2007 年10 月，江蘇中能硅業(yè)一期1500 噸多晶硅生產(chǎn)線正式投產(chǎn)。霍尼韋爾過程控制部憑借強大的DCS品牌和豐富的多晶硅行業(yè)項目經(jīng)驗，為其提供了從硬件到軟件，從設(shè)計到服務(wù)的交鑰匙工程，幫助中能硅業(yè)完美地掌控了現(xiàn)代化的多晶硅生產(chǎn)流程。
　　大力開發(fā)和利用可再生能源，已成為當今世界的一大新興產(chǎn)業(yè)和必然趨勢。據(jù)專家預(yù)測，2030年左右太陽能光伏電價將與常規(guī)電價相當，光伏發(fā)電將占到總發(fā)電量的20%以上，屆時全球?qū)⑿纬?000億美元的光伏產(chǎn)業(yè)市場。作為太陽能電池的主要原料，目前單晶硅、多晶硅等硅材料占光伏電池成本的70%，占光伏組件的56.2%，占光伏系統(tǒng)的30%以上。當前，隨著太陽能光伏產(chǎn)品行業(yè)在全球的迅猛發(fā)展，單晶硅、多晶硅棒、片材料稀缺成為世界性的問題。
　　為了緩解這一矛盾，提升中國光伏硅材料產(chǎn)量，2006 年3 月，致力于太陽能光伏事業(yè)的江蘇中能落戶徐州經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，2007 年10 月，一期1500 噸生產(chǎn)線正式投產(chǎn)。2008年產(chǎn)量達到2,000噸，為國內(nèi)之冠，占中國總產(chǎn)量的近五成。隨著三期項目的投產(chǎn)，截至2008年11月11日，徐州江蘇中能硅業(yè)科技發(fā)展有限公司的萬噸多晶硅第一條生產(chǎn)線已進入調(diào)試階段，預(yù)計2009年3月，亞州首條年產(chǎn)165,000噸的生產(chǎn)線將全部投產(chǎn)，屆時，江蘇中能硅業(yè)將成為中國第一，世界領(lǐng)先的單晶硅、多晶硅棒、片材料的生產(chǎn)基地，中國將成為亞州最大的多晶硅生產(chǎn)國，因而該項目為振興民族工業(yè)和加速中國光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，具有十分重要的意義。
　　基于前期對控制技術(shù)先進性、產(chǎn)品質(zhì)量、保護投資、工程服務(wù)、人員培訓(xùn)和行業(yè)業(yè)績等多方面的考察結(jié)果，中能硅業(yè)最終選擇了世界級控制系統(tǒng)品牌廠商--霍尼韋爾過程控制部來提供一期項目的DCS系統(tǒng)"交鑰匙"工程，其中硬件部分包括所有DCS控制系統(tǒng)所需要的國外及國內(nèi)產(chǎn)品，軟件部分包括根據(jù)設(shè)計資料所完成的滿足生產(chǎn)工藝要求的完整多晶硅控制軟件包，服務(wù)部分主要包括硬件設(shè)計、采購及運輸，軟件工程中的設(shè)計資料接收到審核、系統(tǒng)組態(tài)以形成數(shù)據(jù)庫及軟件包、進行由用戶參與的出廠驗收測試、現(xiàn)場驗收測試、試車支持及調(diào)試、開車保運等全部工程設(shè)計及服務(wù)。
　　多晶硅生產(chǎn)的流程控制特點
　　多晶硅生產(chǎn)過程是一個典型的連續(xù)流程工業(yè)，具有高溫高壓、有毒易燃等惡劣生產(chǎn)環(huán)境特點。此外，過程的安全性、環(huán)保節(jié)能、工藝人員的熟悉程度都是在該多晶硅生產(chǎn)項目中用戶關(guān)注的要點。
　　多晶硅生產(chǎn)一般大致經(jīng)歷氫氣制備與凈化、氯硅烷分離提純、三氯氫硅氫還原、還原尾氣干法分離、四氯化硅氫化、硅芯制備和產(chǎn)品整理等過程。其中的主要生產(chǎn)設(shè)備通常處于高溫（還原爐溫度超過1000℃）、高壓（包括高的系統(tǒng)電壓和高的內(nèi)部壓力）狀態(tài)，同時生產(chǎn)過程中的原材料三氯氫硅和氫氣屬于易燃易爆的危險品，泄漏會對環(huán)境造成污染，因此任何情況引發(fā)的停車將會給生產(chǎn)帶來不可彌補的損失，造成產(chǎn)品的報廢，設(shè)備損壞甚至引發(fā)重大的人身安全事故和環(huán)境破壞。作為中央核心控制系統(tǒng)的DCS就必須具有高度的可靠性和穩(wěn)定性。多晶硅系統(tǒng)通常結(jié)構(gòu)復(fù)雜，現(xiàn)場的儀表數(shù)量龐大，控制器需要能夠?qū)崟r的處理海量的現(xiàn)場信號數(shù)據(jù)和控制指令，提供大量的控制功能，適合各種過程自動化的需要。I/O掃描、常規(guī)控制、邏輯控制，以至更先進的控制功能。控制功能包括復(fù)雜的常規(guī)控制方案、連鎖邏輯功能和面向過程工程師的高級控制語言。
　　隨著工業(yè)自動化過程控制理論和計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展，工業(yè)自動化過程控制系統(tǒng)在系統(tǒng)的可靠性、功能的完善性、系統(tǒng)的可維護性、人機界面的友好性等各個方面都能夠滿足愈來愈高的工藝要求, 同時也為工業(yè)自動化過程控制系統(tǒng)的發(fā)展指明了方向。多晶硅生產(chǎn)對DCS系統(tǒng)的具體要求主要還包括：
　　·系統(tǒng)必須具有高度的可靠性和穩(wěn)定性：
　　·擁有高速度，大容量的控制器：
　　·集中的，友好的人機界面：
　　·開放的結(jié)構(gòu)，可以同管理級進行通訊：
　　·數(shù)據(jù)的可分析可管理性：
　　多晶硅工藝的集散控制
　　針對用戶生產(chǎn)控制要求，霍尼韋爾提供了一套在多晶硅生產(chǎn)應(yīng)用中最為成熟的全廠一體化TPS控制平臺，其中包括全廠主控室、工程師兼操作員站GUS 14臺、輔助機柜28面、打印機8臺、P+F安全柵44000個，以及大量的定制性工程組態(tài)與編程服務(wù)。

　　中能一期TPS控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　TPS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以看成是一個分散模件的組合系統(tǒng)，通過靈活的通訊系統(tǒng)連接在一起，在完整的軟件系統(tǒng)控制下進行操作。從運行情況來看，作為基于Windows 2000系統(tǒng)開發(fā)的自動化系統(tǒng)，TPS完全勝任現(xiàn)場的過程控制，批量控制和控制策略優(yōu)化。在由工廠信息網(wǎng)絡(luò)(PIN)、局域控制網(wǎng)（LCN)、萬能控制網(wǎng)（UCN）構(gòu)成的TPS三層安全工業(yè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上，系統(tǒng)的高性能過程管理站（HPM）和數(shù)據(jù)服務(wù)器、操作站等模件無縫集成，不但實現(xiàn)了穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)采集與狀態(tài)監(jiān)控，更為將來的先進控制和管理層優(yōu)化，以及最終實現(xiàn)管控一體化打下了很好的基礎(chǔ)。
　　安全可靠的控制優(yōu)勢
　　霍尼韋爾TPS系統(tǒng)的安全可靠性、系統(tǒng)維護簡便性是中能硅業(yè)的現(xiàn)場工程師感觸最深的地方之一。作為TPS系統(tǒng)的高性能過程控制站，HPM是其中的關(guān)鍵控制硬件。HPM具有許多安全特點，保證系統(tǒng)最大程度運行。無論是設(shè)計還是系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，HPM都具有極高的容錯性。在通信介質(zhì)的冗余方面，如I/O鏈路和UCN，都是標準特性。HPMM冗余可選，提供了1:1的熱備份，在故障時可自動切換。HLAI、STI和AO也可選擇冗余，這些增加了關(guān)鍵控制回路的安全性。
　　中能硅業(yè)儀表工程師周一民說："本項目中，在進行設(shè)計時就特別考慮了冗余選擇，因此完全支持主模件到備份模件的自動切換，不需要用戶編程，1:1的冗余最大限度發(fā)揮了系統(tǒng)的可得到性，而且簡化了系統(tǒng)的電纜連接和組態(tài)。系統(tǒng)電源冗余，確保電源系統(tǒng)的可得到性。"
　　HPM采用了大量的自診斷功能，隨時診斷運行狀況和任何故障。故障又分為硬故障和軟故障，HPM的狀態(tài)不但在面板上有LED顯示，又在GUS上的標準狀態(tài)顯示畫面中可以看到。HPM的任何電路板均可帶電插拔，大大方便維修。更換AO或DO時，手操器可維持輸出。總而言之，HPM具有及其優(yōu)秀的安全和可靠的控制性能。
　　在系統(tǒng)故障考慮方面，TPS系統(tǒng)的設(shè)計已采用了空前的步驟防止故障和錯誤的產(chǎn)生，但不可避免地還會發(fā)生一些。但TPS系統(tǒng)盡量采用下列技術(shù)來最小化故障影響：
　　·如果可能，修復(fù)故障。每個模件的存貯器具有故障檢測及修復(fù)(EDAC)特性。
　　·通過再次操作方式，使系統(tǒng)的模件從故障狀態(tài)恢復(fù)。如果產(chǎn)生一個可能被恢復(fù)的故障，通過軟盤、歷史模件的硬盤在LCN網(wǎng)上傳遞正確信息。
　　·如果故障不能被糾正、修復(fù)，只會對最佳可更換單元(ORU)產(chǎn)生有限的影響。如果對ORU影響較大則盡可能降低對模件或設(shè)備的影響。一個ORU常常是一個電路板或一個外圍設(shè)備，如一個軟盤驅(qū)動器。TPS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)就是分布式的。如果一個模件有冗余的備件，當它出現(xiàn)故障時，會切換到備用模件上。即使沒有冗余，系統(tǒng)運行能力及功能也不會受影響。如果這個單元是LCN上的一個模件且沒有冗余的備件，也不會損害系統(tǒng)功能，只丟失一些能力。
　　·將故障記錄在系統(tǒng)故障日記中供系統(tǒng)維護日記使用。
　　·在維護提示畫面產(chǎn)生維護建議并進入系統(tǒng)維護日記。
　　·如果不能從故障中恢復(fù)，在安全狀態(tài)下停止操作
　　·設(shè)置系統(tǒng)報警。如果操作員懷疑某個模件產(chǎn)生故障，可停止操作它。
　　簡化系統(tǒng)維護
　　TPS系統(tǒng)減少維護時間的關(guān)鍵是具有容易隔離和拆換的更換件，并把損壞件返回到霍尼韋爾進行修理。這些更換件就是最佳可更換單元（ORUs），它們在查找、隔離并解決故障所花費的時間和費用之間提供最佳的折衷方案。TPS系統(tǒng)的控制室設(shè)備的ORU已經(jīng)被最小對象化。這是通過使用遍及LCN的共性的板子來達到的。控制室設(shè)備的ORU包括8種模板類型，即2種電源模件和6種設(shè)備以及與之相連的電纜(軟盤驅(qū)動器、打印機、趨勢筆、圖形拷貝、顯示器和硬盤等)。LCN上每個模件的三種板子類型為：LCN接口、存貯器和處理器。UCN及UCN上連接的設(shè)備也同樣有ORU概念。
　　系統(tǒng)維護的另一方面在于保護用戶投資。TPS系統(tǒng)是在TDC-3000系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，但是在TPS系統(tǒng)中，新、老系統(tǒng)的模件可以共存在一起各自成為系統(tǒng)的一部分，US和UxS的畫面還可以通過顯示轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換到GUS上。前后的兼容性不但大大方便了用戶，更保護了其前期投資。
　　在系統(tǒng)平穩(wěn)運行一年多之后，中能硅業(yè)的工程師們認為，"目前來看，采用TPS給我們幫助最大的地方在于，保證可靠性，同時軟硬件設(shè)計合理，操作便捷，維護方便，節(jié)約操作時間，解放了操作員。"