CN105340058B - 用于控制使用前馈调整的流量比控制器的方法及系统 - Google Patents
用于控制使用前馈调整的流量比控制器的方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开一种处理装置，该处理装置确定多个初始的流量设定点命令，多个设定点命令的每一设定点命令对应到多个阀门中的一个阀门，并发送多个初始的设定点命令的每一初始的设定点命令至多个阀门中的一相对应的阀门。处理装置针对于需要进行调整的流量状况来监控多个阀门。在检测到流量状况之后，处理装置基于先前的设定点来预测调整，并基于该预测的调整确定多个更新的流量设定点命令，所述多个更新的流量设定点命令的每一更新的流量设定点命令对应到所述多个阀门中的一个阀门。处理装置然后发送所述多个更新的设定点命令的每一更新的设定点命令至所述多个阀门的该相对应的阀门。
Description
技术领域
本公开内容的实施方式涉及流量比控制器，更为特定而言，本公开内容的实施方式涉及质量流量控制器的管理。
背景
用于半导体处理腔室的气体输送系统利用流量分流的方法以改善：在多个-注入点或共享的腔室架构中的混合比的精确性、可重复性，及可再现性。流量分流可在许多应用中显著地减少气体输送系统的成本。流量比控制器(FRC)可为有效的流量分流的装置，但该流量比控制器一般非常复杂。
FRC被广泛地使用于半导体工业中以将气体或气体混合物分散至在处理腔室中的不同的区域。然而，FRC经常利用造成非对称的状况的算法，以为了利用可能的最快的方式来达到所期望的新的设定点(以对称的瞬时的流量作为牺牲)。此外，FRC经常在通道的数目和流量范围中受到限制，避免了可扩充性而不招致高昂的成本。再者，控制架构被包含在装置内，而将该装置限制在使用控制点上。
附图简要说明
在随附附图的示图中(其中类似的参照表示类似的元件)，本公开内容通过示例的方式(而非通过限制的方式)来示例说明。应注意到：在此公开内容中针对于“一(an)”或“一个(one)”实施方式的不同的参照并非必然地意指为相同的实施方式，及这些参照意指为至少一者。
图1是根据一个实施方式的方块图，该方块图示例说明：流量控制系统，该流量控制系统利用反馈驱动流量控制模块，该反馈驱动流量控制模块经由模拟连接耦接至多-通道的质量流量控制装置。
图2是流量控制模块的一个实施方式的方块图。
图3是流程图，该流程图示例说明：用于反馈驱动流量控制的方法的一个实施方式。
图4是流程图，该流程图示例说明：用于确定流量控制设定点的方法的一个实施方式。
图5是根据本发明的一个实施方式的方块图，该方块图示例说明：流量控制系统，该流量控制系统利用前馈驱动流量控制模块，该前馈驱动流量控制模块经由高速的以太网控制自动化技术(Ethercat)连接耦接至多-通道的质量流量控制装置。
图6是阀门控制模块的一个实施方式的方块图。
图7是流程图，该流程图示例说明：用于前馈驱动流量控制的方法的一个实施方式。
图8根据本发明的一个实施方式来示例说明：对于使用4个MFC装置的4个-通道的流量比控制器而言的瞬时的流量的图形表示。
图9示例说明：可执行在此描述的操作中的一或多个的计算机系统的方块图。
具体描述
本公开内容的实施方式涉及：一种用于调整使用二或多个质量流量控制器(MFC)装置的阵列的多-通道的流量比控制器(FRC)的方法和系统。MFC装置彼此之间并行地进行操作和构成流量比控制器的通道，其中每个通道具有一个MFC。MFC装置的阵列从气体供应器接收气体和将该气体导引朝向气体腔室或气体腔室内的指定的区域。MFC装置可为任何的适当的工业标准质量流量控制器。MFC装置的阵列由流量比控制系统来管理，该流量比控制系统处理被发送至个别的MFC装置的信号和来自个别的MFC装置的信号。所述信号可包含：表示总流量速率以及针对于每一个别的MFC的阀门位置的电压测量。流量比控制系统发送这些测量至控制服务器以用于进行处理。控制服务器接收来自在阵列中的每一个别的MFC的测量和执行控制算法以实施对于经过该阵列的气体的总流量的任何的改变。
与常规的FRC不同，实施方式在从大约10(每分钟标准立方厘米(standard cubiccentimeters per minute(sccm))至大约200(每分钟标准升(standard liters perminute(slm))的流量范围中可轻易地扩充(scalable)到任何数目的通道，而允许气体面板设计的自由度。与当改变流量设定点时造成非对称的流量状况的FRC不同，实施方式提供：横越于通道而为固有地稳定的和对称的且耗用较低的成本的控制。实施方式于数个通道间分配总气体流量，以使得在进行流量调整期间的压力降被最小化，而保持阀门尽可能地打开。
当在此使用词汇“大约(about)”和“近似于(approximately)”，这些意欲为意指：所呈现的标称值的精确度在±10％以内。此外，当在此使用词汇“配方(recipe)”时，所意欲者为意指：被分散于MFC阵列间以达到所期望的总流量的流量及/或阀门设定点的特定的组合。类似地，词汇“配方控制算法(recipe control algorithm)”意欲为意指：负责维持预先确定的流量“配方(recipe)”的处理逻辑。
在一个实施方式中，MFC阵列可在流量设定点模式中被驱动，其中在该流量设定点模式中，系统在每一通信周期中发送流量设定点命令至每一MFC。流量设定点命令是流量比、测量的总流量、及MFC阀门电压的函数。流量比控制系统评估来自每一MFC的流量和阀门电压。此信息可被发送至控制服务器，在此针对于在实时闭环反馈中的每一MFC而计算出更新的流量设定点。在实施方式中，流量比控制系统经由模拟连接来发送命令至每一MFC和接收来自每一MFC的信号。在实施方式中，流量比控制系统通过模拟至数字接口的方式且经由数字连接与实时系统进行通信。在一个实施方式中，数字连接可以是高速的以太网控制自动化技术连接。
在另一个实施方式中，MFC阵列可在前馈控制模式中被驱动。在此实施方式中，在阵列中的MFC可支持直接的数字连接(例如高速的以太网控制自动化技术连接)，而不需要对于模拟至数字接口。数字连接的使用可提供用以在流量比控制系统与控制服务器之间发送和接收较大数量的数据和控制测量的能力。流量比控制系统因而可用快速得多和精确得多的方式与控制服务器进行通信。在实施方式中，在从流量比控制系统接收流量和电压信息之后，控制服务器可从闭环反馈中断开，并且直接地发送命令至MFC的每一者。在一个实施方式中，控制服务器可直接地发送固定的MFC流量设定点至每一MFC，而绕过在控制服务器中的反馈控制逻辑。在另一个实施方式中，控制服务器可直接地发送MFC阀门位置设定点至每一MFC。
在前馈的实施方式中，由流量比控制系统所使用的先前的设定点可被存储在数据存储库中。控制服务器可使用数据存储库以针对于在流量比控制系统内所遭遇到的特定的流量状况来预测正确的流量及/或阀门设定点。当检测到在过去已经遭遇过的不稳定的流量状况时，控制服务器可选择曾被成功地实施以校正先前的状况的设定点。控制服务器然后可直接地发送更新的设定点命令至MFC阵列，而不存取反馈控制逻辑。举例而言，若过程配方步骤造成在MFC阵列内的瞬时的流量不稳定性，被使用于每一通道以校正该问题的流量设定点可被存储至数据存储库和被使用以消除在未来所遭遇到的类似的不稳定性。若在往后的时间遭遇到相同的或类似的流量不稳定性，控制服务器可存取数据存储库以预测将导引至流量校正的一系列的流量设定点。
图1是方块图，该方块图示例说明：流量控制系统100，该流量控制系统利用反馈驱动流量控制模块，该反馈驱动流量控制模块经由模拟连接耦接至多-通道的质量流量控制装置，其中在该流量控制系统100中于此描述的实施方式可进行操作。流量控制系统100可包含：用户界面105、控制服务器110、流量比控制系统125、及MFC阵列140。控制服务器110可经由模拟至数字接口120耦接至流量比控制系统125，该模拟至数字接口120提供模拟至数字的通信。流量比控制系统125可接收来自质量流量控制器MFC 140-1至MFC 140-n(其中在任何的实施方式中，n代表：质量流量控制器的总数量)的阵列的模拟信号和发送模拟信号至质量流量控制器MFC 140-1至MFC 140-n的阵列。举例而言，在一个实施方式中，质量流量控制器的总数量可为2。在另一个实施方式中，质量流量控制器的总数量可为10。MFC 140-1至MFC 140-n的每一者从气体供应器145接收气体146的输入流量和产生被导引至腔室150的气体147的输出流量。
用户界面105、控制服务器110、及流量比控制系统125可个别地由任何类型的计算装置来主控，所述任何类型的计算装置包含：服务器计算机、网关计算机、桌面计算机、膝上型计算机、平板计算机、笔记本电脑、PDA(个人数字助理)、移动通信装置、移动电话、智能手机、手持计算机、或类似的计算装置。可替代性地，用户界面105、控制服务器110、及流量比控制系统125的任何的组合可在单一的计算装置上被主控，该单一的计算装置包含：服务器计算机、网关计算机、桌面计算机、膝上型计算机、移动通信装置、移动电话、智能手机、手持计算机、或类似的计算装置。
用户界面105可被以各种方式配置有不同的功能性以使得用户能够提供输入至控制服务器110。此外，用户界面105可经配置以提供关于控制服务器110的状态的信息给用户。在一个实施方式中，用户界面105可显示：所期望的总流量配方、目前的总流量读数、针对于任何的MFC的个别的误差、针对于MFC阵列的总误差、或其任何的组合。在另一个实施方式中，用户界面105可被使用以终止经过MFC阵列140的流量操作。
控制服务器110可基于从流量比控制系统125接收的关于MFC阵列140的任何或所有的状态的反馈来执行：用于流量配方的实施和调整的资源密集算法。在一个实施方式中，控制服务器110可包含流量控制模块115。
流量控制模块115可操控涉及到流量配方的任何的或所有的部件的计算的处理。在一个实施方式中，流量控制模块115可发送流量设定点命令至由流量比控制系统125所控制的每一MFC 140。在一个实施方式中，针对于每一MFC的流量设定点命令可基于流量百分率、初始的总流量测量、及初始的阀门电压测量。然后来自每一MFC的流量和阀门电压读数(或测量)可被传回至流量控制模块115(在此对于流量配方进行评估)。然后可针对于在实时闭环反馈中的每一MFC来计算出更新的流量设定点。更新的流量设定点然后可被发送至流量比控制系统125以调整在MFC阵列140中的个别的MFC。
控制服务器110可经由耦接到模拟至数字接口120的高速的数字连接与流量比控制系统125进行通信。一些MFC技术仅支持模拟信号输入和输出，然而控制服务器110可支持通过高速的连接(例如以太网控制自动化技术)的数字输入和输出。模拟至数字接口120提供在模拟MFC阵列140与控制服务器115之间的连接性。在一个实施方式中，模拟至数字接口120可为：CIOC接口，该CIOC接口将模拟输入和输出转换为以太网控制自动化技术输入和输出，其中利用高分辨率的模拟至数字的转换和数字至模拟的转换。
流量比控制系统125可操控涉及到在MFC阵列140中的MFC的每一者的流量读数和阀门位置的测量的处理。流量比控制系统125可包含：流量读取模块130和阀门位置模块135。在一个实施方式中，流量读取模块130接收来自在MFC阵列140中的每一个别的MFC的阀门电压读数，该阀门电压读数代表此个别的MFC的总流量。流量读取模块130然后发送总流量读数至控制服务器110以被使用在配方控制算法中。在一个实施方式中，阀门位置模块135接收来自在MFC阵列140中的每一MFC的电压读数，该电压读数代表此个别的MFC的阀门位置。阀门位置模块135然后发送阀门位置读数至控制服务器110以被使用在配方控制算法中。
此外，流量比控制系统125可发送更新的设定点命令至在MFC阵列140中的MFC的每一者。若流量控制模块115确定需要进行流量的改变，控制服务器110可经由流量比控制系统125发送更新的流量设定点命令至MFC阵列140。类似地，若流量控制模块115确定需要进行阀门位置的改变，控制服务器110可经由流量控制比系统125发送更新的阀门位置设定点命令至MFC阵列140。
图2是流量控制模块200的一个实施方式的方块图，该流量控制模块200可对应到图1的流量控制模块115。流量控制模块200可包含：目标设定点模块210、误差模块215、总流量模块220、及更新设定点模块225中的一或多个。此外，流量控制模块200可接收：流量读数数据230和阀门位置数据235，以及发送更新的流量设定点命令240。
目标设定点模块210经配置以针对于MFC阵列140的每一MFC来确定用于阀门电压的参考阈值。参考阈值代表目标阀门电压，其中每一MFC阀门可被驱动至该目标阀门电压，以使得在出现瞬时的流量期间，压力降被最小化。在一个实施方式中，目标设定点模块210利用设定点，该设定点代表：阀门尽可能地打开所处于的该点，并减低此设定点直到达到目标参考阈值为止。在一个实施方式中，目标设定点模块210计算出目标电压，并将此数值表示为Vmax。
误差模块215经配置以确定在来自设定点模块210的目标电压Vmax与在MFC 140阵列140中的每一MFC的个别的阀门电压之间的差值。在MFC阵列140中的每一MFC的个别的阀门电压可作为来自流量比控制系统125(来自于图1)的阀门位置数据235而被接收。
误差模块215计算出数值dVi＝Vimax–Vi，其中i代表：在MFC阵列中的特定的MFC，Vimax代表：针对于此MFC的Vmax，并且Vi代表：针对于此MFC的实际的电压。若dVi数值是正值(意即，若实际的阀门电压小于最大阈值)，则dVi数值代表：针对于此MFC的误差。若dVi数值是负值(意即，若实际的阀门电压超过最大阈值)，误差模块215则将该误差计算为dVi的函数。利用该函数允许增加额外的权重至误差因子，以使得该误差以指数方式变大，以为了利用较高的速率来驱使阀门返回。在各种实施方式中，该函数可使用比例因子、指数因子、或多项式因子。
误差模块215然后将针对于在MFC阵列中的MFC的Vimax数值加总，以确定针对于MFC阵列的总误差。在一个实施方式中，该误差可被表示为e。
总流量模块220经配置以确定对于在MFC阵列中的MFC的所期望的总流量。总流量模块220首先计算出横越于在MFC阵列中的MFC的总增益。在一个实施方式中，总增益被表示为P。总增益被确定为：横越于在MFC阵列中的MFC的总流量读数的比。总流量模块220可利用增益表，其中总流量模块220根据在特定的时间点的实际的流量和实际的比内插来自该增益表的实际的增益。在一个实施方式中，在MFC阵列中的MFC的总流量可作为来自流量比控制系统125(来自于图1)的流量读数数据230而被接收。在一个实施方式中，总流量被表示为QRd。总流量模块220然后将所期望的总流量计算为QRd与在误差模块215中所计算出的该误差的乘积。在一个实施方式中，所期望的总流量被表示为Q-tot。因此，Q-tot＝QRd*e。在一个实施方式中，总流量不能超过针对于被使用在MFC阵列中的MFC装置的最大数值。
更新设定点模块225经配置以基于与所期望的总流量作比较的存在的流量状况来确定针对于在MFC 140阵列中的每一MFC的新的设定点。更新设定点模块225将来自总流量模块220的所期望的总流量Q-tot与针对于在MFC阵列中的每一MFC的预先界定的设定点比相乘。举例而言，若MFC阵列由4个MFC所组成，该4个MFC分别地具有10％、20％、30％，及40％的流量比，更新设定点模块225将会使得在总流量模块220中导引出的Q-tot与针对于4个MFC中的每一者的比相乘，以确定针对于4个MFC中的每一者的新的设定点。在一个实施方式中，更新设定点模块225然后可发送更新的设定点(如同更新的流量设定点命令240)至在MFC阵列中的MFC。
图3是流程图，该流程图示例说明：用于反馈驱动流量控制的方法300的一个实施方式。方法300可由处理逻辑来执行，该处理逻辑可包含硬件(例如电路、专用逻辑、可编程逻辑、微代码等等)、软件(例如在处理装置上执行的指令)，或其组合。在一个实施方式中，方法300由图1的流量控制模块115来执行。
在方法300的方块301处，处理逻辑确定对于MFC 140阵列的初始设定点命令。在一个实施方式中，此可由图2的目标设定点模块210来执行。在方块302处，处理逻辑发送初始的设定点命令至在系统内的阀门。在一个实施方式中，阀门是在图1的MFC 140阵列中的单一的MFC装置。在方块303处，一旦在MFC阵列中的每一MFC已经对设定点命令进行处理，处理逻辑接收来自阀门的反馈。
在方块304处，处理逻辑确定是否已经达到对于每一MFC的目标设定点。若在方块304处，处理逻辑确定已经达到目标设定点，该方法返回至方块303以再次地从MFC接收反馈。若为否定，该方法继续进行至方块305，并且处理逻辑基于在方块303中所接收到的反馈来确定更新的设定点命令。在一个实施方式中，方块305可由图2的误差模块215、总流量模块220、及更新设定点模块225的任何者或所有者的组合来执行。
在方块306处，处理逻辑发送更新的设定点命令至阀门。在一个实施方式中，方块306可由图2的更新设定点模块225来执行，而发送如同图2的更新的流量设定点命令240的命令。在方块307处，处理逻辑确定是否终止该流程。举例而言，使用者可输入命令(例如通过图1的用户界面105)以终止该流程。若在方块307处，处理逻辑确定该流程应被终止，该方法结束。若该流程不应被终止，该方法返回至方块303以再次地从MFC接收反馈。
图4是流程图，该流程图示例说明：用于确定流量控制设定点的方法400的一个实施方式。方法400可由处理逻辑来执行，该处理逻辑可包含：硬件(例如电路、专用逻辑、可编程逻辑、微代码等等)、软件(例如在处理装置上执行的指令)，或其组合。在一个实施方式中，方法400由图1的流量控制模块115来执行。
在方法400的方块401处，处理逻辑确定针对于MFC阵列的每一阀门的目标设定点。在一个实施方式中，方块401可由图2的目标设定点模块210来执行。举例而言，目标设定点模块可利用设定点，该设定点代表阀门尽可能地打开所处于的该点，并减低此设定点直到达成目标参考阈值为止，其中目标设定点被表示为Vmax的电压。
在方块402处，处理逻辑计算出在MFC阵列中的MFC的总误差数值。在一个实施方式中，方块402可由图2的误差模块215来执行。举例而言，在目标电压Vmax与每一MFC的个别的阀门电压之间的差值可被计算为数值dVi＝Vimax–Vi，其中i代表：在MFC阵列中的特定的MFC，Vimax代表：针对于此MFC的Vmax，并且Vi代表：针对于此MFC的实际的电压。可将针对于MFC的Vimax数值加总以确定MFC阵列的总误差，其中该MFC阵列的总误差可被表示为e。
在方块403处，处理逻辑计算出在MFC阵列中的MFC的所期望的总流量。在一个实施方式中，方块403可由图2的总流量模块220来执行。举例而言，在MFC阵列中的MFC的总增益可被表示为P，其中总增益被确定为在MFC阵列中的MFC的总流量读数的比。在MFC阵列中的MFC的总流量可被表示为QRd。所期望的总流量可为QRd和误差e的乘积，其中所期望的总流量可被表示为Q-tot。
在方块404处，处理逻辑针对于在MFC阵列中的MFC的每一者计算出更新的设定点。在一个实施方式中，方块404可由图2的更新设定点模块225来执行。举例而言，可将来自总流量模块220的所期望的总流量Q-tot与针对于在MFC阵列中的每一MFC的预先界定的设定点比相乘，以确定针对于每一MFC的更新的设定点。
在方块405处，处理逻辑发送更新的设定点命令至阀门。在一个实施方式中，方块405可由图2的更新设定点模块225来执行，而发送如同图2的更新的流量设定点命令240的命令。在方块406处，处理逻辑接收针对于在MFC阵列中的每一MFC的流量读数和阀门位置。在方块407处，处理逻辑确定是否终止该流程。举例而言，使用者可(例如经由图1的前端系统105)输入命令以终止该流程。若在方块407处，处理逻辑确定该流程应被终止，该方法结束。若该流程不应被终止，该方法继续进行至方块408和处理逻辑计算出在MFC阵列中的MFC的实际的总流量。方法然后返回至方块402以重复该程序(只要流程尚未被终止)。
图5是方块图，该方块图示例说明：流量控制系统500，该流量控制系统利用前馈驱动流量控制模块，该前馈驱动流量控制模块经由高速的以太网控制自动化技术连接耦接至多-通道的质量流量控制装置，其中在该流量控制系统500中于此描述的实施方式可进行操作。流量控制系统500可包含：用户界面505、控制服务器510、及流量比控制系统525。控制服务器510可经由数字连接耦接至流量比控制系统525，该数字连接提供高速的数据传输。流量比控制系统525可被耦接到质量流量控制器MFC 540-1至MFC 540-n(其中在任何的实施方式中，n代表：质量流量控制器的总数量)的阵列。举例而言，在一个实施方式中，质量流量控制器的总数量可为2。在另一个实施方式中，质量流量控制器的总数量可为10。在MFC阵列540中的质量流量控制器的每一者接收来自气体供应器545的气体546的输入流量，并且产生被导引至腔室550的输出流量547。
用户界面505、控制服务器510、及流量比控制系统525可个别地由任何类型的计算装置来主控，所述任何类型的计算装置包含：服务器计算机、网关计算机、桌面计算机、膝上型计算机、平板计算机、笔记本电脑、PDA(个人数字助理)、移动通信装置、移动电话、智能手机、手持计算机、或类似的计算装置。可替代性地，用户界面505、控制服务器510、及流量比控制系统525的任何的组合可在单一的计算装置上被主控，该单一的计算装置包含：服务器计算机、网关计算机、桌面计算机、膝上型计算机、移动通信装置、移动电话、智能手机、手持计算机、或类似的计算装置。
用户界面505可被个别地配置有不同的功能性以使得用户能够提供输入至控制服务器510。此外，用户界面505可经配置以提供关于控制服务器510的状态的信息至用户。在一个实施方式中，用户界面505可显示所期望的总流量配方、目前的总流量读数、针对于任何的MFC的个别的误差、针对于MFC阵列540的总误差，或其任何的组合。在另一个实施方式中，用户界面505可被使用以终止经过MFC阵列540的流量操作。
控制服务器510可实施用于监控从流量比控制系统525中接收到的信息以为了检测存在于MFC阵列540中且需要进行调整的流量状况的资源密集算法。在一个实施方式中，控制服务器510可包含阀门控制模块515和设定点数据520。
阀门控制模块515可操控涉及到对于MFC阵列540所进行的流量调整的处理。在一个实施方式中，阀门控制模块515可检测和校正：在MFC阵列540中的流量不稳定性。在另一个实施方式中，阀门控制模块515可基于被输入至用户界面505的命令来对于MFC阵列540进行流量调整。
在一个实施方式中，阀门控制模块515可经由流量比控制系统525发送初始的设定点命令至每一MFC。来自每一MFC的流量和阀门电压然后可被传回至阀门控制模块515(此处评估该流量)。若检测到在MFC阵列540中的流量不稳定性，阀门控制模块515可预测阀门或流量设定点，以校正该不稳定性。阀门控制模块515可基于被使用在类似的流量不稳定性的情况且被存储在数据存储库中的先前的设定点来进行预测。在一个实施方式中，数据存储库可为设定点数据520。然后可针对于在MFC阵列540中的每一MFC计算出更新的设定点。更新的流量设定点然后可经由高速的数字连接而直接地被发送至流量比控制系统525，以调整在MFC阵列540中的个别的MFC。
在一个实施方式中，阀门控制模块515可确定可利用在针对于每一MFC的总流量设定点中的特定的改变来对流量不稳定性进行校正。在此情况中，阀门控制模块515可经由数字连接直接地发送固定的MFC流量设定点至在MFC阵列540中的每一MFC，而直接地绕过任何的反馈控制。在另一个实施方式中，阀门控制模块515可确定可利用在针对于在MFC阵列540中的特定的MFC的阀门位置中的改变来对流量不稳定性进行校正。在此情况中，阀门控制模块515可直接地发送阀门位置设定点至在MFC阵列540中的可适用的MFC。阀门控制模块515可利用这两个前馈控制模式中的一者或二者，以仅更新在MFC阵列540中的个别的MFC、或阀门控制模块515可于相同的时间更新在MFC阵列540中的MFC。
控制服务器510可经由高速的数字连接与流量比控制系统525进行通信。在一个实施方式中，此连接可为以太网控制自动化技术连接。数字连接的使用可提供用以在控制服务器510与流量比控制系统525之间发送和接收较大的数量的数据和控制测量的能力。控制服务器510因而可以快速得多和精确地多的方式与流量比控制系统525进行通信。
流量比控制系统525可操控涉及到在MFC阵列540中的MFC的每一者的流量读数和阀门位置的测量的处理。流量比控制系统525可包含流量读取模块530和阀门位置模块535。在一个实施方式中，流量读取模块530接收来自在MFC阵列540中的每一个别的MFC的阀门电压读数，该阀门电压读数代表此个别的MFC的总流量。流量读取模块530然后发送总流量读数至实时系统510以被使用在阀门控制算法中。词汇“阀门控制算法(valve controlalgorithm)”意欲为意指：负责维持预先确定的阀门电压“配方(Recipe)”的处理逻辑。在一个实施方式中，阀门位置模块535接收来自在MFC阵列540中的每一MFC的电压读数，该电压读数代表此个别的MFC的阀门位置。阀门位置模块535然后发送阀门位置读数至实时系统510以被使用在阀门控制算法中。
此外，流量比控制系统525可发送更新的设定点命令至在MFC阵列540中的MFC的每一者。若阀门控制模块515确定需要进行流量的改变，控制服务器510可经由流量比控制系统525发送更新的流量设定点命令至MFC阵列540。类似地，若阀门控制模块515确定需要进行阀门位置的改变，控制服务器510可经由流量控制比系统525发送更新的阀门位置设定点命令至MFC阵列540。
图6是阀门控制模块600的一个实施方式的方块图，该阀门控制模块600可对应到图1的阀门控制模块515。阀门控制模块600可包含目标设定点模块610、流量调整监视器615、预测模块620、及更新设定点模块625中的一或多个。此外，阀门控制模块600可接收流量读数数据630、阀门位置数据635、及先前的设定点数据640，以及发送更新的流量设定点命令640。
目标设定点模块610经配置以针对于MFC阵列的每一MFC来确定用于阀门电压的参考阈值。参考阈值代表目标阀门电压，其中每一MFC阀门可被驱动至该目标阀门电压，以使得在出现瞬时的流量期间，压力降被最小化。在一个实施方式中，目标设定点模块610利用该设定点，该设定点代表阀门尽可能地打开所处于的该点，并减低此设定点直到达到目标参考阈值为止。
流量调整监视器615经配置以监控MFC阵列上的流量和确定是否需要进行任何的调整。在一个实施方式中，流量调整监视器615可接收来自图5的用户界面505的更新的设定点命令。在另一个实施方式中，流量调整监视器615可针对于在MFC的任何者或所有者中的瞬时的流量的不稳定性来监控MFC阵列。在一个实施方式中，流量不稳定性模块615可基于计算出误差(如同在前文中针对于图2的误差模块215所描述的)来检测不稳定性。在另一个实施方式中，流量调整监视器615可基于使用在MFC阵列中的MFC上的总流量读数以计算出增益(如同在前文中针对于图2的总流量模块220所描述的)来检测不稳定性。在实施方式中，流量调整监视器615可使用流量读数数据630及/或阀门位置数据635，以为了确定流量不稳定性是否存在于MFC阵列中。
预测模块620经配置以基于由流量调整监视器615所检测到的流量调整来产生校正的阀门或流量设定点。在一个实施方式中，预测模块620可直接地经由经过图5的用户界面505的用户输入来接收校正设定点。在另一个实施方式中，预测模块620可基于用户输入来预测更新的设定点。举例而言，若使用者输入更新的设定点至用户界面，预测模块620可基于先前输入的设定点来产生最为有效的流量或阀门设定点数值的预测，该预测实现成较为有效的流量。预测模块620可搜寻存储的设定点的数据库以确定实质上类似的设定点的集合在过去是否曾经被输入过和那些设定点是否会导致流量不稳定性。预测模块620然后可产生可能避免无效的流量状况的新的集合的设定点。
在另一个实施方式中，预测模块620可预测可能的阀门或流量设定点以对于由流量调整监视器615所检测到的任何的不稳定性进行校正。若流量不稳定性被检测到，预测模块620可接收来自存储的设定点(例如可在图5的设定点数据520中被找到的)的数据库的先前的设定点数据640。预测模块620可搜寻存储的设定点以确定目前所检测到的流量不稳定性(或实质上类似的流量不稳定性)是否已经在系统中于先前的时间发生过。若为如此，预测模块620将接收由系统所利用的设定点以校正先前的流量不稳定性，以为了尝试着校正目前检测到的流量不稳定性。
可替代性地，若先前在系统中尚未遭遇过目前的流量不稳定性的状况，预测模块620可搜寻类似于目前的流量不稳定性的不稳定性的状况。在一个实施方式中，预测模块620可使用可配置的阈值限制，其中由该可配置的阈值限制，任何的先前遭遇过的流量不稳定性的状况可被认为是足够地类似于目前的流量不稳定性而在预测可能的校正中是有用的。举例而言，一个实施方式可将目前的不稳定性的状况的总流量电压与存储的不稳定性数据的总流量电压作比较。若二者并不相同，但二者落于彼此间的预先确定的电压阈值之内，预测模块620可确定该二者是足够地类似的，以使得用于所存储的数据的设定点在预测针对目前的问题的校正中可为有用的。
更新设定点模块625经配置以基于由预测模块620所产生的预测来确定对于在MFC阵列中的每一MFC的新的设定点。在一个实施方式中，更新设定点模块625可直接地发送更新的设定点(如同更新的流量设定点命令645)至在MFC阵列中的MFC。
图7是流程图，该流程图示例说明：用于前馈驱动流量控制的方法700的一个实施方式。方法700可由处理逻辑来执行，该处理逻辑可包含：硬件(例如电路、专用逻辑、可编程逻辑、微代码等等)、软件(例如在处理装置上执行的指令)、或其组合。在一个实施方式中，方法700由图5的阀门控制模块515来执行。
在方法700的方块701处，处理逻辑确定对于MFC阵列的初始设定点命令。在一个实施方式中，此可由图6的目标设定点模块610来执行。在方块702处，处理逻辑发送初始设定点命令至在系统内的阀门。在一个实施方式中，阀门是在图5的MFC 540阵列中的MFC装置。在方块703处，处理逻辑确定是否需要进行流量调整。举例而言，在一个实施方式中，确定是否已经检测到在系统中的流量不稳定性。在另一个实施方式中，可确定新的设定点命令是否已经被输入至用户界面。若并不需要进行流量调整，处理逻辑继续地针对于流量调整来监控该系统。若处理逻辑确定需要进行流量调整，该方法继续进行至方块704，并且处理逻辑预测调整。举例而言，若检测到流量不稳定性，可预测对于流量不稳定性的校正。类似地，若使用者输入可导致流量不稳定性的更新的设定点命令至用户界面，可确定为了避免流量不稳定性而对使用者输入的设定点所进行的校正。在一个实施方式中，方块704可由图6的预测模块620来执行。
在方块705处，处理逻辑基于在方块704处所预测的调整来确定更新的设定点命令。在一个实施方式中，方块705可由图6的更新设定点模块625来执行。在方块706处，处理逻辑发送更新的设定点命令至阀门。在一个实施方式中，方块706可由图6的更新设定点模块625来执行，而发送如同更新的阀门设定点命令645的命令。
在方块707处，处理逻辑确定是否终止该流程。举例而言，使用者可(例如经由图5的前端系统505)输入命令以终止该流程。若在方块707处，处理逻辑确定该流程应被终止，该方法结束。若该流程不应被终止，该方法返回至方块703以再次地检查在系统中的流量不稳定性。
图8根据本发明的一个实施方式来示例说明：对于使用4个MFC装置的4个-通道的流量比控制器而言为瞬时的流量的图形表示。在一个实施方式中，MFC 801、MFC 802、MFC803、及MFC 804可为：图1的MFC 140-1至MFC 140-n。
在时间标示10秒处，MFC 801和MFC 803中的每一者被设定为：26％的流量比，并且MFC 802和MFC 804中的每一者被设定为：24％的流量比。MFC维持处在这些设定点直到大约在时间标示16处为止，其中新的设定点被输入至系统。举例而言，用户可输入新的目标设定点至图1的前端系统105。在时间16处，流量控制算法开始迭代地计算出更新的设定点，并且将所述计算出的更新的设定点发送至在阵列中的4个MFC的每一MFC。在一个实施方式中，流量控制算法可由图1的流量控制模块115来执行。4个MFC的每一MFC被对称地调整，直到达到所期望的流量而不造成在总流量中的尖峰(spike)为止。在大约17秒的时间标示处，MFC801已经被更新为：41％的流量，MFC 802已经被更新为：39％的流量，MFC 803已经被更新为：11％的流量，并且MFC 804已经被更新为：9％的流量。
在大约24秒的时间标示处，设定点再次地被更新，而驱使4个MFC以更新为新的所期望的流量。在大约26秒的时间处，MFC 803已经被更新为：41％的流量，MFC 804已经被更新为：39％的流量，MFC 801已经被更新为：11％的流量，并且MFC 802已经被更新为：9％的流量。
注意到图8描述具有4个通道的实施方式。然而，根据实施方式，MFC阵列可包含少于4个的通道或多于4个的通道。
图9是方块图，该方块图示例说明：示例计算装置900。在一个实施方式中，计算装置对应到主控控制模块940的计算装置。在一个实施方式中，控制模块940可为图1的流量控制模块115。在另一个实施方式中，控制模块940可为图5的阀门控制模块515。计算装置900包含一组指令，该组指令使得该机器执行在此讨论的方法中的任何的一或多个。在替代性的实施方式中，该机器可被连接(例如网络连接)至在LAN、企业内部网络、企业外部网络，或因特网中的其他的机器。该机器可以服务器机器的身份(in the capacity of a servermachine)在客户端-服务器网络环境中进行操作。该机器可为个人计算机(PC)、机顶盒(STB)、服务器、网络的路由器、交换器或网桥，或能够执行一集合的指令(循序的或另外的方式)的任何的机器，该集合的指令指定由此机器所采取的动作。再者，虽然仅有单一的机器被示例说明，词汇“机器(machine)”也应被用以包含个别地或联合地执行一集合(或多个集合)的指令以执行在此讨论的方法中的任何的一或多个的机器的任何的集合。
示例性的计算机装置900包含：处理系统(处理装置)902、主存储器904(例如只读存储器(ROM)、闪存、动态随机存取存储器(DRAM)(例如同步的DRAM(SDRAM))等等)、静态存储器1006(例如闪存、静态随机存取存储器(SRAM)等等)，及数据存储装置918，其中前述者彼此之间由总线930来进行通信。
处理装置902代表一或多个一般性-目的的处理装置(例如微处理器、中央处理单元，或类似者)。更为特定地，处理装置902可为复杂指令集计算(CISC)微处理器、精简指令集计算(RISC)微处理器、超长指令字(VLIW)微处理器，或实施其他的指令集合的处理器或实施指令集合的组合的处理器。处理装置902也可为一或多个特殊用途的处理装置(例如应用特定的集成电路(ASIC)、现场可编程逻辑门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、网络处理器，或类似者)。处理装置902经配置以执行控制模块940，该控制模块用于执行在此讨论的操作和步骤。
计算装置900可进一步包含：网络接口装置908。计算装置900也可包含：视频显示单元910(例如液晶显示器(LCD)或阴极射线管(CRT))、文字数字的输入装置912(例如键盘)、光标控制装置914(例如鼠标)、及信号产生装置916(例如扬声器)。
数据存储装置918可包含计算机可读存储介质928，其中一或多个集合的指令(控制模块940的指令)被存储在该计算机可读存储介质上，所述指令体现在此描述的方法或功能中的任何的一或多个。在由计算装置900执行控制模块940期间，控制模块940也可常驻于(完全地或至少部分地)主存储器904之内及/或处理装置902之内，其中主存储器904和处理装置902也构成计算机可读介质。控制模块940可进一步地经由网络接口装置908且通过网络920被发送或接收。
虽然计算机可读存储介质928在示例实施方式中被显示为单一的介质，词汇“计算机可读存储介质(computer-readable storage medium)”应被用以包含存储一或多个集合的指令的单一的介质或多个介质(例如集中式或分布式的数据库，及/或相关联的高速缓存和服务器)。词汇“计算机可读存储介质”也应被用以包含能够存储、编码或携有由该机器执行且使得该机器执行本公开内容的方法中的任何的一或多个的一集合的指令的任何的介质。词汇“计算机可读存储介质”应从而被用以包含(但不限于)：固态内存、光学介质、及磁性介质。
在前文的描述中，阐述了许多的细节。然而，对于获有此公开内容的益处的本领域技术人员而言下列所述者将为明显的：本公开内容的实施方式可被实施，而无需此些特定的细节。在一些情况中，熟知的结构和装置利用方块图的形式来显示(而非带细节显示)，以为了避免遮掩住该描述。
根据对计算机存储器内的数据位的操作的算法和符号表示来呈现具体描述的一些部分。这些算法的描述和表示是数个手段，所述手段由在数据处理的本领域技术人员所使用以将所述本领域技术人员的工作的本质最为有效地传达给其他的本领域技术人员。算法在此(且一般性地)被视为：导致所期望的结果的自我一致的一系列的步骤。所述步骤是需要进行物理量的物理操作的那些步骤。通常地(虽然并非必要地)，这些量采用：能够被存储、被发送、被组合、被比较、及利用另外的方式来进行操作的电气信号或磁性信号的形式。对于这些信号(作为位、数值、元件、符号、字符、词汇、号码，或类似者)的参照已被证明为有时候是方便的(主要由于经常使用的原因)。
然而，应该牢记在心的是：这些和类似的词汇的所有是用以与适当的物理量相关联和仅为被运用至这些量的方便的标记。除非特定地和另外地声明(如同从前文的讨论中显而易见的)，理解到：在全文描述中，利用词汇(例如“确定(determining)”、“增加(adding)”、“提供(providing)”、或类似者)的讨论意指为计算装置或类似的电子计算装置的动作和程序，该计算装置或该类似的电子计算装置操作被表示为在计算机系统的缓存器和存储器内的物理(例如电子)量的数据、和转换被表示为在计算机系统的缓存器和存储器内的物理(例如电子)量的数据至类似地被表示为在计算机系统存储器或缓存器或其他的此类的信息存储装置内的物理量的其他的数据。
本公开内容的实施方式还涉及用于执行在此的操作的装置。此装置可被特别地建构以达到所要求的目标，或该装置可包含：选择性地由存储在计算机中的计算机程序启动或重新配置的通用计算机。此计算机程序可被存储在计算机可读存储介质中，例如(但不限于)包含光盘、CD-ROM、及磁性-光学的盘片、只读存储器(ROMs)、随机存取存储器(RAMs)、EPROM、EEPROM、磁性卡或光卡，或适合用于存储电子指令的任何类型的介质的任何类型的盘片。
理解到前文的描述意欲为示例说明性的，而非限制性的。在读取和理解前文的描述之后，许多其他的实施方式对于本领域技术人员将为明显的。本公开内容的范围因而应参照随附的权利要求书和这些权利要求书被赋与权力的等同者的全部范围来确定。
Claims (13)
1.一种用于控制流量比控制器的方法，包含以下步骤：
确定多个初始的设定点命令，所述多个初始的设定点命令的每一初始的设定点命令对应到多个阀门中的一个阀门；
发送所述多个初始的设定点命令的每一初始的设定点命令至所述多个阀门中的一个相对应的阀门；
针对于需要进行调整的流量状况来监控所述多个阀门；
在检测到所述流量状况之后，基于先前的设定点来预测所述调整；
由处理装置基于所述预测的调整来确定多个更新的设定点命令，所述多个更新的设定点命令的每一更新的设定点命令对应到所述多个阀门中的一个阀门；及
发送所述多个更新的设定点命令的每一更新的设定点命令至所述多个阀门的所述相对应的阀门，
其中所述初始的设定点命令包含：阀门位置设定点，并且所述先前的设定点包含：在先前的稳定的流量状况期间所记录的多个存储的设定点。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述调整包含：流量设定点或阀门位置设定点中的至少一者。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述多个初始的设定点命令的每一初始的设定点命令是基于：相对应的流量百分比、初始的总流量、和相对应的初始的阀门电压。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述阀门包含：质量流量控制器。
5.如权利要求1所述的方法，其中需要进行所述调整的所述流量状况包含：在所述多个阀门之间的非对称的流量的改变。
6.一种包含控制器的系统，所述控制器经编程以执行指令，所述指令包含：
确定多个初始的设定点命令，所述多个初始的设定点命令的每一初始的设定点命令对应到多个阀门中的一个阀门；
发送所述多个初始的设定点命令的每一初始的设定点命令至所述多个阀门中的一个相对应的阀门；
针对于需要进行调整的流量状况来监控所述多个阀门；
在检测到所述流量状况之后，基于先前的设定点来预测所述调整；
由处理装置基于所述预测的调整来确定多个更新的设定点命令，所述多个更新的设定点命令的每一更新的设定点命令对应到所述多个阀门中的一个阀门；及
发送所述多个更新的设定点命令的每一更新的设定点命令至所述相对应的阀门，
其中所述初始的设定点命令包含：阀门位置设定点，并且所述先前的设定点包含：在先前的稳定的流量状况期间所记录的多个存储的设定点。
7.如权利要求6所述的系统，其中所述调整包含：流量设定点或阀门位置设定点中的至少一者。
8.如权利要求6所述的系统，其中所述多个初始的设定点命令的每一初始的设定点命令是基于：相对应的流量百分比、初始的总流量、及相对应的初始的阀门电压。
9.如权利要求6所述的系统，其中需要进行所述调整的所述流量状况包含：在所述多个阀门之间的非对称的流量的改变。
10.一种具有指令的计算机可读介质，当所述指令由处理装置执行时，使得所述处理装置执行方法，所述方法包含以下步骤：
确定多个初始的设定点命令，所述多个初始的设定点命令的每一初始的设定点命令对应到多个阀门中的一个阀门；
发送所述多个初始的设定点命令的每一初始的设定点命令至所述多个阀门中的相对应的阀门；
针对于需要进行调整的流量状况来监控所述多个阀门；
在检测到所述流量状况之后，基于先前的设定点来预测所述调整；
由处理装置基于所述预测的调整来确定多个更新的设定点命令，所述多个更新的设定点命令的每一更新的设定点命令对应到所述多个阀门中的一个阀门；及
发送所述多个更新的设定点命令的每一更新的设定点命令至所述相对应的阀门。
11.如权利要求10所述的计算机可读介质，其中所述初始的设定点命令包含：流量设定点或阀门位置设定点中的至少一者，所述先前的设定点包含：在先前的稳定的流量状况期间所记录的多个存储的设定点。
12.如权利要求10所述的计算机可读介质，其中所述调整包含：流量设定点或阀门位置设定点中的至少一者。
13.如权利要求10所述的计算机可读介质，其中所述多个初始的设定点命令的每一初始的设定点命令是基于：相对应的流量百分比、初始的总流量，及相对应的初始的阀门电压。
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