厂务系统(FMCS)

Facility Monitoring and Control SystemDesign Guide厂务设施中央监控系统设计指引技术手册高科技项目/仪电组目录1.0系統簡介 (3)1.1系統用途 (3)1.2主要設備 (3)1.3控制功能 (5)2.0設計準則 (5)3.0設計步驟及注意事項 (7)3.1建立廠務監控系統架構圖 (7)3.2依設備需求製作控制系統之I/O L IST (9)3.3繪製各系統設備之控制流程(概念)圖 (10)3.4選擇相關軟體 (10)3.5控制器與儀器平面配置圖 (11)3.6廠務監控系統規範書 (11)3.7儀器規範書 (12)3.8完成廠務監控系統圖面設計與規範 (12)3.9圖面設計與規範書之校核、審定與核准 (12)3.10圖面設計與規範書確認 (13)1.0 系统简介1.1 系统用途半导体电子厂厂务系统之中央监控系统，是提供半导体电子厂房洁净的工作环境及稳定与安全的Utility供应系统，使工厂生产线运作顺利，维持高良率。

负责供应半导体电子厂之洁净的厂房环境维护及制程上所需之各系统之厂务公用设施，称为“厂务系统”，每个厂务系统大都会有自己独立之监控系统(统称为SCADA，Supervisory Control And Data AcquisitionSystem) 例如Mep SCADA、Clean Room SCADA、Power SCADA、WWT SCADA、DIW SCADA….等。

中央监控系统(FMCS)，简单的说是将许多不同系统性质之监控子系统(SCADA)，进行信息之整合，进而形成一个单一且功能强大的全厂厂务管理系统，成为有效的管理信息，做为厂务系统操作者与管理阶层的有效工具。

1.2 主要设备厂务监控系统，主要之设备如下：1.控制器‧PLC (Program Logic Controller)可程控器‧DDC (Direct Digital Controller)直接数字控制器‧SLC (Single Loop Controller)单回路控制器‧DCS (Distribution Control System)分布式控制系统目前半导体电子厂之FMCS架构大都以PLC或空调用DDC为Base较多。

工业厂房FMCS系统设计概述FMCS（Facility Monitoring Control System厂务监控系统）是将厂务设施各系统的监控资料利用Ethernet、控制器、通讯设备等集成至中央监控设备，形成全厂监控系统，以达到以下目的：互通全厂信息、提升整体管理绩效、简化运转维护困难度、降低管理成本等。

一 FMCS的结构FMCS是一个采用分层的分布式结构的监控系统，按控制级别分，分为三层：第一层为现场设备层。

该层包括各类传感器、变送器、探测器、阀门执行机构，变速设备，马达电机，限位开关及其他相关工艺设备及装置，实现对现场数据的上传和控制器命令的执行的功能。

第二层为控制层。

该层包括可完成单元层操作的软件和硬件。

例如单回路控制器和可编程的逻辑处理器等设备，实现对底层设备的数据采集，下发控制命令，监视现场控制情况的功能。

第三层为管理层（SCADA），该层分为现场子系统管理和全厂管理。

管理层包括操作站、工程师站、主服务器、OPC 服务器、WEB 服务器、热备份服务器、图形打印机、报警打印机、SCADA用的HMI 软件等。

现场子系统管理主要完成各子系统的监视和操纵，进行现场数据的提取，并将数据作为集成系统的OPC?Server数据源，现场子系统管理是确保各子系统独立运行的基础。

全厂管理是监视和管理中心，负责整个系统协调运行和综合管理。

二各层间的数据传输现场设备层至现场控制器层，有两种数据传输途径。

一种是控制电缆，应用于常规I/O点数据的传递；一种是现场总线，应用于自带控制柜和网络接口的成套设备的数据传递，以及远程I/O模块与主控制器之间的通讯。

现场控制器层至管理层的数据传输，以及控制器层本次通信、管理层本层通信主要依靠的是以太网。

最上层的企业管理层网络，主要用于企业的计划、销售、库存、财务、人事以及企业的经营管理等方面信息的传输。

简易原理图如下图所示：控制电缆类型、现场总线类型与采用协议类型需根据具体工程情况而定。

智慧厂务信息化集成系统（FMCS)研究【摘要】随着我国科学技术的不断创新和发展，我国逐渐实现了电气自动化技术，电气自动化控制系统的发展不仅能够推动我国经济的快速发展，而且也方便了人民群众的日常工作和生活，为社会的发展带来了极大的便利，因此，本文重点研究电气自动化控制系统在重点行业和重点领域的应用以及未来的发展趋势，以期完善电气自动化控制系统的应用，实现未来良好的发展趋势。

本文主要以智慧FMCS为例，研究电气自动化控制系统的应用及发展趋势。

【关键词】电气自动化控制系统；电气自动化技术；应用；发展一、智慧FMCS项目概述智慧FMCS（facility monitor control system）为厂务中央监控与运维系统。

FMCS厂务中央监控与运维系统的建立，为工厂的信息生产及安全管理体系提供了很好的平台，首先在体系中形成了原始的数据积累，为安全生产提供了数据分析保证，其次为企业提供了良好的管理手段，可以在生产运营中根据实际的情况调整管理方法，也为生产第一线的值班人员减轻了负担，彻底解决在过去由人工巡视和人工记录日志的生产模式，完全由计算机全天候自动化处理，同时也避免了由人为原因造成的安全隐患。

智慧厂务系统的设计目标是将工厂内设施供应系统包括空调（AHU、MAU等）系统、HV/PV系统、废气系统、特气系统、废水系统、大宗气体系统、纯水系统、PCW系统、化学品系统、电力系统等系统数据及功能模块通过集成系统专网连接至4#动力站的监控计算机，形成集成互通的系统。

二、智慧FMCS架构设计系统的整体架构设计包含三个方面，即：现地级、网络级、数据中心及应用层。

2.1现地级现场级主要为针对空调（AHU、MAU等）系统、HV/PV系统、废气系统、特气系统、废水系统、大宗气体系统、纯水系统、PCW系统、化学品系统、电力系统等通过光纤将数据传输到总控系统。

2.2网络机网络机主要对各子站点进行本地网络汇聚交换机光纤转发，再通过数据中心的核心交换机对各站点接入交换机进行整体网络汇聚，保证数据通信的互联互通。

智慧厂务信息化集成系统（FMCS)研究摘要:智慧厂务信息化集成系统（FMCS）是一种集成信息技术与厂务管理的智能系统。

本文旨在研究FMCS的应用和优势。

首先，对FMCS的构成与特点进行详细介绍，包括数据采集、实时监测、分析与决策等功能。

其次，通过实地调研与案例分析，探讨FMCS在厂务管理中的应用场景，如生产计划优化、资源调度、故障诊断等。

然后，重点分析FMCS在提高生产效率、降低成本、优化资源利用等方面的优势。

最后，讨论FMCS的局限性和未来发展方向。

本文旨在为厂务管理者和信息技术专业人员提供FMCS应用的理论参考和实践指导。

关键词:智慧厂务信息化集成系统，FMCS，数据采集，厂务管理，生产效率引言:随着信息技术的快速发展，智慧厂务信息化集成系统（FMCS）作为一种融合了先进信息技术和厂务管理的智能系统，已逐渐成为现代工业生产的重要支撑。

FMCS通过数据采集、实时监测、分析与决策等功能，实现了对厂务运营的全方位监控与优化。

本文旨在深入研究FMCS在厂务管理中的应用和优势，通过实地调研与案例分析，探讨FMCS在生产计划优化、资源调度、故障诊断等方面的应用场景，并重点分析其在提高生产效率、降低成本、优化资源利用等方面的优势。

同时，本文也将探讨FMCS在实际应用中可能面临的局限性，并对其未来发展方向进行展望。

通过本文的研究，我们希望为厂务管理者和信息技术专业人员提供FMCS应用的理论参考和实践指导，促进智能制造与厂务管理的融合发展。

1.智慧厂务信息化集成系统（FMCS）的构成与特点智慧厂务信息化集成系统（FMCS）是一种集成信息技术与厂务管理的智能系统。

其构成主要包括数据采集模块、实时监测模块、分析与决策模块和应用服务模块。

首先，数据采集模块是FMCS的基础，通过传感器和设备采集厂务运营过程中的各种数据，如生产数据、设备状态、能耗数据等。

这些数据是FMCS的信息来源，为后续的分析和决策提供了支持。

其次，实时监测模块对采集到的数据进行实时监控和展示，将数据转化为可视化的信息，使管理者能够及时了解厂务运营的状态。

FMCS系统在集成电路工厂中的应用中国西部科技2011~go3月(下旬)第10卷第O9期总第242期FMCS系统在集成电路工厂中的应用甸虹(信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司,四川成都610021)摘要:根据集成电路工厂工艺的要求,综合应用了~T-Z-业现场总线技术的监控管理系统,详细介绍系统网络的构架,硬件配置,控制层次,控制功能要求.该控制系统保证了工厂运行的可靠性和实时性,提高了自动化水平和管理水平.关键词:FMC8系统;控制;应用DOI:1o.5969/J.issn.】671—6596.2o】1.09.oo8l弓I富集成电路芯片生产是以硅抛光/外延大圆片为原料,在硅片表面上通过氧化形成阻挡或隔离层薄膜,再采用光刻技术形成掺杂孑L或接触孔,然后利用离子注入或扩散方法掺杂形成器件PN结,最后通过溅射镀膜方法形成引线,经过以七主要工序多次反复最后形成电路图形,制造出集成电路芯片.其生产艺复杂,是典型的高科技,投资巨大.生产工序过程繁多,设备精密,对工厂设计的各专业系统要求很高,有如下的难点和特点:(1)先进的工艺对生产环境和各项公用动力设施要求极其严格.(2)对结构要求大跨度大荷载桁架结构,对建筑有超净和防微震需要.(3)对环境要求非常苛刻,生产区净化空调系统洁净度等级高(4.5N—l级),净化空调面积大,恒温湿精度高,窄气热湿处理难度大.(4)需要技术先进的自动化与智能化程度高的中央监控系统和通信系统,对生产工艺设备与配套设施的有关参数,状态等实现过控制,调节,联锁,联动,记录,报警.(5)生产制造过程中需超纯氮,氢,氧,氦,氩等大宗气体,纯度高.(6)生产制造过程中需要自燃性易燃性气体,腐蚀忖/毒件气体及惰性气体等■大类特殊气体供应,同时需要化学品供应系统,高纯水系统.(7)对用电可靠性要求非常高,且用电量大,停电将对其生产设备,环境和人身安全造成巨大的损失.2系统结构主要组成针对集成电路工程的特点和需求,为了满足芯片生产工艺以及各配套设施的现代化管理需求,需采用自动化与智能化程度高的中央监控与通信系统,对牛产工艺设备与配套设施的有关参数,状态等实现过程控制,保证生产线的良好运行.我们应用全厂’动力设施管理与控制系统(FMCS)来实现上述要求.采用PLC分布式控制系统结构,下层的控制器设有冗余备用.(1)控制系统:包括双冗余PLC~$q器,远I/0,数据通信网络,继电器盘及相应的系统软件;(2)人机界面(HMI):包括用户操作工作控制站,DA TESEVER,工程师工作站,打印机;(3)现场仪器仪表;(4)集线器柜;(5)控制电缆,嘲络线路;(6)气控管路及控制元件.3控制系统主要控制对象描述(1)洁净室空调净化系统.(2)工艺排气系统.(3)非洁净室空调系统,一般热排风系统.(4)_[艺冷却水(PCW)/52艺真空(PV)/清扫真空(HV)系统.(5)冰机,冰水,冷却水供应系统.(6)锅炉及热水分配系统,柴油,天燃气供给系统.(7)一般给排水系统.(8)超纯水制备处理系统(UPW).(9)废水处理系统(WWT).(10)特殊气体及大宗气体供应系统.(11)化学品配送系统.(12)浆料供应系统.从上述可见,工厂的控制对象非常复杂,系统分包较多,埘各控制系统的要求是既要独立运行,增加系统的可靠性,又耍便j互相通信协调全厂信息集中便于监控管理. 因此工厂设施控制器设计为冗余热备结构或单控制器结构, 相关网均为双冗余结构.4监控系统软硬件设置(1)FMCS工程师站,多用户终端站,DA TESEVER和网络设备.(2)FMCS系统的系统软件,图控软件,朋户软件等.(3)现场控制子系统(SCADA)的软件及硬件.(4)PLC控制器(含软件和硬件),控制盘.(5)现场仪器,仪表.(6)连接电缆.(7)气控管路及控制执行元件.全厂设备管理与控制系统(FMCS)系统构架见如方框图.多个PLC控制子系统可以通过业以太网连接到FMCs系统.FMCS系统的操作界面为个高水平的数据采集监控系统(SCADA).中央控制室内设多用户显示操作终端,工程师站,数据服务器及打EIJ机.收稿日期:2011-01～18修回日期:2011一O2一O9作者简介:姚虹,硕士.高级工程师,省评标专家库成员,中国电工技术学会理事,省土木工程学会电气专委会理事,国家注册电气工程师,院电气技术总监,从事电子高科PCW/PV/HV,PLUMBING等系统提供直接监控,进行预先警告和报警指示.对系统包如UwP,wwT,有害气体监测系统等直接报警指示.所有模拟参数都可以存档,进行历史追溯研究及动态趋势分析.PID控制环将设置为”软启动”和”旁路”控制.FMCS操作工作站界面具有下列功能:(1)高速连续的控制.(2)网络通信(冗余).(3)可配置的扫描时间及存储.(4)过程仿真,真实过程彩色图解显示.(5)趋势分析.(6)报警的自动显示和打印输出.(7)几个报警级别的报警管理,有访问权.(8)限者设置或修改报警.(9)多重报警缓冲.(10)报告及计算.(11)事件报告.(12)历史数据及报告存档,执行系统备用和恢复,储存数据库.(13)系统诊断显示及报告.(14)改变设置参数及设定点,访问和修改系统实时数据图表.(15)预防性的维护表.(16)多用户和多任务的实施.5控制层次设置数据服务工作站,操作工作站和工程师站系统均通过一个高速以太网连接,通过该网可以与下级LOCALSCADA进行数据传输.(终端网)工艺子系统~nuPw,WWT,GAS, CHEMICAL也通过这个网连接在一起,进行数据传递.控制工艺过程的各子系统设有LOCALSCADA,通过标准的以太网接口可将LOCALSCADA系统连接到FMCS数据服务器上.整个系统的控制层次结构将分为4层.5.1第一层,现场/工艺设备层包括传感器,变送器,控制阀,VSD,马达启动器,限位开关,电磁阀及其他连接到工艺设备或安装的驱动器(上接第56页)(STS),使市电一逆变器能达到快速可靠的转换(转换时间<lOms).而双路输入电源互投装置可采用电磁式自动/手动转换开关(A TS),使整个系统的技术指标分配合理化.(4)根据工程情况可选用大容量EPS集中供电,也可选用多台小容量EPS分散供电,对特殊负载也可单独供电. EPS设备可放置于地下室或总配电室,或分层分区布置在配电间甚至建筑竖井里,也可以紧靠应急负荷使用场所就地设置,减少供电线路.由于EPS设备有大量的电池组,所以放置处应通风散热良好或有相应的通风散热措施.r_]垄等,其控制由第二层来完成.仅在第一层控制的就地阀门及就地测量显示仪表,将不进入更上一级网.5.2第二层,单元控制层包含单元操作层的软件和硬件,单环控制和程序逻辑控制将在这第2层由PLC逻辑控制器完成.负责对第一层的仪器设备进行监视和控制.第二层服务将由第三层来监督管理.5.3第三层,子系统管理层包括各专门子系统(如空调系统,排气系统,中央动力系统,PEW/PV/HV,POWERSCADA,UPW,WWT,GAS, CHEMICAL等系统)的就地设置SCADA软件和硬件.所有这些子系统要求在第四层采用同样的HM1人机界面进行监视.在这一层,通过LOCALSCADAI作站可进行参数的设定和改变,人工干预,输出趋势及事件分析,可以监控低层控制环的所有情况,可执行报告,趋势分析,系统配置及流量分配,能量消耗等进行管理决策.5.4第四层,中央管理层包括所有设备子系统的主要中央监控操作用户工作站及工程师站.各子控制系统将在这一层进行集成.通过操作监视器的人机界面,可进行参数的设定和改变,人工干预,输出趋势及事件分析.可以监控所有设备在低层的运行情况,可进行执行报告,趋势分析,系统配置及流量分配,能量消耗等管理决策,可生成低层执行情况的所有操作图表,报告.6通讯(1)专用控制以太网负责PLC与PLC之间点对点的通信,也提供PLC控制器与SCADA工作站之间的高速数据通讯.(2)综合管理总线.管理以太网在SCADAI作站及打印机之问提供高速数据通讯.(3)现场仪表总线.PLC与现场仪表之间的连接采用FIELDBUS.对于安全及危险区域的就地仪表,直接采集现场的控制参数和状态.7结束语FMCS控制应用于集成电路工厂的动力系统管理控制,极大的提高了系统的可靠性,并且在运行管理维护以及今后系统的改造和扩展都提供了非常快捷的构架.参考文献:(略)(5)EPS电源装置输出端的中性线(N线),必须与由接地装置直接引来的接地干线相连接,做重复接地.应急电源EPS作为一种可靠应急供电电源,正在越来越广泛的领域得到应用.未来会有更新更加成熟的产品出现,相信在建筑供配电中设计得当,会使我们的工作,生活变得更加安全.参考文献:[1]消防应急灯具.GB17945—2010.[2]李成章.应急电源用的EPS和UPS[J].UPS应用,2004,8.[3]陈元桂.民用建筑应急电源的选用[J].低压电器,2004,8.丫≤一～譬一蠢一。

FMCS厂务管理系统解决方案目录2信息自动化及管理解决方案 (3)2.1FMCS厂务管理系统 (4)2.1.1FMCS厂务管理系统概念 (4)2.1.2FMCS设计目标 (4)2.1.3FMCS价值所在 (4)2.1.4FMCS 的能源管理功能（节能环保） (5)2.1.5FMSC自动化软件平台简介 (6)2信息自动化及管理解决方案32.1FMCS厂务管理系统目前的制造业已经向信息化工厂逐渐过度，整个工厂作为一个有机的整体来协调运转就需要一个有效的监控和管理，通过监控可以知道工厂所有设备所有人员所有材料的具体情况，通过管理，可以使以上各个生产环节紧密结合，协调运转。

这样，就需要一个整体的全厂自动化系统。

根据客户的具体设备要求和工程规范，结合我们在工厂FMCS方面的多年实践经验，运用当今主流的计算机技术和自动控制技术而进行的方案设计和工程实施设计，而量身定造完整的FMCS系统。

2.1.1FMCS厂务管理系统概念2.1.2FMCS设计目标将设施供应系统、环境系统、废弃物处理系统等监控资料利用Ethernet、PLC或RS232等通讯协议连接至不同监控计算机，形成一整合网络监控系统，以达到如下目的：1)整合各单一网络为以整体，实现信息可互通。

2)提升整体管理绩效3)简化运转维护困难度4)降低安装、运转及扩充成本2.1.3FMCS价值所在1)大量节省管理人员：传统的仪表控制系统是通过工厂操作管理人员楼上楼下来回奔走，对分布于工厂各处的设备进行开关和调节。

采用FMCS以后，就可以通过计算机的键盘或鼠标在中央控制室完成调节控制工作，也可以由计算机内部的软件自动控制调节各设备的参数及开关状态，做到真正的管理自动化，因此可以减轻管理人员的劳动强度，减少管理人员的数量。

2)延长设备使用寿命：设备在计算机的统一管理下始终处于最佳运行状态，按照设备的运行状况打印维护保养报告，提示管理人员对设备进行维护、保养，避免超前或延误维护、保养，相应延长设备使用寿命，减免突发性设备损坏，也就等于节省了资金。

认识厂务系统种类厂务系统有哪些Cleanroom System [洁净室系统 ]a内装修工程：(高架地板工程、洁净室隔墙板系统、铝合金龙骨吊顶/ceilinggrid、无尘涂装、环氧地坪等)、压差控制系统、ESD防静电等；b,循环空调系统：(包括部分供热与通风系统，比如MAU/OAC、AHU、FFU、DDC、FCU、粗、中、高、超高过滤器、化学过滤器etc.、送气风机、排气风机etc.)；c,FOUNDATION：防震机座、粉尘监测智能系统 /DMS 系统、风淋室、传递窗、层流罩、洁净工作台、洁净洗手器、洁净衣架、洁净电梯、正压洁净楼梯间系统、化学品储存冷库和压缩机etc.Mechanical System [机械系统 ]中央动力， Central utility ： Mechenica(l 热水、冷冻水、软水、工艺设备冷却水PCW生产上水、自来水、饮用水、一般蒸汽和洁净蒸汽等管路供应系统；锅炉、冷冻机、冷却塔、空压机等厂务设施)Specialty Gas and Bulk Gas 特[ 殊气体和大宗气体 ]a,Bulk Gas GAS YARD气站，CQC (N2/H2/O2/Ar/He天然气)【包括普通和超纯/精制气体】，压缩空气( CDA) --有些FAB 还将机台用 CDA 和厂务设备用 CDA 供应系统分开，呼吸空气供应系统等；b,Specialty Gas System 部( 分特性有重迭 )：( 1)易燃性气体 (Flammable Gas)( 2)毒性气体( T oxic Gas)( 3)腐蚀性气体( Corrosive Gas)( 4)惰性气体 (Inert Gas)( 5)氧化性气体( Oxide Gas)( 6)低压 /保温气体( HeatGas)Water Treatment System 水[ 处理系统 ]a超纯水供应系统、热/温纯水供应系统、一次纯水(RO水)供应系统etc.b,工艺废水处理(酸、碱、含氟排水、slurry/cmp研磨排液、温排水、纯水回收、一般排水、TMAH显影液、H2O2、硫酸排液、磷酸排液、NH3排液etc.)c,办公用给排水系统：饮用水供应、自来水供应、生活污水处理、雨水排放系统etcExhaust System工艺排气系统] a工厂SCRUBBER酸、碱、有机VOC、粉尘、一般排气etc.有些FAB还包括了紧急排烟/事故排风系统 ]b,LOCAL SCRUBBER（一般附属于工艺设备）：依其原理大概可分成下列几类（1）电热水洗式; （2）燃烧水洗式（3）填充水洗式;（4）干式吸附式。