CN209276294U - 超纯水智能远程运维系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种超纯水智能远程运维系统，基于超净水制备设备而设置，包括：远程运维及数据分析服务器，所述远程运维及数据分析服务器通过网络连接现场局域网，所述现场局域网通过微控器连接设于超净水制备设备上的信息采集机构，同时现场局域网还通过多媒体控制器连接设备管理机构。本实用新型基于大数据的处理与分析能够更好的控制超纯水制备设备的工作，保证制备出更符合标准的超纯水。本实用新型适用于所有超纯水制备设备。
Description
技术领域
本实用新型属于电子制造领域，涉及一种电子器件制造过程中使用的超纯水，具体地说是一种超纯水智能远程运维系统。
背景技术
在大规模集成电路或显示器件制造行业中，超纯水是浸没式光刻步骤中所使用的浸没液体，而超纯水的水质极大地影响着光刻的质量，因此，制得水质合格的超纯水是集成电路制造行业中必不可少的工序，进而令超纯水系统工艺和信息化管理成为高科技电子工厂的重要环节。目前国内的超纯水制备行业正处于快速的发展阶段，但是相比国外的发展水平仍有很大的差距。随着国内半导体生产线的普及，超纯水制备设备的需求越来越大，而目前国内的半导体制造厂商主要依赖国外的超纯水制备设备及其管理系统，不仅成本高，且后期维护非常不便。因此，超纯水远程运维还有待自主研发。
浙江大学硕士论文“超纯水处理系统设计及其信息化方案研究”中公布了一种超纯水的信息化技术，该论文课题的内容涵盖超纯水制备系统工艺选型、流程设计、设备选型、结构设计、控制系统选型、系统加工集成以及调试。同时，该课题中还设计了一套对超纯水系统运行数据进行远程采集和发布的解决方案，该方案定义了需要传输的设计以及数据发送的方法、格式，同时设计了数据在服务器的储存方式，完成数据库设计，最后实现了网页对超纯水系统数据的发布。大大提升了超纯水系统的数据管理能力。但由于一些限制，该课题对超纯水系统的智能远程运维还需要完善，包括：工业云及大数据处理、远程通信及监控、数据分析和统计、基于人工智能的预测和分析等方案存在欠缺或未能完善。
发明内容
为解决现有技术中存在的以上不足，本实用新型旨在提供一种超纯水智能远程运维系统，以令其能够对超净水制备装备智能控制，且具有大数据分析功能，令超净水制备设备更加智能化。
为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：
一种超纯水智能远程运维系统，基于超纯水制备设备而设置，包括：
远程运维及数据分析服务器，所述远程运维及数据分析服务器通过网络连接现场局域网，所述现场局域网通过微控器连接设于超净水制备设备上的信息采集机构，同时现场局域网还通过多媒体控制器连接设备管理机构。
作为对本实用新型的限定：所述信息采集机构包括设备管理实体、故障管理实体、维修维护实体。
作为对本实用新型的另一种限定：所述设备管理机构包括备品备件出入库检测设备、安全告警设备。
作为对本实用新型超纯水制备设备的限定：所述超纯水制备设备包括依次连接的预处理系统、软化系统、反渗透系统、混床系统、抛光系统，所述预处理系统包括入口通过原水泵泵取原水池中原水的预处理热交换器，所述预处理热交换器的出口连接多介质过滤器的入口，多介质过滤器的出口连接过滤水池，过滤水池内设有过滤水泵，所述过滤水泵的出口连接活性炭过滤器的入口；
所述软化系统包括与活性炭过滤器出口相连的阳离子床，阳离子床后依次设有脱碳塔、水箱、阴床供水泵、阴离子床，所述阴离子床流出的软化水流入软化水池内；
所述反渗透系统包括由软化水池泵取软化水的反渗透供水泵，反渗透供水泵的出口通过保安过滤器连接反渗透主机，所述反渗透供水泵与保安过滤器之间设有杀菌紫外灯；
所述混床系统包括连接反渗透主机的反渗透水池，反渗透水池内设有混床供水泵，所述反渗透供水泵的出口连接混合离子交换床的入口，混合离子交换床的出口连接脱气膜装置；
所述抛光系统包括连接脱气膜装置出口的超纯水水箱，超纯水水箱内设有将超纯水泵取给超纯水热交换器的超纯水送水泵，所述超纯水热交换器的出口通过杀菌紫外灯连接抛光混床，所述抛光混床内设有终端增压泵，所述终端增压泵的出口通过终端超滤连接超纯水用水点。
作为对本实用新型中设备管理实体的限定：所述信息采集机构的设备管理实体包括设于原水泵出口的水泵压力传感器、设于多介质过滤器出口处的水位传感器、设于活性炭过滤器出口处的电化学、气体传感器、设于阳离子床内的离子传感器传感器、设于脱碳塔内的气体传感器、设于阴离子床上的离子传感器、设于反渗透供水泵出口的流量传感器、设于保安过滤器出口处的压力过滤器、设于反渗透主机出口处的液压传感器、设于混床供水泵出口处的液位传感器、设于混合离子交换床内的离子传感器、设于脱气膜装置出口处的压力传感器、设于超纯水送水泵出口的压力传感器、设于抛光混床内的水质传感器，以及设于终端超滤出口处的压力传感器。
由于采用了上述的技术方案，本实用新型与现有技术相比，所取得的有益效果是：
本实用新型设有远程运维及数据分析服务器，通过现场局域网、微控器与设于超纯水制备设备上的信息采集机构连接，能够实时得知超纯水制备设备的工作状况，解决了现有技术中超纯水制备设备缺乏管理流程、仅能在现场进行调控、缺乏智能软件和数据分析的现状，真正实现了对超纯水制备设备的智能化控制，及大数据管理，对超纯水的制备设备进行了有效监控、维护和管理，为超纯水的制备提供了科学可靠的依据，令得到的超纯水纯度更高，更符合电子集成电路生产的需求，同时对超纯水制备设备进行实时的故障预测与健康管理，提升故障排查的失效性，延长超纯水制备设备的寿命，并最大化超纯水制备设备的系统效率；
本实用新型的超纯水制备设备包括预处理系统、软化系统、反渗透系统、混床系统、抛光系统，能够对原水进行充分的去除离子和杂质，得到超纯水，令超纯水的水质更加满足需求；
本实用新型的超纯水制备设备中设有多个传感器，分别位于不同部件上，能够分别采集制备超纯水过程中的各个实时参数，保证超纯水制备的纯净性，以及制备过程的安全性。
综上所述，本实用新型基于大数据的处理与分析能够更好的控制超纯水制备设备的工作，保证制备出更符合标准的超纯水。
本实用新型适用于所有超纯水制备设备。
附图说明
下面结合附图及具体实施例对本实用新型作更进一步详细说明。
图1为本实用新型实施例的原理框图；
图2为本实用新型实施例中超纯水制备设备的结构示意图。
图中：11、微控器，12、设备管理实体，13、故障管理实体，14、维修维护实体，15、备品备件出入库检测设备，16、安全告警设备，17、现场局域网，171、现场局域网服务器，172、数据存储设备，18、远程运维及数据分析服务器，19、多媒体远程控制器。
具体实施方式
实施例 一种超纯水智能远程运维系统
本实施例基于超纯水制备设备设置，所述超纯水制备设备如图2所示，包括依次连接的预处理系统、软化系统、反渗透系统、混床系统、抛光系统，所述预处理系统包括入口通过原水泵泵取原水池中原水的预处理热交换器，所述预处理热交换器的出口连接多介质过滤器的入口，多介质过滤器的出口连接过滤水池，过滤水池内设有过滤水泵，所述过滤水泵的出口连接活性炭过滤器的入口；
所述软化系统包括与活性炭过滤器出口相连的阳离子床，阳离子床后依次设有脱碳塔、水箱、阴床供水泵、阴离子床，所述阴离子床流出的软化水流入软化水池内；
所述反渗透系统包括由软化水池泵取软化水的反渗透供水泵，反渗透供水泵的出口通过保安过滤器连接反渗透主机，所述反渗透供水泵与保安过滤器之间设有杀菌紫外灯；
所述混床系统包括连接反渗透主机的反渗透水池，反渗透水池内设有混床供水泵，所述反渗透供水泵的出口连接混合离子交换床的入口，混合离子交换床的出口连接脱气膜装置；
所述抛光系统包括连接脱气膜装置出口的超纯水水箱，超纯水水箱内设有将超纯水泵取给超纯水热交换器的超纯水送水泵，所述超纯水热交换器的出口通过杀菌紫外灯连接抛光混床，所述抛光混床内设有终端增压泵，所述终端增压泵的出口通过终端超滤连接超纯水用水点。
而本实施例如图1所示，包括：
远程运维及数据分析服务器18，所述远程运维及数据分析服务器18通过网络连接现场局域网17，所述现场局域网17通过微控器11连接设于超净水制备设备上的信息采集机构，同时现场局域网17还通过多媒体控制器19连接设备管理机构。
其中，本实施例的远程运维及数据分析服务器11相当于工业互联网模型的平台服务层（PaaS），包括分别具有若干个库的资源层和支撑功能层，其中资源层接收传输网络传送的感知单元及其他设备的数据信息，与自身各个库中的数据进行比对，得到超净水制备设备各个部件的故障信息，以及用能成本，所述支撑功能层则对故障修复成本、用能成本提供相应的支撑。
本实施例中的支撑层包括故障成本规则库，存储有设备及其故障造成损失的成本信息，用于故障造成损失的估算；负荷预测分析库，存储有生产超纯水的用水、用能等负荷数据，用于生产过程负荷估计；设备故障知识库，存储有故障类型、代码、故障排查和恢复方法的知识、经验，用于故障类型判定和故障排查；设备健康管理规则库，存储有设备生命周期阶段信息、设备维修历史，用于设备维护管理；专家诊断规则库，存储有系统运维过程中专家诊断的知识经验，用于构建专家知识库；策略优化规则库，存储有运维中延长生命周期和降低成本的策略，用于根据以往策略库，选取最优策略。
所述资源层包括故障指标基准库，存储有故障判定的基准，用于故障类型代码判别；预测模型库，存储有能耗、成本的历史数据，用于预测能耗和成本；模型库，存储有系统运行的模型，用于系统全生命周期管理；项目资源库，存储有项目开展的历史数据，用于项目运行历史事件追踪；实施数据库，存储有项目实施数据，用于项目工程实施管理；设备生命周期库，存储有各个设备的生命周期，用于设备维护和管理；成本基准库，存储有运行成本基准数据，用于成本核算及管理；故障诊断库，存储有故障类别、代码等信息，用于故障诊断；故障预测模型库，存储有系统及设备运行中故障历史和故障发生概率、周期，用于可能发生的故障预测；数字化建模模型库，存储有不同模型的数字信息，用于模型定量分析；工程设计资源库，存储有设计图纸等资源数据库，用于存储设计图纸等信息；水质指标基准库，存储有水质指标判定依据，用于生产超纯水水质判定；设备资源库，存储有系统设备的购置、使用、维护信息，用于设备信息和资源的查询；用能成本库，存储有能耗的成本信息，用于能耗成本估算。
本实施例中的信息采集结构包括设备管理实体12、故障管理实体13、维修维护实体14。本实施例的设备管理机构则包括备品备件出入库检测设备15、安全告警设备16。而本实施例的现场局域网17则包括现场局域网服务器171和数据存储设备172，不仅能够传递采集的数据，且能够将采集的数据进行存储。
本实施例中的信息采集机构具体分别包括设于原水泵出口的水泵压力传感器传感器、设于多介质过滤器出口处的水位传感器、设于活性炭过滤器出口处的电化学、气体等传感器、设于阳离子床内的离子传感器传感器、设于脱碳塔内的气体传感器传感器、设于阴离子床上的离子传感器传感器、设于反渗透供水泵出口的流量传感器传感器、设于保安过滤器出口处的压力过滤器、设于反渗透主机出口处的液压传感器、设于混床供水泵出口处的液位传感器、设于混合离子交换床内的离子传感器、设于脱气膜装置出口处的压力传感器、设于超纯水送水泵出口的压力传感器、设于抛光混床内的水质传感器，以及设于终端超滤出口处的压力传感器。
还包括设于关键设备的报警器、设于数据采集的识别标签（包括RFID标签、二维码）、设于关键流程和设备的位置传感器、设于超纯水系统区域的图像采集器（采用摄像头），所述报警器、识别标签、位置传感器、图像采集器均基于智能运维平台的控制，并将采集上来的数据，经过数据加工，由通信网络传输到云端平台进行远程运维的信息处理。
基于上述构成，本实施例的功能包括：
1）维修维护，包括预防性维护、排班管理、应急调度、人员培训、远程专家支持、巡检管理。该功能主要在平台层的支撑功能子层实现。
2）备件耗材管理，包括库存管理、采购管理、更换预警提示；该功能主要在平台层的子层实现。
3）设备管理，包括对设备文档、设备运行、BIM+AR+可视化进行管理；该功能主要在平台层的支撑功能层实现。
4）数据分析，包括耗材及备品备件质量综合排名、设备运行统计分析、水质指标分析、备品备件消耗预测、耗材余量分析、能耗用量/费用统计、设备健康状况分析；该功能主要在平台层的支撑功能层实现，并由应用层调用形成可视化图形展示。
5）故障诊断及预测，包括故障诊断与优化、设备健康管理；该功能主要在平台层的支撑功能层实现。
6）安全管理，包括危险品管理、洗眼器使用检测、地下室废水中转站泄露报警、氢气区域弄断监测、人员管理、氮气浓度监测、酸碱泄漏报警。一般情况下，安全管理由单独模块实现，涉及感知层、平台层和应用层。
Claims (5)
1.一种超纯水智能远程运维系统，基于超纯水制备设备而设置，其特征在于包括：
远程运维及数据分析服务器，所述远程运维及数据分析服务器通过网络连接现场局域网，所述现场局域网通过微控器连接设于超净水制备设备上的信息采集机构，同时现场局域网还通过多媒体控制器连接设备管理机构。
2.根据权利要求1所述的超纯水智能远程运维系统，其特征在于：所述信息采集机构包括设备管理实体、故障管理实体、维修维护实体。
3.根据权利要求1或2所述的超纯水智能远程运维系统，其特征在于：所述设备管理机构包括备品备件出入库检测设备、安全告警设备。
4.根据权利要求2所述的超纯水智能远程运维系统，其特征在于：所述超纯水制备设备包括依次连接的预处理系统、软化系统、反渗透系统、混床系统、抛光系统，所述预处理系统包括入口通过原水泵泵取原水池中原水的预处理热交换器，所述预处理热交换器的出口连接多介质过滤器的入口，多介质过滤器的出口连接过滤水池，过滤水池内设有过滤水泵，所述过滤水泵的出口连接活性炭过滤器的入口；
所述软化系统包括与活性炭过滤器出口相连的阳离子床，阳离子床后依次设有脱碳塔、水箱、阴床供水泵、阴离子床，所述阴离子床流出的软化水流入软化水池内；
所述反渗透系统包括由软化水池泵取软化水的反渗透供水泵，反渗透供水泵的出口通过保安过滤器连接反渗透主机，所述反渗透供水泵与保安过滤器之间设有杀菌紫外灯；
所述混床系统包括连接反渗透主机的反渗透水池，反渗透水池内设有混床供水泵，所述反渗透供水泵的出口连接混合离子交换床的入口，混合离子交换床的出口连接脱气膜装置；
所述抛光系统包括连接脱气膜装置出口的超纯水水箱，超纯水水箱内设有将超纯水泵取给超纯水热交换器的超纯水送水泵，所述超纯水热交换器的出口通过杀菌紫外灯连接抛光混床，所述抛光混床内设有终端增压泵，所述终端增压泵的出口通过终端超滤连接超纯水用水点。
5.根据权利要求4所述的超纯水智能远程运维系统，其特征在于：所述信息采集机构的设备管理实体包括设于原水泵出口的水泵压力传感器、设于多介质过滤器出口处的水位传感器、设于活性炭过滤器出口处的电化学、气体传感器、设于阳离子床内的离子传感器传感器、设于脱碳塔内的气体传感器、设于阴离子床上的离子传感器、设于反渗透供水泵出口的流量传感器、设于保安过滤器出口处的压力过滤器、设于反渗透主机出口处的液压传感器、设于混床供水泵出口处的液位传感器、设于混合离子交换床内的离子传感器、设于脱气膜装置出口处的压力传感器、设于超纯水送水泵出口的压力传感器、设于抛光混床内的水质传感器，以及设于终端超滤出口处的压力传感器。
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| CN114612022A (zh) * | 2022-05-16 | 2022-06-10 | 深圳市升邦水处理设备有限公司 | 超纯水处理监控的实现方法、装置、设备及存储介质 |
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