【正文】 。選擇時主要根據(jù)現(xiàn)場輸入信號和周圍環(huán)境因素等。分組式的開關(guān)量輸入模塊價格較匯點式的高，如果輸入信號之間不需要分隔，一般選用匯點式。選擇時主要應(yīng)考慮以下幾個方面： ① 輸出方式。 ② 輸入接線方式 開關(guān)量輸入模塊主要有匯點 式和分組式兩種接線方式。 表 33 典型傳動設(shè)備及常用電氣元件所需的開關(guān)量的 I/O點數(shù) 序號 電器設(shè)備、元件 輸入點數(shù) 輸出點數(shù) 1 單向運行的籠型異步電動機 4 3 2 單向運行的籠型異步電動機 4 1 3 可逆運行的籠型異步電動機 5 2 4 單向變極電動機 5 3 5 可逆變極電動機 6 4 6 單向運行的直流電動機 9 6 7 可逆運行的直流電動機 12 8 8 單線圈電磁閥 2 1 9 雙線圈電磁閥 3 2 10 比例閥 3 5 11 按紐 1 12 光電開關(guān) 2 13 信號燈 1 14 撥碼開關(guān) 4 15 三檔波段開關(guān) 3 16 行程開關(guān) 1 17 接近開關(guān) 1 18 制動器 1 19 風(fēng)機 1 20 位置開關(guān) 2 21 單向運行的繞線轉(zhuǎn)子籠型異步電動機 3 4 22 可逆運行的繞線轉(zhuǎn)子籠型異步電動機 4 5 （ 1）開關(guān)量輸入模塊的選擇 開關(guān)量輸入模塊是用來接收現(xiàn)場輸入設(shè)備的開關(guān)信號，將信號轉(zhuǎn)換為 PLC內(nèi)部接受的低電壓信號，并實現(xiàn) PLC 內(nèi)、外信號的電氣隔離。根據(jù) 實際需要，一般情況下， PLC 都有許多 I/O 接口模塊，包括開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊以及其它一些特殊模塊。 一些廠家通過 提供特殊模擬接口來接受低電平信號（如 RTD、熱偶電阻等）一般四川理工學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 這類接口能同時接受同一模塊上的不同類型熱電偶或 RTD 得混合信號。輸出模塊有三種輸出方式：繼電器輸出、晶閘管輸出、晶體管輸出。 ? . 開關(guān)量 I/O：標(biāo)準(zhǔn)的 I/O接口用于開關(guān)和傳感器（按鈕、限位開關(guān)）及控制 (開/關(guān) )設(shè)備（指示燈、報警器、電動機啟動等）進行數(shù)據(jù)傳輸。 通信速度和方式、與上位機的聯(lián)網(wǎng)功能、調(diào)制解調(diào)等 7 通信功能 支持多種通信協(xié)議 對通信有特殊要求的用戶 8 診斷功能 有內(nèi)診斷和外診斷。 ? .PLC 處理速度應(yīng)滿足實時控制要求： PLC 工作時，從輸入信號到控制輸出存在滯后，一般在 12 個周期后才能反映到輸出端。這三臺計算機數(shù)據(jù)實時同步顯示，其中一臺用于水處理第一和第二段現(xiàn)場控制，一臺用于水處理第三段現(xiàn)場控制，剩余一臺用于與廠務(wù)系統(tǒng)連接。現(xiàn)地 LCU布置 在控制現(xiàn)場，公用 LCU 布置在控制室。順序控制按照工藝要求對純水處理系統(tǒng)的各個單元進行先后控制，并對水質(zhì)出現(xiàn)意外情況時進行單元順序調(diào)整，從而控制整個制備系統(tǒng)水質(zhì)。 ET200M 由以下部分組成 ： ? .IM153 接口 ,用于與 PROFIBUSDP 現(xiàn)場總線的連接 ? .各種 I/O 模塊 ,用總線連接器連接或插入在有源總線模塊內(nèi) ,系統(tǒng)運行時可更換模塊 ? .電源 (如有必要 ) ? .S7300 自動化單元的所有 I/O 模塊 ,都可應(yīng)用 (功能和通信模塊只用于SIMATIC S7/M7 主設(shè)備 ) ? .HART 模塊 ET200M 特點： ? .最多可擴展 8個 I/O模塊 ? .每個 ET200M 的最大地址區(qū) :128 字節(jié)輸入和 128 字節(jié)輸出 ? .PROFIBUSDP 和 ET200M 之間的隔離 ? .保護等級 IP20 ? .數(shù)據(jù)傳輸 速率最大為 12M 位 /S ? .診斷數(shù)據(jù)的集中和分布的分析可運行兩種型式的ET200M ? .總線連接器設(shè)計 :在運行過程中不能更換模塊 ? .有源總線模塊設(shè)計 :在運行過程中能更換模塊 圖 210 ET200M 應(yīng)用領(lǐng)域 ： ET200M是高密度配置的模塊化 I/O站 ,保護等級為 S7300可編程序控制器的信號 ,功能和通訊模塊擴展 .由于模塊的種類眾多 ,ET200M尤其適用于復(fù)雜的自 動化任務(wù) .可插入模擬量 HART 的輸入和輸出模塊意味著 ,ET200M 適用于過程工程 .它也適宜于與冗余系統(tǒng)一起使用 . ET200M 是在 PROFIBUSDP 上的被動站 (從站 ). 最大數(shù)據(jù)傳輸速率為 12M 位 / 也可以在運行過程中 ,在有電源情況下配置 S7300 I/O模塊的有源總線模塊 .其余模塊仍繼續(xù)運行 。 ? .變頻器 ET200X 用于電氣傳動工程的模塊提供變頻器的所有功能。 ② 實時傳送現(xiàn)場檢測到得數(shù)字 /模擬信號到 PLC，再把經(jīng)過 PLC 處理后的控制信號傳送到現(xiàn)場執(zhí)行器。通過使用網(wǎng)段耦合器， PROFIBUSPA 設(shè)備可以輕松地集成到 PROFIBUS DP 網(wǎng)絡(luò)中。在 FMS 所提供的服務(wù)當(dāng)中，通過 FMS連接，可以完成 FMS 協(xié)議的讀取、寫入和信息發(fā)布服務(wù)。西門子 ET200M 是該類 DP從站的典型實例。 ProfibusDP 主站分為一類主站和二類主站。 DP主站和 DP從站之間周期性地交換少量數(shù)據(jù)。 四川理工學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 PROFIBUS 第 7層 fMA7：與第 2 層類似，第 7 層也有現(xiàn)場總線管理 (FMA7)。 （ 4） PROFIBUS 第 7 層。為使PROFIBUS 從設(shè)備 (slave)之間也能傳遞信息，從設(shè)備由主設(shè)備循環(huán)查詢。第 1層 — PHY：第 1層規(guī)定了線路介質(zhì)、物理連接的類型和電氣特性。 我們采用的為以西門子 PLC 為主的控制系統(tǒng)，其 CPU、變頻器等都帶有 Prefibus接口，所以為了保證系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)計維護方便，采用了 Prefibus 為現(xiàn)場控制總線。第二個通信接口不支持內(nèi)部節(jié)點通信、等時線、 SYNC/FREEZE 功能。在自動化系統(tǒng)之間， PLC 與計算機和 HMI（人機接口）站之間，均可以交換數(shù)據(jù)。 ⑤ 通過鑰匙開關(guān)和口令實現(xiàn)安全保護； ⑥ 診斷功能強，最新的故障和中斷時間保存在 FIFO 緩沖區(qū)。 S7400 采用大模塊結(jié)構(gòu)，大多數(shù)模塊的尺寸為 25mmx290mmx210mm。在信號模塊中，用光電耦合器、光敏晶閘管、小型繼電器等器件來隔離 PLC 的內(nèi)部電路和外部的輸入 /輸出電路。 圖 28模塊式 PLC框圖 圖 29 PLC邏輯結(jié)構(gòu)圖 ? .CPU 模塊 CPU 模塊主要由微處理芯片和存儲器組成。 PLC 它又可分為一體式 PLC 和模塊式 PLC。 整個系統(tǒng)采用 PROFIBUS 現(xiàn)場總線控制技術(shù)，系統(tǒng)全部控制功能的實現(xiàn)都由現(xiàn)場總線通訊完成。電氣網(wǎng)絡(luò)組態(tài)為樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 RS485 主要用于和其他系統(tǒng)進行接口，即廠務(wù)監(jiān)控系統(tǒng)。在組網(wǎng)時，必須先把你所須的從站的 GSD 文件裝載到網(wǎng)絡(luò)組態(tài)工具里。過電壓、欠電壓保護；變頻器過溫保護；接地故障保護，短路保護； I2t 電動機過熱保護； PTC/KTY 電機保護。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為絕緣柵雙極型晶體管 (insulated gate bipolar transistor, IGBT)三相橋式逆變器，且輸出為 脈寬調(diào)制 (PulseWidth Modulation， PWM)波形，中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲能和緩沖無功功率。 (4)回收系統(tǒng)：對無塵室 (Clean Room)里的機臺最初和最后的清洗水及含氟廢水進行 收集， 然后用活性炭過濾器 (Activate Carbon Filter， ACF)進行處理，進 入系統(tǒng)循環(huán)使用，從而達到節(jié)約用水，降低單位成本的目的。 重要的性能指標(biāo)有 電導(dǎo)率或電阻率 、 PH 值 、 鈉 、 重金屬 、 二氧化硅 、 溶解有機物 、 微粒子以及微生物等 [4]。九十年代后，超純水處理控制系統(tǒng)逐漸采用 PLC 的現(xiàn)場總線系統(tǒng)。超純水定義以及它所要求水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，正是伴隨著電子等工業(yè)用水的要求而出現(xiàn)的。 課題來源及其研究內(nèi)容 某晶圓廠項目月產(chǎn)六萬片八吋 微米至 微米晶圓，主要產(chǎn)品包括 DRAM、LCD 驅(qū)動 IC、 Flash 和 CMOS 影像傳感器等。而未通過測試的芯片則視其達到的參數(shù)情況定做降級品或廢品。在用針測（ Probe）儀對每個晶粒檢測其電氣特性，并將不合格的晶粒標(biāo)上記號后，將晶圓切開，分割成一顆顆單獨的晶粒，再按其電氣特性分類，裝入不同的托盤中，不合格的晶粒則舍棄。另外對空氣環(huán)境、地表微 震動、廠址地質(zhì)條件也都有嚴(yán)格要求。 關(guān)鍵詞 ： 超純水 ， PLC，西門子 ，控制系統(tǒng) II ABSTRACT In this paper, the initial production process of ultrapure water the status quo, development and the basic situation of the project。 軟件系統(tǒng)設(shè)計 部分， 為簡要說明， 對 PLC 常用組態(tài)軟件的介紹，本文為西門子公司的 STEP 7； 文中 涉及 STEP 7 的應(yīng)用范圍，軟件 組態(tài) 設(shè)計中所需要的設(shè)置 的介紹 。 晶圓及芯片制造業(yè)是一個高度技術(shù)密集、資金密集的產(chǎn)業(yè)，其生產(chǎn)對環(huán)境要求非常嚴(yán)格，例如對電力、水源、燃氣的供應(yīng)，不僅有很高的質(zhì)量要求，還須采用雙回路，甚至三回路，從而保證在任何時候都能充足、及時供給。 （ 2）晶圓針測工序：經(jīng)過上道工序后，晶圓上就形成了一個個的小格，即晶粒，一般情況下，為便于測試，提高效率，同一片晶圓上制作同一品種、規(guī)格的產(chǎn)品；但也可根據(jù)需要制作幾種不同品種、規(guī)格的產(chǎn)品。經(jīng)一般測試合格的產(chǎn)品貼上規(guī)格、型號及出廠日期等標(biāo)識的標(biāo)簽并加以包裝后即可出廠。通過對該系統(tǒng)進行合理設(shè)計并應(yīng)用到實際中，基本上實現(xiàn)整個系統(tǒng)全自動控制，減少了人為干擾因素，利于系統(tǒng)穩(wěn)定運行，降低了系 統(tǒng)維護費用。 國內(nèi)外超純水處理現(xiàn)狀 大多數(shù)現(xiàn)代工業(yè)對工業(yè)用水水質(zhì)都有其特殊要求，特別在原子能發(fā)電、制藥、電子等工業(yè)，對水質(zhì)純度的要求幾乎接近理論值。在超純水處理控制系統(tǒng)的第七、八十年代，主要采用 DCS。 25℃ 時，電阻率為 10MΩ cm 以上，通常接近 18MΩ cm，必須經(jīng)膜過濾與混合床等終端精處理。 (3)拋光：結(jié)合紫外燈裂解有機物，最后經(jīng)不再生 型拋光混床 (Polish Mixed Bed，PMB)和超濾 (Ultra Filter， UF)，以除去死菌及微粒子，從而得到超純水給使用點 (Point Of Use， POU)。變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制 4 個部分組成。 三 .保護功能： 過載能力為 140％額定負(fù)載電流，持續(xù)時間 3 秒和 110％額定負(fù)載電流，持續(xù)時間60 秒 。在組態(tài)階段，系統(tǒng)自動地對輸入與整個系統(tǒng)有關(guān)的數(shù)據(jù)的輸入誤差和前后一致性進行檢查核對。 MPI 主要用于西門子內(nèi)部通信設(shè)備的連接，與另外的 PLC 聯(lián)網(wǎng)。最大網(wǎng)段長度取決于傳輸速率。同時 PLC 將 各分部運行參數(shù)送往上位機，以便及時了解生產(chǎn)狀況。可編程序控制器及其有關(guān)的外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體、易于擴充其功能的原則設(shè)計。下面就模塊式 PLC 各個部分介紹。而 PLC 的輸入 /輸出信號電壓一般較高，因此從外部引入的尖峰電壓和干擾噪聲可能毀壞 CPU 模塊，或使 PLC 不能正常工作 。 S7400 式具有中高檔性能的 PLC，采用模塊化五風(fēng)扇設(shè)計，適用于可靠性極高的大型復(fù)雜的控制系統(tǒng)。大多數(shù) CPU 集成有 PREFIBUS 主站接口，可以用來建立高速分布系統(tǒng)，使操作大大簡化。通過 PrefibusDP或 ASi現(xiàn)場總線，可以周期性的交換 I/O 模塊數(shù)據(jù)（過程映像數(shù)據(jù)交換）。第一個通信接口的 MPI 連接數(shù)為 44 個，沒有全局?jǐn)?shù)據(jù)通信和 S7 全局通信功能。 現(xiàn)場總線 現(xiàn)場總線使自控設(shè)備與系統(tǒng)步入了信息網(wǎng)絡(luò)的 行列，為其應(yīng)用開拓了更為廣闊的領(lǐng)域 ； 一對雙絞線上可掛接多個控制設(shè)備， 便于節(jié)省安裝費用；節(jié)省維護開銷；提高了系統(tǒng)的可靠性；為用戶提供了更為靈活的系統(tǒng)集成主動權(quán) 等優(yōu)點。 PROFIBUS協(xié)議層或子層說明如下： （ 1)PROFIBUS 第 1層。由于不能使所有設(shè)備在同一時刻傳輸，所以在 PROFIBUS 主設(shè)備 (masters)之間用令牌的方法。例如 ，包括連接監(jiān)控和數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋O(jiān)控。 FMS主要用于協(xié)議數(shù)據(jù)單元 (PDU)的編碼和譯碼 。 DP PROFIBUS DP[18]是主站和現(xiàn)場設(shè)備 (DP 從站 )之間過程輸入和過程輸出數(shù)據(jù)進行傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)化接口。 ProfibusDP 基本功能和特性如下 : (1) 遠程高速通信 支持 到 12Mbps 的傳輸速率 ； 12Mbps 時最大傳輸距離為 100m， 時為 200m，另外還可以用中繼器延長 ； (2) 分布式結(jié)構(gòu) 各主站間令牌傳遞，主站與從站為主－從傳送 ； 每段可有 32 個站，用連接線可擴展到 126 個站 ； (3) 易于安裝，開放式的通訊網(wǎng)絡(luò) ； (4) 可靠性高，具備自診斷功能。 模塊化 DP從站：對于模塊化 DP 從站，其輸入和輸出區(qū)域的結(jié)構(gòu)多種多樣，