KR20180097456A - Apparatus for estimating maintenance decision indicator, flow rate controlling apparatus, and method for estimating maintenance decision indicator - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 매스 플로우 컨트롤러 등의 유량 제어 장치와 필터 등의 관련 기기에 대해 메인터넌스가 필요한지의 여부의 판단 지표를 추정하는 기술에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a technique for estimating an index of whether or not maintenance is required for a flow control device such as a mass flow controller and related devices such as a filter.
반도체 제조 장치 등에서는, 재료 가스 등을 진공 챔버 내에 일정 유량으로 도입하기 위해서, 도 6에 도시된 바와 같은 매스 플로우 컨트롤러 등의 유량 제어 장치가 채용되고 있다(특허문헌 1 참조). 도 6에 있어서, 참조 부호 100은 본체 블록, 참조 부호 101은 센서 패키지, 참조 부호 102는 센서 패키지(101)의 헤드부, 참조 부호 103은 헤드부(102)에 탑재된 유체 센서, 참조 부호 104는 밸브, 참조 부호 105는 본체 블록(100)의 내부에 형성된 유로, 참조 부호 106은 유로(105)의 입구측의 개구, 참조 부호 107은 유로(105)의 출구측의 개구이다. In a semiconductor manufacturing apparatus or the like, a flow rate control device such as a mass flow controller as shown in Fig. 6 is employed to introduce a material gas into the vacuum chamber at a constant flow rate (see Patent Document 1). In Fig. 6,
유체는, 개구(106)로부터 유로(105)에 유입되고 밸브(104)를 통과하여, 개구(107)로부터 배출된다. 유체 센서(103)는, 유로(105)를 흐르는 유체의 유량을 계측한다. 매스 플로우 컨트롤러의 도시하지 않은 제어 회로는, 유체 센서(103)가 계측한 유체의 유량이 설정값과 일치하도록 밸브(104)를 구동한다. Fluid flows from the
이러한 매스 플로우 컨트롤러에 의해 재료 가스의 유량 제어를 계속해서 행하는 동안에, 재료 가스에 포함되는 성분의 영향 등에 의해, 매스 플로우 컨트롤러 자체 혹은 재료 가스의 유로에 구비되는 필터 등의 관련 기기에 오물이 부착되는 등, 문제점이 발생하는 경우가 있다.While continuing to control the flow rate of the material gas by the mass flow controller, it is possible to prevent dust from adhering to the mass flow controller itself or related equipment such as a filter provided in the flow path of the material gas due to influence of components included in the material gas Or the like may occur.
그래서, 매스 플로우 컨트롤러에 내장되는 유체 센서의 측정 레인지 전체에 있어서 허용 정밀도 범위 내에서만 유량 오차나 압력 오차가 발생하지 않도록, 밸브 개방도를 조작하여 교정하는 장치가 제안되어 있다(특허문헌 2 참조). 그러나, 특허문헌 2에 개시된 진단 기구에서는, 유체 센서의 계측값과 실제의 유량과의 오차가 정밀도면에서 허용할 수 있는 정도의 것인지의 여부를 진단할 수는 있으나, 진단을 위해서, 유로 상에 설치된 밸브를 완전 폐쇄 상태로 유지하거나, 또는 밸브를 완전 폐쇄 상태로부터 개방 상태로 변화시킬 필요가 있어, 장치의 가동 중에 진단을 행하는 것이 어렵다고 하는 문제점이 있었다. 매스 플로우 컨트롤러가 예컨대 반도체 제조 장치에 설치되어 있는 경우, 매스 플로우 컨트롤러를 진단하기 위해서 반도체 제조 장치 전체를 정지시키는 것은 어렵다. Therefore, there has been proposed an apparatus for correcting the valve opening degree by manipulating the valve opening so that a flow error or a pressure error does not occur only within the allowable accuracy range over the entire measurement range of the fluid sensor incorporated in the mass flow controller (see Patent Document 2) . However, in the diagnostic apparatus disclosed in
또한, 특허문헌 2에 개시된 진단 기구에서는, 반도체 제조 장치의 가동 정지 타이밍에서 매스 플로우 컨트롤러를 진단하는 경우, 이 가동 정지 중에 매스 플로우 컨트롤러의 유로에 유체를 유입시킨 후에 밸브를 완전 폐쇄 상태로 변화시킬 필요가 있어, 진단 작업에 수고가 든다고 하는 문제점이 있었다. 반도체 제조 장치 등에 있어서는, 장치의 가동 중에 메인터넌스의 필요성을 판단할 수 있게 되면 가동 관리가 행하기 쉬워지기 때문에, 개선이 요구되고 있다.Further, in the diagnostic apparatus disclosed in
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 유량 제어 장치 및 그 관련 기기에 대해 메인터넌스가 필요한지의 여부의 판단 지표를 장치의 가동 중에 추정할 수 있는 메인터넌스 판단 지표 추정 장치, 유량 제어 장치 및 메인터넌스 판단 지표 추정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a maintenance judgment index estimating apparatus, a flow rate control apparatus, and a maintenance judgment apparatus capable of estimating an index of whether or not maintenance of a flow rate control apparatus and its related equipment is necessary, And to provide an indicator estimation method.
본 발명의 메인터넌스 판단 지표 추정 장치는, 유체의 유량을 밸브를 이용하여 제어하는 유량 제어 중에 상기 유체의 유량이 미리 규정된 목표 유량으로 유지되고 있을 때의 상기 밸브의 개방도를 취득하도록 구성된 밸브 개방도 취득부와, 상기 밸브의 개방도와 상기 유체의 유량의 관계를 근사한 함수와, 상기 밸브 개방도 취득부에 의해 취득된 상기 밸브의 개방도에 기초하여, 이 취득 시점에서 상기 밸브의 개방도가 상한에 도달했다고 가정한 경우의 유량 상한값을, 유량 제어 장치의 메인터넌스 판단 지표로서 추정하도록 구성된 유량 상한 추정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다. The maintenance determination criterion estimating device of the present invention is a device for estimating a maintenance judgment index of a fluid flowing through a valve opening configured to acquire the opening degree of the valve when the flow rate of the fluid is maintained at a predetermined target flow rate during flow control, Based on a function approximating the relationship between the opening of the valve and the flow rate of the fluid and the opening degree of the valve acquired by the valve opening degree acquisition section, And a flow rate upper limit estimation unit configured to estimate the flow rate upper limit value when it is assumed that the upper limit is reached as a maintenance determination index of the flow rate control apparatus.
또한, 본 발명의 메인터넌스 판단 지표 추정 장치의 일 구성예에 있어서, 상기 유량 상한 추정부는, 상기 유량 상한값에 대응하는 상기 밸브의 개방도의 상한을 100%로 하는 것을 특징으로 하는 것이다. In the configuration of the maintenance judgment index estimating device of the present invention, the flow rate upper limit estimating section may set the upper limit of the degree of opening of the valve corresponding to the flow rate upper limit value to 100%.
또한, 본 발명의 메인터넌스 판단 지표 추정 장치의 일 구성예에 있어서, 상기 함수는, 적어도, 상기 밸브의 개방도에 관한 항과, 이 항에 곱해지는 수치인 게인에 의해 정의되고, 상기 유량 상한 추정부는, 상기 게인이 시간의 경과에 따라 감소한다고 가정했을 때에 상기 함수로부터 얻어지는 수식과, 상기 밸브 개방도 취득부에 의해 취득된 상기 밸브의 개방도에 기초하여, 상기 유량 상한값을 추정하는 것을 특징으로 하는 것이다. Further, in one configuration example of the maintenance judgment index estimating apparatus of the present invention, the function is defined by at least a term relating to the degree of opening of the valve and a gain which is a numerical value multiplied by the term, Wherein the flow rate upper limit value is estimated based on a formula obtained from the function and an opening degree of the valve acquired by the valve opening degree acquisition section when it is assumed that the gain decreases with time .
또한, 본 발명의 메인터넌스 판단 지표 추정 장치의 일 구성예에 있어서, 상기 함수는, 상기 밸브의 개방도와 상기 유체의 유량의 비선형 관계를 근사한 함수이고, 상기 밸브의 개방도에 관한 항이 지수 함수로 표현되는 것을 특징으로 하는 것이다. Further, in one configuration example of the maintenance judgment index estimating device of the present invention, the function is a function approximating a nonlinear relationship between the opening of the valve and the flow rate of the fluid, and the term relating to the opening degree of the valve is expressed as an exponential function .
또한, 본 발명의 메인터넌스 판단 지표 추정 장치의 일 구성예에 있어서, 상기 함수는, 상기 밸브의 개방도와 상기 유체의 유량의 비선형 관계를 근사한 함수이고, 상기 밸브의 개방도에 관한 항이 분수 함수로 표현되는 것을 특징으로 하는 것이다. Further, in one configuration example of the maintenance judgment index estimating device of the present invention, the function is a function approximating a nonlinear relationship between the opening of the valve and the flow rate of the fluid, and the term relating to the degree of opening of the valve is expressed by a fraction function .
또한, 본 발명의 메인터넌스 판단 지표 추정 장치의 일 구성예에 있어서, 상기 유량 상한 추정부는, 상기 유량 상한값을 추정하고자 하는 현시점에서 상기 밸브 개방도 취득부에 의해 취득된 상기 밸브의 개방도와 상기 목표 유량에 기초하여, 현시점의 상기 게인을 산출하는 게인 산출부와, 이 게인 산출부에 의해 산출된 게인에 기초하여, 상기 유량 상한값을 산출하는 유량 상한 산출부로 구성되는 것을 특징으로 하는 것이다. Further, in an example of the configuration of the maintenance judgment index estimating apparatus of the present invention, the flow rate upper limit estimating section may calculate the flow rate upper limit value based on the opening degree of the valve acquired by the valve opening degree acquiring section at the present time point, A gain calculating section for calculating the present gain at the present time and a flow rate upper limit calculating section for calculating the flow rate upper limit value based on the gain calculated by the gain calculating section.
또한, 본 발명의 메인터넌스 판단 지표 추정 장치의 일 구성예는, 상기 유량 상한 추정부에 의해 추정된 유량 상한값을 수치 표시하는 추정 결과 출력부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다. Further, an example of the construction of the maintenance judgment index estimating device of the present invention is characterized by further comprising: an estimation result outputting section for numerically displaying the flow rate upper limit value estimated by the flow upper limit estimating section.
또한, 본 발명의 메인터넌스 판단 지표 추정 장치의 일 구성예는, 상기 유량 상한 추정부에 의해 추정된 유량 상한값이 미리 규정된 임계값 미만이 되었을 때에, 경보를 발하는 추정 결과 출력부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다. Further, an example of the configuration of the maintenance judgment index estimating apparatus of the present invention is characterized by further comprising an estimation result outputting section for issuing an alarm when the flow rate upper limit value estimated by the flow rate upper limit estimating section becomes less than a predetermined threshold value .
또한, 본 발명의 유량 제어 장치는, 유로를 흐르는 유체의 유량을 계측하는 유량 계측부와, 상기 유로에 설치된 밸브와, 상기 유량 계측부에 의해 계측된 상기 유량과 미리 규정된 목표 유량이 일치하도록 상기 밸브를 조작하는 유량 제어부와, 메인터넌스 판단 지표 추정 장치를 구비하고, 상기 메인터넌스 판단 지표 추정 장치의 상기 밸브 개방도 취득부는, 상기 유로에 설치된 상기 밸브의 개방도를 취득하는 것을 특징으로 하는 것이다. The flow rate control device of the present invention further includes a flow rate measuring section for measuring a flow rate of the fluid flowing through the flow path, a valve provided in the flow path, and a valve control section for controlling the flow rate of the fluid, And a maintenance determination criterion estimating device, wherein the valve opening degree obtaining section of the maintenance determination criterion estimating device obtains the degree of opening of the valve provided in the flow path.
또한, 본 발명의 메인터넌스 판단 지표 추정 방법은, 유체의 유량을 밸브를 이용하여 제어하는 유량 제어 중에 상기 유체의 유량이 미리 규정된 목표 유량으로 유지되고 있을 때의 상기 밸브의 개방도를 취득하는 제1 단계와, 상기 밸브의 개방도와 상기 유체의 유량의 관계를 근사한 함수와, 상기 제1 단계에서 취득된 상기 밸브의 개방도에 기초하여, 이 취득 시점에서 상기 밸브의 개방도가 상한에 도달했다고 가정한 경우의 유량 상한값을, 유량 제어 장치의 메인터넌스 판단 지표로서 추정하는 제2 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다. The maintenance determination index estimation method of the present invention is a method for estimating a maintenance determination index of a fluid by controlling a flow rate of the fluid by using a valve, The opening degree of the valve reaches the upper limit based on the first step and the function approximating the relationship between the opening of the valve and the flow rate of the fluid and the opening degree of the valve acquired in the first step And a second step of estimating a flow rate upper limit value in the case where the flow rate control apparatus is assumed as a maintenance determination index of the flow rate control apparatus.
본 발명에 의하면, 유량 제어 장치 및 그 관련 기기에 대해 메인터넌스가 필요한지의 여부의 판단 지표(유량 상한값)를, 장치의 가동 중에 추정할 수 있다. 그 결과, 오퍼레이터편에서는, 유량 제어 장치가 설치된 반도체 제조 장치 등을 가동 관리하기 쉬워진다. 또한, 본 발명에서는, 메인터넌스가 필요한지의 여부의 판단에 요하는 수고를 대폭 경감할 수 있다.According to the present invention, it is possible to estimate the determination index (flow upper limit value) as to whether maintenance of the flow control device and its related equipment is necessary during operation of the apparatus. As a result, on the operator side, it becomes easy to operate and manage the semiconductor manufacturing apparatus and the like equipped with the flow rate control device. Further, in the present invention, it is possible to greatly reduce the labor required for judging whether maintenance is required or not.
도 1은 매스 플로우 컨트롤러에 설치된 밸브의 개방도와 유체의 유량의 관계의 일례를 도시한 도면이다.
도 2는 매스 플로우 컨트롤러에 설치된 밸브의 개방도와 유체의 유량의 관계의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유량 제어 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유량 제어 장치의 유량 제어 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유량 제어 장치의 메인터넌스 판단 지표 추정 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 6은 매스 플로우 컨트롤러의 단면도이다. 1 is a diagram showing an example of a relationship between an opening of a valve provided in a mass flow controller and a flow rate of a fluid.
2 is a view showing another example of the relationship between the opening of the valve provided in the mass flow controller and the flow rate of the fluid.
3 is a block diagram showing the configuration of a flow rate control apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a flow chart for explaining the flow control operation of the flow control device according to the embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a maintenance determination index estimation operation of the flow rate control apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view of the mass flow controller.
[발명의 원리][Principle of the invention]
매스 플로우 컨트롤러의 용도는, 다수의 경우, 미리 한정적으로 결정된 목표 유량으로 유체의 유량을 안정적으로 유지하는 것이다. 따라서, 그러한 용도를 전제로 하면, 필터의 막힘의 영향 등을 신뢰성이 높은 검출 조건으로 추정할 수 있다. 구체적으로는, 임의의 목표 유량으로 안정적으로 유지되고 있는 상태를 검출하고, 그 조건에 있어서의 밸브 개방도 지시 신호를 취득한다. The use of the mass flow controller is in many cases to stably maintain the flow rate of the fluid at the target flow rate determined in advance. Therefore, assuming such a use, the influence of the clogging of the filter can be estimated to be a highly reliable detection condition. More specifically, a state in which the target flow rate is stably maintained is detected, and the valve opening degree indicating signal in the condition is obtained.
매스 플로우 컨트롤러의 상류에 설치된 필터의 막힘이 발생한 경우를 생각하면, 그 시점에서 밸브 개방도를 100%로 포화시킨 상태에서 도달할 수 있는 유량이, 그 시점에서의 제어 가능한 유량의 상한값이며, 환언하면, 그 상한값을 추정하여 메인터넌스를 행할지의 여부를 판단하는 것이 효율적이다. 따라서, 발명자들은, 매스 플로우 컨트롤러 특유의 사용 조건에 기초하여, 신뢰성이 높은 밸브 개방도의 정보를 취득하고, 거기로부터 추정되는 유량의 상한값(예컨대 밸브 개방도 100%에서의 추정 유량)을, 메인터넌스가 필요한지의 여부의 판단 지표로 하는 것이 타당한 것에 상도하였다.Considering the case where the filter installed upstream of the mass flow controller is clogged, the flow rate which can be reached at the state in which the valve opening degree is saturated at 100% at that point is the upper limit value of the controllable flow rate at that point, , It is effective to estimate whether or not the maintenance is to be performed by estimating the upper limit value. Therefore, the inventors of the present invention have been able to obtain information on the valve opening degree with high reliability based on the use conditions peculiar to the mass flow controller, and to provide an upper limit value of the flow rate estimated therefrom (for example, an estimated flow rate at 100% It is reasonable to make a judgment index as to whether or not it is necessary.
[실시예][Example]
이하, 본 발명의 실시예에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 특허문헌 2에는, 매스 플로우 컨트롤러에 설치된 밸브의 개방도를 시간적으로 직선적으로 변화시킨 경우에, 고개방도측일수록 유로를 흐르는 유체의 유량 체적이 적은 것이 나타나 있다. 이와 같이, 밸브 개방도(MV)와 유량(PV)은, 비선형 관계이고, 고개방도측일수록 개방도(MV)의 변화량에 대해, 유량(PV)의 변화량이 감소하는 것이 알려져 있다. 이러한 매스 플로우 컨트롤러의 특성의 개략을 도 1에 도시한다. 한편, 도 1의 예에서는, 유량(PV)을 0∼100%의 값으로 정규화하고 있다. 도 1에 도시된 바와 같은 특성은, 비선형의 수속 현상이기 때문에, 다음 식의 지수 함수로 표현될 수 있다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
PV = K{1.0-exp(-MV/A)} …(1)PV = K {1.0-exp (-MV / A)} ... (One)
이와 같이, 밸브 개방도(MV)와 유량(PV)의 관계를 근사한 함수는, 상수항(1.0)과, 밸브 개방도(MV)에 관한 항과, 이들 각 항에 곱해지는 수치인 게인(K)에 의해 정의된다. 식 (1)의 A는 비선형의 수속 상태를 부여하는 계수이다. 도 1의 곡선 cur1은, 매스 플로우 컨트롤러의 초기 특성을 나타내는 것이다. 미리 파악된 공급 압력을 기준으로 하여, 밸브 개방도(MV) = 100%에서 유량(PV)이 최대값 100%가 되는 것으로 하고, 또한 일반적인 비선형성의 이미지에 맞춰, 곡선 cur1은 다음 식과 같은 계수값의 지수 함수로 표현될 수 있다. The function approximating the relationship between the valve opening degree MV and the flow rate PV is defined as a function of the constant term 1.0 and the term relating to the valve opening degree MV and the gain K, Lt; / RTI > A in Equation (1) is a coefficient giving a nonlinear convergence state. Curve cur1 in Fig. 1 shows the initial characteristics of the mass flow controller. It is assumed that the flow rate (PV) becomes the
PV = 104.0{1.0-exp(-MV/30.0)} …(2) PV = 104.0 {1.0-exp (-MV / 30.0)} ... (2)
식 (2)의 K = 104.0, A = 30.0은 이들 수치의 일례이다. 유로에 설치된 필터 등의 막힘 현상에 있어서는, 이 필터보다 하류에 있는 매스 플로우 컨트롤러의 밸브 자체의 특성인 비선형성은 변화하지 않는 것으로 추정할 수 있기 때문에, 계수 A는 일정하다고 간주할 수 있다. 그러므로, 게인(K)만이 필터의 막힘 현상 등에 의해 감소하는 것으로 가정하게 된다. K = 104.0 and A = 30.0 in equation (2) are examples of these values. In the case of the clogging of the filter installed in the flow path, it can be assumed that the nonlinearity, which is the characteristic of the valve itself of the mass flow controller downstream of the filter, does not change, so that the coefficient A can be regarded as being constant. Therefore, it is assumed that only the gain K decreases due to clogging of the filter or the like.
매스 플로우 컨트롤러나 매스 플로우 컨트롤러의 관련 기기의 메인터넌스가 필요한지의 여부를 판단하는 데 있어서는, 매스 플로우 컨트롤러의 가동 시간에 대해 몇 가지 요인이 영향을 준다고 추측되지만, 가동 시간에 대략 비례하는 형태로, 즉 급격한 악화는 없을 정도의 일정한 완만한 페이스로, 게인(K)이 감소하는 것으로 가정하는 것이 타당하다. In determining whether maintenance of the mass flow controller or related equipment of the mass flow controller is necessary, it is presumed that some factor influences the operation time of the mass flow controller. However, It is reasonable to assume that the gain (K) decreases with a constant gentle pace to the extent that there is no rapid deterioration.
여기서, 미리 규정된 목표 유량(PVx)을 PVx = 60.0%라고 가정한다. 즉, 매스 플로우 컨트롤러의 유량 설정값(SP)으로서 주어지는 가장 기준이 되는 수치가 SPx = 60.0%가 된다. 유체의 유량을 PVx = 60.0%로 정정(整定)시키기 위한 매스 플로우 컨트롤러의 초기 상태의 밸브 개방도를 MV1이라고 하면, 곡선 cur1에 의해 MV1 = 25.8%가 된다. 미리 비선형 특성의 계수 A = 30.0이 파악되었기 때문에, PVx = 60.0%와 MV1 = 25.8%에 기초하여, 초기 상태의 게인(K1)은 다음 식과 같이 역산(逆算)될 수 있다. 한편, 이 초기 상태에서는, 밸브 개방도 100%에서의 유량[유량 상한값(PVh)]은, 상기한 바와 같이 PVh = 100%이다. Here, it is assumed that the predetermined target flow rate PVx is PVx = 60.0%. In other words, SPx = 60.0% is the most standard value given as the flow set value SP of the mass flow controller. When the valve opening degree in the initial state of the mass flow controller for correcting (setting) the fluid flow rate to PVx = 60.0% is MV1, MV1 = 25.8% by curve cur1. Since the coefficient A of the nonlinear characteristic A = 30.0 has been previously grasped, the initial state gain K1 can be inversely calculated based on PVx = 60.0% and MV1 = 25.8%. On the other hand, in this initial state, the flow rate (upper flow rate limit PVh) at 100% of the valve opening degree is PVh = 100% as described above.
K1 = PVx/{1.0-exp(-MV1/A)}K1 = PVx / {1.0-exp (-MV1 / A)}
= 60.0/{1.0-exp(-25.8/30.0)} = 104.0 …(3) = 60.0 / {1.0-exp (-25.8 / 30.0)} = 104.0 ... (3)
다음으로, 필터의 막힘이 발생할 정도로 매스 플로우 컨트롤러의 가동 시간이 경과한 시점에서의 목표 유량(PVx)을 유지하기 위한 밸브 개방도(MV)를 취득하는 것으로 한다. 이때, 목표 유량(PVx)은 초기 상태의 목표 유량(PVx)과는 상이한 값이어도 좋다. 여기서는, 목표 유량(PVx) = 40.0%로 한다. 예컨대 가동 개시로부터 72시간이 경과한 시점에서, 목표 유량(PVx) = 40.0%를 유지하기 위한 밸브 개방도(MV)로서, MV2 = 16.2%가 검출된 것으로 한다. 이 값은, 필터의 막힘 현상에 의해 매스 플로우 컨트롤러에 유입되는 포인트에서의 압력이 저하되어, 목표 유량(PVx) = 40.0%를 유지하기 위한 밸브 개방도(MV)를, MV2 = 16.2%로 하지 않으면 안 되게 된 것을 의미하고 있다.Next, the valve opening degree (MV) for maintaining the target flow rate (PVx) at the time when the operation time of the mass flow controller has elapsed to such an extent that clogging of the filter occurs is acquired. At this time, the target flow rate PVx may be a value different from the target flow rate PVx in the initial state. Here, the target flow rate PVx = 40.0%. For example, it is assumed that MV2 = 16.2% is detected as the valve opening degree (MV) for maintaining the target flow rate PVx = 40.0% at 72 hours from the start of operation. This value indicates that the valve opening degree (MV) for maintaining the target flow amount PVx = 40.0% is set to MV2 = 16.2% because the pressure at the point at which the fluid flows into the mass flow controller is lowered due to the clogging of the filter It means that you should not have to.
가동 개시로부터 72시간이 경과한 시점의 게인(K2)은, PVx = 40.0%와 MV2 = 16.2%에 기초하여 다음 식과 같이 역산될 수 있다. The gain K2 at 72 hours from the start of operation can be inversely calculated according to the following equation based on PVx = 40.0% and MV2 = 16.2%.
K2 = PVx/{1.0-exp(-MV2/A)}K2 = PVx / {1.0-exp (-MV2 / A)}
= 40.0/{1.0-exp(-16.2/30.0)} = 96.0 …(4) = 40.0 / {1.0-exp (-16.2 / 30.0)} = 96.0 (4)
따라서, 게인(K)이, 초기 상태의 K1 = 104.0으로부터 K2 = 96.0으로를, 수치로 하여 8.0만큼 72시간에 감소했다고 하는 추정이 된다. 이 경우, 매스 플로우 컨트롤러의 특성은, 도 1의 곡선 cur2와 같이 된다. 그리고, 이 cur2의 상태에서는, 밸브 개방도 100%에서의 유량[유량 상한값(PVh)]은, 다음 식과 같이 산출될 수 있다. Therefore, it is estimated that the gain K decreased from 8.0 in the initial state, K1 = 104.0 to K2 = 96.0, by 8.0 in 72 hours. In this case, the characteristics of the mass flow controller are as shown by the curve cur2 in Fig. Then, in the state of cur2, the flow rate (upper flow rate limit PVh) at the valve opening degree of 100% can be calculated by the following equation.
PVh = 96.0{1.0-exp(-100.0/30.0)} = 96.6 …(5)PVh = 96.0 {1.0-exp (-100.0 / 30.0)} = 96.6 ... (5)
이와 같이, PVh = 96.6%가 cur2의 상태에서의 제어 가능한 유량의 상한값이고, 그다지 심각한 상태가 아니라고 판단할 수 있다. 즉, 매스 플로우 컨트롤러의 메인터넌스는 아직 불필요하다고 하는 판단 지표가 된다. Thus, it can be judged that PVh = 96.6% is the upper limit value of the controllable flow rate in the state of cur2, which is not so serious. That is, the maintenance of the mass flow controller becomes a judgment index that it is not necessary yet.
매스 플로우 컨트롤러의 가동 시간에 대략 비례하여 일정한 페이스로 게인(K)이 감소하는 것으로 가정하고 있기 때문에, cur2의 상태로부터 약 72시간 더 경과하면, 아마도 게인(K)은 약 8.0만큼 더 감소하고, 매스 플로우 컨트롤러의 특성은 도 1의 곡선 cur3(K3 = 88.0)과 같이 되는 것으로 추정할 수 있다. 이 cur3의 상태에서는, 밸브 개방도 100%에서의 유량[유량 상한값(PVh)]은, 다음 식과 같이 산출될 수 있다. 단, 게인(K)이 일정한 페이스로 감소하는 경우에 한한다. Since it is assumed that the gain K decreases at a constant pace roughly in proportion to the running time of the mass flow controller, when the time elapses from the state of cur2 for about 72 hours, the gain K is possibly decreased by about 8.0, It can be assumed that the characteristic of the mass flow controller is like the curve cur3 (K3 = 88.0) in Fig. In the state of cur3, the flow rate (upper flow rate limit value PVh) at the valve opening degree of 100% can be calculated by the following equation. However, only when the gain K decreases at a constant pace.
PVh = 88.0{1.0-exp(-100.0/30.0)} = 84.9 …(6)PVh = 88.0 {1.0-exp (-100.0 / 30.0)} = 84.9 ... (6)
이상을 일단 정리하면, 이하와 같이 된다. 초기 상태(cur1)에서는, PVx = 60.0%와 MV1 = 25.8%의 실적으로부터 PVh = 100.0%로 추정할 수 있다. 가동 개시로부터 72시간 경과 후의 상태(cur2)에서는, PVx = 40.0%와 MV2 = 16.2%의 실적으로부터 PVh = 96.6%로 추정할 수 있다. 72시간 더 경과한 후의 상태(cur3)에서는, PVh = 84.9%로 추정할 수 있다. The above is summarized as follows. In the initial state (cur1), PVh = 100.0% can be estimated from the results of PVx = 60.0% and MV1 = 25.8%. In the state (cur2) after 72 hours from the start of operation, PVh = 96.6% can be estimated from the results of PVx = 40.0% and MV2 = 16.2%. In the state (cur3) after 72 hours have elapsed, PVh = 84.9% can be estimated.
다음으로, 시간이 더 경과한 시점에서 목표 유량(PVx)을 유지하기 위한 밸브 개방도(MV)를 취득하는 것으로 한다. 이때, 목표 유량(PVx) = 30.0%로 설정되어 있고, 이 목표 유량(PVx) = 30.0%를 유지하기 위한 밸브 개방도(MV)로서, MV4 = 19.8%가 검출된 것으로 한다. 이 경우, PVx = 30.0%와 MV4 = 19.8%에 기초하여, 게인(K4)은 다음 식과 같이 역산될 수 있다. Next, it is assumed that the valve opening degree (MV) for holding the target flow rate PVx is acquired at a time point of time elapses. At this time, it is assumed that the target flow rate PVx is set to 30.0% and MV4 = 19.8% is detected as the valve opening degree MV for maintaining the target flow rate PVx = 30.0%. In this case, based on PVx = 30.0% and MV4 = 19.8%, the gain K4 can be inversely calculated as shown in the following equation.
K4 = PVx/{1.0-exp(-MV4/A)}K4 = PVx / {1.0-exp (-MV4 / A)}
= 30.0/{1.0-exp(-19.8/30.0)} = 62.0 …(7) = 30.0 / {1.0-exp (-19.8 / 30.0)} = 62.0 (7)
이 경우, 매스 플로우 컨트롤러의 특성은, 도 1의 곡선 cur4와 같이 된다. 그리고, 이 cur4의 상태에서는, 밸브 개방도 100%에서의 유량[유량 상한값(PVh)]은, 다음 식과 같이 산출될 수 있다. In this case, the characteristics of the mass flow controller are as shown by the curve cur4 in Fig. In this state of cur4, the flow rate (upper flow rate limit PVh) at the valve opening degree of 100% can be calculated by the following equation.
PVh = 62.0{1.0-exp(-100.0/30.0)} = 59.8 …(8)PVh = 62.0 {1.0-exp (-100.0 / 30.0)} = 59.8 ... (8)
이와 같이, PVh = 59.8%가 cur4의 상태에서의 제어 가능한 유량의 상한값이다. 과거의 실적으로서 목표 유량(PVx)을 PVx = 60.0%로 한 케이스가 있고, PVh = 59.8%가 과거의 목표 유량(PVx)을 하회하고 있기 때문에, 심각한 상태라고 판단할 수 있다. 즉, 매스 플로우 컨트롤러의 메인터넌스가 필요하다고 하는 판단 지표가 된다. Thus, PVh = 59.8% is the upper limit of the controllable flow rate in the state of cur4. As a result of the past, there is a case where the target flow rate PVx is set to 60.0%, and PVh = 59.8% is less than the past target flow rate PVx. That is, it becomes a determination index that maintenance of the mass flow controller is required.
이상으로부터, 매스 플로우 컨트롤러 및 그 관련 기기의 메인터넌스의 필요성의 판단 지표를 구하는 순서는 이하의 (Ⅰ), (Ⅱ)와 같이 정리할 수 있다. 본 실시예에 의하면, 저유량, 저개방도(밸브 개방도가 상한으로부터 충분히 떨어져 있는 개방도)로 제어하고 있음으로써 밸브 개방도에 여유가 있는 것처럼 보이는 경우에도, 타당한 판단 지표를 얻을 수 있다. From the above, the order of obtaining the index of the necessity of maintenance of the mass flow controller and its related equipment can be summarized as follows (I) and (II). According to this embodiment, it is possible to obtain a proper judgment index even when it appears that there is a margin in the valve opening degree because the low flow rate and low opening degree (the valve opening degree is sufficiently away from the upper limit) are controlled.
(Ⅰ) 유체의 유량을 임의의 목표 유량(PVx)으로 유지하기 위한 밸브 개방도(MV)가 취득되었다. 이 밸브 개방도(MV)에 기초하여, 게인(K)을 산출한다. 단, 비선형성 계수 A는 미리 규정되어 있다. (I) A valve opening (MV) for maintaining the flow rate of the fluid at an arbitrary target flow rate (PVx) was obtained. Based on the valve opening degree MV, the gain K is calculated. However, the nonlinearity coefficient A is prescribed in advance.
K = PVx/{1.0-exp(-MV/A)} …(9)K = PVx / {1.0-exp (-MV / A)} ... (9)
(Ⅱ) 밸브 개방도(MV)가 상한 100%가 되는 경우의 유량을, 제어 가능한 유량 상한값(PVh)으로서 산출하고, 이 유량 상한값(PVh)을 매스 플로우 컨트롤러 및 그 관련 기기의 메인터넌스가 필요한지의 여부의 판단 지표로 한다. (II) The flow rate when the valve opening degree MV becomes the
PVh = K{1.0-exp(-100.0/A)} …(10)PVh = K {1.0-exp (-100.0 / A)} ... (10)
한편, 도 1의 비선형성을 근사할 수 있는 함수이면, 지수 함수 이외에도 동일한 방법을 적용할 수 있다. 예컨대, 하기의 분수 함수이면 사칙 연산만으로 밸브 개방도와 유량의 비선형성을 기술할 수 있다.On the other hand, if the nonlinearity of Fig. 1 can be approximated, the same method can be applied in addition to the exponential function. For example, if the following function is a fractional function, the valve opening and the nonlinearity of the flow rate can be described only by arithmetic operation.
PV = K[{-A/(MV+B)}+C]PV = K [{- A / (MV + B)} + C]
= 1.0[{-3130.0/(MV+25.0)}+125.2] …(11) = 1.0 [{- 3130.0 / (MV + 25.0)} + 125.2] ... (11)
K = PVx/[{-A/(MV+B)}+C] …(12)K = PVx / [{- A / (MV + B)} + C] ... (12)
PVh = K[{-A/(100.0+B)}+C] …(13)PVh = K [{- A / (100.0 + B)} + C] ... (13)
식 (1)과 마찬가지로, 식 (11)의 함수는, 상수항(C = 125.2)과, 밸브 개방도(MV)에 관한 항과, 이들 각 항에 곱해지는 게인(K)에 의해 정의된다. 식 (11)∼식 (13)에 의하면, 매스 플로우 컨트롤러의 특성을 도 1과 동일한 도 2로 나타낼 수 있다. 도 2의 곡선 cur1의 상태에 있어서의 게인(K1)은 1.0, 곡선 cur2의 상태에 있어서의 게인(K2)은 0.923, 곡선 cur3의 상태에 있어서의 게인(K3)은 0.846, 곡선 cur4의 상태에 있어서의 게인(K4)은 0.596이다. 즉, 도 1의 예와 마찬가지로, 가동 시간에 비례하여 일정한 페이스로 게인(K)이 감소한다. Similarly to the equation (1), the function of the equation (11) is defined by the terms relating to the constant term (C = 125.2) and the valve opening degree (MV) and the gain (K) According to the equations (11) to (13), the characteristics of the mass flow controller can be represented by the same Fig. 2 as in Fig. The gain K1 in the state of the curve cur1 in FIG. 2 is 1.0, the gain K2 in the state of the curve cur2 is 0.923, the gain K3 in the state of the curve cur3 is 0.846, And the gain K4 in this case is 0.596. That is, as in the example of Fig. 1, the gain K decreases at a constant pace in proportion to the operating time.
다음으로, 본 실시예의 유량 제어 장치(매스 플로우 컨트롤러)의 구성에 대해 설명한다. 본 실시예의 유량 제어 장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 유로를 흐르는 유체의 유량을 계측하는 유량 계측부(1)와, 유량 계측부(1)에 의해 계측된 유량과 목표 유량(PVx)이 일치하도록 밸브를 조작하는 유량 제어부(2)와, 유량 제어 중에 유체의 유량이 미리 규정된 목표 유량(PVx)으로 유지되고 있을 때의 밸브 개방도(MV)를 취득하는 밸브 개방도 취득부(3)와, 밸브 개방도(MV)의 취득 시점에서 밸브 개방도가 상한(예컨대 100%)에 도달했다고 가정한 경우의 유량 상한값(PVh)을, 메인터넌스 판단 지표로서 추정하는 유량 상한 추정부(4)와, 유량 상한 추정부(4)의 추정 결과에 관한 정보를 출력하는 추정 결과 출력부(5)를 구비한다.Next, the configuration of the flow control device (mass flow controller) of the present embodiment will be described. As shown in FIG. 3, the flow rate control apparatus of the present embodiment is provided with a flow
다음으로, 본 실시예의 유량 제어 장치의 동작을 도 4, 도 5를 참조하여 설명한다. 도 4는 유량 제어 동작을 설명하는 흐름도, 도 5는 메인터넌스 판단 지표 추정 동작을 설명하는 흐름도이다. Next, the operation of the flow rate control apparatus of this embodiment will be described with reference to Figs. 4 and 5. Fig. FIG. 4 is a flowchart for explaining the flow control operation, and FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the maintenance determination indicator.
유량 계측부(1)는, 유로[도 6의 유로(105)]를 흐르는 유체의 유량을 계속적으로 계측한다(도 4의 단계 S100). 이 유량 계측부(1)는, 도 6의 유체 센서(103)에 상당하는 것이며, 매스 플로우 컨트롤러에 설치되어 있는 주지의 구성이다. The flow
유량 제어부(2)는, 유량 계측부(1)가 계측한 유체의 유량과 예컨대 오퍼레이터에 의해 설정된 목표 유량(PVx)이 일치하도록 밸브[도 6의 밸브(104)]를 계속적으로 조작한다(도 4의 단계 S101). 이 유량 제어부(2)에 대해서도, 매스 플로우 컨트롤러에 설치되어 있는 주지의 구성이다.The
이렇게 해서, 예컨대 오퍼레이터에 의해 장치의 동작 종료가 지시될 때까지(도 4의 단계 S102에 있어서 YES), 단계 S100, S101의 처리를 미리 규정된 주기(예컨대 50 msec)마다 반복해서 실행한다. In this manner, for example, the processes of steps S100 and S101 are repeatedly executed at prescribed intervals (for example, 50 msec) until the operator instructs the end of operation of the apparatus (YES in step S102 in Fig. 4).
한편, 밸브 개방도 취득부(3)는, 유체의 유량이 목표 유량(PVx)으로 유지되고 있을 때의 밸브의 개방도(MV)(목표 유지 밸브 개방도)를 취득한다(도 5의 단계 S200). 구체적으로는, 밸브 개방도 취득부(3)는, 일정 시간 전부터 현시점까지의 기간에 있어서 유량 계측부(1)가 계측한 유량과 목표 유량(PVx)의 편차의 절대값이 계속해서 규정값 이내인 경우에는, 유체의 유량이 목표 유량(PVx)으로 유지되고 있다고 판정하고, 현시점의 밸브 개방도(MV)를 취득한다. 일정 시간(t)의 값은, 규정된 값으로서 밸브 개방도 취득부(3)에 설정되어 있다. On the other hand, the valve opening
한편, 밸브 개방도 그 자체를 검출해도 좋으나, 실상은 엄밀한 밸브 개방도를 검출하는 것은 아니며, 유량 제어부(2)로부터 밸브에 출력되는 신호(예컨대 밸브 개방도 지시 신호 혹은 밸브 구동 전류)를 취득하고, 이 신호를 기초로 밸브 개방도를 판단하면 된다. On the other hand, although the valve opening degree itself may be detected, the actual valve opening degree is not detected, and a signal (for example, valve opening degree indicating signal or valve driving current) output to the valve from the flow
다음으로, 유량 상한 추정부(4)는, 밸브 개방도 취득부(3)에 의해 취득된 밸브 개방도(MV)(목표 유지 밸브 개방도)에 기초하여, 이 취득 시점에서 밸브 개방도가 상한(예컨대 100%)에 도달했다고 가정한 경우의 유량 상한값(PVh)을, 제어 가능한 유량이라고 하는 판단 지표로서 추정한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 유량 상한 추정부(4)는, 게인(K)을 산출하는 게인 산출부(40)와, 유량 상한값(PVh)을 산출하는 유량 상한 산출부(41)로 구성된다.Next, based on the valve opening degree MV (target holding valve opening degree) acquired by the valve opening
유량 상한 추정부(4)의 게인 산출부(40)는, 유량 상한값(PVh)을 산출하고자 하는 현시점의 게인(K)을 식 (9)에 의해 산출한다(도 5의 단계 S201). 식 (9)의 계수 A는, 규정된 값으로서 유량 상한 추정부(4)에 설정되어 있다. 이 계수 A를 파악하기 위해서는, 예컨대 유량 제어 장치의 유량 시험을 사전에 행하여 계수 A의 값을 조사해 두면 된다.The
그리고, 유량 상한 추정부(4)의 유량 상한 산출부(41)는, 게인 산출부(40)에 의해 산출된 게인(K)에 기초하여, 유량 상한값(PVh)을 식 (10)에 의해 산출한다(도 5의 단계 S202). 이상으로, 유량 상한 추정부(4)의 처리가 종료된다. The flow upper
추정 결과 출력부(5)는, 유량 상한 추정부(4)의 추정 결과를 출력한다(도 5의 단계 S203). 추정 결과의 출력 방법으로서는, 예컨대 유량 상한값(PVh)의 수치 표시, 유량 상한값(PVh)에 기초하는 경보 출력, 추정 결과 정보의 외부로의 송신 등이 있다. 경보 출력의 경우에는, 유량 상한값(PVh)이 미리 규정된 임계값 미만(예컨대 60% 미만)이 되었을 때에, 경보를 알리는 LED를 점등시키도록 하면 된다. The estimation
밸브 개방도 취득부(3)와 유량 상한 추정부(4)와 추정 결과 출력부(5)는, 예컨대 오퍼레이터에 의해 장치의 동작 종료가 지시될 때까지(도 5의 단계 S204에 있어서 YES), 단계 S200∼S203의 처리를 소정의 주기(ΔT)(예컨대 24시간)마다 반복해서 실행한다. The valve opening
이상에 의해, 본 실시예에서는, 유량 제어 장치 및 그 관련 기기(유로에 설치된 필터 등)에 대해 메인터넌스가 필요한지의 여부의 판단 지표[유량 상한값(PVh)]를, 장치의 가동 중에 추정할 수 있다. 오퍼레이터는, 유량 제어 장치의 추정 결과에 기초하여, 메인터넌스가 필요한 심각한 상황에 이르렀는지의 여부를 판단할 수 있게 되기 때문에, 반도체 제조 장치 등을 가동 관리하기 쉬워진다. 또한, 본 실시예에서는, 반도체 제조 장치의 가동 정지 중에 매스 플로우 컨트롤러의 유로에 유체를 유입시킨다고 하는 작업이 불필요해지기 때문에, 메인터넌스가 필요한지의 여부의 판단에 요하는 수고를 대폭 경감할 수 있다. As described above, in the present embodiment, it is possible to estimate the determination index (flow upper limit value PVh) as to whether or not maintenance is required for the flow control device and its related equipment (filter installed in the flow path, etc.) during operation of the apparatus . The operator can judge whether or not a serious situation requiring maintenance is reached based on the estimation result of the flow rate control device, so that the operator can easily manage the semiconductor manufacturing apparatus and the like. In addition, in the present embodiment, since it is not necessary to carry out the operation of introducing the fluid into the flow path of the mass flow controller during the shutdown of the semiconductor manufacturing apparatus, it is possible to greatly reduce the labor required for judging whether maintenance is required or not.
한편, 유체의 유량이 목표 유량(PVx)으로 유지되고 있지 않다고 밸브 개방도 취득부(3)가 판정한 경우에는 밸브 개방도(MV)를 취득할 수 없기 때문에, 이 경우에는 유량 상한값(PVh)을 산출할 수 없게 된다. On the other hand, when the valve opening
또한, 목표 유량(PVx)이 도중에 변경되는 경우에도 본 실시예를 적용할 수 있으나, 유체의 유량이 목표 유량(PVx)으로 유지되고 있는지의 여부를 밸브 개방도 취득부(3)가 판정하는 일정 시간(t)(t<ΔT)의 기간 중에는, 목표 유량(PVx)이 동일한 값으로 유지되고 있을 필요가 있다. 일정 시간(t)의 기간 중에 목표 유량(PVx)이 변경된 경우에는, 밸브 개방도(MV)의 취득이 불가능해진다.The present embodiment can also be applied to the case where the target flow rate PVx is changed on the way, but it is also possible to determine whether or not the flow rate of the fluid is maintained at the target flow rate PVx During the period of time t (t <? T), the target flow rate PVx needs to be maintained at the same value. When the target flow amount PVx is changed during the period of the constant time t, the valve opening degree MV can not be obtained.
또한, 유량 상한 추정부(4)는, 식 (9), 식 (10) 대신에, 식 (12), 식 (13)을 이용하여 게인(K)과 유량 상한값(PVh)을 산출하도록 해도 좋다. 식 (12), 식 (13)의 계수 A, B, C는, 규정된 값으로서 유량 상한 추정부(4)에 설정되어 있다. 이 계수 A, B, C를 파악하기 위해서는, 예컨대 유량 제어 장치의 유량 시험을 사전에 행하도록 하면 된다. The flow rate upper
또한, 본 실시예에서는, 도 3에 도시된 구성을 모두 유량 제어 장치(매스 플로우 컨트롤러) 내에 설치하고 있으나, 이것에 한하는 것은 아니다. 밸브 개방도 취득부(3)와 유량 상한 추정부(4)와 추정 결과 출력부(5)를 메인터넌스 판단 지표 추정 장치로서, 상위 기기[예컨대 프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC)]에 설치하고, 유량 계측부(1)와 유량 제어부(2)를 포함하는 일반적인 마이크로 플로우 컨트롤러와 조합하여 사용하도록 해도 좋다. In the present embodiment, all of the components shown in Fig. 3 are provided in the flow control device (mass flow controller), but the present invention is not limited to this. The valve opening
본 실시예에서 설명한 유량 제어 장치는, CPU(Central Processing Unit), 기억 장치 및 인터페이스를 구비한 컴퓨터와, 이들 하드웨어 자원을 제어하는 프로그램에 의해 실현될 수 있다. 마찬가지로, 밸브 개방도 취득부(3)와 유량 상한 추정부(4)와 추정 결과 출력부(5)로 이루어지는 메인터넌스 판단 지표 추정 장치는, 컴퓨터와 프로그램에 의해 실현될 수 있다. 각각의 장치의 CPU는, 각각의 기억 장치에 저장된 프로그램에 따라 본 실시예에서 설명한 처리를 실행한다. 이에 의해, 본 실시예의 메인터넌스 판단 지표 추정 방법을 실현할 수 있다. The flow rate control device described in this embodiment can be realized by a computer having a CPU (Central Processing Unit), a storage device and an interface, and a program for controlling these hardware resources. Likewise, the maintenance determination index estimation device including the valve opening
본 발명은 유량 제어 장치와 그 관련 기기를 관리하는 기술에 적용할 수 있다. The present invention can be applied to a technique for managing a flow control device and its related devices.
1: 유량 계측부
2: 유량 제어부
3: 밸브 개방도 취득부
4: 유량 상한 추정부
5: 추정 결과 출력부
40: 게인 산출부
41: 유량 상한 산출부1: Flow measuring part 2: Flow control part
3: valve opening degree acquisition unit 4: flow rate upper limit estimation unit
5: estimation result output unit 40: gain calculation unit
41: Flow rate upper limit calculating section
Claims (10)
상기 밸브의 개방도와 상기 유체의 유량의 관계를 근사한 함수와, 상기 밸브 개방도 취득부에 의해 취득된 상기 밸브의 개방도에 기초하여, 이 취득 시점에서 상기 밸브의 개방도가 상한에 도달했다고 가정한 경우의 유량 상한값을, 유량 제어 장치의 메인터넌스 판단 지표로서 추정하도록 구성된 유량 상한 추정부
를 구비하는 것을 특징으로 하는 메인터넌스 판단 지표 추정 장치. A valve opening degree acquiring section configured to acquire an opening degree of the valve when the flow rate of the fluid is maintained at a predetermined target flow rate during flow rate control for controlling the flow rate of the fluid using a valve;
Based on a function approximating the relationship between the opening of the valve and the flow rate of the fluid and the opening degree of the valve acquired by the valve opening degree acquiring section, assuming that the opening degree of the valve has reached the upper limit at the time of acquisition A flow rate upper limit estimating section configured to estimate the flow rate upper limit value in one case as a maintenance judgment index of the flow rate control device,
Wherein the maintenance estimating index estimating apparatus comprises:
상기 유량 상한 추정부는, 상기 게인이 시간의 경과에 따라 감소한다고 가정했을 때에 상기 함수로부터 얻어지는 수식과, 상기 밸브 개방도 취득부에 의해 취득된 상기 밸브의 개방도에 기초하여, 상기 유량 상한값을 추정하는 것을 특징으로 하는 메인터넌스 판단 지표 추정 장치. 3. The method according to claim 1 or 2, wherein the function is defined by at least a term relating to the degree of opening of the valve and a gain which is a numerical value multiplied by this term,
The flow rate upper limit estimating section may estimate the flow rate upper limit value based on a formula obtained from the function and an opening degree of the valve acquired by the valve opening degree acquisition section on the assumption that the gain decreases with passage of time, Wherein the maintenance determination index estimating unit estimates the maintenance determination index.
상기 유량 상한값을 추정하고자 하는 현시점에서 상기 밸브 개방도 취득부에 의해 취득된 상기 밸브의 개방도와 상기 목표 유량에 기초하여, 현시점의 상기 게인을 산출하는 게인 산출부와,
이 게인 산출부에 의해 산출된 게인에 기초하여, 상기 유량 상한값을 산출하는 유량 상한 산출부
로 구성되는 것을 특징으로 하는 메인터넌스 판단 지표 추정 장치. 4. The apparatus according to claim 3, wherein the flow-
A gain calculating section for calculating the present gain at the present time based on the opening of the valve and the target flow rate acquired by the valve opening degree acquiring section at the present time for estimating the flow rate upper limit value;
Based on the gain calculated by the gain calculating section, a flow rate upper limit calculating section
Wherein the maintenance estimating index estimating unit is configured to estimate the maintenance index.
상기 유로에 설치된 밸브와,
상기 유량 계측부에 의해 계측된 상기 유량과 미리 규정된 목표 유량이 일치하도록 상기 밸브를 조작하는 유량 제어부와,
제1항 또는 제2항에 기재된 메인터넌스 판단 지표 추정 장치
를 구비하고,
상기 메인터넌스 판단 지표 추정 장치의 상기 밸브 개방도 취득부는, 상기 유로에 설치된 상기 밸브의 개방도를 취득하는 것을 특징으로 하는 유량 제어 장치. A flow rate measuring section for measuring a flow rate of the fluid flowing through the flow path,
A valve provided in the flow path,
A flow rate control unit operable to operate the valve so that the flow rate measured by the flow rate measurement unit matches a predetermined target flow rate,
The maintenance determination index estimating apparatus according to claim 1 or 2,
And,
Wherein the valve opening degree acquiring section of the maintenance determination criterion estimating device acquires an opening degree of the valve installed in the flow path.
상기 밸브의 개방도와 상기 유체의 유량의 관계를 근사한 함수와, 상기 제1 단계에서 취득된 상기 밸브의 개방도에 기초하여, 이 취득 시점에서 상기 밸브의 개방도가 상한에 도달했다고 가정한 경우의 유량 상한값을, 유량 제어 장치의 메인터넌스 판단 지표로서 추정하는 제2 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 메인터넌스 판단 지표 추정 방법. A first step of acquiring an opening degree of the valve when the flow rate of the fluid is maintained at a predetermined target flow rate during flow rate control for controlling the flow rate of the fluid using a valve;
A function of approximating the relationship between the opening of the valve and the flow rate of the fluid and the opening degree of the valve acquired in the first step and assuming that the opening degree of the valve has reached the upper limit at the time of acquisition A second step of estimating the flow rate upper limit value as a maintenance determination index of the flow rate control device
Wherein the maintenance estimating index is estimated by the estimating means.
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