【正文】 根據(jù)超純水處理工藝要求，系統(tǒng)采用順序和過程控制相結(jié)合的方式。整個控制系統(tǒng)分為現(xiàn)場控制單元、中心控制單元和上位機(jī)三個部分。 ET200M 主要有： ET200S、 ET200M、 ET200IS、 ET200X、 ET200ECO、 ET200L. 2． SIMATIC ET 200M ET200M（圖 210） 采用 模塊化設(shè)計，方便安裝于控制柜。集成的安全技術(shù)顯著的減低了接線費用。 ? .啟動系統(tǒng) 經(jīng)過適當(dāng)?shù)呐渲茫?ET200M 能用于閥門控制。 SIMATIC ET 200 分布式 I/O 1． ET200 的特點 ET200M 分布式 I/O 是基于 PREFIBUSDP 總線的分布式 I/O，可以經(jīng)過認(rèn)證的非西門子 公司生產(chǎn)的 PREFIBUSDP 主站協(xié)同運行。使用網(wǎng)段耦合器或 DP/PA 鏈路，可以將 PA 總線段連接到 PROFIBUS DP 總線段上 。在單一總線段上運行的節(jié)點數(shù)目依賴于所用的電源、總線節(jié)點的能耗、總線電纜和總線系統(tǒng)的擴(kuò)展。另外，還使用定義了現(xiàn)場設(shè)備響應(yīng)特性的 PA 配置文件。只能在 PROFIBUS 子網(wǎng)上進(jìn)行使用 FMS 服務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸。 FMS服務(wù)可以看作是 ISO 參考模型第七層的一部分。 智能 DP 從站 (IDP從站 )：能預(yù)處理信號的現(xiàn)場設(shè)備被稱為 “ 智能從站 ” 。根據(jù)所需要的 I/O 通道數(shù)量和電壓范圍，可以在 200B 模塊范圍內(nèi)選擇合適的模塊。二類主站完成非周期性數(shù)據(jù)訪問，如數(shù)據(jù)讀寫、系統(tǒng)配置、故障診斷等，包括操作員工作站 (如 PC 機(jī)加圖形監(jiān)控軟件 )、編程器、 HMI（人機(jī)界面） 等 。此外， PROFIBUS DP還提供智能化現(xiàn)場設(shè)備所需的非周期性通信以進(jìn)行組態(tài)、診斷和報警處理及復(fù)雜設(shè)備在運行中參數(shù)的確定。因此這種 PROFIBUS 協(xié)議 (已經(jīng)為快速數(shù)據(jù)交換進(jìn)行了優(yōu)化 )特別適用于現(xiàn)場級的自動化系統(tǒng)和分布式 I/O 設(shè)備之間的通信。轉(zhuǎn)換的原因是每個過程對象都 是由它在所謂的對象字典 (OD)中的特性 (數(shù)據(jù)類型、存取保護(hù)、物理地址 )所描述的。在某些應(yīng)用過程中，還可以通過 FMA7 把各個子層的事件和錯誤顯示給用戶。借助于此，才可能訪問一個應(yīng)用過程的通信對象。除了上面 已經(jīng)提到的監(jiān)控連接或數(shù)據(jù)傳輸，LLI 還檢查在建立連接期間用于描述一個邏輯連接通道的所有重要參數(shù)。第 3— 6 層在 PROFIBUS 中沒有具體應(yīng)用，但是這些層要求的任何重要功能都已經(jīng)集成在 “ 低層接口 ”(LLI) 中。 PROFIBUS 第 2 層 FMAl／ 2：第 2層的現(xiàn)場總線管理 (FMAl／ 2)完成第 2層 (MAC)特定的總線參數(shù)的設(shè)定和第 1層 (PHY)的設(shè)定。 PROFIBUS 采用一種混合訪問方法。在線性拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下采用雙絞線電纜。參照 ISO／ OSI 參考模型， PROFIBUS 只包含第 l， 2,和 7 層。 Profibus 遵循 ISO/OSI 模型，其通信模型由三層構(gòu)成 :物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。 FCS 用 “ 工作站－現(xiàn)場總線智能儀表 ” 的二層機(jī)構(gòu)完成了集散控制系統(tǒng) (Distributed Control System, DCS)“ 操作站－控制站－現(xiàn)場儀表 ” 的三層結(jié)構(gòu)模式，降低了成本，提高了可靠性，且在統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)下可實現(xiàn)真正的開放式互連系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。診斷緩沖區(qū)可以保存 120 個故障和中斷時間 [7]。 S74174H 用于程序和用戶數(shù)據(jù)的可擴(kuò)充 RAM 容量為 10MB；它有兩個 PrefibusDP主站總線接口，不能用于接口子模塊和 IM467，通過 CP 可以擴(kuò)展 10 個 DP 主站。 S7/C7 通信對象的通信服務(wù)通過集成在系統(tǒng)中的功能塊來進(jìn)行。 S7400 有很強(qiáng)的通信功能 ， CPU 模塊集成有 MPI 和 DP 通信接口，有 PrefibusDP和 LAN 通信的模塊，以及點對點通信模塊。 S7400 的模塊是通過機(jī)架上的總線連接起來的。 ② 存儲容量大， 4174的 RAM 可以擴(kuò)展到 16M，裝載存儲器 (FEPROM/RAM)可以擴(kuò)展到 64M； ③ I/O 擴(kuò)展功能強(qiáng)，可以擴(kuò)展 21 個機(jī)架， S74174最多可以擴(kuò)展 262144 個數(shù)字量I/O 點和 16384 個模擬點； ④ 有極強(qiáng)的通信能力，容易實現(xiàn)分布式結(jié)構(gòu)和冗余控制系統(tǒng)，集成的 MPI（多點接口）能建立 32個站的簡單網(wǎng)絡(luò)。 機(jī)架用于固定模塊、提供模塊工作電壓和實現(xiàn)局部接地，并通過信號總線將不同模塊連接。 ? .電源模塊 PLC 一般使用 AC220V 或者 DC24V 電源，電源模塊用于將輸入電壓轉(zhuǎn)換為 DC24V 電壓和 背板總線上的 DC5V電壓，供其他模塊使用。 ? .功能模塊 為了增強(qiáng) PLC 的功能，擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域，減輕 CPU 的負(fù)擔(dān)， PLC 還有各種功能模塊，它們主要用于完成某些對時實性和存儲容量要求很高的控制任務(wù)。 CPU 模塊內(nèi)部工 作電壓一般事 5V。 ? .信號模塊 輸入（ Input）模塊和輸出（ Output）模塊簡稱為 I/O模塊，開關(guān)量輸入 /輸出模塊簡稱為 DI 模 塊和 DO模塊，模擬量輸入 /輸出模塊簡稱為 AI/AO 模塊，它們統(tǒng)稱為信號四川理工學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 模塊。 PLC 分為整體式和模塊式兩種。 如圖 28；圖 29為邏輯結(jié)構(gòu)圖。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作指令，并通過數(shù)字，模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。系統(tǒng)中不在有整束的電纜，也省去了成千上萬個四川理工學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 線路接點 ， 大大提高系統(tǒng)的可靠性，節(jié)約了控制電纜。 PLC 接受上位機(jī)優(yōu)化控制指令，可以根據(jù) 水池水位和設(shè)備出口壓力要求 自動調(diào)節(jié) 相關(guān)泵運轉(zhuǎn)頻率 以適應(yīng)生產(chǎn)需求。如果需要擴(kuò)展總線的長度或者 PROFIBUS從站數(shù)大于 32個時，就要加入 RS485 中繼器， RS485 中繼器具有信號放大和再生功能，在一條 PROFIBUS 總線上最多可安裝 9個西門子 RS485 中繼器。對于實時性要求極高的 PROFIBUS DP應(yīng)用，也可以采用符合 IEC 61158/ EN 50170的傳輸速率： 6和 12 Mbit/s。 RS 485 接口使用電壓差分信號，所以它比電壓或電流接口更抗干擾。 SIEMENS S7 PLC提供一個 MPI（多點通信）接口和一個 RS 485 串行通信接口。用網(wǎng)絡(luò)組態(tài)工具建一個你所需要的網(wǎng)絡(luò)，并設(shè)置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，然后在網(wǎng)絡(luò)上添加你所須的站，并設(shè)置站的參數(shù)，最后把設(shè)置好的網(wǎng)絡(luò)組態(tài)傳送給主站，這樣就組建好了一個 PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò)。 GSD 文件由生產(chǎn)廠商分別針對每一種設(shè)備類型準(zhǔn)備并以設(shè)備數(shù) 據(jù)庫清單的形式提供給用戶， 此種明確定義的文件格式便于讀出任何一種 PROFIBUS 設(shè)備的設(shè)備數(shù)據(jù)庫文件，并且在組態(tài)總線系統(tǒng)時自動使用這些信息。主站的網(wǎng)絡(luò)組態(tài)工具和從站的 GSD 文件，兩者缺一不可。10% ，三相，交流， ； 圖 25 MM430 ② 風(fēng)機(jī)和泵類變轉(zhuǎn)矩負(fù)載專用； ③ 牢固的 EMC（電磁兼容性）設(shè)計； ④ 控制信號的快速響應(yīng)； 二 .控制功能： ① 線性 v/f 控制，并帶有增強(qiáng)電機(jī)動態(tài)響應(yīng)和控制特性的磁通電流控制（ FCC），多點 v/f 控制； ② 內(nèi)置 PID 控制器； ③ 快速電流限制，防止運行中不應(yīng)有的跳閘； 四川理工學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 ④ 數(shù)字量輸入 6 個，模擬量輸入 2個，模擬量輸出 2個，繼電器輸出 3個； ⑤ 具有 15個固定頻率， 4 個跳轉(zhuǎn)頻率，可編程； ⑥ 采用 BiCo 技術(shù)，實現(xiàn) I/O 端口自由連接； ⑦ 集成 RS485 通訊接口，可選 PROFIBUSDP通訊模塊； ⑧ 靈活的斜坡函數(shù)發(fā)生器，可選平滑功能； ⑨ 三組參數(shù)切換功能：電機(jī)數(shù)據(jù)切換，命令數(shù)據(jù)切換；風(fēng)機(jī)和泵類專用功能： ⑩ 多泵切換 ， 旁路功能 ， 手動 /自動切換 ， 斷帶及缺水檢測 。功率范圍 至 250kW。變頻器主要采用交 — 直 — 交方式（ V/F 變頻或矢量控制變頻），先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機(jī)。 對管路的 材質(zhì)也有一定講究， RO 段前的輸送管路是以聚氯乙烯 (Polyvinyl Chloride， PVC) SCH80 管為主；在 RO 膜之后的供應(yīng)管則以聚偏氟乙稀 (Polyvinylidene Fluoride， PVDF)管為主，其中純水供應(yīng)管為高潔凈度的聚偏氟乙稀 (High Purity Polyvinylidene Fluoride， HPPVDF)管；回收管則為一般的 PVDF，以維持良好水質(zhì)，并降低初期安裝成本，同時為使用點獲得穩(wěn)定壓力和流量，均采用回路設(shè)計。 (2)制備：結(jié)合紫外燈、混床和薄膜脫氧器，可以除去大部分有機(jī)物、溶解的氧氣及可溶離子?？偟膩碚f，超純水在高科技產(chǎn) 業(yè)的功能如下： ① 去除沉積物； ② 防止金屬離子污染； ③ 防止有機(jī)物污染； ④ 防止氧化物污染； ⑤ 增加產(chǎn)品表面整齊； ⑥ 增加產(chǎn)品表面平滑； ⑦ 去除產(chǎn)品表面微塵粒子及附著物。 超純水中電解質(zhì)幾乎全部去除，水中不溶解的膠體物質(zhì)、微生物 、微粒、有機(jī)物、溶解氣體降至很低程度 。我國在 1992 年制定了中國國家實驗室分析用水標(biāo)準(zhǔn) (GB668292)，從此，我國的超純水處理進(jìn)入了快速發(fā)展軌道。 DCS 是一個由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級計算機(jī)系統(tǒng)，綜合了計算 機(jī)，通信、顯示和控制等 4C技術(shù)，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活以及組態(tài)方便。六十年代，要求最終泄漏量為 5 微克 /升（ 5ppb）；七十年代中期已提高至 lppb；進(jìn)入八十年代后，這個目標(biāo)已向 邁進(jìn)。 研究內(nèi)容為超純水處理的電氣和 PLC 自動控制系統(tǒng)， 結(jié)合本系統(tǒng)需求，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計。第一階段計劃月產(chǎn)2 萬片晶圓，第二階段再擴(kuò)增至月產(chǎn) 4萬片，最后預(yù)計規(guī)模倍增至 6 萬片。 我們 探討 晶圓廠 超純水處理的電氣和 PLC 自動控制系統(tǒng)。在制程中，為除去附著于芯片或玻璃上殘余酸堿、有機(jī)物及其它外來雜質(zhì)或離子，須依賴超純水來洗凈處理，一套完整且具 有高品質(zhì)、高安全的純水處理系統(tǒng)是相當(dāng)重要且直接影響了產(chǎn)品良率，制造成本 [2]。而特殊測試則是根據(jù)客戶特殊需求的技術(shù)參 數(shù)，從相近參數(shù)規(guī)格、品種中拿出部分芯片，做有針對性的專門測試，看是否能滿足客戶的特殊需求，以決定是否須為客戶設(shè)計專用芯片。其目的是用以保護(hù)晶粒避免受到機(jī)械刮傷或高溫破壞。 （ 1）晶圓處理工序：本工序的主要工作是在晶圓上制作電路及電子組件（如晶體管、電容、邏輯開關(guān)等），其處理程序通常與產(chǎn)品種類和所使用的技術(shù)有關(guān)，但一般基本步驟是先將晶圓適當(dāng)清洗，再在其表面進(jìn)行氧化及化學(xué)氣相沉積，然后進(jìn)行涂膜、曝光、顯影、蝕 刻、離子植入、金屬濺鍍等反復(fù)步驟，最終在晶圓上完成數(shù)層電路及組件加工與制作。因此，一般興建一個兩線 (即有兩條生產(chǎn)線 )晶圓廠需投資人民幣十幾億至數(shù)十億元，其占地面積也有十幾萬平方米，員工可達(dá)數(shù)千人。在硅芯片上可加工制作成各種電路組件結(jié)構(gòu) ,而成為有特定電性功能的 IC 產(chǎn)品 [1]。 UR2H racktype choice, the rack used in a rack configuration plete redundancy of the S7400 system。 在 本控制系統(tǒng)中的， 我對 分布 式 輸入 /輸出接口 ， CPU 選型 和冗余系統(tǒng)選擇進(jìn)行設(shè)計 ， 本系統(tǒng)選擇了 ET200M 分布式 I/O，它能實現(xiàn)分布廣的系統(tǒng)連接，能 非常嚴(yán)酷的環(huán)境下使用 ； 機(jī)架選擇 UR2H 型，該 機(jī)架用于在一個機(jī)架上配置完整的S7400 冗余系統(tǒng) ； S74174H 的 CPU 功能強(qiáng)大，系統(tǒng)連接和冗余 連接 方便 。 純水處理部分 包括 前處理、制備、拋光及回收系統(tǒng) 四個部分 。 Ultrapure water treatment focuses on the design of automatic control system water includes preprocessing, preparation, polishing and recycling system in four parts. In this control system, I have distributed input / output interface, CPU selection and selection of redundant system design, the system chosen ET200M Distributed I / O, it can achieve wide distribution system, to a very harsh the use of the environment。晶圓是指硅半導(dǎo)體集成電路制作所用的硅芯片 ,由于其形狀為圓形 ,故稱為晶圓。至于其廠