Warum zentralisierte Kontrolle der FFU?

In High-End-Fertigungsbereichen wie der Herstellung von Halbleiterwafern, Panel-Displays und Biopharmazeutika erfordern Reinräume normalerweise den Einsatz von Hunderten oder sogar Tausenden von FFU (Fan-Filter-Einheiten). Wenn jede FFU unabhängig arbeitet und manuell angepasst wird, treten drei offene Probleme auf:

• Geringe Verwaltungseffizienz : Die manuelle Geschwindigkeitsanpassung und die Prüfung von Hunderten von FFUs nacheinander ist enorm und unrealistisch.

• Hohe Energieverbrauchskosten : Alle FFUs laufen auf Hochtouren und die Stromrechnung ist enorm

• Es ist schwierig, Sauberkeit zu gewährleisten : Die FFU-Windgeschwindigkeiten sind in verschiedenen Bereichen uneinheitlich, was zu ungleichmäßiger Luftströmung oder lokalen Wirbelströmen führen kann.

Die zentrale FFU-Steuerung (auch als Gruppensteuerungssystem bekannt) wurde entwickelt, um diese Probleme zu lösen. Verbinden Sie eine große Anzahl von FFU mit einer einheitlichen Verwaltungsplattform, um eine zentrale Überwachung, Geschwindigkeitsanpassung aus der Ferne, automatische Anpassung und Fehlerwarnung zu erreichen.

Die Zusammensetzung des zentralen Kontrollsystems der FFU

Ein vollständiges FFU-Zentralleitsystem umfasst in der Regel die folgenden Ebenen:

Zentrale Verwaltungsebene : Ein im zentralen Kontrollraum bereitgestellter PC oder Touchscreen installiert eine zentrale Verwaltungssoftware, um den Betriebsstatus aller FFUs zu überwachen, Geschwindigkeitsstrategien festzulegen und Fehleralarme zu empfangen.

Kommunikationsnetzwerkschicht : Das für die Datenübertragung verantwortliche Bussystem nutzt ausgereifte industrielle Feldbustechnologie, um eine zuverlässige Datenübertragung in Echtzeit zu gewährleisten. Es gibt auch Systeme, die drahtlose Kommunikationstechnologie nutzen, wodurch der Aufwand für die Verkabelung vor Ort erheblich reduziert werden kann.

Regionale Kontrollschicht : Teilen Sie die FFU in mehrere Kontrollgruppen auf. Jede Gruppe wird von einem Partitionscontroller verwaltet (normalerweise verwaltet jeder Controller 16 bis 32 FFU). Jeder Partitionscontroller kann unabhängig arbeiten und der Ausfall eines einzelnen Controllers hat keine Auswirkungen auf andere Bereiche.

Terminal-Ausführungsschicht : Jede FFU ist mit einer intelligenten Antriebsplatine ausgestattet, die Geschwindigkeitsanweisungen empfängt und den Betriebsstatus zurückmeldet (Start und Stopp, Geschwindigkeit, Strom, Fehleralarm usw.).

Drei Architekturtypen von FFU-Steuerungssystemen

Je nach Steuerungsmethode kann das FFU-Steuerungssystem in die folgenden drei Architekturen unterteilt werden:

1. Unabhängiges Steuerungssystem (Einzelmaschinensteuerung)

Jede FFU ist mit einem unabhängigen Controller (z. B. einem Potentiometerknopf oder einem digitalen Geschwindigkeitsregler) ausgestattet, und Benutzer müssen die Windgeschwindigkeit einzeln manuell anpassen. Die Vorteile sind niedrige Anschaffungskosten, einfache Installation und der Ausfall einer einzelnen Einheit hat keine Auswirkungen auf andere Geräte. Der Nachteil besteht darin, dass es nicht zentral verwaltet werden kann und nicht für großflächige Reinräume geeignet ist.

2. Zentralisiertes Kontrollsystem

Alle FFUs in einem bestimmten Bereich sind an einen zentralen Schaltschrank angeschlossen und die Geschwindigkeit aller FFUs wird gleichzeitig über die Hauptsteuerung eingestellt. Die Vorteile sind eine einheitliche Steuerung und eine vereinfachte Bedienung. Der Nachteil ist das Risiko eines Single Point of Failure – ein Ausfall des zentralen Controllers kann zum Ausfall des gesamten Systems führen und die Skalierbarkeit einschränken.

3. Vernetztes (intelligentes) Steuerungssystem

Jede FFU ist mit einer intelligenten Steuerung (normalerweise mit einem EC-Motor) und einer eindeutigen Netzwerkadresse ausgestattet und über das Kommunikationsnetzwerk mit dem zentralen Verwaltungs-PC verbunden. Dies ist derzeit die fortschrittlichste Architektur für große Reinräume. Zu seinen Vorteilen gehören: Unterstützung der Gruppensteuerung, regionalen Steuerung und sogar unabhängigen Anpassung einer einzelnen Einheit; Echtzeitüberwachung von Windgeschwindigkeit, Motorstatus, Filterdruckdifferenz, Alarmstatus und anderen Daten jeder FFU; Unterstützung der bedarfsgesteuerten Geschwindigkeitsanpassung mit erheblichem Energiespareffekt; ermöglicht eine flexible Systemerweiterung und der Ausfall eines einzelnen Controllers hat keine Auswirkungen auf das gesamte Netzwerk.

Die zentrale Kontrollstrategie der zentralisierten FFU-Steuerung

Strategie 1: Steuerung der Partitionsgeschwindigkeit

Verschiedene Bereiche stellen unterschiedliche Anforderungen an die Sauberkeit und auch die FFU-Geschwindigkeit sollte unterschiedlich sein. Der Kernprozessbereich (z. B. ISO-Stufe 5) kann eine Rotationsgeschwindigkeit von 90 % bis 100 % beibehalten, der allgemeine Produktionsbereich (ISO-Stufe 6) ist auf 60 % bis 80 % eingestellt und der Korridor- und Hilfsbereich (ISO-Stufe 7) ist auf 40 % bis 60 % eingestellt.

Strategie 2: Zeitanpassung

Passen Sie die FFU-Geschwindigkeit dynamisch an den Produktionsrhythmus an. Der Produktionszeitraum verläuft normal entsprechend der Zoneneinstellung; die Schichtlücke kann um 20–30 % reduziert werden; die Mindestgeschwindigkeit wird nachts oder an Feiertagen eingehalten, um eine Verschlechterung der Sauberkeit zu verhindern; Es läuft 20 bis 30 Minuten lang mit voller Geschwindigkeit, bevor es startet, um eine schnelle Selbstreinigung zu gewährleisten.

Strategie 3: Regelung (basierend auf Partikelüberwachung)

Installieren Sie Online-Partikelzähler in Schlüsselbereichen, um die FFU-Geschwindigkeit basierend auf der Echtzeit-Partikelkonzentration automatisch anzupassen. Wenn die Partikelzahl weit unter dem Grenzwert liegt, wird die Geschwindigkeit reduziert, um Energie zu sparen, wenn die Partikelzahl nahe am Grenzwert liegt, wird die Geschwindigkeit erhöht, um die Sicherheit zu gewährleisten, und wenn die Partikelzahl den Grenzwert überschreitet, läuft es mit voller Geschwindigkeit und gibt Alarm.

Strategie 4: Druckdifferenzausgleichskontrolle

Basierend auf dem Feedback der Druckdifferenzsensoren, die an jedem Testpunkt im Reinraum eingesetzt werden, wird die FFU-Lüftergeschwindigkeit im entsprechenden Bereich dynamisch feinabgestimmt, um die positive Druckdifferenz zwischen dem Reinraum und dem Nicht-Reinraum aufrechtzuerhalten.

Vorteile der zentralen FFU-Steuerung

Erhebliche Energieeinsparungen

Am Beispiel eines 2.000 Quadratmeter großen ISO-6-Reinraums beträgt die jährliche Stromrechnung für etwa 500 FFUs bei voller Geschwindigkeit etwa 800.000 Yuan. Durch die Gruppensteuerung wird die Durchschnittsgeschwindigkeit auf 70 % der Nenngeschwindigkeit reduziert. Da die Lüfterleistung in einem kubischen Verhältnis zur Drehzahl steht, beträgt die tatsächliche Leistung nur 34 % der Nennleistung. Die jährliche Stromrechnung wird auf etwa 270.000 Yuan reduziert, wodurch 530.000 Yuan pro Jahr eingespart werden. Die Investition in eine Gruppensteuerung kann sich in der Regel innerhalb von 1–2 Jahren durch Einsparungen bei den Stromrechnungen amortisieren.

Verbessern Sie die Managementeffizienz

Bediener können den Betriebsstatus aller FFUs auf einen Blick im zentralen Kontrollraum einsehen und so Fernstart und -stopp, Geschwindigkeitsanpassung und Fehlerbehebung ermöglichen, wodurch der Arbeitsaufwand manueller Inspektionen erheblich reduziert wird.

Verlängern Sie die Lebensdauer Ihrer Ausrüstung

Durch die bedarfsgerechte Anpassung der Drehzahl kann verhindert werden, dass die FFU über einen längeren Zeitraum unter Volllast läuft, wodurch der Verschleiß von Lüftern und Motoren verringert und die Lebensdauer der Geräte verlängert wird.

Sorgen Sie für Stallsauberkeit

Echtzeitüberwachung und automatische Anpassung sorgen für eine gleichmäßige Windgeschwindigkeit und einen stabilen Druckunterschied in jedem Bereich und vermeiden Sauberkeitsschwankungen, die durch eine vorzeitige manuelle Anpassung verursacht werden.

Aili Industry – FFU-Hersteller der gesamten Industriekette

Aili Industrial beschäftigt sich seit fast zwei Jahrzehnten intensiv mit der Reinraumausrüstung. Von der Lüfterwicklung über die Motorenforschung und -entwicklung bis hin zur Steuerungssystementwicklung stellt die gesamte Industriekette unabhängig voneinander FFU-Lüfterfiltereinheiten her. Die Software und Hardware des Aili Industrial Intelligent Group Control System wurden alle unabhängig voneinander entwickelt und ein einziges System kann 100.000 FFU/EFU steuern. Das System unterstützt mehrere Kontrollstrategien wie Partitionskontrolle, Zeitperiodenanpassung und Druckdifferenzausgleich und kann Kontrollpläne entsprechend den Kundenbedürfnissen anpassen. Die Produkte decken eine vollständige Palette von FFUs ab, darunter Standard-, ultradünne, energiesparende (EC-Motor) und Gruppensteuerungstypen, und passen sich den unterschiedlichen Reinigungsanforderungen von 13 großen Branchen an, darunter Halbleiter, Paneldisplays, Pharmazie, Lebensmittel und Rechenzentren.

Wenn Sie eine zentralisierte FFU-Steuerungslösung oder eine individuelle Anpassung des Gruppensteuerungssystems benötigen, wenden Sie sich bitte an das professionelle technische Team von Aili Industrial.