なぜ FFU を集中管理するのでしょうか?

半導体ウェーハ製造、パネルディスプレイ、バイオ医薬品などのハイエンド製造分野では、通常、クリーンルームに数百、さらには数千のFFU（ファンフィルターユニット）を配備する必要があります。各 FFU が独立して動作し、手動で調整される場合、次の 3 つの未解決の問題に直面することになります。

• 管理効率の低さ: 手動による速度調整と数百個の FFU を 1 つずつ検査するのは膨大で非現実的です。

• エネルギー消費コストが高い: すべての FFU がフルスピードで動作し、電気代が驚くほど高くなります

• 清浄度を確保するのが難しい: FFU の風速はさまざまな地域で一定ではなく、不均一な空気の流れや局所的な渦流が発生する可能性があります。

FFU集中制御（グループ制御システムとも呼ばれる）は、これらの問題を解決するために生まれました。多数のFFUを統合管理プラットフォームに接続し、集中監視、遠隔速度調整、自動調整、障害警告を実現します。

FFU集中制御システムの構成

完全な FFU 集中制御システムには通常、次のレベルが含まれます。

中央管理層: 中央制御室に配置された PC またはタッチ スクリーンには、すべての FFU の実行ステータスを監視し、速度戦略を設定し、障害アラームを受信するための中央管理ソフトウェアがインストールされます。

通信ネットワーク層: データ伝送を担当するバス システムは、成熟した産業用フィールドバス技術を使用して、リアルタイムで信頼性の高いデータ伝送を保証します。無線通信技術を利用したシステムもあり、現場配線の負担を大幅に軽減できます。

地域制御層: FFU をいくつかの制御グループに分割し、各グループはパーティション コントローラーによって管理されます (通常、各コントローラーは 16 ～ 32 個の FFU を管理します)。各ゾーン コントローラーは独立して動作することができ、単一の障害が他のゾーンに影響を与えることはありません。

端末実行層: 各 FFU にはインテリジェント ドライブ ボードが搭載されており、速度指令を受け取り、動作状態 (起動と停止、速度、電流、障害アラームなど) をフィードバックします。

FFU制御システムの3つのアーキテクチャタイプ

さまざまな制御方法に従って、FFU 制御システムは次の 3 つのアーキテクチャに分けることができます。

1. 独立制御方式（単体制御）

各 FFU には独立したコントローラー (ポテンショメータ ノブやデジタル速度調整器など) が装備されており、ユーザーは風速を 1 つずつ手動で調整する必要があります。メリットとしては、イニシャルコストが安く、設置が簡単で、1台の故障が他の機器に影響を与えないことです。欠点は一元管理ができないため、大規模なクリーンルームには適さないことです。

2.集中管理システム

指定されたエリア内のすべての FFU は中央制御キャビネットに接続されており、すべての FFU の速度はメイン コントローラーを通じて同時に調整されます。メリットとしては、一元的な制御と操作の簡素化が挙げられます。欠点は、単一障害点のリスクです。中央コントローラーに障害が発生すると、システム全体がダウンし、拡張性が制限される可能性があります。

3. ネットワーク化された（インテリジェントな）制御システム

各 FFU にはインテリジェント コントローラー (通常は EC モーターを搭載) と固有のネットワーク アドレスが装備されており、通信ネットワークを介して中央管理 PC に接続されています。これは現在、大規模なクリーンルーム用の最も先進的なアーキテクチャです。その利点には、グループ制御、地域制御、さらには単一ユニットの独立した調整をサポートすることが含まれます。各FFUの風速、モーターステータス、フィルター圧力差、アラームステータスおよびその他のデータをリアルタイムで監視します。オンデマンドの速度調整をサポートし、大幅な省エネ効果を実現します。柔軟なシステム拡張が可能で、単一のコントローラの障害がネットワーク全体に影響を与えることはありません。

FFU集中制御の中核となる制御戦略

戦略 1: パーティション速度制御

エリアが異なれば清浄度に対する要件も異なり、FFU 速度も異なる必要があります。コアプロセス領域（ISO レベル 5 など）は 90% ～ 100% の回転速度を維持でき、一般生産領域（ISO レベル 6）は 60% ～ 80%、コリドーおよび補助領域（ISO レベル 7）は 40% ～ 60% に設定されます。

戦略 2: 時間調整

生産リズムに合わせてFFU速度を動的に調整します。生産期間はゾーン設定に従って通常どおり実行されます。シフトギャップは 20% ～ 30% 削減できます。夜間や休日は最低速度を維持し、清浄度の低下を防ぎます。 20 ～ 30 分間全速力で動作し、その後すぐに自動洗浄が開始されます。

戦略 3: 閉ループ制御 (粒子監視に基づく)

主要エリアにオンライン粒子カウンターを設置し、リアルタイムの粒子濃度に基づいて FFU 速度を自動的に調整します。粒子数が限界をはるかに下回る場合は、エネルギーを節約するために速度が低下し、粒子数が限界に近づくと、安全を確保するために速度が増加し、粒子数が限界を超えると、フルスピードで動作し、アラームが鳴ります。

戦略 4: 差圧バランス制御

クリーン エリアの各テスト ポイントに配置された差圧センサーからのフィードバックに基づいて、対応するエリアの FFU ファン速度が動的に微調整され、クリーン エリアと非クリーン エリア間の正の圧力差が維持されます。

FFU集中管理のメリット

大幅なエネルギー節約

2,000平方メートルのISO 6クリーンルームを例にとると、フルスピードで稼働する約500個のFFUの年間電気代は約80万元となります。群制御システムにより平均速度は定格速度の70%に低減されます。ファンの電力は速度と 3 次の関係があるため、実際の電力は定格電力の 34% にすぎません。年間の電気代は約27万元に削減され、年間53万元の節約になります。グループ制御システムへの投資は、通常、電気代の節約により 1 ～ 2 年以内に回収できます。

経営効率の向上

中央制御室で全FFUの稼働状況が一目で確認できるため、遠隔からの始動・停止、速度調整、トラブルシューティングが可能となり、人手による点検作業の負担が大幅に軽減されます。

機器の寿命を延ばす

オンデマンドで速度を調整することで、FFU が長時間フル負荷で動作するのを防ぎ、ファンやモーターの摩耗を軽減し、機器の耐用年数を延ばすことができます。

安定したクリーン度を確保

リアルタイムの監視と自動調整により、各エリアで均一な風速と安定した圧力差が確保され、時機を逸した手動調整による清浄度の変動が回避されます。

Aili Industry—完全な業界チェーン FFU メーカー

Aili Industrial は、20 年近くにわたってクリーン ルーム機器の分野に深く関わってきました。ファン巻線、モーターの研究開発から制御システム開発に至るまで、業界チェーン全体が FFU ファン フィルター ユニットを独立して製造しています。 Aili Industrial Intelligent Group Control Systemのソフトウェアとハ​​ードウェアはすべて独立して開発されており、単一システムで100,000 FFU/EFUを制御できます。分割制御、時間調整、差圧バランスなど複数の制御戦略をサポートしており、お客様のニーズに合わせて制御プランをカスタマイズできます。製品は標準タイプ、超薄型タイプ、省エネ（ECモーター）タイプ、グループ制御タイプなどあらゆるFFUをカバーしており、半導体、パネルディスプレイ、製薬、食品、データセンターなど主要13業界のさまざまな洗浄ニーズに対応します。

FFU集中制御ソリューションまたはグループ制御システムのカスタマイズが必要な場合は、Aili Industrialの専門技術チームにお問い合わせください。