西门子PCS7控制系统在某集成电路制造有限公司洁净室自控系统项目中的应用

项目简介

　　某集成电路制造（上海）有限公司是中国最大的半导体生产厂家之一。生产200mm (8 inch)的芯片，可达到密集程度0.25 μm 以下的工艺技能以满足中国市场的巨大需求。

　　作为专业的全集成自动化解决方案的提供者，我们凭着强大的技术实力与丰富的工程经验在激烈的竞争中赢得了此公司洁净室自控系统工程的合约，提供了从设备到工程的一系列服务，包括提供基于分散过程控制系统的PCS7系统，控制方案的选择和控制功能的设计，系统编程，组态，安装，开车调试，工艺参数优化，以及相关操作维护手册编写，培训。系统总I/O点数超过2000点。项目于2001.3启动，2001.12竣工。

　　系统结构

　　PCS7作为一个富有竞争力的过程控制系统，被用于此公司的净化室项目中，两个独立的加工厂 (FAB1和FAB3B) 分别配备了一套PCS7系统。考虑到芯片加工厂连续生产的特性，我们采用了AS控制器冗余技术。分布式I/O模块的应用，满足了安装及接线灵活性的需要。分布式I/O模块由灵活的底板总线驱动，可带电插拔。为了确保其的可靠性，同时也配备了Profibus的冗余通讯。UPS的应用解决了断电问题。

　　控制策略

　　芯片与生产设备本身对空气的温湿度非常敏感。为了维持洁净室稳定的环境，控制系统必须能自动识别变化。通过新风机低中效的过滤以及风扇过滤单元高效过滤，可以实现对净室洁净度的控制。利用变速风机可以进行压力控制，洁净室中稳定的正压是新风机和排气系统共同作用的结果。

　　为了更精确地控制湿度，我们采用了串级控制，从而克服了滞后现象。主环控制净室的相对湿度，而副环主要控制送风系统的一些扰动，包括公用部分的一些不稳定因素。在某一温度下，为了保持空气中一定的湿度，必须注意补给以保持空气的绝对湿度。

　　项目突出点

　　为尽快建立芯片生产线，所有的工作都几乎在同时进行，那就意味着需要一支有经验的专业化工程队伍。同时，由于半导体制造设备的巨大投资，以及生产线工人24小时不间断的生产作业，这些都要求控制系统必须有高度的可靠性。

　　系统优势

　　考虑到半导体工业的特性与产品周期，西门子工业自动化有限公司为其配置了西门子具有高度灵活性，可靠性与一体化的PCS7过程控制系统，实现集成数据管理，集成编程，组态，集成通讯。

　　采用的AS 414H/417H 是冗余的自动化系统，由两个独立的中央处理单元组成，同步跟踪被控对象，并通过CPU之间的数据线进行快速，直接的内部数据交换。这两个独立的中央处理单元可以以冗余的方式接入工业以太网，并有冗余的PROFIBUS-DP 接口连接I/O。一旦异常情况发生，故障搜索装置启动，受影响的单元停止，自动切入后备单元。