Dva načina nadzora dušika: preprost ali inteligenten

1. Način: fiksna odprtina ali nastavljena dušilna loputa – poceni, preprosto, vendar z omejitvami

Zaslonke so najpreprostejša oblika nadzora pretoka dušika. Gre za mehanske zožitve (fiksne odprtine) v sistemu cevi, skozi katere se pod stalnim tlakom pretaka določena količina dušika. Prednost: izjemno ugodni skupni stroški, pogosto manj kot 90 € – vključno z montažo ter preprostim preklopnim ventilom in zaslonko. Zaradi tega so idealni za preproste aplikacije prilagajanja pretoka za dušik s stabilnimi pogoji.

Pogosto uporabljen izdelek v tem kontekstu je ventil MH1. To je poceni standardni ventil, ki v kombinaciji z zaslonko ponuja funkcionalno analogno rešitev za nastavitev pretoka plina v industriji. Pri številnih aplikacijah ta kombinacija zadostuje, zlasti če je investicijski tlak visok ali če ni potrebna digitalna povratna informacija.

Vendar obstajajo jasne omejitve:

  • Slabša prilagodljivost: Spremembe zahtev glede dušika je težko prikazati.
  • Nereagiranje na nihanje tlaka: Če pade vstopni tlak, se neopazno zmanjša tudi pretok.
  • Nobene spremljave: Spremljanje pretoka in pridobivanje podatkov nista mogoča.

 Opozoriti je treba tudi na naslednje: Če želite izmerjene vrednosti beležiti tudi pozneje, je potrebna dodatna strojna oprema (npr. ločeni senzorji tlaka ali pretoka ter potreben vhod na krmilniku), kar povečuje stroške in zapletenost sistema. Kljub zelo dolgi življenjski dobi in zanesljivosti ventila preprosti preklopni ventili, kot je MH1, zaradi svoje zasnove niso idealni za procese, kritične z vidika čistoče, saj je v primerjavi z namenskimi regulatorji masnega pretoka pričakovati večje emisije delcev.

Kljub temu se številne proizvodne linije še vedno zanašajo na to načelo – zlasti če je treba ohranjati konstantne le preproste prostorninske pretoke in ustrezni filtri ponovno absorbirajo delce. Vendar pa ta rešitev hitro doseže svoje meje, ko so potrebne dinamične prilagoditve, zanesljivo spremljanje ali sledljivost procesa.

2. Pot: Inteligentni regulacijski ventili – natančni, podatkovno sposobni in odporni proti prihodnost

Regulatorji masnega pretoka, kot so VEFC, VEMD ali VEAD, ponujajo metode za nadzor pretoka dušika, ki jih fiksne odprtine ali nastavljivi dušilni ventili ne omogočajo:

  • Dinamični nadzor pretoka dušika
    Tudi pri nihanju vstopnega tlaka je želeni prostorninski pretok konstanten. S tem so zaščiteni občutljivi procesi.
  • Zanesljivost procesov s spremljanjem
    Te naprave zagotavljajo povratne informacije v realnem času – na primer, ali je hitrost pretoka v želenem območju. Če tlak pade, se lahko celo samodejno izda opozorilno sporočilo.
  • Uporaba v kompleksnih sistemih
     Podatki se lahko odčitavajo centralno prek nadzornih sistemov in se uporabljajo na primer za računovodstvo stroškovnih centrov ali optimizacijo procesov. To je še posebej zanimivo, če se dušik zagotavlja in zaračunava interno na podlagi porabe.
  • Predpogoj za Predictive Maintenance & AI
    Regulacijski ventili neprekinjeno posredujejo podatke (npr.  B. Pretok, temperatura ali tlak, če je primerno), ki jih je mogoče integrirati v platforme, kot je Festo AX za spremljanje pretoka dušika – za napovedno vzdrževanje in analize podatkov.

Naprave same niso "inteligentne" v smislu avtonomnega zaznavanja anomalij, vendar so pripravljene za AI. V povezavi s spremljanjem filtrov, tlačnimi senzorji in algoritmi je mogoče na primer prepoznati  stopnjo onesnaženosti filtra, kar omogoča pravočasno vzdrževanje brez prekinitve proizvodnje.

Katere vrste ventilov obstajajo in za kaj so primerni?

Preden se odločite za določeni ventil, morate natančno preučiti tehnične zahteve in okolje uporabe. Vsak ventil ima svoje prednosti – glede pretoka, velikosti ali povezljivosti.

Zakaj je dražje včasih cenejše

Čeprav se zdi, da je nakup preprostih sistemov bistveno cenejši, imajo zanesljivi regulacijski ventili s funkcijo nadzora odločilne prednosti:

  • Zanesljivost procesa: nihanja vstopnega tlaka ne povzročajo nihanj pretoka
  • Povratne informacije v realnem času: idealno za napovedno vzdrževanje in merjenje notranje porabe
  • Skalabilnost: Anomalije je mogoče prepoznati takoj, zlasti pri zapletenih linijah z veliko kontrolnimi točkami
  • Celotni stroški lastništva: Natančni sistemi uravnavajo pretok na točno določeno stopnjo, kar omogoča aktivno varčevanje z dušikom, to pa na koncu privede do zmanjšanja porabe energije in odtisa CO2.

En primer: V sistemu s 50 regulacijskimi ventili lahko preprost zaslon na vsaki napravi pomaga hitro prepoznati okvarjena območja – brez digitalnega odčitavanja.

Perspektiva: Pripravljeni na AI & Predictive Maintenance

Sodobni masni regulatorji pretoka zagotavljajo dragocene podatke – pretok, tlak, temperaturo – ki jih je mogoče vključiti v sisteme višje ravni, kot je Festo AX. To odpira možnosti, kot so

  • Določitev porabe za stroškovna mesta
  • Spremljanje obrabe filtra prek razlike v tlaku
  • Napovedi vzdrževanja na podlagi dejanskih podatkov o obremenitvi

Te naprave same po sebi niso "inteligentne", vendar so pripravljene na UI – in so osnova za proizvodne procese, ki bodo v prihodnosti podprti s podatki.

Podpora pri odločanju: prava rešitev za vaš proces

Izbira pravega ventila je odvisna od številnih dejavnikov:

  • Zahtevano območje pretoka
  • Poraba energije
  • Procesne zahteve (npr.B. Razred čistih prostorov)
  • Integracija v obstoječi nadzorni sistem
  • Zahteve za spremljanje in odčitavanje

V prihodnosti bomo s pomočjo interaktivnega orodja pripravili prilagojena priporočila, ki vam bodo na podlagi specifičnih vprašanj predlagala najboljšo rešitev – od preprostih zaslonk do VEFC z umetno inteligenco.

Zaključek

Regulacija dušika v proizvodnji polprevodnikov je veliko več kot le tehnično vprašanje – vpliva na kakovost, stabilnost procesa in stroške. Ne glede na to, ali potrebujete preprosto rešitev ali najsodobnejšo nadzorno tehnologijo, je odločilno, kaj zahteva vaša aplikacija. S pravilno izbiro zagotovite ne le zanesljivost delovanja, temveč tudi učinkovitost in trajnost.