SLC500系列PLC在半导体洁净厂房控制中的应用SLC500是罗克韦尔自动化公司经典的中小型框架式可编程逻辑控制器，具有强大的处理能力，通讯网络、功能模块、存储容量都可以灵活地进行选择和配置，稳定可靠、高性价比、易用的特点多年来在洁净厂房的控制领域有着广泛的应用。
2 项目概况
2.1 BMS系统控制区域
芯片装测试智能建筑管理系统BMS（Building Management System）系统主要控制以下几大区域：
（1）洁净室：提供符合洁净度以及温湿度的生产主厂房；
（2）动力厂房：提供生产需要的冷冻水、冷却水、热水和纯水；
（3）仓库：成品堆放周转区；
（4）办公楼。
2.2 BMS系统工艺与设备
（1） 暖通空调HVAC。（Heating Ventilation and Air-Conditioning），HVAC用于控制洁净室、办公区、仓库区域的温度、湿度、露点以及压力等参数；执行设备有空调机组、调节阀、风机、 泵。空调机组分为新风空调、循环风空调、一般空调等设备。根据半导体洁净设计规范，洁净室要求温度20～26℃，露点：9～11℃；办公区要求温度 20～26℃；仓库区要求温度20～26℃，湿度40%～60%。
（2）冷热源系统。冷冻水系统为工艺冷却水系统和HVAC系统提供低温冷冻水；锅炉和热回收系统则为BMS系统提供热水。
（3）其它子系统。包括排放热量和水汽的排风系统、压缩空气系统、真空系统、工业水系统、纯水系统、废水系统、应急燃油发电系统等。
为了节能，系统对这些被控的风机和泵采用变频器进行控制。
3 BMS自动控制系统的设计
3.1 系统设计
参见图1BMS系统整体结构图。
图1 BMS系统整体结构图
（1） BMS系统功能。工艺过程的画面实时显示和数据记录；过程设备的控制和参数设置；设备诊断和报警，通过GPRS modem以短消息的形式把信息发送到相关人员的移动电话上。BMS系统所有设备的操作分为就地Local（硬手动）和远程Remote两种。在 Local时，只能通过现场的MCC柜对风机和泵进行就地操作，BMS系统仅仅显示其状态；当设备处于远程Remote控制位置时，BMS对此设备的控制 有2种模式，即自动模式和手动模式。设备处于自动模式时，由BMS根据逻辑和现场工况自动启动/停止该设备；设备处于手动模式时，操作员可以用画面上的启 动/停止按钮启/停该设备，并且需要操作进行确认。
（2）BMS系统硬件。系统由15套冗余SLC500系统，3套单机SLC500和11套MiroLogix1200微型PLC组成。控制编程软件 采用RSLogix500，HMI软件系统采用RSView32的ADS（服务器/客户端）系统，同时系统使用数据引擎软件RSSQL 将重要的工艺参数记录到SQL数据库供远程维护和管理。
系统11套冗余的的SLC500的CPU之间采用DH+通讯网络，然后通过双 Ethernet/DH+的网关连接到Ethernet网络，再连接到冗余的服务器Server A和Server B，微型PLC经过串口/以太网网关连接到HMI服务器。其它的PLC直接通过CPU的以太网口连接到HMI服务器。三方设备如冷冻机组和锅炉等采用 Modbus通讯接入系统进行监控。
3.2 系统特点
SLC500控制器＋FLEX远程RIO的结构形式。
（1）功能强大的处理器。
l内存容量最多可达64K字，数据/程序内存动态分配，系统资源如定时器等只取决于系统的内存容量；
l 强大的I/O容量，最大可达8192点I/O；
l 提供丰富的诊断信息。
（2）稳定可靠。
l SLC500提供系统冗余功能；
l Flex I/O模块可以带电插拔；
（3）灵活的系统结构和通讯网络。
l 远程I/O链RIO通讯速度最快230K/bps，最远距离3300m(57.6K/bps)；适合于分布式应用；
l灵活的通讯网络选择：CPU内置有DH+/Ethernet/串口；
l 广泛的开放的标准现场总线选择：EtherNet/IP、 DeviceNet、 ControlNet。
3.3 控制策略
（1） HVAC系统控制。HVAC系统主要是为了保持被控区域特定的温度、湿度、露点以确保产品的质量，控制压差以防止洁净室被室外粉尘的污染并采用VFD技术 达到节能的目的；同时也是为了向洁净室补充一定的新风以保证室内空气质量。典型的新风空调MAH控制原理示意如图2所示。新风首先通过预虑网，经过降温除 湿（夏天）、加热（冬天）、再经高再热终滤网送入各风管，最后经FFU送风口过滤后送入控制区各房间。
图2 MAH控制原理示意图
（2） 焓值（加热）控制回路。焓值是温度和湿度的综合，是一个能量单位，由温度和湿度经过运算得出。我们设定一个焓值的高限和低限，当室外的焓值剔的数值 <低限时，处于冬季模式，加热回路开始工作；当焓值>高限时，为夏季模式；二者之间认为是过渡死区，保持原先的控制模式。
在冬季，室 外空气比较干冷（温度低，湿度小），经加湿器雾化后的水雾会凝结成水滴，加湿效果很差，因此必须使热水通过加热盘管对室外新风加热使得焓值达到一定数值。 这是一个单PID控制调节（图中所示为AC-03控制回路），系统焓值控制的设定点SP＝34kj/kg，其热力学的计算公式如式（1）：
上一页12 3 下一页
|
