厂务设施中央监控系统设计指引

CERTIFIEDPROJ.MGRDATE0INITIALISSUECLIENTDATEREV.DESCRIPTIONBYCHK.APPR.DATESHEET1OF22GL-DG-MEP-I501D:\temp\1592952449379.doc\20/06/24FacilityMonitoringandControlSystemDesignGuide厂务设施中央监控系统设计指引技术手册高科技项目/仪电组厂务设施中央监控系统2OF22DATE设计指引REV.0D:\temp\1592952449379.doc\20/06/24目录1.0系統簡介.....................................................................................31.1系統用途...........................................................................31.2主要設備...........................................................................31.3控制功能...........................................................................52.0設計準則.....................................................................................53.0設計步驟及注意事項................................................................73.1建立廠務監控系統架構圖...............................................73.2依設備需求製作控制系統之I/OLIST.............................93.3繪製各系統設備之控制流程(概念)圖..........................103.4選擇相關軟體.................................................................103.5控制器與儀器平面配置圖.............................................113.6廠務監控系統規範書.....................................................113.7儀器規範書.....................................................................123.8完成廠務監控系統圖面設計與規範.............................123.9圖面設計與規範書之校核、審定與核准.....................123.10圖面設計與規範書確認.................................................13厂务设施中央监控系统3OF22DATE设计指引REV.0D:\temp\1592952449379.doc\20/06/241.0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，SupervisoryControlAndDataAcquisitionSystem)例如MepSCADA、CleanRoomSCADA、PowerSCADA、WWTSCADA、DIWSCADA….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(ProgramLogicController)可程控器‧DDC(DirectDigitalController)直接数字控制器‧SLC(SingleLoopController)单回路控制器‧DCS(DistributionControlSystem)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。2.监控平台﹕人机界面(HumanMachineInterface，HMI)广义而言，只要是提供操作者与机器设备沟通、操作，控制及管理的工具接口，都算人机界面(HMI)，例如传统的控制盘，MimicBoard，Annunciation，控制台OperationConsole...等。在FMCS系统,所有以往的操控接口都可在计算机上执行，因此对现代的中央监控系统而言，HMI指的是透过PC及图控软件所执行的厂务监控设施。一般人机界面包括:‧监控计算机(Engineer、OperatorandOtherViewerStation)‧服务器(Data、Alarm、WeborOthersServer)‧系统软件厂务设施中央监控系统4OF22DATE设计指引REV.0D:\temp\1592952449379.doc\20/06/24‧喷墨或雷色彩色打印机(Trend，Historian)‧针式打印机(Alarm)‧网络集线器(SwitchHub)‧其他(警报系统)3.通讯网络(CommunicationNetwork)‧通讯系统标准化‧目前PLC之通讯网络发展，皆以标准之模块化通讯协议(Protocol)，取代以往透过(GateWay)程序编译之软件方式。‧通讯网络模块(CommunicationModule)之网络阶层。-信息层(InformationLayer)-控制层(ControlLayer)-设备层(DeviceLayer)4.系统软件PLC系统软件，目前大多建立在Windows工作环境依其功能/用途可分为:‧PC作业环境软件‧PLC编辑软件‧FMCS图控软件‧Server软件‧其他驱动程序/软件5.传输媒体(PhysicalMedia)—电缆‧信息层/控制层-二芯对绞线(TwistedPair)-同轴电缆(CoaxialCable)-光纤电缆(FiberOpticCable)‧设备层二芯对绞线(TwistedPair)厂务设施中央监控系统5OF22DATE设计指引REV.0D:\temp\1592952449379.doc\20/06/246.现场仪器设备‧装置于电子厂房各厂务系统之现场管线(PipeorDuct)、容器(Vessel)、水槽(Tank)、集水坑(Pit)或其他机械设备上之压力、温度、湿度、露点、焓值、差压、流量及液位之仪器开关(Switch)、传送器(Transmitter)及现场传感器(Sensor/Element)等。‧控制阀类对制程上流体之差压(压力)、温度、湿度、露点、焓值、流量、液位等，做适当之节流或ON/OFF之控制。1.3控制功能FMCS/Scada功能﹕在FMCS系统，所有的操控接口都可在计算机上执行，因此透过HMI之监控计算机(Engineer、OperatorandOtherViewerStation)及图控软件所执行的厂务监控功能如下：控制-各系统制程上之Pump、Fan运转、设备启停、控制阀开关及压力、差压、温度、湿度、露点、焓值、流量、液位….等之闭回路、开回路、逻辑连锁、批次及警报设定…等之控制。2.监视/数据收集-各系统制程管线及设备上之(压力、差压、温度、湿度、露点、焓值、流量、液位…等)数据及马达、设备运转、控制阀开关状态及警报…等之数据收集、指示、记录及监视等。3.监视/分析-各系统制程参数、设备运转及启停、控制阀开关….等之运转参数，可随时Realtime作为报表记录、历史趋势图(Historian、Trend、Log)等，并作为日后维修、校正及异常分析。2.0设计准则2.1厂务监控系统之控制器架构设计，并无一定之标准，应以ITB之要求及业主意见为考虑依据。1.一般大型晶圆厂或LCD之厂务监控大都是PLC为Base。2.一般模块厂LCM或组装厂，则是以DDC架构，也有只用DDC或SLC之现场控制功能。3.其他亦有PLC+DDC(如华东S2)或是DCS+PLC(如台朔光电PDP-I厂)。4.另外必须考虑是否有Redundant之需求及Redundant之方式。厂务设施中央监控系统6OF22DATE设计指引REV.0D:\temp\1592952449379.doc\20/06/242.2现场仪器设备除了业主ITB之要求外，应考虑制程用途，作适当选择工业级或依一般商业用之空调仪器设备及控制阀类。2.3仪器电源(如110VAC、24VDCor24VAC)及信号(如4~20mADCor0~10VDC)之种类规划，除了业主ITB之要求外，亦应将控制器型式(PLCorDDC)与仪器电源合并考虑。2.4本作业应依据下列适用之档、标准及法规﹕1.本作业依据之文件：‧业主技术规范书－厂务监控(FMCS)系统及仪器设备相关部分‧项目有关会议记录及备忘录‧当地国家标准及电气法规‧仪控设计工作指导书‧厂区建物位置平面图‧机电设备平面配置图‧危险区域划分图‧机电／仪控界面及电源单线图‧电缆线槽配置平面图‧控制器及仪器设备厂家数据等2.本作业依据之标准及法规﹕‧NEMA国际电气制造商协会(NationalElectricalManufacturer’sAssociation)‧ANSI美国国家标准(AmericanNationalStandardInstitute)‧NEC国际电气法规(NationalElectricalCodes)‧ISA美国仪表协会(InstrumentSocietyCodes)‧UL保险商实验所(UnderwritersLaboratories)‧DIN德国工业标准(DeutshesIntiituteFurNormunge.v.)‧ASME美国机械工程协会(AmericanSocietyofTestingMaterials)厂务设施中央监控系统7OF22DATE设计指引REV.0D:\temp\1592952449379.doc\20/06/24‧ASTM美国材料测试协会(AmericanSocietyofTestingMaterials)‧IEC国际电机协会(InternationalElectromechanicalCommission)‧IEEE电机及电子工程协会(InstituteorElectricalandElectronicEngineers)‧CNS中国国家标准(ChinaNationalStandard)3.0设计步骤及注意事项中央监控系统(FMCS)规划设计工作，需依据业主ITB之要求、技术规范书及仪控设计工作指导书，逐步完成项目工作范围之厂务中央监控系统之设计工作，包含下述步骤﹕3.1建立厂务监控系统架构图1.选择控制器型式PLC、DDC、DCSorSLC或多种控制器组合为厂务监控(FMCS)系统之架构。如附件：‧PLC控制系统之架构图(附件一)‧DDC控制系统之架构图(附件二)‧DCS+PLC控制系统之架构图(附件三)‧PLC+DDC控制系统之架构图(附件四)2.控制器之数量需依系统、功能及位置考虑：‧不同系统之控制器要独立(如CleanRoomHVAC、MEP、DIW、WWT、ProcessExhaust…等控制器应分开)。‧如仪器或机械设备在相距很远之Building宜选用RemoteI