[發明專利]一種半導體溫控設備及溫控方法

有效

• 申請號: 202110256919.7
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN112947629B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 何茂棟;芮守禎;曹小康;常鑫;馮濤;宋朝陽;董春輝;李文博
• 申請（專利權）人: 北京京儀自動化裝備技術有限公司
• 主分類號: G05D23/20
• 分類號: G05D23/20
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 張建利

1.一種半導體溫控方法，所述半導體溫控方法用于半導體溫控設備，其特征在于，半導體溫控設備包括制冷系統、循環系統和控制系統，所述制冷系統包括：壓縮機、冷凝器、電子膨脹閥和蒸發器，所述壓縮機的出口與所述冷凝器的入口連接，所述冷凝器的出口與所述電子膨脹閥的入口連接，所述電子膨脹閥的出口與所述蒸發器的第一入口連接，所述蒸發器的第一出口與所述壓縮機的入口連接；所述循環系統包括：加熱器、循環水箱和循環泵，所述加熱器的入口與所述蒸發器的第二出口連接，所述加熱器的出口與刻蝕工藝設備負載的入口連接，所述刻蝕工藝設備負載與所述加熱器之間的管線設置有出口溫度傳感器，所述刻蝕工藝設備負載的出口與所述循環水箱的入口連接，所述刻蝕工藝設備負載與所述循環水箱之間的管線設置有回口溫度傳感器，所述循環水箱的出口與所述循環泵的入口連接，所述循環泵的出口與所述蒸發器的第二入口連接；控制系統分別與所述加熱器、所述出口溫度傳感器、所述回口溫度傳感器電連接；

所述方法包括以下步驟：

步驟a10，對控制系統的PID控制參數比例Kp、積分Ki、微分Kd進行初始化，使得Kp＝Kp0，Ki＝Ki0，Kd＝Kd0，此時，E0＝0，系統狀態Status1＝0，E0用于記錄溫度誤差值E1在上一控制周期的數值，E1＝SP-PV1，SP為設定的目標溫度值，PV1為出口溫度傳感器檢測的當前出口溫度值；

步驟a20，根據當前溫度誤差值E1與上一控制周期的溫度誤差值E0得到兩個控制周期之間E1的變化差值ΔE1，ΔE1＝E1-E0，根據回口溫度傳感器檢測的當前回口溫度值PV2與出口溫度傳感器檢測的當前出口溫度值PV1，計算回口與出口溫度差值E2和當前回口溫度變化速率Rate2；

步驟a30，對回口溫度變化速率Rate2或回口與出口溫度差值E2進行大小判斷并對系統狀態Status1值進行修改；

步驟a40，根據回口與出口溫度差值E2的大小和系統狀態Status1值對PID控制參數進行調整；

步驟a50，當PID控制周期Ti完畢時，計算并輸出加熱控制變量Hout數值，將E1值賦給E0。

2.根據權利要求1所述的半導體溫控方法，其特征在于，所述對回口溫度變化速率Rate2或回口與出口溫度差值E2進行大小判斷并對系統狀態Status1值進行修改包括：

當Rate2≥0.2℃時，將Status1置1，即Status1＝1；

當Rate2≤-0.2℃時，將Status1置0，即Status1＝0；

當E2＜1℃時，將Status1置0，即Status1＝0。

3.根據權利要求1所述的半導體溫控方法，其特征在于，所述根據回口與出口溫度差值E2的大小和系統狀態Status1值對PID控制參數進行調整包括：

當E2≥1℃且Status1＝1時，對PID控制參數進行調整，否則將PID的控制參數設置為初始參數即Kp＝Kp0，Ki＝Ki0，Kd＝Kd0。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的半導體溫控方法，其特征在于，所述對PID控制參數進行調整包括：

當E10.2且ΔE10時，將Ki設定為0.8*Ki0，將Kd設定為0.7*Kd0，在這種條件下增大Kp值，同時對E1進行條件判斷，當0.2E10.4時，將Kp設定為1.3*Kp0，當E1≥0.4時，將Kp設定為1.5*Kp0；

當E1-0.2且ΔE10時，若-0.4E1-0.2，則將Kp設定為0.9*Kp0，若E1≤-0.4，則將Kp設定為0.8*Kp0，Ki設定為初始參數值Ki0，Kd設定為1.2*Kd0；

當E1-0.2且ΔE10時，Ki設定為0.8*Ki0，Kd設定為0.7*Kd0，若-0.4E1-0.2，則將Kp設定為1.3*Kp0，若E1≤-0.4，則將Kp設定為1.5*Kp0；

當E10.2且ΔE10時，若0.2E10.4，則將Kp設定為0.9*Kp0，若E1≥0.4，則將Kp設定為0.8*Kp0，Ki設定為初始參數值Ki0，Kd設定為1.2*Kd0；

當-0.2≤E1≤0.2時，將Kp設定為Kp0，Ki設定為Ki0，Kd設定為Kd0。

5.根據權利要求4所述的半導體溫控方法，其特征在于，所述控制周期Ti為3s。