故障检测系统以及故障检测方法技术方案

一种故障检测系统以及故障检测方法，其强化对装置控制层次的控制状态本身直接进行处理的FD/FP功能。故障检测系统具有：基于设定值SP和控制量PV计算操作量MV的操作量计算部；存储稳定判定幅度的稳定判定幅度存储部；测量执行控制动作的状态的经过时间的经过时间测量部；测量设定值SP和控制量PV的差位于稳定判定幅度以内的稳定时间的稳定时间测量部；根据经过时间和稳定时间计算设定值稳定时间率的稳定时间率计算部；存储设定值稳定时间率的稳定时间率存储部；在接收到重置信号时，或者在设定值稳定时间率的登记后，将经过时间和稳定时间重置为零的重置部；以及在设定值稳定时间率低于阈值时输出警报的警报输出部。

【技术实现步骤摘要】
故障检测系统以及故障检测方法
本专利技术涉及一种能够对与控制的稳定相关的故障进行检测和预测的故障检测系统以及故障检测方法。
技术介绍
在半导体制造装置中，EES(设备工程系统(EquipmentEngineeringSystem))正向实用阶段过渡。EES是用数据来对半导体制造装置是否正常地发挥功能进行检查，使装置的可靠性、生产效率提高的系统。EES的主要目的是以装置本身为对象的故障检测(FD：FaultDetection)、故障预测(FP：FaultPrediction)(参照非专利文献1)。FD/FP中有装置控制层次、模块层次、子系统层次、I/O设备层次这样的层次化的掌握方法。装置控制层次的FD/FP是基于由主机或操作人员所指示的处理条件，对装置的功能是否在装置规格的允许范围内动作进行监视/检测的FD/FP。模块层次的FD/FP是对由设备或者子系统构成的模块是否能按指示值执行处理进行监视/检测的FD/FP。子系统层次的FD/FP是对由如执行反馈控制那样的多台设备构成的复合系统是否基于若干参数设定稳定地动作进行监视/检测的FD/FP。I/O设备层次的FD/FP是对构成装置的传感器、执行器是否按设计值稳定地动作进行监视/检测的FD/FP。这样，I/O设备层次的主体是传感器及执行器。关于执行器的FD/FP，对于用(0，1)位串的数据(执行器数据)就可以完成的顺序控制性的动作，尤其可以说已处于实用阶段。另一方面，关于传感器的FD/FP，温度、压力、流量等过程量则成为对象数据。关于这些数据，不能说以msec.层次保存全部数据是合理的。因此，提出有对于装置进行管理的每个处理单位、或者每一定期间对传感器的数据进行代表值化，并对代表值化了的值进行检查的EES对应的基板处理装置(参见专利文献1)等。所谓代表值是指最大值、最小值、平均值等。如果利用这些代表值能够实现FD/FP的话，则与对所有的数据进行监视的情形相比，可以大幅度地减少通信量、必要存储量等，因此是高效的。作为利用了代表值的FD/FP，已知的有因劣化而引起的加热器线材断线的FP、因过电流而引起的加热器线材断线的FD等。在加热器劣化的情况下，加热器的电阻值(非过程量)的平均值将慢慢地上升，因此如果将加热器的电阻值的平均值作为代表值进行检查的话，就能够预测因劣化而引起的加热器线材断线。又，在因过电流而引起加热器线材断线的情况下，加热器的电阻值的最大值突发性地上升，因此如果将加热器的电阻值的最大值作为代表值进行检查的话，就能够检测出因过电流而引起的加热器线材断线。在此，对于相当于子系统的控制回路(执行PID控制等的控制器层次)，提出有像专利文献2那样的故障检测方法。专利文献2中揭示的技术具有控制单元，该控制单元在供水泵的控制目标变化了的情况下，在根据目标变化量的绝对值推定的控制的稳定时间与实际观测到的稳定时间的差超过了预先设定的阈值时，输出产生了控制异常的信号。现有技术文献专利文献专利文献1日本特开2010-219460号公报专利文献2日本特开2008-052508号公报非专利文献非专利文献1“关于装置层次的装置功能的性能确认的说明书(装置レベルでの装置機能の性能確認に関する解説書)”，社团法人电子信息技术产业协会，2005年3月23日
技术实现思路
专利技术要解决的课题如上所述，如果是非过程量的话，就能够进行FD/FP的实用化。然而，关于过程量，存在很少能仅用简单的代表值实现非过程量的情况下的FD/FP，无法充分实现FD/FP功能这一问题点。因为EES的装置内分散配置是为提高EES的整体效率的有效的安装方法，所以要求以装置控制层次进一步强化对最重要的控制状态本身直接进行处理的FD/FP功能。根据专利文献2所揭示的技术，虽然根据目标变化量的绝对值推定控制的稳定时间，但是由于运转中的正常的外部干扰等的影响，难以进行稳定时间的预测。这种技术仅能在像控制供水泵的情况那样的、根据目标变化量的绝对值推定控制的稳定时间的情况下，即能够预先充分地把握控制对象的特性的情况下进行利用。在利用简易的通用的控制器时，希望即使在不能预先把握控制对象的特性的情况下，也能够实现用于检测与控制的稳定相关的不适当的状态的功能。本专利技术正是为了解决上述问题而做出的，目的在于提供一种能够强化对装置控制层次上的控制状态(与稳定相关的适当/不适当状态)本身进行直接处理的FD/FP功能的故障检测系统以及故障检测方法。换言之，本专利技术提供以装置控制层次可以内置也可以外装的简易型的FD/FP相关功能。用于解决课题的手段本专利技术的故障检测系统的特征在于，具有：操作量计算单元，所述操作量计算单元基于设定值SP和控制量PV计算并输出操作量MV；稳定判定幅度存储单元，所述稳定判定幅度存储单元对用于故障检测的稳定判定幅度进行存储；经过时间测量单元，所述经过时间测量单元对执行所述操作量计算单元的控制动作的状态的经过时间进行测量；稳定时间测量单元，所述稳定时间测量单元测量所述设定值SP和所述控制量PV的差位于所述稳定判定幅度以内的稳定时间；稳定时间率计算单元，所述稳定时间率计算单元在所述经过时间达到预先规定的基准经过时间时，根据所述经过时间和所述稳定时间计算出设定值稳定时间率；稳定时间率存储单元，所述稳定时间率存储单元对所述设定值稳定时间率进行存储；以及重置单元，所述重置单元在从外部接收到重置信号时，或者在向所述稳定时间率存储单元的设定值稳定时间率的登记后，将测量中的所述经过时间和所述稳定时间重置为零。又，本专利技术的故障检测系统的一个构成例的特征在于，还具有：稳定判定幅度候选存储单元，所述稳定判定幅度候选存储单元预先存储相互不同的多个稳定判定幅度候选；以及稳定判定幅度调整单元，所述稳定判定幅度调整单元在所述稳定判定幅度未确定时，选择出赋予所述稳定时间率计算单元对每个所述稳定判定幅度候选计算出的设定值稳定时间率中的适当的设定值稳定时间率的稳定判定幅度候选，将该选择出的稳定判定幅度候选确定为所述稳定判定幅度并登记在所述稳定判定幅度存储单元中，所述稳定时间测量单元在所述稳定判定幅度未确定时，对每个所述稳定判定幅度候选测量所述设定值SP和所述控制量PV的差位于所述稳定判定幅度候选以内的稳定时间，所述稳定时间率计算单元在所述稳定判定幅度未确定时，对于每个所述稳定判定幅度候选，根据所述经过时间和对应于所述稳定判定幅度候选的稳定时间计算出所述设定值稳定时间率。又，本专利技术的故障检测系统的一个构成例的特征在于，还具有警报输出单元，所述警报输出单元在存储于所述稳定时间率存储单元中的设定值稳定时间率低于预先规定的阈值时，输出警报。又，本专利技术的故障检测系统的特征在于，具有：操作量计算单元，所述操作量计算单元基于设定值SP和控制量PV计算并输出操作量MV；稳定判定幅度存储单元，所述稳定判定幅度存储单元对用于故障检测的相互不同的多个稳定判定幅度进行存储；经过时间测量单元，所述经过时间测量单元对执行所述操作量计算单元的控制动作的状态的经过时间进行测量；稳定时间测量单元，所述稳定时间测量单元对每个稳定判定幅度测量所述设定值SP和所述控制量PV的差位于所述稳定判定幅度以内的稳定时间；稳定时间率计算单元，所述稳定时间率计算单元在所述经过时间达到预先规定的基准经过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种故障检测系统，其特征在于，具有：操作量计算单元，所述操作量计算单元基于设定值SP和控制量PV计算并输出操作量MV；稳定判定幅度存储单元，所述稳定判定幅度存储单元对用于故障检测的稳定判定幅度进行存储；经过时间测量单元，所述经过时间测量单元对执行所述操作量计算单元的控制动作的状态的经过时间进行测量；稳定时间测量单元，所述稳定时间测量单元测量所述设定值SP和所述控制量PV的差位于所述稳定判定幅度以内的稳定时间；稳定时间率计算单元，所述稳定时间率计算单元在所述经过时间达到预先规定的基准经过时间时，根据所述经过时间和所述稳定时间计算出设定值稳定时间率；稳定时间率存储单元，所述稳定时间率存储单元对所述设定值稳定时间率进行存储；以及重置单元，所述重置单元在从外部接收到重置信号时，或者在向所述稳定时间率存储单元的设定值稳定时间率的登记后，将测量中的所述经过时间和所述稳定时间重置为零。

【技术特征摘要】
2013.10.01 JP 2013-2061251.一种故障检测系统，其特征在于，具有：操作量计算单元，所述操作量计算单元基于设定值SP和控制量PV计算并输出操作量MV；稳定判定幅度存储单元，所述稳定判定幅度存储单元对用于故障检测的稳定判定幅度进行存储；经过时间测量单元，所述经过时间测量单元对执行所述操作量计算单元的控制动作的状态的经过时间TX进行测量；稳定时间测量单元，所述稳定时间测量单元测量所述设定值SP和所述控制量PV的差位于所述稳定判定幅度以内的稳定时间TS；稳定时间率计算单元，所述稳定时间率计算单元在所述经过时间TX达到预先规定的基准经过时间TR时，根据所述经过时间TX和所述稳定时间TS计算出设定值稳定时间率RS，其中，RS(％)＝(TS/TX)×100；稳定时间率存储单元，所述稳定时间率存储单元对所述设定值稳定时间率RS进行存储；警报输出单元，所述警报输出单元在存储于所述稳定时间率存储单元中的设定值稳定时间率RS低于预先规定的阈值时，输出警报；以及重置单元，所述重置单元在从外部接收到重置信号时，或者在向所述稳定时间率存储单元的所述设定值稳定时间率RS的登记后，将测量中的所述经过时间TX和所述稳定时间TS重置为零。2.如权利要求1所记载的故障检测系统，其特征在于，还具有：稳定判定幅度候选存储单元，所述稳定判定幅度候选存储单元预先存储相互不同的多个稳定判定幅度候选；以及稳定判定幅度调整单元，所述稳定判定幅度调整单元在所述稳定判定幅度未确定时，选择出赋予所述稳定时间率计算单元对每个所述稳定判定幅度候选计算出的设定值稳定时间率中的适当的设定值稳定时间率的稳定判定幅度候选，将该选择出的稳定判定幅度候选确定为所述稳定判定幅度并登记在所述稳定判定幅度存储单元中，所述稳定时间测量单元在所述稳定判定幅度未确定时，对每个所述稳定判定幅度候选测量所述设定值SP和所述控制量PV的差位于所述稳定判定幅度候选以内的稳定时间，所述稳定时间率计算单元在所述稳定判定幅度未确定时，对于每个所述稳定判定幅度候选，根据所述经过时间和对应于所述稳定判定幅度候选的稳定时间计算出所述设定值稳定时间率。3.如权利要求1或2所记载的故障检测系统，其特征在于，还具有：稳定时间率取得单元，所述稳定时间率取得单元以预先规定的间隔取得保持在所述稳定时间率存储单元中的设定值稳定时间率；重置信号发送单元，所述重置信号发送单元在所述设定值稳定时间率的取得后将所述重置信号发送至所述重置单元；稳定时间率历史存储单元，所述稳定时间率历史存储单元对由所述稳定时间率取得单元取得的设定值稳定时间率进行存储；以及判定单元，所述判定单元在最新的设定值稳定时间率相对于存储在该稳定时间率历史存储单元中的过去的任意的设定值稳定时间率的下降量超过了预先规定的阈值时，输出警报。4.一种故障检测系统，其特征在于，具有：操作量计算单元，所述操作量计算单元基于设定值SP和控制量PV计算并输出操作量MV；稳定判定幅度存储单元，所述稳定判定幅度存储单元对用于故障检测的相互不同的多个稳定判定幅度进行存储；经过时间测量单元，所述经过时间测量单元对执行所述操作量计算单元的控制动作的状态的经过时间TX进行测量；稳定时间测量单元，所述稳定时间测量单元对每个稳定判定幅度测量所述设定值SP和所述控制量PV的差位于所述稳定判定幅度以内的稳定时间TS；稳定时间率计算单元，所述稳定时间率计算单元在所述经过时间TX达到预先规定的基准经过时间TR时，对于每个所述稳定判定幅度，根据所述经过时间TX和对应于所述稳定判定幅度的稳定时间TS计算出设定值稳定时间率RS，其中，RS(％)＝(TS/TX)×100；稳定时间率存储单元，所述稳定时间率存储单元对所述设定值稳定时间率RS进行存储；重置单元，所述重置单元在从外部接收到重置信号时，或者在向所述稳定时间率存储单元的设定值稳定时间率RS的登记后，将测量中的所述经过时间TX和所述稳定时间TS重置为零；以及复合判定单元，在相对于与所述多个稳定判定幅度中的一个稳定判定幅度对应的设定值稳定时间率RS，与比该稳定判定幅度小的其他稳定判定幅度对应的设定值稳定时间率RS的比率低于预先规定的基准阈值时，所述复合判定单元输出示出过渡状态的产生较少、且稳定状态被损害的可能性高的状况的警报。5.如权利要求4所记载的故障检测系统，其特征在于，还具有：稳定时间率取得单元，所述稳定时间率取得单元以预先规定的间隔取得保持在所述稳定时间率存储单元中的设定值稳定时间率；重置信号发送单元，所述重置信号发送单元在所述设定值稳定时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中雅人，
申请(专利权)人：阿自倍尔株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP