專利名稱：多晶硅高壓啟動電源控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是多晶硅高壓啟動電源系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，而高壓啟動電源系統(tǒng)是多晶硅電源控制系統(tǒng)的重要組成部分之一。
背景技術(shù)：
硅是信息產(chǎn)業(yè)和新能源太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的重要原材料，而多晶硅是單晶硅的唯一的重要原料。多晶硅的生產(chǎn)エ藝要求很高，所以其控制電源的設(shè)計是非常重要的。多晶硅生產(chǎn)的電氣控制流程是采用高壓啟動電源對硅芯高壓擊穿，等到硅芯擊穿并維持電流ー段時間后，停止高壓擊穿電源并切換到還原電源，從而進入硅芯還原生長階段。而高壓啟動電源控制系統(tǒng)是高壓啟動電源的核心部分。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明利用控制策略對高壓電源進行限壓、恒流控制，提供了一種控制功能精準、控制接ロ豐富、人機界面友好、集成度高的多晶硅高壓啟動電源控制系統(tǒng)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是本系統(tǒng)有3個組成部分高壓啟動控制裝置、高壓啟動本體裝置和觸摸屏液晶顯示器。其特征在于觸摸屏液晶顯示器具有以太網(wǎng)口和串ロ，通過該通信接ロ與高壓啟動控制裝置連接，可以進行控制參數(shù)設(shè)置和采集數(shù)據(jù)的顯示；高壓啟動本體裝置發(fā)出控制信號可以控制高壓啟動本體裝置中晶閘管的導(dǎo)通角，從而控制主回路電壓和電流。高壓啟動控制裝置包括主板、電源板、控制輸入輸出板、模擬量輸出板、信號采集板和母線板。其特征在于信號采集板、模擬量輸出板和控制輸入輸出板通過母線板與主板連接；對外有交流模擬量電壓電流輸入端子、直流電壓電流輸入端子、晶閘管觸發(fā)信號輸出端子、繼電器輸出端子、開入量輸入端子、PR0FIBUS通信接ロ、RS232接ロ、RS485接ロ、以太網(wǎng)接口和電源端子。高壓啟動本體裝置包括晶閘管模塊、散熱器、晶閘管保護電路板和散熱風扇。上述的高壓啟動控制裝置，其進ー步特征在于所述主板由ARM9處理器、FPGA、以太網(wǎng)控制器、存儲器、繼電器、采樣電路、過零檢測電路和通信接ロ電路組成；所述電源板是由雙供電電源組成；所述控制輸入輸出板由CPLD、直流電流采集電路、直流電壓采集電路、晶閘管脈沖生成和驅(qū)動電路、開入量采集電路、繼電器控制電路和PR0FIBUS通信電路組成；所述模擬量輸出板由CPLD、DA和隔離電路組成；所述信號采集板由電流變換器和電壓變換器組成。上述的高壓啟動控制裝置，其更進ー步特征在于，輸入電源兼容220VAC和380VAC ;具備18路AD采樣通道；晶閘管脈沖輸出采用變壓器隔離。本發(fā)明的有益效果多晶硅高壓啟動電源控制系統(tǒng)配備觸摸屏顯示器，人機界面友好，提供全中文顯示界面和簡捷的可視化操作，可以進行控制參數(shù)、裝置參數(shù)設(shè)置和采集量的顯示，便于用戶實時查看系統(tǒng)運行狀態(tài)和在系統(tǒng)檢修時方便調(diào)試系統(tǒng)；具備模擬量輸入接ロ、PROFIBUS通信接ロ，可靈活選擇與DCS控制系統(tǒng)的控制接ロ方式；具備模擬量輸出接ロ直接與PLC連接，可以節(jié)省變送器，提高電源系統(tǒng)電壓電流的采樣精度，從而提高控制精度；高壓啟動控制裝置、高壓啟動本體裝置和觸摸屏液晶顯示器分散安裝有利于用戶選擇合理的安裝方式；合理高效的控制策略有利于提高控制速度，提高生產(chǎn)效率。

圖I ー圖3是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)框圖。圖I是系統(tǒng)連接圖，圖2是高壓啟動控制裝置結(jié)構(gòu)框圖，圖3是高壓啟動本體裝置結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
以下通過具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進ー步的說明。多晶硅高壓啟動電源控制系統(tǒng)由高壓啟動控制裝置、高壓啟動本體裝置和觸摸屏液晶顯示器組成。 如圖I所示，為本發(fā)明實施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。觸摸屏液晶顯示器通過串ロ或以太網(wǎng)口和高壓啟動控制裝置相連，通過顯示器可以查看高壓啟動控制裝置采集的電源電壓、電流值、DCS控制系統(tǒng)傳送過來的作為設(shè)定值的直流電壓、電流值、開入量狀態(tài)、裝置運行狀態(tài)，也可以設(shè)置控制策略參數(shù)、調(diào)試參數(shù)和裝置硬件參數(shù)，也可以代替DCS的大部分功能進行系統(tǒng)調(diào)試。高壓啟動控制裝置通過控制線與高壓啟動本體裝置相連，主要發(fā)送晶閘管的觸發(fā)脈沖，進行電源電壓和電流的控制，同時也控制散熱風扇的運轉(zhuǎn)以保證晶閘管正常運行。如圖2所示，為本發(fā)明實施例的高壓啟動控制裝置結(jié)構(gòu)框圖。多晶硅電源的電壓和電流在裝置外經(jīng)過一次傳感器轉(zhuǎn)換成標準信號，然后進入裝置信號采集板的電壓、電流變換器轉(zhuǎn)變?yōu)槿蹼娦盘?，?jīng)過調(diào)理電路后進入AD進行采樣，AD采樣由FPGA控制；同時電壓信號經(jīng)過過零檢測電路輸出方波后也進入FPGA。ARM9從FPGA取得數(shù)據(jù)后進行運算獲得當前的電壓電流值，同時與設(shè)定值進行比較，采用高效先進的控制策略生成晶閘管控制角度，與過零檢測方波比較，輸出控制脈沖給FPGA，然后傳送給CPLD，再經(jīng)過放大隔離后輸出裝置。電壓電流設(shè)定值可通過4 一 20mA電流或0-5V電壓模擬量輸入，也可以通過PROFIBUS通信方式獲得。開入量主要是電源控制系統(tǒng)的啟動信號，開出量是散熱風扇的控制信號、裝置告警信號和電源故障的切除信號。裝置采集的電源電壓和電流量可以通過模擬量輸出模塊輸出4 一 20mA給DCS，而不必再安裝變送器，提高了采集精度，節(jié)省了成本。該裝置有2路RS485接ロ、I路RS232接口和I路以太網(wǎng)接ロ。RS485和以太網(wǎng)ロ用來和液晶顯示器通信，RS232用來做調(diào)試。如圖3所示，為本發(fā)明實施例的高壓啟動本體裝置結(jié)構(gòu)框圖。晶閘管接收來自高壓啟動控制裝置的觸發(fā)信號，對多晶硅電源電壓、電流進行控制。由于電流較大，晶閘管發(fā)熱升溫，為了降低溫升，晶閘管安裝散熱器和風扇。晶閘管關(guān)斷過程中會產(chǎn)生過電壓，為了保護晶閘管不損壞，晶閘管兩端安裝了保護電路。雖然本發(fā)明已以較佳實施例公開如上，但實施例和附圖并不是用來限定本發(fā)明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，自當可作各種變化或潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當以本申請的權(quán)利要求保護范圍所界定的為 準。
權(quán)利要求1.ー種多晶硅高壓啟動電源控制系統(tǒng)，其特征在于，它由高壓啟動控制裝置、高壓啟動本體裝置和觸摸屏液晶顯示器組成；所述觸摸屏液晶顯示器具有以太網(wǎng)口和串ロ，通過該通信接ロ與所述高壓啟動控制裝置連接，進行控制參數(shù)設(shè)置和采集數(shù)據(jù)的顯示；所述高壓啟動本體裝置發(fā)出控制信號控制所述高壓啟動本體裝置中晶閘管的導(dǎo)通角，從而控制主回路電壓和電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多晶硅高壓啟動電源控制系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓啟動控制裝置包括主板、電源板、控制輸入輸出板、模擬量輸出板、信號采集板和母線板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多晶硅高壓啟動電源控制系統(tǒng)，其特征在于，所述信號采集板、模擬量輸出板和控制輸入輸出板通過母線板與所述主板連接；所述高壓啟動控制裝置對外有交流模擬量電壓電流輸入端子、直流電壓電流輸入端子、晶閘管觸發(fā)信號輸出端子、繼電器輸出端子、開入量輸入端子、PROFIBUS通信接ロ、RS232接ロ、RS485接ロ、以太網(wǎng)接口和電源端子。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的多晶硅高壓啟動電源控制系統(tǒng)，其特征在于，所述主板由ARM9處理器、FPGA、以太網(wǎng)控制器、存儲器、繼電器、采樣電路、過零檢測電路和通信接ロ電路組成；所述電源板是由雙供電電源組成；所述控制輸入輸出板由CPLD、直流電流采集電路、直流電壓采集電路、晶閘管脈沖生成和驅(qū)動電路、開入量采集電路、繼電器控制電路和PROFIBUS通信電路組成；所述模擬量輸出板由CPLD、DA和隔離電路組成；所述信號采集板由電流變換器和電壓變換器組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多晶硅高壓啟動電源控制系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓啟動控制裝置，輸入電源兼容220VAC和380VAC ;具備18路AD采樣通道；晶閘管脈沖輸出采用變壓器隔離。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多晶硅高壓啟動電源控制系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓啟動本體裝置包括晶閘管模塊、散熱器、晶閘管保護電路板和散熱風扇。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多晶硅高壓啟動電源控制系統(tǒng)，其特征在于，它還具備模擬量輸入接ロ、PR0FIBUS通信接ロ，可靈活選擇與DCS控制系統(tǒng)的控制接ロ方式；它還具備模擬量輸出接ロ直接與PLC連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多晶硅高壓啟動電源控制系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓啟動控制裝置、高壓啟動本體裝置和觸摸屏液晶顯示器分散安裝。
專利摘要本實用新型公開了一種多晶硅高壓啟動電源控制系統(tǒng)，由高壓啟動控制裝置、高壓啟動本體裝置和觸摸屏液晶顯示器組成。高壓啟動控制裝置包括主板、電源板、控制輸入輸出板、模擬量輸出板、信號采集板和母線板。高壓啟動本體裝置包括晶閘管模塊、散熱器、晶閘管保護電路板和散熱風扇。系統(tǒng)配備觸摸屏顯示器，人機界面友好，提供全中文顯示界面和簡捷的可視化操作,可以進行控制參數(shù)、裝置參數(shù)設(shè)置和采集量的顯示，便于用戶實時查看系統(tǒng)運行狀態(tài)和在系統(tǒng)檢修時方便調(diào)試系統(tǒng)。本實用新型的高壓啟動控制裝置、高壓啟動本體裝置和觸摸屏液晶顯示器分散安裝有利于用戶選擇合理的安裝方式；合理高效的控制策略有利于提高控制速度，提高生產(chǎn)效率。
文檔編號G05B19/04GK202404396SQ201120572120
公開日2012年8月29日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者萬尚軍, 張杭 申請人:南京因泰萊電器股份有限公司