CN103969036B - 一种cds循环系统气动阀检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了阀门控制技术领域中的一种CDS循环系统气动阀检测方法。本发明通过PLC实时检测第一压力传感器、第二压力传感器和泵的数值；当第一压力传感器的数值变化超出第一设定范围、第二压力传感器的数值变化超出第二设定范围或泵的转速超出第三设定范围时，对第一气动阀、第二气动阀、第三气动阀或第四气动阀的状态进行判断；根据判断的发出报警信号。本发明消除了设备在工艺过程中气动阀监测的盲点，增加设备的安全性和稳定性；本发明不需额外增加硬件；PLC能实现自动判定故障可能出现的位置，高效可靠。
Description
技术领域
本发明涉及阀门控制技术领域，特别涉及一种CDS循环系统气动阀检测方法。
背景技术
设备在正常工艺时，CDS循环系统内的化学药液在磁力泵高速运转下源源不断的注入到工艺腔室，其前提条件是管路的畅通无阻和气动阀的正常动作。然而气动阀属于开环控制，给它一个信号让其动作，但无法返回实时的状态来判定它是否已经正常的完成命令。如果需要实时的监控气动阀的状态，通常的物理方法是在阀上增加一个行程开关，当气动阀被控制打开或关闭时，阀上的行程柱会伸缩，行程开关检测到这种动作，能返回气动阀关闭或打开的信号，实现对气动阀的实时监测。这种方法需要额外的硬件配置，占用安装空间，增加控制信号的数量，让控制方法变得复杂。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何提供一种简便的对CDS循环系统中气动阀故障的检测方法。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供了一种CDS循环系统气动阀检测方法，其特征是，该方法包括以下步骤：
S1：通过PLC实时检测第一压力传感器、第二压力传感器和泵的数值；
S2：当第一压力传感器的数值变化超出第一设定范围、第二压力传感器的数值变化超出第二设定范围或泵的转速超出第三设定范围时，对第一气动阀、第二气动阀、第三气动阀或第四气动阀的状态进行判断；
S3：根据判断的发出报警信号。
所述步骤S2具体为：
当所述PLC检测到所述第一压力传感器的压力值低于第一设定范围、第二压力传感器的压力值低于第二设定范围，且所述泵的转速高于第三设定范围时，则所述第一气动阀或第二气动阀故障；
当所述PLC检测到所述第一压力传感器的压力值不变，第二压力传感器的压力值低于第二设定范围，所述泵的转速高于第三设定范围时，则所述第三气动阀故障；
当所述PLC检测到所述第一压力传感器的压力值高于第一设定范围、第二压力传感器的压力值高于第二设定范围，所述泵的转速低于第三设定范围时，则所述第四气动阀故障。
所述第一气动阀或第二气动阀故障的判断条件为：若泵将药液排出管路，则为第二气动阀故障；否则，为第一气动阀故障。
所述第一设定范围是Po～1.2Po，其中，Po是CDS循环系统设定的出口压力值。
所述第二设定范围是2Po～2.4Po。
所述第三设定范围是Vt～1.2Vt，其中，Vt是CDS循环系统正常运行时泵的实际速度。
(三)有益效果
本发明通过监测第一压力传感器、第二压力传感器和泵的实时数值来判定气动阀是否正常动作，可消除设备在工艺过程中气动阀监测的盲点，增加设备的安全性和稳定性。本发明不需额外增加硬件；PLC能实现自动判定故障可能出现的位置，高效可靠。
附图说明
图1是CDS循环系统的结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
CDS循环系统系统结构为：顺次连接的储液池Tank、第一气动阀V1、泵Pump、第二气动阀V2、第一压力传感器PT1、第三气动阀V3、第二压力传感器PT2和第四气动阀V4，PLC分别与第一压力传感器PT1、第二压力传感器PT2和泵Pump连接。
为了简单方便的监测气动阀是否处于正常状态，保证设备的稳定运行，可通过气动阀动作时CDS管路中药液压力的变化情况来判定是否处于正常位置。
本发明方法包括以下步骤：
S1：通过PLC实时检测第一压力传感器、第二压力传感器和泵的数值；
第一压力传感器的数值变化的设定范围是Po～1.2Po，Po是CDS循环系统设定的出口压力值，可设为20Psi；第二压力传感器的数值变化的设定范围是2Po～2.4Po，约为40Psi；泵的数值变化的设定范围是Vt～1.2Vt，Vt是CDS系统正常运行时泵的实际速度，约为6500rpm。
S2：当第一压力传感器的数值变化超出第一设定范围、第二压力传感器的数值变化超出第二设定范围或泵的转速超出第三设定范围时，对第一气动阀、第二气动阀、第三气动阀或第四气动阀的状态进行判断；
S3：根据判断的发出报警信号。
本发明的实施例如下：
图(1)是CDS循环系统的结构图，设备正常工艺需要先打开环路内的所有气动阀，然后开启Pump将药液从Tank内抽出流向整个管路。药液经过各种处理后进入工艺腔室，清洗完硅片后又回到Tank，完成一个循环。环路内装有各种传感器来监测药液的状态，并将数值采集到PLC，其中压力传感器主要是监测管路的压力，当其显示的出口压力满足要求，药液才能够被引入到腔室进行工艺。压力传感器同样可以通过检测实时压力来确定气动阀是否在正常动作，下面来逐一描述对气动阀非正常动作的检测方法：
Case 1：当Tank到Pump之间的气动阀V1在工艺过程中非正常关闭时，药液无法通过V1，Pump强制空转，管路中的压力传感器PT2出口压力瞬间减小，并将压力值反馈给Pump使其不断加速。这种情况会对Pump造成较大损耗。因此，当PLC接收到的PT1、PT2压力值迅速减小并且Pump速度不断增大时，表示气动阀V1有可能非正常关闭，应立即停止泵的动作，关闭所有气动阀，PLC产生相应报警提示操作人员进行气动阀的检修。
Case 2：当Pump到PT1之间的三通气动阀V2非正常动作时，V2会将药液导向至旁路，其产生的现象和Case 1相似，压力迅速降低，Pump速度增加。但实际上Pump会将药液排出管路，造成经济损失。因此，通过PLC监测PT1、PT2、Pump的实时数值，可以判定气动阀V2是否处于正常状态，同样需要立即停止泵的动作，关闭所有气动阀，产生相应报警提示操作人员进行气动阀的检修。
Case 3：当PT1到PT2之间的三通气动阀V3非正常动作时，V3会将药液导向至旁路，这时压力传感器PT2出口压力瞬间减小，并将压力值反馈给Pump使其不断加速，但PT1仍保持一定的压力甚至升高。这时Pump也会将药液排出管路，造成经济损失。因此，通过PLC监测PT1、PT2、Pump的实时数值，也可判定气动阀V3是否处于正常状态，若是异常，同样需要关闭Pump和阀，PLC产生相应报警，帮助操作人员进行检修。
Case 4：当PT2到Tank之间的气动阀V4在工艺过程中非正常关闭时，压力传感器PT1、PT2的测量值迅速增加，Pump速度降低，药液无法通过V4进入工艺腔室。因此，通过监测PT1、PT2、Pump的实时数值，可判定气动阀V4是否正常工作。若是V4动作异常，可先通过PLC控制再次打开V4，如果能正常打开，可继续进行工艺，工艺结束后根据报警检修相应阀；如果各个监测值仍未回到正常范围，需立即停止工艺，操作人员根据报警进行检修。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (6)
1.一种CDS循环系统气动阀检测方法，其特征是，所述CDS循环系统系统结构为：顺次连接的储液池、第一气动阀、泵、第二气动阀、第一压力传感器、第三气动阀、第二压力传感器和第四气动阀，PLC分别与第一压力传感器、第二压力传感器和泵连接，该方法包括以下步骤：
S1：通过PLC实时检测第一压力传感器、第二压力传感器和泵的数值；
S2：当第一压力传感器的数值变化超出第一设定范围、第二压力传感器的数值变化超出第二设定范围或泵的转速超出第三设定范围时，对第一气动阀、第二气动阀、第三气动阀或第四气动阀的状态进行判断；
S3：根据判断发出报警信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述步骤S2具体为：
当所述PLC检测到所述第一压力传感器的压力值低于第一设定范围、第二压力传感器的压力值低于第二设定范围，且所述泵的转速高于第三设定范围时，则所述第一气动阀或第二气动阀故障；
当所述PLC检测到所述第一压力传感器的压力值不变，第二压力传感器的压力值低于第二设定范围，所述泵的转速高于第三设定范围时，则所述第三气动阀故障；
当所述PLC检测到所述第一压力传感器的压力值高于第一设定范围、第二压力传感器的压力值高于第二设定范围，所述泵的转速低于第三设定范围时，则所述第四气动阀故障。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征是，所述第一气动阀或第二气动阀故障的判断条件为：若泵将药液排出管路，则为第二气动阀故障；否则，为第一气动阀故障。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述第一设定范围是Po～1.2Po，其中，Po是CDS循环系统设定的出口压力值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征是，所述第二设定范围是2Po～2.4Po。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述第三设定范围是Vt～1.2Vt，其中，Vt是CDS循环系统正常运行时泵的实际速度。
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