超純水變頻控制系統及超純水供應系統的制作方法

本實用新型半導體制造設備技術領域，特別是涉及一種超純水變頻控制系統及超純水供應系統。

背景技術：

在現有半導體工藝中，超純水并應用于各個生產環節，超純水供應系統從脫氣塔到末端處理水箱之間的水泵(pump)均通過MCC(電動機控制中心)控制柜來實現對水泵的啟動、運行和故障監控。然而，目前的超純水供應系統采用MCC控制柜控制水泵存在如下問題：1.超純水系統是1天24小時不間斷運行，MCC控制柜無法實現對水泵頻率的控制，從而浪費了大量的電力能源；2.MAU(新風空調機組)空調補水是從所述超純水系統中供應的，MAU的進水壓力要求非常嚴格，供應壓力過高或過低都將直接影響到MAU系統的穩定性，從而影響到整個生產車間的新風；3.MCC控制柜的軟啟動比較容易損壞，且成本較高，備品的交貨周期較長，達到2到3個月左右；4.MCC控制柜運行電流較大，只能通過水泵出口閥門的開度來控制水泵的運行電流，水泵的閥門不能被完全打開，當運行電流超過65A時，電機將會有燒焦味產生，線圈容易老化，從而影響了電機的使用壽命；5.水泵在正常切換時，MCC控制柜空開會經常過載跳電。

技術實現要素：

鑒于以上所述現有技術的缺點，本實用新型提供一種超純水變頻控制系統及超純水供應系統，用于解決現有技術中的超純水供應系統使用MCC控制柜對水泵的啟動、運行和故障監控而導致的一系列問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種超純水變頻控制系統，所述超純水變頻控制系統包括：水泵組、壓力傳感器、信號控制模塊、上位機及變頻器；其中，

所述壓力傳感器位于所述水泵組的出口的管路上，適于檢測所述水泵組出口處的壓力；

所述信號控制模塊與所述壓力傳感器相連接，適于接收所述壓力傳感器檢測到的所述水泵組出口處的壓力、設定參考壓力，并將所述壓力傳感器檢測到的所述水泵組出口處的壓力與所述參考壓力進行對比換算，進而產生控制信號并輸出；

所述上位機與所述變頻器相連接，適于控制所述變頻器的開啟與關閉；

所述變頻器與所述水泵組、所述信號控制模塊及所述上位機相連接，適于依據所述信號控制模塊輸出的控制信號控制所述水泵組的工作頻率。

作為本實用新型的超純水變頻控制系統的一種優選方案，所述信號控制模塊包括模擬量信號分配器及PID控制器；

所述模擬量信號分配器包括輸入端及輸出端，所述模擬量信號分配器的輸入端與所述壓力傳感器相連接，適于接收所述壓力傳感器檢測到的所述水泵組出口處的壓力，依據所述壓力產生模擬量信號，并將所述模擬量信號分配至相應的所述PID控制器；

所述PID控制器包括輸入端及輸出端，所述PID控制器的輸入端與所述模擬量信號分配器的輸出端相連接，所述PID控制器的輸出端與所述變頻器相連接，適于設定所述參考壓力，并將所述模擬量信號分配器分配的模擬量信號與所述參考壓力進行對比換算，進而產生控制信號并輸出至所述變頻器。

作為本實用新型的超純水變頻控制系統的一種優選方案，所述水泵組包括多個并聯的水泵。

作為本實用新型的超純水變頻控制系統的一種優選方案，所述變頻器及所述PID控制器的數量均為多個，且所述水泵、所述變頻器及所述PID控制器的數量相同。

作為本實用新型的超純水變頻控制系統的一種優選方案，每一所述水泵組出口處的管路上設有兩個所述壓力傳感器，一個所述壓力傳感器與所述上位機相連接，另一個所述壓力傳感器與所述信號控制模塊相連接。

作為本實用新型的超純水變頻控制系統的一種優選方案，所述變頻器包括變頻控制模塊，所述變頻控制模塊包括：第一端口、第二端口、第三端口、第四端口、第五端口、第六端口、第七端口、第八端口、第一開關、第二開關及第三開關；其中，

所述第一端口與所述第二端口經由所述第一開關相連接，所述第一開關在所述上位機的控制下關斷或連通，以控制所述變頻控制模塊的關斷與導通；

所述第三端口及所述第四端口分別與所述信號控制模塊相連接，適于依據所述信號控制模塊輸出的控制信號控制所述變頻器的頻率；

所述第五端口、所述第六端口、所述第七端口及所述第八端口均與控制電接口相連接，且所述第五端口與所述第六端口經由所述第二開關相連接，所述第七端口與所述第八端口經由所述第三開關相連接，適于通過所述第二開關及所述第三開關的關斷或連通反饋所述變頻控制模塊的工作正常狀態或工作異常狀態。

作為本實用新型的超純水變頻控制系統的一種優選方案，所述控制電接口包括第一接口及第二接口；所述變頻器還包括：保險絲、第四開關、散熱風扇、第五開關、第六開關、第七開關、第八開關、第一繼電器、第二繼電器、第三繼電器、第一指示燈、第二指示燈及第三指示燈；

所述保險絲與所述第四開關及所述散熱風扇串聯后連接于所述第一接口與所述第二接口之間；所述第五開關與所述第一繼電器串聯后連接于所述第一接口與所述第二接口之間，所述第五開關適于在所述上位機的控制下控制所述變頻器的關斷與導通；所述第二繼電器一端與所述第六端口相連接，另一端與所述第一接口相連接；所述第三繼電器一端與所述第八端口相連接，另一端與所述第一接口相連接；所述第六開關與所述第一指示燈串聯后連接于所述第一接口與所述第二接口之間；所述第七開關與所述第二指示燈串聯后連接于所述第一接口與所述第二接口之間；所述第八開關與所述第三指示燈串聯后連接于所述第一開口與所述第二開口之間。

作為本實用新型的超純水變頻控制系統的一種優選方案，所述超純水變頻控制系統還包括電流變送器，所述電流變送器包括檢測單元及處理單元；所述檢測單元位于所述變頻器與所述水泵組之間，適于檢測所述變頻器輸出的電流；所述處理單元與所述檢測單元及所述上位機相連接，適于依據所述檢測單元檢測到的所述變頻器輸出的電流生成模擬量，并將生產的模擬量輸出至所述上位機。

作為本實用新型的超純水變頻控制系統的一種優選方案，所述超純水變頻控制系統還包括電抗器，所述電抗器位于所述變頻器與所述水泵組之間，適于過濾所述變頻器輸出信號中的干擾信號。

本發明還提供一種超純水供應系統，所述超純水供應系統包括至少一個如上述任一方案中所述的超純水變頻控制系統。

如上所述，本實用新型的超純水變頻控制系統及超純水供應系統，具有以下有益效果：

1.系統供應壓力使用信號控制模塊及變頻器通過SDC微積分的換算方式對其供應壓力進行換算處理控制，壓力控制波動可以控制在千分之一；

2.系統實現自動控制，不需要做閥門調節；

3.采用變頻器控制所述水泵，可以有效地解決線圈老化的問題及跳電的問題；

4.采用變頻器控制所述水泵，運行的電流相較于現有技術減小到原始運行電流的2/5，大大節省了電能；

5.采用變頻器控制所述水泵，系統運行的安全性及穩定性大大提高；

6.采用變頻器控制所述水泵，當一個水泵運行出現問題時，其它水泵將會通過變換頻率的方式補償由于跳電而產生的壓力波動；

7.采用變頻器控制所述水泵，可以實現24小時不間斷監控和自動調節處理。

附圖說明

圖1及圖2顯示為本實用新型實施例一中提供的超純水變頻控制系統的結構框圖。

圖3顯示為本實用新型實施例一中提供的超純水變頻控制系統中變頻器的電路圖。

元件標號說明

1 水泵組

11 水泵

2 壓力傳感器

3 信號控制模塊

31 模擬量信號分配器

32 PID控制器

4 上位機

5 變頻器

51 變頻器控制模塊

6 電流變送器

61 檢測單元

62 處理單元

7 電抗器

具體實施方式

以下通過特定的具體實例說明本實用新型的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本實用新型的其他優點與功效。本實用新型還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本實用新型的精神下進行各種修飾或改變。

請參閱圖1至圖3。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本實用新型的基本構想，雖圖示中僅顯示與本實用新型中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態也可能更為復雜。

實施例一

請參閱圖1，本實用新型提供一種超純水變頻控制系統，所述超純水變頻控制系統包括：水泵組1、壓力傳感器2、信號控制模塊3、上位機4及變頻器5；其中，所述壓力傳感器2位于所述水泵組1的出口的管路上，適于檢測所述水泵組1出口處的壓力；所述信號控制模塊3與所述壓力傳感器2相連接，適于接收所述壓力傳感器2檢測到的所述水泵組1出口處的壓力、設定參考壓力，并將所述壓力傳感器2檢測到的所述水泵組1出口處的壓力與所述參考壓力進行對比換算，進而產生控制信號并輸出；所述上位機4與所述變頻器5相連接，適于控制所述變頻器5的開啟與關閉；所述變頻器5與所述水泵組1、所述信號控制模塊3及所述上位機4相連接，適于依據所述信號控制模塊3輸出的控制信號控制所述水泵組1的工作頻率。

作為示例，所述信號控制模塊3包括模擬量信號分配器31及PID(ProportionIntegrationDifferentiation，比例-積分-微分)控制器32；所述模擬量信號分配器31包括輸入端及輸出端，所述模擬量信號分配器31的輸入端與所述壓力傳感器2相連接，適于接收所述壓力傳感器2檢測到的所述水泵組1出口處的壓力，依據所述壓力產生模擬量信號，并將所述模擬量信號分配至相應的所述PID控制器32；所述PID控制器32包括輸入端及輸出端，所述PID控制器32的輸入端與所述模擬量信號分配器31的輸出端相連接，所述PID控制器32的輸出端與所述變頻器5相連接，適于設定所述參考壓力，并將所述模擬量信號分配器31分配的模擬量信號與所述參考壓力進行對比換算，進而產生控制信號并輸出至所述變頻器5。

作為示例，所述水泵組1包括多個并聯的水泵11；所述水泵組1中包括的所述水泵11的數量可以根據實際需要進行設定，圖1中以所述水泵組1中包括五個并聯的水泵11作為示例，其中，四個所述水泵11作為工作水泵，一個所述水泵11作為備用水泵；實際示例中并不以圖1中所示數量為限。

需要說明的是，所述水泵組1中的多個所述水泵11以相同的工作頻率工作，所述壓力傳感器2檢測的壓力為所述水泵組1中多個所述水泵11的總出水壓力，依據所述壓力傳感器2檢測到的壓力，即可以知道每個所述水泵11的出水壓力。

作為示例，所述變頻器5及所述PID控制器32的數量均為多個，所述變頻器5及所述PID控制器32的數量可以根據實際需要進行選定，且所述水泵11、所述變頻器5及所述PID控制器32的數量相同，圖1中以所述水泵11、所述變頻器5及所述PID控制器32的數量的數量均為五個作為示例，但實際示例中并不以此為限。

作為示例，每一所述水泵組1出口處的管路上設有兩個所述壓力傳感器2，一個所述壓力傳感器2與所述上位機4相連接，另一個所述壓力傳感器2與所述信號控制模塊3相連接。

作為示例，請參閱圖2，所述變頻,5包括變頻控制模塊51，所述變頻控制模塊51包括：第一端口①、第二端口②、第三端口③、第四端口④、第五端口⑤、第六端口⑥、第七端口⑦、第八端口⑧、第一開關K1、第二開關K2及第三開關K3；其中，所述第一端口①與所述第二端口②經由所述第一開關K1相連接，所述第一開關K1在所述上位機4的控制下關斷或連通，以控制所述變頻控制模塊51的關斷與導通；所述第三端口③及所述第四端口④分別與所述信號控制模塊3相連接，適于依據所述信號控制模塊3輸出的控制信號控制所述變頻器5的頻率；所述第五端口⑤、所述第六端口⑥、所述第七端口⑦及所述第八端口⑧均與控制電接口相連接，且所述第五端口⑤與所述第六端口⑥經由所述第二開關K2相連接，所述第七端口⑦與所述第八端口⑧經由所述第三開關K3相連接，適于通過所述第二開關K2及所述第三開關K3的關斷或連通反饋所述變頻控制模塊51的工作正常狀態或工作異常狀態。

作為示例，所述控制電接口包括第一接口A及第二接口B，所述第一接口A與所述第二接口B分別接入0V及24V的工作電壓；所述變頻器5還包括：保險絲F2、第四開關K4、散熱風扇Fan、第五開關K5、第六開關K6、第七開關K7、第八開關K8、第一繼電器K-1、第二繼電器K-2、第三繼電器K-3、第一指示燈LED1、第二指示燈LED2及第三指示燈LED3；所述保險絲F2與所述第四開關K4及所述散熱風扇Fan串聯后連接于所述第一接口A與所述第二接口B之間；所述第五開關5與所述第一繼電器K-1串聯后連接于所述第一接口A與所述第二接口B之間，所述第五開關K5適于在所述上位機4的控制下控制所述變頻器5的關斷與導通；所述第二繼電器K-2一端與所述第六端口⑥相連接，另一端與所述第一接口A相連接；所述第三繼電器K-3一端與所述第八端口⑧相連接，另一端與所述第一接口A相連接；所述第六開關K6與所述第一指示燈LED1串聯后連接于所述第一接口A與所述第二接口B之間；所述第七開關K7與所述第二指示燈LED2串聯后連接于所述第一接口A與所述第二接口B之間；所述第八開關K8與所述第三指示燈LED3串聯后連接于所述第一開口與所述第二開口B之間。

在一示例中，當所述變頻器5工作狀態正常時，所述第二開關K2、所述第二繼電器K-2及所述第七開關K7關閉，所述第二指示燈LED2亮，所述第二指示燈LED2通過所呈現的顏色指示所述變頻器5處于正常工作狀態，譬如，所述第二指示燈LED2呈現綠色；當所述變頻器5工作狀態異常時，所述第三開關K3、所述第三繼電器K-3及所述第六開關K6或所述第八開關K8關閉，所述第一指示燈LED1或所述第三指示燈LED3亮，同樣，所述第一指示燈LED1或所述第三指示燈LED3通過所呈現的顏色指示所述變頻器5處于異常工作狀態，譬如，所述第一指示燈LED1呈現紅色，所述第三指示燈LED3呈現黃色。

作為示例，所述超純水變頻控制系統還包括電流變送器6，所述電流變送器6包括檢測單元61及處理單元62；所述檢測單元61位于所述變頻器5與所述水泵組1之間，適于檢測所述變頻器5輸出的電流；所述處理單元62與所述檢測單元61及所述上位機4相連接，適于依據所述檢測單元61檢測到的所述變頻器5輸出的電流生成模擬量，并將生產的模擬量輸出至所述上位機4。

作為示例，所述超純水變頻控制系統還包括電抗器7，所述電抗器7位于所述變頻器5與所述水泵組1之間，適于過濾所述變頻器5輸出信號中的干擾信號。

實施例二

本發明還提供一種超純水供應系統，所述超純水供應系統包括至少一個實施例一中所述的超純水變頻控制系統，所述超純水變頻控制系統的具體結構請參閱實施例一，此次不再累述。

綜上所述，本實用新型提供一種超純水變頻控制系統及超純水供應系統，所述超純水變頻控制系統包括：水泵組、壓力傳感器、信號控制模塊、上位機及變頻器；其中，所述壓力傳感器位于所述水泵組的出口的管路上，適于檢測所述水泵組出口處的壓力；所述信號控制模塊與所述壓力傳感器相連接，適于接收所述壓力傳感器檢測到的所述水泵組出口處的壓力、設定參考壓力，并將所述壓力傳感器檢測到的所述水泵組出口處的壓力與所述參考壓力進行對比換算，進而產生控制信號并輸出；所述上位機與所述變頻器相連接，適于控制所述變頻器的開啟與關閉；所述變頻器與所述水泵組、所述信號控制模塊及所述上位機相連接，適于依據所述信號控制模塊輸出的控制信號控制所述水泵組的工作頻率。本實用新型具有如下有益效果：1.系統供應壓力使用信號控制模塊及變頻器通過SDC微積分的換算方式對其供應壓力進行換算處理控制，壓力控制波動可以控制在千分之一；2.系統實現自動控制，不需要做閥門調節；3.采用變頻器控制所述水泵，可以有效地解決線圈老化的問題及跳電的問題；4.采用變頻器控制所述水泵，運行的電流相較于現有技術減小到原始運行電流的2/5，大大節省了電能；5.采用變頻器控制所述水泵，系統運行的安全性及穩定性大大提高；6.采用變頻器控制所述水泵，當一個水泵運行出現問題時，其它水泵將會通過變換頻率的方式補償由于跳電而產生的壓力波動；7.采用變頻器控制所述水泵，可以實現24小時不間斷監控和自動調節處理。

上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用于限制本實用新型。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本實用新型的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本實用新型的權利要求所涵蓋。