KR20230160826A - 파라미터의 초깃값을 결정하는 방법 및 시스템 그리고 질량 유량 제어 장치를 조정하는 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

복수의 질량 유량 제어 장치에 대해서, 어떤 제어 조건 하에서, 어떤 질량 유량 제어 장치의 파라미터를 조정하고, 조정된 파라미터를 제어 조건과 관련지어 서버에 기억시킨다. 다음으로, 서버에 축적된 데이터로부터 제어 조건이 공통되는 데이터를 발출하고, 발출된 데이터에 기초하여 파라미터의 초깃값을 결정하고, 결정된 파라미터의 초깃값을, 공통되는 제어 조건과 관련지어 서버에 기억시킨다. 이와 같이 하여 결정된 파라미터의 초깃값을 사용하여, 질량 유량 제어 장치의 조정을 행한다. 이에 의해, 질량 유량 제어 장치의 조정을 보다 적은 수순으로 완료함과 함께, 질량 유량 제어 장치의 조정 문제의 발생을 미연에 방지할 수 있다.

Description

파라미터의 초깃값을 결정하는 방법 및 시스템 그리고 질량 유량 제어 장치를 조정하는 방법 및 시스템

본 발명은, 질량 유량 제어 장치를 조정하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.

질량 유량 제어 장치는, 예를 들어 반도체의 제조 프로세스에 있어서 제조 장치에 프로세스 가스를 정량적으로 공급하는 것을 목적으로 하여 사용되는 정밀 기계이다. 질량 유량 제어 장치의 제조는, 질량 유량 제어 장치가 제어하는 유체의 최대 유량에 적응한 부품을 준비하고, 그것들의 부품을 서로 조합함으로써 행해진다. 조립된 질량 유량 제어 장치는, 공장에서 출하되기 전에 개별로 조정이 행해진다. 질량 유량 제어 장치의 조정에는, 유량 센서의 조정(예를 들어 특허문헌 1을 참조) 및 과도 응답의 조정(예를 들어 특허문헌 2를 참조) 등이 포함된다.

질량 유량 제어 장치의 조정은, 어떤 제어 조건 하에서, 질량 유량 제어 장치에 내장된 마이크로프로세서의 불휘발성 메모리에 기억된 유량 제어에 관한 1종 또는 2종 이상의 파라미터를, 질량 유량 제어 장치에 접속된 퍼스널 컴퓨터의 입력 장치를 사용하여 재기입함으로써 행해진다. 파라미터의 재기입은, 질량 유량 제어 장치에 실제로 유체를 흐르게 하여 제어 동작을 검사하는 작업과, 검사된 제어 동작에 기초하여 파라미터를 재기입하는 작업을 교호로 반복하면서, 제어 동작의 정밀도가 목표값에 달할 때까지 행해진다.

그런데, 종래는, 가스종마다 및 빈 사이즈(bin size)마다 개별로 조정된 질량 유량 제어 장치가 사용되고 있었기 때문에, 다종류의 백업용의 재고가 필요해지는 것이 과제로 되어 있었다. 그래서, 요즘에는, 1대의 질량 유량 제어 장치에 의해 복수종의 가스 및 복수의 빈 사이즈에 적용하는 것이 가능한 「MGMR(Multi-Gas·Multi-Range) 기능」이라고 호칭되는 기술이 활용되어, 재고 대수의 대폭적인 삭감에 공헌하고 있다(예를 들어 특허문헌 3을 참조). 이 MGMR 기능이 탑재된 질량 유량 제어 장치의 조정에 있어서는, 복수종의 가스 및 복수의 빈 사이즈에 있어서의 조정을 행하여, 조정된 파라미터를 질량 유량 제어 장치의 메모리에 기억시킬 필요가 있다.

또한, 가스 공급 유닛에 있어서는, 질량 유량 제어 장치에의 가스의 공급 압력이 변동되는 경우가 있다. 예를 들어, 복수의 라인에 동종의 가스를 공급하는 가스 패널 등에 있어서는, 복수의 질량 유량 제어 장치에 가스를 공급하는 것을 목적으로 하여, 질량 유량 제어 장치에의 가스의 공급 경로가 분기되어 있다. 이 때문에, 질량 유량 제어 장치 사이에 있어서의 크로스토크 현상 등에 기인하여 질량 유량 제어 장치에의 가스의 공급 압력(가스 공급 입구압)이 순시에 변동되는 경우가 있다. 그래서, 종래의 가스 공급 유닛에 있어서는, 가스 배관계에 있어서의 질량 유량 제어 장치의 상류측에 레귤레이터를 설치함으로써, 가스 공급 입구 압이 변동된 경우에 있어서도, 그 변동을 레귤레이터에 흡수시킴으로써, 질량 유량 제어 장치에 의해 제어되는 가스의 실제 유량의 안정화가 도모되고 있었다.

그러나, 가스 배관계의 비용 절감 및 콤팩트화의 관점에서, 레귤레이터의 생략이 요청되고 있다. 이에 따라, 당해 기술분야에 있어서는, 소위 「PI(Pressure Insensitive) 기능」이 탑재된 질량 유량 제어 장치가 널리 보급되고 있다. PI 기능이란, 가스 공급 입구압의 변동에 기인하여 질량 유량 제어 장치 내에 발생하는 기생류에 기인하는 유량의 측정값(측정 유량)과 실제 유량의 차이를 보정하는 기능이다. 구체적으로는, 가스 공급 입구압의 측정값으로부터 기생류의 유량(기생 유량)을 계산하여, 측정 유량의 대역폭이 기생 유량의 대역폭과 동등해지도록 측정 유량을 가속하고, 이렇게 하여 가속된 측정 유량으로부터 기생 유량을 차감함으로써, 실제 유량에 보다 가까운 보정된 유량(보정 유량)이 구해진다(예를 들어 특허문헌 4를 참조). 따라서, 이 PI 기능이 탑재된 질량 유량 제어 장치의 조정에 있어서는, 가스 공급 입구압을 변화시키면서 복수종의 가스 및 복수의 빈 사이즈에 있어서의 조정을 행하여, 조정된 파라미터를 질량 유량 제어 장치의 메모리에 기억시킬 필요가 있다.

일본 특허 공개 평7-263350호 공보 일본 특허 공개 제2014-59609호 공보 일본 특허 제4957725호 공보 국제 공개 제2021/039665호

종래 기술에 있어서의 질량 유량 제어 장치의 조정은, 불휘발성 메모리에 기억되어 있는 파라미터의 디폴트값으로부터 조정을 스타트하고, 시행 착오에 의해 파라미터를 재기입하면서 조정을 진행시켜, 전술한 수순에 의해 조정을 완료한다. 설정된 디폴트값이 적절하지 않으면, 조정을 완료할 때까지 많은 시간이 걸리므로, 오퍼레이터의 인건비 및 조정에 사용하는 유체의 소비량이 증대될 우려가 있다. MGMR 기능이 탑재된 질량 유량 제어 장치의 조정에 있어서는, 상술한 바와 같이 복수의 가스종 및 복수의 빈 사이즈에 있어서 조정된 많은 파라미터를 메모리에 기억시킬 필요가 있으므로, 특히 많은 시간, 인건비 및 유체가 필요해진다. 더구나, 상술한 바와 같이 가스 공급 입구압을 변화시키면서 복수종의 가스 및 복수의 빈 사이즈에 있어서의 조정을 행할 필요가 있는 PI 기능이 탑재된 질량 유량 제어 장치의 조정에 있어서는 더욱 그렇다.

또한, 종래의 방법에 의해 조정을 행하면, 질량 유량 제어 장치를 구성하는 부품에 문제가 있었던 경우 및/또는 부품끼리가 올바르게 조합되어 있지 않았던 경우에도, 파라미터를 반복하여 재기입함으로써 조정의 작업 자체는 완료된다. 그렇게 하면, 올바르게 조정된 질량 유량 제어 장치에 비하여, 성능에 개체 차가 발생하거나 사용 시에 문제가 발생하거나 할 우려가 있다.

본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이고, 질량 유량 제어 장치의 조정을 보다 적은 수순에 의해 완료함과 함께, 질량 유량 제어 장치의 성능 변동(개체 차)을 저감하는 것을 목적으로 하고 있다.

제1 실시 형태에 있어서, 본 발명에 관한 방법은, 질량 유량 제어 장치를 조정할 때에 질량 유량 제어 장치에 최초에 입력되는 유량 제어에 관한 파라미터의 초깃값을 결정하는 방법이며, 이하에 열거하는 제1 공정 및 제2 공정을 포함하는 방법이다.

제1 공정: 어떤 제어 조건 하에서, 어떤 질량 유량 제어 장치의 파라미터를 조정하는 제1 스텝과, 조정된 파라미터가 제어 조건이 관련지어져 이루어지는 데이터를 서버에 기억시키는 제2 스텝을 복수의 질량 유량 제어 장치에 대하여 개별로 실행하여, 서버에 데이터를 축적한다.

제2 공정: 서버에 축적된 데이터로부터 제어 조건이 공통되는 데이터를 발출하는 제3 스텝과, 발출된 데이터에 기초하여 공통되는 제어 조건에 대응하는 파라미터의 초깃값을 결정하는 제4 스텝과, 결정된 파라미터의 초깃값을, 공통되는 제어 조건과 관련지어 서버에 기억시키는 제5 스텝을 실행한다.

본 발명에 관한 방법에 의해 결정된 파라미터의 초깃값은, 질량 유량 제어 장치의 과거의 조정 결과가 반영된 초깃값이 된다.

제2 실시 형태에 있어서, 본 발명에 관한 방법은, 어떤 제어 조건에서 사용되는 질량 유량 제어 장치를 조정하는 방법이며, 이하에 열거하는 제6 스텝 내지 제8 스텝을 포함하는 제3 공정을 포함하는 방법이다.

제6 스텝: 본 발명에 관한 방법에 의해 결정된 파라미터의 초깃값 중, 제어 조건과 관련지어진 파라미터의 초깃값을 서버로부터 읽어낸다.

제7 스텝: 읽어내진 파라미터의 초깃값을 질량 유량 제어 장치에 입력한다.

제8 스텝: 제어 조건 하에서 질량 유량 제어 장치의 파라미터를 조정한다.

이 방법에 의하면, 질량 유량 제어 장치의 과거 조정 결과가 반영된 파라미터의 초깃값으로부터 질량 유량 제어 장치의 조정을 스타트할 수 있다.

본 발명에 관한 방법에 의하면, 종래의 방법에 비하여 질량 유량 제어 장치의 조정에 요하는 수순을 적게 할 수 있으므로, 인건비 및 조정에 사용하는 유체의 소비량을 삭감할 수 있고, 나아가서는 질량 유량 제어 장치의 제조 비용을 삭감할 수 있다. 상술한 바와 같이 많은 시간, 인건비 및 유체가 조정에 필요해지는 MGMR 기능이 탑재된 질량 유량 제어 장치에 있어서는, 본 발명에 관한 방법에 의해 달성되는 상기 효과에 의해 가져 오게 되는 장점이 크다. 더구나, 상술한 바와 같이 가스 공급 입구압을 변화시키면서 복수종의 가스 및 복수의 빈 사이즈에 있어서의 조정을 행할 필요가 있는 PI 기능이 탑재된 질량 유량 제어 장치의 조정에 있어서는 더욱 그렇다.

도 1은, 본 발명에 관한 방법 중 제1 실시 형태를 도시하는 흐름도이다.
도 2는, 본 발명에 관한 방법 중 유량 센서의 조정 방법의 예를 도시하는 모식도이다.
도 3은, 본 발명에 관한 방법 중 제2 실시 형태를 도시하는 흐름도이다.
도 4는, 질량 유량 제어 장치의 구성의 예를 도시하는 모식도이다.

본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해서, 이하에 도면을 사용하면서 상세하게 기술한다. 또한, 이하의 기술은 본 발명의 구체적인 실시 양태를 예시하는 것에 지나지 않고, 본 발명은 이하에 기술하는 형태로 한정되는 것은 아니다.

<질량 유량 제어 장치의 구성>

도 4는, 질량 유량 제어 장치의 구성의 예를 도시하는 모식도이다. 도 4는, 질량 유량 제어 장치의 구성을 개념적으로 나타내는 것으로서, 이들의 질량 유량 제어 장치 및 그것들을 구성하는 부품의 형상, 구조 및 조합을 구체적으로 나타내는 것은 아님에 유의해야 한다.

도 4에 도시되는 질량 유량 제어 장치(1)는, 유체가 흐르는 유로(10)를 구비한다. 유체는, 입구(11)로부터 질량 유량 제어 장치(1)의 내부에 유입되고, 출구(12)부터 외부에 유출된다. 유로(10)의 입구(11)와 출구(12) 사이에는, 유량 센서(20) 및 유량 제어 밸브(30)가 마련되어 있다. 유량 센서(20)는, 유로(10)의 내부에 마련된 바이패스(21), 유로(10)로부터 분기되는 센서 튜브(22) 및 센서 튜브(22)의 상류측 및 하류측에 감긴 1조의 전열 와이어(23)를 구비한다. 바이패스(21)는, 유로(10)를 흐르는 유체의 유량과 센서 튜브(22)에 분기되는 유체의 유량과의 비를 일정하게 유지하는 기능을 갖는다. 바이패스(21)는, 예를 들어 다수의 파이프를 묶은 층류 소자로 구성할 수 있다. 센서 튜브(22)는, 바이패스(21)의 상류측에서 유로(10)로부터 분기되고, 바이패스(21)의 하류측에서 유로(10)와 다시 합류한다. 센서 튜브(22)에 감긴 1조의 전열 와이어(23)에 통전하면, 센서 튜브(22)의 내부에 유체가 흐르고 있을 때는 통전에 의해 발생한 열이 상류측에서 하류측으로 이동하기 때문에, 1조의 전열 와이어(23) 사이에 발생하는 온도차에 기인하여 저항값에 차가 발생한다. 이 저항값의 차를 검지함으로써, 센서 튜브(22)의 내부에 흐르는 유체의 유량을 검지할 수 있고, 나아가 유로(10)에 흐르는 유체의 유량을 검지할 수 있다. 즉, 도 4에 도시되는 유량 센서(20)는 열식의 유량 센서이다.

유량 센서(20)에 의해 검지된 유체의 유량은, 유로(10)를 흐르는 유체의 유량을 제어하는데 사용된다. 구체적으로는, 유량 센서(20)에 의해 검지된 유체의 유량이 미리 주어진 설정 유량과 일치하도록, 질량 유량 제어 장치(1)가 구비하는 제어부(40)에 의해 유량 제어 밸브(30)의 개방도가 제어된다. 유량 제어 밸브(30)는, 밸브체(31)와 그 구동 기구(32)를 구비한다. 구동 기구(32)에는, 제어부(40)로부터 출력된 제어 신호가 입력되어, 밸브체(31)의 개방도가 제어된다. 구동 기구(32)가 압전 소자로 구성되는 경우에는, 제어 신호로서 전압 신호를 사용할 수 있다. 도 4에 도시한 질량 유량 제어 장치(1)는 열식의 유량 센서(20)를 구비하지만, 유량 센서(20)로서 소위 압력식의 유량 센서 그 밖의 공지된 유량 센서를 구비해도 된다. 유량 센서(20)의 구성에 관계없이, 질량 유량 제어 장치(1)는, 유량 센서(20)에 의해 유체의 유량을 계측하고, 그 유량이 설정 유량과 일치하도록 자동 제어를 행한다.

<정격 유량>

본 명세서에 있어서, 질량 유량 제어 장치가 제어할 수 있는 유체의 유량 최댓값을 이하 「정격 유량」 또는 「풀스케일 유량」이라고 한다. 수요자가 질량 유량 제어 장치에 구하는 정격 유량은, 표준 상태의 질소 가스 환산으로, 예를 들어 10 표준 입방 센티미터 매분(이하 「sccm」이라고 함)에서 50,000sccm까지와 같이, 극히 광범위하게 미친다. 도 4에 예시되는 질량 유량 제어 장치(1)에 있어서, 정격 유량은, 유체가 직접 접하는 유로(10), 바이패스(21) 및 밸브체(31)의 단면적 및 형상에 크게 의존한다. 이들의 부품에 있어서의 유체가 흐르는 부분의 단면적이 크면 클수록, 질량 유량 제어 장치(1)가 제어할 수 있는 유체의 유량 최댓값이 커진다. 큰 정격 유량용으로 설계된 질량 유량 제어 장치를 사용하여 작은 유량을 제어하면, 유량 제어의 정밀도가 낮아진다. 반대로, 작은 정격 유량을 제어할 수 있도록 작은 단면적을 갖는 부품에 의해 구성된 질량 유량 제어 장치를 사용하여 큰 유량의 유체를 공급하는 것은, 물리적으로 불가능하다. 따라서, 유체가 흐르는 유로(10), 바이패스(21) 및 밸브체(31) 등의 부품은, 정격 유량의 크기에 적합하게 개별로 설계할 필요가 있다.

질량 유량 제어 장치의 실제 제품에 있어서, 생산자는, 정격 유량의 범위를 몇 가지의 구분으로 나누어, 각각의 구분에 적응한 제품을 생산한다. 그러한 정격 유량의 구분을, 이하 「빈 사이즈(bin size)」라고 한다. 또한, 빈 사이즈를 특정하기 위하여 편의적으로 붙여진 번호를, 이하 「빈 넘버(bin number)」라고 한다. 표 1에, 빈 넘버 및 빈 사이즈의 예를 나타낸다. 표 1에 나타내는 예에 있어서, 예를 들어 정격 유량이 2,000sccm의 질량 유량 제어 장치를 구하는 수요자는, 빈 넘버가 BIN 5인(즉, 정격 유량의 구분이 1,001 내지 3,000sccm인) 질량 유량 제어 장치를 생산자로부터 구입하고, 사용하면 된다. 표 1에 나타내는 정격 유량의 구분에 있어서, 유체가 흐르는 유로(10), 바이패스(21) 및 밸브체(31) 등의 부품은, 빈 사이즈마다 다른 것을 개별로 설계해도 되고, 정격 유량이 가까운 복수의 빈 사이즈에 대하여 공통되는 부품을 사용해도 된다.

<파라미터>

본 명세서에 있어서 「파라미터」란, 질량 유량 제어 장치가 유량 제어 알고리즘을 실행할 때, 제어의 내용을 결정하는 것을 목적으로 하여 입력되는 변수를 말한다. 질량 유량 제어 장치에 있어서 사용되는 파라미터의 종류는 1종류여도 되고, 2종류 이상이어도 된다. 본 발명에 있어서의 파라미터의 구체예에 대해서는 후술한다. 본 명세서에 있어서 「질량 유량 제어 장치를 조정한다」란, 조립 후, 출하 전의 질량 유량 제어 장치에 실제로 유체를 흘리고, 질량 유량 제어 장치가 목표값대로의 성능을 만족시키고 있는지의 여부를 검사하여, 검사의 결과 성능을 만족시키고 있지 않으면, 목표값을 달성할 때까지 파라미터를 변경하는 것을 말한다. 전술한 바와 같이, 질량 유량 제어 장치의 조정은 실제로는 파라미터의 재기입에 의해 행해진다. 즉, 질량 유량 제어 장치에 실제로 유체를 흐르게 하여 제어 동작을 검사하는 작업과, 검사된 제어 동작에 기초하여 파라미터를 재기입하는 작업을 교호로 반복하면서, 제어 동작의 정밀도가 목표값에 달할 때까지 행해진다. 질량 유량 제어 장치의 조정은, 작업자가 수동에 의해 행해도 되고, 혹은, 상세하게는 후술하는 바와 같이, 컴퓨터 프로그램에 의한 조작을 따라서 자동적으로 실행해도 된다. 질량 유량 제어 장치의 조정은, 제조 후, 출하 전의 질량 유량 제어 장치의 1대마다 개별로 행해지고, 일단 조정된 파라미터는 원칙으로서 변경되지 않는다.

<제1 실시 형태>

제1 실시 형태에 있어서, 본 발명은 질량 유량 제어 장치의 파라미터를 조정할 때에 질량 유량 제어 장치에 최초에 입력하는 파라미터의 초깃값을 결정하는 방법의 발명이다. 본 명세서에 있어서 「초깃값」이란, 질량 유량 제어 장치의 조정을 개시하는 것에 있어서 질량 유량 제어 장치에 처음으로 입력하는 파라미터의 초깃값(initial value)을 말한다. 종래 기술에 있어서는, 질량 유량 제어 장치에 최초에 입력하는 파라미터로서, 디폴트값(default value)을 사용하고 있었다. 본 명세서에 있어서 「디폴트값」이란, 어떠한 값의 입력이 필요한 프로그램 처리에 있어서, 값이 미입력된 경우에 발생하는 시스템의 오작동(fault)을 미연에 방지하는 것을 목적으로 하여, 미리 준비된 설정값을 말한다. 종래 기술에 있어서 사용되고 있었던 디폴트값은, 고정된 값이며, 파라미터의 조정 결과가 반영되는 경우는 없었다. 이에 비해, 본 발명의 방법에 관한 파라미터의 초깃값은, 과거에 개별로 실행된 조정의 결과로서 결정된 파라미터의 값에 기초하여, 정해진 수순에 따라서 결정되는 것이다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 방법을 도시하는 흐름도이다. 이 방법은 2개의 공정을 포함한다. 제1 공정은, 어떤 제어 조건 하에서, 어떤 질량 유량 제어 장치의 파라미터를 조정하는 제1 스텝(S1)과, 조정된 파라미터가 제어 조건이 관련지어져 이루어지는 데이터를 서버에 기억시키는 제2 스텝(S2)을 복수의 질량 유량 제어 장치에 대하여 개별로 실행하여, 서버에 데이터를 축적하는 공정이다. 본 명세서에 있어서 질량 유량 제어 장치의 「제어 조건」이란, 유량의 제어에 영향을 끼치는 여러 조건을 말한다. 본 발명에 있어서의 제어 조건의 구체예에 대해서는 후술한다. 동일한 제어 조건 하에서 복수의 질량 유량 제어 장치의 파라미터를 개별로 조정한 경우, 조정에 의해 결정된 파라미터의 값은 질량 유량 제어 장치의 개체에 의해 크게 다르지 않다. 그러나, 질량 유량 제어 장치를 구성하는 부품의 개체 차 등에 기인하여 파라미터의 값은 완전히 동일하게는 되지 않고, 조정마다 변동이 있다. 제1 공정에서는, 변동을 포함하는 조정된 파라미터를 제어 조건과 관련지어진 데이터로서 서버에 기억시키는 스텝을 복수의 질량 유량 제어 장치에 대하여 실행하고, 서버에 데이터를 축적한다.

본 명세서에 있어서 「서버」란, 컴퓨터 시스템이며, 기억 장치를 갖는 것을 말하고, 바람직하게는 질량 유량 제어 장치와 직접 또는 조정용의 조작 단말기(예를 들어, 퍼스널 컴퓨터 등)를 통해 접속된 컴퓨터 시스템이다. 질량 유량 제어 장치와 서버의 접속은, LAN 케이블 및/또는 인터넷 등의 공지된 통신 회선을 통하여 행할 수 있다. 단, 질량 유량 제어 장치와 서버를 연결하는 통신 회선은 반드시 필요하지는 않고, 예를 들어 작업원이 수동으로 조정을 행하는 경우에는, 조정된 파라미터를 서버 자신이 갖는 입력 장치를 사용하여 작업원이 입력함으로써, 서버에 데이터를 축적할 수 있다.

제1 실시 형태에 관한 방법에 포함되는 제2 공정은, 서버에 축적된 데이터로부터 제어 조건이 공통되는 데이터를 발출하는 제3 스텝(S3)과, 발출된 데이터에 기초하여 파라미터의 초깃값을 결정하는 제4 스텝(S4)과, 결정된 파라미터의 초깃값을 공통되는 제어 조건과 관련지어 서버에 기억시키는 제5 스텝(S5)을 실행하는 공정이다. 서버에는, 제1 공정을 실행한 결과로서, 제어 조건이 다른 데이터가 제어 조건과 관련지어진 데이터로서 축적되어 있다. 서버에 축적된 데이터로부터, 제어 조건이 공통되는 데이터만을 발출하면, 발출된 데이터는 제어 조건이 모두 동일하므로, 변동이 적다. 따라서, 발출된 데이터에 기초하여 파라미터의 초깃값을 결정하면, 과거의 조정 결과가 반영된 신뢰성이 높은 파라미터의 초깃값을 얻을 수 있다. 파라미터의 초깃값 결정은, 발출된 데이터에 기초하여, 즉, 발출된 데이터를 사용하여 행하면 되고, 그 결정의 구체적인 방법은 특별히 한정되지는 않는다. 발출된 데이터에 기초하여 파라미터의 초깃값을 결정하는 방법으로서는, 예를 들어, 평균값의 계산 그리고 중앙값 또는 최빈값의 선택 등의 통계적인 방법을 채용할 수 있다. 결정된 파라미터의 초깃값을 공통되는 제어 조건과 관련지어 서버에 기억시켜 두면, 언제나 제어 조건에 대응하는 파라미터의 초깃값을 서버로부터 읽어내고, 다음 조정을 위한 파라미터 초깃값으로서 이용할 수 있다.

바람직한 실시 형태에 있어서, 본 발명에 관한 방법은, 제어 조건이, 질량 유량 제어 장치의 종류, 유체의 종류 및 빈 사이즈를 포함한다. 전술한 바와 같이, 동일한 제어 조건 하에서 복수의 질량 유량 제어 장치의 파라미터를 개별로 조정한 경우, 조정에 의해 결정된 파라미터의 값은 질량 유량 제어 장치의 개체에 따라 크게 다르지 않다. 바꾸어 말하면, 질량 유량 제어 장치의 제어 조건이 다르면, 조정된 파라미터도 제어 조건이 동일한 경우의 파라미터와는 다른 값이 되는 경향이 있다. 따라서, 질량 유량 제어 장치의 제어 조건 중 어떤 조건과 관련지어 서버에 데이터를 축적할지가 중요해진다. 파라미터의 값에 비교적 크게 영향을 미치는 제어 조건의 하나는, 질량 유량 제어 장치의 종류이다. 질량 유량 제어 장치의 종류의 구체예로서는, 열식 유량 센서를 구비한 질량 유량 제어 장치 및 압력식 유량 센서를 구비한 질량 유량 제어 장치 등을 들 수 있다. 종류가 다른 질량 유량 제어 장치 사이에는, 가령 유로 및 유량 제어 밸브 등의 유량 센서 이외의 부품에 공통인 부품이 사용되고 있었다고 해도, 유량 센서의 과도 응답 등의 차이에 기인하여 파라미터의 값은 크게 다른 경우가 많다.

또한, 제어의 대상인 유체의 종류도, 파라미터의 값에 크게 영향을 미친다. 유체의 종류가 다르면, 유체의 열적 성질이나 점성 그 밖의 동적 성질이 다르기 때문에, 유량 센서뿐만 아니라 바이패스나 유량 제어 밸브에 있어서의 유체의 거동도 달라진다. 이 때문에, 조정된 파라미터의 값도 크게 다르게 된다. 또한, 질량 유량 제어 장치의 종류 및 유체의 종류가 동일해도, 빈 사이즈가 다른 경우에는, 유체의 레이놀즈 수 차이 등에 기인하여 파라미터의 값이 다른 경우가 있다. 이와 같이, 조정에 의해 결정되는 파라미터의 값은, 질량 유량 제어 장치의 다양한 제어 조건에 따라 크게 다른 경우가 있다. 따라서, 제어 조건을 고려하지 않고 결정된 초깃값을 사용하여 조정을 행한 경우에는, 파라미터의 조정에 많은 시간이 걸릴 우려가 있다.

본 발명에 관한 방법에서는, 제어 조건과 관련지어 서버에 기억된 조정된 파라미터의 데이터 중에서 제어 조건이 공통되는 파라미터를 발출하여, 발출된 파라미터에 기초하여 초깃값이 결정된다. 이와 같이 하여 결정된 초깃값은, 종래 기술의 디폴트값과는 달리, 그 제어 조건에 있어서 과거에 실행된 파라미터의 조정 결과가 반영된 값으로 되어 있다. 이러한 초깃값을 사용하여 질량 유량 제어 장치의 조정을 행하면, 조정의 개시로부터 제어 동작의 정밀도가 목표값에 도달할 때까지의 시간이 단축되어, 조정을 신속히 실행할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 형태의 경우에는, 파라미터에 끼치는 영향이 크다고 생각되는 질량 유량 제어 장치의 종류, 유체의 종류 및 빈 사이즈를 포함하는 제어 조건이 공통되므로, 조정에 요하는 시간 단축의 효과는 보다 현저해진다. 파라미터에 끼치는 영향이 크다고 생각되는 이들의 요소는, 어느 하나가 공통되어 있어도 되고, 이들의 요소 중 2개 또는 3개 전부가 공통되어 있어도 된다. 공통되는 요소의 수가 많으면 많을수록, 본 발명의 효과는 보다 현저해진다.

바람직한 실시 형태에 있어서, 본 발명에 관한 방법은, 조정이 유량 센서의 조정을 포함하고, 파라미터가 제로점, 스판 및 직선성에 관한 파라미터를 포함한다. 본 명세서에 있어서 「유량 센서의 조정」이란, 질량 유량 제어 장치에 내장된 유량 센서가 출력하는 유체의 유량에 관한 출력 신호에 대응하는 유량과 실제의 유량의 차가 목표값 이하로 되도록, 유량 센서의 출력에 영향을 끼치는 파라미터를 조정하는 것을 말한다. 유량 센서를 조정함으로써 유량 센서가 검출하는 유체의 유량을 진의 값에 근접하게 하는 조작을, 질량 유량 제어 장치 또는 유량 센서의 「교정(캘리브레이션)」이라고 하는 경우가 있다. 유량 센서가 올바르게 교정되어 있지 않으면, 질량 유량 제어 장치가 제어의 기반으로 하고 있는 유체의 유량에 오차가 포함되므로, 유량을 올바르게 제어할 수 없다. 따라서, 유량 센서의 조정은 기본적이고 또한 중요한 조작이다.

도 2는, 유량 센서의 조정 방법의 예를 도시하는 모식도이다. 도면 중의 짧은 화살표는, 유체가 유로 중을 흐르는 방향을 나타낸다. 또한, 구성 부재를 연결하는 파선은, 복수의 구성 부재 사이에 신호나 명령 등의 교환을 행할 때의 경로를 나타낸다. 유량 센서를 조정할 때에는, 도 2에 예시한 바와 같이, 유량의 측정값의 기준이 되는 기준 유량계와 질량 유량 제어 장치를 직렬로 접속하여 유체를 흘리고, 유량 센서의 출력이 기준 유량계의 출력과 일치하도록 유량 센서의 파라미터를 퍼스널 컴퓨터에 의해 재기입함으로써 유량 센서의 조정을 행하는 것이 일반적이다. 기준 유량계로서는, 예를 들어 molbloc(molbloc은 Fluke Corporation의 미국 등록 상표이다.) 등을 사용할 수 있다. 조정된 파라미터는, 제어 조건과 관련지어 서버에 기억된다.

유량 센서의 출력에 영향을 끼치는 파라미터의 구체예로서는, 제로점, 스판 및 직선성 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되지는 않는다. 제로점에 관한 파라미터의 조정은, 유체가 흐르지 않고 있을 때에 유량 센서의 출력이 제로가 되도록 하여 행한다. 스판에 관한 파라미터의 조정은, 제로점을 조정한 후에 풀스케일 유량의 유체를 흘린 때의 유량 센서 및 기준 유량계의 출력이 모두 풀스케일 유량을 나타내도록 하여 행한다. 직선성에 관한 파라미터의 조정은, 유량 센서의 출력과 실제의 유량의 관계가 비례 관계로부터 어긋나서 비선형성이 확인되는 경우에, 제로점과 풀스케일 유량 사이에 있어서 유량 센서의 출력이 실제의 유량과 비례하도록, 유량 센서의 출력을 소프트웨어에 의해 보정하여 행한다. 이들의 3종류의 파라미터는, 모두 유량 센서의 출력에 직접 영향을 끼치는 것이기 때문에, 상기와 같이 하여 초깃값을 결정하는 것이 바람직한 파라미터이다. 그러나, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서, 제로점, 스판 및 직선성에 관한 파라미터에 추가하여, 유량 센서의 출력에 직접적 또는 간접적으로 영향을 끼치는 다른 파라미터를 조정하고, 초깃값을 결정하는 것은 방해할 수 없다. 또한, 유량 센서의 조정은, 유체의 유량이 일정한 값으로 안정되어 있는 상태에서 행해진다. 유량 센서의 출력이 시간적으로 변화되는 경우의 파라미터의 조정은, 다음에 설명하는 과도 응답의 조정에 포함된다.

바람직한 실시 형태에 있어서, 본 발명에 관한 방법은, 조정이 과도 응답의 조정을 포함하고, 파라미터가 비례 게인, 적분 게인 및 미분 게인에 관한 파라미터를 포함한다. 본 명세서에 있어서 「과도 응답의 조정」이란, 질량 유량 제어 장치에 부여되는 설정 유량이 변화한 때의 유량 시간 변화(과도 응답)의 지표가 미리 설정된 범위 내가 되도록, 과도 응답에 영향을 끼치는 파라미터를 조정하는 것을 말한다. 과도 응답의 지표의 구체예로서는, 제어의 개시로부터 유량이 설정 유량의 98％에 도달할 때까지의 시간, 오버슈트, 헌팅 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되지는 않는다. 질량 유량 제어 장치의 과도 응답을 조정하는 조작을, 질량 유량 제어 장치의 「튜닝」이라고 하는 경우가 있다. 질량 유량 제어 장치가 올바르게 튜닝되어 있지 않으면, 설정 유량이 변화한 때의 유량 시간 변화에 개체 차가 발생하므로, 유체의 전체 공급량에 오차가 발생할 우려가 있다. 따라서, 과도 응답의 조정은, 유량 센서의 조정과 마찬가지로 기본적이고 또한 중요한 조작이다. 과도 응답을 조정할 때에는, 풀스케일 유량에 대하여 100％, 50％ 등의 설정 유량의 변화를 부여한 때의 유량 센서의 출력(이하 「스텝 응답」이라고 하는 경우가 있음)을 모니터링하고, 과도 응답의 지표(예를 들어, 유량이 설정 유량의 98％에 도달할 때까지의 시간)가 미리 설정된 범위 내가 되도록 질량 유량 제어 장치의 파라미터를 조정하는 것이 일반적이다.

과도 응답에 영향을 끼치는 파라미터의 구체예로서는, 대표적인 피드백 제어인 PID 동작에 관한 파라미터로서의 비례 게인, 적분 게인 및 미분 게인 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되지는 않는다. 또한, 본 발명에 있어서의 유량 제어 알고리즘은 PID 동작에 한정되지는 않고, 피드 포워드 제어, H 인피니티 제어, 퍼지 제어, 뉴럴 네트워크 제어 등의 공지된 자동 제어를 채용할 수 있다. 이들의 자동 제어에 있어서, 본 명세서에 있어서의 용어 「파라미터」는, 그 가장 넓은 의미로 해석되어야 한다. 과도 응답을 조정할 때에 스텝 응답을 올바르게 평가하기 위해서는, 일반적으로, 유량 센서의 조정을 사전에 완료해 두는 것이 바람직하다. 그러나, 제어 조건에 따라서는, 과도 응답의 조정이 유량 센서의 조정에 큰 영향을 끼치는 경우도 있으므로, 유량 센서의 조정과 과도 응답의 조정 중 어느 쪽을 먼저 실행할지는 케이스·바이·케이스로 판단하는 것이 바람직하다. 또한, 유량 센서의 조정과 과도 응답의 조정을 교호로 복수회 반복 실시하는 것은, 질량 유량 제어 장치를 보다 정확하게 조정하는데 있어서 바람직하다.

다시 표 1을 참조하면, 표 1은, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서, 질량 유량 제어 장치의 종류 및 유체의 종류가 동일하고 빈 사이즈만이 다른 질량 유량 제어 장치의 조정 결과로서 결정된 파라미터의 초깃값의 예를 나타내는 표이다. 표 1에는, 유량 센서의 출력에 영향을 끼치는 파라미터로서 제로점, 스판 및 직선성의 파라미터가, 과도 응답에 영향을 끼치는 파라미터로서 비례 게인, 적분 게인 및 미분 게인이, 각각 기재되어 있다. 표 1에 있어서 공란의 부분은, 그 제어 조건에 있어서 과거에 파라미터의 조정을 행하는 경우가 없고, 따라서 파라미터의 초깃값이 아직 결정되어 있지 않은 것을 나타내고 있다.

여기서, 과도 응답에 영향을 끼치는 파라미터의 조정에 대하여 이하에 상세하게 설명한다. 표 1에 예시한 바와 같이, 파라미터의 초깃값으로서는, 빈 사이즈 마다 다른 값을 결정할 수 있다. 그러나, 빈 사이즈의 차이의 영향을 별로 받지 않는 파라미터에 대해서는, 모든 빈 사이즈에 공통되는 단일의 초깃값으로 결정할 수도 있다. 또한, 어떤 빈 사이즈에 있어서의 풀스케일(예를 들어, 2,000sccm)을 몇 가지의 구분(예를 들어, 풀스케일의 1％, 2％, 5％, 10％, 25％, 50％, 75％, 100％, 120％, 140％)으로 나누고, 구분마다 다른 파라미터의 초깃값을 결정할 수도 있다.

표 1에 예시한 파라미터 중, 상기와 같은 섬세하고 치밀한 파라미터의 설정이 특히 유효해지는 파라미터는, 직선성 및 비례 게인이다. 이것은, 유량 제어 밸브의 유량 특성(밸브의 개방에 대한 유량의 변화)이 단순한 비례 관계에 없고, 비선형의 요소를 포함하기 때문이다. 동일한 이유로부터, 이들 2개의 파라미터는, 빈 사이즈의 차이에 의한 영향도 받기 쉽다. 한편, 적분 게인 및 미분 게인은, 풀스케일의 구분 및 빈 사이즈의 차이에 의한 영향을 받기 어려운 파라미터이기 때문에, 구분 및/또는 빈 사이즈에 상관없이 공통되는 초깃값을 사용할 수 있는 경우가 있다. 파라미터의 초깃값으로서는, 예를 들어 복수대(예를 들어 3 내지 5대)의 질량 유량 제어 장치를 사용하여 조정된 파라미터의 평균값을 채용할 수 있다.

또한, 파라미터의 조정에 있어서는 유량 센서의 파라미터 조정이 가장 기본적인 조정이고, 통상은 유량 센서의 파라미터 조정이 최초에 행해진다. 이 조정에 있어서는, 질량 유량 제어 장치에 의해 측정되는 유량이 기준 유량계(예를 들어, molbloc)에 의해 나타나는 유량과 일치하도록, 유량 센서의 파라미터가 조정된다. 과도 응답의 파라미터 조정에 있어서는, 예를 들어 스텝 입력에 대한 응답 시간(스텝 응답으로부터 구해지는 과도 응답의 지표)이 최단이 되도록 PID의 각 게인이 조정된다. 어느 조정에 있어서도, 질량 유량 제어 장치에 개체 차가 있기 때문에 필요해지는 미세 조정이다. 장래적으로는, 서버에 축적된 빅 데이터를 AI에 해석시킨 결과에 기초하여 파라미터의 조정을 행하는 것도 가능해지는 것으로 생각된다.

바람직한 실시 형태에 있어서, 본 발명에 관한 방법은, 파라미터를 조정할 때에 질량 유량 제어 장치에 최초에 입력되는 파라미터가, 그때의 제어 조건에 대하여 최적의 값은 아니지만, 폭넓은 제어 조건 하에서 질량 유량 제어 장치를 동작시킬 수 있는 잠정적이고 또한 범용적인 디폴트값이다. 이 방법은, 어떤 제어 조건에 있어서 질량 유량 제어 장치의 조정을 처음으로 행하는 경우에 유효하다. 전술한 바와 같이, 표 1의 공란과 같이, 어떤 제어 조건에 있어서 과거에 조정이 행해진 경우가 없는 경우, 본 발명에서 말하는 초깃값이 존재하지 않는다. 그래서, 이러한 경우에는, 미리 정의된 디폴트값을 질량 유량 제어 장치에 파라미터로서 입력함으로써, 제1 공정의 실행을 개시할 수 있다. 이때에 입력되는 디폴트값은, 상기 제어 조건에 대하여 최적의 값은 아니지만, 폭넓은 제어 조건 하에서 질량 유량 제어 장치를 동작시킬 수 있는 잠정적이고 또한 범용적인 디폴트값이다. 여기서 「잠정적」이란, 조정에 의해 파라미터를 변경할 때까지 동안에만 사용하는 가상의 값이라고 하는 의미이다. 또한 「범용적」이란, 특정한 제어 조건에 상관없이 폭넓은 제어 조건에 대하여 공통으로 사용할 수 있다는 의미이다. 그러한 디폴트값은, 예를 들어 과거에 조정한 적이 있는 유사한 구성을 갖는 질량 유량 제어 장치에 있어서의 조정 후의 파라미터 그리고/또는 동일한 종류의 질량 유량 제어 장치 및 동일한 유체의 종류에 대하여 빈 사이즈가 가까운 경우에 있어서의 조정 후의 파라미터 등에 기초하여 설정할 수 있다.

<제2 실시 형태>

제2 실시 형태에 있어서, 본 발명은 어떤 제어 조건에서 사용되는 질량 유량 제어 장치를 조정하는 방법의 발명이다. 이 방법에 있어서는, 제1 실시 형태에 관한 방법에 의해 결정된 파라미터의 초깃값을 사용하여 질량 유량 제어 장치의 파라미터가 조정된다. 전술한 바와 같이, 제1 실시 형태에 관한 방법에 의해 결정된 초깃값은, 종래 기술에 있어서 사용되는 디폴트값과는 달리, 파라미터를 조정하려고 하는 제어 조건에 있어서 과거에 실행된 파라미터의 조정 결과가 반영된 값으로 되어 있다. 이 때문에, 질량 유량 제어 장치의 조정 개시로부터 제어 동작의 정밀도가 목표값에 도달할 때까지의 시간이 단축되어, 조정을 신속히 실행할 수 있다.

도 3은, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 방법을 도시하는 흐름도이다. 이 방법은 제3 공정을 포함한다. 제3 공정은, 제1 실시 형태에 관한 방법에 의해 결정된 파라미터의 초깃값 중, 제어 조건과 관련지어진 파라미터의 초깃값을 서버로부터 읽어내는 제6 스텝(S6)과, 읽어내진 파라미터의 초깃값을 질량 유량 제어 장치에 입력하는 제7 스텝(S7)과, 제어 조건 하에서 질량 유량 제어 장치의 파라미터를 조정하는 제8 스텝(S8)을 실행하는 공정이다.

이 방법에 있어서, 파라미터를 조정하여 사용하려고 하는 질량 유량 제어 장치의 제어 조건은, 사전에 결정되어 있는 것으로 한다. 제6 스텝 S6에 있어서는, 제1 실시 형태에 관한 방법 중 제2 공정을 실행한 결과로서 서버에 기억되어 있는 파라미터의 초깃값 중에서 파라미터를 조정하려고 하는 제어 조건과 동일한 제어 조건 하에서 조정된 파라미터의 초깃값을 찾고, 만약 그러한 초깃값이 있으면 서버로부터 읽어낸다. 읽어내진 초깃값은 질량 유량 제어 장치에 입력되고(제7 스텝 S7), 읽어내진 초깃값과 동일한 제어 조건 하에서 질량 유량 제어 장치의 파라미터가 다시 조정된다(제8 스텝 S8). 구하는 초깃값이 서버에 축적되어 있지 않은 경우에는, 제3 공정을 실행할 수 없다. 그러한 경우에는, 제3 공정을 실행하기 전에, 필요한 제어 조건 하에서 제1 실시 형태의 제1 공정 및 제2 공정을 실행함으로써, 그 제어 조건에 있어서의 파라미터의 초깃값을 결정하고, 그 후에 제3 공정을 실행할 수 있다.

바람직한 실시 형태에 있어서, 제2 실시 형태에 관한 방법은 제4 공정을 포함한다. 제4 공정은, 제8 스텝(S8)에 있어서 조정된 질량 유량 제어 장치의 파라미터와 제어 조건이 관련지어져 이루어지는 추가 데이터를 서버에 기억시키는 제9 스텝(S9)과, 서버에 기억된 데이터 및 추가 데이터로부터 제어 조건이 공통되는 데이터 및 추가 데이터를 발출하는 제10 스텝(S10)과, 발출된 데이터 및 추가 데이터에 기초하여 파라미터의 초깃값을 재결정하고, 서버에 기억된 초깃값을 재결정된 초깃값으로 갱신하는 제11 스텝(S11)을 실행하는 공정이다.

제4 공정은, 제3 공정에 있어서 조정된 파라미터를 질량 유량 제어 장치의 제어에 이용할 뿐만 아니라, 제1 공정의 스텝 S2에서 서버에 기억시킨 조정 후의 파라미터와 마찬가지로, 그 후의 조정에 있어서 사용하는 파라미터의 초깃값을 결정하기 위한 데이터로서도 활용하는 것을 목적으로서 실행된다. 제4 공정을 실행함으로써, 질량 유량 제어 장치를 조정할 때마다 새로운 추가 데이터가 서버에 축적되므로, 재결정되어 갱신된 초깃값은 최신의 조정 결과가 반영된 것이 된다. 이에 의해, 결정되는 초깃값에 어떤 이유에 의해 시간적인 변화가 발생한 것과 같은 경우에도, 질량 유량 제어 장치에 입력되는 초깃값을 그 변화에 대응한 것으로 할 수 있다. 제10 스텝 S10에 있어서 파라미터의 초깃값을 결정할 때에 사용하는 데이터 및 추가 데이터는, 서버에 기억시킨 모든 데이터 및 추가 데이터를 사용해도 되고, 현시점으로부터 과거로 거슬러 올라가서 일정한 수의 데이터 및 추가 데이터만을 선택하여 사용해도 된다. 결정되는 파라미터의 초깃값이 시간과 함께 증감을 반복하는 경우에는 전자의 방법이 바람직하고, 초깃값이 시간과 함께 증가 또는 감소할 뿐인 경우에는 후자의 방법이 바람직하다.

바람직한 실시 형태에 있어서, 제2 실시 형태에 관한 방법은, 서버로부터 읽어내서 질량 유량 제어 장치에 입력한 파라미터의 초깃값과, 제어 조건 및 입력된 초깃값를 기초로 조정된 파라미터의 차가 역치를 초과한 때에, 경보를 발하는 제12 스텝(S12)을 더 포함하는 방법이다. 바꾸어 말하면, 제12 스텝(S12)은, 제7 스텝에 있어서 질량 유량 제어 장치에 입력된 초깃값과 제8 스텝에 있어서 조정된 파라미터의 차가 소정의 역치를 초과한 때에 경보를 발하는 스텝이다. 또한, 제12 스텝에 있어서 발해지는 경보는, 작업자에게 이상의 발생을 알리는 것이 가능한 한 특별히 한정되지는 않는다. 이러한 경보의 구체예로서는, 예를 들어 버저 및 합성 음성 등의 청각적 경보 그리고 경고 등 및 디스플레이 표시 등의 시각적 경보 등을 들 수 있다.

전술한 바와 같이, 동일한 제어 조건 하에서 복수의 질량 유량 제어 장치의 파라미터를 개별로 조정한 경우, 일반적으로, 조정에 의해 결정된 파라미터의 값은 질량 유량 제어 장치의 개체에 따라 크게 다르지 않다. 그러나, 질량 유량 제어 장치를 구성하는 부품의 개체 차 등에 기인하여, 파라미터의 값은 완전히 동일하게는 되지 않고, 조정마다 변동이 있다. 변동이 일정한 범위에 머물고 있는 경우에는 문제 없지만, 변동의 정도가 지금까지 없고 큰 경우에는, 조정의 과정에 어떤 문제가 발생하고 있을 가능성이 높다. 이렇게 변동의 정도가 커지는 원인으로서는, 예를 들어 전술한 바와 같이, 질량 유량 제어 장치를 구성하는 부품의 부적절한 조합 그리고 부품의 문제, 조정 불량 및 경시 변화 등을 들 수 있다. 그러나, 이 방법에 의하면, 조정 전에 질량 유량 제어 장치에 입력한 파라미터의 초깃값과, 조정 후의 파라미터의 차가 역치를 초과한 때에, 경보를 발함으로써 작업자에 이상의 발생을 알려서, 잘못된 조정이 이루어진 질량 유량 제어 장치가 수요자에게 공급되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

<제3 실시 형태>

본 명세서의 첫머리에 있어서 설명한 것과 같이, 본 발명은 파라미터의 초깃값을 결정하는 방법 및 질량 유량 제어 장치를 조정하는 방법뿐만 아니라, 파라미터의 초깃값을 결정하는 시스템 및 질량 유량 제어 장치를 조정하는 시스템에도 관한 것이다.

제3 실시 형태에 있어서, 본 발명은 질량 유량 제어 장치를 조정할 때에 질량 유량 제어 장치에 최초에 입력되는 유량 제어에 관한 파라미터의 초깃값을 결정하기 위하여 사용되는 시스템이다. 본 발명에 관한 시스템은, 질량 유량 제어 장치에 접속되어서 파라미터를 조정할 수 있도록 구성된 적어도 1대의 조작 단말기, 적어도 1대의 서버 및 질량 유량 제어 장치와 조작 단말기와 서버 사이에 있어서의 데이터의 수수를 가능하게 하는 통신 수단을 구비한다.

조작 단말기는, 질량 유량 제어 장치에 접속되어서 파라미터를 조정하는 것이 가능한 한 특별히 한정되지는 않고, 전술한 바와 같이, 예를 들어 퍼스널 컴퓨터 등의 컴퓨터 시스템이어도 된다. 서버도 또한, 전술한 바와 같이, 예를 들어 하드디스크 드라이브(HDD) 및 솔리드 스테이트 드라이브(SSD) 등의 기억 장치를 갖는 컴퓨터 시스템이다. 통신 수단은, 질량 유량 제어 장치와 조작 단말기와 서버 사이에 있어서의 데이터의 수수를 가능하게 하는 한 특별히 한정되지는 않고, 전술한 바와 같이, 예를 들어 LAN 케이블 및/또는 인터넷 등의 공지된 통신 회선을 통하여 데이터의 수수를 행하는 일련의 디바이스(예를 들어 통신 회로 기판 등) 등에 의해 구성되어 있다.

또한, 본 발명에 관한 시스템은, 조작 단말기 및/또는 서버가 구비하는 기억 장치에 저장된 프로그램에 따라서, 조작 단말기 및/또는 서버가 구비하는 처리 장치가 소정의 명령을 실행함으로써, 상술한 본 발명의 제1 실시 형태에 관란 방법에 포함되는 적어도 제2 공정을 실행하도록 구성되어 있다. 즉, 본 발명에 관한 시스템에 있어서는, 적어도, 서버에 축적된 데이터로부터 제어 조건이 공통되는 데이터를 발출하는 제3 스텝(S3)과, 발출된 데이터에 기초하여 파라미터의 초깃값을 결정하는 제4 스텝(S4)과, 결정된 파라미터의 초깃값을 공통되는 제어 조건과 관련지어 서버에 기억시키는 제5 스텝(S5)이 조작 단말기 및/또는 서버에 인스톨된 애플리케이션에 의해 실행된다.

조작 단말기 및/또는 서버가 구비하는 기억 장치의 구체예로서는, 예를 들어 하드디스크 드라이브(HDD), 솔리드 스테이트 드라이브(SSD), 메모리(RAM 또는 ROM) 등을 들 수 있다. 조작 단말기 및/또는 서버가 구비하는 처리 장치의 구체예로서는, 예를 들어 소위 중앙 처리 장치(CPU) 등을 들 수 있다. 제2 공정을 처리 장치에 실행시키기 위한 프로그램은, 조작 단말기 또는 서버 중 어느 한쪽이 구비하는 기억 장치에 저장되어 있어도 되고, 혹은, 조작 단말기 및 서버의 양쪽이 구비하는 기억 장치에 분산되어서 저장되어 있어도 된다. 또한, 상기 각 스텝은, 조작 단말기 또는 서버 중 어느 한쪽이 구비하는 처리 장치에 의해 실행되어도 되고, 혹은, 조작 단말기 및 서버의 양쪽이 구비하는 처리 장치에 의한 분산 처리에 의해 실행되어도 된다.

또한, 전술한 바와 같이, 예를 들어 본 발명에 관한 방법에 포함되는 제1 공정의 제1 스텝에 있어서 작업원이 수동으로 질량 유량 제어 장치의 파라미터 조정을 행하는 경우에는, 다음의 제2 스텝에 있어서, 조정된 파라미터를 서버 자신이 갖는 입력 장치를 사용하여 작업원이 입력함으로써, 서버에 데이터를 축적할 수 있다. 혹은, 조정된 파라미터를, 조작 단말기가 갖는 입력 장치를 사용하여 작업원이 입력하고, 통신 수단을 통해 서버에 송신함으로써, 서버에 데이터를 축적할 수 있다. 단, 효율화의 관점에서는, 조정된 파라미터가 애플리케이션에 의해(즉, 프로그램에 따라서 처리 장치가 소정의 명령을 실행함으로써) 자동적으로 서버에 축적되는 것이 바람직하다.

그래서, 바람직한 실시 형태에 있어서, 본 발명에 관한 시스템은, 제1 스텝의 실행에 의해 질량 유량 제어 장치에 의한 유량 제어의 정밀도가 소정의 목표값에 달하면 프로그램에 따라서 처리 장치가 소정의 명령을 실행함으로써 제2 스텝을 실행하도록 구성되어 있다. 즉, 이 시스템에 있어서는, 조정된 파라미터가 제어 조건이 관련지어져 이루어지는 데이터를 서버에 기억시키는 제2 스텝을 복수의 질량 유량 제어 장치에 대하여 개별로 실행하여 서버에 데이터를 축적하는 공정이 조작 단말기 및/또는 서버에 인스톨된 애플리케이션에 의해 실행된다.

또한, 질량 유량 제어 장치에 의한 유량 제어의 정밀도가 소정의 목표값에 도달했는지의 여부에 대해서는 작업원이 판단을 내리고, 유량 제어의 정밀도가 소정의 목표값에 달했다고 판단된 때에 무엇인가의 조작(예를 들어, 소정의 커맨드의 입력 또는 유저 인터페이스가 구비하는 버튼 등의 오브젝트의 클릭 등)을 작업원이 행함으로써, 상기 애플리케이션에 제2 스텝의 실행을 개시시켜도 된다. 혹은, 질량 유량 제어 장치에 의한 유량 제어의 정밀도가 소정의 목표값에 도달했는지의 여부에 관한 판단도 또한, 애플리케이션에 의해(즉, 프로그램에 따라서 처리 장치가 소정의 명령을 실행함으로써) 자동적으로 실행되는 것이 바람직하다.

후자의 경우, 구체적으로는, 질량 유량 제어 장치에 내장된 유량 센서가 출력하는 유체의 유량에 관한 출력 신호에 대응하는 유량과 실제의 유량의 차가 목표값 이하가 된 것인지의 여부 및 질량 유량 제어 장치에 부여되는 설정 유량이 변화한 때의 유량의 시간 변화(과도 응답)의 지표가 미리 설정된 범위 내가 된 것인지의 여부에 관한 판단을 애플리케이션이 내릴 필요가 있다. 따라서, 이 경우에는, 질량 유량 제어 장치에 내장된 유량 센서로부터의 출력 신호에 대응하는 유량과 실제의 유량(즉, 기준 유량계로부터의 출력 신호에 대응하는 유량)의 차 및 질량 유량 제어 장치에 부여되는 설정 유량이 변화한 때의 유량의 시간 변화(과도 응답)의 지표를 검지하기 위하여 필요한 신호를 질량 유량 제어 장치로부터 수신하는 수단을 본 발명에 관한 시스템이 구비함과 함께, 상기 판단을 내리기 위하여 필요한 알고리즘을 실행하기 위한 명령을 상기 프로그램이 구비할 필요가 있다.

또한, 더한층의 효율화의 관점에서는, 본 발명에 관한 방법에 포함되는 제1 스텝도 또한, 애플리케이션에 의해(즉, 프로그램에 따라서 처리 장치가 소정의 명령을 실행함으로써) 자동적으로 실행되는 것이 바람직하다.

그래서, 바람직한 실시 형태에 있어서, 본 발명에 관한 시스템은, 제1 스텝에 있어서 프로그램에 따라서 처리 장치가 소정의 명령을 실행함으로써 파라미터를 소정의 양만큼 증가 또는 감소시키도록 구성되어 있다. 즉, 이 시스템에 의하면, 제1 스텝에 있어서, 어떤 제어 조건 하에서, 애플리케이션에 의해(즉, 프로그램에 따라서 처리 장치가 소정의 명령을 실행함으로써) 질량 유량 제어 장치의 파라미터가 자동적으로 조정된다.

또한, 이 시스템에 의해 제1 스텝에 있어서 파라미터가 증가 또는 감소되는 정도(즉, 증가 폭 또는 감소 폭의 크기)는, 각각의 파라미터에 대하여 미리 정해진 고정값이어도 되고, 혹은, 유량 제어의 정밀도 목표값으로부터의 해리의 정도에 따라서 증감하는 값이어도 된다. 후자의 경우, 유량 제어의 정밀도의 목표값으로부터의 해리의 정도가 클수록, 파라미터의 증가 폭 또는 감소 폭이 보다 커지도록, 프로그램이 구성되어 있어도 된다.

<제4 실시 형태>

제4 실시 형태에 있어서, 본 발명은 어떤 제어 조건에서 사용되는 질량 유량 제어 장치를 조정하는 시스템의 발명이다. 이 시스템에 있어서는, 제1 실시 형태에 관한 방법에 의해 결정된 파라미터의 초깃값을 사용하여 질량 유량 제어 장치의 파라미터가 조정된다. 전술한 바와 같이, 제1 실시 형태에 관한 방법에 의해 결정된 초깃값은, 종래 기술에 있어서 사용되는 디폴트값과는 달리, 파라미터를 조정하려고 하는 제어 조건에 있어서 과거에 실행된 파라미터의 조정 결과가 반영된 값이 되고 있다. 이 때문에, 질량 유량 제어 장치의 조정 개시로부터 제어 동작의 정밀도가 목표값에 도달할 때까지의 시간이 단축되어, 파라미터의 조정을 신속히 완료할 수 있다.

즉, 제4 실시 형태에 관한 시스템은, 프로그램에 따라서 처리 장치가 소정의 명령을 실행함으로써, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 방법에 포함되는 적어도 제6 스텝 및 제7 스텝을 실행하도록 구성되어 있다. 즉, 이 시스템에 있어서는, 전술한 제3 공정에 있어서, 전술한 제1 공정 및 제2 공정 실행에 의해 결정되어 서버에 축적된 여러 가지의 파라미터의 초깃값 중, 그때의 제어 조건과 관련지어진 파라미터의 초깃값을 서버로부터 읽어내는 제6 스텝과, 이렇게 하여 읽어내진 파라미터의 초깃값을 질량 유량 제어 장치에 입력하는 제7 스텝이, 애플리케이션에 의해(즉, 프로그램에 따라서 처리 장치가 소정의 명령을 실행함으로써) 자동적으로 실행된다.

또한, 효율화의 관점에서는, 본 발명에 관한 방법에 포함되는 제8 스텝도 또한, 애플리케이션에 의해(즉, 프로그램에 따라서 처리 장치가 소정의 명령을 실행함으로써) 자동적으로 실행되는 것이 바람직하다. 그래서, 바람직한 실시 형태에 있어서, 본 발명에 관한 시스템은, 제8 스텝에 있어서, 프로그램에 따라서 처리 장치가 소정의 명령을 실행함으로써, 파라미터를 소정의 양만큼 증가 또는 감소시키도록 구성되어 있다.

또한, 이 시스템에 의해 제8 스텝에 있어서 파라미터가 증가 또는 감소되는 정도(즉, 증가 폭 또는 감소 폭의 크기)는, 각각의 파라미터에 대하여 미리 정해진 고정값이어도 되고, 혹은, 유량 제어의 정밀도 목표값으로부터의 해리의 정도에 따라서 증감하는 값이어도 된다. 후자의 경우, 유량 제어의 정밀도의 목표값으로부터의 해리의 정도가 클수록, 파라미터의 증가 폭 또는 감소 폭이 보다 커지도록, 프로그램이 구성되어 있어도 된다.

바람직한 실시 형태에 있어서, 제4 실시 형태에 관한 시스템은, 프로그램에 따라서 처리 장치가 소정의 명령을 실행함으로써, 전술한 바람직한 제2 실시 형태에 관한 방법에 포함되는 제4 공정을 실행하도록 구성되어 있다. 즉, 이 시스템에 있어서는, 전술한 제4 공정에 있어서, 제8 스텝에 있어서 조정된 질량 유량 제어 장치의 파라미터와 제어 조건이 관련지어져 이루어지는 추가 데이터를 서버에 기억시키는 제9 스텝과, 서버에 기억된 데이터 및 추가 데이터로부터 제어 조건이 공통되는 데이터 및 추가 데이터를 발출하는 제10 스텝과, 발출된 데이터 및 추가 데이터에 기초하여 파라미터의 초깃값을 재결정하고, 서버에 기억된 초깃값을 재결정된 초깃값으로 갱신하는 제11 스텝이, 애플리케이션에 의해(즉, 프로그램에 따라서 처리 장치가 소정의 명령을 실행함으로써) 자동적으로 실행된다. 따라서, 이 시스템에 의하면, 자동적으로 제4 공정을 실행함으로써 파라미터의 초깃값을 보다 효율적으로 갱신할 수 있다.

바람직한 실시 형태에 있어서, 제4 실시 형태에 관한 시스템은, 프로그램에 따라서 처리 장치가 소정의 명령을 실행함으로써, 전술한 바람직한 제2 실시 형태에 관한 방법에 포함되는 제12 스텝을 실행하도록 구성되어 있다. 즉, 이 시스템은, 서버로부터 읽어내서 질량 유량 제어 장치에 입력한 파라미터의 초깃값과 제어 조건 및 입력된 초깃값를 기초로 조정된 파라미터의 차가 역치를 초과한 때에 경보를 발하도록 구성되어 있다.

이 시스템에 의하면, 조정 전에 질량 유량 제어 장치에 입력한 파라미터의 초깃값과 조정 후의 파라미터의 차가 역치를 초과한 때에, 경보를 발함으로써 작업자에게 이상의 발생을 알리고, 잘못된 조정이 이루어진 질량 유량 제어 장치가 수요자에게 공급되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

1: 질량 유량 제어 장치
10: 유로
11: 입구
12: 출구
20: 유량 센서
21: 바이패스
22: 센서 튜브
23: 전열 와이어
30: 유량 제어 밸브
31: 밸브체
32: 구동 기구
40: 제어부

Claims (15)

1. 질량 유량 제어 장치를 조정할 때에 상기 질량 유량 제어 장치에 최초에 입력되는 유량 제어에 관한 파라미터의 초깃값을 결정하는 방법이며,
   어떤 제어 조건 하에서, 어떤 질량 유량 제어 장치의 상기 파라미터를 조정하는 제1 스텝과,
   조정된 상기 파라미터와 상기 제어 조건이 관련지어져 이루어지는 데이터를 서버에 기억시키는 제2 스텝을
   복수의 질량 유량 제어 장치에 대하여 개별로 실행하여, 상기 서버에 상기 데이터를 축적하는 제1 공정과,
   상기 서버에 축적된 상기 데이터로부터 상기 제어 조건이 공통되는 상기 데이터를 발출하는 제3 스텝과,
   발출된 상기 데이터에 기초하여 공통되는 상기 제어 조건에 대응하는 상기 파라미터의 상기 초깃값을 결정하는 제4 스텝과,
   결정된 상기 파라미터의 상기 초깃값을, 공통되는 상기 제어 조건과 관련지어 상기 서버에 기억시키는 제5 스텝을
   실행하는 제2 공정을
   포함하는, 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제어 조건이, 질량 유량 제어 장치의 종류, 유체의 종류 및 빈 사이즈를 포함하는,
   방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 질량 유량 제어 장치의 상기 조정이, 유량 센서의 조정을 포함하고,
   결정된 상기 파라미터의 상기 초깃값이, 제로점, 스판 및 직선성에 관한 파라미터의 초깃값을 포함하는,
   방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 질량 유량 제어 장치의 상기 조정이, 과도 응답의 조정을 포함하고,
   결정된 상기 파라미터의 상기 초깃값이 비례 게인, 적분 게인 및 미분 게인에 관한 파라미터의 초깃값을 포함하는,
   방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 스텝에 있어서, 상기 파라미터를 조정할 때에 상기 질량 유량 제어 장치에 최초에 입력되는 상기 파라미터가, 상기 제어 조건에 대하여 최적의 값은 아니지만, 폭넓은 제어 조건 하에서 상기 질량 유량 제어 장치를 동작시킬 수 있는 잠정적이고 또한 범용적인 디폴트값인,
   방법.
6. 어떤 제어 조건에서 사용되는 질량 유량 제어 장치를 조정하는 방법이며,
   제1항 내지 제5항의 어느 것에 기재된 방법에 의해 결정된 상기 파라미터의 상기 초깃값 중, 상기 제어 조건과 관련지어진 상기 파라미터의 상기 초깃값을 상기 서버로부터 읽어내는 제6 스텝과,
   읽어내진 상기 파라미터의 상기 초깃값을 상기 질량 유량 제어 장치에 입력하는 제7 스텝과,
   상기 제어 조건 하에서 상기 질량 유량 제어 장치의 상기 파라미터를 조정하는 제8 스텝을
   실행하는 제3 공정을
   포함하는, 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 제8 스텝에 있어서 조정된 상기 질량 유량 제어 장치의 상기 파라미터와 상기 제어 조건이 관련지어져 이루어지는 추가 데이터를 상기 서버에 기억시키는 제9 스텝과,
   상기 서버에 기억된 상기 데이터 및 상기 추가 데이터로부터 상기 제어 조건이 공통되는 상기 데이터 및 상기 추가 데이터를 발출하는 제10 스텝과,
   발출된 상기 데이터 및 상기 추가 데이터에 기초하여 파라미터의 초깃값을 재결정하고, 상기 서버에 기억된 상기 초깃값을 재결정된 상기 초깃값으로 갱신하는 제11 스텝을
   실행하는 제4 공정을
   더 포함하는, 방법.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 제7 스텝에 있어서 질량 유량 제어 장치에 입력된 상기 초깃값과 상기 제8 스텝에 있어서 조정된 상기 파라미터의 차가 소정의 역치를 초과한 때에 경보를 발하는 제12 스텝을
   더 포함하는, 방법.
9. 질량 유량 제어 장치를 조정할 때에 상기 질량 유량 제어 장치에 최초에 입력되는 유량 제어에 관한 파라미터의 초깃값을 결정하기 위하여 사용되는 시스템이며,
   상기 질량 유량 제어 장치에 접속되어서 상기 파라미터를 조정할 수 있도록 구성된 적어도 1대의 조작 단말기, 적어도 1대의 서버 및 상기 질량 유량 제어 장치와 상기 조작 단말기와 상기 서버 사이에 있어서의 데이터의 수수를 가능하게 하는 통신 수단을 구비하고,
   상기 조작 단말기 및/또는 상기 서버가 구비하는 기억 장치에 저장된 프로그램에 따라서, 상기 조작 단말기 및/또는 상기 서버가 구비하는 처리 장치가 소정의 명령을 실행함으로써, 제1항 내지 제5항의 어느 것에 기재된 방법에 포함되는 적어도 상기 제2 공정을 실행하도록 구성된, 시스템.
10. 제9항에 있어서, 상기 제1 스텝의 실행에 의해 상기 질량 유량 제어 장치에 의한 유량 제어의 정밀도가 소정의 목표값에 달하면 상기 프로그램에 따라서 상기 처리 장치가 소정의 명령을 실행함으로써 상기 제2 스텝을 실행하도록 구성된,
    시스템.
11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 제1 스텝에 있어서 상기 프로그램에 따라서 상기 처리 장치가 소정의 명령을 실행함으로써 상기 파라미터를 소정의 양만큼 증가 또는 감소시키도록 구성된,
    시스템.
12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로그램에 따라서 상기 처리 장치가 소정의 명령을 실행함으로써 제6항에 기재된 방법에 포함되는 적어도 상기 제6 스텝 및 상기 제7 스텝을 실행하도록 구성된,
    시스템.
13. 제12항에 있어서, 상기 제8 스텝에 있어서 상기 프로그램에 따라서 상기 처리 장치가 소정의 명령을 실행함으로써 상기 파라미터를 소정의 양만큼 증가 또는 감소시키도록 구성된,
    시스템.
14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 프로그램에 따라서 상기 처리 장치가 소정의 명령을 실행함으로써 제7항에 기재된 방법에 포함되는 상기 제4 공정을 실행하도록 구성된,
    시스템.
15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로그램에 따라서 상기 처리 장치가 소정의 명령을 실행함으로써 제8항에 기재된 방법에 포함되는 상기 제12 스텝을 실행하도록 구성된,
    시스템.

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