JP2009124462A

JP2009124462A - 電力線通信を用いたファンフィルターユニットの監視制御システム

Info

Publication number: JP2009124462A
Application number: JP2007296536A
Authority: JP
Inventors: Yasunao Tsuji; 泰尚辻
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2007-11-15
Filing date: 2007-11-15
Publication date: 2009-06-04

Abstract

【課題】ファンフィルターユニット監視制御装置システムにおいて通信用の専用電源線及びネットワーク用の専用通信線の敷設工事を不要にすることが出来き、また、ノイズ低減、データ漏洩を防止することが出来き、また、ＦＦＵゾーン又はエリアでの連動制御が出来るファンフィルターユニット監視制御システムを提供することを目的としている。
【解決手段】ファンフィルターユニット監視制御システムは上記目的を達成するために、ネットワーク用のデータ伝送手段として電力線にデータを重畳させる電力線通信を用いたものである。この手段により通信ユニット専用の電源とネットワーク専用の通信線を敷設することが不要になる。
【選択図】図１

Description

本発明は、クリーンルーム及びクリーン搬送路に設置されるファンフィルターユニット（以下、ＦＦＵと記す）の運転制御、状態監視を行うファンフィルターユニット監視制御システムに関する。

従来、この種のファンフィルターユニット監視制御装置は、ＦＦＵ本体電源とは別にネットワーク用の通信ユニット専用電源及びネットワーク用の通信線を敷設するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下、そのファンフィルターユニット監視制御装置について図６を参照しながら説明する。図に示すように、通信ユニットを搭載したＦＦＵ１０１は通信ユニット１０２、電装ＢＯＸ１０３とＦＦＵ本体１０４からなり、通信ユニットへは、専用のＤＣ電源線とネットワーク用通信線が接続され、ＦＦＵ本体の電装ＢＯＸには動力電源が敷設されることによりファンフィルターユニット監視制御システムを構築する。
特開平１１−２３０５９２号公報

このように従来のファンフィルターユニット監視制御システムには、通信ユニット専用の電源が必要であるという課題があり、ＦＦＵ本体電源から分電することが要求されている。

また、このようなネットワークを構築するには専用の通信線を敷設するという課題がある。電力線に通信データを重畳することも行われているが、電力線通信には、電力線がノイズを放出するという課題があり、半導体製造装置のような電子精密部品を製造する場合には、ノイズを低減することが要求されている。

また、同一電源系統に繋がる他の機器へ電力線に重畳したデータが影響する課題及び外部への通信データが漏洩するという課題があり、ＦＦＵ電源系統から外部への信号流出を防止することが要求されている。

また、個々のＦＦＵの監視、制御だけではなくゾーン又はエリア内での連動制御に課題があり、ゾーン又はエリア内でのＦＦＵのバックアップ制御、最適化制御が要求されている。

本発明は、このような従来からの課題を解決するものであり、通信用の専用電源線及びネットワーク用の専用通信線の敷設工事を不要にすることが出来き、また、ノイズ低減、データ漏洩を防止することが出来き、また、ＦＦＵゾーン又はエリアでの連動制御が出来るファンフィルターユニット監視制御システムを提供することを目的としている。

本発明では、上記目的を達成するために、クリーンルームを所定のクリーン度に保つために天井部に設置された複数のファンフィルターユニット及び清浄度が要求される搬送システムの搬送路側面に設置された複数のファンフィルターユニットをＡＣ１００Ｖ又はＡＣ２００Ｖのファンフィルターユニットに供給される電力線に信号を重畳させて通信することにより監視制御する装置において、ファンフィルターユニット本体に取付られたファンモータを制御し運転するコントローラ及び電力線通信の信号を処理する電力線通信ユニット、同一電源系統接続される他の機器に影響を及ぼさせない為に通信データを絶縁するブロッキングフィルター、ファンフィルターユニットの運転状態、故障状態、回転数計測、プロセスの監視及びファンの発停、回転数指示の制御を行う電力線通信インターフェイスを備えた中央監視装置とで構成したものである。この手段により通信ユニット専用の電源とネットワーク専用の通信線を敷設することが不要になる。

また、他の手段は、前記電力線通信ユニットの内部には、ファンフィルターユニット本体コントローラとの通信部、信号処理部、送受信回路部、電力線への結合回路部から構成される回路を備え、電力線に重畳する信号の周波数帯域を１００〜４００ｋＨｚとし、低い周波数帯域を用いたものである。この手段により、ＦＦＵが装備されるクリーンルームを有する工場に設置されている数多くの電子精密機器に電力線通信から漏洩する電波による影響を及ぼさないノイズレベルに低減することが出来る。また、１００〜４００ｋＨｚの周波数帯を使用することにより、伝送速度４．８ｋｂｐｓ又は同程度以上を実現することが出来き、ＦＦＵの監視、制御するに必要な通信データ量を十分に確保することが出来る。

また、他の手段は、前記ブロッキングフィルターには、同一電源系統内に接続された他の機器にノイズ障害を発生させないノイズ防止手段と、漏洩した電力線通信の信号から通信データが外部に解読されないセキュリティー手段を備えている。この手段により、ファンフィルターユニット監視制御システム以外へ電力線に重畳したデータが漏洩することが防止出来る。

また、他の手段は、前記中央監視装置には、電力線通信インターフェース、ファンフィルターユニットを監視するモニター、制御を行うキーボード、マウス、タッチパネルなどの入力装置を備えている。この手段によりファンフィルターユニットの運転状態、故障状態、回転数計測、プロセスを画面上にて監視することが出来き、ファンの発停、回転数指示の制御を入力装置から指示することが出来る。

また、他の手段は、前記中央監視装置には、ファンフィルターユニットが複数台配置されたゾーン又はエリア内でファンフィルターユニットが故障等で停止した場合、同一ゾーン又はエリア内の他のファンフィルターユニットへ風量アップをする制御を行い、ファンフィルターユニット故障に該当ゾーン又はエリア内の清浄度を確保するためのバックアップ手段を備えている。この手段によりＦＦＵ故障時に、修復期間までのバックアップ運転をすることが出来る。

また、他の手段は、前記の中央監視装置には、ファンフィルターユニットが複数台配置されたゾーン又はエリア内で発塵が生じる作業工程（プロセス作業）が発生した場合にそのプロセス作業中信号を中央監視装置に通知する手段を有し、同一ゾーン又はエリア内の全てのファンフィルターユニットへ設定風量の回転数制御を行い、該当ゾーン又はエリア内の清浄度を確保する制御手段、ファンフィルターユニットが複数台配置されたゾーン又はエリア内で通常作業が行われず、通常時より発塵量が少ない場合にそのプロセス完了信号を中央監視装置に通知する手段を有し、同一ゾーン又はエリア内の他のファンフィルターユニットへ最低風量の回転数制御を行い、該当ゾーン又はエリア内の最低限の清浄度を確保しながらファンフィルターユニットの省エネを行う制御手段を備えている。この手段により、プロセスに応じた最適化制御が出来る。

本発明によれば、通信用電源線及び通信線の工事費用を削減するという効果のあるファンフィルターユニット監視制御システムを提供出来る。

また、電力線通信には、高周波利用設備の届出が必要であるが、型式認定された通信ユニットを使用する場合、届出が不要となるシステムが提供出来る。

また、他の電源へ影響及ぼさなくデータ漏洩が防止出来る効果のあるのファンフィルターユニット監視制御システムを提供出来る。

また、中央監視装置からの回転数指示信号により風量制御を可能にしたＦＦＵコントローラを搭載したＦＦＵにより、故障時のバックアップ制御により修理期間中に他のＦＦＵの風量をアップさせバックアップ運転が出来る効果があり、プロセス時の風量の最適制御による運転状況によって省エネルギーの効果があるファンフィルターユニット監視制御システムが提供出来る。

本発明の請求項１記載の発明はクリーンルームを所定のクリーン度に保つために天井部に設置された多数のＦＦＵ及び清浄度が要求される搬送システムの搬送路側面に設置された多数のＦＦＵをＡＣ１００Ｖ又はＡＣ２００ＶのＦＦＵに供給される電力線に信号を重畳させて通信することにより監視制御する装置において、ＦＦＵ本体に取付られたファンモータを制御し運転するコントローラ及び電力線通信の信号を処理する電力線通信ユニット、同一電源系統接続される他の機器に影響を及ぼさせない為に通信データを絶縁するブロッキングフィルタ、ＦＦＵの運転状態、故障状態、回転数計測、イベントの監視及びファンの発停、回転数指示の制御を行う電力線通信インターフェイスを備えた中央監視装置とで構成したものであり、多数のＦＦＵを本体に給電される電力線を通じて監視、制御するという作用を有する。

また、請求項２記載の電力線通信ユニットの内部には、ファンフィルターユニット本体コントローラとの通信部、信号処理部、送受信回路部、電力線への結合回路部から構成される回路を備え、電力線に重畳する信号の周波数帯域を１００〜４００ｋＨｚとしたものであり、低い周波数帯域を用いたものであり、ＦＦＵが装備されるクリーンルームを有する工場に設置されている数多くの電子精密機器に電力線通信から漏洩する電波による影響を及ぼさないノイズレベルに低減するという作用を有する。また、１００〜４００ｋＨｚの周波数帯を使用することにより、伝送速度４．８ｋｂｐｓ又は同程度以上を実現することが出来き、ＦＦＵの監視、制御するに必要な通信データ量を十分に確保するという作用を有する。

また、請求項３記載のブロッキングフィルタは、同一電源系統内に接続された他の機器にノイズ障害を発生させないノイズ防止手段と、漏洩した電力線通信の信号から通信データが外部に解読されないセキュリティー手段を備えたものであり、電力線に重畳させたデータが他の電源系統に漏洩しないという作用を有する。

また、請求項４記載の中央監視装置には、電力線通信インターフェース、ファンフィルターユニットを監視するモニター、制御を行うキーボード、マウス、タッチパネルなどの入力装置を備えたものであり、ファンフィルターユニットの運転状態、故障状態、回転数計測、プロセスを画面上にて監視し、ファンの発停、回転数指示の制御を入力装置から指示することが出来る簡易なマンマシンインターフェイスを有する。

また、請求項５記載の中央監視装置のプログラムには、ファンフィルターユニットが複数台配置されたゾーン又はエリア内でファンフィルターユニットが故障等で停止した場合、同一ゾーン又はエリア内の他のファンフィルターユニットへ風量アップをする制御を行い、ファンフィルターユニット故障に該当ゾーン又はエリア内の清浄度を確保するための手段を備えたものであり、ＦＦＵ故障時にバックアップするという作用を有する。

また、請求項６記載の中央監視装置のプログラムには、ファンフィルターユニットが複数台配置されたゾーン又はエリア内で発塵が生じる作業工程（プロセス作業）が発生した場合にそのプロセス作業中信号を中央監視装置に通知する手段を有し、同一ゾーン又はエリア内の全てのファンフィルターユニットへ設定風量の回転数制御を行い、該当ゾーン又はエリア内の清浄度を確保する制御手段、ファンフィルターユニットが複数台配置されたゾーン又はエリア内で通常作業が行われず、通常時より発塵量が少ない場合にそのプロセス完了信号を中央監視装置に通知する手段を有し、同一ゾーン又はエリア内の他のファンフィルターユニットへ最低風量の回転数制御を行い、該当ゾーン又はエリア内の最低限の清浄度を確保しながらファンフィルターユニットを制御する手段を備えたものであり、プロセスに応じた最適な制御を行い、省エネルギーをするという作用を有する。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１に示すように電力線通信方式による本発明にかかわるファンフィルターユニット監視制御システムは、ファンフィルターユニットを監視するモニター、制御を行うキーボード、マウス、タッチパネルなどの入力装置を備えた中央監視装置（ＰＣ）１、電力線通信インターフェイス（ＰＬＣ−Ｉ／Ｆ）２、同一電源系統内に接続された他の機器にノイズ障害を発生させないノイズ防止手段と、漏洩した電力線通信の信号から通信データが外部に解読されないセキュリティー手段を備えたブロッキングフィルター（ＢＦ）３、及び電力線通信ユニット（ＰＬＣ通信ユニット）４とＦＦＵコントローラ５から構成されている。

図２に示すようにＦＦＵには、ＦＦＵ本体６及びＦＦＵの運転／停止制御、風量制御（回転数の指示）、ファンモータの故障監視、回転数の計測を実施するＦＦＵコントローラ５と電力線にデータを重畳する電力線通信ユニット４から構成されている。また、ＡＣ１００ＶまたはＡＣ２００Ｖの電源線配線は、本体の動力電源及び通信線の役割を果たす。

図３に示すようにＰＬＣ通信ユニットは、ＦＦＵコントローラとのシリアルインターフェイスを有した信号処理部、送受信回路部、電力線への結合回路部から構成されている。また、電力線に重畳する信号の周波数を１００〜４００ｋＨｚと低周波数帯域を利用した通信方式としている。

上記構成により、清浄度の要求される天井部に設置された多数のＦＦＵ及び搬送システムの搬送路側面に設置された多数のＦＦＵをＡＣ１００Ｖ又はＡＣ２００ＶのＦＦＵに供給される電力線に信号を重畳させて通信することにより監視制御を実現する装置において、ＦＦＵ本体に取付られたファンモータを制御し運転するコントローラ及び電力線通信の信号を処理する電力線通信ユニット、同一電源系統接続される他の機器に影響を及ぼさせない為に通信データを絶縁するブロッキングフィルタ、ＦＦＵの運転状態、故障状態、回転数計測、イベントの監視及びファンの発停、回転数指示の制御を行う電力線通信インターフェイスを備えた中央監視装置が、ＦＦＵをの本体に給電される電力線を通じて監視、制御するという作用を有し、通信用電源線及び通信線の工事費用を削減するという効果とノイズ障害を低減する効果及び電力線に重畳させたデータが他の電源系統に漏洩しないという効果を有するファンフィルターユニット監視制御システムを提供出来る。

また、電力線に重畳する信号の周波数を１００〜４００ｋＨｚと低周波数帯域をもちいることによって、他の機器へ影響を及ぼすノイズを低減することが出来る。

図４にバックアップ制御のフローを示す。

ＦＦＵの故障が発生した場合、中央監視装置（以下ＰＣ）へ故障通知を行い、ＰＣは警報ファイルに記録とモニターにて該当機器の故障を表示する。ＰＣはＰＣにて予め設定されたＦＦＵのゾーンデータを参照し、故障機器のある該当ゾーンを特定する。ＰＣはモニターにて特定された該当ゾーンのバックアップ状態を表示し、該当ゾーンに登録されている全てのＦＦＵに対して予め定められた風量アップ（バックアップ時の回転数指示値）信号をそれぞれ送信する。これによりゾーン内のＦＦＵが故障しても該当ゾーンの他のＦＦＵが風量アップすることにより、ＦＦＵの修理が完了する期間の応急処置として所定の清浄度を保つように運転することが出来る。

また、ＦＦＵの故障が復旧した場合、中央監視装置（以下ＰＣ）へ故障復旧通知を行い、ＰＣは警報ファイルに記録とモニターにて該当機器の正常を表示する。ＰＣはＰＣにて予め設定されたＦＦＵのゾーンデータを参照し、故障復旧機器のある該当ゾーンを特定する。ＰＣはモニターにて特定された該当ゾーンのバックアップ解除を表示し、該当ゾーンに登録されている全てのＦＦＵに対して予め定められた設定風量（通常時の回転数指示値）信号をそれぞれ送信することにより通常運転状態に復旧することが出来る。

図５に最適化制御のフローを示す。

作業工程にてプロセス作業がありの場合、ＰＣはＰＣにて予め設定されたゾーンのデータを参照し、プロセス作業中の該当ゾーンを特定する。ＰＣはモニターにて特定された該当ゾーンのプロセス作業中状態を表示し、該当ゾーンに登録されている全てのＦＦＵに対して予め定められた設定風量（プロセス作業時の回転数指示値）信号をそれぞれ送信する。これによりプロセス作業時における清浄度を保つことが出来る。

作業工程にてプロセス作業なし、すなわちプロセス作業完了中の場合、ＰＣはＰＣにて予め設定されたゾーンのデータを参照し、プロセス完了中の該当ゾーンを特定する。ＰＣはモニターにて特定された該当ゾーンのプロセス完了中状態を表示し、該当ゾーンに登録されている全てのＦＦＵに対して予め定められた最小風量（プロセス完了時の回転数指示値）信号をそれぞれ送信する。これによりゾーン内でプロセス作業完了中におけるＦＦＵの風量を必要最低限度に抑制することにより、最適な運転状況が実現することが出来、省エネルギーを図ることが出来る。

本発明は、半導体製造工場、フラットパネルディスプレイ製造工場、太陽電池製造工場及び食品、医療関連など生産現場において清浄度が要求されるクリーンルーム、搬送路などに設置されるＦＦＵに関するものが有用である。

本発明の第１の実施の形態のファンフイルターユニット監視制御システムの構成図同ファンフィルターユニットの構成図同電力線通信ユニットの構成図同バックアップ制御のフロー図同最適化制御のフロー図従来のファンフイルターユニット監視制御システムの構成図

符号の説明

１中央監視装置
２電力線通信インターフェイス
３ブロッキングフィルター
４電力線通信ユニット
５ＦＦＵコントローラ
６ＦＦＵ本体

Claims

クリーンルームを所定のクリーン度に保つために天井部に設置された複数のファンフィルターユニット及び清浄度が要求される搬送システムの搬送路側面に設置された複数のファンフィルターユニットをＡＣ１００Ｖ又はＡＣ２００Ｖのファンフィルターユニットに供給される電力線に信号を重畳させて通信することにより監視制御する装置において、ファンフィルターユニット本体に取付られたファンモータを制御し運転するコントローラ及び電力線通信の信号を処理する電力線通信ユニット、同一電源系統接続される他の機器に影響を及ぼさせない為に通信データを絶縁するブロッキングフィルター、ファンフィルターユニットの運転状態、故障状態、回転数計測、プロセスの監視及びファンの発停、回転数指示の制御を行う電力線通信インターフェイスを備えた中央監視装置とで構成したことを特徴とするファンフィルターユニット監視制御システム。
前記電力線通信ユニットの内部には、ファンフィルターユニット本体コントローラとの通信部、信号処理部、送受信回路部、電力線への結合回路部から構成される回路を備え、電力線に重畳する信号の周波数帯域を１００〜４００ｋＨｚとした請求項１記載のファンフィルターユニット監視制御システム。
前記ブロッキングフィルターは、同一電源系統内に接続された他の機器にノイズ障害を発生させないノイズ防止手段と、漏洩した電力線通信の信号から通信データが外部に解読されないセキュリティー手段を備えた請求項１または２記載のファンフィルターユニット監視制御システム。
前記中央監視装置には、電力線通信インターフェース、ファンフィルターユニットを監視するモニター、制御を行うキーボード、マウス、タッチパネルなどの入力装置を備えた請求項１〜３いずれかに記載のファンフィルターユニット監視制御システム。
前記中央監視装置には、ファンフィルターユニットが複数台配置されたゾーン又はエリア内でファンフィルターユニットが故障等で停止した場合、同一ゾーン又はエリア内の他のファンフィルターユニットへ風量アップをする制御を行い、ファンフィルターユニット故障に該当ゾーン又はエリア内の清浄度を確保するためのバックアップ手段を備えた請求項１〜４いずれかに記載のファンフィルターユニット監視制御システム。
前記の中央監視装置には、ファンフィルターユニットが複数台配置されたゾーン又はエリア内で発塵が生じる作業工程（プロセス作業）が発生した場合にそのプロセス作業中信号を中央監視装置に通知する手段を有し、同一ゾーン又はエリア内の全てのファンフィルターユニットへ設定風量の回転数制御を行い、該当ゾーン又はエリア内の清浄度を確保する制御手段、ファンフィルターユニットが複数台配置されたゾーン又はエリア内で通常作業が行われず、通常時より発塵量が少ない場合にそのプロセス完了信号を中央監視装置に通知する手段を有し、同一ゾーン又はエリア内の他のファンフィルターユニットへ最低風量の回転数制御を行い、該当ゾーン又はエリア内の最低限の清浄度を確保しながらファンフィルターユニットの省エネを行う制御手段を備えた請求項１〜５いずれかに記載のファンフィルターユニット監視制御システム。