厂务系统洁净室运维节能系统的制作方法

本实用新型属于厂务洁净技术领域,用于优化厂务系统的洁净室运维系统，具体地说是一种厂务系统洁净室运维节能系统。

背景技术：

在很多厂务系统（尤其是半导体厂务系统）中，洁净室发挥着控制室内环境的重要作用。由于具备多项功能，洁净室运行时会消耗大量的能源，而其中大部分的能耗都是由室内的空调通风系统运行产生的。所以，研究洁净室空调通风系统的节能优化是一项关键的问题。

洁净室的特性是湿、度设定点低，而且温、湿度需要控制在精准规格内，再加上外气补充量与循环气量非常庞大，使得洁净室耗能巨大。另外，洁净室对于热负荷并无法准确估计，且需长期稳定运行，因此设计了宽裕的安全系数。从节能而言，并非最佳，需在运维时根据洁净室的耗能分布，制定节能策略，并调节。

根据对半导体厂耗能调查的统计，厂务系统的耗能占了整厂耗能的56.6%，而空调系统约占了全部耗能的40%，是最大的部分。空调系统中又以冰水主机的耗能占了全厂的27.2%，这显示外气除湿与洁净室循环气流的冷却是最耗能的部分。核心生产部分光刻用电的比例较高。

现有技术中，洁净室节能，首先需要采集温湿度等数据，根据气流循环与热平衡计算热负荷，再制定节能方案，一般有几种节能措施：（1）降低外气空调箱的送风温度；（2）降低废气排放量；（3）降低洁净室正压的设定值；（4）使用热管设计的外气空调箱、（5）办公室空调节能；（6）办公室与停车场照明节能。在各项节约能源的方案中，以空调方面的措施效果最显著。其中又以外气空调箱的降低送风温度与排气合理化调整及减量是最有价值的做法。在外气空调箱的设计上，如能应用热管(冷媒或水为介质)可节省冰水与热水的需求，如此可大幅降低运转成本及冰机的容量。现有技术方案中，主要通过外气空调箱的降低送风温度与排气合理化调整来实现节能降耗。但是降低送风温度，减少排气量可能会导致不能满足洁净室运行的温度和正压的情况，而且同时采用两种方法是因目标不同，而产生冲突，如何协调两种方法是目前存在的主要问题。另外，外部环境的不同，季节、时间的差异，进行节能优化的策略、方式与参数都有区别。

随着物联网和智能远程运维信息技术的发展，人们对厂务系统洁净室的运维节能系统的节能降耗效果有了更高的要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种厂务系统洁净室运维节能系统，其基于实时数据采集和精确控制的优化装置，在保障洁净系统新风覆盖和洁净度指标要求下节能降耗。本实用新型为实现上述目的，所采用的技术方案如下：

一种厂务系统洁净室运维节能系统，包括数据采集传感器、物联网传感器、决策器逻辑电路、至少一个现场控制器、远端计算机；

所述每一个现场控制器对应一组数据采集传感器，每组数据采集传感器包括用于采集新风系统补充外气量的第一传感器、用于采集新风系统循环气量的第二传感器和第三传感器、用于采集新风系统排气量的第四传感器用于采集洁净室的洁净度数据的第五传感器，第一～第五传感器一方面与决策逻辑电路相连、另一方面与现场控制器相连；

所述物联网传感器的输出端与决策器逻辑电路输入端相连，决策逻辑电路与现场控制器相连，现场控制器与远端计算机相连，远端计算机包括策略库存储器，远端计算机内设置有能耗分析平台和能耗管理信息系统；

所述现场控制器的输入端与洁净室新风系统的风量调节阀的输出端相连，控制器的输出端通过执行器与洁净室新风系统的干管的控制阀相连，干管上设置有振动传感器，振动传感器的输出端通过变压变送器与现场控制器的输入端相连。

作为限定：所述厂务系统洁净室运维节能系统还包括显示终端、手持终端相连，显示终端、手持终端分别与远端计算机相连，远端计算机还包括监控显示器。

作为第二种限定：所述物联网传感器、决策逻辑电路和现场控制器设置于洁净室内。

本实用新型由于采用了上述的技术方案，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：

（1）本实用新型的针对现有洁净室节能技术进行分析，相比传统技术未保障洁净效果，减小了能源消耗的裕度，结合现有信息技术的配合，根据不同环境、时间选择最优的节能策略或策略组合，减少了不必要的能源浪费；

（2）本实用新型将信息系统与控制系统相结合，通过数据采集、数据分析、最优控制算法的组合，形成完整的洁净室节能方案体系，可以自适应地根据环境、季节选择最优方法，并通过实时数据采集，及时调整方案；

（3）本实用新型厂务系统洁净室运维节能系统，可以达到节能20%-30%，节约洁净室运行成本20%-30%的效果，对于中等规模的半导体生产企业，通过实施本实用新型，可为其洁净室节约能耗成本1000万元以上。

本实用新型适用于优化厂务系统的洁净室运维系统。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

在附图中：

图1为本实用新型实施例结构框图；

图2为本实用新型实施例洁净室新风系统能耗管理硬件框架图；

图3为本实用新型实施例洁净室循环气流方向，能耗采集点示意图；

图4为本实用新型实施例的洁净室节能降耗措施及选取策略示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1一种厂务系统洁净室运维节能系统

如图1所示，本实施例包括数据采集传感器、物联网传感器、决策器逻辑电路、至少一个现场控制器、远端计算机；

每一个现场控制器对应一组数据采集传感器，每组数据采集传感器包括用于采集新风系统补充外气量的第一传感器、用于采集新风系统循环气量的第二传感器和第三传感器、用于采集新风系统排气量的第四传感器用于采集洁净室的洁净度数据的第五传感器，第一～第五传感器一方面与决策逻辑电路相连、另一方面与现场控制器相连；

物联网传感器的输出端与决策器逻辑电路输入端相连，决策逻辑电路与现场控制器相连，现场控制器与远端计算机相连，远端计算机包括策略库存储器，远端计算机内设置有能耗分析平台和能耗管理信息系统。

如图2所示，现场控制器的输入端与洁净室新风系统的风量调节阀的输出端相连，控制器的输出端通过执行器与洁净室新风系统的干管的控制阀相连，干管上设置有振动传感器，振动传感器的输出端通过变压变送器与现场控制器的输入端相连。每一个现场控制器对应一个控制区域。

如图3所示，洁净室的新风系统需要采集的数据点为在图3标识的A、B、C、D点，C点为补充外气量Q1，A点和D点为循环气量Q3，B点为排气量Q1。

本实施例的工作流程如下：首先第一～第五传感器将采集到的数据发送到控制逻辑电路，控制逻辑电路对收到的数据进行判断，如果需要发送给现场控制器，则控制第一～第五传感器将采集到的数据发送给现场控制器，现场控制器将收到的数据发送到远端计算机，远端计算机利用其内置的能耗分析平台以及能耗分析平台上的洁净室能耗管理信息系统，并结合策略库存储器内的历史信息，对收到的数据进行判断分析得出洁净室所需能耗和最优解决方案，最后再通过现场控制器控制对应的风量调节阀。在上述过程中，干管上的振动传感器将测得的数据通过变压变送器发送到现场控制器，现场控制器再按照与上述流程类似的过程发送到远端计算机，以此达到反馈调节的作用，现场操作人员通过显示终端或者手持终端可以实时查看远端计算机上显示的相关信息。

如图4所示，现有技术中，行之有效的节能方式包含但不限于：1）降低外气送风温度、2）降低排气量、3）降低正压设定阈值、4） 采用流线型气流方式；这几种方式及其具体实施步骤在远端计算机的策略库存储器中设置，本实施例以选取节能降耗和污染粒子数最少作为控制目标，从中选定一种或多种方式的组合，综合调节，给出最优解决方案。