CN107479484B - 一种气柜控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种气柜控制系统及方法，该控制系统包括：主PLC，用于在工作状态下执行供气控制功能；辅PLC，与所述主PLC相连，用于在跟随运行状态下监测到所述主PLC故障，则从所述跟随运行状态切换到临时运行状态，且用于在所述临时运行状态下执行部分供气控制功能。本发明实施例提供的气柜控制系统及方法，辅PLC可以在主PLC故障时执行部分供气控制功能，且系统配置简单，成本低、可靠性高。

Description

一种气柜控制系统及方法
技术领域
本发明实施例涉及电气控制技术，尤其涉及一种气柜控制系统及方法。
背景技术
在半导体制程中，需要为加工制备半导体的容器中持续稳定地供给所需气体，一般是通过气体供应系统进行供气操作的。
气柜为常用的气体供应系统，包括气瓶柜、气瓶、供气管路、气动阀门、盘面和气柜控制系统。气柜控制系统包括电源、可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)、安全部件、电磁阀门组、继电器，其中的核心部件为PLC。
现有的非冗余PLC气柜控制系统，仅包括一套PLC，若在气柜供气过程中PLC停止运行，则导致气柜控制系统处于不受控制的状态，使生产受到影响，可靠性差。而采用两套以上相同PLC的硬件冗余PLC气柜控制系统，虽然能够解决上述问题，但对互为冗余的PLC中的CPU模块软、硬件型号要求相同或相应，构建系统成本较高。
发明内容
本发明实施例提供一种气柜控制系统及方法，以提高控制系统的可靠性及降低控制系统成本。
第一方面，本发明实施例提供了一种气柜控制系统，包括：
主PLC，用于在工作状态下执行供气控制功能；
辅PLC，与所述主PLC相连，用于在跟随运行状态下监测到所述主PLC故障，则从所述跟随运行状态切换到临时运行状态，且用于在所述临时运行状态下执行部分供气控制功能。
第二方面，本发明实施例提供了一种气柜控制方法，包括：
主PLC在工作状态下执行供气控制功能；
辅PLC在跟随运行状态下监测到主PLC故障，则从跟随运行状态切换到临时运行状态，且在临时运行状态下执行部分供气控制功能。
本发明实施例提供的气柜控制系统及方法，辅PLC可以在主PLC故障时执行部分供气控制功能，可以提供足够的主PLC故障处理时间，提高了控制系统的可靠性且系统配置简单，成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的一种气柜控制系统示意图；
图2是本发明实施例二提供的一种气柜控制系统示意图；
图3是本发明实施例三提供的一种气柜控制系统示意图；
图4是本发明实施例四提供的一种气柜控制方法流程图；
图5是本发明实施例五提供的一种气柜控制方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本发明实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本发明的技术方案，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
图1是本发明实施例一提供的一种气柜控制系统示意图。该控制系统可应用于气体供应系统中，但不限于气体供应系统。该系统是由辅助PLC与主PLC相互配合完成系统控制的。参见图1，该气柜控制系统包括：
主PLC10，用于在工作状态下执行供气控制功能；
辅PLC20，与所述主PLC10相连，用于在跟随运行状态下监测到所述主PLC10故障，则从所述跟随运行状态切换到临时运行状态，且用于在所述临时运行状态下执行部分供气控制功能。
其中，主PLC10可以是OMRON CJ系列；主PLC10工作状态是指正常运行状态；主PLC10故障状态是指停止运行状态；主PLC10执行供气控制功能，可以是控制与供气有关的电磁阀门的开关状态；辅PLC20可以是OMRON CPM2C系列；辅PLC20跟随运行状态是指除监测主PLC10故障外，同时根据主PLC发送的阀门控制信号发送阀门跟随控制信号；辅PLC20临时运行状态是指当监测主PLC10故障后执行部分供气控制功能的状态；辅PLC20执行部分供气控制功能，可以是保持与供气有关的电磁阀门的开关状态。
具体地，本实施例提供的气柜控制系统工作过程如下：
主PLC10在工作状态下，即正常运行状态下，根据主PLC10内部程序执行供气控制功能，例如，控制与供气有关的电磁阀门的开关状态。此时，辅PLC20处于跟随运行状态，即根据主PLC发送的阀门控制信号发送阀门跟随控制信号，跟随主PLC控制阀门开关动作。辅PLC20在跟随运行状态下监测主PLC10是否处于正常运行状态，直到辅PLC20监测到主PLC10故障，即监测到主PLC10停止运行，则辅PLC20切换到临时运行状态。辅PLC20处于临时运行状态时可以执行部分供气控制功能，例如，产生控制信号用于保持与供气有关的电磁阀门的开关状态。
本实施例提供的气柜控制系统，辅PLC20可以在主PLC10故障时执行部分供气控制功能，可以提供足够的主PLC10故障处理时间，提高了控制系统的可靠性且系统配置简单，成本低。
实施例二
图2是本发明实施例二提供的一种气柜控制系统示意图。本实施例是对上述实施例进行了优化。
参见图2，在本实施例中，所述主PLC10包括第一阀门控制单元，该控制单元与电磁阀门组30中的各个阀门相连，用于将阀门控制信号发送给各所述阀门，以控制各所述阀门的开关状态。所述主PLC10还包括正常信号发送单元，用于在正常工作状态下向所述辅PLC20发送正常信号。
所述辅PLC20包括：故障检测单元，与所述主PLC10相连，用于在跟随运行状态下监测到所述主PLC10故障，具体为在无法接收到正常信号时，则确定所述主PLC10故障，则从所述跟随运行状态切换到所述临时运行状态；
指令采集端口，与所述主PLC10的第一阀门控制单元相连，用于采集所述阀门控制信号，以确定各所述阀门的开关状态；
第二阀门控制单元，与所述电磁阀门组中的各个阀门相连，用于在跟随运行状态时，根据指令采集端口采集的阀门控制信号向述阀门发送阀门跟随控制信号，控制各所述阀门的开关状态；在切换到所述临时运行状态时保持各所述阀门开关状态不变。
具体地，本实施例提供的气柜控制系统工作过程如下：
主PLC10在正常工作状态下，第一阀门控制单元根据主PLC10内部程序将阀门控制信号发送给各所述阀门，以控制各所述阀门的开关状态。此时，正常信号发送单元向所述辅PLC20发送正常信号。主PLC10正常工作状态时辅PLC20为跟随运行状态，辅PLC20在跟随运行状态下对主PLC10进行故障监测。若辅PLC20的故障检测单元无法接收到正常信号，则确定所述主PLC10故障，则从所述跟随运行状态切换到所述临时运行状态。辅PLC20在临时运行状态下，第二阀门控制单元根据指令采集端口采集到的主PLC10故障前由第一阀门控制单元发出的阀门控制信号，向所述阀门发送阀门控制信号以保持各所述阀门开关状态不变。
本实施例提供的气柜控制系统，采用主PLC10的正常信号发送单元与辅PLC20的故障检测单元相互配合，可以完成辅PLC20对主PLC10的故障监测功能。辅PLC20根据指令采集端口采集到的主PLC10故障前发出的阀门控制信号，由第二阀门控制单元发送阀门控制信号，用于保持阀门开关状态，可以完成辅PLC20在主PLC10故障时的部分供气控制功能。该控制系统可靠性高且配置简单。
实施例三
图3是本发明实施例三提供的一种气柜控制系统示意图。本实施例是对上述实施例进行了优化。
参见图3，在本实施例中，气柜控制系统还包括：
信号分路模块40，用于接收输入的安全信号，并分路成至少两路安全信号，由信号输出端输出。该信号分路模块40可以是继电器，在接收到输入的安全信号时，所述继电器电磁线圈充电，导致所述继电器多个触头闭合，完成安全信号分路。该安全信号包括下述至少一种：紧急停止信号、火灾报警信号、高温开关信号和气体泄漏信号。
可选的，主PLC10还包括第一输入端，与所述信号分路模块40的信号输出端相连，用于在工作状态下接收到安全信号时，所述第一阀门控制单元发送阀门关闭信号关闭各所述阀门。
可选的，辅PLC20还包括第二输入端，与所述信号分路模块40的信号输出端相连，用于在跟随运行状态以及临时运行状态下接收到安全信号时，所述第二阀门控制单元发送阀门关闭信号关闭各所述阀门。
可选的，所述辅PLC20还包括第一输出端，用于在切换到所述临时运行状态时输出所述主PLC10的电源重启信号。
可选的，气柜控制系统还包括：电源重启模块50，连接在主PLC10和电源之间并与所述第一输出端相连，用于在接收到所述电源重启信号后重启主PLC电源，该电源重启模块可以是继电器。
本实施例提供的气柜控制系统，信号分路模块40将安全信号分为多路分别发送给主PLC10以及辅PLC20。主PLC10在正常工作状态下，若接收到安全信号则使第一阀门控制单元发送阀门关闭信号，关闭所有阀门。主PLC10正常工作状态时辅PLC20为跟随运行状态，此时辅PLC20同样可以接收到安全信号，并使第二阀门控制单元同时发送阀门关闭信号，关闭所有阀门。当辅PLC20监测到主PLC10故障时，第一输出端给电源重启模块50发送电源重启信号重启主PLC10电源，第二阀门控制单元向电磁阀门组30发送控制信号以保持各阀门开关状态不变。此时辅PLC20在临时运行状态，若接收安全信号则使第二阀门控制单元发送阀门关闭信号，关闭所有阀门。
本实施例提供的气柜控制系统中，信号分路模块模块40可以完成信号分路。辅PLC20可以在主PLC10故障时重启其电源。且主PLC10在工作状态与辅PLC20在跟随运行及临时运行状态下，当接收到安全信号时均可产生阀门关闭信号关闭所有阀门。该系统保证了在气体安全供应的前提下，可以完成辅PLC20在主PLC10故障时的部分供气控制功能。该控制系统可靠性高且配置简单。
实施例四
图4是本发明实施例四提供的一种气柜控制方法流程图。该控制方法可应用于气体供应系统中，但不限于气体供应系统。该方法是由辅助PLC与主PLC相互配合完成控制的。参见图4，该气柜控制方法包括如下步骤：
S410、主PLC在工作状态下执行供气控制功能，辅PLC在跟随运行状态跟随主PLC执行供气控制功能；
S420、辅PLC在跟随运行状态下监测到主PLC故障，则从跟随运行状态切换到临时运行状态，且在临时运行状态下执行部分供气控制功能。
进一步的，主PLC在工作状态下执行供气控制功能包括：主PLC向电磁阀门组中的各阀门发送阀门控制信号，控制各阀门的开关状态。辅PLC在跟随运行状态时，根据指令采集端口采集的阀门控制信号向各阀门发送阀门跟随控制信号，控制各阀门的开关状态；在切换到所述临时运行状态时保持各所述阀门开关状态不变。
进一步的，辅PLC在跟随运行状态下监测到主PLC故障包括：所述辅PLC接收主PLC在工作状态下向辅PLC发送正常信号，且在无法接收到正常信号时，则确定主PLC故障。
本实施例提出的气柜控制方法与实施例二提出的气柜控制系统属于同一发明构思，未在本实施例中详尽描述的技术细节可参见实施例二，并且本实施例与实施例二具有相同的有益效果。
实施例五
图5是本发明实施例五提供的一种气柜控制方法流程图。本实施例是对上述实施例进行了优化。
参见图5，该气柜控制方法包括如下步骤：
S510、主PLC在工作状态下执行供气控制功能，辅PLC在跟随运行状态跟随主PLC执行供气控制功能；
S511、主PLC在工作状态下接收到安全信号时，辅PLC在跟随运行状态同时接收到安全信号，主PLC与辅PLC同时向各阀门发送阀门关闭信号，关闭各阀门；
S520、辅PLC在跟随运行状态下监测到主PLC故障，则从跟随运行状态切换到临时运行状态，且在临时运行状态下执行部分供气控制功能；
S521、辅PLC在临时运行状态下接收到安全信号时，向各阀门发送阀门关闭信号，关闭各阀门。
可选的，所述安全信号包括下述至少一种：紧急停止信号、火灾报警信号、高温开关信号和气体泄漏信号。
进一步的，辅PLC在切换到临时运行状态时产生电源重启信号，并发送给继电器，重启主PLC电源。
本实施例提出的气柜控制方法与实施例三提出的气柜控制系统属于同一发明构思，未在本实施例中详尽描述的技术细节可参见实施例三，并且本实施例与实施例三具有相同的有益效果。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种气柜控制系统，其特征在于，包括：
主PLC，用于在工作状态下执行供气控制功能；
辅PLC，与所述主PLC相连，用于在跟随运行状态下监测到所述主PLC故障，则从所述跟随运行状态切换到临时运行状态，且用于在所述临时运行状态下执行部分供气控制功能；
所述主PLC包括第一阀门控制单元，与电磁阀门组中的各个阀门相连，用于将阀门控制信号发送给各所述阀门，以控制各所述阀门的开关状态；
所述辅PLC包括：
故障检测单元，与所述主PLC相连，用于在所述跟随运行状态下监测到所述主PLC故障，则从所述跟随运行状态切换到所述临时运行状态；
指令采集端口，与所述主PLC的第一阀门控制单元相连，用于采集所述阀门控制信号，以确定各所述阀门的开关状态；
第二阀门控制单元，与所述电磁阀门组中的各个阀门相连，用于在所述跟随运行状态时，根据所述指令采集端口采集的所述阀门控制信号向各所述阀门发送阀门跟随控制信号，控制各所述阀门的开关状态；在切换到所述临时运行状态时保持各所述阀门开关状态不变；
所述主PLC，具体用于在正常工作状态下，若接收到安全信号则使所述第一阀门控制单元发送阀门关闭信号，关闭所有阀门；
所述辅PLC，具体用于在临时运行状态，若接收所述安全信号则使所述第二阀门控制单元发送所述阀门关闭信号，关闭所有阀门。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：
所述主PLC还包括正常信号发送单元，用于在所述工作状态下向所述辅PLC发送正常信号；
所述辅PLC的故障检测单元，用于在无法接收到正常信号时，确定所述主PLC故障。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：
还包括信号分路模块，用于接收输入的安全信号，并分路成至少两路安全信号，由信号输出端输出；
所述主PLC还包括第一输入端，与所述信号分路模块的信号输出端相连，用于在所述工作状态下接收到安全信号时，所述第一阀门控制单元发送阀门关闭信号关闭各所述阀门；
所述辅PLC还包括第二输入端，与所述信号分路模块的信号输出端相连，用于在所述跟随运行状态及所述临时运行状态下接收到安全信号时，所述第二阀门控制单元发送阀门关闭信号关闭各所述阀门。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述安全信号包括下述至少一种：紧急停止信号、火灾报警信号、高温开关信号和气体泄漏信号。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：
所述辅PLC还包括第一输出端，用于在切换到所述临时运行状态时产生所述主PLC的电源重启信号；
还包括电源重启模块，连接在主PLC和电源之间并与所述第一输出端相连，用于在接收到所述电源重启信号后重启所述主PLC电源。
6.一种气柜控制方法，其特征在于，包括：
主PLC在工作状态下执行供气控制功能，辅PLC在跟随运行状态跟随主PLC执行供气控制功能；
辅PLC在跟随运行状态下监测到主PLC故障，则从跟随运行状态切换到临时运行状态，且在临时运行状态下执行部分供气控制功能；
主PLC在工作状态下执行供气控制功能包括，主PLC向电磁阀门组中的各阀门发送阀门控制信号，控制各阀门的开关状态；
辅PLC跟随运行状态包括，根据采集的主PLC阀门控制信号，向各阀门发送阀门跟随控制信号，控制各阀门的开关状态；
辅PLC在临时运行状态下执行部分供气控制功能包括，保持各阀门开关状态不变；
主PLC在工作状态下接收到安全信号时，向各阀门发送阀门关闭信号，关闭各阀门；
辅PLC在跟随状态以及临时运行状态下接收到安全信号时，向各阀门发送阀门关闭信号，关闭各阀门。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，辅PLC在跟随运行状态下监测到主PLC故障包括：
所述辅PLC接收主PLC在工作状态下向辅PLC发送的正常信号，且在无法接收到正常信号时，则确定主PLC故障。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述安全信号包括下述至少一种：紧急停止信号、火灾报警信号、高温开关信号和气体泄漏信号。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：
辅PLC在切换到临时运行状态时产生电源重启信号，并发送给继电器，重启主PLC电源。
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