国内某头部多晶硅硅料生产商，采用中科时代产品，在工智机非实时系统上部署多晶硅还原炉智控系统MesPV、在实时系统实现精细化控制模块，双域系统组合实现多晶硅还原炉的智能化闭环控制。该项目通过工智机实现MesPV、OPC Server、DCS控制系统等算控业务融合及一体化部署，优化多晶硅还原炉的生产过程，实现节能、提质、增效。

    这家头部多晶硅硅料生产商，是中国500强企业，在多晶硅领域公司高纯多晶硅年产能达30万吨，已进入国际供应链第一梯队。

前情提要

       随着边缘计算、大数据、AIOT、虚拟化等新信息技术日益成熟，流程行业正在围绕“提质、降本、增效、控险” 目标，建设高水准的智能化工厂。        还原炉作为多晶硅行业的核心装置，其生产过程具有多变量、强耦合、大滞后、过程时变、被控变量不可测、机理复杂等的特点。部分炉内关键反应状况无法实时数字化，无法通过传统建模手段建立数学模型，是行业内长期难以解决的痛点，其运行效果直接影响到企业的整体效益。目前业内仍以DCS控制为主，操作员按照经验料表定时进行物料参数下发，定期观测还原炉内情况并依据经验手动调整进料比例。造成了产品质量难统一化，生产过程难标准化，人员操作难简易化，应对事故难快速化等问题。

需求与挑战

       痛点①：依靠人工经验控制

       痛点②：生产难以保质保量       痛点③：生产成本居高不下

解决方案

    传统DCS系统在还原炉精细化控制方面存在算力不足的短板，复杂控制策略的实现以及控制系统负荷安全的保证均是难点，对于生产过程、智能操作、信息管理、数据分析、历史追溯等功能更加难以实现，需要额外引入决策性控制软件系统，以补足其在智能化和便捷化方面的短板。

    中科时代为此项目提供如下解决方案：

    提供混合IDE编程环境，将客户特定的工艺流程、业务经验算法快速封装成功能块，以便灵活调用。

    具备更高地实时性和客户关键算法的可靠性。

    基于PC技术的双域系统实现一台机器算控一体，确保生产全过程自动化进行。

    根据客户现场的工艺流程及客户对软件的操作习惯定制开发，包括控制模块及上位机软件功能。

       该系统将现场工况感知、还原炉智能优化、实时控制、生产管理等多种任务一体化融合，打造成为具备自主智能决策能力的创新型工业系统，同时核心硬件设备、底层的操作系统、智能优化算法等均为自主研发，从根本上保证了系统安全可控。

产品亮点

       基于平台提供的还原炉管理、批次管理、曲线查看、控制参数及下发等功能，实时判断炉内反应情况，识别炉内雾化状态，动态调整H2、TCS、电流、电压等SV值，避免严重雾化、缺相等情况的发生。同时降低电单耗2-4 kWh/kgSi，为多晶硅的生产节约大量成本，按照40对棒还原炉计算每个批次可节约26000-52000度电。部署MesPV多晶硅还原炉优化控制系统，结果相较传统的控制方式还原炉达到电单耗≤42kWh/kgSi，且沉积速率≥125kg/h，致密料比例≥65%。助力企业提质、降本、增效、控险。

    中科时代基于PC的控制系统，可显著减少多晶硅还原炉的生产成本。作为一个开放、灵活的自动化解决方案，可用于多晶硅行业的所有领域。中科时代在多晶硅行业提供的产品包括各种工业PC、EtherCAT I/O端子模块和现场总线组件、驱动技术、CODESYS自动化软件以及视觉解决方案，它们可组合形成一个可扩展的模块化控制解决方案，为不断更新迭代的多晶硅与技术提供强大的自动化/数字化赋能手段。