KR20150143327A - 유체 제어·측정 시스템의 전력 공급 장치 - Google Patents

Abstract

복수의 유량 제어 장치(101)를 관리하는 전력 공급 장치(102)에 있어서의 전원 장치의 비대화를 방지하기 위해서, 유체 유량을 제어하는 복수의 유량 제어 장치(101)에 각각 케이블 접속되고, 그 케이블(8)을 통해서 각 유량 제어 장치(101)의 동작을 관리함과 아울러 그들에 전력을 공급하는 것으로서, 적어도 일부의 유량 제어 장치(101)에 대한 전력 공급 개시 타이밍을 엇갈리게 하는 전력 공급 제어부(10)를 구비하도록 했다.

Description

유체 제어·측정 시스템의 전력 공급 장치{POWER SUPPLY APPARATUS OF FLUID CONTROL AND MEASUREMENT SYSTEM}

본 발명은 예를 들면 반도체 제조 프로세스에 이용되는 재료 가스나 액제(liquid medicine), 세정액 등의 유체 유량을 제어하기 위한 유체 제어·측정 시스템의 전력 공급 장치에 관한 것이다.

예를 들면, 반도체 프로세스와 같이 복수의 가스를 이용하는 경우, 각 가스의 유량을 제어할 수 있도록, 가스 라인마다 유량 제어 장치가 마련되어 있다. 또, 이들 유량 제어 장치에 대한 소형화의 요청이 높아지고 있기 때문에, 유량 제어 장치에 전원 장치를 집어넣는 일 없이, 각 유량 제어 장치를 통괄 관리하는 전력 공급 장치로부터 통신 케이블을 통해서 전력을 공급하는 방식도 이용되도록 되고 있다.

그런데, 일반적으로, 기동시에는 전력 공급 라인에 통상 운전시보다도 큰 돌입 전류가 흐르기 때문에, 전류 용량에 여유가 있는 큰 전원 장치를 전력 공급 장치에 탑재할 필요가 있다.

그렇지만, 유량 제어 장치의 수가 많아지면, 전체로서의 돌입 전류도 그것에 따라 커져, 전원 장치가 비대화된다. 그리고 예를 들면 반도체 프로세스 시스템에서는, 전력 공급 장치의 소형화도 요구되는 일이 있기 때문에, 전력 공급 장치의 전원이 비대화되면, 그 요구에 따를 수 없다고 하는 결함이 생길 수 있다.

특허 문헌 1: 국제 공개 WO2008/069227호 공보

본 발명은 상술한 문제에 감안하여 이루어진 것으로, 복수의 유체 기기를 관리하는 전력 공급 장치에 있어서의 전원 장치의 비대화를 방지하는 것을 목적으로 한다.

즉, 본 발명에 따른 전력 공급 장치는 유체를 제어 또는 측정하는 복수의 유체 기기에 각각 전기 접속선을 통해서 접속되어, 그 전기 접속선을 통해서 상기 각 유체 기기에 전력을 공급하는 것으로서, 적어도 일부의 유체 기기에 대한 전력 공급 개시 타이밍을 엇갈리게 하는 전력 공급 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.

이러한 구성에 의하면, 전력 공급 제어부가 적어도 일부의 유체 기기에 대한 전력 공급 개시 타이밍을 엇갈리게 하므로, 예를 들면, 기동시에 전력 공급 장치의 전원으로부터 각 유체 기기에 흐르는 돌입 전류를 시간적으로 분산화할 수 있다. 그 때문에, 종래와 같이 유체 기기의 수에 따라 전원의 전류 용량을 크게 하는 것이 불필요해져, 전력 공급 장치측에 있어서의 전원의 비약적인 소형화에 의한 전력 공급 장치의 소형화나 경량화가 가능해진다.

전력 공급 제어부가 복수의 전기 접속선 중, 유체 기기에 접속되어 있는 전기 접속선에 대해서 확실히 전력을 공급하기 위해서는, 상기 전력 공급 제어부가 상기 각 유체 기기에 대한 전력 공급을 ON/OFF 하는 전력 공급·차단부와, 상기 각 유체 기기와의 전기 접속선의 단접(斷接)을 각각 감시하는 전기 접속선 단접 감시부를 추가로 구비하고, 상기 전기 접속선 단접 감시부가, 상기 전력 공급·차단부에 ON/OFF 제어 신호를 송신하여, 접속이 검지된 전기 접속선의 전력 공급 라인에 전력을 공급하는 것이 바람직하다.

여기서, 유체 기기와 절단되어 있는 케이블에 전압이 발생해 있는 경우, 이 케이블을 유체 기기에 접속하면, 그 접속시에 LC 공진 등을 원인으로 하는 과전류나 과전압이 유체 기기에 작용하여, 유체 기기가 파손될 우려가 있다.

케이블의 예측할 수 없는 삽입 및 빠짐(揷脫)이나 단선에 의한 파손 방지를 도모하려면, 상기 전기 접속선 단접 감시부가, 상기 전력 공급·차단부에 ON/OFF 제어 신호를 송신하여, 절단이 검지된 전기 접속선의 전력 공급 라인에 대한 전력 공급을 정지시키는 것이 바람직하다.

상술한 구성이면, 유체 기기와 절단되어 있는 케이블의 전력 공급 라인에는 전압이 발생하지 않으므로, 만일 이 케이블을 유체 기기에 접속했다고 하더라도, 유체 기기로의 과전류나 과전압을 억제할 수 있어, 유체 기기를 파손시키기 어렵게 할 수 있다.

또, 절단되어 있는 케이블에 쓰레기나 먼지 등이 부착되거나, 절단되어 있는 케이블을 잘못된 단자에 접속했다고 하더라도, 이 케이블의 전력 공급 라인에는 전압이 발생하고 있지 않으므로, 쇼트나 과전류나 과전압 등을 막을 수 있다.

돌입 전류의 최소화를 도모하려면, 전력 공급 제어부가 각 유체 기기에 대한 전력 공급 개시 타이밍이 모두 엇갈리도록 구성한 것이 바람직하다.

구체적인 실시 형태로서는, 상기 전력 공급 제어부가 상기 각 유체 기기에 대한 전력 공급 개시 타이밍을 설정하는 전력 공급 개시 타이밍 설정부를 추가로 구비하는 것을 들 수 있다.

상기 전력 공급 개시 타이밍 설정부의 구체적인 실시 형태로서는, 소정의 전력 공급 개시 신호를 접수하고, 그 접수 타이밍을 기준으로 하여 각 유체 기기에 대한 전력 공급 개시 타이밍을 결정하는 것을 들 수 있다.

이와 같이 구성한 본 발명에 의하면, 복수의 유량 제어 장치를 관리하는 전력 공급 장치에 있어서의 전원 장치의 비대화를 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 유체 제어·측정 시스템의 전체를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 동 실시 형태에 있어서의 유량 제어 장치의 전체를 나타내는 사시도이다.
도 3은 동 실시 형태에 있어서의 유량 제어 장치를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 동 실시 형태에 있어서의 유량 제어 장치 및 전력 공급 장치를 설명하는 기능 블록도이다.

본 발명의 일 실시 형태에 따른 유체 제어·측정 시스템에 대해서, 도 1 내지 도 4를 참조하면서 설명한다.

상기 유체 제어·측정 시스템(100)은, 도 1에 나타내는 것처럼, 예를 들면, 반도체 제조 시스템 성막(成膜)용의 각종 가스를 가스 공급원으로부터 각각 도입하고, 그들을 혼합하여 반도체의 성막 챔버(도시하지 않음)에 공급하기 위해서 이용되는 것으로, 각 가스의 유로 L(이하, 가스 유로라고도 함)을 형성하는 유로 형성 부재와, 각 가스 유로 L에 각각 마련되어 그 가스 유로 L을 흐르는 가스의 유량을 독립하여 제어하는 유체 기기인 유량 제어 장치(101)와, 각 유량 제어 장치(101)의 동작을 통괄 관리하는 전력 공급 장치(102)를 구비한다.

또한, 유체 기기로서는, 유체의 압력, 유량, 온도 점성 등의 물성(物性)을 제어하는 유체 제어 장치나, 상기 물성을 측정하는 유체 측정 장치 등을 들 수 있다.

다음으로, 이 유체 제어·측정 시스템(100)의 각 부를 보다 구체적으로 설명한다.

상기 유로 형성 부재는, 도시하지 않지만, 예를 들면, 복수의 블록체를 평면적으로 연설(連設)함으로써 패널상에 구성된 것이다. 각 블록체에는 내부 유로가 마련되어 있고, 그들을 적당히 연설하여 각 블록체의 내부 유로를 연결함으로써, 상술한 것처럼, 복수의 병렬한 가스 유로 L이 형성되도록 되어 있다. 블록체에는, 압력 센서나 밸브, 혹은 후술하는 유량 제어 장치(101) 등의 유체 관련 기기를 탑재 가능한 것이나, 분기(分岐) 유로가 형성된 것 등, 여러 가지의 타입이 준비되어 있다. 이러한 블록체에 의해서 유로 형성 부재를 구성하고 있는 것은, 간극없이 조밀하게 배설할 수 있고, 그 상부에 일체적으로 상기 유체 관련 기기를 탑재할 수 있기 때문에, 소형화를 도모할 수 있고, 그 결과, 유로를 짧게 할 수 있어, 데드 스페이스를 작게 하거나 응답성을 향상시킬 수 있기 때문이다. 또한, 유로 형성 부재로서, 일반적인 배관 부재를 이용해도 상관없다.

상기 유량 제어 장치(101)는, 도 2 및 도 3에 나타내는 것처럼, 유량 제어 장치 탑재용 블록체(1)(이하, 간단하게 블록체라고도 함)에 탑재된 압력 센서(2A, 2B), 유체 저항 소자(3), 유량 조정 밸브(4), 전기 회로 기판(5) 및 이들을 수용하는 커버체(6)를 구비한 것이다.

블록체(1)는 가늘고 길쭉한 직육면체 상태를 이루는 것으로, 그 길이 방향에 대해서 직교하도록 형성된 전후(前後) 각 단면(1b)에는, 각각 가스의 도입 포트 및 도출 포트가 마련되고, 그들 각 포트를 연결하도록, 평면에서 볼때, 길이 방향을 따라서 가스가 흐르는 내부 유로(1a)가 마련되어 있다.

그리고 그 내부 유로(1a)상에, 상류측에서부터 차례로 유량 조정 밸브(4), 제1 압력 센서(2A), 유체 저항 소자(3), 제2 압력 센서(2B)가 마련되어 있다. 또, 이 블록체(1)의 상면(1c)(즉, 이 블록체(1)의 길이 방향과 평행으로 상기 단면(1b)과 수직인 면)은 부품 설치면으로서 설정되어 있고, 이 부품 설치면에 후술하는 유량 조정 밸브(4)나 압력 센서(2A, 2B)의 하우징이 마련되어 있다.

유량 조정 밸브(4)는 내부 유로(1a)상에 마련된 밸브 본체(도시하지 않음)와 이것을 개폐하는 액츄에이터(도시하지 않음)를 구비한 것이다. 이 액츄에이터는, 예를 들면 두께 방향으로 신축(伸縮)하는 적층 피에조 소자를 이용한 것으로, 상기 부품 설치면에 장착된 통 모양 하우징에 수용되어 있다. 그리고 그 액츄에이터의 신축 동작에 의해서 밸브 본체의 밸브 개도(開度)를 조정할 수 있도록 하고 있다.

압력 센서(2A, 2B)는 편평(扁平) 형상을 이루는 하우징과, 그 하우징 내에 내장된 압력 검지 소자를 구비하는 것이다. 그리고 이 하우징을, 그 면판부(편평면)가 상기 부품 설치면으로부터 수직이면서 또한 블록체(1)의 길이 방향과 평행, 즉 평면에서 볼때, 유체의 흐름 방향과 대략 평행이 되도록, 그 부품 설치면(1c)에 장착되어 있다.

유체 저항 소자(3)는 내부 유로(1a)에 마련된 좁은 통로 부분을 형성하는 것으로, 여기에서는, 블록체(1)의 내부에 매립되어 있다.

전기 회로 기판(5)은, 상기 블록체(1)의 부품 설치면(1c)과 수직 또한 그 길이 방향과 평행으로 기립(起立)시킨 것으로, 본 실시 형태에서는, 그 전기 회로 기판(5)의 일부를 이루는 커넥터(51)가, 커버체(6)의 상판부(61)에 형성된 예를 들면 사각형 모양을 이루는 관통공 H를 통해서, 외부로 연장되어 나오도록 마련되어 있다. 또한, 커넥터(51)는 기판 실장형 커넥터여도 좋다.

이 전기 회로 기판(5)에는 CPU, 메모리, 통신 회로 등의 디지털 회로, 및 증폭기, 버퍼 등의 아날로그 회로가 형성되어 있다.

그리고 도 4에 나타내는 것처럼, 각 회로가 협동함으로써, 기능적으로 말하면 가스 유로 L(블록체(1)의 내부 유로(1a)인 가스 유로)을 흐르는 가스의 유량을 측정하는 유량 측정부(71) 및 그 유량 측정부(71)로 검지된 가스 유량을 소정의 목표 유량이 되도록 제어하는 유량 제어부(72)로서의 기능을 발휘한다.

유량 측정부(71)는, 여기에서는, 유체 저항 소자(3)의 상류 및 하류에 마련된 압력 센서(2A, 2B)로 측정된 가스 유로 L의 압력에 기초하여, 당해 가스 유로 L을 흐르는 가스 유량을 산출하는 것이다. 이와 같이 하여 산출한 가스 유량(이하, 측정 유량이라고도 함)은, 유량 제어부(72)에 측정 신호로서 출력된다.

유량 제어부(72)는 목표 유량 신호 및 상기 측정 신호를 접수하고, 그들이 나타내는 목표 유량과 상기 측정 유량을 비교하여, 그 편차가 작아지도록, 유량 조정 밸브(4)를 구동하기 위한 동작 신호를 출력하는 것이다. 또한, 이 유량 제어부(72)에는 밸브 개폐 신호도 접수되도록 되어 있어, 밸브 개폐 신호를 접수한 경우에는, 목표 유량 신호의 값에 관계없이, 유량 조정 밸브(4)를 강제적으로 전개(全開) 또는 전폐(全閉)시킨다.

또한, 본 실시 형태에서는, 유량 측정부(71) 및 유량 제어부(72)는 통신부(73)를 통해서 상술한 각종 신호를 전력 공급 장치와 송수신하도록 구성되어 있다.

다음으로, 상기 전력 공급 장치(102)에 대해 설명한다.

이 전력 공급 장치(102)는 CPU, 메모리, I/O 포트 등을 구비한 정보처리 장치이며, 상기 메모리에 기억된 프로그램에 따라서 CPU나 그 주변기기가 협동함으로써, 각 유량 제어 장치(101)의 통신부(73)와 전기 접속선인 전기 케이블(8)을 통해서 통신하여, 이들을 관리하는 관리부(20)로서의 기능을 적어도 발휘한다. 전기 케이블(8)을 통해서 전력 공급 장치(102)로부터 각 유량 제어 장치(101)에 송신되는 신호로서는, 목표 유량을 나타내는 상기 목표 유량 신호 외, 유량 조정 밸브(4)를 강제적으로 개폐시키는 상기 밸브 개폐 신호 등이 있다. 한편, 각 유량 제어 장치(101)로부터 전력 공급 장치(102)에 송신되는 신호로서는, 측정 유량을 나타내는 상기 측정 신호, 각 압력 센서가 측정한 압력을 나타내는 측정 압력 신호, 유량 조정 밸브(4)의 개도(밸브(4)에 인가하고 있는 전압)를 나타내는 밸브 개도 신호 등이 있다.

그런데, 본 실시 형태의 유체 제어·측정 시스템(100)에 있어서, 상기 전기 회로에 대한 전력을 공급하는 전원(보다 구체적으로는, 예를 들면 ±15V를 발생하는 DC 전원)은, 상술한 유량 제어 장치(101)에는 마련되지 않고, 그 전력은 상기 전기 케이블(8)을 통해서, 전력 공급 장치(102)에 마련된 DC 전원(30)으로부터 공급되도록 구성되어 있다.

이를 위해, 상기 전기 케이블(8)에는, 도 4에 나타내는 것처럼, 통신 라인(81) 외, 상기 DC 전원(30)에 접속되는 전력 공급 라인(82) 등의 복수의 라인이 마련되어 있음과 아울러, 전력 공급 장치(102)에는, 각 유량 제어 장치(101)에 대해서 공급되는 전력을 제어하기 위한 전력 공급 제어부(10)를 추가로 마련하고 있다. 또한, 도 4 중, 부호 51 및 부호 9는, 전기 회로 기판(5) 및 각 전력 공급 장치(102)에 각각 마련된 전기 케이블 접속용의 커넥터이다.

다음으로, 상기 전력 공급 제어부(10)에 대해 상술한다. 이 전력 공급 제어부(10)는, 도 4에 나타내는 것처럼, 전력 공급·차단부(12), 전력 공급 타이밍 설정부(11), 전류 측정부(13) 및 전기 접속선 단선 감시부(14)(이하, 케이블 단접 감시부라고도 함)를 구비하고 있다.

전력 공급·차단부(12)는 상기 DC 전원(30)과 전력 공급 라인(82) 사이의 전력 라인 EL(여기에서는 ±15V라인) 상에 마련된 것으로, 구체적으로는, 그 전력 라인 EL을 단접하는 FET 등의 반도체 스위칭 소자(도시하지 않음)를 주체로 하여 구성된 것이다. 또한, 이 전력 라인 EL은 커넥터(9)를 통해서 전기 케이블(8)의 전력 공급 라인(82)에 접속되어, 각 유량 제어 장치(101)에 전력을 공급시킨다.

상술한 구성에 의해, FET 등의 반도체 스위칭 소자의 응답성을 제어할 수 있으므로, 예를 들면 상기 반도체 스위칭 소자의 제어 단자에 캐패시터 성분을 입력하여 응답성을 느리게 함으로써, 전기 케이블(8)이 접속되었을 때에 생길 수 있는 LC공진을 제어할 수 있다.

전력 공급 타이밍 설정부(11)는, 예를 들면, 오퍼레이터가 도시하지 않는 입력 수단을 이용하여 입력한 전력 공급 개시 신호를 접수하고, 그 접수 타이밍을 기준으로 하여, 복수의 유량 제어 장치(101)에 소정의 순서로 전력을 공급할 수 있도록, 전력 공급·차단부(12)에 ON/OFF 제어 신호를 송신하여, 각 유량 제어 장치(101)에 대한 전력 공급 개시 타이밍을 설정하는 것이다. 또한, 이 ON/OFF 제어 신호란, 예를 들면 상기 스위칭 소자의 제어 단자(게이트나 베이스)에 인가되는 2진 신호이다.

보다 상세하게는, 예를 들면 상기 메모리에 미리 기억되어 있는 순서 데이터에 기초하여, 상기 전력 공급 개시 타이밍을 모두 소정 시간(예를 들면, 2msec 이상 10sec 이하) 엇갈리게 하면서 각 유량 제어 장치(101)에 우선 순위가 높은 순서로 전력을 공급하도록 상기 전력 공급 개시 타이밍이 설정되어 있다.

전력 공급·차단부(12)는 각 유량 제어 장치(101)에 대응하여 전력 라인 EL상에 마련되어 있고, 대응하는 유량 제어 장치(101)에 접속된 전기 케이블(8)의 전력 공급 라인(82)에 소정의 전력을 공급하거나 또는 그 전력을 차단하는 것이다.

전류 측정부(13)는 각 유량 제어 장치(101)에 대응하여 전력 라인 EL상에 마련되어 있고, 전력 공급 장치(102)로부터 유량 제어 장치(101)에 흐르는 전류를 측정하는 것이다.

구체적으로 이 전류 측정부(13)는, 예를 들면 전류 검출 소자를 가진 것으로, 본 실시 형태에서는, 측정된 측정 전류가 소정치 이상인 경우에, 전력 공급·차단부(12)에 ON/OFF 제어 신호를 송신하여 예를 들면 반도체 스위칭 소자(도시하지 않음)를 전환하고, 전력 공급 라인(82)에 공급하는 전력, 즉 커넥터(9)에 마련되어, 전력 공급 라인(82)이 접속되는 전기 단자 x에 발생시키는 전압을 차단하도록 구성되어 있다.

케이블 단접 감시부(14)는 각 유량 제어 장치(101)에 대응해서 마련되어 있고, 대응하는 유량 제어 장치(101)에 접속되어 있는 전기 케이블(8)의 단접을 감시하는 것으로, 본 실시 형태에서는, 전기 케이블(8)과, 유량 제어 장치(101) 또는 전력 공급 장치(102)와의 단접을 감시하고 있다.

또한, 여기서 말하는 전기 케이블(8)의 단접이란, 전기 케이블(8)이 장치에 접속되어 있는 상태 또는 전기 케이블(8)이 장치와 절단되어 있는 상태를 나타내고 있고, 절단되어 있는 상태에는, 전기 케이블(8)이 장치로부터 분리되어 있는 상태외, 전기 케이블(8)이 도중에 단선되어 있는 상태도 포함된다.

구체적으로 이 케이블 단접 감시부(14)는, 상술한 통신 라인(81) 및 전력 공급 라인(82)과는 별도로, 전기 케이블(8)에 마련된 단접 감시용 라인(83)에 접속되어 있고, 예를 들면 이 단접 감시용 라인(83)에 전류가 흐르고 있는지를 판별함으로써, 상술한 단접을 감시하도록 구성된 것이다.

본 실시 형태의 케이블 단접 감시부(14)는 전기 케이블(8)이 유량 제어 장치(101) 또는 전력 공급 장치(102)로부터 절단되어 있는 상태, 즉 단접 감시용 라인(83)에 전류가 흐르지 않은 상태를 검지하면, 전력 공급·차단부(12)에 ON/OFF 제어 신호를 송신하여 예를 들면 반도체 스위칭 소자(도시하지 않음)를 전환하여, 전력 공급 라인(82)에 공급하는 전력, 즉 상술한 전기 단자 x에 발생하는 전압을 차단하도록 구성되어 있다.

이어서, 본 실시 형태의 유체 제어·측정 시스템(100)의 동작을 설명한다.

우선, 모든 유량 제어 장치(101)가 전기 케이블(8)을 통해서 전력 공급 장치(102)에 접속되어 있는 상태에 있어서, 예를 들면, 오퍼레이터에 의해 전력 공급 개시 신호가 입력되면, 전력 공급 타이밍 설정부(11)가, 상기 전력 공급 개시 신호를 접수한다.

그리고 이 전력 공급 타이밍 설정부(11)는, 그 접수 타이밍을 기준으로 하여, 각 유량 제어 장치(101)에 소정의 순서로 전력을 공급할 수 있도록, 각 전력 공급·차단부(12)에 ON/OFF 제어 신호를 송신한다.

또한, 전력 공급 타이밍 설정부(11)는 반드시 상기 접수 타이밍을 기준으로 할 필요는 없고, 예를 들면, 모든 유량 제어 장치(101)가 전기 케이블(8)을 통해서 전력 공급 장치(102)에 접속되었을 때를 기준으로 해도 좋고, 전력 공급 장치(102)의 전원이 들어갔을 때를 기준으로 해도 좋다.

상술한 것처럼, 각 유량 제어 장치(101)에 전력이 공급된 후, 본 실시 형태에서는, 케이블 단접 감시부(14)가 소정의 시간 간격으로 각 전기 케이블(8)의 단접을 감시한다.

상기 케이블 단접 감시부(14)는 전기 케이블(8)의 절단을 검지하면, 그 전기 케이블(8)로의 전력을 차단할 수 있도록, 전력 공급·차단부(12)에 ON/OFF 제어 신호를 송신한다.

그 후, 예를 들면 오퍼레이터에 의해 절단된 전기 케이블(8)이 다시 접속되면, 상기 케이블 단접 감시부(14)는 전력 공급·차단부(12)에 ON/OFF 제어 신호를 송신하여, 그 전기 케이블(8)에 전력을 공급시킨다. 이때, 케이블 단접 감시부(14)는, 예를 들면 프로그램을 변경함으로써, 접속을 검지하고 나서 소정의 시간 경과후에 전력 공급·차단부(12)에 ON/OFF 제어 신호를 송신하도록 해도 좋다.

여기서, 만일 절단된 복수의 전기 케이블(8)이, 거의 동시에 다시 접속되었을 경우는, 상기 전력 공급 타이밍 설정부가, 이들 전기 케이블(8)에 대응하는 유량 제어 장치(101) 중, 우선 순위가 높은 것에서부터 차례로 전력을 공급하도록, 대응하는 각 전력 공급·차단부(12)에 ON/OFF 제어 신호를 송신한다.

이와 같이 구성된 본 실시 형태에 따른 유체 제어·측정 시스템(100)에 의하면, 전력 공급 타이밍 설정부(11)가 각 전력 공급·차단부(12)에 ON/OFF 제어 신호를 보내, 전력 공급 개시 타이밍을 엇갈리게 하면서 각 유량 제어 장치(101)에 소정의 순서로 전력을 공급하고 있으므로, DC 전원(30)으로부터 각 유량 제어 장치(101)에 흐르는 돌입 전류를 시간적으로 분산화하여 최소화할 수 있다.

이것에 의해, DC 전원(30)에 필요하게 되는 전류 용량을 억제할 수 있어, 종래와 같이 유량 제어 장치(101)의 수에 따라 DC 전원(30)의 전류 용량을 크게 하는 것이 불필요해져, DC 전원(30)의 비약적인 소형화에 의한 전력 공급 장치(102)의 소형화나 경량화가 가능해진다.

또, 케이블 단접 감시부(14)는 전기 케이블(8)의 절단이 검지되면, 전력 공급·차단부(12)에 ON/OFF 제어 신호를 송신하여, 이 전기 케이블(8)의 전력 공급 라인(82)으로의 전력을 차단하므로, 만일 이 전기 케이블(8)을 유량 제어 장치(101)에 접속했다고 하더라도, 과전압이나 과전류에 의해 유량 제어 장치(101)를 파손시킬 우려가 없다.

추가로, 절단되어 있는 전기 케이블(8)에 쓰레기나 먼지 등이 부착되거나, 절단되어 있는 전기 케이블(8)을 잘못된 커넥터에 접속했다고 하더라도, 이 전기 케이블(8)의 전력 공급 라인(82)에는 전력이 공급되어 있지 않으므로, 쇼트나 과전압이나 과전류 등을 막을 수 있다.

이에 더하여, 여러 가지의 시퀀스를 만듦으로써, 유량 제어 장치(101)에 예를 들면 ＋15V의 전력을 공급하기 시작하고, 10msec 후에 -15V의 전력을 공급하는 것과 같은, 공급 타이밍을 다양하게 변경할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.

예를 들면, 상기 실시 형태에서는, 전력 공급 타이밍 설정부가, 미리 정해진 순서로 유량 제어 장치에 전력을 공급하는 것이었지만, 예를 들면, 유량 제어 장치에 전기 케이블이 접속된 순서로 전력을 공급하는 것이어도 좋다.

추가로, 전력 공급 타이밍 설정부는, 예를 들면, 각 유량 제어 장치에 대응해서 마련된 밸브가 열린 순서나, 각 유량 제어 장치에 대응해서 마련된 챔버에 유체가 공급된 순서로, 각 유량 제어 장치에 전력을 공급하도록 구성된 것이어도 좋다.

또, 상기 실시 형태의 전력 공급 타이밍 설정부는, 각 유량 제어 장치에 대한 전력 공급 개시 타이밍을 모두 엇갈리게 하도록 구성되어 있었지만, 일부의 유량 제어 장치에 대한 전력 공급 개시 타이밍을 엇갈리게 하도록 구성되어 있어도 좋다.

추가로, 상기 실시 형태의 케이블 단접 감시부는 단접 감시용 라인에 전류가 흐르고 있는지를 판별함으로써, 전기 케이블의 단접을 감시하도록 구성되어 있었지만, 예를 들면 통신 라인이나 전력 공급 라인 등에 전류가 흐르고 있는지를 판별함으로써, 전기 케이블의 단접을 감시하도록 구성해도 좋다.

또한, 상술한 각 라인에 전류가 흐르고 있는지를 판별하는 구체적인 실시 형태로서는, 케이블 단접 감시부가 포토 커플러(photo-coupler)를 이용하여 각 라인과 절연된 상태에서 각 라인의 전류를 검출하도록 구성된 것이나, 전류 검출 소자등을 이용하여 각 라인의 전류를 검출하도록 구성된 것을 들 수 있다.

이에 더하여, 본 실시 형태에서는, 전기 케이블이 절단되면, 그 전기 케이블로의 전력을 차단하도록 구성되어 있었지만, 어느 전기 케이블이 절단되었을 때에, 그 외의 모든 전기 케이블로의 전력을 차단하도록 구성해도 좋다.

이 경우, 케이블 단접 감시부는, 전기 케이블의 절단을 검지하면, 그 전기 케이블로의 전력을 차단할 수 있도록 전력 공급·차단부에 ON/OFF 제어 신호를 송신함과 아울러, 그 외의 전기 케이블에 대응하는 전력 공급·차단부에도 ON/OFF 제어 신호를 송신하도록 구성되어 있으면 좋다.

추가로, 유량 제어 장치에 마련된 커넥터는 핫 스와핑(hot swapping)(핫 플러그)에 대응하는 것을 이용해도 좋다. 이 경우, 커넥터의 양단에 위치하는 전기 단자(사이드 핀)에 전원·COM를 배치함으로써, 전기 케이블이 제거될 때, 이들 양단의 전기 단자보다도 내측의 전기 단자가 먼저 제거된다.

이것으로부터, 케이블 단접 감시부가, 단접 감시용 라인의 단접을 검출하고, 양단의 전기 단자 제거보다도 먼저 유체 제어 장치로의 전력 공급을 멈추는 것이 가능해진다.

즉, 유체 제어 장치 내에서 바이폴러 전원 IC를 사용하고 있는 경우, 편전원 상태를 저감시키는 것이 가능해진다.

또, 상기 실시 형태에서는, 각 유량 제어 장치와 전력 공급 장치가 전기 케이블에 의해 접속되어 있었지만, 예를 들면 유량 제어 장치와 전력 공급 장치의 커넥터 끼리를 전기 케이블을 통하지 않고 접속하도록 해도 좋다.

이에 더하여, 유량 제어 장치는 이른바 차압식(差壓式)이지만, 열식(熱式)이어도 상관없다.

추가로, 전력 공급 타이밍 설정부, 전력 공급·차단부 및 케이블 단접 감시부는, 유량 제어 장치에 마련해도 좋다. 다만, 상기 실시 형태와 같이, 이들 전력 공급 타이밍 설정부, 전력 공급·차단부 및 케이블 단접 감시부를 전력 공급 장치에 마련하고 있는 쪽이, 각 유량 제어 장치를 소형화하는 점에서 유리하다.

그 외, 본 발명의 취지에 반하지 않는 한에 있어서 여러가지 변형이나 실시 형태의 조합을 행해도 상관없다.

100: 유체 제어·측정 시스템
101: 유량 제어 장치
102: 전력 공급 장치
5: 전기 회로 기판
8: 전기 케이블
81: 통신 라인
82: 전력 공급 라인
83: 단접 감시용 라인
10: 전력 공급 제어부
11: 전력 공급 타이밍 설정부
12: 전력 공급·차단부
13: 전류 측정부
14: 케이블 단접 감시부

Claims (6)

1. 유체를 제어 또는 측정하는 복수의 유체 기기에 각각 전기 접속선을 통해서 접속됨으로써, 그 전기 접속선을 통해서 상기 각 유체 기기에 전력을 공급하는 전력 공급 장치로서,
   적어도 일부의 유체 기기에 대한 전력 공급 개시 타이밍을 엇갈리게 하는 전력 공급 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 전력 공급 제어부가,
   상기 각 유체 기기에 대한 전력 공급을 ON/OFF 하는 전력 공급·차단부와,
   상기 각 유체 기기와의 전기 접속선의 단접(斷接)을 각각 감시하는 전기 접속선 단접 감시부를 추가로 구비하고,
   상기 전기 접속선 단접 감시부가, 상기 전력 공급·차단부에 ON/OFF 제어 신호를 송신하여, 접속이 검지된 전기 접속선의 전력 공급 라인에 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 전기 접속선 단접 감시부가, 상기 전력 공급·차단부에 ON/OFF 제어 신호를 송신하여, 절단이 검지된 전기 접속선의 전력 공급 라인에 대한 전력 공급을 정지시키는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 전력 공급 제어부가, 상기 각 유체 기기에 대한 전력 공급 개시 타이밍을 모두 엇갈리게 하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 전력 공급 제어부가, 상기 각 유체 기기에 대한 전력 공급 개시 타이밍을 설정하는 전력 공급 개시 타이밍 설정부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 전력 공급 개시 타이밍 설정부가, 소정의 전력 공급 개시 신호를 접수하고, 그 접수 타이밍을 기준으로 하여 상기 전력 공급 개시 타이밍을 결정하는 전력 공급 장치.

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