中级工程师职称论文：半导体工厂厂务监控系统.doc

半导体工厂厂务监控系统
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摘要:厂务监控系统即FMCS 是Facility Monitoring Control System 的缩写,半导体(包含平板显示、光伏、LED等)行业对生产环境、动力供应的品质要求极为苛刻,于是业界大多采用以可编程控制器PLC(Programmable Logic Controller)为核心构建的监控系统。本文以西门子S7-400PLC为例,介绍了厂务监控系统的结构组成、工作原理等。
关键词:FMCS、PLC、执行组件、传感器、上位机
FMCS和PLC介绍
半导体工厂的FMCS一般是用中大型PLC作为核心,配上传感器、执行组件、上位机等设备进行控制和监控。要清楚了解FMCS就有必要知道PLC的一般知识。可编过程控制器(PLC)也是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器,用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。
通常FMCS所用的模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架、通讯模块等,这些模块可以按照一定规则和需求组合配置。
西门子PLC系统的采用Profibus现场总线来连接CPU、子站、通讯设备等,现场的执行组件、传感器等就近接入各个子站内的I/O模块,这样可以最大限度的减少现场接线工作,并且因为走线距离短,可以减少信号衰减和各种干扰对信号的影响。
下图是一个典型的FMCS系统结构图:
FMCS的组成和运行方式
一套厂务监控系统,将全厂的动力系统、辅助设备的工作状态以及生产环境等参数集中监视起来,使设备管理人员能够及时了解设备状况及生产情况,从而能够及时调整运行参数、保证生产环境,排除设备隐患,使产能和质量充分得到保证。
1、信号组成1 M' D) z/ a7 f" z( e
厂务系统主要包括生产辅助设备及辅助条件,这里不包括产品的直接生产设备。具体如下:
3 _, ]) u$ \+ _  } a、工厂配电设备. J7 J0 o  Z/ w; `
b、负责在冬天保持环境温度的热水系统. r! b( I0 o0 W: ~! M4 ~
c、负责在夏天平抑环境温度的空调系统
! T" D; X2 h3 A d、冷却水及冷冻水系统
, [) i! u/ J( C l% i1 L2 a. Y7 R e、为保持空气温度及相对湿度而建立的新风系统
. ]$ |$ r `9 J: J3 D' @ f、生产设备所需的压缩空气! z; B+ G+ U: ~  b2 I4 p! S, N
g、生产设备所需的纯水( f3 ^ G2 T9 q
h、消防系统
i、生产所需的气体、化学品供应系统
j、生产产生的废水、废气处理系统
. c9 c( n. o/ C" n; d 以上系统所需采集的信号大致可分为以下几种:, E: S8 }3 h2 y7 r, @( B( H-
a、压力、压差、真空度信号
  E6 K4 d1 ?: M: [( k, Q0 A2 b b、流量信号" Q* a/ o+ Q1 f% X# `5 A
c、液位信号
3 {; G3 X" f5 E$ `. Y d、温度信号, B* N)