发明涉及光伏制造技术领域，尤其涉及一种用于太阳能级别N型单晶硅生产的自动报料方法。
背景技术
现有单晶硅生产中，报料一般通过人员计算单晶炉内剩料量，然后手动计算下步需投料量，并向备料报备加料量，这种传统的方法存在以下三点问题：
（1）由于人员失误导致加料量计算错误，从而造成加料加超，引发单晶炉溢硅安全事故；
（2）人员关注不到位失误，导致炉台报错；
（3）备料无法识别当前炉区加料状态，易导致多送料。
发明内容
本发明目的就是为了解决现有报料方式单一、手动计算易失误、加料量不符合要求的问题，提供了一种用于太阳能级别N型单晶硅生产的自动报料方法，减少人工报料、复核，提高工作效率，降低人机比，实现自动化执行判断，为智能工厂做下步储备。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种用于太阳能级别N型单晶硅生产的自动报料方法，具体步骤如下，包括：
（1）系统收集当前单晶炉运行状态及相关后台数据，判断当前炉台运行工步是否符合加料条件；
（2）系统内部设置计算逻辑，自动计算需投料量，并经过逻辑判断投料量是否符合要求；
（3）若符合要求，则自动推送相关信息至备料室备料，若不符合要求，则识别投料量异常，推送现场手动确认，进行异常人工复核；
（4）复核确认后将相关信息发送至备料室备料，并自动将相关信息录入MES系统。
进一步地，所述步骤（1）中，若炉台处在熔料阶段，则启动熔料工步4h后进行加料，若处于断线提出/取段收尾阶段，则在启动断线提出/取段收尾工步后进行加料。
进一步地，所述步骤（1）中，若炉台处于熔料工步，则需要收集熔料埚内剩料量和坩埚类型，以此来计算投料量。
进一步地，所述步骤（1）中，若炉台处于断线提出/取段收尾工步，则需要收集R1段引晶埚位、取段收尾/断线提出—对应等径“最终坩埚位置”、取段收尾/断线提出—对应埚内剩料量、运行时长、已投料量、炉号、晶编和坩埚类型，以此来计算投料量。
进一步地，所述步骤（2）中，若炉台处于熔料工步，则其投料量计算逻辑为：推送投料量=R1段投料量上限-埚内剩料量。
进一步地，所述步骤（2）中，若炉台处于熔料工步，则其投料量判断逻辑为：推送投料量+埚内剩料量＜R1段投料量上限。
进一步地，所述步骤（2）中，若炉台处于断线提出/取段收尾工步，则其投料量计算逻辑为：在埚位与投料量对照计算表内输入R1段引晶埚位、取段收尾/断线提出—对应等径“最终坩埚位置”以及36吋增加是否断线选择，即可输出对应投料量。
进一步地，所述步骤（2）中，所炉台处于断线提出/取段收尾工步，则其投料量判断逻辑为：推送投料量+埚内剩料量＜投料量上限，对应投料量＜最大加料量限制。
进一步地，所述步骤（4）中，通过报表或推送至MES的模式输出投料量，备料室提供相关数据，并实时显示每段加料筒数和相关数据。
进一步地，所述步骤（2）中，埚位与投料量对照计算表中，先通过埚位与液面下降算法得出加料总和H，先对H取整得到H’，若400＜H’＜410，则取数值410，反之取数值H’，再将H’与100相比，若H’≥100，则取数值H’，反之不取数值，最后将H’与坩埚类型对应的最大加料量限制值M相比，若H’＜M，则输出的对应投料量为H’，反之输出的对应投料量为M。
本发明所用埚位与液面下降算法为现有算法，该算法可以计算埚位变化时液面在坩埚内部实际下降的距离对应的体积，从而算出需要加料的质量总和。
与现有技术相比，本发明的技术方案的优点具体在于：
（1）本发明的自动报料系统节约了人力，提高了工作效率，将现场人机比由60：6降至60：5；
（2）本发明的自动报料准确性达到100%，减少了人工判断不准确异常；
（3）本发明的自动报料系统适用于N型或P型单晶硅，实现了入料系统自动记录，减轻了人员负担，减少了人工报料和复核程序。
附图说明
图1为本发明的自动报料方法的系统流程示意图；
图2为本发明中埚位与投料量对照计算表的输入界面图。
具体实施方式
实施例1
为使本发明更加清楚明白，下面结合附图对本发明的一种用于太阳能级别N型单晶硅生产的自动报料方法进一步说明，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
参见图1，一种用于太阳能级别N型单晶硅生产的自动报料方法，具体步骤如下，其特征在于：
（1）系统识别加料状态，判断当前炉台运行工步是否符合加料条件：
a. 若炉台处在熔料阶段，则启动熔料工步4h后进行加料；
b.若处于断线提出/取段收尾阶段，则在启动断线提出/取段收尾工步后进行加料。
（2）系统内部设置计算逻辑，自动计算需投料量，并经过逻辑判断投料量是否符合要求：
a. 若炉台处于熔料工步，则计算投料量需求数据包括收集熔料埚内剩料量和坩埚类型，投料量计算逻辑为：推送投料量=R1段投料量上限-埚内剩料量，投料量判断逻辑为：推送投料量+埚内剩料量＜R1段投料量上限；
b. 若炉台处于断线提出/取段收尾工步，则计算投料量需求数据包括R1段引晶埚位、取段收尾/断线提出—对应等径“最终坩埚位置”、取段收尾/断线提出—对应埚内剩料量、运行时长、已投料量、炉号、晶编和坩埚类型；
RCZ段投料量计算逻辑为：参见图2，在埚位与投料量对照计算表内输入R1段引晶埚位、取段收尾/断线提出—对应等径“最终坩埚位置”以及36吋增加是否断线选择，R1段引晶埚位即表格中的初始引晶埚位，取段收尾/断线提出—对应等径“ 最终坩埚位置”即表格中的加料前提出埚位，输入后通过表格特定算法即可输出对应投料量；
上述特定算法包含埚位与液面下降算法，通过埚位与液面下降算法即可得出加料总和H，再利用如下逻辑运算得出对应投料量：
首先，对H取整得到H’，若400＜H’＜410，则取数值410，反之取数值H’；
其次，将H’与100相比，若H’≥100，则取数值H’，反之不取数值；
最后，将H’与坩埚类型对应的最大加料量限制值M相比，若H’＜M，则输出的对应投料量为H’，反之输出的对应投料量为M。
上述逻辑对应图2所示表格中“输出区”“对应加料量”的数值运算，为“=IF(埚位与液面下降算法!H<M,IF(埚位与液面下降算法! H<100,"/",IF(AND(埚位与液面下降算法!H>400,埚位与液面下降算法!H<410),410,ROUND(埚位与液面下降算法!H,0))),M)”，其中，埚位与液面下降算法！H为埚位与液面下降算法中计算出的加料总和，M为该坩埚类型下的最大加料量限制值，该运算涉及到IF语句、AND语句和ROUND语句：
其中， IF是条件判断处理函数，AND是逻辑函数，IF中先计算AND逻辑运算，IF函数语法为IF（条件判断，返回满足条件的值，返回不满足条件的值），例如IF（1>2,"Y","N"）返回值为N，因为不满足条件；AND是逻辑函数，语法为AND（条件1，条件2，条件3），只有AND中的所有条件都满足才会返回TRUE；若AND出现在IF中，先计算AND逻辑运算后，再计算IF函数的逻辑；
ROUND意为返回某个数字按指定位数取整后的数字，本实施例中，ROUND（埚位与液面下降算法!H,0）即对H四舍五入取整，使其不含小数。
参见图2表格中的数字，此时R1段引晶埚位为-100、取段收尾/断线提出—对应等径“最终坩埚位置”为230，根据埚位与液面下降算法得出加料总和H为435.06，对其取整即可得到H’为435，由于435不在400~410区间内，因此算法中取435，再比较435和100，由于435＞100，因此返回IF函数中不满足条件的数值即435，最后比较435和最大加料量限制值M，由表格可知当坩埚类型为33吋620坩埚时，M取414，由于435＞414，因此返回最外层IF函数中不满足条件的数值即414，得出表格内输出区的对应加料量为414。
RCZ段投料量判断逻辑为：推送投料量+埚内剩料量＜投料量上限，对应投料量＜最大加料量限制。
（3）若符合各自工步中投料量逻辑判断要求，则自动推送相关信息至备料室备料，通过报表或推送至MES的模式输出投料量，备料室提供相关数据，若不符合要求，则识别投料量异常，推送现场手动确认，进行异常人工复核；
（4）复核确认后将相关信息发送至备料室备料，并自动将相关信息录入MES系统。
本发明通过设计和编译自动化操作流程，将人工操作由自动化工步执行，通过优化流程设计，降低了人员复核负担；现场人机比由60：6降至60：5，按照公司810炉炉台设计，可缩减人员14人次。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于太阳能级别N型单晶硅生产的自动报料方法，具体步骤如下，其特征在于：
（1）系统收集当前单晶炉运行状态及相关后台数据，判断当前炉台运行工步是否符合加料条件；
（2）系统内部设置计算逻辑，自动计算需投料量，并经过逻辑判断投料量是否符合要求；
（3）若符合要求，则自动推送相关信息至备料室备料，若不符合要求，则识别投料量异常，推送现场手动确认，进行异常人工复核；
（4）复核确认后将相关信息发送至备料室备料，并自动将相关信息录入MES系统。
2.根据权利要求1所述的用于太阳能级别N型单晶硅生产的自动报料方法，其特征在于：
所述步骤（1）中，若炉台处在熔料阶段，则启动熔料工步4h后进行加料，若处于断线提出/取段收尾阶段，则在启动断线提出/取段收尾工步后进行加料。
3.根据权利要求2所述的用于太阳能级别N型单晶硅生产的自动报料方法，其特征在于：
所述步骤（1）中，若炉台处于熔料工步，则需要收集熔料埚内剩料量和坩埚类型，以此来计算投料量。
4.根据权利要求2所述的用于太阳能级别N型单晶硅生产的自动报料方法，其特征在于：
所述步骤（1）中，若炉台处于断线提出/取段收尾工步，则需要收集R1段引晶埚位、取段收尾/断线提出—对应等径“最终坩埚位置”、取段收尾/断线提出—对应埚内剩料量、运行时长、已投料量、炉号、晶编和坩埚类型，以此来计算投料量。
5.根据权利要求3所述的用于太阳能级别N型单晶硅生产的自动报料方法，其特征在于：
所述步骤（2）中，若炉台处于熔料工步，则其投料量计算逻辑为：推送投料量=R1段投料量上限-埚内剩料量。
6.根据权利要求5所述的用于太阳能级别N型单晶硅生产的自动报料方法，其特征在于：
所述步骤（2）中，若炉台处于熔料工步，则其投料量判断逻辑为：推送投料量+埚内剩料量＜R1段投料量上限。
7.根据权利要求4所述的用于太阳能级别N型单晶硅生产的自动报料方法，其特征在于：
所述步骤（2）中，若炉台处于断线提出/取段收尾工步，则其投料量计算逻辑为：在埚位与投料量对照计算表内输入R1段引晶埚位、取段收尾/断线提出—对应等径“最终坩埚位置”以及36吋增加是否断线选择，即可输出对应投料量。
8.根据权利要求7所述的用于太阳能级别N型单晶硅生产的自动报料方法，其特征在于：
所述步骤（2）中，所炉台处于断线提出/取段收尾工步，则其投料量判断逻辑为：推送投料量+埚内剩料量＜投料量上限，对应投料量＜最大加料量限制。
9.根据权利要求1~8任一项所述的用于太阳能级别N型单晶硅生产的自动报料方法，其特征在于：
所述步骤（4）中，通过报表或推送至MES的模式输出投料量，备料室提供相关数据，并实时显示每段加料筒数和相关数据。
10.根据权利要求7所述的用于太阳能级别N型单晶硅生产的自动报料方法，其特征在于：
所述步骤（2）中，埚位与投料量对照计算表中，先通过埚位与液面下降算法得出加料总和H，先对H取整得到H’，若400＜H’＜410，则取数值410，反之取数值H’，再将H’与100相比，若H’≥100，则取数值H’，反之不取数值，最后将H’与坩埚类型对应的最大加料量限制值M相比，若H’＜M，则输出的对应投料量为H’，反之输出的对应投料量为M。
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2022
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