Smart-S15 上海和泰纯水机 Master-S30

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上海和泰PLC 的超纯水控制系统设计

[导读]经过4 年的实际运行,该超纯水自动化系 统工作稳定可靠,完全满足要求。

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TFT( Thin Film Transistor) LCD 是有源矩阵液晶显示器( AM LCD) 的典型代表,广泛应用在笔记本电脑、摄像机、监视器等方面,是液晶乃至整个平板显示技术领域的主导技术。在TFT-LCD 的生产中50% 以上工序需要超纯水冲洗基板。超纯水系统的产水率、产水水质、稳定性和可靠性将直接关系TFT-LCD 的产品的不良率和生产成本。

早期工业生产对超纯水的水质要求相对较低,其制备主要采用离子交换方式。随着半导体工业的发展,对超纯水质量要求不断提高,RO-混床技术取代了传统的离子交换工艺。随着超纯水工艺的发展,制备控制系统越来越复杂,超纯水处理控制系统从DCS( Distributed Control System) 过渡到采用PLC 的现场总线控制系统。本项目采用了先进PLC 冗余技术、网络技术、现场总线技术、组态软件等技术集成设计了超纯水控制系统,以满足TFT-LCD 有源矩阵液晶显示器的超纯水制备新工艺对控制系统的安全性,可靠性、集中监控等方面的要求。

系统工艺设计

超纯水处理系统是从普通自来水至超纯水制备的完整生产系统。自来水中含有溶解性固体、溶解性有机物、溶解性气体、颗粒物和微生物等,需要通过相应的工艺流程对其进行处理。本系统采用当今最先进的RO 混床工艺,其工艺流程分预处理系统,RO 系统,制成系统和抛光系统四个子系统。

系统冗余设计

在系统的主体设计基础上进行系统的冗余设。由于超纯水制备系统信息采集量大,分布范围广,系统采用分布式I /O 进行数据采集,采用S7-400HPLC 进行集中监控。S7-400H 具有极高的处理速度,可以简洁的系统结构很好地完成全部的控制功能。但另一方面,系统的控制完全集中,造成一定的控制风险,因此,需采用双机冗余系统以解决可靠性问题。S7-400H 具有良好的通信功能,可以实现硬件热冗余,并具有容错能力。冗余系统包括冗余供电模块、冗余的CPU、冗余通讯链路、冗余分布式I /O 接口模件等。通过故障检测,将发生问题的的单元自动切换到备用单元以实现系统的不中断工作。电源供电包括CPU 供电,通信模块供电,分布式I /O 模块供电。冗余系统供电采用两路不同的电源电缆分别经两个UPS 供电装置对系统进行供电。系统采用分布式I /O 将现场采集的数据通过Profibus-DP 现场总线传送到CPU 中进行处理,解决了系统信息多、分布广的问题; 采用S7-400H 硬件冗余方式保证系统的可靠性和稳定性; 采用InTouch 上位集中监控,便于操作工人对整个系统的监控; 通过OPC将InTouch 上位的数据传送给控制整个工厂动力控制系统的WinCC 上位机,便于公司管理层对该系统的监控和管理。通过系统实际运行证明: 系统功能完善、可靠性高,设备易于维护,保证了连续合格的超纯水生产要求。适合在TFT-LCD 超纯水厂中推广应用。


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