(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記特許文献1では、第2制御装置が不活性気体の供給流量を調整する作動指令を出力することになるが、例えば第2制御装置が故障したり、第2制御装置と第1制御装置との間の結線が断線する等の理由で、第2制御装置が不活性気体の供給流量を切換える作動指令を出力できなくなる場合があり得る。
特許文献1には記載されていないが、第1制御装置が、第2制御装置から出力される作動指令をトリガとして不活性気体供給部の供給流量の切換えを行い、次回の作動指令を受信するまでの間は前回の作動指令に基づいて不活性気体供給部を作動させるように構成する場合には、上記のように第2制御装置が作動指令を出力できなくなると、第1制御装置は、第2制御装置によって最後に出力された作動指令に基づいて不活性気体供給部を制御する状態を継続することになる。
【0005】
例えば、不活性気体供給部の供給流量を大流量としている状態で第2制御装置から作動指令を出力できなくなった場合、その後、不活性気体の供給流量を小流量とすべきタイミングになったとしても、供給流量を切換えることができず、不活性気体を設備内に過剰に供給することになる。その為、空気中の不活性気体の濃度が上昇(あるいは、空気中の酸素濃度が相対的に低下)したり、高価な不活性気体を無駄に消費してしまう等の不都合が生じる恐れがある。
【0006】
このような実情に鑑みれば、上位の制御装置が作動指令を出力できなくなった場合でも、容器への不活性気体の供給を継続できるものでありながら、不活性気体の供給流量を切換えられないことによる不都合を極力回避することができる不活性気体供給設備が求められる。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するための本発明にかかる不活性気体供給設備は、容器を収納自在な収納部と、前記収納部に収納されている前記容器の内部に不活性気体を供給する不活性気体供給部と、前記不活性気体供給部を制御する第1制御装置と、前記不活性気体の供給状態を規定した作動指令を前記第1制御装置に対して出力する第2制御装置と、を備えた不活性気体供給設備であって、
前記第1制御装置は、前記第2制御装置が前記作動指令を出力不可能な状態となったことを判定する状態判定部と、予め定めた停止条件を満たすか否かを判定する条件判定部と、前記不活性気体供給部の作動を制御するための処理を実行する処理実行部と、を備え、前記処理実行部は、前記状態判定部により前記第2制御装置が前記作動指令を出力不可能な状態になったと判定された場合には、前記第2制御装置によって最後に出力された前記作動指令に基づいて前記不活性気体供給部を作動させる継続作動処理を実行し、前記処理実行部は、更に、前記継続作動処理の実行中に、前記条件判定部により前記停止条件を満たすと判定された場合には、前記継続作動処理を中止して前記不活性気体供給部を停止させる作動停止処理を実行する点にある。
【0008】
すなわち、第2制御装置が作動指令を出力不可能な状態となった場合には、第1制御装置が、第2制御装置によって最後に出力された作動指令に基づいて不活性気体供給部を作動させるから、容器への不活性気体の供給を停止せずに継続することができる。このため、当該収容物内部に対して不活性気体を供給すべき場合に、不活性気体が収容物内部に供給されない事態を回避することができる。
しかしながら、例えば、容器が収納部から他の場所に移動された場合等、第2制御装置によって最後に出力された作動指令を継続することがその後不適切となる場合がある。そこで、上記のように不活性気体の供給を停止せずに継続している状態においても、停止条件を満たす場合には不活性気体供給部の作動を停止させることによって、第2制御装置が作動指令を出力不可能な状態となったのちに、継続することが不適切となった作動指令に基づいて不活性気体供給部を作動させる事態を回避することができる。
このように、上位の制御装置が作動指令を出力できなくなった場合でも、容器への不活性気体の供給を継続できるものでありながら、不活性気体の供給流量を切換えられないことによる不都合を極力回避することができる。
【0009】
本発明に係る不活性気体供給設備の実施形態においては、前記収納部が複数設けられ、前記複数の収納部の夫々に、前記不活性気体供給部が各別に設けられ、前記第2制御装置は、前記複数の不活性気体供給部の夫々についての前記作動指令を出力し、前記第1制御装置は、前記複数の不活性気体供給部の夫々についての前記作動指令に基づいて、前記不活性気体供給部の夫々を各別に制御することが好ましい。
【0010】
すなわち、第2制御装置は、複数の収納部の夫々に各別に設けられた不活性気体供給部ごとに作動指令を出力することができ、第1制御装置は、複数の不活性気体供給部の夫々についての作動指令に基づいて、不活性気体供給部の夫々を各別に制御することができる。
このため、複数の収納部の夫々に収納された容器に対して、異なる供給状態で不活性気体を供給することができる。
【0011】
本発明に係る不活性気体供給設備の実施形態においては、前記収納部が、外部と区画された保管室の内部に設けられ、前記第1制御装置が、前記保管室内部の気体の特定成分の濃度を計測する濃度計測装置と通信自在に接続され、
前記停止条件が、前記濃度計測装置により計測した前記濃度が基準状態から外れていることであることが好ましい。
【0012】
すなわち、保管室内部の気体の特定成分の濃度が基準状態から外れている場合には、継続作動処理を中止して不活性気体供給部を停止させることができる。
保管室内部の気体の特定成分の濃度が基準状態から外れている場合とは、例えば、保管室内部の不活性気体濃度が基準濃度よりも高くなった場合や、保管室内部の酸素濃度が基準濃度よりも低くなった場合が考えられる。このような場合、保管室内部に不活性気体を供給し続けることは適切ではないと考えられる。
そこで、保管室内部の気体の特定成分の濃度が基準状態から外れている場合には、継続作動処理を中止して不活性気体供給部を停止させることにより、より適切に運用することが可能な不活性気体供給設備を提供できる。
【0013】
本発明に係る不活性気体供給設備の実施形態においては、前記収納部に、前記容器が収納されている在荷状態と前記容器が収納されていない非在荷状態とを検出する在荷状態検出装置が設けられ、前記第1制御装置が、前記在荷状態検出装置と通信自在に接続され、 前記停止条件が、前記在荷状態検出装置により非在荷状態を検出したことであることが好ましい。
【0014】
すなわち、収納部に容器が収納されていないにも拘わらず不活性気体を供給すると、不活性気体を無駄に消費することになる。
そこで、在荷状態検出装置により非在荷状態を検出した場合には、継続作動処理を中止して不活性気体供給部を停止させることにより、収納部に容器が収納されていないにも拘わらず不活性気体を供給して、不活性気体が無駄に消費されることを抑制することができる。
【0015】
本発明に係る不活性気体供給設備の実施形態においては、前記第1制御装置が、自己が故障しているか否かを判別する自己故障診断機能を備え、前記停止条件が、前記自己故障診断機能により故障と判別したことであることが好ましい。
【0016】
すなわち、第1制御装置が、自己故障診断機能により自己が故障していると判別した場合には、不活性気体供給部を適切に制御できない虞がある。
そこで、自己故障診断機能により故障と判別した場合には、継続作動処理を中止して不活性気体供給部からの不活性気体の供給を停止させるようにしている。これにより、不活性気体供給部の制御を適切に行えないことによる不都合を回避することができる。
【0017】
本発明に係る不活性気体供給設備の実施形態においては、前記不活性気体供給部が、前記収納部に収納された前記容器に供給する前記不活性気体の流量を調節する流量調節装置であり、前記流量制御装置に対して流量制御指令を出力して前記流量調節装置を制御する中間制御装置と、前記中間制御装置に対して上位指令を出力する上位制御装置とが設けられ、前記上位制御装置が、前記流量調節装置の作動状態を監視する監視部と、前記監視部により監視している前記流量調節装置の作動状態に基づいて、前記中間制御装置に対して前記上位指令を出力する指令出力部と、を備え、前記第1制御装置が前記中間制御装置であり、前記第2制御装置が前記上位制御装置であり、前記作動指令が前記上位指令であることが好ましい。
【0018】
すなわち、上位制御装置が上位指令を指令できない状態となった場合でも、中間制御装置が、上位制御装置によって最後に出力された上位指令に基づいて流量調節装置を作動させるから、容器への不活性気体の供給を停止せずに継続することができる。
また、中間制御装置が、不活性気体の供給を停止せずに継続している状態においても、停止条件を満たす場合には、流量調節装置の作動を停止させる。これによって、上位制御装置が上位指令を出力できない状態となったのちに、最後に出力された上位指令に基づく流量調節装置の作動が不適切となった場合には、最後に指令された上位指令に基づく流量調節装置の作動を停止させることができる。
【0019】
本発明に係る不活性気体供給設備の実施形態においては、前記不活性気体供給部が、前記収納部に収納された前記容器に供給する前記不活性気体の流量を調節する流量調節装置であり、前記流量制御装置に対して流量制御指令を出力して前記流量調節装置を制御する中間制御装置と、前記中間制御装置に対して上位指令を出力する上位制御装置とが設けられ、前記上位制御装置が、前記流量調節装置の作動状態を監視する監視部と、前記監視部により監視している前記流量調節装置の作動状態に基づいて、前記中間制御装置に対して前記上位指令を出力する指令出力部と、を備え、前記第1制御装置が前記流量調節装置であり、前記第2制御装置が前記中間制御装置であり、前記作動指令が前記流量制御指令であることが好ましい。
【0020】
すなわち、中間制御装置が流量制御指令を指令できない状態となった場合でも、流量調節装置が、中間制御装置によって最後に出力された流量制御指令に基づいて不活性気体の流量を調節するから、容器への不活性気体の供給を停止せずに継続することができる。
また、中間制御装置が、不活性気体の供給を停止せずに継続している状態においても、停止条件を満たす場合には、流量調節装置の作動を停止させる。これによって、中間制御装置が流量制御指令を出力できない状態となったのちに、最後に出力された流量制御指令に基づく流量調節装置の作動が不適切となった場合は、最後に出力された流量制御指令に基づく流量調節装置の作動を停止させることができる。
【発明を実施するための形態】
【0022】
本発明の不活性気体供給設備の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔第1実施形態〕
不活性気体供給設備は、
図1及び
図2に示すように、基板を密閉状態で収容する容器50を保管する保管棚10、搬送手段としてのスタッカークレーン20、及び、容器50の入出庫部としての入出庫コンベヤCVを備えている。
保管棚10及びスタッカークレーン20が、壁体Kにて外周部が覆われた設置空間内に配設され、入出庫コンベヤCVが、壁体Kを貫通する状態で配設されている。
【0023】
保管棚10は、容器50を支持する収納部10Sを、上下方向及び左右方向に並べる状態で複数備えて、収納部10Sの夫々に容器50を収納するように構成されている。
【0024】
そして、本実施形態においては、
図1に示すように、物品保管設備が設置されたクリーンルームの天井部に敷設のガイドレールに沿って走行するホイスト式の搬送車Dが装備されて、このホイスト式の搬送車Dによって、入出庫コンベヤCVに対して容器50が搬入及び搬出されるように構成されている。
【0025】
容器50は、SEMI(Semiconductor Equipment and Materials Institute)規格に準拠した合成樹脂製の気密容器であり、基板としての半導体ウェハーW(
図4参照)を収納するために用いられ、FOUP(Front Opening Unified Pod)と呼称されている。そして、詳細な説明は省略するが、容器50の前面には、着脱自在な蓋体にて開閉される基板出入用の開口が形成され、容器50の上面には、搬送車Dのチャック部により把持されるトップフランジ52が形成され、そして、容器50の底面には、位置決めピン10b(
図3参照)が係合する3つの係合溝(図示せず)が形成されている。
【0026】
容器50は、
図4に示すように、内部に上下方向に複数の半導体ウェハーWを載置自在な基板支持体を備えたケーシング51と、図示しない蓋体とから構成されている。容器50は、ケーシング53に蓋体を装着した状態においては、内部空間が密閉されるように構成されている。また、容器50は、収納部10Sに収納された状態においては、位置決めピン10bによって位置決めされるように構成されている。
【0027】
また、
図4に示すように、容器50の底部には、後述の如く、不活性気体としての窒素ガスを注入するために、給気口50i、及び、排気口50oが設けられ、そして、図示は省略するが、給気口50iには、注入側開閉弁が設けられ、また、排気口50oには、排出側開閉弁が設けられている。
【0028】
注入側開閉弁は、スプリング等の付勢手段によって閉方向に付勢されて、給気口50iに供給される窒素ガスの吐出圧力が大気圧よりも設定値高い設定開弁圧力以上となると、その圧力によって開き操作されるように構成されている。
また、排出側開閉弁は、スプリング等の付勢手段によって閉方向に付勢されて、容器50内部の圧力が大気圧よりも設定値高い設定開弁圧力以上となったときに開き操作されるように構成されている。
【0029】
スタッカークレーン20は、保管棚10の前面側の床部に設けられた走行レールR1に沿って走行移動自在な走行台車21と、その走行台車21に立設されたマスト22と、マスト22に案内される状態で昇降移動自在な昇降台24とを備えている。
また、マスト22の上端に設けられた上部枠23が、壁体Kにて外周部が覆われた設置空間の天井側に設けた上部ガイドレール(図示省略)に係合して移動するように構成されている。
【0030】
昇降台24には、収納部10Sに対して容器50を移載する移載装置25が装備されている。
移載装置25は、容器50を載置支持する板状の載置支持体を、収納部10Sの内部に突出する突出位置と昇降台24側に引退した引退位置とに出退自在に備えて、載置支持体の出退作動及び昇降台24の昇降作動により、載置支持体に載置した容器50を収納部10Sに卸す卸し処理、及び、収納部10Sに収納されている容器50を取出す掬い処理を行うように構成されている。
つまり、容器50は、搬送車Dによって入出庫コンベヤCV上に載置され、当該入出庫コンベヤCVによって壁体Kの外部から内部に搬送された後、スタッカークレーン20によって複数の収納部10Sのいずれかに搬送される。
【0031】
スタッカークレーン20には、図示はしないが、走行経路上の走行位置を検出する走行位置検出手段、及び、昇降台24の昇降位置を検出する昇降位置検出手段が装備されており、スタッカークレーン20の作動を制御するクレーンコントローラH3が、走行位置検出手段及び昇降位置検出手段の検出情報に基づいて、スタッカークレーン20の作動を制御するように構成されている。
【0032】
図3及び
図4に示すように、複数の収納部10Sの夫々は、容器50を載置支持する板状の載置支持部10aを備えている。
この載置支持部10aは、移載装置25の載置支持体が上下に通過する空間を形成すべく、平面視形状がU字状となるように形成され、そして、その上面には、上述の位置決めピン10bが起立状態で装備されている。
また、載置支持部10aには、容器50が載置されているか否か(つまり、容器50が収納部10Sに収納されているか否か)を検出する2個の在荷センサ10zが設けられ、それらの検出情報は、プログラマブルロジックコントローラPを介してマスフローコントローラ40の作動状態を監視するパージコントローラH1に入力されるように構成されている。
【0033】
載置支持部10aには、不活性気体としての窒素ガスを容器50の内部に供給する吐出口としての吐出ノズル10iと、容器50の内部から排出される気体を通流する排出用通気体10oが設けられている。そして、吐出ノズル10iには、マスフローコントローラ40からの窒素ガスを流動させる供給配管Liが接続され、排出用通気体10oには、端部が開口された排出管Loが接続されている。
また、
図1及び
図2に示すように、平面視において各収納部10S棚奥側、つまり、容器50が出し入れされる開口に対向する端部側で、かつ、棚左右方向において容器50の端部近傍となる位置に、窒素ガスの供給を制御するマスフローコントローラ40が装備されている。
【0034】
マスフローコントローラ40は、収納部10Sの夫々に対応して設けられている。
そして、容器50が載置支持部10aに載置支持されると、吐出ノズル10iが容器50の給気口50iに嵌合状態に接続され、かつ、排出用通気体10oが容器50の排気口50oに嵌合状態に接続されるように構成されている。
容器50が載置支持部10aに載置支持された状態において、吐出ノズル10iから大気圧よりも設定値以上高い圧力の窒素ガスを吐出させることにより、容器50の排気口50oより容器内の気体を外部に排出させる状態で、容器50の給気口50iより窒素ガスを容器50の内部に注入できるように構成されている。
【0035】
本実施形態においては、マスフローコントローラ40により不活性気体供給部Fが構成される。また、壁体Kにて外周部が覆われることによって、本願発明の保管室が形成されている。
すなわち、容器50を収納自在な収納部10Sが複数設けられ、その夫々に、収納部10Sに収納されている容器50の内部に窒素ガスを供給する不活性気体供給部Fが各別に設けられている。また、収納部10Sは、外部と区画された保管室の内部に設けられている。
【0036】
(窒素ガスの供給構成)
図5に示すように、保管棚10における不活性気体供給部Fの夫々に窒素ガスを供給するための窒素ガスの供給源として元ガス供給配管Lmが備えられ、その元ガス供給配管Lmから2分岐する状態で第1分岐供給配管Lb1及び第2分岐供給配管Lb2が備えられている。元ガス供給配管Lmには元ガス開閉弁V1が設けられ、保管棚10単位で窒素ガスの供給及び供給停止を切換えることができる。
【0037】
第1分岐供給配管Lb1には第1電磁開閉弁V21が設けられ、第2分岐供給配管Lb2には第2電磁開閉弁V22が設けられている。そして、これら第1電磁開閉弁V21及び第2電磁開閉弁V22は、後述するIO拡張モジュールAを介して後述するパージコントローラH1に電気的に接続されており、パージコントローラH1が第1電磁開閉弁V21及び第2電磁開閉弁V22の開閉を制御するようになっている。
【0038】
(マスフローコントローラ40の構成)
図3及び
図4に示すように、マスフローコントローラ40は、流入側ポート40iと吐出側ポート40oとを備えており、吐出側ポート40oには、上述した供給配管Liが接続され、流入側ポート40iには、窒素ガスの供給源としての第1分岐供給配管Lb1及び第2分岐供給配管Lb2からの窒素ガスを導く供給配管Lsが接続されている。
尚、窒素ガス供給源には、窒素ガスの供給圧力を大気圧よりも設定値以上高い設定圧力に調整するガバナや、窒素ガスの供給を断続する手動操作式の開閉弁等が装備される。
【0039】
マスフローコントローラ40には、流入側ポート40iから吐出側ポート40oに向かう内部流路を流動する窒素ガスの流量を変更調節する流量調節弁40V、内部流路を流動する窒素ガスの流量を計測する流量センサ、及び、流量調節弁の作動を制御する内部制御部40Sが装備されている。
また、マスフローコントローラ40の内部制御部40Sは、自己が故障しているか否かを判別する自己故障診断機能を備えている。
本実施形態において、マスフローコントローラ40が流量調節装置に相当する。
【0040】
(制御構成)
図6に示すように、不活性気体供給設備には、プログラマブルロジックコントローラPに対して上位指令を出力するパージコントローラH1、保管棚10における容器50の在庫状態等を管理するストッカコントローラH2、及び、スタッカークレーン20の作動を制御するクレーンコントローラH3が設けられている。
パージコントローラH1は、監視部H11と指令出力部H12とを備えている。
監視部H11は、マスフローコントローラ40の作動状態を監視するように構成され、指令出力部H12は、監視部H11により監視しているマスフローコントローラ40の作動状態に基づいて、プログラマブルロジックコントローラPに対して上位指令を出力するように構成されている。
パージコントローラH1、ストッカコントローラH2、及びクレーンコントローラH3は、例えば蓄積プログラム方式で情報を処理自在なコンピュータで構成され、相互にLAN等のネットワークC1で接続され、また、プログラマブルロジックコントローラP及びIO拡張モジュールAが、上記パージコントローラH1と通信自在にネットワークC1に接続されている。
【0041】
プログラマブルロジックコントローラPには、制御バスC2経由で12台のマスフローコントローラ40、及び、保管室内部の空気中の酸素の濃度を計測する濃度計測装置S1が接続されている。すなわち、プログラマブルロジックコントローラPは、保管室内部の気体の特定成分としての酸素の濃度を計測する濃度計測装置S1と通信自在に接続されている。濃度計測装置S1は、保管室内部の空気中の酸素の濃度が規定濃度未満となると、警告情報を出力するようになっている。
また、
図7に示すように、プログラマブルロジックコントローラPには、パージコントローラH1が作動指令を出力不可能な状態となったことを判定する状態判定部Paと、予め定めた停止条件を満たすか否かを判定する条件判定部Pbと、マスフローコントローラ40の作動を制御するための処理を実行する処理実行部Pcと、を備えている。
プログラマブルロジックコントローラPは、パージコントローラH1から、マスフローコントローラ40の識別情報とそのマスフローコントローラ40についての目標流量の指令を受信すると、当該識別情報に対応するマスフローコントローラ40に対して目標流量の指令を出力するようになっている。
【0042】
状態判定部Paは、設定時間間隔ごとにパージコントローラH1に対して接続確認信号を送信し、その接続確認信号に対してパージコントローラH1が返信する応答信号を受信することによって、パージコントローラH1との間で通信が成立しているか否かを確認するように構成されている。そして、状態判定部Paは、パージコントローラH1との間で通信が成立している場合はパージコントローラH1が作動指令を出力可能な状態であると判別し、パージコントローラH1との間で通信が成立していない場合はパージコントローラH1が作動指令を出力不可能な状態であると判別するようになっている。
また、状態判定部Paは、自己が故障しているか否かを判別する自己故障診断機能も備えている。
【0043】
IO拡張モジュールAには、上記12台のマスフローコントローラ40が備えられている収納部10Sに対応する在荷センサ10zが、夫々信号線C3で接続されている。IO拡張モジュールAに入力された情報は、プログラマブルロジックコントローラPに集約されるようになっている。本実施形態において、在荷センサ10zが、在荷状態検出装置に相当する。すなわち、収納部10Sに、容器50が収納されている在荷状態と容器50が収納されていない非在荷状態とを検出する在荷センサ10zが設けられ、プログラマブルロジックコントローラPが、在荷センサ10z、及び、濃度計測装置S1と通信自在に接続されている。
【0044】
パージコントローラH1は、プログラマブルロジックコントローラPに対して、複数の収納部10Sの夫々に対応して設置されたマスフローコントローラ40についての目標流量を指令する。このようにパージコントローラH1がプログラマブルロジックコントローラPに対して指令する複数のマスフローコントローラ40の夫々についての目標流量の指令が上位指令に相当する。マスフローコントローラ40の内部制御部40Sは、流量センサの検出情報に基づいて、容器50への供給流量を上述したパージコントローラH1からの上位指令にて出力される目標流量に調整すべく、流量調節弁40Vを制御する。また、パージコントローラH1には、各種の情報を入力するための操作卓HSが装備されている。
【0045】
すなわち、不活性気体供給部は、収納部10Sに収納された容器50に供給する窒素ガスの流量を調節する流量調節装置(マスフローコントローラ40)であり、マスフローコントローラ40に対して流量制御指令を出力してマスフローコントローラ40を制御するプログラマブルロジックコントローラPと、プログラマブルロジックコントローラPに対して上位指令を出力するパージコントローラH1とが設けられている。
また、パージコントローラH1は、マスフローコントローラ40の作動状態を監視する監視部H11と、監視部H11により監視しているマスフローコントローラ40の作動状態に基づいて、プログラマブルロジックコントローラPに対して上位指令を出力する指令出力部H12と、を備えている。
【0046】
すなわち、本実施形態において、プログラマブルロジックコントローラPが流量調節装置としてのマスフローコントローラ40を制御する中間制御装置に相当し、パージコントローラH1が、窒素ガスの供給状態を規定した上位指令をプログラマブルロジックコントローラPに対して出力する上位制御装置に相当する。
また、本実施形態の不活性気体供給設備には、マスフローコントローラ40を制御するプログラマブルロジックコントローラPと、不活性気体の供給状態を規定した上位指令をプログラマブルロジックコントローラPに対して出力するパージコントローラH1と、が備えられている。すなわち、本実施形態においては、プログラマブルロジックコントローラPが第1制御装置に相当し、パージコントローラH1が第2制御装置に相当し、パージコントローラH1がプログラマブルロジックコントローラPに対して出力する上位指令が作動指令に相当する。
【0047】
パージコントローラH1が出力する上位指令にて規定される目標流量としては、容器50が収納部10Sに収納されている状態において、容器50の内部に窒素ガスを注入すべく、マスフローコントローラ40に対して指令される保管用の目標流量、容器50が収納部10Sに収納される直前において、吐出ノズル10iを清浄化するために指令されるノズル浄化用の目標流量、及び、保管棚10の設置時等において、吐出ノズル10iや供給配管Li等を清浄化するために指令されるクリーニング用の目標流量がある。
【0048】
図8に示すように、パージコントローラH1は、目標流量と供給時間とを定めた複数のパージパターンとして、ノズルパージパターンP1、クリーニングパターンP2、及び、4つの保管用パージパターンP3〜P6を記憶している。
そして、パージコントローラH1が、保管棚10の設置時等において、操作卓HSにてクリーニング開始指令が指令されると、クリーニングパターンP2に応じてクリーニング用の清掃用流量としての目標流量の窒素ガスを清掃用時間だけ通流させて不活性気体供給部Fを清掃する清掃用供給形態とすべくマスフローコントローラ40の作動を制御する上位指令をプログラマブルロジックコントローラPに対して出力するように構成されている。
なお、操作卓HSは、清掃が必要な不活性気体供給部Fを選択自在に構成され、選択された不活性気体供給部Fに対してクリーニング開始指令を指令自在に構成されている。
【0049】
また、パージコントローラH1は、容器50が入出庫コンベヤCVに搬入されると、ノズルパージパターンP1に応じたノズル浄化用の目標流量の窒素ガスを供給すべくマスフローコントローラ40の作動を制御する上位指令をプログラマブルロジックコントローラPに対して出力するように構成されている。
本実施形態においては、パージコントローラH1は、容器50が入出庫コンベヤCVに搬入されたことを、ホイスト式の搬送車Dの運転を制御する搬送車コントローラ(図示せず)から通信される収納指令によって判別するように構成されている。
【0050】
さらに、パージコントローラH1が、2個の在荷センサ10zが容器50を検出しているときには、4つの保管用パージパターンP3〜P6のうち、操作卓HSにて予め選択された一つのパターンに基づいて保管用の目標流量(供給流量)に対応する上位指令をプログラマブルロジックコントローラPに対して出力するように構成されている。
【0051】
ちなみに、ノズルパージパターンP1及びクリーニングパターンP2における目標流量と供給時間とは、予め基準状態に設定されているが、4つの保管用パージパターンP3〜P6の夫々の目標流量と供給時間とは、設備の設置時に、使用者が設定するようになっている。なお、上記基準状態は、操作卓HSから変更設定自在に構成されている。
【0052】
次に、ノズルパージパターンP1、クリーニングパターンP2、及び、4つの保管用パージパターンP3〜P6の夫々について、
図8に基づいて説明する。
【0053】
ノズルパージパターンP1は、上述の収納指令が指令された時点から収納前供給時間として設定された供給時間t1の間、ノズル浄化用の目標流量として設定された目標流量L1にて窒素ガスを供給するパターンとして定められている。
供給時間t1は、例えば、5秒に設定され、そして、目標流量L1は、例えば、30リットル/分に設定されている。
【0054】
クリーニングパターンP2は、操作卓HSにてクリーニング開始指令が指令されてから設置初期供給時間として設定された供給時間t2の間、クリーニング用の目標流量として設定された目標流量L2にて窒素ガスを供給するパターンとして定められている。
供給時間t2は、例えば、1800秒に設定され、そして、目標流量L2は、例えば、20リットル/分に設定されている。
【0055】
4つの保管用パージパターンP3〜P6の夫々については、保管用の目標流量として、初期目標流量値Lαと、その初期目標流量よりも少ない定常目標流量値Lβとが設定されている。
初期目標流量値Lαは、例えば、50リットル/分に設定され、そして、定常目標流量値Lβは、例えば、5リットル/分に設定されるが、上述の如く、使用者が変更設定することができる。
【0056】
そして、4つの保管用パージパターンP3〜P6の夫々は、容器50に窒素ガスを供給する際には、先ず、保管用の目標流量値を初期目標流量値Lαとし、その後、保管用の目標流量値を定常目標流量値Lβに変更する点が共通するが、互いに異なるパターンに定められている。4つの保管用パージパターンP3〜P6は、
図8に示すように、師管経過に伴って目標流量を切換えるパターンに設定されているが、ここではその詳細の説明は省略する。
【0057】
(プログラマブルロジックコントローラが実行する処理)
不活性気体供給設備を使用する場合において、マスフローコントローラ40によって容器50に窒素ガスを供給するパージ処理の実行中であるにもかかわらず、コンピュータのフリーズや通信インタフェースの故障等の事情によりパージコントローラH1が上位指令を出力不可能な状態となることがある。このような事態が発生すると、例えば、上述の保管用パージパターンP3〜P6においてマスフローコントローラ40が供給する窒素ガスの供給流量を初期目標流量値Lαとしている状態において、パージコントローラH1が上位指令を出力不可能な状態となり、供給流量を定常目標流量値Lβとすべきタイミングであるにもかかわらず供給流量の変更を指令する上位指令を出力できなくなる虞がある。このような場合においてプログラマブルロジックコントローラPが実行する処理について、
図9に基づいて説明する。なお、
図9のフローは、設定時間(制御周期であり、例えば100ミリ秒)間隔ごとに繰り返し実行される。
【0058】
プログラマブルロジックコントローラPが備える状態判定部Paは、まず、パージコントローラH1との接続確認ができたか否かを判別する(ステップ#11)。ステップ#11にて、パージコントローラH1との接続確認ができたと判別すると(ステップ#11:Yes)、状態判定部Paは、パージコントローラH1からの上位指令があるか否かを確認する(ステップ#12)。ステップ#12にて、パージコントローラH1からの上位指令があると判別すると(ステップ#12:Yes)、続いて、プログラマブルロジックコントローラPに備える処理実行部Pcは、マスフローコントローラ40に流量制御指令を送信する(ステップ#13)。
ステップ#12にて、パージコントローラH1からの作動指令がないと判別した場合には(ステップ#12:No)、このフローを終了する。
【0059】
一方、ステップ#11にて、状態判定部PaがパージコントローラH1との接続確認ができなかったと判別すると(ステップ#11:No)、条件判定部Pbは、停止条件が満たされたか否かを判別する(ステップ#14)。
停止条件とは、「濃度計測装置S1により計測した酸素濃度が基準濃度を下回ること」、「在荷センサ10zにより非在荷状態を検出したこと」、又は「プログラマブルロジックコントローラPが自己故障診断機能により自己が故障していると判別したこと」のいずれかの条件である。
本実施形態では、濃度計測装置S1により計測した酸素濃度が基準濃度を下回ることが、濃度計測装置S1により計測した保管室内部の気体の特定成分の濃度が基準状態から外れていることに相当する。
【0060】
ステップ#14にて停止条件が満たされていないと判別した場合(ステップ#14:No)、処理実行部Pcは、パージコントローラH1が最後に指令した上位指令に基づいてマスフローコントローラ40に流量制御指令を送信する(ステップ#15)。本実施形態では、ステップ#15の処理が継続作動処理に相当する。
また、ステップ#14にて停止条件が満たされたと判別した場合(ステップ#14:Yes)、処理実行部Pcは、マスフローコントローラ40に対してパージ停止(流量調節弁40Vの閉成)を指令する(ステップ#16)。本実施形態では、ステップ#16の処理が作動停止処理に相当する。
【0061】
すなわち、処理実行部Pcは、状態判定部PaによりパージコントローラH1が作動指令を出力不可能な状態になったと判定された場合には、パージコントローラH1によって最後に出力された作動指令に基づいてマスフローコントローラ40を作動させる継続作動処理を実行し、更に、処理実行部Pcは、上記継続作動処理の実行中に、条件判定部Pbにより停止条件を満たすと判定された場合には、継続作動処理を中止してマスフローコントローラ40を停止させる作動停止処理を実行するように構成されている。
【0062】
〔第2実施形態〕
次に不活性気体供給設備の第2実施形態について説明するが、本第2実施形態は、第1実施形態と、第1制御装置及び第2制御装置の関係が異なるのみであるため、重複する説明を省略して異なる部分のみを説明する。
【0063】
本実施形態においては、
図10に示すように、マスフローコントローラ40は、プログラマブルロジックコントローラPが流量制御指令を出力不可能な状態となったことを判定する状態判定部40aと、予め定めた停止条件を満たすか否かを判定する条件判定部40bと、マスフローコントローラ40における流量調節弁40Vの作動を制御するための処理を実行する処理実行部40cと、を備えている。
また、マスフローコントローラ40と、保管室内部の酸素の濃度を計測する濃度計測装置S1、及び、収納部10Sに対応する在荷センサ10zとが、制御バスC2経由で通信自在に接続されている。
【0064】
状態判定部40aは、設定時間間隔ごとにプログラマブルロジックコントローラPに対して接続確認信号を送信し、その接続確認信号に対してプログラマブルロジックコントローラPが返信する応答信号を受信することによって、プログラマブルロジックコントローラPとの間で通信が成立しているか否かを確認するように構成されている。そして、状態判定部40aは、プログラマブルロジックコントローラPとの間で通信が成立している場合はプログラマブルロジックコントローラPが作動指令を出力可能な状態であると判別し、プログラマブルロジックコントローラPとの間で通信が成立していない場合はプログラマブルロジックコントローラPが作動指令を出力不可能な状態であると判別するようになっている。
また、状態判定部40aは、自己が故障しているか否かを判別する自己故障診断機能も備えている。
【0065】
プログラマブルロジックコントローラPは、複数の収納部10Sの夫々に対応して設置されたマスフローコントローラ40の夫々に対して、夫々のマスフローコントローラ40についての目標流量をパージコントローラH1からの上位指令にて出力される目標流量に調整すべく、目標流量を指令する。このようにプログラマブルロジックコントローラPがマスフローコントローラ40に対して指令する目標流量の指令が流量制御指令に相当する。マスフローコントローラ40の内部制御部40Sは、流量センサの検出情報に基づいて、容器50への供給流量を上述したプログラマブルロジックコントローラPからの流量制御指令にて出力される目標流量に調整すべく、流量調節弁40Vを制御する。
【0066】
すなわち、本実施形態においては、マスフローコントローラ40に備える内部制御部40Sが第1制御装置に相当し、プログラマブルロジックコントローラPが第2制御装置に相当し、プログラマブルロジックコントローラPがマスフローコントローラ40に対して出力する流量制御指令が作動指令に相当する。
【0067】
(マスフローコントローラが実行する処理)
不活性気体供給設備を使用する場合において、マスフローコントローラ40によって容器50に窒素ガスを供給するパージ処理の実行中であるにもかかわらず、通信インタフェースの故障等の事情によりプログラマブルロジックコントローラPが流量制御指令を出力不可能な状態となることがある。このような事態が発生すると、例えば、上述の保管用パージパターンP3〜P6においてマスフローコントローラ40が供給する窒素ガスの供給流量を初期目標流量値Lαとしている状態において、プログラマブルロジックコントローラPが流量制御指令を出力不可能な状態となり、供給流量を定常目標流量値Lβとすべきタイミングであるにもかかわらず供給流量の変更を指令する流量制御指令を出力できなくなる虞がある。このような場合にマスフローコントローラ40が実行する処理について、
図11に基づいて説明する。なお、
図11のフローは、設定時間(制御周期であり、例えば100ミリ秒)間隔ごとに繰り返し実行される。
【0068】
マスフローコントローラ40が備える状態判定部40aは、まず、プログラマブルロジックコントローラPとの接続確認ができたか否かを判別する(ステップ#21)。ステップ#21にて、プログラマブルロジックコントローラPとの接続確認ができたと判別すると(ステップ#21:Yes)、状態判定部40aは、プログラマブルロジックコントローラPからの流量制御指令があるか否かを確認する(ステップ#22)。ステップ#22にて、プログラマブルロジックコントローラPからの流量制御指令があると判別すると(ステップ#22:Yes)、続いて、マスフローコントローラ40に備える処理実行部40cは、流量制御指令に基づいて流量調節弁40Vを制御する(ステップ#23)。
ステップ#22にて、プログラマブルロジックコントローラPからの流量制御指令がないと判別した場合には(ステップ#22:No)、このフローを終了する。
【0069】
一方、ステップ#21にて、状態判定部40aが、プログラマブルロジックコントローラPとの接続確認ができなかったと判別すると(ステップ#21:No)、条件判定部40bは停止条件が満たされたか否かを判別する(ステップ#24)。この停止条件とは、「濃度計測装置S1により計測した酸素濃度が基準濃度を下回ること」、「在荷センサ10zにより非在荷状態を検出したこと」、又は「マスフローコントローラ40の内部制御部40Sが、自己故障診断機能により自己が故障していると判別したこと」のいずれかの条件である。
【0070】
ステップ#24にて停止条件が満たされていないと判別した場合(ステップ#24:No)、処理実行部40cは、プログラマブルロジックコントローラPから最後に受けた流量制御指令に基づいて流量調節弁40Vを制御する(ステップ#25)。本実施形態では、ステップ#25の処理が継続作動処理に相当する。
また、ステップ#24にて停止条件が満たされたと判別した場合(ステップ#24:Yes)、処理実行部40cは、流量調節弁40Vを閉じるべく制御する(ステップ#26)。本実施形態では、ステップ#26の処理が作動停止処理に相当する。
【0071】
すなわち、処理実行部40cは、状態判定部40aによりプログラマブルロジックコントローラPが流量制御指令を出力不可能な状態になったと判定された場合には、パージコントローラH1によって最後に出力された作動指令に基づいてマスフローコントローラ40を作動させる継続作動処理を実行し、更に、処理実行部40cは、上記継続作動処理の実行中に、条件判定部40bにより停止条件を満たすと判定された場合には、継続作動処理を中止してマスフローコントローラ40を停止させる作動停止処理を実行するように構成されている。
【0072】
〔別実施形態〕
(1)上記第1及び第2実施形態においては、収納部10Sが複数設けられ、それら複数の収納部10Sの夫々にマスフローコントローラ40が各別に設けられた構成を例示したが、このような構成に限定されるものではなく、例えば、収納部10Sを1つだけ備え、その1つの収納部10Sに1つのマスフローコントローラ40を備える不活性気体供給設備としてもよい。また、収納部10Sを複数備え、それら複数の収納部10Sに収納された容器50に対して供給する窒素ガスの流量を、単一のマスフローコントローラ40で調節するように構成してもよい。また、上記第1及び第2実施形態では、第2制御装置が複数のマスフローコントローラ40の夫々についての作動指令を各別に出力するように構成したが、第2制御装置が複数のマスフローコントローラ40の全てについて同一の作動指令を出力するように構成してもよい。
【0073】
(2)上記第1実施形態では、停止条件を、「濃度計測装置S1により計測した酸素濃度が基準濃度を下回ること」、「在荷センサ10zにより非在荷状態を検出したこと」、又は「プログラマブルロジックコントローラPが自己故障診断機能により自己が故障していると判別したこと」の何れかとし、第2実施形態においては、停止条件を、「濃度計測装置S1により計測した酸素濃度が基準濃度を下回ること」、「在荷センサ10zにより非在荷状態を検出したこと」、又は「マスフローコントローラ40の内部制御部40Sが、自己故障診断機能により自己が故障していると判別したこと」とするように構成したが、停止条件はこれらに限定されるものではなく、例えば、「作業者により非常停止が指令されたこと」等、他の条件を停止条件に含んでもよい。また、停止条件を上記第1又は第2実施形態に示した3つの条件のうち1つ又は2つのみとしてもよい。
さらに、上記第1及び第2実施形態では、停止条件を満たしたことを、上記3つの条件うちいずれかを満たしたことをもって判別する構成としたが、上記3つのうち事前に設定した2つの条件又は3つの条件を満たしたことをもって停止条件を満たしたと判別するように構成してもよい。
【0074】
(3)上記第2実施形態では、マスフローコントローラ40と、保管室内部の酸素の濃度を計測する濃度計測装置S1、及び、収納部10Sに対応する在荷センサ10zとが、制御バスC2経由で通信自在に接続される構成を例示したが、このような構成に限定されるものではなく、濃度計測装置S1及び在荷センサ10zとが、マスフローコントローラ40に計測情報を直接入力するように接続されるものでもよい。
【0075】
(4)上記第1及び第2実施形態においては、保管室内部の気体の特定成分を酸素とし、濃度計測装置S1により酸素の濃度を計測する構成を例示したが、このような構成に限定されるものではなく、保管室内部の気体の特定成分を窒素とし、濃度計測装置S1により窒素の濃度を計測するように構成してもよい。この場合、濃度計測装置S1により計測した窒素濃度が基準濃度を上回ることが、濃度計測装置S1により計測した保管室内部の気体の特定成分の濃度が基準状態から外れていることに相当する。
また、保管室内部の気体の特定成分は、上記酸素又は窒素以外の成分、例えば、二酸化炭素や水蒸気等としてもよい。