[摘要]介紹半導體潔凈室溫濕度控制流程，分析潔凈室溫濕度控制方法.

溫濕度PID模糊控制，引言，隨著半導體生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，更加精密，整合度更高是行業(yè)發(fā)展的趨勢.

目前，制造技術(shù)進入亞納米時代，線寬在30-180支納米之間，對生產(chǎn)設(shè)備的精度要求越來越嚴格，除了設(shè)備本身的技術(shù)水平需要滿足生產(chǎn)要求外，其生產(chǎn)環(huán)境潔凈室的各項指標也必須嚴格控制.其中溫濕度控制是重點，其控制效果直接影響生產(chǎn)的優(yōu)良率.目前，半導體潔凈室對溫濕度的控制范圍通常為:溫度22/-0.5℃，濕度45/-3%RH.本文通過對現(xiàn)有潔凈室溫濕度控制系統(tǒng)的研究，引入模糊控制，提高溫濕度控制的實際效果.

一、溫濕度處理過程是空氣單純加熱或冷卻(未達到飽和狀態(tài))過程。

含濕量不變的過程，即絕對濕度不變的過程，濕氣通過盤管加熱，溫度上升，相對濕度下降，相反，冷卻過程中，溫度下降，相對濕度上升，溫度和相對濕度是兩個方向的控制量，溫度和濕度同時向同一趨勢變化，簡單地通過加熱/冷卻過程是不能實現(xiàn)的.冷卻除濕過程是濕空氣冷卻飽和后繼續(xù)冷卻的過程，濕空氣通過冷卻盤管結(jié)露分析水滴，降低絕對濕度，發(fā)揮除濕的作用.因此，我們可以將空氣處理過程分為四個過程:加熱、加濕、降溫和除濕.

圖1中，橫坐標為含濕量，即每公斤空氣中含有的水蒸量，縱坐標為攝氏度溫度.

根據(jù)目標狀態(tài)，絕對濕度線和目標溫度線可分為Zone1、Zone2、Zone3、Zone4四個控制區(qū).

為了達到目標的溫濕度控制點，其對應的溫濕度控制區(qū)域處理過程在Zonet1的范圍內(nèi)，首先降溫除濕后再加熱范圍內(nèi)，先降溫再加濕的范圍內(nèi)，先加熱再加濕的范圍內(nèi)，首先冷卻濕氣后再加熱。

定義:d-控制對象的濕度，t-控制對象的溫度，
一般來說，設(shè)定值溫度為2/-0.5℃，濕度為45/-3%RH，Zone1和Zone3的情況較多，需要降溫除濕后加熱或加熱，從溫室和濕度處理的基本流程和常見問題，潔凈室的濕度處理的基本流程，半導體潔凈室的現(xiàn)場通常采用新風空調(diào)箱進入AirUnit，MAU)的潔凈度由于整個潔凈室內(nèi)充滿了各種各樣的生產(chǎn)機械，這些機械持續(xù)運轉(zhuǎn)，產(chǎn)生了大量的熱量，這些熱量通過回風通道內(nèi)的干盤管DCC降溫被帶走，達到了長期穩(wěn)定的溫濕度環(huán)境。

基本循環(huán)如圖2所示.

二、對于潔凈室的溫濕度控制

最重要的是新風空調(diào)箱和干線圈新風空調(diào)箱不僅要保證外部大氣通過中學、中學和高效過濾器，過濾空氣中的粉塵粒子，還要根據(jù)潔凈室內(nèi)的溫濕度調(diào)整吹出口的溫濕度，保證送入的新風在規(guī)定的溫濕度范圍內(nèi)，干盤管根據(jù)潔凈室設(shè)置的溫濕度傳感器測量的值調(diào)整干盤管冷水閥的開度，調(diào)節(jié)回風和送風混合的溫濕度，保證滿足半導體技術(shù)的溫濕度需求，各工藝工藝設(shè)備發(fā)熱量大不相同，潔凈室內(nèi)機臺發(fā)熱量分布不均勻。

例如，爐管機臺的發(fā)熱量比其他設(shè)備大得多(基本上在3~5倍之間)，因此必須在潔凈室內(nèi)用干盤管DC帶走這些熱量，通常要求同一工序的氣流通過同一組DCC，在建筑確定的情況下，工序的分布必須垂直于回風道，如果條件允許，最好將不同工藝的區(qū)域分開，以避免金屬顆粒污染，提高溫濕度控制的穩(wěn)定性，通常，潔凈室的溫濕度控制在2、3/-0.5℃，45%-3%RH，MAU的送風溫度基本控制在21℃-21.中央空調(diào)使用中熱泵故障診斷及修理措施5℃，與循環(huán)風混合后，F(xiàn)FU的出風口的溫度控制在22℃，通過工作水平后溫度再次上升2.2溫濕度控制中的常見問題，在MAU下降溫濕度處理過程中，為了解決除濕問題，通常采用濕度優(yōu)先的方法，冷水閥主要用于除濕，同時溫度下降，通過熱水閥的再熱，溫濕度達到要求的值，這種做法可以滿足設(shè)計要求，但在相當多的情況下，冷熱水閥抵消了能源，浪費了能源。

另外，進入潔凈室的新風溫度過高的話，整個潔凈室的熱負荷會變大，DCC的開放度會變大，抵消新鮮空氣帶來的熱負荷的進入潔凈室的新鮮空氣溫度過低的話，DCC的開放度為零的話，就不能滿足環(huán)境溫度的要求.

據(jù)統(tǒng)計，空調(diào)系統(tǒng)的能源消耗占半導體工廠整體能源消耗的30%-35%，因此優(yōu)化空調(diào)設(shè)備，選擇合理的溫濕度設(shè)定值，凈室整體溫濕度控制的穩(wěn)定性和節(jié)能具有重要意義，實現(xiàn)了溫濕度控制系統(tǒng)，基本上，潔凈室的溫濕度要求為22/-0.5℃，45%th/-3%RH，當然根據(jù)生產(chǎn)技術(shù)的需要，對溫濕度的要求也不同.新風空調(diào)箱的溫濕度控制，新風空調(diào)箱的基本結(jié)構(gòu)，新風空調(diào)箱的基本結(jié)構(gòu)如圖3所示，其處理流程如下:空氣過濾——包括初效、中效、高效三個部分的溫度處理——包括預熱盤管、一次表冷盤管、再熱盤管.3.1.2溫度處理過程，預熱盤管的作用是預熱外氣外部氣溫低，接近零度時，為了防止盤管在氣溫低于零度時凍結(jié)，需要加熱外部氣體，通常加熱到12℃.控制供氣溫度時，將供氣溫度與其設(shè)定值進行比較，通過PIDT控制算法獲得計算值，根據(jù)該計算值決定表冷盤管和再熱盤管閥的開度大小。

其控制流程如圖4所示.

在整個PID控制環(huán)節(jié)中引入分程控制器模型，如圖5所示，將PID控制算法分為兩部分，48%和52%，同時，冷熱水切換的邊界為48%-52%，設(shè)置死區(qū)，即外氣溫度與供氣溫度設(shè)定值相當接近時，熱水閥和冷水閥處于關(guān)閉(閥開度為0)的狀態(tài)，冷熱水處于臨界狀態(tài)時不斷切換，加快執(zhí)行機構(gòu)的損壞的濕度處理過程，為了避免與溫度的耦合關(guān)系，新風出口濕度的設(shè)定值通常不以相對濕度為控制值，而是通過與溫度的設(shè)定值綜合計算獲得絕對濕度，以露點溫度和濕度為基礎(chǔ)本文以露點溫度為例，將計算得到的露點溫度設(shè)定值作為MAU整體出口濕度的設(shè)定值。

三、潔凈空調(diào)系統(tǒng)溫濕度與能耗的關(guān)系

根據(jù)送風露點溫度和露點溫度設(shè)定值對比，通過PIDTC算法，得出計算值，根據(jù)計算值決定表冷閥和加濕閥的開度大小，其控制流程與溫度控制相似，同時引入分離控制，在臨界狀態(tài)下不斷切換加濕和除濕、潔凈室溫濕度控制，潔凈室溫度控制，潔凈室內(nèi)溫度PID控制流程如圖6所示，采用基本的PID控制，在潔凈室自身的大空間中產(chǎn)生大慣性、大時滯性，在設(shè)置PID參數(shù)時通常設(shè)置為零，防止系統(tǒng)節(jié)約.

潔凈室溫度主要由DCC調(diào)節(jié)，但同時受新風送風溫度濕度的影響，給定過高的溫度，進入潔凈室和循環(huán)風混合后，DCC需要更多的冷卻量，這直接導致能源浪費，給定過低的溫度，進入潔凈室和循環(huán)風混合后，直新風空調(diào)箱溫濕度設(shè)定值控制，新風空調(diào)箱送風溫度設(shè)定值的選擇比較重要，必須能夠最好地滿足當前潔凈室內(nèi)溫度的需求.

給定溫度過高，進入潔凈室和循環(huán)風混合后，DCC需要更大的冷卻量，直接導致能源浪費，給定溫度過低，進入潔凈室和循環(huán)風混合后，即使DCC的開度為零，整個潔凈室的溫度也會過低因此，MAU新風送風溫度設(shè)定值的選擇非常重要，必須確保系統(tǒng)在控制范圍內(nèi)，盡量達到節(jié)能的目的.

在此，我們將引入模糊控制的思想，通過對潔凈室溫度偏差和偏差變化率的模糊規(guī)則變化，得出新風空調(diào)箱送風溫度設(shè)定值。

整個程序的運行過程如圖7所示，程序運行后，將獲得新的系統(tǒng)中的模糊控制器是兩個輸入一個輸出，其輸入量是系統(tǒng)的偏差e和偏差變化率ec，這兩個量有確定的數(shù)值，兩個明確的量，整個模糊控制器由模糊、模糊規(guī)則庫、模糊推理和模糊四個部分組成.。