KR20200038344A - 스마트 팬 컨트롤러 및 그를 포함하는 제어 시스템 - Google Patents

스마트 팬 컨트롤러 및 그를 포함하는 제어 시스템 Download PDF

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KR20200038344A
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Abstract

팬 컨트롤러로서 및 그를 포함하는 제어 시스템이 개시된다. 팬 컨트롤러는 차압, 온도, 습도, 유속, 파티클, 및 오염물질을 감지하는 센서들 중 하나 이상에 연결되어 감지값을 전달받고 팬의 동작을 제어하는 중앙처리부와, 프로그램 및 데이터를 저장하는 메모리부와, 입력부와, 표시부를 포함한다. 중앙처리부는 하나 이상의 센서 중 어느 하나의 감지값이 해당 센서의 설정값을 초과할 때 팬이 설정된 속도로 회전하도록 제어한다. 팬 컨트롤러는 자동 제어 및 매뉴얼 제어가 가능하고, 또한 네트워크망 연결을 통해 원격 제어가 가능하다.

Description

스마트 팬 컨트롤러 및 그를 포함하는 제어 시스템{SMART FAN COMTROLLER AND CONTOL SYSTEM}
본 발명은 생산 공정 시설의 팬(fan) 제어 분야에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동 및 원격 제어가 가능한 스마트 팬 컨트롤러 및 그를 포함하는 제어 시스템에 관한 것이다.
반도체 제조 공정은 다수의 단계로 구성되고 각 단계마다 많은 종류의 화학 성분이 사용된다. 따라서, 각종 오염물질이나 미세 파티클이 발생되고 있으며, 이는 외부 환경 오염에도 문제가 되지만 생산품 자체의 품질에도 큰 영향을 끼친다. 최근의 반도체 제품은 초집적화가 이루어졌으며 이러한 미세한 주변 환경에 의해서도 품질에 영향을 받는다.
따라서 반도체 제품 제조 시설과 장비에서는 다수의 팬을 구동하고 적정한 공정 조건을 유지하고 있다. 상술한 바와 같이 반도체의 집적화가 심화되고 있기 때문에 대부분의 공정이 미세 공정으로 진행되고 있으며, 오염물질이나 온도 및 압력에 대한 정밀한 제어가 더욱 요구되고 있다. 다만, 기존의 팬의 구동과 제어는 미리 설정된 센서값에 의해 팬들을 구동과 정지하는 단순한 방식이었다. 이러한 기존의 방식은 작업자나 관리자가 각 팬의 현재 상황을 체계적으로 모니터링/관리하기가 힘들었다.
나아가 공정의 진행 중에는 다양한 변수가 발생하기 때문에 팬의 구동을 자동 제어에서 매뉴얼 제어로 변경할 필요가 있는 경우가 생긴다. 또한, 작업자가 팬의 구동을 원격에서 수행할 필요도 있다.
한국특허공개 10-2006-0007837
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 감안한 것으로서, 반도체 시설에 설치되는 팬(fan)의 자동제어가 가능하고 모니터링이 용이한 스마트 팬 컨트롤러를 제공한다.
본 발명은 상술한 개선된 컨트롤러를 포함하여 원격으로 제어가 가능한 팬 제어 시스템을 제공한다.
본 발명은 스마트 팬 컨트롤러를 제공하며, 이는: 차압, 온도, 습도, 유속, 파티클, 및 오염물질을 감지하는 센서들 중 하나 이상에 연결되어 감지값을 전달받고 팬의 동작을 제어하는 중앙처리부; 프로그램 및 데이터를 저장하는 메모리부; 입력부; 및 표시부;를 포함하고, 상기 중앙처리부는 상기 하나 이상의 센서 중 어느 하나의 감지값이 해당 센서의 설정값을 초과할 때 팬이 설정된 속도로 회전하도록 제어한다.
상기 요소들을 수용하는 몸체와 상기 몸체에 결합되는 전면 패널을 포함하는 케이스를 더 포함할 수 있다.
상기 전면 패널에는 상기 표시부와 상기 입력부가 배치될 수 있다.
상기 표시부는 적어도 팬의 동작 상태, 현재 및 설정 속도, 그리고 현재 및 설정 차압을 나타낼 수 있다.
TCP/IP 통신 모듈을 더 포함하고, 상기 중앙처리부는 상기 TCP/IP 통신 모듈을 통해 접속되는 외부 단말의 제어 입력 신호에 따라 해당 팬을 제어할 수 있다.
본 발명은 또한 각기 팬에 연결된 상기 컨트롤러의 복수개; 상기 복수개의 컨트롤로를 통신 연결하는 네트워크망; 및 상기 네트워크망에 연결된 모니터링/관리 서버;를 포함하는 제어 시스템을 제공한다.
상기 모니터링/관리 서버는 개별적 및 집합적으로 컨트롤러를 제어가능한 관제 프로그램을 포함할 수 있다.
상기 모니터링/관리 서버는 제어와 관련된 데이터가 저장된 D/B를 구비할 수 있다.
본 발명에 따르면, 생산 시설에 설치되는 팬들을 자동 또는 매뉴얼로 제어하고 모니터링할 수 있는 스마트 팬 컨트롤러 및 그를 포함하는 제어 시스템이 제공된다. 차압, 유속, 습도, 파티클, 그리고 오염물질을 감지하여 자동으로 팬을 구동시키고, 시설/설비 주변의 공정 환경 및 팬의 동작 상태를 모니터링할 수 있다. 본 발명의 제어 시스템은 또한 원격으로 개별 팬 또는 집합적 팬의 모니터링과 제어가 가능하므로, 최적의 공정 환경의 조성이 용이하다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스마트 팬 컨트롤러의 외관을 보여주는 도면이다.
도 2은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스마트 팬 컨트롤러의 블록도이다.
도 3 및 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스마트 팬 컨트롤러의 표시부의 출력화면의 예이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 팬 제어 시스템을 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.
본 발명은 생산 시설/설비에 설치되는 팬(fan)에 대한 모니터링과 제어를 위한 스마트 컨트롤러에 관한 것이다. 스마트 컨트롤러는 환경 센서, 오염물 감지 센서들의 감지값을 전달받아서 팬을 제어한다. 작업자가 설정한 설정값에 따라 팬을 자동으로 제어하거나, 작업자가 매뉴얼로 제어할 수 있다. 또한, 본 발명은 복수개의 컨트롤러를 제어할 수 있는 네트워크 시스템을 제공한다. 공정 환경을 감지하는 센서는 예를 들어 차압, 습도, 온도, 유속, 파티클, 오염물질 등을 감지하는 센서일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 반도체 제조 공정의 경우 오염물질의 예는 NH3, Cl, SO4, NOX, CO2 등을 포함할 수 있고, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 자동 제어에서는 공정 환경 중 해당 영역의 차압을 우선하여 팬 제어에 반영하거나 다른 감지값에 대하여 차압을 비율적으로 감안하여 제어한다. 즉 차압이 목표치 보다 낮거나 높은 경우, 주변의 오염물질이 유입되거나 이동한다. 따라서 현재 어느 오염물질의 오염도가 감지되면 해당 영역의 차압의 상태를 비율적으로 감안하여 팬의 속도를 제어한다. 예를 들어 차압이 목표치 보다 낮은 경우(음의 값)에는 오염도에 배정된 회전속도보다 더 높은 회전수로 팬을 회전시켜야 오염도를 목표치 내로 맞출 수 있을 것이다. 그 반대로 차압이 목표치 보다 높은 경우(양의 차압)에는 오염도에 배정된 회전 속도보다 더 낮은 회전수로 팬을 회전시켜도 오염도가 목표치에 더 빨리 도달할 수 있게 된다.
본 발명의 스마트 팬 컨트롤러는 매뉴얼 제어, 자동 제어, 및 원격 제어가 가능하다. 이를 위해서는 프로그램이 포함된다. 원격 제어는 TCP/IP 프로토콜을 이용하는 네트워크망에서 관제 서버 또는 작업자 퍼스널 컴퓨터를 통해 제어가 가능하다. 원격 제어는 복수의 팬 컨트롤러를 네트워크로 연결하여 개별적 또는 집합적으로 제어하는 것이 바람직하다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스마트 팬 컨트롤러(1)의 외관을 보여주는 도면이다. 도 2은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스마트 팬 컨트롤러(1)의 블록도이다.
도 1 및 2를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스마트 팬 컨트롤러(1)는 몸체(11)와 몸체(11)에 결합되는 전면 패널(12)을 구비하는 케이스(10)를 포함한다. 케이스(10) 내에는 컨트롤러의 요소들이 수용되고, 전면 패널(12)에는 표시부(20)와 입력부(30)가 배치될 수 있다. 케이스(10)의 내부에는 예컨대 회로기판(안보임)과 같은 전자부품 기판에 요소들이 실장되는 형태로 설치될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 컨트롤러(1)는 중앙처리부(40), 메모리부(50), 및 통신부(60)를 포함할 수 있다.
중앙처리부(40)는 센서들의 감지값이 설정값을 벗어나는 경우에 팬의 동작을 제어한다. 이를테면, 어느 오염물질의 오염도(농도)가 팬에 지정된 영역 내에서 설정값 이상일 때 농도와 비례적인 회전속도로 팬을 회전시켜서 빠르게 설정값 내에 도달하도록 한다.
메모리부(50)는 프로그램과 각종 데이터를 저장한다. 프로그램은 컨트롤러(1)의 제어 알고리즘을 포함할 수 있다.
통신부(60)는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 센서들과의 통신 예컨대 RS-485 통신모듈과 외부 네트워크망에서의 통신, 예컨대 TCP/IP 통신모듈을 구비할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스마트 팬 컨트롤러(1)는 센서들의 감지값을 전달받아서 어느 감지값이 설정값의 범위를 벗어날 경우 중앙처리부(40)가 팬의 회전수를 제어한다. 작업자는 입력부(30)를 통해 각종 설정값을 설정할 수 있다.
도 3 및 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스마트 팬 컨트롤러의 표시부의 출력화면의 예이다.
도 3과 4에서 알 수 있는 바와 같이, 표시부(20)의 표시 화면의 일예는 팬의 현재 동작 상태, 설정값, 동작 모드 등을 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 예에서와 같이 팬의 현재 동작 상태에 대한 정보는 팬의 회전 유무, 현재 회전수(속도), 설정 회전수 등을 포함할 수 있다. 또한, 표시부(20)는 공정 환경의 변수에 대한 현재값과 설정값을 표시할 수 있다. 도 3에 예시적으로 나타낸 바와 같이 현재 차압과 설정 차압이 표시될 수 있고, 다른 공정 환경 변수들이 또한 표시될 수 있다. 또한, 표시 화면에는 동작 모드, 예컨대 자동 모드 여부, 및 원격 모드 여부를 표시할 수 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스마트 팬 컨트롤러(1)의 설정 화면의 예를 보여준다. 도 4에서는 TCP/IP 통신을 위한 어드레스 설정화면을 보여준다. 이 외에도 본 발명의 컨트롤러(1)의 표시부는 각종 센서의 설정값을 입력하기 위한 표시 화면을 나타낼 수 있다.
이상과 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스마트 팬 컨트롤러는 매뉴얼 또는 자동 제어가 가능하다. 특히 자동 제어일 경우 센서들의 감지값과 설정값의 비교에 따라 팬의 회전수를 제어한다. 예를 들어 감지된 오염물질의 농도가 설정값을 초과하는 경우 팬은 해당 영역의 오염 농도를 낮추기 위해 회전수를 높일 것이다. 바람직하게는 오염도에 따라 비례적으로 회전수를 높일 수 있다. 또한, 현재 차압의 상태를 감안하여 오염도에 해당하는 팬의 회전수를 비율적으로 가감산한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 팬 제어 시스템을 도시한 도면이다.
본 발명은 스마트 팬 컨트롤러의 복수개를 네트워크망으로 연결하여 개별적 또는 집합적으로 제어하는 시스템을 제공할 수 있다. 도 5에서와 같이, 복수개의 컨트롤러(1)들이 TCP/IP 프로토콜을 이용하는 통신부(60)를 통해 네트워크망으로 연결될 수 있다. 이들 컨트롤러(1)는 각각 배정된 영역에 배치되고, 해당 영역에 배치된 다양한 센서들과 연결될 수 있다. 각 콘트롤러(1)에는 모두 동일한 센서가 연결될 수도 있고, 도시한 예에서와 같이 각기 다른 센서가 연결될 수 있다. 이러한 차이는 각 컨트롤러(1)에 연결되어 제어되는 팬에 의해 결정될 수 있다.
네트워크망에는 모니터링/관리 서버(3)가 연결되어 컨트롤러(1)들을 전체적으로 모니터링할 수 있고, 개별적 또는 집합적으로 컨트롤러(1)를 제어하도록 할 수 있다.
나아가, 네트워크망에는 작업자의 각 퍼스널 컴퓨터(5)가 연결되어 작업자의 섹터의 컨트롤러(1) 및 팬을 원격으로 제어할 수 있다. 도시한 예에서는 유선 접속의 예를 보여주고 있지만, 작업자의 무선 단말기를 이용하여 접속하여 원격으로 제어하는 것도 가능하다. 또한, 각 컨트롤러(1)에는 알람부(미도시)가 배치되어, 각 센서의 감지값이 한계치에 도달하거나 초과할 경우 알람을 행하도록 할 수 있다. 이러한 알람 기능은 모니터링/관리 서버(3)의 프로그램에도 부여하여 관제자가 서버(3)에서 이상 현상이 발생함을 경보하도록 할 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: 컨트롤러, 3: 모니터링/관리 서버, 5: 퍼스널 컴퓨터, 10: 케이스, 11: 케이스 몸체, 12: 전면 패널, 20: 표시부, 30: 입력부, 40: 중앙처리부, 50: 메모리부, 60: 통신부

Claims (8)

  1. 팬 컨트롤러로서:
    차압, 온도, 습도, 유속, 파티클, 및 오염물질을 감지하는 센서들 중 하나 이상에 연결되어 감지값을 전달받고 팬의 동작을 제어하는 중앙처리부;
    프로그램 및 데이터를 저장하는 메모리부;
    입력부; 및
    표시부;를 포함하고,
    상기 중앙처리부는 상기 하나 이상의 센서 중 어느 하나의 감지값이 해당 센서의 설정값을 초과할 때 팬이 설정된 속도로 회전하도록 제어하는 것인 스마트 팬 컨트롤러.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 요소들을 수용하는 몸체와 상기 몸체에 결합되는 전면 패널을 포함하는 케이스를 더 포함하는 것인 스마트 팬 컨트롤러.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 전면 패널에는 상기 표시부와 상기 입력부가 배치되는 것인 스마트 팬 컨트롤러.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 표시부는 적어도 팬의 동작 상태, 현재 및 설정 속도, 그리고 현재 및 설정 차압을 나타내는 것인 스마트 팬 컨트롤러.
  5. 청구항 1에 있어서,
    TCP/IP 통신 모듈을 더 포함하고,
    상기 중앙처리부는 상기 TCP/IP 통신 모듈을 통해 접속되는 외부 단말의 제어 입력 신호에 따라 해당 팬을 제어하는 것인 스마트 팬 컨트롤러.
  6. 각기 팬에 연결된 상기 청구항 1 내지 5 중 어느 하나의 컨트롤러의 복수개;
    상기 복수개의 컨트롤로를 통신 연결하는 네트워크망; 및
    상기 네트워크망에 연결된 모니터링/관리 서버;를 포함하는 제어 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 모니터링/관리 서버는 개별적 및 집합적으로 컨트롤러를 제어가능한 관제 프로그램을 포함하는 것인 제어 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 모니터링/관리 서버는 제어와 관련된 데이터가 저장된 D/B를 구비하는 것인 제어 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060007837A (ko) 2004-07-22 2006-01-26 삼성전자주식회사 풍속 감지 센서와 이를 포함하는 냉각팬 및 반도체 제조장치 컨트롤러

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