专利名称：一种互锁和报警的处理方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及针对制造设备的控制管理领域，特别是涉及一种针对制造设备 的互锁和报警的处理方法及系统。
背景技术：
现代制造工艺涉及到多种学科的交叉领域，多数工艺处理都需要在极为苛刻的环境条件，如一定的压力，温度等等下才能进行；此外，现代制造所使用 的设备往往非常昂贵。因此，为了保护这些制造设备，在设备控制管理软件的 逻辑中，很大一部分是关于互锁和报警的处理。从理论上来说，设备控制逻辑 中的报警是对于某些异常情况的提示，并会给用户提供可进行的下一步操作的 选项；互锁则是对于制造设备中某些特定条件的限定，以保护相关的制造设备。一般的，在设备控制领域，互锁条件通常用于设定系统的特定工作条件， 保证设备的安全状态以及正常工作，而报警机制则为操作员提供相应的异常信 号，并提供一系列处理异常的选项。设备控制领域的很大一部分报警都与互锁 条件直接相关，因此将设备内部的互锁条件与报警处理进行关联处理，是实现 设备控制软件的 一项重要内容。参照图1 ，示出了 一种目前在设备控制领域常用的对于互锁和报警的处理 方法。该种技术方案是通过建立一个系统(涉及多个制造设备)唯一的互锁-报警映射关系表，将全部的互锁控制放入互锁-报警映射关系表中；然后，启 动一个独立的线程不断的查询该映射关系表中的各个互锁条件，判断其是否被 满足，当互锁条件满足时，通过映射关系表查找相应的报警识别号，抛出该报 警，并根据用户的选择进行相应的处理。上述现有技术方案的缺点在于需要始终维护一个独立的线程用于不断的 进行多个互锁条件的查询，从而极大的增加了系统的开销，也降低了系统的稳 定性。并且，由于设备控制逻辑往往牵涉到很多的设备，其中会存在大量的互 锁情况，需要查询的互锁条件以及执行的操作数量太多，所以虽然上述现有技 术防范非常容易实现，但是随着设备长时间的运行，缺点就暴露出来了，其导 致的系统开销是实际设备控制软件无法接受的。此外，由于需要维护一个独立
的线程不停的访问大量的设备状态值，很容易导致系统发生死锁、甚至崩溃， 降低了系统的稳定性。总之，上述现有技术的方案，系统开销大、安全性不高，无法满足越来越 复杂的设备控制领域的需求。即需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题 就是提出一种能够安全高效的完成互锁和报警关联处理的技术方案，以满足 越来越复杂的设备控制领域的需求。发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种针对制造设备进行互锁和报警的 处理方法和系统，能够安全高效的实现对于多个制造设备的控制管理，能够有 效降低系统开销和资源占用，能够满足越来越复杂的设备控制领域的需求。为了解决上述问题，本发明公开了一种互锁和报警的处理方法，包括预 置针对多个制造设备的互锁-报警的对应关系；所述互锁包括设定参数互锁和 取值互锁；当所述设定参数互锁所保护的参数值发生变化时，判断是否满足该 互锁的触发条件，如果满足，则执行相应的报警处理；当所述取值互锁的触发 条件所涉及的参数值发生变化时，判断是否满足该互锁的触发条件，如果满足， 则执行相应的安全操作以及报警处理。其中，当设定参数互锁的触发条件满足时，还可以包括阻塞主系统线程， 所述主系统线程用于控制各制造设备的运行。优选的，当取值互锁的触发条件满足时，启动一个新的线程，用于执行所 述相应的安全纟喿作。进一步，在执行所述安全操作之前，该方法还可以包括判断所述相应的 安全操作是否会触发设定参数互锁，如果是，则将可能触发设定参数互锁的操 作置入一线程池中，所述线程池对置入的每一个操作启动一个独立的线程。其中，可以每一个互锁对应一个报警；也可以， 一个互锁的一个触发条件 对应一个报警；也可以， 一个互锁的多个触发条件对应一个报警；还可以，一 个或多个取值互锁的安全搡作对应一个报警。优选的，所述互锁-报警的对应关系以独立于主程序之外的数据形式进行 存储。依据本发明的另一实施例，还公开了一种互锁和报警的处理系统，包括
针对多个制造设备的互锁-报警的对应关系表；所述互锁包括设定参数互锁和取值互锁；设定参数互锁处理模块，用于当所述设定参数互锁所保护的参数值发生变化时，判断是否满足该互锁的触发条件，如果满足，则调用报警模块；取值互锁处理模块，用于当所述取值互锁的触发条件所涉及的参数值发生 变化时，判断是否满足该互锁的触发条件，如果满足，则调用执行模块和报警 模块；执行模块，用于执行相应的安全操作； 报警模块，用于执行相应的报警处理。优选的，当设定参数互锁的触发条件满足时，所述设定参数互锁模块还用 于调用阻塞主系统线程的模块，所述主系统线程用于控制各制造设备的运行。优选的，所述执行模块执行所述相应的安全操作是通过启动一个新的线程 而完成的。优选的，所述的系统还可以包括连接取值互锁处理模块和执行模块的并 发互锁处理模块，用于判断所述相应的安全操作是否会触发设定参数互锁，如 果是，则将可能触发设定参数互锁的操作置入一线程池中，所述线程池对置入 的每一个操作启动一个独立的线程。在该系统中，互锁和报警的关系可以包括每一个互锁对应一个报警；或 者， 一个互锁的一个触发条件对应一个报警；或者， 一个互锁的多个触发条件 对应一个报警；或者， 一个或多个取值互锁的安全4喿作对应一个报警。优选的，所述互锁-报警的对应关系表以独立于主程序之外的数据形式进 行存储。与现有技术相比，本发明具有以下优点本申请的发明人通过对互锁情况的仔细分析，从处理逻辑的角度将互锁情 况分为设定参数互锁和取值互锁两类，然后针对设定参数互锁和取值互锁分别 设定具体的处理流程。 一般的，设定参数互锁用于保证当一系列条件都满足的 前提下才可对某个值进行设定，它是预防性的，可以防止对某个值进行错误的 设定；而取值互锁则是当某个条件满足时，自动触发一系列的操作，它是保护
性的，自动监视系统的状态， 一旦发现危险，自动执行一系列的操作，使系统 回到安全状态。所以本发明依据各自的特点，设定相适应的、有针对性的处理 流程，从而可以提高效率和安全性。在具体的处理流程中，针对设定参数互锁，由于其属于预防性的，是用来 防止参数被错误的设定，所以只要在需要修改某个参数时，进行相应的互锁条件的判断，根据结果来决定是否允许修改，是否抛出报警即可；而取值互锁是保护性的，是用来防止某些参数的值不满足某些条件，为了保证设备的安全， 自动进行一系列操作，使设备恢复安全状态，因此，本发明仅仅当取值互锁所 涉及的参数值变化时启动互锁条件的判断。从上面的分析过程可以看出，本发明减少了启动互锁条件的判断次数，进而减少了系统开销；并且，当互锁所涉 及的参数发生变化时，才启动互锁条件的判断，可以减少对大量的设备状态值 的访问次数，从而提高安全性。进一步，当取 f直互锁的条件满足时，本发明启动一个新的线程用于执行该 取值互锁所对应的相关安全操作，原来的主系统线程(用于控制制造设备运行 的线程)仍然继续执行，执行安全操作的新线程执行完毕之后自行终止即可， 从而不影响主系统线程下制造i殳备的运行。再者，由于本发明的方案可以将互锁的触发及处理脱离程序的业务流程。 如流程中有开阀的操作，软件设计人员不用考虑开阀可能引起的互锁，只需 要编写开阀的流程，可由其它人员专门设计所有操作的互锁。这样一旦开阀的 流程或开阀所涉及的互锁发生改变，均可由专门人员独立修改，不会对其它人 的设计造成影响。总之，应用本发明的方法，可以有效地提高设备控制软件在处理互锁和报 警方面的可靠性，极大地降低系统开销，更有效的保护设备的安全，同时方便 软件的设计以及更新。特别是针对需要控制多个设备的复杂逻辑，可以极大地 降低系统的开发复杂度，更快速的开发出安全性高，可靠性高以及系统占用硬 件资源少的设备控制软件。
图l是一种现有的互锁和才艮警的处理方法流程图；图2是本发明一种互锁和报警的处理方法实施例的步骤流程图； 图3是本发明一种互锁和报警的处理系统实施例的结构框图； 图4是本发明具体例子1的步骤流程图； 图5是本发明具体例子2的步骤流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。本发明可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置中。例如个人计算 机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基 于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、 大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。本发明可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例 如程序模块。 一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的 例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本 发明，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而净皮连接的远程处理设备来 执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地 和远程计算机存储介质中。参照图2，示出了本发明一种互锁和净艮警的处理方法的实施例，具体可以 包括以下步骤步骤101、预置针对多个制造设备的互锁4艮警的对应关系；所述互锁包 括设定参数互锁和取值互锁。其中，所述互锁-报警的对应关系可以通过数据表的方式，或数据库的方 式，或者文件的方式存在。实际上，本发明可以建立唯一的互锁-l艮警的对应 关系表，也可以建立两个互锁-报警的对应关系表，用于分别针对设定参数互 锁和取值互锁。优选的，所述互锁-报警的对应关系以独立于主程序之外的数据形式进行 存储。由于该互锁-报警的对应关系以某种可行的数据形式存在于程序外部， 因此，系统不需要重新编译即可识别修改过的互锁-4艮警的对应关系，即该方 式可以满足现代制造工艺中互锁-报警的对应关系的频繁变化。进一步，由于 实际中可能存在设定参数互锁和取值互锁并发的情况，而由于所述互锁-t艮警 的对应关系位于主程序之外，也就是说编写操作流程时不用考虑是否会触发互 锁，可以更专注于流程的逻辑，^v而使程序的结构更加清晰，更加独立。对于互锁-报警的对应关系而言，可以存在以下的多种对应关系每一个 互锁对应一个报警；或者， 一个互锁的一个触发条件对应一个报警；或者，一 个互锁的多个触发条件对应一个报警；或者， 一个或多个取值互锁的安全操作 对应一个报警。也就是说，每一个设定参数互锁包括但不局限于一个需要保护 的值、 一个或多个触发条件、报警；每一个设定参数互锁可以对应一个报警， 每一个触发条件也可以对应一个报警。每一个取值互锁包括但不局限于一个或 多个触发条件、报警以及一系列触发后需要执行的操作；每一个取值互锁可以 对应一个报警，每一个操作也可以对应一个报警。总之，本发明可以非常灵活 的建立报警和触发报警的条件或需要执行的操作之间的关系，可以根据该对应 关系抛出相应的报警，提供足够多的信息给用户。步骤102、当设定参数互锁所保护的参数值发生变化时，判断是否满足该 互锁的触发条件，如果满足，则执行相应的报警处理。 一般的，设定参数互锁 所保护的值都是针对某个操作命令的，所以具有预防性。步骤103、当取值互锁的触发条件所涉及的参数值发生变化时，判断是否 满足该互锁的触发条件，如果满足，则执行相应的安全操作以及报警处理。步骤102和步骤103中所述的报警处理一般包括为操作员提供各种形式的 异常信号报警(例如，各种声光信号等)，以及提供一系列处理异常的选项， 等待操作员的处理，并依据操作员的具体选择进行相应的处理，待处理完成之 后继续判断报警条件，如果已经清除，则继续制造设备的运行。优选的，当设定参数互锁的触发条件满足时，还包括阻塞主系统线程， 所述主系统线程用于管理控制各制造设备的运行。而当取值互锁的触发条件满 足时，则可以不需要阻塞主系统线程，只需执行相应的安全操作以及报警处理 即可。这是因为取值互锁是保护性的，而设定参数互锁是预防性的，也就是 说取值互锁所保护的值是硬件设备的实际值，而设定参数互锁所保护的值是软 件系统尝试赋的值。所以取值互锁触发后，必须马上^l行安全操作，否则可能 对硬件造成损害；而设定参数互锁则需要阻塞线程，等待用户处理，因为并没 有实际将参数给硬件赋值下去。
进一步，为了不影响互锁查询线程，当取值互锁的触发条件满足时，启动 一个新的线程，用于执行所述相应的安全操作，使设备恢复安全状态。需要说明的是，当触发取值互锁后，可能需要执行一系列安全操作，这些 操作应该被立即执行，但是执行某个操作时可能触发设定参数互锁，这就有可 能阻塞处理线程，导致所有的操作没有被及时执行。为了解决这个问题，本发 明还可以进一步包括以下步骤判断所述相应的安全操作是否会触发设定参数 互锁，如果是，则将可能触发设定参数互锁的操作置入一线程池中，所述线程池对置入的每一个操作启动一个独立的线程；如果否，则启动一个新的线程， 用于执行相应的安全操作。由于线程池中针对每个可能触发设定参数互锁的操 作都拥有一个独立线程，所以可以保证所有的操作都会被尝试执行，最大限度 的保证了设备的安全。当然，由于某些操作可能导致设定参数互锁，并没有真 正的执行成功。但是如果不采用线程池的方法，可能一些不会导致设定参数互 锁的操作也没有被执行。参照图3，示出了一种互锁和"^艮警的处理系统的实施例，可以包括 针对多个制造设备的互锁-报警的对应关系表201;所述互锁包括设定参 数互锁和取值互锁；优选的，所述互锁-报警的对应关系表以独立于主程序之 外的数据形式进行存储。需要指出的是，此处所说的对应关系表，并不限定于 数据表这一种数据存储形式，而仅仅是为了方便描述而已。关于互锁-报警具体的对应关系，可以各种各样，例如每一个互锁对应 一个报警；或者， 一个互锁的一个触发条件对应一个才艮警；或者， 一个互锁的 多个触发条件对应一个报警；或者， 一个或多个取值互锁的安全操作对应一个 报警。设定参数互锁处理模块202,用于当设定参数互锁所保护的参数值发生变 化时，判断是否满足该互锁的触发条件，如果满足，则调用报警模块205;取值互锁处理模块203,用于当取值互锁的触发条件所涉及的参数值发生 变化时，判断是否满足该互锁的触发条件，如果满足，则调用执行模块204 和报警模块205;执行模块204,用于执行相应的安全操作；优选的，所述执行相应的安全
操作是通过启动一个新的线程而完成的。报警模块205,用于执行相应的报警处理。进一步，当设定参数互锁的触发条件满足时，所述设定参数互锁模块还用于调用阻塞模块206,用于阻塞主系统线程，所述主系统线程用于管理各制造设备的运行。为了解决并发互锁的问题，在本发明的另一优选实施例中，还可以包括 并发互锁处理模块207，连接所述取值互锁处理模块2Q3和执行模块204,用 于判断所述相应的安全操作是否会触发设定参数互锁，如果是，则将可能触发 设定参数互锁的操作置入一线程池中，所述线程池对置入的每一个操作启动一 个独立的线程。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实 施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部 分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所 以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。为了更清晰的描述本发明，下面通过两个具体的例子进行说明 例1参照图4，假定本实施例是针对半导体真空处理设备的，而在半导体真空 处理设备的控制系统中，如果要打开两个相连的腔室之间的阀门，必须是两个 腔室处于同样的压力条件，即同时为真空或者同时为大气。例如预先定义好腔 室的压力小于80mTorr为真空，大于740Torr为大气， 一旦两个腔室处于不同 的压力条件下，则不会执行开阀的操作，阻塞系统主线程，并发出报警，等待 用户进行相应的恢复操作。上述互锁和报警处理方法，即为本发明提及的设定参数互锁的处理方式， 具体步骤如下建立系统中互锁和:R警的对应关系，即建立一个i殳定参数互锁，保护阀 门开启对应的命令值，触发条件1、两个腔室一个为真空一个为大气；2、两 个腔室一个为大气一个既不为真空也不为大气；3、两个腔室一个为真空一个 既不为真空也不为大气。对应每一个触发条件，建立一个报警，将触发条件满 足的信息加入报警中。运行整个半导体真空处理设备，当系统发出开阀的命令时，检测是否有设 定参数互锁保护该命令，如果没有，则执行实际的设备；如果有，则判断设定 参数互锁中的触发条件是否有一个满足，有则抛出对应于该触发条件的报警， 如果全部不满足，则执行实际的设备。
一旦抛出报警，则阻塞系统主线程，等待用户的处理；待处理完成后，恢复主线程。 例2参照图5,该例子仍然是针对半导体真空处理设备的。 在半导体真空处理设备的控制系统中，腔室内的压力不能太大，太大可能导致设备出现危险。例如预先定义好腔室压力不能超过800Torr,当系统对腔 室进^f亍充气(充入氮气)操作时， 一旦腔室内的压力大于800Torr,系统会自 动关闭充气阀，停止充气。上述互锁和报警处理方法，即为本发明所提及的取值互锁处理方式，具体 步骤如下建立系统中互锁和报警的对应关系，即建立一个取值互锁，包括触发条 件腔室的压力大于800Torr ;操作关闭充气阀。对应该互锁建立一个报警， 将条件满足的信息加入报警中。运行整个半导体真空处理设备，当系统发出充气的命令时，打开充气阀， 由于腔室的压力发生变化，系统会不断的修改记录的压力值，每次修改都要判 断取值互锁的触发条件(腔室的压力大于800Torr)是否满足，如果不满足则 修改记录的压力值，如果满足，则启动一个新的线程执行该互锁的操作，即关 闭充气阀，然后抛出对应的报警。整个过程都不阻塞系统主线程，执行操作的 新线程执行完毕后终止即可。以上对本发明所提供的 一种针对制造设备的互锁和报警的处理方法及系了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同 时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式
及应用 范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
1、一种互锁和报警的处理方法，其特征在于，包括预置针对多个制造设备的互锁-报警的对应关系；所述互锁包括设定参数互锁和取值互锁；当所述设定参数互锁所保护的参数值发生变化时，判断是否满足该互锁的触发条件，如果满足，则执行相应的报警处理；当所述取值互锁的触发条件所涉及的参数值发生变化时，判断是否满足该互锁的触发条件，如果满足，则执行相应的安全操作以及报警处理。
2、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，当设定参数互锁的触发条件 满足时，还包括阻塞主系统线程，所述主系统线程用于控制各制造设备的运 行。
3、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，当取值互锁的触发条件满足 时，启动一个新的线程，用于执行所述相应的安全操作。
4、 如权利要求1或3所述的方法，其特征在于，在执行所述安全操作之 前，还包括判断所述相应的安全操作是否会触发设定参数互锁，如果是，则将可能触 发设定参数互锁的操作置入一线程池中，所述线程池对置入的每一个操作启动 一个独立的线程。
5、 如权利要求l所述的方法，其特征在于， 每一个互锁对应一个报警；或者， 一个互锁的一个触发条件对应一个报警； 或者， 一个互锁的多个触发条件对应一个报警； 或者， 一个或多个取值互锁的安全操作对应一个报警。
6、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述互锁-报警的对应关系以独立于主程序之外的数据形式进行存储。
7、 一种互锁和报警的处理系统，其特征在于，包括针对多个制造设备的互锁4艮警的对应关系表；所述互锁包括设定参数互 锁和取值互锁；设定参数互锁处理模块，用于当所述设定参数互锁所保护的参数值发生变 化时，判断是否满足该互锁的触发条件，如果满足，则调用报警模块；取值互锁处理模块，用于当所述取值互锁的触发条件所涉及的参数值发生 变化时，判断是否满足该互锁的触发条件，如果满足，则调用执行模块和报警模块；执行模块，用于执行相应的安全操作； 报警模块，用于执行相应的报警处理。
8、 如权利要求7所述的系统，其特征在于，当设定参数互锁的触发条件 满足时，所述设定参数互锁模块还用于调用阻塞主系统线程的模块，所述主系 统线程用于控制各制造设备的运行。
9、 如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述执行;f莫块执行所述相应 的安全操作是通过启动 一 个新的线程而完成的。
10、 如权利要求7或9所述的系统，其特征在于，还包括 连接取值互锁处理模块和执行模块的并发互锁处理模块，用于判断所述相应的安全操作是否会触发设定参数互锁，如果是，则将可能触发设定参数互锁 的操作置入一线程池中，所述线程池对置入的每一个操作启动一个独立的线 程。
11、 如权利要求7所述的系统，其特征在于， 每一个互锁对应一个报警；或者， 一个互锁的一个触发条件对应一个报警； 或者， 一个互锁的多个触发条件对应一个报警； 或者， 一个或多个取值互锁的安全操作对应一个报警。
12、 如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述互锁-报警的对应关系 表以独立于主程序之外的数据形式进行存储。
全文摘要
本发明提供了一种互锁和报警的处理方法，包括预置针对多个制造设备的互锁-报警的对应关系；所述互锁包括设定参数互锁和取值互锁；当所述设定参数互锁所保护的参数值发生变化时，判断是否满足该互锁的触发条件，如果满足，则执行相应的报警处理；当所述取值互锁的触发条件所涉及的参数值发生变化时，判断是否满足该互锁的触发条件，如果满足，则执行相应的安全操作以及报警处理。总之，应用本发明的方法，可以有效地提高设备控制软件在处理互锁和报警方面的可靠性，极大地降低系统开销，更有效的保护设备的安全，同时方便软件的设计以及更新。特别是针对需要控制多个设备的复杂逻辑，可以极大地体现出本发明的优势。
文档编号G05B9/02GK101398669SQ200710175448
公开日2009年4月1日 申请日期2007年9月29日 优先权日2007年9月29日
发明者黄海涛 申请人:北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司