【正文】 用，也可以采用符合IEC 61158/ EN 50170的傳輸速率：6和12 Mbit/s。單獨的網(wǎng)通過RS485中繼器連接到一起。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。RS485主要用于和其他系統(tǒng)進行接口，即廠務監(jiān)控系統(tǒng)。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。系統(tǒng)選用西門子公司MM430變頻器，以S7 4174H PLC為控制中心， PLC通過PROFIBUSDP現(xiàn)場總線與變頻器構(gòu)成DCS控制系統(tǒng)。用網(wǎng)絡組態(tài)工具建一個你所需要的網(wǎng)絡，并設置網(wǎng)絡參數(shù)，然后在網(wǎng)絡上添加你所須的站，并設置站的參數(shù)，最后把設置好的網(wǎng)絡組態(tài)傳送給主站，這樣就組建好了一個PROFIBUS網(wǎng)絡。在組網(wǎng)時，必須先把你所須的從站的GSD文件裝載到網(wǎng)絡組態(tài)工具里。GSD文件由生產(chǎn)廠商分別針對每一種設備類型準備并以設備數(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設備的設備數(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。GSD文件稱為設備數(shù)據(jù)庫文件。主站的網(wǎng)絡組態(tài)工具和從站的GSD文件，兩者缺一不可。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。10%，三相，交流，； 圖25 MM430②風機和泵類變轉(zhuǎn)矩負載專用； ③牢固的EMC（電磁兼容性）設計； ④控制信號的快速響應；：①線性v/f控制，并帶有增強電機動態(tài)響應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，防止運行中不應有的跳閘； 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，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：電機數(shù)據(jù)切換，命令數(shù)據(jù)切換；風機和泵類專用功能： ⑩多泵切換，旁路功能，手動/自動切換，斷帶及缺水檢測?？刂栖浖梢詫崿F(xiàn)專用功能：多泵切換、手動/自動切換、旁路功能、斷帶及缺水檢測、節(jié)能運行方式等。MicroMaster MM430如圖25，是全新一代標準變頻器中的風機和泵類變轉(zhuǎn)矩負載專家。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。 西門子MM430變頻器變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。圖21 超純水前處理流程圖 圖22 超純水制備流程圖圖23 超純水拋光流程圖 圖24 回收流程圖主要分為以下幾類：（1）各種泵，例如離心泵、隔膜泵、真空泵；（2）不同波長紫外燈，即254nm和185nm紫外燈；（3）西門子變頻器MMX430；（4）各種分析儀表，如流量計、差壓計、導電度計、液位計(Level Gauge)、硼離子分析儀（Boron Analyzer）、微粒分析儀(Particle Analyzer)、總有機碳(Total Oxygen Carbon, TOC)分析儀、二氧化硅分析儀(Silicon Dioxide Analyzer)、溶氧(Dissolve Oxygen, DO)分析儀等；（6）PLC控制柜，分為現(xiàn)地控制單元和中心控制單元；（7）風機，用于反洗和除溶解的二氧化碳；（8）電加熱器。為了保證水質(zhì)，對超濾出口到使用點將配置輸送管路和回收管路，構(gòu)成一供應系統(tǒng)而 循環(huán)使用。(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)。根據(jù)水質(zhì)做化學凝聚、沉降及過濾，陰陽離子交換，紫外燈殺菌和逆滲透膜除鹽，以除去大部分可溶離子、有機物、溶解的二氧化碳及細菌。超純水處理系統(tǒng)工藝流程分為四部分，前處理(Pretreatment)、制備(Make Up)、拋光(Polish)及回收系統(tǒng)(Reclaim System)[5]，分別如圖21，22，23和24所示。在高科技產(chǎn)業(yè)上，超純水用于制程階段的濕制程(Wet Process)上，由于在濕制程處理過程所使用水質(zhì)關系到產(chǎn)品品質(zhì)，利用超純水去除雜質(zhì)及防止在芯片或玻璃上形成氧化膜，故水質(zhì)不良，非但不能去除不必要雜質(zhì)，且會造成產(chǎn)品污染而影響品質(zhì)。25℃時，電阻率為10MΩcm以上，通常接近18MΩcm，必須經(jīng)膜過濾與混合床等終端精處理。45四川理工學院本科畢業(yè)設計（論文）第2章 超純水及處理系統(tǒng)流程超純水(Ultra Pure Water,UPW)是美國科技界為了研制超純材料(半導體原件材料、納米精細陶瓷材料等)應用蒸餾、去離子化、反滲透技術或其它適當?shù)某R界精細技術生產(chǎn)出來的水，這種水中除了水分子(H20)外，幾乎沒有什么雜質(zhì)，更沒有細菌、病毒、含氯二惡英等有機物，當然也沒有人體所需的礦物質(zhì)微量元素，超純水無硬度，口感較甜，又常稱為軟水，可直接飲用，也可煮沸飲用。隨著PLC的發(fā)展，超純水處理控制系統(tǒng)逐漸從DCS過渡到現(xiàn)場總線。目前，國外對于超純水工藝的研究要比國內(nèi)先進，主要是膜技術的廣泛應用。在超純水處理控制系統(tǒng)的第七、八十年代，主要采用DCS。DCS（Distributed Control System）分散控制系統(tǒng)的簡稱，國內(nèi)一般習慣稱之為集散控制系統(tǒng)[3]。由于選擇性透過分離膜（反滲透膜、超濾膜等等）的開發(fā)和廣泛應用，使得這一目標得以實現(xiàn)。隨著要求的提高（特別是在制備大規(guī)模集成電路興起之后），超純水的定義也發(fā)生了迅速的變化。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。本系統(tǒng)是為了滿足該公司晶圓180nm生產(chǎn)工藝之光刻、擴散、CMP(化學機械拋光)、金屬化、CVD(化學氣相沉淀)、腐蝕、離子注入等工序用水需要?？紤]到產(chǎn)品升級。通過對該系統(tǒng)進行合理設計并應用到實際中，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。為了保證制程能用到連續(xù)合格的高純水，提高制備系統(tǒng)的自動化控制程度，最大地降低人為干擾因素顯得尤其重要。在芯片制造過程中的光刻、擴散、CMP(化學機械拋光)、金屬化、CVD(化學氣相沉淀)、腐蝕、離子注入等工序需要用到高純水。對于半導體產(chǎn)業(yè)，品質(zhì)的提升，除了追求相關制造技術的精益求精之外，相關的配合系統(tǒng)技術及供應品質(zhì)良好與否同樣占有相當重要的地位，而超純水就是其中之一。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識的標簽并加以包裝后即可出廠。經(jīng)測試后的芯片，依其電氣特性劃分為不同等級。到此才算制成了一塊集成電路芯片（即我們在電腦里可以看到的那些黑色或褐色，兩邊或四邊帶有許多插腳或引線的矩形小塊）。（3）構(gòu)裝工序：就是將單個的晶粒固定在塑膠或陶瓷制的芯片基座上，并把晶粒上蝕刻出的一些引接線端與基座底部伸出的插腳連接，以作為與外界電路板連接之用，最后蓋上塑膠蓋板，用膠水封死。（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。其中晶圓處理工序和晶圓針測工序為前段（Front End）工序，而構(gòu)裝工序、測試工序為后段（Back End）工序。另外，要保證其正常生產(chǎn)還需要有很多相關的原材料和配套產(chǎn)品生產(chǎn)廠。至于其廠區(qū)內(nèi)部，由于工藝條件所決定，許多工序必須在恒溫、恒濕、超潔凈的無塵廠房內(nèi)完成，室內(nèi)環(huán)境的各項參數(shù)均須自動調(diào)節(jié)，以保證隨時處于最佳狀況，因此，不僅廠房造價相當高，生產(chǎn)、控制設備也異常先進、昂貴，動輒數(shù)千萬元一臺。晶圓及芯片制造業(yè)是一個高度技術密集、資金密集的產(chǎn)業(yè)，其生產(chǎn)對環(huán)境要求非常嚴格，例如對電力、水源、燃氣的供應，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。晶圓是指硅半導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。ET text relating to the scope of application of STEP 7, the design of the software configuration settings required for introduction.Keywords：Ultrapure water, PLC, Siemens, control UR2H racktype choice, the rack used in a rack configuration plete redundancy of the S7400 system。關鍵詞：超純水，PLC，西門子，控制系統(tǒng)ABSTRACTIn this paper, the initial production process of ultrapure water the status quo, development and the basic situation of the project。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)選擇進行設計，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，能非常嚴酷的環(huán)境下使用；機架選擇UR2H型，該機架用于在一個機架上配置完整的S7400冗余系統(tǒng)；S74174H的CPU功能強大，系統(tǒng)連接和冗余連接方便。 基于PLC的純水處理系統(tǒng) 摘 要本文初步闡述了超純水生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀、發(fā)展情況和本項目基本情況；重點闡述了超純水處理PLC自動控制系統(tǒng)設計。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。軟件系統(tǒng)設計部分，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的應用范圍，軟件組態(tài)設計中所需要的設置的介紹。 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。 S74174H powerful the CPU, system connectivity and redundant connections to facilitate .Part of the software system design, for a brief description of the PLC configuration software monly used to introduce in this paper for the Siemens STEP 7。systemI目 錄摘 要 IABSTRACT II第1章 引言 1 背景 1 2 3第2章 超純水及處理系統(tǒng)流程 4 4 4 4 7 7 西門子MM430變頻器 8 9 PLC基本概念 11 現(xiàn)場總線 15 SIMATIC200分布式I/O 19第3章 PLC控制設計 21 21 超純水處理系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu) 21 22 22 CPU及I/O模塊選型依據(jù) 22 系統(tǒng)I/O數(shù)目 29 硬件系統(tǒng)配置 34 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 35 35 冗余系統(tǒng) 37 工業(yè)以太網(wǎng) 39第4章 系統(tǒng)軟件設計 41 系統(tǒng)軟件設計概述 41 41 42 STEP 7 43 STEP7 概述 43 STEP7硬件組態(tài)與參數(shù)設計 44 45第5章 結(jié)論與展望 46 46 46致謝 47參考文獻 48 四川理工學院本科畢業(yè)設計（論文）第1章 引言 背景晶圓廠即超大規(guī)模集成電路廠。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]。另外對空氣環(huán)境、地表微震動、廠址地質(zhì)條件也都有嚴格要求。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，員工可達數(shù)千人。芯片的制造過程可大致分為晶圓處理工序（Wafer Fabrication）、晶圓針測工序（Wafer Probe）、構(gòu)裝工序（Packaging）、測試工序（Initial Test and Final Test）等幾個步驟[2]。（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、邏輯開關等），其處理程序通常與產(chǎn)品種類和所使用的技術有關，但一般