KR101569279B1 - 센서, 액추에이터, 및 말단제어기의 정보 분산 통합에 의한 설비의 접속, 진단 및 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

설비에 포함된 하나 이상의 장비로부터 정보를 취득, 진단, 및 그를 토대로 관련 장비를 제어하는 방법과 그를 수행하는 시스템이 개시된다. 이는 하나 이상의 장비의 하나 이상의 정보제공요소로부터 정보 메시지를 수신하는 단계와, 수신된 정보 메시지마다 순서 태그를 부여하는 단계와, 수신된 정보 메시지로부터 정보를 추출, 통합, 가공 또는 분산을 포함하는 정보의 가공처리 후 저장하는 단계와, 저장된 정보를 이용하여 장비를 진단하는 단계와, 진단의 결과를 바탕으로 장비의 메인제어부로 필요한 제어 신호를 전송하는 단계를 포함한다.

Description

센서, 액추에이터, 및 말단제어기의 정보 분산 통합에 의한 설비의 접속, 진단 및 제어 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR CONNECTING, DIAGNOSING, CONTROLING EQUIPMENT BY SCATTERING AND INTEGRATING INFORMATION OF SENSOR, ACTUATOR, AND TERMINAL CONTROLLER}

본 발명은 정보의 분산 통합에 의한 설비의 접속, 진단 및 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 또는 디스플레이 제조 공정과 같이 다수의 장비가 투입되는 제조 설비(다른 말로는 장비) 또는 제조 시스템에 채용되는 센서, 액추에이터, 및 말단제어기 정보에 대한 분산 통합에 의한 설비의 접속, 진단 및 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 디바이스나 디스플레이의 제조와 같이 많은 공정을 진행해야 하는 제조 설비에는 다양한 장비가 포함된다. 이를테면, 하나의 제품이 완성되기 위해서는 증착, 식각, 세정, 이송, 패키지 등의 다수의 공정을 통과하여야 하고, 이러한 공정들에는 동종 또는 이종의 적합한 장비들이 배치되어 설정된 레시피에 따라 정해진 공정을 자동으로 진행한다.

이와 같이 일련의 공정을 순차적으로 통과하기 때문에 어느 하나의 공정 또는 장비에서 문제가 발생된다면 원하는 품질의 제품이 얻어지지 않는다.

따라서 각각의 장비에 각종 센서를 설치하여 온도, 압력, 전압, 가스유량, 케미컬량, 플라즈마 스펙트럼 등의 공정 데이터를 취득하고 장비의 메인제어부는 정해진 레시피와 취득된 데이터에 근거하여 해당 장비를 제어하고 있다. 또한 제어 설비에는 호스트 컴퓨터 시스템을 연결하여 전체 설비 또는 공정을 통합적으로 관리 및 제어를 하고 있다.

나아가 제조 설비에는 여러 대의 동종 또는 이종 장비들이 배치되기 때문에 설비 전체에 걸쳐서 센서, 액추에이터, 말단제어기(여기서 말단제어기는 각종 Gas 유량 제어기, 각종 공정 케미컬 유량 제어기, 각종 온도 제어기, 각종 압력 제어기, 각종 전류 제어기, 각종 전압 제어기 등등의 공정을 진행하기 위한 개별 파라미터를 설정 값에 맞추도록 제어하는 말단제어기임) 등으로부터의 정보를 비교, 분석, 및 진단하여 그 결과를 바탕으로 장비들의 조건을 최적이 되도록 제어할 필요가 있다.

그러나 이들 제조 설비의 장비들은 각기 제조사가 다르고 심지어 하나의 장비에서도 실질적으로 제조사가 다른 각 요소를 조립한 경우가 많기 때문에, 상술한 장비의 메인제어부나 진단 관리 시스템을 이용하여 통일되고 정밀한 관리가 이루어지지 않고 있다. 이는 장비 제조사들은 해당 장비의 메인제어부가 제어하는 범위를 단일 장비 내부로만 국한하기 마련이며, 그 마저도 계측 요소의 추가 및 변경이나 메인제어부의 로직 또는 알고리즘의 업데이트가 어렵거나 불가한 경우가 대부분이기 때문이다.

또한 장비와 현장을 가지고 있는 제조 생산 회사의 호스트 컴퓨터 시스템에서는 한가지의 표준화된 비교, 분석, 진단 로직으로 오랜 기간 적용하고자 하는 것이 일반적이지만, 위에서 설명한 바와 같이 근본적으로 전체 제조 설비가 다양한 장비 메이커들로부터 납품된 장비들로 구성되기 때문에 현재까지 호스트 컴퓨터 시스템을 통해서도 다양한 현장의 요구를 충족시키지 못하고 있는 실정이다.

또한 계속 정밀해지는 비교, 분석, 진단을 위해 센서, 액추에이터, 말단제어기로부터의 정보 획득 주기를 더 빠르게 요구하고 있는데, 수십 내지 수백 개의 장비 업체가 제작한 장비 메인제어기로는 필요할 때 필요한 로직을 적용하는 것이 사실상 불가능하다. 장비가 호스트 컴퓨터 시스템과 온라인 연결되어 있음에도 불구하고 현장 엔지니어들이 필요로 하는 센서, 액추에이터, 말단제어기들의 정보를 충분히 획득하지 못하며, 그에 따라 충분한 분석과 진단이 이루어지지 못하고, 결과적으로 충분한 조건 제어를 할 수 없다.

나아가 기존 장비에 새로운 고성능의 센서 및 말단제어기를 추후 장착하여, 이들로부터 생태 정보를 실시간 취득, 진단, 및 제어의 필요성이 증대되고 있지만, 상술한 이유들로 인해 현실적인 구현이 어려웠다.

한국특허공개 1991-0012843

본 발명은 제조 설비에 포함된 다양한 장비들의 센서, 액추에이터, 및 말단제어기들을 직접 연결하여 정보를 수집, 분석, 및 진단하고, 그 결과를 토대로 조건 제어를 수행할 수 있는 시스템을 제공한다.

본 발명은 상술한 개선된 시스템을 이용하여 제조 설비에 포함된 다양한 장비들의 센서, 액추에이터, 및 말단제어기들을 직접 연결하여 정보를 수집, 분석, 및 진단하고, 그 결과를 토대로 조건 제어를 수행할 수 있는 방법을 제공한다.

본 발명은 설비에 포함된 하나 이상의 장비로부터 정보를 취득, 진단, 및 그를 토대로 관련 장비를 제어하는 시스템을 제공하며, 이는: 상기 하나 이상의 장비의 하나 이상의 정보제공요소로부터 정보 메시지를 수신하는 제1통신부; 상기 제1통신부로부터 수신된 정보 메시지의 정보를 저장하고, 프로그램을 저장하는 저장부; 상기 프로그램에 따른 처리를 수행하는 제어연산처리부; 외부 인터페이스부; 및 상기 하나 이상의 장비의 메인제어부와의 연결되어 제어를 위한 신호를 송수신하는 제2통신부;를 포함하고, 상기 프로그램은 상기 하나 이상의 정보제공요소로부터 취득한 정보 메시지의 정보를 이용하여 해당 장비에 대한 진단과 제어를 위한 로직 및 함수를 포함한다.

상기 외부 인터페이스부는 유저 인터페이스, 또는 인터넷망과의 연결을 위한 통신 인터페이스일 수 있다.

상기 하나 이상의 정보제공요소는 센서, 액추에이터, 및 말단제어기를 포함하는 것일 수 있다.

상기 프로그램은 상기 제1통신부로부터 수신한 정보 메시지를 정해진 로직 및 함수에 따라 추출, 통합, 가공, 및 분산하는 정보병렬가공처리 부분 및 진단제어 부분을 포함하고, 상기 제어연산처리부는 상기 정보병렬가공처리 부분에 정해진 로직과 함수에 따라 상기 제1통신부를 통해 수신된 정보 메시지를 처리한 정보를 상기 저장부에 저장할 수 있다.

상기 정보병렬가공처리 부분은 상기 제1통신부를 통해 수신한 정보 메시지마다 취득 시에 고유한 순서 태그를 자동 할당하고, 상기 정보 메시지로부터 추출된 정보는 소멸 시까지 상기 순서 태그가 보유된다.

상기 프로그램은 개별적으로 선택적 적용이 가능한 다수의 로직과 함수를 내장하는 것일 수 있다.

본 발명은 설비에 포함된 하나 이상의 장비로부터 정보를 취득, 진단, 및 그를 토대로 관련 장비를 제어하는 방법을 제공하며, 이는: 상기 하나 이상의 장비의 하나 이상의 정보제공요소로부터 정보 메시지를 수신하는 단계; 상기 수신된 정보 메시지마다 순서 태그를 부여하는 단계; 상기 수신된 정보 메시지로부터 정보를 추출, 통합, 가공 또는 분산을 포함하는 정보의 가공처리 후 저장하는 단계; 상기 저장된 정보를 이용하여 장비를 진단하는 단계; 및 상기 진단의 결과를 바탕으로 장비의 메인제어부로 필요한 제어 신호를 전송하는 단계;를 포함한다.

상기 하나 이상의 정보제공요소는 센서, 액추에이터, 및 말단제어기를 포함하는 것일 수 있다.

본 발명에 따르면, 설비에 포함된 장비의 센서, 액추에이터 및 말단제어기와 같은 정보제공요소로부터 정보를 직접 취득하여 분석, 진단, 및 조건 제어를 수행할 수 있는 시스템이 제공된다. 이는 기존에 설치되어 운영 중인 설비에도 연결될 수 있고, 장비의 메인제어부에 부하를 주지 않고 별개의 소프트웨어 기반의 디바이스로 구현될 수 있다. 이와 같이 장비 메인제어부와 별도로 운영되기 때문에 기존의 장비 메인제어부나 호스트시스템에서 수행하는 것보다 훨씬 많은 정보를 빠르게 처리하여 적합한 진단, 및 제어를 수행할 수 있다. 이러한 시스템 또는 디바이스는 또한 기존 장비의 변경을 하지 않거나 최소화하면서 연결될 수 있고, 원하는 정보의 취득 및 진단과, 맞춤형 조건 제어가 가능하다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 센서, 액추에이터, 및 말단제어기의 정보 분산 통합에 의한 설비의 접속, 진단 및 제어 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 시스템에 채용되는 취득, 진단, 제어 디바이스를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 시스템에 채용되는 취득, 진단, 제어 디바이스와 장비에 연결된 상태를 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 시스템을 이용한 센서, 액추에이터, 및 말단제어기의 정보 분산 통합에 의한 접속, 진단 및 제어 방법의 플로우를 개략적으로 도시한 도면이다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

먼저 간략히 설명하면, 일반적으로 제조 설비는 다수의 장비를 포함하고 또한 각각의 장비는 수십, 수백, 수천 개의 구동부(액추에이터)와 체임버들과 그에 상응하는 수많은 센서들과 다수의 말단제어기들과 메인제어기(Main Controller)로 구성되어 있다. 본 발명은 장비들에 장착되어 있는 센서, 말단제어기, 장비 메인제어기와 같은 정보제공요소들로부터 통신을 통하여 장비의 각종 정보를 실시간으로 통신 메시지 형태 혹은 시그널 형태로 전송받는다. 이어, 전송받은 통신 메시지들 혹은 시그널을 정해진 로직과 함수에 따라서 가공처리하여 저장한다. 가공처리는 자동 분해하여 상태 정보 값을 추출하고, 추출한 정보 그 자체를 자동 저장하거나 혹은 가공하여 저장한다. 여기서의 가공처리는 정보의 통합, 추출, 가공, 및 분산을 포함할 수 있다. 가공은 추출된 다수의 다양한 정보를 묶거나 혹은 추출 정도와 특정 상수 값들과 혹은 저장된 다른 정보와 섞어서 정해진 로직과 함수를 통하여 2 내지 3차, 그 이상의 차수로 가공하는 것을 포함한다. 가공처리된 정보는 적합한 어플리케이션으로 분산되어 저장된다. 이들 정보를 기반으로 정해진 진단 로직과 함수로 자동 또는 수동으로 진단하고 관리를 하며, 진단 결과를 가지고 정해진 제어 로직과 함수로 자동으로 제어하거나 수동으로 제어할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 센서, 액추에이터, 및 말단제어기의 정보 분산 통합에 의한 설비의 접속, 진단 및 제어 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다. 도 2는 본 발명의 시스템에 채용되는 취득, 진단, 제어 디바이스를 개략적으로 나타낸 블록도이다. 도 3은 본 발명의 시스템에 채용되는 취득, 진단, 제어 디바이스와 장비에 연결된 상태를 개략적으로 보여주는 블록도이다. 도 4는 본 발명의 시스템을 이용한 센서, 액추에이터, 및 말단제어기의 정보 분산 통합에 의한 접속, 진단 및 제어 방법의 플로우를 개략적으로 도시한 도면이다.

도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시스템은 설비에 포함된 장비에 연결되어 정보를 취득, 진단, 및 그를 토대로 관련 장비를 제어하는 시스템을 제공한다. 여기서의 설비는 다수의 장비(3)를 포함할 수 있고, 또한 기(旣) 설치되거나 새롭게 설치되는 설비가 모두 해당될 수 있다. 참고로, 도 1에서는 장비(3) 전체를 도시하지 않고, 장비(3)에 설치된 정보제공요소(30)들만을 나타내었다.

도 3을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 시스템은 하나 이상의 장비(3)의 하나 이상의 정보제공요소(30)로부터 정보 메시지를 수신하는 제1통신부(14)와, 제1통신부(14)로부터 수신된 정보 메시지의 정보를 저장하고 프로그램을 저장하는 저장부(17)와, 프로그램에 따른 처리를 수행하는 제어연산처리부(13)와, 외부 인터페이스부(16)와, 하나 이상의 장비(3)의 메인제어부(34)와 연결되어 제어를 위한 신호를 송수신하는 제2통신부(15)를 포함한다.

이러한 본 발명의 시스템은 도 1에 도시한 바와 같이 취득 진단 제어 디바이스(1)로서 구현될 수 있다. 이러한 디바이스(1)는 하나 이상의 센서(31), 액추에이터(32), 또는 말단제어기(33)(여기서 말단제어기는 각종 Gas 유량 제어기, 각종 공정 케미컬 유량 제어기, 각종 온도 제어기, 각종 압력 제어기, 각종 전류 제어기, 각종 전압 제어기 등등의 공정을 진행하기 위한 개별 파라미터를 설정 값에 맞추도록 제어하는 말단제어기임)에 연결될 수 있다. 이러한 디바이스(1)는 분석, 진단, 및 제어를 위한 로직이 자동 또는 수동을 수행되도록 할 수 있다. 또한 아래에서 설명되는 바와 같이 로직과 함수는 쉽게 변경이 가능한 구성을 가질 수 있다. 이를테면, 분석, 진단 및 제어 로직은 디바이스(1) 별로 센서(31), 액추에이터(32), 또는 말단제어기(33) 단위로 각각 다르게 적용이 가능하다. 나아가, 다수의 로직과 함수를 저장 구비함으로써 적용할 로직과 함수를 선택하여 변경할 수 있다.

또한 본 발명의 시스템은 중간 서버(5)를 포함할 수 있다. 중간 서버(5)는 취득한 정보, 또는 취득하여 가공처리된 정보를 장기간 저장하기 위해 구비한다. 도 1에서 도시한 바와 같이 디바이스(1), 중간 서버(5), 웹브라우저, 특화된 UI는 유선이나 무선으로 접속이 가능하도록 구성할 수 있다. 결과적으로, 디바이스(1)를 통해 센서(31), 액추에이터(32), 및 말단제어기(33)에 언제 어디서나 접속이 가능하다. 또한 디바이스(1), 중간 서버(5) 및 웹브라우저/UI 사이의 접속은 사용자가 할당한 네이밍을 기준으로 접속이 가능하다.

도 3에 도시한 바와 같이, 저장부(17)에 저장된 프로그램은 정보병렬가공처리 부분(11)과 진단제어 부분(12)을 포함한다. 정보병렬가공처리 부분(11)은 취득된 정보 메시지로부터 정보의 추출, 통합, 가공, 분산, 및 저장을 수행한다. 진단제어 부분(12)은 취득하여 가공처리된 정보를 이용하여 해당 장비(3)에 대한 진단과 조건 제어를 수행한다. 프로그램은 정보병렬가공처리를 위한 다수의 로직과 함수, 그리고 진단 제어를 위한 다수의 로직과 함수를 포함한다.

많은 디바이스(1), 중간 서버(5) 및 웹브라우저/UI 사이의 경로의 경우의 수가 매우 많기 때문에, 이들 사이에서 정보가 분산되어 전송되거나 통합되어 전송되는 각각의 경우가 모두 발생하게 된다. 따라서 각각의 경우별로 정보를 상호 전송하고 자동 또는 수동으로 분석, 진단 및 제어를 해야 하므로, 정보를 분산하고 통합하여 부하를 균등하게 유지하면서 처리하는 분산 통합 기능을 제공한다.

또한 전체 디바이스(1)와 중간 서버(5) 사이 등의 경로의 부하를 실시간 모니터링 하여 부하를 자동 분산하는 소프트웨어를 디바이스(1)의 개수와 특정 서버의 유무와 무관하게 구동하여 관리할 수 있다.

외부 인터페이스부(16)는 유저 인터페이스, 또는 인터넷망과의 연결을 위한 통신 인터페이스를 포함할 수 있다.

이러한 본 발명의 시스템의 소프트웨어는 장비(3) 메인제어부(34)의 소프트웨어와는 별개의 소프트웨어에 의해 구현된다. 본 발명의 시스템은 이미 설치되어 있거나 설치되는 설비에 연결되어 장비(3)의 메인제어부(34) 또는 호스트 시스템이 아닌 장비(3)의 정보제공요소(30)들로부터 정보를 직접 취득하여, 분석, 진단 및 제어를 수행할 수 있다. 따라서 기존 장비를 변경하지 않거나 최소한으로 변경하면서 원하는 장비(3)의 진단 및 조건 제어를 구현할 수 있는 것이다.

하나 이상의 정보제공요소(30)는 상술한 바와 같이 일반적으로 센서(31), 액추에이터(32), 말단제어기(33) 등일 수 있고, 특수한 경우에는 각 장비(3)의 메인제어기를 포함할 수도 있다. 그 외 여기에 명시된 정보제공요소(30)의 예시 외에도 장비(3)에 관한 정보를 통신 메시지 또는 시그널로 제공할 수 있는 소스를 모두 포함한다.

본 발명의 시스템은 장비(3)의 정보제공요소(30)에 제1통신부(14)를 통해 연결되어 예컨대, 온도, 가스량, 전압, 전류, 빛, 영상, 소리, 문자, 숫자 등과 같은 장비(3)에 관한 정보 메시지를 취득한다. 이렇게 취득한 정보 메시지를 가공처리하고 그를 이용하여 관련 장비를 진단하고, 적합한 제어를 수행한다. 장비(3)에 대한 제어는, 예를 들어, 해당 장비(3)의 메인제어부(34)에 제어 신호를 전송하는 것으로 구현될 수 있다.

이러한 취득한 정보의 가공처리 및 정보를 이용한 진단 및 제어를 위해, 본 발명의 시스템은 다수의 로직과 함수를 포함하는 프로그램을 구비하며, 이는 저장부(17)에 저장될 수 있다.

프로그램은 현재 구동 중인 장비와 정보제공요소의 정보 처리를 분산하여 처리하기 위해 주제어기 소프트웨어와는 별개인 소프트웨어로 구현한다. 이러한 소프트웨어는 다른 종류의 대량의 정보를 정해진 로직과 함수로 통합 가공하고 이를 다양한 목적 어플리케이션으로 분산 저장시키므로, 정보의 분산 통합이 가능해진다.

상술한 바와 같이 프로그램은 수신한 정보 메시지를 추출, 통합, 가공, 및 분산하는 정보병렬가공처리 부분(11)과 그를 이용하여 장비에 대한 진단 또는 제어를 수행하는 진단제어 부분(12)을 포함한다.

정보병렬가공처리 부분(11)은 정해진 함수로 취득한 메시지 혹은 시그널에서 필요한 정보를 자동 추출하고 정해진 로직과 함수로 정보를 가공한다. 바람직하게는 본 발명에서의 로직과 함수는 별도의 프로그래밍 없이 로직빌더 UI를 통하여 사용자가 직접 선택 등록할 수 있도록 할 수 있다. 이를테면, 어플리케이션들이 요구하는 인터페이스 형식으로 로직과 함수를 등록하여 정보병렬가공처리 부분(11)이 목적 어플리케이션에 맞는 형태로 정보를 가공하여 전송하므로 어플리케이션들은 즉각 해당 정보를 활용하여 처리를 할 수 있게 된다. 즉, 장비(3)의 메인제어부에는 전혀 영향을 주지 않고 정보의 통합과 분산, 분산과 통합이 실시간으로 이루어질 수 있다.

정보병렬가공처리 부분(11)과 진단제어 부분(12)의 로직과 함수에 따른 처리는 제어연산처리부(13)가 수행한다. 따라서 제어연산처리부(13)는, 정보병렬가공처리 부분(11)에 정해진 로직과 함수에 따라, 제1통신부(14)를 통해 수신된 정보 메시지를 처리한 정보를 상술한 바와 같이 가공처리하여 저장부(17)에 저장할 수 있다.

바람직하게, 정보병렬가공처리 부분(11)은 정보 메시지마다 취득 시에 고유한 순서 태그를 자동 할당하고, 정보 메시지로부터 추출된 정보는 소멸 시까지 순서 태그가 보유되도록 한다.

바람직하게 본 발명의 시스템에서는 OS(Operating System) 레벨에서의 동적인 큐 방식으로 구현하여 정보 처리에 일정한 Latency를 유지하면서 대용량 처리가 가능하도록 구현된 병렬처리 방식을 택할 수 있다. 하드웨어 메모리상에 일정한 개수의 다양한 용도의 큐를 자동 생성하고 필요시 큐를 자동 추가 생성하고 불필요한 큐는 자동 삭제하는 과정을 통하고 이들 큐들과 연결된 프로그램 부분들이 동시 구동을 하면서 동시에 대량의 정보를 서로 다른 로직과 함수로 처리를 한다.

또한, 동시에 많은 정보 소스들로부터 대량의 통신 접속 메시지를 동시에 받아들일 때 제대로 된 진단을 위해서는 정보 발생 순서에 따라 로그에 찍거나 데이터베이스에 저장하는 것이 매우 중요하다. 따라서 상술한 바와 같이 정보병렬가공처리 부분이 메시지 혹은 시그널 취득 시에 즉각적으로 유니크한 순서 태그를 자동 할당하고, 할당된 태그가 메시지 혹은 시그널에서 추출된 필요 정보의 최종 소멸 시까지 정보에 부착이 되어 순서의 오류 없이 정보를 활용하고 진단하고 제어할 수 있도록 한다.

고유한 순서 태그를 부착하므로 시간스탬프와 무관하게 순서를 관리할 수 있다. (예컨대 201412243200 시간스탬프에 정보가 수십 개 있을 때에도 유니크한 순서 태그가 있으므로 오류 없이 정보 관리가 가능하다.)

또한 바람직하게는 본 발명에서 통신 접속으로 고속으로 취득하는 정보 메시지를 저장하고 가공하고 진단하고 제어하기 위해서는 각 단계에 맞는 특화된 로직과 함수를 적용할 필요가 있다. 정보의 저장, 진단 및 제어에 관한 로직과 함수를 소프트웨어 프로그램에 내장하여, 로직이나 함수 변경 시 매번 프로그래밍을 할 필요 없이, 선택과 등록만으로 변경을 하여 동적인 적용이 가능하도록 한다.

나아가, 본 발명의 시스템은 장비들과 센서들과 말단제어기들의 발생 정보, 진단 정보, 결과 정보 및 제어 정보, 그리고 그 결과를 확인하고 활용하는 경우, 인터넷 웹브라우저를 통하여 접속을 하도록 할 수 있다. 이 경우, 별도의 프로그램 없이도 원격접속이 가능하며, 또한 인터넷 웹브라우저용 통신 포트를 제외한 나머지 포트를 모두 막아버리므로 보안 취약성을 크게 낮출 수가 있다. 본 발명의 소프트웨어 기반 저장 진단 제어 디바이스(1)가 웹서버기능을 함께 가지도록 하여 별도의 불필요한 단계를 거치지 않고서 장비(3)들, 센서(31)들, 및 말단제어기(33)들을 인터넷으로 접속 할 수 있도록 할 수 있다. 즉, 장비(3)들과 센서(31)들과 말단제어기(33)들을 대상으로 하는 사물인터넷(Internet of Things) 구성이 구현이 될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 센서, 액추에이터, 및 말단제어기의 정보 분산 통합에 의한 설비의 접속, 진단 및 제어 시스템을 이용한 방법을 설명한다.

먼저, 하나 이상의 장비(3)의 하나 이상의 정보제공요소(30)로부터 정보 메시지를 수신한다(단계 101). 이는 디바이스(1)의 제1통신부(14)를 통해 이루어질 수 있으며, 정보제공요소(30)는 장비(3)에 설치된 센서(31), 액추에이터(32), 말단제어기(33) 등일 수 있다.

단계 102에서, 수신된 정보 메시지마다 순서 태그를 부여한다. 이는 상술한 바와 같이 정보병렬가공처리 부분(11)에 포함된 로직과 함수에 따라 제어연산처리부(13)가 정보 메시지 혹은 시그널 취득 시에 즉각적으로 유니크한 순서 태그를 자동 할당하고, 할당된 태그가 메시지 혹은 시그널에서 추출된 필요 정보의 최종 소멸 시까지 정보에 부착이 되어 순서의 오류 없이 정보의 활용, 진단 및 제어할 수 있도록 한다.

단계 103에서, 수신된 정보 메시지로부터 정보를 추출, 통합, 가공 또는 분산을 포함하는 정보의 가공 처리 후 저장부(17)에 저장한다. 이 역시 프로그램의 정보병렬가공처리 부분(11)에 포함된 로직과 함수에 따라 제어연산처리부(13)가 처리한다.

단계 104에서, 저장된 정보를 이용하여 장비(3)를 진단한다. 프로그램의 진단제어 부분(12)의 로직과 함수에 따라 제어연산처리부(13)에서 수행하며, 진단제어 부분(12)은 다수의 어플리케이션 중 적합한 어플리케이션을 적용한다.

단계 105에서, 이러한 진단의 결과를 바탕으로 장비(3)의 메인제어부(34)로 필요한 제어 신호를 전송한다. 이 경우 장비(3)의 메인제어부(34)와 연결된 제2통신부(15)를 통해 이루어진다.

해당 장비(3)의 메인제어부(34)는 수신된 제어 신호에 따라 액추에이터(32)와 같은 해당 요소를 제어하게 된다.

이상과 같은 본 발명의 센서, 액추에이터, 및 말단제어기의 정보 분산 통합에 의한 설비의 접속, 진단 및 제어 시스템 및 그를 이용한 방법은 반도체 디바이스, 디스플레이와 같은 하이테크 산업을 비롯한 각종 제조 설비에 적용될 수 있다.

이를테면, 이러한 제조 설비에 포함된 장비들의 센서, 액추에이터, 말단제어기 등과 같은 정보제공요소들로부터 장비에 관한 정보 메시지를 전달받아서, 이를 통합, 가공, 분산을 포함하는 가공처리하여 장비에 대한 진단을 수행한다. 진단 결과에 따라 해당 장비의 메인제어부로 제어신호를 전송하여 장비를 제어할 수 있다.

아래에서는 본 발명의 센서, 액추에이터, 및 말단제어기의 정보 분산 통합에 의한 설비의 접속, 진단 및 제어 시스템 및 방법이 적용될 수 있는 예를 설명한다.

1. 가스 및 케미컬 말단제어기 진단 제어

반도체 디바이스, 디스플레이, 또는 각종 화학 및 재료 관련된 정밀 제조 설비에서는 장비에 수많은 가스 또는 케미컬이 이용된다. 이들 가스와 케미컬을 정해진 적정량으로 공급하기 위해, 가스 또는 케미컬의 유량을 제어를 하면서 공급하는 GFC(Gas Flow Controller) 또는 MFC(Mass Flow Controller)라고 불리는 매우 많은 수의 말단제어기들이 채용된다.

생산라인	L1	L2	L3	Ln
장비모델	a b c e k	a k p t u	b d f t u	c e k t u
장비에 장착된 말단제어기 모델	1 1 2 1 3	2 1 1 2 1	1 2 2 3 1	5 1 2 4 1
	3 3 3 2 4	2 2 2 3 2	1 3 3 4 4	6 5 3 5 3
	4 5 4 3 5	2 3 3 4 3	7 4 4 4 5	8 6 7 6 5
	7 8 5 4 5	3 3 4 7 4	8 7 5 5 6	8 7 8 7 7
	9 9 6 5 6	3 4 5 9 7	9 8 6 6 7	9 8 9 8 9

위의 표 1에서 말단제어기 1번 대상 실시 경우에, L1의 장비 a, b, e, L2의 장비 k, p, u, L3의 장비 b, u, Ln의 장비 e, u의 말단제어기 1번으로부터 정보를 수집해서 분석 진단 제어를 해야 한다.

그런데 a, b, e, k, p, u 장비의 수준이 모두 동일하지 않고 어떤 장비는 말단제어기 정보를 취득도 못하는 장비가 있는 것이 현실 상황이다.

그러므로 장비의 메인제어기를 거치지 않고서 말단제어기 1번으로부터 정보를 직접 취득하여 분석, 진단 및 제어를 하는 루프(Loop)가 필요하다. 이를테면, 설비 전체에서 말단제어기 1로 제어하는 공정 요소(가스 또는 케미컬)에 대하여 전체적인 진단과 제어가 필요하고, 그를 위해서 전체 설비에 배치된 말단제어기 1로부터의 정보를 직접 취득하여 분석, 진단, 및 제어를 수행한다.

2. 플라즈마 소스 분석, 진단, 제어

반도체 디바이스, 디스플레이, 각종 화학 및 재료 및 나노 관련된 정밀 제조 산업에서는 플라즈마 처리가 많이 적용되고 있다. 플라즈마 처리는 플라즈마가 생성된 상태에서 처리 과정이 진행되는 플라즈마 체임버가 필요하고, 플라즈마 체임버에서의 플라즈마를 생성하기 위한 플라즈마 소스가 있어야 한다. 플라즈마 소스는 예를 들어 고주파수를 가진 교류 전력(전압과 전류)를 공급하는 RF Generator 와 RF Generator와 체임버 사이의 임피던스를 매칭시키는 RF Matcher로 구성된다.

통상적으로 플라즈마 소스의 제조사와 장비본체(체임버 및 메인제어기 포함) 의 제조사는 서로 다른 경우가 거의 대부분이므로, 장비 메인제어기에서는 플라즈마 소스의 상세 정보를 취득, 분석, 진단하도록 구성되지 않는다.

그러나 최적의 공정을 진행하기 위해서는 플라즈마 소스에 대한 정보를 취득, 분석, 및 제어가 필요하고, 실제로 현장의 엔지니어들 역시 플라즈마 소스 즉 RF Generator와 RF Matcher의 상태를 정밀 진단하기를 희망하고 있다.

따라서, 플라즈마 소스 RF Generator 및 RF Matcher로부터 정보를 상세 취득하여 분석, 진단 및 이 결과를 가지고서 장비의 메인제어기와 통신을 통하거나 다른 방법으로 장비 또는 플라즈마 소스의 조건 제어를 실행할 수 있도록 하는 것에 본 발명의 시스템이 적용될 수 있다.

3. 플라즈마 상태 측정용 스펙트럼 센서

플라즈마 장치를 이용한 공정 진행 도중에서 플라즈마 상태를 측정하는 방법으로는 플라즈마의 발생 빛을 스펙트럼 분석하여 원자 분자의 조성상태를 검출하고 측정하는 스펙트럼 센서를 플라즈마 체임버의 유리창에 장착하여 활용하거나 체임버의 배기 부분에 별도의 모니터링용 체임버 혹은 배관을 연결하고 플라즈마를 여기하여 스펙트럼 센서를 장착하여 활용한다.

그러나 일반적으로 이들 스펙트럼 센서들이 장비 메인제어기와는 연결되어 있지 않다.

따라서, 이러한 플라즈마 스펙트럼 센서의 값을 원격으로 취득하여 분석, 진단 및 이 결과를 가지고서 장비의 메인제어기와 통신을 통하거나 다른 방법으로 장비 자체를 조건 제어하는 데에도 본 발명의 시스템이 적용될 수 있다.

이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

1: 취득 진단 제어 디바이스 11: 정보병렬가공처리 부분
12: 진단제어 부분 13: 제어연산처리부
14: 제1통신부 15: 제2통신부
16: 외부 인터페이스부 17: 저장부
3: 장비 31: 센서
32: 액추에이터 33: 말단제어기
34: 메인제어부

Claims (8)

1. 기 설치된 메인제어부의 제어에 따라 구동되는 설비에 포함된 하나 이상의 장비로부터 정보를 취득, 진단, 및 그를 토대로 관련 장비의 제어를 수행하는 시스템으로서:
   상기 하나 이상의 장비의 하나 이상의 정보제공요소로부터 정보 메시지를 수신하는 제1통신부;
   상기 제1통신부로부터 수신된 정보 메시지의 정보를 저장하고, 프로그램을 저장하는 저장부;
   상기 프로그램에 따른 처리를 수행하는 제어연산처리부;
   외부 인터페이스부; 및
   상기 메인제어부와의 연결되어 제어를 위한 신호를 송수신하는 제2통신부;를 포함하고,
   상기 프로그램은 상기 하나 이상의 정보제공요소로부터 취득한 정보 메시지의 정보를 이용하여 해당 장비에 대한 진단과 제어를 위한 로직 및 함수를 포함하고
   상기 하나 이상의 정보제공요소는 센서, 액추에이터, 및 말단제어기를 포함하며,
   해당 장비에 대한 제어는 상기 메인제어부에 해당 장비에 대한 제어 신호를 전송함으로써 구현되는 것인,
   센서 액추에이터, 및 말단제어기의 정보 분산 통합에 의한 설비의 접속, 진단 및 제어 시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 외부 인터페이스부는 유저 인터페이스, 또는 인터넷망과의 연결을 위한 통신 인터페이스인 것인,
   센서, 액추에이터, 말단제어기의 정보 분산 통합에 의한 접속, 진단 및 제어 시스템.
   
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 프로그램은 상기 제1통신부로부터 수신한 정보 메시지를 정해진 로직 및 함수에 따라 추출, 통합, 가공, 및 분산하는 정보병렬가공처리 부분 및 진단제어 부분을 포함하고,
   상기 제어연산처리부는 상기 정보병렬가공처리 부분에 정해진 로직과 함수에 따라 상기 제1통신부를 통해 수신된 정보 메시지를 처리한 정보를 상기 저장부에 저장하는 것인,
   센서, 액추에이터, 및 말단제어기의 정보 분산 통합에 의한 설비의 접속, 진단 및 제어 시스템.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 정보병렬가공처리 부분은 상기 제1통신부를 통해 수신한 정보 메시지마다 취득 시에 고유한 순서 태그를 자동 할당하고,
   상기 정보 메시지로부터 추출된 정보는 소멸 시까지 상기 순서 태그가 보유되는 것인,
   센서, 액추에이터, 및 말단제어기의 정보 분산 통합에 의한 설비의 접속, 진단 및 제어 시스템.
   
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 프로그램은 개별적으로 선택적 적용이 가능한 다수의 로직과 함수를 내장하는 것인,
   센서, 액추에이터, 및 말단제어기의 정보 분산 통합에 의한 설비의 접속, 진단 및 제어 시스템.
   
7. 기 설치된 메인제어부의 제어에 따라 구동되는 설비에 포함된 하나 이상의 장비로부터 정보를 취득, 진단, 및 그를 토대로 관련 장비의 제어를 수행하는 방법으로서:
   상기 하나 이상의 장비의 하나 이상의 정보제공요소로부터 정보 메시지를 수신하는 단계;
   상기 수신된 정보 메시지마다 순서 태그를 부여하는 단계;
   상기 수신된 정보 메시지로부터 정보를 추출, 통합, 가공 또는 분산을 포함하는 정보의 가공처리 후 저장하는 단계;
   상기 저장된 정보를 이용하여 장비를 진단하는 단계; 및
   상기 진단의 결과를 바탕으로 상기 메인제어부로 해당 장비에 대해 필요한 제어 신호를 전송하는 단계;를 포함하고,
   상기 하나 이상의 정보제공요소는 센서, 액추에이터, 및 말단제어기를 포함하는 것인,
   센서, 액추에이터, 및 말단제어기의 정보 분산 통합에 의한 설비의 접속, 진단 및 제어 방법.
8. 삭제

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