技术领域
[0001] 本发明涉及流量控制技术领域,具体涉及一种质量流量控制器的流量控制方法。
相关背景技术
[0002] 质量流量控制器是半导体工艺设备中的核心部件,广泛应用在半导体、光伏、燃料电池、真空技术等领域,质量流量控制器通常包括阀门和流量检测器,在半导体工艺中,工艺流体(如,工艺气体)的流量与工艺效果关系密切,半导体设备对流体质量流量控制器的要求中最重要的一点就是高精度,在向半导体制造装置提供用于制造半导体的各种气体等情况下,各种气体的流路中需设置有质量流量控制器,通过质量流量控制器来分别调节气体流量,质量流量控制器仅可实现高精度的流量检测;然而,质量流量控制器在实际应用中,由于数据传输和处理时间的存在,流量检测器发送的数据可能会有一定的时延,而阀门接收到的控制信号也可能有一定的延迟,同时阀门调节时的波动流量对实际流量的影响,导致在达到预警流量时,实际发送的流量与预设的流量存在差距,因此造成对流量控制不准确的情况,基于此,提出一种质量流量控制器的流量控制方法。
具体实施方式
[0017] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
[0018] 实施例一请参阅图1‑图2所示,本发明为一种质量流量控制器的流量控制方法,包括以下步骤:
步骤一:获得质量流量控制器的历史控制数据,历史控制数据包括阀门的初始开口度、终止开口度和对应的控制时长;
需要说明的是,质量流量控制器包括控制器、阀门和流量检测器;
步骤二:对质量流量控制器的历史控制数据进行分析,进而获得阀门对应的减张速率和扩张速率,具体方式为:
获得阀门对应的减张速率的具体方式为:
A1:获取质量流量控制器过去n次的历史调节数据,历史调节数据包括初始开口度、终止开口度和对应的控制时长,n为预设值,此处n次指代为从获取数据的当下起算往前推188次这一预设次数,188≥n≥1;
A2:获取每次历史调节数据中的终止开口度与初始开口度之间的差值,并将其标记为Cn,将其中的负数值标记为Ca,正数值标记为Cb,其中a+b≤n,a≥1且b≥1;
A3:获取各个负数值Ca分别对应的控制时长,并将其标记为Ta,通过公式|Ca|/Ta=Da,获得各个负数值Ca分别对应的控制速率Da;
A4:获得Da中满足第一预设条件的数值,并将其标记为De,其中e指代为Da中满足第一预设条件数值的数量,满足n≥a≥e≥1;
将e与预设值Y1进行对比分析,当满足e≥Y1时,则将Da的均值D1p作为阀门对应减张速率JS,D1p的具体计算公式为:D1p=(D1+D2+……+Dd)/d,其中n≥e≥d≥1,预设值Y1的具体取值由相关人员根据实际需求进行拟定;
当e<Y1时,则将Da按照从小到大的顺序排列,然后取其中位数作为阀门对应减张速率JS,获得Da中位数的具体方式为:当a为奇数时,则通过公式JS=D[(d+1)/2],获得阀门对应减张速率JS;当a为偶数时,则通过公式JS=[D(d/2)+D(d/2+1)]/2,阀门对应减张速率JS;
第一预设条件具体为:|Da‑D1p|>Y2,Y2为预设值,具体取值由相关人员根据实际需求和应用场景进行拟定;
获得阀门对应扩张速率的具体方式为:
采用与步骤A3中相同的方法获得各个正数值Cb分别对应的控制速率Eb,然后获得其中满足第二预设条件的数值Ef,其中n≥b≥f≥1,然后将Ef采用与步骤A4中相同的方法进行分析,进而获得阀门对应扩张速率KS;
第二预设条件具体为:|Db‑D2p|>Y3,其中D2p为Db的均值,Y2为预设值,具体取值由相关人员根据实际需求和应用场景进行拟定;
利用历史数据,分别计算出阀门的减张速率JS和扩张速率KS,为实时控制提供准确的参考依据,提升了阀门调节的精确度;
步骤三:获得流量检测器流量数据发送时间与阀门接收到控制信号之间的时长,并对其进行分析,进而获得阀门对应的信号延迟时长,具体方式为:
获得流量检测器过去n次对应的数据发送时间和阀门接收到控制信号之间的时长,即流量检测器发出流量数据和阀门接收到控制信号之间的时间间隔,并将其标记为HTn;
通过公式 ,计算获得HTn对应的方差数值W,
其中HTp为HTn的均值,n≥j≥1;
当方差数值W,满足W≤Y4时,则将HTp作为阀门对应的信号延迟时长K1;当满足W>Y4时,则根据|HTj‑HTp|的值按照从大到小的顺序将对应的HTj的值进行删除,并在每次删除后对剩余HTj的方差进行重新计算,同时对删除的HTj的个数h进行记录,直至满足W≤Y4,其中Y4的具体的数值需要相关人员根据具体的应用场景和需求进行拟定;
当满足h<Y5时,则将HTp作为阀门对应的信号延迟时长K1;当满足h≥Y5时,则将HTj中最大值和最小值的均值作为阀门对应的信号延迟时长K1,其中Y5为预设值,具体的数值需要相关人员根据具体的应用场景和需求进行拟定;
在实际应用中,控制器接收到流量检测器的流量数据后,需要一定时间来响应并发送调节信号来调节阀门,这个过程中存在信号延迟,并导致实际流量与预期流量出现偏差,通过分析历史数据,计算出阀门的信号延迟时长K1,可以更准确地评估阀门的实际控制过程中的延迟情况,减少因延迟造成的误差,提高了控制系统的反应速度和准确性,使得流量控制更加精确;
步骤四:对质量流量控制器的历史控制数据进行分析,获得质量流量控制器对应的减张流速表和扩张流速表,具体方式为:
获得各个负数值Ca分别对应的历史调节数据中的终止开口度,并将各个终止开口度分别标记为减张节点,将每相邻的两个减张节点之间标记为减张控制区间;
获得阀门在各个减张控制区间内分别对应的流量状态值以及各个流量状态值分别对应维持时长;
将各个减张控制区间内分别对应的流量状态值与其对应的维持时长之间的积与维持时长总值之间的比值,标记为各个减张控制区间分别对应的减张区间流速,进而获得质量流量控制器对应的减张流速表;
采用同样的方式即可获得质量流量控制器对应的扩张流速表;
步骤五:获取阀门的预警流量、实时流速、预调节开口度和实时开口度,结合阀门的减张速率、扩张速率、信号延迟时长、减张流速表和扩张流速表进行分析,进而获得流量检测器对应的发送流量数值,具体方式为:
将预调节开口度和实时开口度之间的差值标记为YK,实时流速标记为L,预警流量标记为YJ;
通过公式X+K1×L+BD=YJ,进而获得流量检测器对应的发送流量数值X,其中BD为阀门对应的波动流量;
获得达到预警流量时流量检测器对应的发送流量,解决了质量流量控制器在实际应用中当流量检测器达到预警流量时对数据进行发送,没有考虑流量检测器数据发送至控制器再由控制器发送控制信号至阀门期间的流量流失,造成当阀门进行调节完毕后实际流量与预警流量之间存在差距的问题,有利于质量流量控制器的使用,提高流量控制的精确度。
[0019] 实施例二作为本发明的实施例二,本申请在具体实施时,相较于实施例一,本实施例的技术方案与实施例一的区别仅在于本实施例中;
获取阀门对应的波动流量的具体方式为:
A01:当YK为正数值时,根据阀门的预调节开口度和实时开口度获取阀门调节时所需经过的扩张控制区间,获得其中完整区间的对应的区间路径长度,并将其分别标记为Jv,其中v指代为完整区间的数量,v≥1,获得首尾区间分别对应的区间路径长度,并将其分别标记为Q1和Q2;
A02:通过公式Jv/KS=JAv,计算获得各个完整区间分别对应的控制时长JAv;
通过公式Q1/KS=QA1和Q2/KS=QA2,计算获得首尾区间分别对应的控制时长QA1和QA2;
通过公式
;计算获取阀门对应的波动流量BD,其中Zr为各个完整区间分别对应的扩张区间流速,MA1和MA2分别为首尾区间对应的扩张区间流速,ZAr、MA1和MA2均从扩张流速表中进行获取的,v≥r≥1;
当YK为负数值时,根据阀门的预调节开口度和实时开口度获取阀门调节时所需经过的减张控制区间,获得其中完整区间的对应的区间路径长度和其首尾区间分别对应的区间路径长度,同时从减张流速表中获取各个完整区间和首尾区间分别对应的减张流区间流速,结合阀门对应减张速率JS,采用与步骤A01‑A02相同的方式获得阀门对应的波动流量BD;
根据阀门不同的调节情况并进行分析,进而获得阀门对应的波动流量BD,便于对流量检测器对应的发送流量数值X进行准确的计算,有利于质量流量控制器的使用,提高流量控制的精确度。
[0020] 实施例三作为本发明的实施例三,本申请在具体实施时,相较于实施例一和实施例二,本实施例的技术方案是在于将上述实施例一和实施例二的方案进行组合实施。
[0021] 上述公式均是去量纲取其数值计算,公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式,公式中的预设参数以及阈值选取由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。
[0022] 以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。