中xin

联系wo们

ji南金贝娱乐下载jing化工程you限公司

电话(传真):0531-68824415
手  机:13854165330

Q    Q:340095748 

联蟙eng竖张经理
邮  编:250024
邮  箱:[email protected]
地  址:山dongshengji南市天桥区新徐ji委hui黄hejian邦da桥西ce1-6号

dang前所在位置: 首页 ? 中xin ? 如何控制半导tijiejing室温湿度

威廉希尔中文网

时间:2020-02-29  来源:车间jing化工程|shi品jing化车间|jiejing手术室|jiejingshi验室-ji南金贝娱乐下载jing化工程you限公司  浏览次数: 107 次
文章简介:如何控制半导tijiejing室温湿度, [摘要] dui半导tijiejing室温湿度控制流程进行介绍,并分xijiejing室的温湿度控制方法。在PID 控制的基chu上,引入模糊控制达dao提高控制的效果。 [关键词] 温湿度;PID;模糊控制 引

[摘要] dui半导tijiejing室温湿度控制流程进行介绍,并分xijiejing室的温湿度控制方法。在PID 控制的基chu上,引入模糊控制达dao提高控制的效果。

[关键词] 温湿度;PID;模糊控制

引言

随着半导ti工艺的不断发展, 更精密、集cheng度更高蕅ie幸捣⒄沟那魇啤D壳埃苲ao工艺已经进入亚na米时代,线宽都在30-180 na米之间,dui设备的精度要求yue来yue严ge,因此,除了设备本shen的工艺shui平需要达dao要求yi外,其所处的环境——jiejing室的各项zhi标也必须被严ge地控制,包括:jiejing度、温湿度、zhao度、qi流方向、振动静电、磁场yi及you害qitideng。其中的温湿度控制是重dian,其控制的效果直接影响着的优良聅hengD壳鞍氲紅ijiejing室dui温湿度的控制范wei通常为: 温度22+/-0.5℃,湿度45+/-3%RH。本文通过dui现youjiejing室温湿度控制系统的研jiu,引入模糊控制,yi提高温湿度控制的shi际效果。

1 温湿度处理过程

dui空qi单纯地加re或制冷(未达dao饱和状态)过程,是han湿量保持不变的过程,即绝dui湿度保持不变的过程。湿空qi经过盘管加re,温度sheng高而相dui湿度下jiang;相fan,dui冷萩hui蹋露认耲iang而相dui湿度相应sheng高,因此wo们keyi得出,温度和相dui湿度是liang个不同方向的控制量,要使温湿度同时向相同的趋势变化, 则单磌ao考觬e/冷萩hui淌遣荒躶hi现的。冷却去湿过程是湿空qi经冷却达dao饱和后继续制冷的过程,湿空qi经过冷却盘管结露xi出shui滴从而jiang低了绝dui湿度,起dao去湿的作用。因而wo们keyijiang空qi处理过程分为加re、加湿、jiang温及jiang温去湿dengsi个过程。图1 中,heng坐标为han湿量,即每千克空qi所hanyou的shui蒸量;纵坐标为sheshi温度。gen据目标状态,绝dui湿度线和目标温度线keyi划分为si个控制区: Zone 1,Zone 2,Zone 3,Zone 4。

为了达dao目标温湿度控制dian,其dui应的温湿度控制分区处理过程为:在Zone 1 的范wei内,xianjiang温去湿,再加re。在Zone 2 的范wei内,xianjiang温,再加湿。在Zone 3 的范wei内,xian加re,再加湿。在Zone4 的范wei内,xianjiang温去湿,再加re。

定yi:D—控制dui象han湿量,T—控制dui象温度。

通常情况下, dui于设定值温度22+/-0.5℃,湿度45+/-3%RH 而言,Zone1 和Zone3 的情况比较多,即需要xianjiang温去湿然后再加re或zhexian加re然后再加湿。

2 jiejing室温湿度处理基本流程及常jian问题

2.1 jiejing室温湿度处理基本流程

半导tijiejing室chang房通常采用新feng空diao箱(Makeup Air Unit,MAU)+feng机过lv单元(Fan Filter Unit,FFU)+干冷盘管(Dry Cooling Coil,DCC)祅a杓疲葱耭eng空diao箱MAU jiang具you一定jiejingdengji和温湿度的新fengsongdaojiejing室的huifeng通道中,与循环huifeng进行混合后进入jiejing室吊顶上方,通过feng机过lv单元FFU 后进入jiejing室区域,从而基本达dao无尘室的温湿度、jiejing度及正压度的要求。由于zheng个jiejing室内摆满了各种机器,这些机器都保持持续的运转,huichan生da量的re量,这些re量又jiang通过huifeng通道内的干盘管DCC 进行冷却而被带走, 从而达daowei持长时间稳定的温湿度环境。基本循环如图2 所示。

dui于jiejing室的温湿度控制,最主要的liang块蕅ie耭eng空diao箱和干盘管。新feng空diao箱除了要保证外界daqi经过其中的初、中和高效过聅ong芽誵i中的粉砵iu帕9齦vdiao外,huai要gen据jiejing室里mian的温湿度情况diaozheng出feng口的温湿度,yi保证song入的新feng在gui定的温湿度范wei内。而干盘管是gen据jiejing室里mian安装的温湿度传感器ce量的值来diaozheng干盘管冷shui阀的开度,进而diao节huifeng和songfeng混合后的温湿度,yi保证满足半导ti工艺的温湿度需求。

由于每种工艺制程设备的发re量da不相同,导致jiejing室内的机台发re量分布不jun匀。例如lu管机台的发re量相较于其他设备da得多(基本在3-5bei之间),因此必须在jiejing室内用干盘管DCC 带走这些re量。通常要求同一制程的qi流经过同一组DCC,在jian筑已经确定的情况下,制程的分布要与huifeng道chui直。如果条件允许,最好是jiang不同制程的区域ge开,这样既ke避免金属粒子污染,又能提高温湿度控制的稳定性。

通常情况下, jiejing室的温湿度控制在22+/-0.5℃,45%+/-3%RH,MAU 的songfeng温度基眏iu刂圃?1℃-21.5℃,在与循环feng混合后,FFU 出feng口的温度控制在22℃,这样,经过工作cengmian后温度jianghui再上sheng,在机台满载的情况下上sheng温度hui基本稳定。

2.2 温湿度控制中的常jian问题

在MAU 的温湿度处理过程中,为了解jue除湿问题,通常采用湿度优xian的方法,冷shui阀主要用来除湿,同时也zaocheng温度的下jiang,然后通过reshui阀的再re,使温湿度jun能达dao所要求的值。这样的做法虽然keyi满足设计要求,dan在相礲ei嗟氖焙颍鋜eshui阀使能量相互抵xiao,zaocheng羢i茉吹膌ang费。另外,如果进入jiejing室的新feng温度过高,jiang导致zheng个jiejing室的refu荷加da,DCC 开秗eng鰀ayi抵xiao新feng带来的refu荷;如果进入jiejing室的新feng的温度过低,jiang使得在DCC 开度为零蔮ei嘉薹ù飀ao环境温度的要求。gen据统计数据,空diao系统的能耗占zheng个半导tichang的能耗的30%-35%, 因此dui空diao设备进行优化控制,选择合理温湿度设定值,dui提高zheng个jiejing室温湿度控制的稳定性及节能具you重要的yiyi。

3 温湿度控制系统shi现

基本上, 现在jiejing室温湿度要求为22+/-0.5℃,45%+/-3%RH,dang然gen据工艺的需求,dui温湿度的要求也不尽相同。

3.1 新feng空diao箱的温湿度控制

3.1.1 新feng空diao箱基本结构

新feng空diao箱基本结构如图3 所示,其处理流程如下:空qi过lv———包括初效、中效、高效三部分;温度处理———包括预re盘管、一次biao冷盘管、再re盘管三部分; 湿度处理———包括一次biao冷盘管、二次biao冷盘管、蒸qi加湿三部分。

3.1.2 温度处理过程

预re盘管的作用是dui外qi进行预加re。在外界qi温较低,接近零度时,为了避免盘管在qi温低于零度时被dong坏,需dui外qi进行加re,通常是加redao12℃。

控制songfeng温度时,jiangsongfeng温度与其设定謉ao斜冉希ü齈ID 控制算法,得出一个计算值,gen据该计算值来确定一次biao冷盘管与再re盘管阀门开度的da小,其控制流程如图4 所示。

在zheng个PID 闭环控制环节中引入分程控制器模xing,如图5 所示,jiangPID 控制算法得出的计算值分为liang部分,0-48%及52(%)-100%,它们分别dui应一次biao冷盘管及再re盘管,这样就避免了冷reshui盘管同时打开而导致能源lang费。同时,在冷reshuiqie换的交界处48%-52%,设置了死区,即dang外qi的温度与songfeng温度设定值相dang接近时,reshui阀和冷shui阀都处于关闭(阀开度都为0)的状态,yi避免冷reshui在lin界状态时不停地qie换, 加su了执行机构的损坏,同时又能减少能源的xiao耗。

3.1.3 湿度处理过程

为了避免和温度之间的耦合关系,新feng出口湿度祅a瓒ㄖ低ǔ2徊捎孟郿ui湿度作为控制值,而是通过和温度设定值综簒ia扑愫蟮贸銎渚鴇ui湿度,yi露dian温度或han湿量来biao示。本文yi露dian温度为例。jiang计算所得的露dian温度设定值作为zheng个MAU 出

口湿度祅a瓒ㄖ怠en据songfeng露dian温度并与露dian温度设定謉ao斜冉希ü齈ID 控制算法,得出一个计算值,gen据该计算值来确定biao冷阀和加湿阀开度的da小,其控制流程与温度控制类似,同时也引入了分程控制,避免lin界状态下加湿与除湿之间不断qie换而导致的湿度控制的波动。

3.2 jiejing室温湿度控制

3.2.1 jiejing室温度控制

jiejing室内的温度PID 控制流程如图6 所示,采用的是基本的PID 控制, 由于jiejing室本shen的da空间而zaocheng的da惯性、da时滞性,在设置PID 参数时通常jiang积分时间设置为零,yi防止系统过diao节而chan生振礳huⅫ/p>

jiejing室温度主要由DCC 来diao节, dan同时受新fengsongfeng温湿度的影响,如果给定tai高的温度,进入jiejing室和循环feng混合后,DCC 就需要更da量的冷量进行冷却,这就直接导致能源的lang费;如果给定tai低的温度, 进入jiejing室和循环feng混合后, 即使DCC 的开度为零,zheng个jiejing室的温秗e磖eng然tai低,这jiang使得zheng个jiejing室的温度超标。

3.2.2 新feng空diao箱温湿度设定值控制

新feng空diao箱songfeng温度设定值的选取是比较关键的,它必须能gou最佳适应dang前jiejing室内温度的需求。如果给定tai高的温度,进入jiejing室和循环feng混合后,DCC 就需要更da量的冷量进行冷却,这就直接导致能源的lang费;如果给定tai低的温度,进入jiejing室和循环feng混合后,即使DCC 的开度为零,zheng个jiejing室的温秗e磖eng然tai低,这jiang使得zheng个jiejing室的温度超标。因此,dui于MAU 新fengsongfeng温度设定值的选取是十分重要的,必须在确保系统在控制范wei内并尽ke能达dao节能的目的。在此,wo们引入模糊控制的思想,通过duijiejing室温度偏cha及偏cha变化聅hi哪:齡ui则变换,得出新feng空diao箱songfeng温度设定值SP。zheng个程序运行的流程如图7 所示,程序运行后,jiang获得新的SP。

基本的模糊控制系统如图8 所示。系统中的模糊控制器是liang输入一输出的,其输入量是系统的偏chaE 和偏cha变化率EC, 而这liang个量具you确定的数值, 是liang个清晰量。zheng个模糊控制器由si个部分组cheng:模糊化,模糊gui则ku,模糊推理及去模糊化。模糊化的作用是jiang一个确定的dian觕heng湮淙肟占涞囊桓瞿:稀Mü:?得dao模糊的偏cha量E yi及模糊的偏cha变化率EC。其謝in:钠玞ha量E yu言值集合you七种取值,分别是NB(fuda)、NM(fu中)、NS( fu小)、O(零)、PS(正小)、PM(正中)、PB(正da)。模糊的偏cha变化率EC 的yu言值集合也you七种取值,分别是NB (fuda)、NM (fu中)、NS(fu小)、O(零)、PS(正小)、PM(正中)、PB (正da)。

模糊gui则ku是由若干个模糊“if-then”gui则的总和组cheng,它是模糊系统的核xin部分,系统其他部分的gong能在于解释和利用这些模糊gui则来解jue具ti问题。在模糊gui则控制器中编辑模糊控制gui则,不同的模糊控制器一banyou不同的模糊控制gui则,因

为模糊控制gui则shi质上是jiang操作员的控制经验加yi总结而得出一条条模糊条件yu句。在本次shi际设计中,共采用了49 条“if-then”gui则,gen据这些gui则,得出如biao1 所示的模糊控制gui则biao:

模糊推理jiang模糊gui则ku中的模糊“if-then”gui则转换cheng某种觕heng洌磈iang输入空间上的模糊集合觕heng鋎ao输出空间上的模糊集合。gen据这些gui则进衳in:评淼胐ao一个模糊集, 即模糊控制量U, 再通过去模糊化环节,jiang其转化为清晰的数字控制量,达daodiao节MAU 温度设定的目的。

3.2.2 jiejing室相dui湿度控制

jiejing室相dui湿度的控制则由MAU 出口新feng湿度进行diao节,jiangjiejing室相dui湿度ce量值与相dui湿度设定謉ao斜冉希纱思扑愠鏊枰狹AU 出口新feng相dui湿度,其计算过程与温度设定值的计算过程类似, 然后pei合MAU 出口新feng温度设定值,计算出MAU 的出口露dian温度设定值, 由此来控制MAU 出口的湿度。

4 结论

shi际应用中,通过在jiejing室温湿度控制系统中引入模糊控制环节和分程控制环节,发挥模糊控制lu棒性强、动态响应好、上sheng时间快、超diao小的tedian, dada提高了zheng个控制系统的动态响应te性,同时又具youPID 控制器的动态跟踪品质和稳态精

度, 半导tijiejing室的环境温湿度得dao了更好的控制,波动更小,同时也减少羢i茉吹膌ang费。

参考文献

[1]刘瑞xia,王玲,王永晰. jiejing室的温湿度控制设计[J].zi动化仪biao,2005,(8)

[2]刘wei亭,张冰,朱謏i?主冷ning器模糊控制系蚦heng杓芠J].电子科技da学学报,2006,(6)

[3]彭虎锋.温湿度shuang变量模糊控制系统[J].电qi工程应用,2000,(5)

[4]吴晓li,林哲辉.MATLAB 辅助模糊系蚦heng杓芠M].西安:西安电子科技da学出版she,2002

本文标签

地址:山dongshengji南市天桥区新徐ji委hui黄hejian邦da桥西ce1-6号  电话:0531-68824415  传真:0531-68824415

版权所you:ji南金贝娱乐下载jing化工程you限公司    技术支持:康美科技     备癴u您luICP备19040779号    xml地图    html地图    txt地图    deng录