模糊控制在半导体厂洁净室温湿度控制中的应用

摘要

近几年来随着半导体产业的迅速发展,洁净厂房也已成为世界各国颇为重视的一项技术。针对半导体集成电路行业而言，洁净室最重要之作用之一在于控制产品所接触的空气的洁净度、温湿度以及室内压力，使产品能在一个良好之环境空间中生产、制造。而以上这些指标的控制应由洁净室空调系统、排风系统和空气滤网系统等各个子系统来协同完成。整个洁净室环境的控制的重点是温湿度控制，而其他的如洁净度、照度及静电控制等等，都是相对稳定的值，基本上在洁净室建设完成后这些量也就固定下来，只需要定期的维护而不需要实时的监控，而对于温湿度监控，这是需要24 小时持续监控的系统，是整个洁净室控制的重点。　　 本项目的目的是对原有的洁净温湿度控制系统上进行改善，以求提高温湿度控制的精度，缩小其波动范围，间接提高产品的良率。　　 所有的温湿度控制都必须符合温湿度基本理论，包括温度和湿度处理流程、温湿度之间偶合关系及如何在时间应用中对这两者之间的偶合关系进行解偶合，这为后续的控制方案提供了理论上依据。　　 本文对洁净室的基本概念及温湿度基本原理进行了介绍，然后从洁净室的基本需求分析开始，对整个洁净室温湿度控制系统进行系统化的分解，包括：新风空调机、干冷盘管及整体的控制，从局部及整体上对系统控制的改进进行分析。　　 在控制方案上，重点以新风空调机组及干冷盘管为研究对象，着重探讨洁净空调温湿度的控制方案。结合焓湿图分析了空气处理过程，应用温湿度解耦方法，介绍了基于PID 控制的温湿度控制策略。考虑精确度和节能效果，通过在控制环中增加分程控制器，对冷热水及加湿与去湿进行控制避免能源的浪费及控制的持续波动。针对常规PID 控制在实际使用中所体现出的不足，通过在PID 控制环中增加模糊控制器对PID 参数进行调节，提高系统对不同工况下的适应能力，提高了系统控制精度的稳定性，最终实现对降低温湿度波动范围的目的。　　 本文也介绍了经过业界长期应用的SLC500 系列1746-553 PLC 为基础的冗余控制系统，以及以兼容性著称的Wonderware Intouch 为平台的SCADA 界面，让整个监控系统的稳定性及兼容性都做到较高。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

第二章半导体厂洁净室基本介绍

第三章温湿度基本理论介绍

第四章洁净室空调系统介绍

第五章洁净室温湿度控制

第六章模糊控制的应用

第七章系统配置

第八章项目运行效果

第九章全文总结

参考文献

致谢

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