一种单晶炉自动加料及加料过程预警的方法

技术领域

本发明涉及单晶硅制造技术领域，更具体地说，本发明涉及一种单晶炉自动加料及加料过程预警的方法。

背景技术

随着光伏产业的迅速发展，单晶硅的生产方式发生了很大变化，单晶硅生产正逐步向全过程自动化靠拢，最新的自动加料需要使用相机捕捉加料后底碗，步骤相对复杂。

现有公开文献中，专利公开号CN113050552A的专利公开了一种基于单晶炉的集中控制系统及控制方法，该专利通过设有的工控端实现对单晶炉的远程控制，从而不需要到炉台前进行操作；通过客户端，实现多个炉台同时进行操作，实现集中控制，在降低操作人员工作强度的同时，也提高了工作效率；利用服务端将工控端的数据整合，有效的将数据统计成需求数据，为生产提高提供数据支持；但是该专利还存在如下缺陷；

上述自动加料完全依靠于相机视觉控制系统检测，检测料筒底碗是否露出，检测有无异常，依靠相机对图像的捕捉来完成自动加料，对相机、计算机的性能要求较高，缺少完善的报警提示，单晶炉加料需要将水冷屏升至上限位，以保障安全，但水冷屏升至上限后，对视觉控制系统又遮挡，需要调整视觉控制器位置或新增视觉控制器，改动较大，增加成本。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供一种单晶炉自动加料及加料过程预警的方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种单晶炉自动加料方法，包括具体步骤如下：

S1、加料数据储存，在PLC控制器上预先记录定固定上轴计长，分段下降上轴行程，下降时间与停留时间，以及重量比对差值，提前写入的参数记录5-10次，校对完毕的参数储存记载；

S2、靠近加料，操作人员将加料装置挂至挂壁后，启动料筒旋回工步，上轴自动上升至设定高度80-120cm，带动挂壁、加料装置上升到60-110cm，坩埚开始自动下降，降至参数设定埚位30-40cm，启动料筒旋回工步，PLC控制器自动对比设定剩料量与实际原料重量，向设定的埚位靠近距离为10-20cm；

S3、距离传感核对，检查上轴上升距离，以及传感挂壁、加料装置上升距离，埚位距离，埚位靠近距离，通过PLC控制器判断校对偏差是否合格，当数据偏差在1-3cm范围时，则核对合格，当数据偏差大于3cm则判断为不合格；

S4、压力差值开阀，PLC控制器启动料筒旋回工步后，自动旋回副室，触碰到副室关限位后下降，与阀仓紧密对接，PLC控制器检测副室降到位后开启副室净化，使副室与主室保持相同压力为4-6MPa，通过压力传感器核对压力数值5-10次，对比副真空压力低于主室真空压力后，旋摆阀打开；

S5、精确加料，晶炉视觉控制对单晶炉中的固体硅料和液体硅熔料进行固液比识别，当固液比达到视觉检测设定值1：1.85时，单晶炉PLC控制器启动上轴下降，自动下降加料装置到5-10cm,设置固定上轴记长，上轴按照记长调整行程位置为10-20cm处，按照给定5cm/S下降加料装置，打开加料装置口阀门下排单晶原料。

优选地，所述S1中PLC控制器数字模拟5-10次校对参数，每次校对参数间隔时间为10-30S，校对现需要2-5名工作人员编辑校对，校对后签上各自姓名，所述S1中PLC控制器写入程序时创建一个新的PLC程序，在这个程序中首先设定一个固定上轴计长，然后用一个脉冲或者一个状态去触发行程的下降，在下降的过程中，使用计时器开始计时，记录下降的时间，当到达预定位置时，停止计时，使用比较器将实际重量与预设重量进行比较，得到差值，且PLC控制器数量设为两个，其中一个PLC控制器为备份使用。

优选地，所述S4中副室与主室比较压力时，在主室和副室分别安装一个压力传感器，将两个压力传感器通过无线网络连接到一个控制器上，在控制器上设定主室和副室的目标压力值，调节主室和副室的进气和排气口来改变室内压力，调整主室和副室的通风口大小面积为相同，控制器持续监视主室和副室的压力传感器读数，当副室与主室压力差超过预定阈值时，控制器会显示具体压力比较数值，每次比较需要5-10次，两个压力传感器型号保持相同。

一种加料过程预警方法，该方法包括以下步骤：

A1、区间一阶段预警，在单晶炉自动加料过程中，固定上轴记长降到固定值10后，调整下降速度，使加料装置缓慢继续下降，当PLC控制器检测到料筒重量值发生变化，判定料筒已到预定加料位置，PLC控制器检测下降位置至降低下降速度位置为下降区间1，区间1加料装置底部在加料法兰上方，区间1内如重量波动偏差大于5-6kg，提示报警，人员对料装置进行检查，防止加料装置晃动，卡在副室观察窗台；

A2、观察窗台清理，工作人员2-5名达到观察窗台位置，利用长为50-80cm长的碳纤维棒推动加料装置底部，加料装置底部直到与加料法兰中部对齐停止推动；

A3、区间二阶段预警，定义降低下降速度位置至预定加料位置为下降区间2，区间2为加料装置穿过加料法兰，加料装置偏，未与加料法兰对中，则提示报警，防止加料装置卡在加料法兰上；

A4、加料法兰清理，工作人员2-5名利用90-120cm长的碳纤维棒端部接触加料装置底部，加料装置底部与加料法兰对中时，则停止推动加料装置底部；

A5、预警处理，上轴行程到记长位置，PLC控制器判定上轴此时重量，低于加料装置的重量，则判定加料完成，上轴自动提升，旋出加料装置，上轴行程已到指定位置，PLC控制器检测加料装置重量依旧大于加料装置重量，则判定加料未完成，发出报警信号，工作人员2-5名进行处理，直到上轴此时重量，低于加料装置的重量，则加料预警完成。

优选地，所述A1中料筒重量值变化检测时，在料筒上安装一个称重传感器，称重传感器将料筒的重量信号转换为电信号，并将电信号传输到PLC控制器上，在PLC控制器的输入模块上连接称重传感器的信号线，在PLC控制器的程序中编写逻辑，以监测称重传感器的信号，称重传感器的信号发生变化时，PLC控制器会检测到该变化并触发相应的动作，在界面上实时显示料筒的重量值，料筒的重量值发生变化时，上位机设备实时更新显示，同时也记录料筒的重量变化历史记录，所述A1中提示报警主要通过远程声光报警器与网络平台与连接，连接网速为2-5M/S，远程声光报警器数量为3-5台，相邻两个远程声光报警器之间距离为10-30cm，所述A1中检查观察副室检查顺序为观察窗台是否有加料装置的卡槽，则检查卡槽内是否有杂物或尘土，检查加料装置的电机是否正常工作，检查电机电源是否正常，电机不转，则检查电机接线是否正确，检查加料装置的连接杆是否松动或断裂，连接杆有问题，则重新安装连接杆，检查副室观察窗台的限位开关是否正常工作，限位开关出现问题，则调整限位开关的位置，检查2-5次。

优选地，所述A4中在加料装置底部安装一个距离传感器，距离传感器测量加料装置底部到加料法兰中部的距离，并将距离信号转换为电信号传输到PLC控制器上，在PLC控制器的程序中编写逻辑，以监测距离传感器的信号，当距离传感器的信号发生变化时，PLC控制器会检测到该变化并计算出加料装置底部与加料法兰中部的距离，根据计算出的距离，通过PLC控制器控制加料装置的升降机构，调整加料装置的高度，以实现加料装置底部与加料法兰中部的对齐检测，所述A4中碳纤维棒需要浸泡在耐热漆液中10-20min，耐热漆液通过有机硅树脂液5-15份、锐钛矿型钛白粉10-20份、群青2-8份、三氧化二铬1.5-3份、高岭土1.5-4份混合搅拌30-40min成型，沉淀5-15min后通入氦气密封保存，氦气压力控制在50-60Pa。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明在PLC控制器上预先记录定固定上轴计长，分段下降上轴行程，下降时间与停留时间，以及重量比对差值，操作人员将加料装置挂至挂壁后，启动料筒旋回工步，上轴自动上升至设定高度，料筒旋回工步，PLC控制器自动对比设定剩料量与实际原料重量，通过PLC控制器判断校对偏差是否合格，当数据偏差范围，则核对合格，自动旋回副室，触碰到副室关限位后下降，与阀仓紧密对接，PLC控制器检测副室降到位后开启副室净化，使副室与主室保持相同压力，当固液比达到视觉检测设定值1：1.85时，单晶炉PLC控制器启动上轴下降进行加料，在进行单晶炉自动加料过程中降低加料异常事故率，避免改动较大，缩减生产成本；

2、本发明采用单晶炉自动加料过程中，固定上轴记长降到固定值10后，调整下降速度，使加料装置缓慢继续下降，当PLC控制器检测到料筒重量值发生变化，判定料筒已到预定加料位置，区间1加料装置底部在加料法兰上方，区间1内如重量波动偏差大于5kg，提示报警，区间2为加料装置穿过加料法兰，加料装置偏，未与加料法兰对中，则提示报警，防止加料装置卡在加料法兰上，能够避免加料产生偏移，及时对多个区间进行精确报警提示加料，加料工时的损耗率大幅度降低，节约生产成本；

3、本发明利用上轴行程到记长位置，PLC控制器判定上轴此时重量，低于加料装置的重量，则判定加料完成，旋出加料装置，上轴行程已到指定位置，PLC控制器检测加料装置重量依旧大于加料装置重量，则判定加料未完成，发出报警信号，直到上轴此时重量，低于加料装置的重量，PLC控制器会检测到该变化并计算出加料装置底部与加料法兰中部的距离，PLC控制器控制加料装置的升降机构，调整加料装置的高度，以实现加料装置底部与加料法兰中部的对齐检测，确保加料时处于对齐操作，加料精确性有效提升，加料异常率大幅度降低；

通过上述多个作用的相互影响，首先利用PLC控制器检测副室降到位后开启副室净化，使副室与主室保持相同压力，当固液比达到视觉检测设定值1：1.85时，单晶炉PLC控制器启动上轴下降进行加料，再利用区间1加料装置底部在加料法兰上方，区间1内如重量波动偏差大于5kg，提示报警，区间2为加料装置穿过加料法兰，加料装置偏，未与加料法兰对中，则提示报警，最后利用上轴行程已到指定位置，PLC控制器检测加料装置重量依旧大于加料装置重量，则判定加料未完成，发出报警信号，直到上轴此时重量，低于加料装置的重量，PLC控制器会检测到该变化并计算出加料装置底部与加料法兰中部的距离，实现对齐，综上能够降低单晶炉加料异常事故率，生产成本大幅度降低。

附图说明

图1为本发明的一种单晶炉自动加料方法流程示意图。

图2为本发明的一种加料过程预警方法流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如附图1-2所示，一种单晶炉自动加料及加料过程预警的方法，得出以下三组实施例。

实施例1：

一种单晶炉自动加料方法，包括具体步骤如下：

S1、加料数据储存，在PLC控制器上预先记录定固定上轴计长，分段下降上轴行程，下降时间与停留时间，以及重量比对差值，PLC控制器写入程序时创建一个新的PLC程序，在这个程序中首先设定一个固定上轴计长，然后用一个脉冲或者一个状态去触发行程的下降，在下降的过程中，使用计时器开始计时，记录下降的时间，当到达预定位置时，停止计时，使用比较器将实际重量与预设重量进行比较，得到差值，且PLC控制器数量设为两个，其中一个PLC控制器为备份使用，提前写入的参数记录5次，PLC控制器数字模拟5次校对参数，每次校对参数间隔时间为10S，校对现需要2名工作人员编辑校对，校对后签上各自姓名，校对完毕的参数储存记载；

S2、靠近加料，操作人员将加料装置挂至挂壁后，启动料筒旋回工步，上轴自动上升至设定高度80cm，带动挂壁、加料装置上升到60cm，坩埚开始自动下降，降至参数设定埚位30cm，启动料筒旋回工步，PLC控制器自动对比设定剩料量与实际原料重量，向设定的埚位靠近距离为10cm；

S3、距离传感核对，检查上轴上升距离，以及传感挂壁、加料装置上升距离，埚位距离，埚位靠近距离，通过PLC控制器判断校对偏差是否合格，当数据偏差在1cm范围时，则核对合格，当数据偏差大于3cm则判断为不合格；

S4、压力差值开阀，PLC控制器启动料筒旋回工步后，自动旋回副室，触碰到副室关限位后下降，与阀仓紧密对接，PLC控制器检测副室降到位后开启副室净化，使副室与主室保持相同压力为4MPa，通过压力传感器核对压力数值5次，副室与主室比较压力时，在主室和副室分别安装一个压力传感器，将两个压力传感器通过无线网络连接到一个控制器上，在控制器上设定主室和副室的目标压力值，调节主室和副室的进气和排气口来改变室内压力，调整主室和副室的通风口大小面积为相同，控制器持续监视主室和副室的压力传感器读数，当副室与主室压力差超过预定阈值时，控制器会显示具体压力比较数值，每次比较需要5次，两个压力传感器型号保持相同，对比副真空压力低于主室真空压力后，旋摆阀打开；

S5、精确加料，晶炉视觉控制对单晶炉中的固体硅料和液体硅熔料进行固液比识别，当固液比达到视觉检测设定值1：1.85时，单晶炉PLC控制器启动上轴下降，自动下降加料装置到5cm,设置固定上轴记长，上轴按照记长调整行程位置为10cm处，按照给定5cm/S下降加料装置，打开加料装置口阀门下排单晶原料。

一种加料过程预警方法，该方法包括以下步骤：

A1、区间一阶段预警，在单晶炉自动加料过程中，固定上轴记长降到固定值10后，调整下降速度，使加料装置缓慢继续下降，当PLC控制器检测到料筒重量值发生变化，料筒重量值变化检测时，在料筒上安装一个称重传感器，称重传感器将料筒的重量信号转换为电信号，并将电信号传输到PLC控制器上，在PLC控制器的输入模块上连接称重传感器的信号线，在PLC控制器的程序中编写逻辑，以监测称重传感器的信号，称重传感器的信号发生变化时，PLC控制器会检测到该变化并触发相应的动作，在界面上实时显示料筒的重量值，料筒的重量值发生变化时，上位机设备实时更新显示，同时也记录料筒的重量变化历史记录，判定料筒已到预定加料位置，PLC控制器检测下降位置至降低下降速度位置为下降区间1，区间1加料装置底部在加料法兰上方，区间1内如重量波动偏差大于5kg，提示报警，提示报警主要通过远程声光报警器与网络平台与连接，连接网速为2M/S，远程声光报警器数量为3台，相邻两个远程声光报警器之间距离为10cm，人员对料装置进行检查，检查观察副室检查顺序为观察窗台是否有加料装置的卡槽，则检查卡槽内是否有杂物或尘土，检查加料装置的电机是否正常工作，检查电机电源是否正常，电机不转，则检查电机接线是否正确，检查加料装置的连接杆是否松动或断裂，连接杆有问题，则重新安装连接杆，检查副室观察窗台的限位开关是否正常工作，限位开关出现问题，则调整限位开关的位置，检查2次，防止加料装置晃动，卡在副室观察窗台；

A2、观察窗台清理，工作人员2名达到观察窗台位置，利用长为50cm长的碳纤维棒推动加料装置底部，加料装置底部直到与加料法兰中部对齐停止推动；

A3、区间二阶段预警，定义降低下降速度位置至预定加料位置为下降区间2，区间2为加料装置穿过加料法兰，加料装置偏，未与加料法兰对中，则提示报警，防止加料装置卡在加料法兰上；

A4、加料法兰清理，工作人员2名利用90cm长的碳纤维棒端部接触加料装置底部，碳纤维棒需要浸泡在耐热漆液中10min，耐热漆液通过有机硅树脂液8份、锐钛矿型钛白粉10份、群青2份、三氧化二铬1.5份、高岭土1.5份混合搅拌30min成型，沉淀8min后通入氦气密封保存，氦气压力控制在50Pa，加料装置底部与加料法兰对中时，在加料装置底部安装一个距离传感器，距离传感器测量加料装置底部到加料法兰中部的距离，并将距离信号转换为电信号传输到PLC控制器上，在PLC控制器的程序中编写逻辑，以监测距离传感器的信号，当距离传感器的信号发生变化时，PLC控制器会检测到该变化并计算出加料装置底部与加料法兰中部的距离，根据计算出的距离，通过PLC控制器控制加料装置的升降机构，调整加料装置的高度，以实现加料装置底部与加料法兰中部的对齐检测，则停止推动加料装置底部；

A5、预警处理，上轴行程到记长位置，PLC控制器判定上轴此时重量，低于加料装置的重量，则判定加料完成，上轴自动提升，旋出加料装置，上轴行程已到指定位置，PLC控制器检测加料装置重量依旧大于加料装置重量，则判定加料未完成，发出报警信号，工作人员2名进行处理，直到上轴此时重量，低于加料装置的重量，则加料预警完成。

实施例2：

一种单晶炉自动加料方法，包括具体步骤如下：

S1、加料数据储存，在PLC控制器上预先记录定固定上轴计长，分段下降上轴行程，下降时间与停留时间，以及重量比对差值，PLC控制器写入程序时创建一个新的PLC程序，在这个程序中首先设定一个固定上轴计长，然后用一个脉冲或者一个状态去触发行程的下降，在下降的过程中，使用计时器开始计时，记录下降的时间，当到达预定位置时，停止计时，使用比较器将实际重量与预设重量进行比较，得到差值，且PLC控制器数量设为两个，其中一个PLC控制器为备份使用，提前写入的参数记录8次，PLC控制器数字模拟8次校对参数，每次校对参数间隔时间为15S，校对现需要3名工作人员编辑校对，校对后签上各自姓名，校对完毕的参数储存记载；

S2、靠近加料，操作人员将加料装置挂至挂壁后，启动料筒旋回工步，上轴自动上升至设定高度90cm，带动挂壁、加料装置上升到70cm，坩埚开始自动下降，降至参数设定埚位35cm，启动料筒旋回工步，PLC控制器自动对比设定剩料量与实际原料重量，向设定的埚位靠近距离为15cm；

S3、距离传感核对，检查上轴上升距离，以及传感挂壁、加料装置上升距离，埚位距离，埚位靠近距离，通过PLC控制器判断校对偏差是否合格，当数据偏差在2cm范围时，则核对合格，当数据偏差大于3cm则判断为不合格；

S4、压力差值开阀，PLC控制器启动料筒旋回工步后，自动旋回副室，触碰到副室关限位后下降，与阀仓紧密对接，PLC控制器检测副室降到位后开启副室净化，使副室与主室保持相同压力为5MPa，通过压力传感器核对压力数值8次，副室与主室比较压力时，在主室和副室分别安装一个压力传感器，将两个压力传感器通过无线网络连接到一个控制器上，在控制器上设定主室和副室的目标压力值，调节主室和副室的进气和排气口来改变室内压力，调整主室和副室的通风口大小面积为相同，控制器持续监视主室和副室的压力传感器读数，当副室与主室压力差超过预定阈值时，控制器会显示具体压力比较数值，每次比较需要8次，两个压力传感器型号保持相同，对比副真空压力低于主室真空压力后，旋摆阀打开；

S5、精确加料，晶炉视觉控制对单晶炉中的固体硅料和液体硅熔料进行固液比识别，当固液比达到视觉检测设定值1：1.85时，单晶炉PLC控制器启动上轴下降，自动下降加料装置到8cm,设置固定上轴记长，上轴按照记长调整行程位置为15cm处，按照给定5cm/S下降加料装置，打开加料装置口阀门下排单晶原料。

一种加料过程预警方法，该方法包括以下步骤：

A1、区间一阶段预警，在单晶炉自动加料过程中，固定上轴记长降到固定值10后，调整下降速度，使加料装置缓慢继续下降，当PLC控制器检测到料筒重量值发生变化，料筒重量值变化检测时，在料筒上安装一个称重传感器，称重传感器将料筒的重量信号转换为电信号，并将电信号传输到PLC控制器上，在PLC控制器的输入模块上连接称重传感器的信号线，在PLC控制器的程序中编写逻辑，以监测称重传感器的信号，称重传感器的信号发生变化时，PLC控制器会检测到该变化并触发相应的动作，在界面上实时显示料筒的重量值，料筒的重量值发生变化时，上位机设备实时更新显示，同时也记录料筒的重量变化历史记录，判定料筒已到预定加料位置，PLC控制器检测下降位置至降低下降速度位置为下降区间1，区间1加料装置底部在加料法兰上方，区间1内如重量波动偏差大于5.5kg，提示报警，提示报警主要通过远程声光报警器与网络平台与连接，连接网速为4M/S，远程声光报警器数量为4台，相邻两个远程声光报警器之间距离为20cm，人员对料装置进行检查，检查观察副室检查顺序为观察窗台是否有加料装置的卡槽，则检查卡槽内是否有杂物或尘土，检查加料装置的电机是否正常工作，检查电机电源是否正常，电机不转，则检查电机接线是否正确，检查加料装置的连接杆是否松动或断裂，连接杆有问题，则重新安装连接杆，检查副室观察窗台的限位开关是否正常工作，限位开关出现问题，则调整限位开关的位置，检查4次，防止加料装置晃动，卡在副室观察窗台；

A2、观察窗台清理，工作人员4名达到观察窗台位置，利用长为60cm长的碳纤维棒推动加料装置底部，加料装置底部直到与加料法兰中部对齐停止推动；

A3、区间二阶段预警，定义降低下降速度位置至预定加料位置为下降区间2，区间2为加料装置穿过加料法兰，加料装置偏，未与加料法兰对中，则提示报警，防止加料装置卡在加料法兰上；

A4、加料法兰清理，工作人员4名利用100cm长的碳纤维棒端部接触加料装置底部，碳纤维棒需要浸泡在耐热漆液中15min，耐热漆液通过有机硅树脂液10份、锐钛矿型钛白粉15份、群青6份、三氧化二铬2份、高岭土3份混合搅拌35min成型，沉淀10min后通入氦气密封保存，氦气压力控制在55Pa，加料装置底部与加料法兰对中时，在加料装置底部安装一个距离传感器，距离传感器测量加料装置底部到加料法兰中部的距离，并将距离信号转换为电信号传输到PLC控制器上，在PLC控制器的程序中编写逻辑，以监测距离传感器的信号，当距离传感器的信号发生变化时，PLC控制器会检测到该变化并计算出加料装置底部与加料法兰中部的距离，根据计算出的距离，通过PLC控制器控制加料装置的升降机构，调整加料装置的高度，以实现加料装置底部与加料法兰中部的对齐检测，则停止推动加料装置底部；

A5、预警处理，上轴行程到记长位置，PLC控制器判定上轴此时重量，低于加料装置的重量，则判定加料完成，上轴自动提升，旋出加料装置，上轴行程已到指定位置，PLC控制器检测加料装置重量依旧大于加料装置重量，则判定加料未完成，发出报警信号，工作人员4名进行处理，直到上轴此时重量，低于加料装置的重量，则加料预警完成。

实施例3：

一种单晶炉自动加料方法，包括具体步骤如下：

S1、加料数据储存，在PLC控制器上预先记录定固定上轴计长，分段下降上轴行程，下降时间与停留时间，以及重量比对差值，PLC控制器写入程序时创建一个新的PLC程序，在这个程序中首先设定一个固定上轴计长，然后用一个脉冲或者一个状态去触发行程的下降，在下降的过程中，使用计时器开始计时，记录下降的时间，当到达预定位置时，停止计时，使用比较器将实际重量与预设重量进行比较，得到差值，且PLC控制器数量设为两个，其中一个PLC控制器为备份使用，提前写入的参数记录10次，PLC控制器数字模拟10次校对参数，每次校对参数间隔时间为30S，校对现需要5名工作人员编辑校对，校对后签上各自姓名，校对完毕的参数储存记载；

S2、靠近加料，操作人员将加料装置挂至挂壁后，启动料筒旋回工步，上轴自动上升至设定高度120cm，带动挂壁、加料装置上升到110cm，坩埚开始自动下降，降至参数设定埚位40cm，启动料筒旋回工步，PLC控制器自动对比设定剩料量与实际原料重量，向设定的埚位靠近距离为20cm；

S3、距离传感核对，检查上轴上升距离，以及传感挂壁、加料装置上升距离，埚位距离，埚位靠近距离，通过PLC控制器判断校对偏差是否合格，当数据偏差在3cm范围时，则核对合格，当数据偏差大于3cm则判断为不合格；

S4、压力差值开阀，PLC控制器启动料筒旋回工步后，自动旋回副室，触碰到副室关限位后下降，与阀仓紧密对接，PLC控制器检测副室降到位后开启副室净化，使副室与主室保持相同压力为6MPa，通过压力传感器核对压力数值10次，副室与主室比较压力时，在主室和副室分别安装一个压力传感器，将两个压力传感器通过无线网络连接到一个控制器上，在控制器上设定主室和副室的目标压力值，调节主室和副室的进气和排气口来改变室内压力，调整主室和副室的通风口大小面积为相同，控制器持续监视主室和副室的压力传感器读数，当副室与主室压力差超过预定阈值时，控制器会显示具体压力比较数值，每次比较需要10次，两个压力传感器型号保持相同，对比副真空压力低于主室真空压力后，旋摆阀打开；

S5、精确加料，晶炉视觉控制对单晶炉中的固体硅料和液体硅熔料进行固液比识别，当固液比达到视觉检测设定值1：1.85时，单晶炉PLC控制器启动上轴下降，自动下降加料装置到10cm,设置固定上轴记长，上轴按照记长调整行程位置为20cm处，按照给定5cm/S下降加料装置，打开加料装置口阀门下排单晶原料。

一种加料过程预警方法，该方法包括以下步骤：

A1、区间一阶段预警，在单晶炉自动加料过程中，固定上轴记长降到固定值10后，调整下降速度，使加料装置缓慢继续下降，当PLC控制器检测到料筒重量值发生变化，料筒重量值变化检测时，在料筒上安装一个称重传感器，称重传感器将料筒的重量信号转换为电信号，并将电信号传输到PLC控制器上，在PLC控制器的输入模块上连接称重传感器的信号线，在PLC控制器的程序中编写逻辑，以监测称重传感器的信号，称重传感器的信号发生变化时，PLC控制器会检测到该变化并触发相应的动作，在界面上实时显示料筒的重量值，料筒的重量值发生变化时，上位机设备实时更新显示，同时也记录料筒的重量变化历史记录，判定料筒已到预定加料位置，PLC控制器检测下降位置至降低下降速度位置为下降区间1，区间1加料装置底部在加料法兰上方，区间1内如重量波动偏差大于6kg，提示报警，提示报警主要通过远程声光报警器与网络平台与连接，连接网速为5M/S，远程声光报警器数量为5台，相邻两个远程声光报警器之间距离为30cm，人员对料装置进行检查，检查观察副室检查顺序为观察窗台是否有加料装置的卡槽，则检查卡槽内是否有杂物或尘土，检查加料装置的电机是否正常工作，检查电机电源是否正常，电机不转，则检查电机接线是否正确，检查加料装置的连接杆是否松动或断裂，连接杆有问题，则重新安装连接杆，检查副室观察窗台的限位开关是否正常工作，限位开关出现问题，则调整限位开关的位置，检查5次，防止加料装置晃动，卡在副室观察窗台；

A2、观察窗台清理，工作人员5名达到观察窗台位置，利用长为80cm长的碳纤维棒推动加料装置底部，加料装置底部直到与加料法兰中部对齐停止推动；

A3、区间二阶段预警，定义降低下降速度位置至预定加料位置为下降区间2，区间2为加料装置穿过加料法兰，加料装置偏，未与加料法兰对中，则提示报警，防止加料装置卡在加料法兰上；

A4、加料法兰清理，工作人员5名利用120cm长的碳纤维棒端部接触加料装置底部，碳纤维棒需要浸泡在耐热漆液中20min，耐热漆液通过有机硅树脂液15份、锐钛矿型钛白粉20份、群青8份、三氧化二铬3份、高岭土4份混合搅拌40min成型，沉淀15min后通入氦气密封保存，氦气压力控制在60Pa，加料装置底部与加料法兰对中时，在加料装置底部安装一个距离传感器，距离传感器测量加料装置底部到加料法兰中部的距离，并将距离信号转换为电信号传输到PLC控制器上，在PLC控制器的程序中编写逻辑，以监测距离传感器的信号，当距离传感器的信号发生变化时，PLC控制器会检测到该变化并计算出加料装置底部与加料法兰中部的距离，根据计算出的距离，通过PLC控制器控制加料装置的升降机构，调整加料装置的高度，以实现加料装置底部与加料法兰中部的对齐检测，则停止推动加料装置底部；

A5、预警处理，上轴行程到记长位置，PLC控制器判定上轴此时重量，低于加料装置的重量，则判定加料完成，上轴自动提升，旋出加料装置，上轴行程已到指定位置，PLC控制器检测加料装置重量依旧大于加料装置重量，则判定加料未完成，发出报警信号，工作人员5名进行处理，直到上轴此时重量，低于加料装置的重量，则加料预警完成。

通过上述三组实施例进行测试，主要进行加料异常率、加料损耗工时、成本降低率、加料精确率、操作看机数、预警间隔时间各项数据检测，得出如下表格；

综合上述表格明显可知，实施例3中加料异常率明显低于实施例1-2，实施例3中的加料损耗工时也是小于实施例1-2，实施例3的成本降低率明显高于实施例1-2，实施3中的加料精确率则是优异于实施例1-2，实施例1-3中的操作看机数量保持相同，而且实施例3中的预警间隔时间明显低于实施例1-2的预警间隔时间，因此利用PLC控制器检测副室降到位后开启副室净化，使副室与主室保持相同压力，固液比达到视觉检测设定值1：1.85时，单晶炉PLC控制器启动上轴下降进行加料，再利用区间1加料装置底部在加料法兰上方，区间1内如重量波动偏差大于5kg，提示报警，区间2为加料装置穿过加料法兰，加料装置偏，未与加料法兰对中，则提示报警，最后利用上轴行程已到指定位置，PLC控制器检测加料装置重量依旧大于加料装置重量，则判定加料未完成，发出报警信号，直到上轴此时重量，低于加料装置的重量，PLC控制器会检测到该变化并计算出加料装置底部与加料法兰中部的距离，实现对齐，能够降低单晶炉加料异常事故率，生产成本大幅度降低。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。