一种化腐机电控系统

1.一种化学腐蚀机电系统，包括PLC和液面传感器，其特征在于，PLC的四个数字量输入端分别连接液面传感器X01、液面传感器X02、液面传感器X03和一个出水流量计X00，由PLC的两个输出端继电器分别控制进水阀门Y60和出水阀门Y61；纯水暂存箱（1）外壁设有连通纯水暂存箱（1）内的水管（2），液面传感器X03、液面传感器X02和液面传感器X01由上至下依次安装在水管（2）上，进水阀门Y60安装在纯水暂存箱（1）的进水管（3）上，出水流量计X00和出水阀门Y61安装在纯水暂存箱（1）的出水管（4）上；液面传感器X01用于测量150升水量对应的下限液面；液面传感器X02用于测量400升水量对应的上限液面；
液面传感器X03用于测量450升水量对应的超限报警液面；根据液面传感器X02采样数据，PLC判断纯水暂存箱（1）内是否存有400升水，由PLC输出端继电器控制进水阀门开关，若纯水暂存箱（1）内不足400升水，进水阀门Y60打开；若纯水暂存箱（1）内装满400升水，则进水阀门Y60关闭；根据液面传感器X03采样数据，PLC判断纯水暂存箱（1）内液面是否超限，如果出现液面传感器X02损坏失效的情况，液面达到400升处，仍没有关闭进水阀Y60，当液面继续上升到450升处时，液面传感器X03通知PLC紧急关闭水阀门Y60，并发出报警信息；根据液面传感器X01采样数据，PLC判断纯水暂存箱（1）内是否存有150升水， 若有
150升水，则输出指令，允许化学腐蚀机进行化学腐蚀流程；若没有150升水，则继续等待进水至150升水后再输出允许化学腐蚀机进行化学腐蚀流程的指令；根据出水流量计X00的流量信号，PLC判断出水阀门Y61的出水量，若出水达到150升水时，则出水阀门Y61关闭。
2.如权利要求1所述的化学腐蚀机电系统的电控方法，其特征在于，包括如下次序步骤：
（a）开始一个化腐流程时，PLC首先根据与纯水暂存箱相连的水管（2）上的用于测量
400升水量的液面传感器X02，判断纯水暂存箱内是否存有400升水；
（b）若有400升水，则进水阀门Y60关闭，直接进行化学腐蚀；
（c）若没有400升水，则打开进水阀门Y60，进水同时检测液面传感器X01，判断纯水暂存箱内是否存有150升水；
（d）若存有150升水，则直接进行化学腐蚀；
（e）若没有150升水，则继续等待进水；
（f）化学腐蚀和水洗过程中，进水阀门Y60允许处于打开状态；
（g）化学腐蚀完毕后，打开纯水暂存箱的出水阀门Y61，根据出水流量计X00的流量信号，PLC判断出水阀门Y61的出水量，若出水量达到150升水时，则出水阀门Y61关闭；
（h）操作员可以取出化腐后的硅片，装上新硅片，化学腐蚀机开始下一个化腐流程。

一种化腐机电控系统\n技术领域\n[0001] 本发明涉及晶片化腐机，特别涉及一种化腐机电控系统。\n背景技术\n[0002] 化腐机是晶片生产加工的设备，目前国内使用的是从日本进口化腐机，整体性能良好，但在实际使用中发现，其电控系统仍存在不足，经认真分析和研究，发现它的电控系统在程序控制，工艺流程上存在不合理的地方。\n[0003] 现有机器进行化学腐蚀后的流程是对硅片进行水洗，进行水洗时需用水150升。\n化腐机的纯水暂存箱的水量是通过电控系统控制的，电控系统包括PLC 和传感器，通过一个液面传感器来测量纯水液面，液面传感器连接PLC，PLC根据液面数据通过换算得到纯水暂存箱的储水量，并由PLC控制纯水暂存箱的进水阀门和出水阀门。\n[0004] 当化腐机开始一个化腐流程之前，电控系统的PLC首先通过纯水暂存箱的液面传感器测量液面，判断纯水暂存箱内是否存有150升水；如果在上一次化腐流程后，若水量不够150升，由PLC输出端继电器来控制打开纯水暂存箱的进水阀门， 纯水暂存箱充满150升水需要11分钟；当纯水暂存箱存有150升水时，进水阀门关闭，机器进行化学腐蚀；化学腐蚀完毕后，由PLC输出端继电器来控制打开纯水暂存箱的出水阀门，释放150升水，对硅片进行水洗；化学腐蚀和水洗用时共为5分钟。 一个完整的化腐流程用时为: 5分钟(化腐和水洗时间)+11分钟(进水时间)=16分钟；当操作人员取出硅片后，进行下一次化腐流程时，需要重新给纯水暂存箱充水，在充水的11分钟时间内，化腐机处于等待状态；没有充分利用有效工作时间，由此可见，现有的电控系统在程序控制和工艺流程上存在不合理的地方。\n发明内容\n[0005] 本发明的目的就是针对现有化腐机电控系统在程序控制和工艺流程上存在的不足，提供一种新的化腐机电控系统技术方案，在结构、程序控制和工艺流程上进行改进，使化腐机进行化腐和水洗流程的同时，也能控制进水阀门持续打开，以便增加纯水暂存箱的存水量，使纯水暂存箱的充水过程不再占用有效工作时间，化腐机不必有单独的等待进水状态；使化腐机可连续进行化腐和水洗流程。\n[0006] 本发明是通过这样的技术方案实现的：一种化腐机电控系统包括PLC和液面传感器，其特征在于，PLC的四个数字量输入端分别连接液面传感器X01、液面传感器X02、液面传感器X03和一个出水流量计X00，由PLC的两个输出端继电器分别控制进水阀门Y60和出水阀门Y61；化腐机纯水暂存箱外壁设有连通纯水暂存箱内的水管，液面传感器X03、液面传感器X02和液面传感器X01由上至下依次安装在水管上，进水阀门Y60安装在纯水暂存箱的进水管上，出水流量计X00和出水阀门Y61安装在纯水暂存箱的出水管上；\n[0007] 液面传感器X01用于测量150升水量对应的下限液面；\n[0008] 液面传感器X02用于测量400升水量对应的上限液面；\n[0009] 液面传感器X03用于测量450升水量对应的超限报警液面；\n[0010] 根据液面传感器X02采样数据，PLC判断纯水暂存箱内是否存有400升水，由PLC输出端继电器控制进水阀门开关， 若纯水暂存箱内不足400升水，进水阀门Y60打开；若纯水暂存箱内装满400升水，则进水阀门Y60关闭；\n[0011] 液面传感器X03是对液面起到超限报警的作用，当出现液面传感器X02损坏失效的情况，此时液面达到400升处，仍没有关闭进水阀Y60，当液面继续上升到450升处时，液面传感器X03通知PLC紧急关闭水阀门Y60，以防水流出纯水暂存箱，并发出报警信息，由工程人员来做故障处理；\n[0012] 根据液面传感器X01采样数据，PLC判断纯水暂存箱内是否存有150升水， 若有\n150升水，则输出指令，允许化腐机进行化学腐蚀流程；若没有150升水，则继续等待进水至\n150升水后再输出允许化腐机进行化学腐蚀流程的指令；\n[0013] 根据出水流量计X00的流量信号，PLC判断出水阀门Y61的出水量，若出水达到\n150升水时，则出水阀门Y61关闭。\n[0014] 化腐机电控系统的电控方法，其特征在于，包括如下次序步骤：\n[0015] （a）开始一个化腐流程时，PLC首先根据纯水暂存箱内用于测量400升水量的液面传感器X02，判断纯水暂存箱内是否存有400升水；\n[0016] （b）若有400升水，则进水阀门Y60关闭，直接进行化学腐蚀；\n[0017] （c）若没有400升水，则打开进水阀门Y60， 进水同时检测液面传感器X01，判断纯水暂存箱内是否存有150升水；\n[0018] （d）若存有150升水，则直接进行化学腐蚀；\n[0019] （e）若没有150升水，则继续等待进水；\n[0020] （f）化学腐蚀和水洗过程中，进水阀门Y60允许处于打开状态；\n[0021] （g）化学腐蚀完毕后，打开纯水暂存箱的出水阀门Y61，根据出水流量计X00的流量信号，PLC判断出水阀门Y61的出水量，若出水量达到150升水时，则出水阀门Y61关闭；\n[0022] （h）操作员可以取出化腐后的硅片，装上新硅片，化腐机开始下一个化腐流程。\n[0023] 本发明的化腐机电控系统通过设置多个液面传感器测量纯水暂存箱的水量数据，并改进PLC程序和工艺流程使化腐机进行化腐和水洗流程的同时控制进水阀门可以照样打开，增加纯水暂存箱的存水量，使充水过程不再占用有效工作时间，化腐机不再有等待上水状态，化腐机可连续、不间断地进行化腐和水洗流程，本发明使化腐机进行一个化腐和水洗流程所用时间只有5分钟，节省了进水消耗掉的11分钟时间，远远小于改造前的16分钟，最大限度的减少上水时间，提高设备的生产效率，降低化腐片单片的水耗及电耗，根据理论产能的计算，它的产量会增加220%，每片硅片的水消耗为目前水消耗的61%，每片硅片的电耗为目前水消耗的31%。\n附图说明\n[0024] 图1是化腐机电控系统PLC电路图；\n[0025] 图2是电控系统PLC程序流程图；\n[0026] 图3是纯水暂存箱示意图。\n具体实施方式\n[0027] 为了更清楚的理解本发明，结合附图和实施例详细描述本发明： [0028] 如图1、图2和图3所示，化腐机电控系统包括PLC和液面传感器， PLC的四个数字量输入端分别连接液面传感器X01、液面传感器X02、液面传感器X03和一个出水流量计X00，由PLC的两个输出端继电器分别控制进水阀门Y60和出水阀门Y61；化腐机纯水暂存箱1外壁设有连通纯水暂存箱1内的水管2，液面传感器X03、液面传感器X02和液面传感器X01由上至下依次安装在水管2上，进水阀门Y60安装在纯水暂存箱1的进水管3上，出水流量计X00和出水阀门Y61安装在纯水暂存箱1的出水管4上；\n[0029] 化腐机的纯水暂存箱1的进水阀门开关与否，只和纯水暂存箱1内用于测量400升水量对应液面的液面传感器X02、用于测量450升水量对应液面的液面传感器X03有关；\n[0030] 只要纯水暂存箱1水位没有达到400升对应液面，PLC经采集液面传感器X02信号并作出判断，进而控制进水阀门Y60打开；当液面传感器X02出现故障时，液面传感器X03则起到一个保护作用，纯水暂存箱1水位没有达到450升对应液面时，PLC经采集液面传感器X03信号并作出判断，进而及时关掉进水阀门Y60，以免水从纯水暂存箱1中溢出。\n[0031] 化腐机开始一个化腐流程时，PLC首先检测纯水暂存箱1中测量400升水量所对应的液面传感器X02，判断纯水暂存箱1中是否存有400升水，若有400升水，则直接进行化学腐蚀；若没有400升水，则打开进水阀门Y60， 与此同时PLC检测液面传感器X01，判断纯水暂存箱1中是否存有150升水，若有150升水，则直接进行化学腐蚀；若没有150升水，则继续等待进水。\n[0032] 当机器进行化学腐蚀和水洗的时候，进水阀门Y60可以持续打开，因为Y60 开关与否只和液面传感器X02和限位液面传感器X03有关。\n[0033] 化学腐蚀完毕后，PLC输出端继电器控制打开纯水暂存箱1的出水阀门Y61，并通过出水流量计传感器把信号传给PLC；当出水量达到150升水时，出水阀门Y61关闭。操作员可以取出化腐后的硅片，装上新硅片，化腐机开始下一个化腐流程。\n[0034] 以往化腐机的一个化腐流程是: 5分钟（化腐和水洗时间）+11分钟（进水时间）=16分钟(合计)。\n[0035] 由以上可知，在化腐机的流程中，真正的化腐和水洗时间只有5分钟，进水时间却消耗掉了11分钟。耗水量大，机器理论纯水量为每月1200吨。本发明的任务就是最大限度的减少上水时间，提高设备的生产效率，降低化腐片单片的水耗及电耗。\n[0036] 应用本发明的技术方案，化腐机的一个化腐流程是:化腐和水洗时间只有5分钟，省去进水时间消耗掉了11分钟，使充水过程不再占用有效工作时间，化腐机不再有等待上水状态，化腐机可连续、不间断地进行化腐和水洗流程。\n[0037] 本实施例中列出化腐机改造前后的对比分析如下：\n[0038] \n[0039] 化腐机改造前后的产量对比，改造后理论产量增加220%。化腐机改造前后的水耗对比，改造后每片硅片的水消耗为现在的61%，降低39%，减少的是上水时间内溢流水的消耗。化腐机改造前后的电耗对比，改造后每片硅片的电耗为现在的31%。 降低69%，减少的是：上水时间段内酸溶液加热所需电能的消耗。\n[0040] 根据上述说明，结合本领域技术可实现本发明的方案。