超纯水变频控制系统及超纯水供应系统的制作方法

本实用新型半导体制造设备技术领域，特别是涉及一种超纯水变频控制系统及超纯水供应系统。

背景技术：

在现有半导体工艺中，超纯水并应用于各个生产环节，超纯水供应系统从脱气塔到末端处理水箱之间的水泵(pump)均通过MCC(电动机控制中心)控制柜来实现对水泵的启动、运行和故障监控。然而，目前的超纯水供应系统采用MCC控制柜控制水泵存在如下问题：1.超纯水系统是1天24小时不间断运行，MCC控制柜无法实现对水泵频率的控制，从而浪费了大量的电力能源；2.MAU(新风空调机组)空调补水是从所述超纯水系统中供应的，MAU的进水压力要求非常严格，供应压力过高或过低都将直接影响到MAU系统的稳定性，从而影响到整个生产车间的新风；3.MCC控制柜的软启动比较容易损坏，且成本较高，备品的交货周期较长，达到2到3个月左右；4.MCC控制柜运行电流较大，只能通过水泵出口阀门的开度来控制水泵的运行电流，水泵的阀门不能被完全打开，当运行电流超过65A时，电机将会有烧焦味产生，线圈容易老化，从而影响了电机的使用寿命；5.水泵在正常切换时，MCC控制柜空开会经常过载跳电。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型提供一种超纯水变频控制系统及超纯水供应系统，用于解决现有技术中的超纯水供应系统使用MCC控制柜对水泵的启动、运行和故障监控而导致的一系列问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种超纯水变频控制系统，所述超纯水变频控制系统包括：水泵组、压力传感器、信号控制模块、上位机及变频器；其中，

所述压力传感器位于所述水泵组的出口的管路上，适于检测所述水泵组出口处的压力；

所述信号控制模块与所述压力传感器相连接，适于接收所述压力传感器检测到的所述水泵组出口处的压力、设定参考压力，并将所述压力传感器检测到的所述水泵组出口处的压力与所述参考压力进行对比换算，进而产生控制信号并输出；

所述上位机与所述变频器相连接，适于控制所述变频器的开启与关闭；

所述变频器与所述水泵组、所述信号控制模块及所述上位机相连接，适于依据所述信号控制模块输出的控制信号控制所述水泵组的工作频率。

作为本实用新型的超纯水变频控制系统的一种优选方案，所述信号控制模块包括模拟量信号分配器及PID控制器；

所述模拟量信号分配器包括输入端及输出端，所述模拟量信号分配器的输入端与所述压力传感器相连接，适于接收所述压力传感器检测到的所述水泵组出口处的压力，依据所述压力产生模拟量信号，并将所述模拟量信号分配至相应的所述PID控制器；

所述PID控制器包括输入端及输出端，所述PID控制器的输入端与所述模拟量信号分配器的输出端相连接，所述PID控制器的输出端与所述变频器相连接，适于设定所述参考压力，并将所述模拟量信号分配器分配的模拟量信号与所述参考压力进行对比换算，进而产生控制信号并输出至所述变频器。

作为本实用新型的超纯水变频控制系统的一种优选方案，所述水泵组包括多个并联的水泵。

作为本实用新型的超纯水变频控制系统的一种优选方案，所述变频器及所述PID控制器的数量均为多个，且所述水泵、所述变频器及所述PID控制器的数量相同。

作为本实用新型的超纯水变频控制系统的一种优选方案，每一所述水泵组出口处的管路上设有两个所述压力传感器，一个所述压力传感器与所述上位机相连接，另一个所述压力传感器与所述信号控制模块相连接。

作为本实用新型的超纯水变频控制系统的一种优选方案，所述变频器包括变频控制模块，所述变频控制模块包括：第一端口、第二端口、第三端口、第四端口、第五端口、第六端口、第七端口、第八端口、第一开关、第二开关及第三开关；其中，

所述第一端口与所述第二端口经由所述第一开关相连接，所述第一开关在所述上位机的控制下关断或连通，以控制所述变频控制模块的关断与导通；

所述第三端口及所述第四端口分别与所述信号控制模块相连接，适于依据所述信号控制模块输出的控制信号控制所述变频器的频率；

所述第五端口、所述第六端口、所述第七端口及所述第八端口均与控制电接口相连接，且所述第五端口与所述第六端口经由所述第二开关相连接，所述第七端口与所述第八端口经由所述第三开关相连接，适于通过所述第二开关及所述第三开关的关断或连通反馈所述变频控制模块的工作正常状态或工作异常状态。

作为本实用新型的超纯水变频控制系统的一种优选方案，所述控制电接口包括第一接口及第二接口；所述变频器还包括：保险丝、第四开关、散热风扇、第五开关、第六开关、第七开关、第八开关、第一继电器、第二继电器、第三继电器、第一指示灯、第二指示灯及第三指示灯；

所述保险丝与所述第四开关及所述散热风扇串联后连接于所述第一接口与所述第二接口之间；所述第五开关与所述第一继电器串联后连接于所述第一接口与所述第二接口之间，所述第五开关适于在所述上位机的控制下控制所述变频器的关断与导通；所述第二继电器一端与所述第六端口相连接，另一端与所述第一接口相连接；所述第三继电器一端与所述第八端口相连接，另一端与所述第一接口相连接；所述第六开关与所述第一指示灯串联后连接于所述第一接口与所述第二接口之间；所述第七开关与所述第二指示灯串联后连接于所述第一接口与所述第二接口之间；所述第八开关与所述第三指示灯串联后连接于所述第一开口与所述第二开口之间。

作为本实用新型的超纯水变频控制系统的一种优选方案，所述超纯水变频控制系统还包括电流变送器，所述电流变送器包括检测单元及处理单元；所述检测单元位于所述变频器与所述水泵组之间，适于检测所述变频器输出的电流；所述处理单元与所述检测单元及所述上位机相连接，适于依据所述检测单元检测到的所述变频器输出的电流生成模拟量，并将生产的模拟量输出至所述上位机。

作为本实用新型的超纯水变频控制系统的一种优选方案，所述超纯水变频控制系统还包括电抗器，所述电抗器位于所述变频器与所述水泵组之间，适于过滤所述变频器输出信号中的干扰信号。

本发明还提供一种超纯水供应系统，所述超纯水供应系统包括至少一个如上述任一方案中所述的超纯水变频控制系统。

如上所述，本实用新型的超纯水变频控制系统及超纯水供应系统，具有以下有益效果：

1.系统供应压力使用信号控制模块及变频器通过SDC微积分的换算方式对其供应压力进行换算处理控制，压力控制波动可以控制在千分之一；

2.系统实现自动控制，不需要做阀门调节；

3.采用变频器控制所述水泵，可以有效地解决线圈老化的问题及跳电的问题；

4.采用变频器控制所述水泵，运行的电流相较于现有技术减小到原始运行电流的2/5，大大节省了电能；

5.采用变频器控制所述水泵，系统运行的安全性及稳定性大大提高；

6.采用变频器控制所述水泵，当一个水泵运行出现问题时，其它水泵将会通过变换频率的方式补偿由于跳电而产生的压力波动；

7.采用变频器控制所述水泵，可以实现24小时不间断监控和自动调节处理。

附图说明

图1及图2显示为本实用新型实施例一中提供的超纯水变频控制系统的结构框图。

图3显示为本实用新型实施例一中提供的超纯水变频控制系统中变频器的电路图。

元件标号说明

1 水泵组

11 水泵

2 压力传感器

3 信号控制模块

31 模拟量信号分配器

32 PID控制器

4 上位机

5 变频器

51 变频器控制模块

6 电流变送器

61 检测单元

62 处理单元

7 电抗器

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1至图3。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，虽图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例一

请参阅图1，本实用新型提供一种超纯水变频控制系统，所述超纯水变频控制系统包括：水泵组1、压力传感器2、信号控制模块3、上位机4及变频器5；其中，所述压力传感器2位于所述水泵组1的出口的管路上，适于检测所述水泵组1出口处的压力；所述信号控制模块3与所述压力传感器2相连接，适于接收所述压力传感器2检测到的所述水泵组1出口处的压力、设定参考压力，并将所述压力传感器2检测到的所述水泵组1出口处的压力与所述参考压力进行对比换算，进而产生控制信号并输出；所述上位机4与所述变频器5相连接，适于控制所述变频器5的开启与关闭；所述变频器5与所述水泵组1、所述信号控制模块3及所述上位机4相连接，适于依据所述信号控制模块3输出的控制信号控制所述水泵组1的工作频率。

作为示例，所述信号控制模块3包括模拟量信号分配器31及PID(ProportionIntegrationDifferentiation，比例-积分-微分)控制器32；所述模拟量信号分配器31包括输入端及输出端，所述模拟量信号分配器31的输入端与所述压力传感器2相连接，适于接收所述压力传感器2检测到的所述水泵组1出口处的压力，依据所述压力产生模拟量信号，并将所述模拟量信号分配至相应的所述PID控制器32；所述PID控制器32包括输入端及输出端，所述PID控制器32的输入端与所述模拟量信号分配器31的输出端相连接，所述PID控制器32的输出端与所述变频器5相连接，适于设定所述参考压力，并将所述模拟量信号分配器31分配的模拟量信号与所述参考压力进行对比换算，进而产生控制信号并输出至所述变频器5。

作为示例，所述水泵组1包括多个并联的水泵11；所述水泵组1中包括的所述水泵11的数量可以根据实际需要进行设定，图1中以所述水泵组1中包括五个并联的水泵11作为示例，其中，四个所述水泵11作为工作水泵，一个所述水泵11作为备用水泵；实际示例中并不以图1中所示数量为限。

需要说明的是，所述水泵组1中的多个所述水泵11以相同的工作频率工作，所述压力传感器2检测的压力为所述水泵组1中多个所述水泵11的总出水压力，依据所述压力传感器2检测到的压力，即可以知道每个所述水泵11的出水压力。

作为示例，所述变频器5及所述PID控制器32的数量均为多个，所述变频器5及所述PID控制器32的数量可以根据实际需要进行选定，且所述水泵11、所述变频器5及所述PID控制器32的数量相同，图1中以所述水泵11、所述变频器5及所述PID控制器32的数量的数量均为五个作为示例，但实际示例中并不以此为限。

作为示例，每一所述水泵组1出口处的管路上设有两个所述压力传感器2，一个所述压力传感器2与所述上位机4相连接，另一个所述压力传感器2与所述信号控制模块3相连接。

作为示例，请参阅图2，所述变频,5包括变频控制模块51，所述变频控制模块51包括：第一端口①、第二端口②、第三端口③、第四端口④、第五端口⑤、第六端口⑥、第七端口⑦、第八端口⑧、第一开关K1、第二开关K2及第三开关K3；其中，所述第一端口①与所述第二端口②经由所述第一开关K1相连接，所述第一开关K1在所述上位机4的控制下关断或连通，以控制所述变频控制模块51的关断与导通；所述第三端口③及所述第四端口④分别与所述信号控制模块3相连接，适于依据所述信号控制模块3输出的控制信号控制所述变频器5的频率；所述第五端口⑤、所述第六端口⑥、所述第七端口⑦及所述第八端口⑧均与控制电接口相连接，且所述第五端口⑤与所述第六端口⑥经由所述第二开关K2相连接，所述第七端口⑦与所述第八端口⑧经由所述第三开关K3相连接，适于通过所述第二开关K2及所述第三开关K3的关断或连通反馈所述变频控制模块51的工作正常状态或工作异常状态。

作为示例，所述控制电接口包括第一接口A及第二接口B，所述第一接口A与所述第二接口B分别接入0V及24V的工作电压；所述变频器5还包括：保险丝F2、第四开关K4、散热风扇Fan、第五开关K5、第六开关K6、第七开关K7、第八开关K8、第一继电器K-1、第二继电器K-2、第三继电器K-3、第一指示灯LED1、第二指示灯LED2及第三指示灯LED3；所述保险丝F2与所述第四开关K4及所述散热风扇Fan串联后连接于所述第一接口A与所述第二接口B之间；所述第五开关5与所述第一继电器K-1串联后连接于所述第一接口A与所述第二接口B之间，所述第五开关K5适于在所述上位机4的控制下控制所述变频器5的关断与导通；所述第二继电器K-2一端与所述第六端口⑥相连接，另一端与所述第一接口A相连接；所述第三继电器K-3一端与所述第八端口⑧相连接，另一端与所述第一接口A相连接；所述第六开关K6与所述第一指示灯LED1串联后连接于所述第一接口A与所述第二接口B之间；所述第七开关K7与所述第二指示灯LED2串联后连接于所述第一接口A与所述第二接口B之间；所述第八开关K8与所述第三指示灯LED3串联后连接于所述第一开口与所述第二开口B之间。

在一示例中，当所述变频器5工作状态正常时，所述第二开关K2、所述第二继电器K-2及所述第七开关K7关闭，所述第二指示灯LED2亮，所述第二指示灯LED2通过所呈现的颜色指示所述变频器5处于正常工作状态，譬如，所述第二指示灯LED2呈现绿色；当所述变频器5工作状态异常时，所述第三开关K3、所述第三继电器K-3及所述第六开关K6或所述第八开关K8关闭，所述第一指示灯LED1或所述第三指示灯LED3亮，同样，所述第一指示灯LED1或所述第三指示灯LED3通过所呈现的颜色指示所述变频器5处于异常工作状态，譬如，所述第一指示灯LED1呈现红色，所述第三指示灯LED3呈现黄色。

作为示例，所述超纯水变频控制系统还包括电流变送器6，所述电流变送器6包括检测单元61及处理单元62；所述检测单元61位于所述变频器5与所述水泵组1之间，适于检测所述变频器5输出的电流；所述处理单元62与所述检测单元61及所述上位机4相连接，适于依据所述检测单元61检测到的所述变频器5输出的电流生成模拟量，并将生产的模拟量输出至所述上位机4。

作为示例，所述超纯水变频控制系统还包括电抗器7，所述电抗器7位于所述变频器5与所述水泵组1之间，适于过滤所述变频器5输出信号中的干扰信号。

实施例二

本发明还提供一种超纯水供应系统，所述超纯水供应系统包括至少一个实施例一中所述的超纯水变频控制系统，所述超纯水变频控制系统的具体结构请参阅实施例一，此次不再累述。

综上所述，本实用新型提供一种超纯水变频控制系统及超纯水供应系统，所述超纯水变频控制系统包括：水泵组、压力传感器、信号控制模块、上位机及变频器；其中，所述压力传感器位于所述水泵组的出口的管路上，适于检测所述水泵组出口处的压力；所述信号控制模块与所述压力传感器相连接，适于接收所述压力传感器检测到的所述水泵组出口处的压力、设定参考压力，并将所述压力传感器检测到的所述水泵组出口处的压力与所述参考压力进行对比换算，进而产生控制信号并输出；所述上位机与所述变频器相连接，适于控制所述变频器的开启与关闭；所述变频器与所述水泵组、所述信号控制模块及所述上位机相连接，适于依据所述信号控制模块输出的控制信号控制所述水泵组的工作频率。本实用新型具有如下有益效果：1.系统供应压力使用信号控制模块及变频器通过SDC微积分的换算方式对其供应压力进行换算处理控制，压力控制波动可以控制在千分之一；2.系统实现自动控制，不需要做阀门调节；3.采用变频器控制所述水泵，可以有效地解决线圈老化的问题及跳电的问题；4.采用变频器控制所述水泵，运行的电流相较于现有技术减小到原始运行电流的2/5，大大节省了电能；5.采用变频器控制所述水泵，系统运行的安全性及稳定性大大提高；6.采用变频器控制所述水泵，当一个水泵运行出现问题时，其它水泵将会通过变换频率的方式补偿由于跳电而产生的压力波动；7.采用变频器控制所述水泵，可以实现24小时不间断监控和自动调节处理。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。