一、潔凈廠房的控制要求
各行各業(yè)的潔凈廠房因產(chǎn)品生產(chǎn)工藝要求不同,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和設(shè)備儀器現(xiàn)代技術(shù)的不斷提高,在產(chǎn)品生產(chǎn)過程所需的生產(chǎn)環(huán)境控制、工藝介質(zhì)品種、純凈度、使用參數(shù)日益嚴(yán)格、繁多,所以潔凈廠房?jī)?nèi)對(duì)空氣潔凈度等級(jí)、溫濕度、壓力差以及凈化空調(diào)所需冷源、熱源的供應(yīng)系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)顯示、調(diào)節(jié)、聯(lián)鎖、聯(lián)動(dòng)、記錄、報(bào)警功能，有的潔凈廠房還有各種高純介質(zhì)和高純氣體、高純水等的供應(yīng)系統(tǒng),微電子產(chǎn)品生產(chǎn)過程常常需使用數(shù)十種特種氣體、化學(xué)品,這些物質(zhì)不少具有易燃易爆、毒性甚至自燃的特性,所以安全、報(bào)警、流量等技術(shù)參數(shù)的顯示、控制、聯(lián)鎖、聯(lián)動(dòng)均十分重要。
因此潔凈廠房的自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)正確設(shè)置及設(shè)備、儀器應(yīng)正確選用,為此應(yīng)了解保證潔凈廠房正常、穩(wěn)定運(yùn)行的基本控制要求及技術(shù)參數(shù)。這里需要特別說明的是:現(xiàn)代高科技潔凈廠房?jī)?nèi)的各種產(chǎn)品生產(chǎn)工藝設(shè)備或公用動(dòng)力系統(tǒng)/裝置或工藝介質(zhì)供應(yīng)系統(tǒng)/裝置等,都依據(jù)自身的工藝過程、操作特點(diǎn)和要求設(shè)有控制裝置如PLC裝置等,只是用整個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)線和潔凈廠房整體環(huán)境控制、生產(chǎn)管理、安全管理的要求,應(yīng)在全廠或潔凈廠房的控制系統(tǒng)/監(jiān)控系統(tǒng)顯示、監(jiān)控某些數(shù)據(jù)、指標(biāo)或獲取指令等。
二、自控系統(tǒng)
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和裝備制造科研成果的應(yīng)用,潔凈廠房中產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程及管理的控制數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和潔凈生產(chǎn)環(huán)境控制數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)顯示、調(diào)節(jié)、檢測(cè)執(zhí)行等,依靠傳統(tǒng)的人工巡察、記錄或儀表傳輸?shù)谋O(jiān)控方式,已被許多企業(yè)的實(shí)踐證明,既費(fèi)時(shí)費(fèi)力、準(zhǔn)確度差,還不能滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要。
比如目前在大面積/超大面積的微電子潔凈廠房中少則裝設(shè)有數(shù)百臺(tái)高效過濾機(jī)組(FFU),多數(shù)集成電路芯片制造或液晶顯示器面板潔凈室(區(qū))裝設(shè)數(shù)千甚至數(shù)萬臺(tái)高效過濾器(FFU),不可想象這些確保潔凈室(區(qū))空氣潔凈度等級(jí)的高效送風(fēng)裝置的開、停和風(fēng)量、風(fēng)壓調(diào)節(jié)、控制能以單個(gè)或分片(區(qū))相對(duì)集中采用傳統(tǒng)方式進(jìn)行控制,目前基本采用了集散式的計(jì)算機(jī)群控方式,并以通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與潔凈廠房的空氣潔凈度等級(jí)監(jiān)控、潔凈室(區(qū))壓力監(jiān)控、新風(fēng)和溫濕度控制相結(jié)合。
集成電路芯片制造工廠的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)集成電路芯片制造工廠的潔凈廠房中產(chǎn)品生產(chǎn)過程工序多、工藝設(shè)備自動(dòng)化水平高、加工過程微細(xì)化和精密度高,并且在晶圓生產(chǎn)過程中需用數(shù)十種大宗氣體、特種氣體、化學(xué)品以及高純水、溫度控制嚴(yán)格的工藝用水等,通常具有的特點(diǎn)是:要求空氣潔凈度十分嚴(yán)格的生產(chǎn)環(huán)境所需各類工藝介質(zhì)的高純度和嚴(yán)格參數(shù)要求，潔凈室(區(qū))面積大,有的空間也較大，潔凈廠房的能耗大,是一般工業(yè)廠房的數(shù)倍甚至數(shù)十倍。
為了滿足產(chǎn)品生產(chǎn)工藝要求,在芯片制造工廠潔凈廠房?jī)?nèi)一般設(shè)置的公用動(dòng)力系統(tǒng)主要有:凈化空調(diào)系統(tǒng)、工藝排氣系統(tǒng)、一般熱排風(fēng)系統(tǒng)、普通空調(diào)系統(tǒng)，工藝?yán)鋮s水 (PCW)、工藝真空 (PV)/清掃真空(HV)系統(tǒng)，冷凍機(jī)、冷凍水供應(yīng)系統(tǒng)，蒸汽及熱水分配系統(tǒng)、天然氣供給系統(tǒng)，一般給排水系統(tǒng)，超純水制備處理系統(tǒng) (UPW)，廢水處理系統(tǒng) (WWT)，特殊氣體及大宗氣體供應(yīng)系統(tǒng)，化學(xué)品配送系統(tǒng)，電力配送系統(tǒng)等。公用動(dòng)力系統(tǒng)較多,且控制對(duì)象復(fù)雜,各控制子系統(tǒng)既要求獨(dú)立運(yùn)行,提高系統(tǒng)的可靠性,又要要求互相通信協(xié)調(diào)全廠整體信息便于監(jiān)控管理和降低能量消耗。為了滿足芯片生產(chǎn)工藝以及各公用動(dòng)力設(shè)施的現(xiàn)代化管理需要,應(yīng)采用自動(dòng)化與智能化程度高的中央監(jiān)控與通信系統(tǒng),對(duì)生產(chǎn)工藝設(shè)備與配套設(shè)施的有關(guān)參數(shù)、狀態(tài)等實(shí)現(xiàn)過程控制,保證生產(chǎn)線的良好運(yùn)行。
現(xiàn)代企業(yè)已不能滿足于辦公自動(dòng)化和孤立的控制裝置,采用遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)將使控制系統(tǒng)與工廠管理有機(jī)地結(jié)合起來,通過匯總?cè)珡S各公用動(dòng)力設(shè)備子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)或歷史數(shù)據(jù)并進(jìn)行監(jiān)視、記錄、計(jì)算、報(bào)告等方法,提供能源計(jì)量管理和設(shè)備管理,對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行全面的、有效的監(jiān)測(cè),優(yōu)化管理,協(xié)助和支持進(jìn)行物流的平衡計(jì)算與協(xié)調(diào)、生產(chǎn)成本分析、提高生產(chǎn)管理和調(diào)度計(jì)劃水平等,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)減少能耗,提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率。
各公用動(dòng)力系統(tǒng)采集參數(shù)主要有:純水系統(tǒng):通信模塊抓取現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備訊號(hào),超低液位 (現(xiàn)場(chǎng)硬接線方式)。
冷凍機(jī)系統(tǒng):進(jìn)出水管溫度、運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)，冷凍水一次泵的運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)、啟停控制，二次泵的運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)、啟?？刂?、變頻器頻率控制，冷凍機(jī)冷卻水泵的運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)、啟?？刂?。
真空系統(tǒng):真空泵運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)、啟?？刂?。
冷卻水系統(tǒng):冷卻水泵的運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)、啟?？刂?、變頻器頻率控制，冷卻水板換的電動(dòng)閥控制。
凈化空調(diào)系統(tǒng):干盤管循環(huán)泵的壓力、運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)、啟停控制、變頻器頻率控制，干盤管板換的水管溫度、電動(dòng)閥控制，MAU 的風(fēng)管溫度、露點(diǎn)溫度、靜壓、電動(dòng)閥、運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)、風(fēng)壓差、濾網(wǎng)差壓、啟停控制、閥門開閉，MAU 水洗泵的電動(dòng)閥控制，冷卻塔的水管溫度、電動(dòng)閥、運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)、啟?？刂啤?/span>
空壓機(jī)系統(tǒng):空壓機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)，冷卻水泵的運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)、啟?？刂?，空壓罐的露點(diǎn)溫度。生產(chǎn)上水系統(tǒng):運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)、啟?？刂?。生活上水系統(tǒng):運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)、啟?？刂?。溫水系統(tǒng):運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)、啟?？刂?。軟水系統(tǒng):運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)、啟停控制。熱回收系統(tǒng):運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)、啟停控制。化學(xué)品供應(yīng)系統(tǒng):通信模塊抓取現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備訊號(hào)。
潔凈室系統(tǒng):干盤管、FFU 的運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)、啟?？刂?，室內(nèi)溫度、室內(nèi)濕度、室內(nèi)靜壓，一般排氣機(jī)的靜壓、風(fēng)管壓差、運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)、啟停控制、閥門開閉、變頻器頻率控制。
廢氣處理系統(tǒng):洗滌塔的運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)、啟?？刂?，循環(huán)泵的運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)，加藥泵的運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)，吸附塔的運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)、啟停控制。
廢水處理系統(tǒng):通信模塊抓取現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備訊號(hào)。
電力配送系統(tǒng):6000V 高壓柜三相電流信號(hào)，變壓器三相溫度信號(hào)，400V、200V 低壓進(jìn)線柜相電壓、相電流，進(jìn)線開關(guān)狀態(tài)，進(jìn)線回路故障報(bào)警，電容器補(bǔ)償柜內(nèi)功率因數(shù)信號(hào)，饋電回路相電流、開關(guān)狀態(tài)、故障報(bào)警、漏電保護(hù)，聯(lián)絡(luò)回路相電流、開關(guān)狀態(tài)、故障報(bào)警，根據(jù)低壓進(jìn)線回路電壓、電流和功率因數(shù)計(jì)算的有功功率和無功功率。
特氣供給系統(tǒng):易燃性氣體的通信模塊抓取現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備訊號(hào)，毒性氣體的通信模塊抓取現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備訊號(hào)，腐蝕性氣體的通信模塊抓取現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備訊號(hào)，惰性氣體的通信模塊抓取現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備訊號(hào)，氧化性氣體的通信模塊抓取現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備訊號(hào)。
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