零萌说丨零点CN-8032-L在某光伏工厂单晶炉中的应用

零萌在上一期与大家一起学习了零点软协议栈通讯耦合器CN-8032-L在锂电行业中的应用。大家也纷纷告诉零萌，对我们零点协议栈通讯耦合器在锂电行业的抗干扰和稳定运行的能力，有更加直观的认识，但是也想更加深入了解零点在其他行业的应用。

那么本期零萌就继续为大家介绍我们零点CN-8032-L通讯耦合器，在光伏行业的应用吧！

单晶炉是一种在惰性气体环境中，用石墨加热器将多晶硅等多晶材料熔化，用直拉法生长无错位单晶的设备。拉晶过程是前道工艺的重要环节，影响着硅片的纯度和质量。由于工艺生产环节的特殊复杂性以及高标准要求，对于单晶炉的控制设备的稳定性、可靠性要求更苛刻。

单晶炉的生产工艺可归纳为：加料→熔化→缩颈生长→放肩生长→等径生长→尾部生长

(1) 加料：将多晶硅原料及杂质放入坩埚内，杂质的种类依电阻的N或P型而定。

(2) 熔化：将多晶硅原料置于石英埚内后，长晶炉必须关闭并抽成真空，后充入高纯稀有气体使之维持在一定压力范围内，然后打开石墨加热器电源，加热至熔化温度，将多晶硅原料熔化。

(3) 缩颈生长：当硅熔体的温度稳定之后，将籽晶慢慢浸入硅熔体中。当籽晶与硅熔体场接触时，会使籽晶产生位错，然后再将籽晶快速向上提升，使长出的籽晶的直径缩小到一定大小（4-6mm），当位错线与生长轴成一个交角，便能长出晶体表面，产生零位错的晶体。

(4) 放肩生长：长完细颈之后，须降低温度与拉速，使晶体的直径渐渐增大到所需的大小。

(5) 等径生长：长完细颈和肩部之后，通过拉速与温度的不断调整，使晶棒直径维持在正负2mm之间。

(6) 尾部生长：为了避免效应力将使得晶棒出现位错与滑移线，而将晶棒的直径慢慢缩小，直到成一尖点而与液面分开。

在整个单晶炉的控制系统中，各个环节的要求极高：

1、整个控制系统在石英坩埚外附近，长期处于50℃-60℃的高温度环境。

2、由于生产工艺的特殊性，现场存在较强的磁场效应。

3、生产环节对炉膛内温度和压力必须准确，否则该批物料将会报废。

4、拉晶提升过程中，各个传感器的数据传输必须高速、对电机驱动定位必须精准。

5、根据客户投料量，晶棒拉晶生产周期约为15天，在生产环节中控制系统必须稳定，不能出现任何异常。

因此，单晶炉的生产环节对控制系统和远程IO系统有着更高要求。

零点的软协议栈耦合器CN-8032-L经过单晶炉厂商长期严格测试，完全符合现场生产使用，目前已大批量投入现场使用。现场的控制系统选择的是西门子1500PLC搭配着两套零点的分布式IO产品CN-8032-L以及子模块。

CN-8032-L作为PN通讯模块，是零点公司运用软协议栈替代PN专用芯片的产品，响应时间在2-3ms，能在-40℃到80℃的场景下长期稳定工作。

CT-121F是数字量输入模块，在该系统中，主要传输定位，各电机状态等信号。

CT-222F是数字量输出模块，在该系统中，用于控制变频器，电机，伺服的驱动。

CT-3238是模拟量输入模块，在该控制系统中，主要用于测量炉膛压力，电流大小等信号。

CT-3168是电压输入模块，在控制系统中，主要接收电压型模拟量输入信号。

CT-3808是热电偶温度采集模块，在系统中，主要测量炉膛各部位的温度大小。

CT-4234是模拟量输出模块，在系统中，主要控制阀门开度等信号。

CT-5801是终端模块，作用是增强分布式IO从站背板通讯的稳定性。

经过了这么多期的学习，大家对我们零点的软协议栈通信耦合器和IO模块，是不是有了更加深入的了解呢？

那么本期的零萌说就到这里啦，今后零萌会带给大家更多的零点工控小知识。