專利名稱：控制系統和用于控制系統的接口的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及控制系統和用于控制系統的接口 ，并且具體而不排他地涉 及涉及用于潔凈室或者潔凈區(qū)的服務器和至少一個操作系統之間的控制系 統和用于控制系統的接口。
背景技術：
在某些制造過程中，希望降低空氣污染的水平。例如，在半導體制造 或者實驗室中，經常使用"潔凈室"，其中空氣污染的水平低于嚴格標準。例如，美國聯邦總務署所制定的聯邦標準209E和國際標準化組織所 制定的ISO 14644-1/2建立了用于潔凈室和潔凈區(qū)中的空氣懸浮顆粒水平 的空氣潔凈度標準等級。圖1中示出了現有技術的潔凈室100的一個示例?；久芊獾膬仁?102被提供有來自安裝在天花板105之上或者之中的一系列風扇過濾單元 ("FFU")的潔凈空氣。每個FFU 104接收來自空氣供給系統106的空 氣。該過濾器例如可以是高效微粒空氣(HEPA)過濾器和/或超高空氣效 (ULPA)過濾器。通過過濾器進入內室的氣流是由風扇控制的。風扇優(yōu) 選地生成通過過濾器的層流。風扇可以由變速AC或DC電機來驅動。FFU 104通常操作用于在內室102中產生比外室108和空氣供給系統 106的壓力更高的壓力。該過壓防止來自外室108或者來自外部空氣供給 系統106中的任何"不潔"空氣或者污染物滲入內室102。壓力差越大， 則污染幾率越低。給定的FFU 104可能會產生低于預期的氣流，這有許多種原因。最常 見的原因是過濾器被阻塞。無論是什么原因，如果所需氣流未被生成，潔 凈室中的壓力就有可能降低。這意味著更高的污染幾率。另外，在存在大量FFU的裝置中，裝置的一個區(qū)域中的情況可能與另 一個區(qū)域中的情況不同。例如， 一個區(qū)域可能受到煙氣或者其他大氣污染 物的輸出。在這種情況下，該特定區(qū)域可能需要FFU被非常快速地關閉以 使煙氣的散布最小化。圖2A中示出了現有技術的潔凈室控制系統200的一個示例。每個 FFU 104經由網絡206和與之相關的協議轉換器/網關208連接到服務器 210。服務器210然后可以經由網絡214連接到一個或者多個客戶端終端 212。 FFU104可被分組布置，其中每個組中有兩個或者更多的FFU。每個 組都具有網關208。如果用于相關組中的FFU的指令具有不適于這些FFU 的格式或者協議，則可能需要在網關208中進行協議轉換。可以使用客戶端終端和加載在服務器上的軟件來對室中的總壓力進行 設置和/或監(jiān)視。如果需要，軟件可以允許對單獨FFU的速度進行設置， 并且傳感器所檢測到的實際速度可以能夠被記錄。軟件通過網絡相應地控 制每個FFU，以提供期望的性能。但是，在網絡或者硬件發(fā)生故障的情況下，將失去對FFU的控制。唯 一的備選方案是將單獨的手動控制器連接到每個FFU，這可能會非常耗 時，并且可能產生污染。另外，單獨FFU或者一組FFU的緊急定位控制 是不可能的。這也適用于潔凈室的其他操作系統，這些操作系統包括但不 限于空氣吹淋室、建筑管理系統、照明系統、警報系統、安全系統、溫 度控制系統，以及氣流控制系統。發(fā)明內容一般而言，本發(fā)明在第一方面提出在潔凈室控制系統中每個網關是本 地存儲控制設定的接口，這些控制設定被與中央服務器同步。這可具有以 下優(yōu)點，即接口可以根據本地存儲的設定來操作每個操作系統。在第二獨立方面中，在潔凈室控制系統中每個接口可具有控制面板， 該控制面板實現對操作系統的本地控制。這可具有以下優(yōu)點，即接口可以 根據本地用戶設定來操作每個操作系統。在第一示例性方面中，提供了一種位于服務器與潔凈室的至少一個操 作系統之間的接口，該接口包括
存儲器，該存儲器被配置為存儲來自從服務器發(fā)送到至少一個操作系 統的控制信號的控制設定的副本；以及處理器，該處理器被配置為在滿足預定條件的情況下基于所存儲的控 制設定的副本將控制信號發(fā)送到至少一個操作系統。接口還可以包括用戶接口，該用戶接口被配置為接收用戶設定；以 及處理器，該處理器被配置為基于所存儲的控制設定的副本和用戶設定中 的至少一種將控制信號發(fā)送到至少一個操作系統。至少一個操作系統可以 是從以下組中選出的至少一種，所述組由多個風扇過濾單元、空氣吹淋系 統、建筑管理系統、照明系統、警報系統、安全系統、溫度控制系統和氣 流控制系統組成。用戶設定可以用于單個風扇單元、較少的多個風扇過濾 單元、 一組風扇過濾單元和多組風扇過濾單元中的一種。根據第二示例性方面，提供了一種位于服務器與潔凈室或者潔凈區(qū)的 至少一個操作系統之間的接口，該接口包括用戶接口，該用戶接口被配置為接收用戶設定；存儲器，該存儲器被配置為存儲可從服務器接收到的控制設定；以及處理器，該處理器被配置為在滿足預定條件的情況下基于所存儲的控 制設定和用戶設定中的至少一種將控制信號發(fā)送到至少一個操作系統。對于這兩個方面，至少一個操作系統可以是多個風扇過濾單元、空氣 吹淋系統、建筑管理系統、照明系統、警報系統、安全系統、溫度控制系 統和氣流控制系統中的至少一種。用戶設定可以用于單個風扇單元、較少 的多個風扇過濾單元、 一組風扇過濾單元和多組風扇過濾單元中的至少一 種。多個風扇過濾單元可被以從作為單個風扇過濾單元、 一組風扇過濾單 元和多組風扇過濾單元中選出的方式布置。預定條件可以與服務器與接口之間的通信故障有關，或者與接口的本 地控制被使能有關?？刂菩盘柨杀慌渲脼橐缘谝粎f議操作，并且其中處理器可被進一步配 置為將來自服務器的控制信號轉換為具有第二協議的控制信號。接口還可 以包括端口，該端口被配置為接收協議轉換器，并且其中協議轉換器用于 將第一協議轉換為第二協議。
用戶接口可以包括觸摸屏。存儲器可被連接到處理器。 根據第三示例性方面，提供了一種用于至少一種操作系統的控制系 統，該控制系統包括至少一個如上所述的接口?？梢源嬖诙鄠€接口。多個接口可以位于服務器與至少一個操作系統之 間。至少一個操作系統通過操作系統網絡可操作地連接到多個接口。每個 接口還可以包括第一網絡接口和第二網絡接口，所述第一網絡接口用于接 收控制信號和控制設定，所述第二網絡接口可連接到操作系統網絡。所存 儲的控制信號的副本可以是最后接收到的控制信號的副本。用戶設定可以覆蓋(override)控制設定。至少一個操作系統可以是多個風扇過濾單元、 空氣吹淋系統、建筑管理系統、照明系統、警報系統、安全系統、溫度控 制系統和氣流控制系統中的至少一種。對于所有方面，用戶設定可以用于多個風扇過濾單元、空氣吹淋系 統、建筑管理系統、照明系統、警報系統、安全系統、溫度控制系統和氣 流控制系統中的至少一種。


為了使本發(fā)明可被充分地理解和容易地實現，現在僅通過非限制性示 例來描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，同時描述參考了所附附圖。 在附圖中圖1是現有技術的潔凈室的示意圖；圖2A是現有技術的控制系統的框圖；圖2B是FFU電機速度控制器的一個示例性實施例的框圖；圖3是根據一個示例性實施例的控制系統的框圖；圖4是圖3中的接口的框圖；圖5是圖4的接口的操作的流程圖；并且圖6是根據另一個示例性實施例的控制系統的框圖。附圖標號列表100 現有技術的系統 102 內室104FFU 105 天花板
106 空氣供給系統 108200 現有技術的控制系統 203204 FFU組 206208 網關 210212 客戶端終端 214300 控制系統 304306 FFU網絡 308310 服務器 312314 服務器網絡 316400 處理器 402404 存儲器 406408 FFU網絡接口 410412 PCC 414500 操作方法 502504 同步步驟 506508 轉換步驟 510512 本地設置步驟 514606 網絡 610612 客戶端終端 614616 控制面板 618620 建筑管理系統 622624 警報系統 626628 溫度控制系統 630632 其他系統外室主電機(master motor)控制器 FFU網絡服務器 服務器網絡 FFU 接口客戶端終端 控制面板 LCD觸摸面板 服務器網絡接口:齒試步S沐PCC*電源 通信$ 本地控制測試步驟 本地控制步驟 逆向同歩步驟 服務器 服務器網絡 空氣吹淋系統 照明系統 安全系統 氣流系統具體實施方式
圖2B和3示出根據示例性實施例的潔凈室的控制系統300。每個 FFU或者成組的FFU 204、 304經由FFU網絡306連接到與之相關的控制 接口 308。每個接口 308可以用于單個FFU、單組FFU、多個FFU或者多
組FFU。每個接口 308連接到服務器310。服務器310可以經由網絡314 連接到一個或者多個客戶端終端312。每個接口 308可具有與之相關的控 制面板316。如圖2B所示，為每個FFU、單組FFU或者多組FFU提供主電機控制 器203。用于每個FFU的電機控制器可具有經由傳感器的開環(huán)或者閉環(huán)控 制(未示出)，可以基于預期電機速度、預期氣流或者預期壓力進行控 制，并且可以與應用于電機繞組(例如用于DC電極)的可變電壓一樣 簡單或者可以是更加復雜的可變頻率驅動器(用于感應或者PMAC驅 動)。參考圖4，控制面板316被更詳細地示出。處理器400連接到觸摸面 板402，該觸摸面板402可以是任何合適形式的，例如LCD觸摸面板。處 理器400還連接到存儲器404。第一網絡接口 406接收來自服務器網絡 314和/或其他接口的數據。第二網絡接口 408連接到FFU網絡306。端口 410用于連接可互換協議轉換器412 (根據FFU網絡的協議，不同的轉換 器連接到該端口)。兩個網絡接口連接到處理器400并且連接到協議轉換 器412。協議轉換卡(protocol compliance card) 412執(zhí)行所有必要的協議 轉換，使得FFU 304可以按接收到的指令起作用。通過設有協議轉換卡槽 410和一定范圍的協議轉換卡，這一個控制面板可以用于很大范圍的FFU 和服務器310，并且將不需要用于不同FFU 304/服務器310的單獨控制面 板。如果服務器310的操作系統被改變，則為維持系統有效只需改變每個 接口 308的協議轉換卡412。外部連接(未示出)包括連接到服務器的以 太網連接、用于連接到FFU組的RS485端口，以及電源連接。諸如不中 斷電源的電源414可被提供，以向控制面板提供電力。接口 308的操作在圖5中被更詳細地示出。在正常服務器控制模式 下，FFU 304受服務器310控制。在接口 308處，檢查與服務器310進行 的通信，以確定服務器310是否被連接并正確工作(通信測試步驟 502)。如果服務器310被連接，則來自服務器310的控制設定的同步副 本被周期性地存儲在接口存儲器404中(同步步驟504)。接口存儲器 404包括一寄存器，該寄存器存儲本地控制是否被從LCD觸摸面板402使
能(本地控制測試步驟506)。在正常服務器控制模式(如果服務器310 被連接并且本地控制未被使能)下，協議轉換器412將控制信號從服務器 網絡協議(例如TCP/IP)轉換為用于FFU網絡306的合適協議(例如 RS485或者LONWORKS)(轉換步驟508)。如果與服務器310的通信因任何原因而被丟失，或者如果本地控制被 使能，則本地控制立即開始。處理器400根據存儲在接口存儲器404中的 設定而生成用于操作FFU 304的控制信號(本地控制步驟510)。起初， 這些設定是在本地控制開始前從服務器310接收到的最后存儲的同步設 定。但是，使用LCD觸摸面板402提供了對這些設定的完全控制，使得 用戶可以覆蓋控制設定。例如，用戶可以改變特定FFU、成組FFU或者整 個潔凈室的設定(本地設置步驟512)。提供給FFU網絡306的信號將包 括FFU或者FFU組的地址以及該地址的期望設定。當服務器310被再次 連接或者本地控制取消時，來自接口存儲器404的控制設定的同步副本被 周期性地存儲在服務器310中(逆向同步步驟514)。因此，在接口硬件 發(fā)生故障或者服務器硬件發(fā)生故障的情況下，設定(來自服務器310或者 接口 308)將被備份在其他位置中并且將不會被丟失。LCD觸摸面板402可位于潔凈室中的任何位置處，并且可以經由有線 或者無線連接連接到接口 308。其使得可以容易地調節(jié)潔凈室中的操作 點。這消除了改變控制室處的操作點然后分別驗證潔凈室中的改變的需 要。這在潔凈室的建造期間當潔凈室的一部分可能正在經受測試和試車 (commission)以及在局部出現問題或者在需要或者期望的情況下控制室 未準備就緒時可能有用。圖6示出另一個示例性實施例，其中控制面板616用于控制潔凈室乃 至整個建筑物內的其他功能。對于每個其他功能，操作系統如上面描述。 其他功能包括但不限于空氣吹淋室618、建筑管理系統620、照明系統 622、警報系統624、安全系統626、溫度控制系統628、氣流控制系統 630，以及任何其他需要或者期望的系統632。這些可以按組或者單獨地布 置。這可以附加于上述的FFU 204、 304的控制之上或者取而代之。在這 種情況下，用戶設定用于以下功能中的一個或多個風扇過濾單元204/304、空氣吹淋系統618、建筑管理系統620、照明系統622、警報系 統624、安全系統626、溫度控制系統628、氣流控制系統630，以及任何 其他需要或者期望的系統632。例如，控制面板616也可用于控制空氣吹淋系統618?？諝獯盗芟到y 618用作潔凈室的潔凈度的控制網關。其用來除去來自進入潔凈室的人和 物質的顆粒。在可能存在有相對大量的空氣吹淋器618 (例如，有10和 20個之間的空氣吹淋器618)的大型潔凈室中，空氣吹淋器618的正確操 作和控制在全部潔凈室操作中舉足輕重。例如，空氣吹淋器618中的吹風 持續(xù)時間可能需要根據潔凈室的潔凈度條件來調節(jié)。相關設定可以通過使 用計算機服務器或者控制面板616來調節(jié)，同時所進行的調節(jié)取決于顆粒 計數傳感器的結果。不同的空氣吹淋器618可以根據空氣吹淋器的使用模 式而被編程為進行不同操作。 '在操作如上所述的情況下，控制面板616可以為空氣吹淋系統618的 總體控制和監(jiān)視提供充分的靈活性和安全網。控制面板616還可用于控制建筑管理系統620，例如照明622、警報 624 (包括顆粒技術和氣候控制警報)和安全系統626。諸如照明622、警 報624和安全系統626這樣的建筑物服務經常被控制作為建筑管理系統 620的一部分。這提供了用于管理這類服務的高效且有效的方式。通過使 用控制面板616，可以提供用于對建筑管理系統("BMS" ) 620下的各 種組件進行總體控制和監(jiān)視的靈活系統。通過使用控制面板616，可以解決每個組件622、 624、 626在不同通 信協議之下進行操作的問題。這可以通過使用如上所述的協議轉換特征來 實現。在BMS 620發(fā)生故障的情況下，仍然可以上述方式控制各種服務的操 作。這樣，當BMS 620恢復時，可以向系統自動地更新所有改變?？刂泼姘?16還可以連接到溫度控制系統628和氣流監(jiān)視和/或控制系 統630并對溫度控制系統628和氣流監(jiān)視和/或控制系統630進行控制。溫 度和氣流是潔凈室系統中的某些最關鍵的因素，因為在潔凈室中制造的產 品通常對溫度變化敏感。在可允許溫度范圍之外生產的任何產品可能被變
得不可用，或者可能必須被扔棄。通過使用控制面板616來控制溫度控制系統628和氣流系統630，在控制服務器發(fā)生故障的情況下，控制面板 616可以承擔監(jiān)視潔凈室中的溫度和氣流的功能，并且使得可以進行手動 或者自動的調節(jié)以達到所需參數。更新將會如上所述發(fā)生。雖然己經在先前描述中描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是熟悉相關技 術的人員將會明白，可以在不脫離本發(fā)明的情況下對設計、構造和/或操作 的細節(jié)進行許多改變。
權利要求
1.一種位于服務器與潔凈室的至少一個操作系統之間的接口，該接口包括存儲器，該存儲器被配置為存儲來自從所述服務器發(fā)送到所述至少一個操作系統的控制信號的控制設定的副本；以及處理器，該處理器被配置為在滿足預定條件的情況下基于所存儲的所述控制設定的副本將控制信號發(fā)送到所述至少一個操作系統。
2. 如權利要求1所述的接口，還包括用戶接口，該用戶接口被配置為 接收用戶設定；并且所述處理器被配置為基于所存儲的所述控制設定的副 本和用戶設定中的至少一種將控制信號發(fā)送到所述至少一個操作系統。
3. 如權利要求2所述的接口，其中，所述至少一個操作系統是從以下 組中選出的至少一種，所述組由多個風扇過濾單元、空氣吹淋系統、建筑 管理系統、照明系統、警報系統、安全系統、溫度控制系統和氣流控制系 統組成。
4. 如權利要求2所述的接口，其中，所述用戶設定用于從以下組中選 出的至少一種，所述組由多個風扇過濾單元、空氣吹淋系統、建筑管理系 統、照明系統、警報系統、安全系統、溫度控制系統和氣流控制系統組 成。
5. 如權利要求4所述的接口，其中，所述用戶設定用于從以下組中選 出的至少一種，所述組由單個風扇單元、較少的多個風扇過濾單元、 一組 風扇過濾單元和多組風扇過濾單元組成。
6. —種位于服務器與潔凈室或者潔凈區(qū)的至少一個操作系統之間的接 口，該接口包括用戶接口，該用戶接口被配置為接收用戶設定；存儲器，該存儲器被配置為存儲可從服務器接收到的控制設定；以及 處理器，該處理器被配置為在滿足預定條件的情況下基于所存儲的控制設定和所述用戶設定中的至少一種將控制信號發(fā)送到所述至少一個操作系統。
7. 如權利要求6所述的接口，其中，所述至少一個操作系統是從以下 組中選出的至少一種，所述組由多個風扇過濾單元、空氣吹淋系統、建筑 管理系統、照明系統、警報系統、安全系統、溫度控制系統和氣流控制系 統組成。
8. 如權利要求6所述的接口，其中，所述用戶設定用于從以下組中選出的至少一種，所述組由多個風扇過濾單元、空氣吹淋系統、建筑管理系 統、照明系統、警報系統、安全系統、溫度控制系統和氣流控制系統組成。
9. 如權利要求8所述的接口，其中，所述用戶設定用于從以下組中選 出的至少一種，所述組由單個風扇單元、較少的多個風扇過濾單元、 一組 風扇過濾單元和多組風扇過濾單元組成。
10. 如權利要求4、 5或者8中任何一個所述的接口，其中，所述多個風扇過濾單元被以從以下組中選出的方式布置，所述組由作為單個風扇過 濾單元、 一組風扇過濾單元和多組風扇過濾單元組成。
11. 如權利要求2至10中任何一個所述的接口，其中，所述預定條件 與所述服務器和所述接口之間的通信故障有關。
12. 如權利要求2至10中任何一個所述的接口，其中，所述預定條件 與所述接口處被使能的本地控制有關。
13. 如在前權利要求中的任何一個所述的接口，其中，所述控制信號 被配置為以第一協議操作，并且其中所述處理器還被配置為將來自所述服 務器的所述控制信號轉換為具有第二協議的控制信號。
14. 如權利要求13所述的接口，還包括端口，該端口被配置為接收協 議轉換器，并且其中所述協議轉換器用于將所述第一協議轉換為所述第二 協議。
15. 如權利要求2至14中任何一個所述的接口，其中，所述用戶接口 包括觸摸屏。
16. 如權利要求1至15中任何一個所述的接口，其中，所述存儲器連 接到所述處理器。
17. —種用于潔凈室的至少一種操作系統的控制系統，該控制系統包 括至少一個如權利要求1-16中任何一個所述的接口。
18. 如權利要求17所述的控制系統，其中存在多個接口。
19. 如權利要求18所述的控制系統，其中，所述多個接口位于所述服 務器與所述至少一個操作系統之間。
20. 如權利要求16或權利要求17所述的控制系統，其中，所述至少 一個操作系統通過操作系統網絡可操作地連接到所述多個接口。
21. 如權利要求20所述的控制系統，其中，所述接口還包括第一網絡 接口和第二網絡接口 ，所述第一網絡接口用于接收所述控制信號和所述控 制設定，所述第二網絡接口可連接到所述操作系統網絡。
22. 如權利要求17至21中任何一個所述的控制系統，其中，所存儲 的所述控制信號的副本是最后接收到的控制信號的副本。
23. 如權利要求17至22中任何一個所述的控制系統，其中，所述用 戶設定覆蓋所述控制設定。
24.如權利要求17至23中任何一個所述的控制系統，其中，所述至 少一個操作系統是從以下組中選出的至少一種，所述組由多個風扇過濾單 元、空氣吹淋系統、建筑管理系統、照明系統、警報系統、安全系統、溫 度控制系統和氣流控制系統組成。
25. 如權利要求17至23中任何一個所述的控制系統，其中，所述用 戶設定用于從以下組中選出的至少一種，所述組由多個風扇過濾單元、空 氣吹淋系統、建筑管理系統、照明系統、警報系統、安全系統、溫度控制 系統和氣流控制系統組成。
26. 如權利要求25所述的控制系統，其中，所述多個風扇過濾單元是 從以下組中選出的，所述組由單個風扇單元、較少的多個風扇過濾單元、 一組風扇過濾單元和多組風扇過濾單元組成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可位于服務器與潔凈室的至少一個操作系統之間的接口。該接口具有存儲器，該存儲器被配置為存儲來自從服務器發(fā)送到至少一個操作系統的控制信號的控制設定的副本；以及處理器，該處理器被配置在滿足預定條件的情況下基于所存儲的控制設定的副本將控制信號發(fā)送到至少一個操作系統。
文檔編號G05B19/04GK101158851SQ200710161598
公開日2008年4月9日 申請日期2007年9月29日 優(yōu)先權日2006年10月6日
發(fā)明者李榮唐 申請人:協同工業(yè)有限公司