IIOT於半導體的電流及溫度監視

IIOT於半導體的電流及溫度監視系統應用

  隨著工廠產能與設備增加,電力網路監測系統成為當前趨勢,尤其對日益競爭的半導體廠格外重要,在半導體廠中由於製程精密,若溫度控制不當可能影響單晶矽柱品質、電流異常可能影響設備運作,以上情況都有可能降低產品良率造成一筆損失。 以往監測電力網路的電流及溫度時,除了掛載電錶、溫度模組還需提供電源,在分配電源時對配電盤管理造成很大的困擾,除了必須在狹小的剩餘空間中擠入電源轉換器,為了作業上的安全,需暫時停止整條電力線的供電,設備停止運作造成生產上的損失;另外還需佈建實體通訊線供資料採集,而一般廠區佈線多早已規劃完成,若重新佈線還需要一筆支出,而環境越嚴苛(如無塵室)支出越高,放棄佈置實體線則需搭配無線通訊模組才能達成資料監控目的。 市面上此方案需搭配許多模組加上佈置線路、額外供電才能運作,若能有效地利用智慧化產品,以無須外加電源、無線通訊架構的資料交換方式進行電力網路的資料採集,除了滿足設備耗電監測、用電安全與預知保養的需求外,更可降低佈建監測系統的成本、減輕對生產流程造成的干擾並減少日後維護監測系統所需的時間與人力資源。

iWSN系列方案 (Industrial Wireless Sensor Network)

  iWSN為泓格科技因應物聯網、大數據分析、工業4.0及節能減碳需求所研發的無線無源電流溫度量測系統,提供電力系統電流與溫度資訊,滿足監測設備用電情形、預知保養及電力盤溫度監測等需求,除了有助於產線設備維護、避免電力盤設備及纜線老化造成工安意外,其低成本的特性更適合大量佈建使用。
傳統監測系統需大量佈線外,還需多顆模組才能達到電力系統電流與溫度量測的目的;泓格科技的iWSN系列產品除了將電流、溫度量測及無線傳輸功能整合至一顆模組外,其低功耗的特性可搭配CT感應充電功能,在足夠的電力線電流情況下,便能滿足工作電力的供需平衡而達到持續不間斷的電力資訊量測,設定方面也僅需調整指撥開關即可完成設定,除了不干擾生產流程的運作外,大幅節省系統建置與維護成本。

項目
傳統量測
無線無源
功能
    提供多種電力參數資訊
    本體提供電流資訊
    可擴充其他感測元件
量測精度
    <1%
  
    10A以上:<3%
    不足10A: ±0.3A
量測週期
    至少每秒一次
    本1秒/10秒/30秒/60秒
工作電源
    直流形式需額外提供
    交流形式須提供電源線路
  
    CT充電,電池蓄電,
    (安裝容易/維護及建置簡單)
量測精度
    <1%
  
    10A以上: <3%
    不足10A: ±0.3A
功耗
(僅電錶耗電量)
    100% (7W)
    (無線模組+電錶+電源供應器)
  
    0.1% (7mW)
    省電設計
參數設置
    需使用Utility軟體
  
    指撥開關設定
硬體成本
    一般
  
    低
系統比較
    建置時間長、設定複雜、電力迴路需斷電才能佈建、不易維護
  
    功能單一、資料更新速度慢
應用領域
    監控系統、電量計費、節能精算或電力品質分析
  
    大數據分析、系統監視、趨勢分析與預知保養

iWSN系統架構說明

● 資料集中器:

用於收集與運算感測器回傳的資料,並提供Modbus RTU介面,方便與上層系統連接。

● 感測器平台:

藉由連接的CT進行能量採集之外,也同時量測CT上纜線流經的電流值,透過無線方式回傳給資料集中器。根據型號不同提供擴充介面,可連接擴充模組。

● 感測器擴充模組:

可擴充CT、溫度量測介面。透過連接感測器平台,將擴充模組上感測器採集值回傳至感測器平台,進一步回傳至資料集中器。

iWSN系統應用範例

● 應用A:電力系統狀況監視 透過感測器平台長時間進行配電盤內閘道器的溫度與纜線上的負載電流。根據負載電流與溫度(需搭配擴充模組)的變動情形,比對正常情況下的合理溫度與電流範圍,藉此判斷配電盤或電力網路上是否有設備或組件出現異常。

● 應用B:設備預知保養 使用感測器平台與感測器擴充模組放置於設備電源輸入端,長期量測每個設備的耗電流及溫度變化狀況。依據耗電流及溫度的變化評估設備是否有可能的異常狀況發生。

   隨著物聯網、大數據分析、工業4.0及節能減碳需求的快速發展,帶動工廠產能和設備的提升,如何有效監控機台設備狀況成為提升產品良率的重要關鍵。透過泓格科技推出的iWSN系統,達成設備耗電監測、用電安全與預知保養等功能,除了可以提高設備用電品質,也可避免不必要的電力浪費,還可以達到減能減碳的目的,最重要的是透過妥善應用此系統便能進一步提升最大產能及產品良率。
安裝方面由於無需額外供電,不需重新調整電力影響設備當前工作大幅降低生產流程的干擾,而無線免去了額外的佈線費用,對於環境嚴苛的無塵室則是省下一筆鉅額費用,最後簡單的指撥開關設定方式減少佈建的前置作業時間,且無線無源的方便性大幅降低日後擴充及維修方面的人力資源需求,省下各式成本更適合用來大量佈建所有需要監測電流及溫度的區域以建構完整的電力監測網路系統。