交流变频调速及PLC控制技术在芯片制程排气系统中的应用-论文.pdf

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1、2014年第2期信息通信2014(总第134期)INFORMATION＆C0MMUNICATIONS(Sum．No134)交流变频调速及PLC控制技术在芯片制程排气系统中的应用薄文卫(德州仪器(2-海)有限公司，上海~00122)摘要：主要介绍交流变频技术及老机改造中的应用，交流变频技术应用的必要性，并进行可行性及性价比分析。关键词：变频器；风机；电力电子学；生产工艺；空气质量；性价比。中图分类号：TP302．1文献标识码：A文章编号：1673—1131(2014)02-0270—014．3每年节省的电量：l项目介绍739728—517968=221760度芯片制程排气系统在我们的公司的主

2、要任务是保证公司节电率：221760+739728=30％厂区和机台的洁净度，因为我们公司对空气的质量要求很高，每年节约电费(按0．6元／度计)：如果不能将机台的废气及时抽走将影响我们集成电路制造的221760~0．6=133056元产品质量。我们每损失一块晶片就要损失一千多美元，所以4．4技术改造的实施芯片制程排气系统是至关重要。片制程排气系统的主要分为控制方式分手动和自动两2技术改造方案种。自动控制是在中央控制室进行远程控制，手动控制是在传统芯片制程排气设备的控制中存在一些弊端。在没有现场进行调整，现场和中央控制室都可以调整风机的频率和调速控制之前，一般采用降压起动，并且正常运行后，电

3、动机排风阀门的开启度。频率的高低调整是根据实际车间的需求全速运行，而风量的大小则通过风门来调节。一般情况下，风量来进行自动调整。电机的频率设置：最小为20HZ，最大为门的开度为50％～80％，电机只能是满负荷运行，电动机的工5OHZ，变频器上升时间为10S，下降时间也为10S。在正常工作效率很低，造成很大浪费。运行机制流程中要求电气传动作情况下作28HZ运行，在风机的出El处安装有两个PDT传稳定，点动、启动及升降速都应平滑实现，这样才能使空气环感器，如果风压达不到设定需求的话，通过PDI传感器将风量境保持一定的气压和空气的洁净度。在芯片制程排气设备的的现在容量的信号传递给CPU，CPU将

4、数据校对处理后，由传动系统中，都是由皮带与齿轮来承担，由于电动机启动硬度PLC发出一个指令给变频器，变频器得到这个信号后进行匀的原因，在点动与启动过程中，不可避免地会出现皮带打滑，加速，直到达到设定值为止，达到设定频率时变频器就会给齿轮冲击等现象。在机械传动轮系中，齿轮越多，造成齿轮损PLC反馈一个信号，这样变频器就会保持这个速度运行。在伤的机率就越大，应用交流变频技术就能够很好的解决平滑加速的时候电机是根据一个比率，积分微分调节器PID来做启动，消除机械启动时的冲击力，实现无级调速，满足生产工匀速加速的。PID控制用于闭环控制系统。目的是当系统输艺要求，提高空气质量。应用此技术在环境空气

5、变化的情况出偏离设定值时，能够迅速而准确地消除偏差，回复到设定值，时，不需改变牙齿或皮带轮，设备工艺转速的改变只需通过变即不振荡，误差也小。P控制是操作量和偏差之间有比例关系频设定就可完成。的控制。P控制用增益来设定，范围是O．叭．10倍，增益过大响3变频调速及PLC在芯片制程排气机上的应用应快，但可能产生振荡；增益过小时，响应滞后。I控制是操作变频调速在芯片制程排气中的应用使节能显著。在芯片量的变化速度和偏差成正比关系的控制，亦可认为输出按偏制程排气风机控制中应用，可根据车间环境条件对风机进行差的积分而变化。因此它可达到使控制量(反馈信号)和目标无级调速，扩大了调节范围，因风机大部分工作

6、在50～80％的量(设定频率)一致的结果。I控制的缺点是对急剧变化的偏效率中，这样的节电效果高达60％左右。差响应慢。I控制积分时间的可调范围为0．1～3600s。D控制是操作量和偏差微分成正比的控制。由于D控制的输出按偏4改造后的节能效果差微分而变，故对急剧的变化量响应很快。D控制微分时间的4．190KW为例可调范围为0．O1．10．0s。当设定微分时间增大可使P控制引改造前实测数据起的振荡很快衰减，但时间过大又会引起振荡，微分时间过小U=380VI=160Acos~=0．887则不能抑制振荡。所以PID控制是根据现场风量的实际需求P=I．732UIcos~量来做控制的。如果设定的SP需

7、求量的值没有符合现场风=1．732x380x120x0．887量的需求，PLC就会通过差压传感器PDI给变频器一个信号=93．4KW让电机自动匀速提高，直到加到车间芯片制程排气量的值和改造前每年耗电量(全年运行330天计)设定值相同，保持车间一定的需求量电机保持这个频率做93．4KWx24x330=739728度匀速运行。现在SP的设定值在，800Pa．在PID控制中，现在P4．2改造后实测数据的值设定在30。I的值设定