(57)【要約】【課題】シーケンサが異常停止しても、暫定的にガス供給を継続できるガス供給装置を提供することを目的とする。【解決手段】ガス供給を制御するシーケンサ２からの出力信号を補助回路１０が自己保持し、シーケンサ２正常時はシーケンサ２の出力信号に基づいて機器となる電磁弁ＬＶまたは電磁弁ＲＶを制御し、シーケンサ２異常時は前記自己保持している出力信号に基づいて電磁弁ＬＶまたは電磁弁ＲＶを制御する。【選択図】  図１
2004151983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス供給を制御するシーケンサと、シーケンサからの出力信号を自己保持し、シーケンサ正常時はシーケンサの出力信号に基づいて機器を制御し、シーケンサ異常時は前記自己保持している出力信号に基づいて機器を制御する補助回路とからなるガス供給装置。
【請求項２】
シーケンサ正常時は自己保持せず、シーケンサ異常時に自己保持する請求項１記載のガス供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シーケンスコントローラ（以下、単に「シーケンサ」という）を用いたガス供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造工場などでは製造工程で各種のガスを用いる。ガスはガスボンベ等のガス供給源から消費先に供給されるが、通常は２本のガスボンベを用いて２系統のガス供給系を形成し、この２系統を交互に使用して、ガス切れによる製造停止を防止している。そして、このようなガス供給は、一般にシーケンサにより制御されている。
【０００３】
図４は従来のガス供給システムの全体構成図で、Ｌ側ボンベに接続される電磁弁ＬＶと、Ｒ側ボンベに接続される電磁弁ＲＶを制御盤１内のシーケンサ２によって制御する例で、シーケンサ２はガス供給系に設けた温度や圧力などの信号を取入れる入力ユニット２ａと、前記一対の電磁弁ＬＶ，ＲＶに開閉信号を出力する出力ユニット２ｂと、ガス供給に関連する各種機器を所定のプログラムに従って制御するＣＰＵユニット２ｃと、前記各ユニット２ａ、２ｂ、２ｃに電源を供給する電源ユニット２ｄから構成されている。
【０００４】
出力ユニット２ｂからの信号は、安定化電源３を用いて形成される駆動回路に送信され、これによって、前記一対の電磁弁ＬＶ，ＲＶに電源を印加して開閉駆動する。なお、ブレーカー５は電源ユニット２ｄ用、ブレーカー６は安定化電源３用である。
【０００５】
図５はシーケンサ２を用いた従来のガス供給システムの制御回路図の要部で、図の左側は、電源ユニット２ｄからの電源で作動するシーケンサ側回路、右側は安定化電源３側からの電源で作動する駆動側回路で、図中、｜｜の記号はａ接点（常時「開」、作動時「閉」となる接点）、｜／｜の記号はｂ接点（常時「閉」、作動時「開」となる接点）を示し、○はリレーを、◎は電磁弁のコイルを示す。また、各リレーの外部接点はリレーの記号と同一にしている。
【０００６】
シーケンサ側回路の左側につけた１０１，１０２，…の番号は各回路を便宜的に示すもので、例えば一番上の接点Ｌを示すときには、「ライン１０１接点Ｌ」と表記する。駆動側回路の左側につけた２０１，２０２の番号についても同様である。
【０００７】
シーケンサ側回路のライン１０１接点Ｌ，ライン１０２接点Ｒは、ＣＰＵユニット２ｃからの信号に基づいて作動する接点で、ガス供給時は閉、非供給時は開となる。これらの接点Ｌ，Ｒは交互に使用するので、通常、一方が開のとき他方は閉とされる。
【０００８】
ライン１０３接点Ｅは、シーケンサに設けた緊急停止（エマージェンシー・ストップ）ボタンを押したときに閉となる接点で、通常は、緊急停止ボタンは押されないので、ライン１０３接点Ｅは常時開とされ、リレーＥｘは作動せず、このため、ライン１０１，１０２の接点Ｅｘは常時閉となっている。
【０００９】
駆動回路側のライン２０１のＬＶＳ、ライン２０２のＲＶＳはそれぞれ前記電磁弁ＬＶ，ＲＶのソレノイドコイル（以下、単に「コイル」という。）を示し、コイルが励磁されると電磁弁ＬＶ，ＲＶが開いてガスが供給され、非励磁のときはガスが供給されない。
【００１０】
次に、上記回路によるガス供給システムを説明する。
Ｌ側ガスを供給するときは、シーケンサからの信号によってライン１０１接点Ｌを閉とし、接点Ｅｘは閉なのでリレーＬｘが作動し、これによって、ライン２０１の接点Ｌｘが閉となり、コイルＬＶＳが励磁され、Ｌ側ガスが消費先に供給される（以上の説明を、「ライン１０１接点Ｌ閉→接点Ｅｘ閉→リレーＬｘ作動→ライン２０１接点Ｌｘ閉→コイルＬＶＳ励磁→Ｌ側ガス供給」と表示することもある。ラインの符号は、前の説明と同一ラインのときは省略する）。なお、このとき、ライン１０２の接点Ｒは開になっているのでリレーＲｘは非作動で、このためライン２０２のコイルＲＶＳは励磁されずＲ側ガスは供給されない。
【００１１】
次に、Ｌ側ガスが供給され続け、Ｌ側ボンベの残量が減少したことを、シーケンサ２の入力ユニット２ａが検知すると、Ｌ側ボンベを充瓶と交換するため、ガス供給をＬ側からＲ側ガス供給に切り換える。切り換え操作中にガス供給が停止することがないよう、Ｒ側ガスを供給した後、Ｌ側ガスの供給を停止する。
【００１２】
即ち、まず、シーケンサは、ライン１０２接点Ｒ閉→接点Ｅｘ閉→リレーＲｘ作動→ライン２０２接点Ｒｘ閉→コイルＲＶＳ励磁→Ｒ側ガスが消費先へ供給とした後、ライン１０１接点Ｌ開→リレーＬｘ非作動→ライン２０１接点Ｌｘ開→コイルＬＶＳ非励磁→Ｌ側ガス供給停止とする。
以下同様にしてＬ側、Ｒ側ガスが交互に使用される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記ガス供給方法では、ガス消費先に異常がなくてもシーケンサ２の電源ユニット２ｄが故障すると信号が出力されず、このため、ライン２０１、２０２の接点Ｌｘ，Ｒｘが開となり、コイルが励磁されずに電磁弁が閉まり、ガスが消費先に供給されなくなる。しかも電源ユニット２ｄはコンデンサーなどの経年劣化しやすい部品を用いているので比較的故障しやすいという問題がある。
【００１４】
このような、シーケンサの異常によるガスの供給停止は、通常は、フェイルセーフの思想の点から問題ないのであるが、製造中にガスの供給が止まると、製品の製造を続けられず莫大な損失が生じるので、シーケンサが停止しても、暫定的にガス供給を続けることが求められる場合がある。この場合の対策として、２台のシーケンサを用いてガス供給システムを構築し、一方のシステムがダウンすると自動的に他方のシステムに切替わるようにしてガス供給を継続することが提案されているが、シーケンサを２台設置することは、コストの上昇を招くだけでなく、設置スペースが大きく増えてしまう不都合がある。
【００１５】
本発明は前記不都合を解決するもので、シーケンサが異常停止しても、暫定的にガス供給を継続できるようにし、しかもこれを安価な手段で実現することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する本発明のガス供給装置は、ガス供給を制御するシーケンサと、シーケンサからの出力信号を自己保持し、シーケンサ正常時はシーケンサの出力信号に基づいて機器を制御し、シーケンサ異常時は前記自己保持している出力信号に基づいて機器を制御する補助回路とからなることを特徴とし、また、シーケンサ正常時は自己保持せず、シーケンサ異常時に自己保持することを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態例を、図面を用いて説明する。
図１は、前記従来システムに本発明を適用した全体構成図で、図４と同一の構成には同一の記号を付して説明を省略する。
【００１８】
図１が図４と異なるのは、制御盤１内に補助回路１０を付加したことで、補助回路１０内には、ガス遮断ボタン１１と、リセットボタン１２が設けられている。
【００１９】
図２は補助回路１０の回路図を示すもので、前記図５右側に示した駆動側回路を含み、更に接点、リレー、スイッチ等を追加したものである。図中、ライン３０１、３０３のコイルＬＶＳ、ＲＶＳは従来と同一のコイル、各ラインの接点Ｌｘ、Ｒｘは従来と同一の接点で、ライン３１０の接点Ｅｘは、シーケンサの緊急停止ボタンが押されたときに作動するリレーＥｘ（図５左側のライン１０３参照）が作動したときに閉となる接点であり、その他は新たに付加されたものである。
【００２０】
ライン３０９接点Ｅｍは、ガス遮断ボタン１１が押されたときに閉となる接点で、ガス遮断ボタン１１は、シーケンサ異常後の暫定的なガス供給を中断するために押すボタンで、通常は押さない。ライン３０９接点Ｅｍが閉、または、前記ライン３１０接点Ｅｘが閉になると、ライン３０９リレーＥｍｘが作動し、これによって、ライン３０１、３０３各接点Ｅｍｘ開→各コイルＬＶＳ，ＲＶＳ非励磁→Ｌ側、Ｒ側ガス供給停止となる。
更に、ライン３１１接点Ｒｅはリセットボタン１２が押されたときに閉となる接点で、リセットボタン１２は、シーケンサ異常後に、改めて正常なシーケンサにより再度立ち上げるときに、補助回路の自己保持回路をリセットするために押すボタンで、通常は押さない。従って、通常は、ライン３１１接点Ｒｅ開→リレーＲｅｘ非作動→ライン３０５、３０７各接点Ｒｅｘ閉となっている。
【００２１】
次に、ライン３０５〜３０８は本発明の中心をなす自己保持回路で、ライン３０５、３０６はＬ側の、ライン３０７、３０８はＲ側の各々自己保持回路である。
まず、Ｌ側ガス供給の自己保持を説明すると、シーケンサがＬ側ガス供給を指示しているときライン３０５接点Ｌｘは閉→接点Ｒｅｘ閉→リレーＬｙ作動→ライン３０６接点Ｌｙ閉となっているが、このとき、後述するように、シーケンサからＬ側ガス供給が指示され（このとき、Ｒ側もガス供給状態になっている）、その後、Ｒ側ガス供給が停止されるとリレーＲｙは非作動になるので、ライン３０６接点Ｒｙ閉となり、これにより、リレーＬｙは→ライン３０５、３０６の両方に同通し、一旦シーケンサからの信号によりライン３０５接点Ｌｘが閉になると、その後に、ライン３０５接点Ｌｘが開になっても、ライン３０６を介してリレーＬｙ（自己保持リレー）は作動し続ける。これにより、ライン３０２の接点Ｌｙが閉になり、ライン３０１コイルＶＬＳはライン３０１、３０２の両方に同通し励磁され続ける。
リレーＬｙが非作動になるのは、ライン３０５接点Ｌｘが開（Ｌ側ガス供給中止）で、かつ、ライン３０７リレーＲｙが作動してライン３０６接点Ｒｙが開になったときである。なお、ライン３０５の自己保持リレーＬｙが作動しているときは、ライン３０８接点Ｌｙが開となっており、Ｒ側自己保持回路を解除するようになっている。
【００２２】
次に、Ｒ側ガス供給の自己保持は、シーケンサによるＲ側ガス供給の指示によりライン３０７接点Ｒｘ閉→接点Ｒｅｘ閉→リレーＲｙ作動→Ｌ側ガス供給停止に伴なってライン３０５リレーＬｙが非作動になると、ライン３０８Ｌｙ閉→接点Ｒｙも閉となり、一旦ライン３０７接点Ｒｘが閉になると、ライン３０８を介してリレーＲｙは自己保持リレーとなる。リレーＲｙが非作動になるのは、ライン３０７接点Ｒｘが開（Ｒ側ガス供給停止）で、かつ、ライン３０５リレーＬｙが作動して、ライン３０８接点Ｌｙが開になったときである。なお、前記のように、ライン３０７自己保持リレーＲｙが作動すると、ライン３０６接点Ｒｙが開になり、Ｌ側自己保持回路を解除する。
【００２３】
次に、図２の回路図を参照してガスの供給を説明する。
（シーケンサ正常時の状態）
まず、シーケンサが正常で、かつ通常にガスを供給しているときは、シーケンサの緊急停止ボタンは押されないので、ライン３１０接点Ｅｘは開、かつ、補助回路の遮断ボタン１１も押されないので、ライン３０９接点Ｅｍも開、よってライン３０９リレーＥｍｘは非作動で、これによって、ライン３０１、３０３接点Ｅｍｘは閉となっている。また、リセットボタン１２も押されていないので、ライン３１１リレーＲｅｘは非作動となっており、ライン３０５、３０７の接点Ｒｅｘは閉になっている。
【００２４】
（シーケンサ正常時におけるＬ側ガス供給）
ここで、Ｌ側ガスを供給するときは、前記のようにシーケンサはＬ側ガス供給時はＲ側ガスを供給しないように信号を出力するので、シーケンサからの信号により、ライン３０１接点Ｌｘ閉、ライン３０３接点Ｒｘ開とし、ライン３０１接点Ｌｘ閉→接点Ｅｍｘ閉→コイルＬＶＳ励磁となりＬ側ガスが供給される。このとき、ライン３０５接点Ｌｘ閉→接点Ｒｅｘ閉→リレーＬｙ作動→ライン３０６接点Ｒｙ閉→接点Ｌｙ閉→リレーＬｙ作動の自己保持回路が作動して、Ｌ側ガスの供給状態が自己保持リレーＬｙにより記憶される。
【００２５】
（シーケンサ正常時におけるＬ側ガス供給からＲ側ガス供給への切替）
Ｌ側ガス供給中にＬ側ボンベ内の残量が減少すると、Ｌ側ボンベを充瓶に交換するため、ガス供給をＲ側に切り換える。この切り換えは、前記のようにガス供給の一時的停止を避けるため、Ｒ側ガスを供給後にＬ側ガス供給を終了する方法で行われる。即ち、シーケンサからの信号に基づいて、まずライン３０３接点Ｒｘ閉とし、次いで、ライン３０１接点Ｌｘ開とする。
【００２６】
ライン３０３接点Ｒｘ閉になると、ライン３０３接点Ｅｍｘ閉→コイルＲＶＳ励磁となり、Ｒ側ガスが供給される。このとき、ライン３０７接点Ｒｘ閉→接点Ｒｅｘ閉→リレーＲｙ作動となり、ライン３０６接点Ｒｙは開となり、ライン３０５リレーＬｙはライン３０５接点Ｌｙのみで作動中となる。
次に、シーケンサからの信号に基づいてライン３０１接点Ｌｘが開になると、ライン３０５接点Ｌｘも開になり、既にライン３０６は非同通なのでライン３０５リレーＬｙが非作動となり、ライン３０２接点Ｌｙが開となるのでライン３０１、３０２とも非同通となり、ライン３０１コイルＬＶＳが非励磁となってＬ側ガス供給が停止する。
一方、Ｌガス供給停止により接点Ｌｘが開になると、ライン３０５リレーＬｙが非作動になるので閉となり、ライン３０８接点Ｌｙが閉となり、ライン３０７リレーＲｙは自己保持状態となる。これによって、ライン３０４接点ＲｙからもコイルＲＶＳを励磁可能となる。
【００２７】
上記のようにしてガス供給がＬ側からＲ側に切り換わるが、この後、更にＲ側からＬ側に切り換えるには、まずＬ側ガスを供給した後、Ｒ側ガスの供給を停止する。これは、上記に準じて行われるので省略する。
【００２８】
（Ｒ側ガス供給ちゅうにおけるシーケンサ異常）
Ｒ側ガス供給が行われている最中にシーケンサ異常が発生した場合、シーケンサからの接点信号Ｌｘ、Ｒｘは全て開になり、各ラインの接点Ｒｘは開となる。ライン３０３接点Ｒｘ及びライン３０７接点Ｒｘは開となるが、このような状態でも、ライン３０８接点Ｌｙ閉→接点Ｒｙ閉のラインが生きているのでライン３０７リレーＲｙは作動を続け、ライン３０４接点Ｒｙが閉を維持するのでライン３０３コイルＲＶＳは励磁され続けＲ側ガス供給は継続する。なお、Ｒ側ガス供給が行われているとき、Ｌ側自己保持リレーＬｙは非作動なのでライン３０２接点Ｌｙは開となっておりＬ側のガスが供給されることはない。
このように、  Ｒ側ガス供給中にシーケンサ異常が発生しても補助回路は「Ｒ側ガス供給中」を記憶しているので、引き続きＲ側ガスは供給され続ける。
【００２９】
Ｌ側ガス供給中にシーケンサ異常が発生したときも同様で、各ラインの接点Ｌｘは開となるが、ライン３０５のＬ側自己保持リレーＬｙが作動し続けるのでライン３０２接点Ｌｙが閉のままとなりライン３０１コイルＬＶＳは励磁され続けＬ側ガス供給は継続する。なお、Ｌ側ガス供給時にライン３０４接点Ｒｙは開となっているのでＲ側ガスは供給されない。
なお、シーケンサ異常時のガス供給は、シーケンサが作動せず、供給側のボンベの残量などは検知されないので、そのまま使用しているとガス切れを起こす。従って、シーケンサ異常下での暫定的なガス供給とし、早期にガスの消費を安全に終了することが好ましく、ガス供給を停止できる状態になったら遮断ボタンにてガス供給を停止する。
【００３０】
以上のように、図２の補助回路によれば、ガス供給を制御するシーケンサからの出力信号を自己保持し、シーケンサ正常時はシーケンサの出力信号に基づいてＲ側、Ｌ側のガス系統の切り換えを行い、シーケンサ異常時は前記自己保持した出力信号に基づいて、シーケンサ異常発生前の、Ｒ側またはＬ側ガスを引き続き供給することができる。
【００３１】
なお、シーケンサの緊急停止ボタンは、シーケンサが正常なときは両系統のガス供給を遮断できるがシーケンサ異常事は遮断できず、一方補助回路側のガス遮断ボタンは常に両系統のガス供給を遮断できるので、シーケンサの緊急遮断ボタンの接点を用いない構成としても良い。
【００３２】
次に、別の実施形態例を図３に基づいて説明する。
本例が前記実施形態例と異なるのは、図１において、シーケンサ側にシーケンサ異常検出接点１３を設けたことで、この接点１３はシーケンサに新設しても良いが、シーケンサが異常を知らせる接点を元々有するときは、この接点をそのまま用いることができる
【００３３】
図３の左側はシーケンサ側回路、右側は補助回路である。シーケンサ側回路は新たにライン１０４にシーケンサ異常検出接点Ｐｘ（以下、単に接点Ｐｘという。）を有する。接点Ｐｘは通常時は閉とされリレーＰｘは作動中とされるが、シーケンサに異常が発生すると、異常検出接点Ｐｘは開となりリレーＰｘは非作動となる。
【００３４】
図３の右側は補助回路で、前記の形態例と異なる部分はライン番号にＡを付加した。具体的には、ライン３０５ＡのリレーＬｙ、ライン３０７ＡのリレーＲｙとして遅延作動リレーを用いた。遅延作動リレーとは、例えばリレーＬｙが非作動になった場合、閉の接点は数十ｍ秒後に開になる。即ち閉状態から開状態になるまでに数十ｍ秒間遅れる。前記リレーＲｙも同様である。
次に、ライン３０６Ａ、３０８Ａにそれぞれシーケンサ異常検出接点Ｐｘのｂ接点を設けた点が異なる。
【００３５】
上記の構成において、シーケンサが正常のときは、ライン３０６Ａ、３０８Ａの接点Ｐｘは開となっているから自己保持回路が形成されないようになっている。従って、シーケンサからの接点Ｌｘ、Ｒｘの信号のままに動作し、また、シーケンサ側のライン１０３のリレーＥｘの接点を補助回路側に接続しなくても、緊急停止ボタンを押すことにより両方のガス系統でのガス供給を停止することができる。
【００３６】
そして、シーケンサが異常になると、ライン３０６Ａ、３０８Ａの接点Ｐｘは閉となり、自己保持回路が機能するようになる。この点を、例えば、Ｌ側ガス供給中にシーケンサ異常が発生した場合で説明する。
【００３７】
例えばＬ側ガス供給中は、ライン３０１接点Ｌｘ閉→接点Ｅｍｘ閉→コイルＬＶＳ励磁となり、一方、ライン３０５Ａ接点Ｌｘ閉→接点Ｒｅｘ→リレーＬｙ作動→ライン３０２接点Ｌｙ閉にてライン３０１、３０２の両方にてコイルＬＶＳ励磁となり、Ｌ側ガス供給中となる。
このときシーケンサ異常が発生した場合、ライン３０１接点Ｌｘ開となるが、ライン３０２、３０５Ａの接点Ｌｙは直ちに開とならず、リレーＬｙは励磁状態を維持しＬ側ガスは供給され続ける。そして、接点Ｌｙが開になる前にライン３０６Ａ接点Ｐｘが閉となり、これによって、ライン３０６Ａ接点Ｒｙ閉→接点Ｌｙ閉→接点Ｐｘ閉→ライン３０５ＡリレーＬｙが作動状態を継続し、Ｌ側ガス供給は継続する。Ｒ側ガス供給時にシーケンサ異常が発生したときも、リレーＲｙが遅延作動リレーなので、ライン３０８Ａ接点Ｌｙ閉→接点Ｒｙ閉→接点Ｐｘ閉→ライン３０７ＡリレーＲｙ作動が実現し、ライン３０４接点Ｒｙ閉によりＲ側ガス供給が継続する。
異常のように、本実施形態の場合も、シーケンサが異常になっても、その時のガス供給状態を維持して暫定的にガスを供給することができる。
【００３８】
前記実施形態では、ガス供給源として２本のガスボンベを用いた例で説明したが、３本以上のガスボンベを用いてもよく、また、ガスボンベに代えてガス貯槽やガス発生器を用いても良い。
また、前記実施形態では、ガスを２系統にしてガス消費先に供給しているが、３系統以上の場合にも適用できる。
また、前記実施形態では、ガスボンベに対して１つの電磁弁を使った例を示したが、一つのガス系統から複数のガス消費先にガスを供給する場合には２個以上の電磁弁を用いても良く、この場合、２個以上の電磁弁を同期して開、閉すればよい。
また、前記実施形態では、ガスが可燃性であり電磁弁を用いることが困難な場合はエア作動式の弁を用いればよく、この場合、エア作動弁に計装空気を供給する部分に電磁弁を本発明のように用いれば良い。複数のエア作動弁を用いた場合も同様である。
【００３９】
また、前記実施形態では、シーケンサと補助回路２０を接点式のもので示したが、トランジスタ回路や集積回路など非接点式のもの構成することもできる。
そして、電磁弁と補助回路を安定電源から共通に使用したが、補助回路は別の電源で作動するようにしても良い。
また、前記実施形態では、主にシーケンサの電源ユニットに異常が発生した場合で説明したが、シーケンサの内部不具合、更には電源ユニットに電源を供給しているブレーカーに異常が発生した場合でも、安定化電源が正常であればガス供給を暫定的に行うことができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ガス供給を制御するシーケンサに異常が発生しても、異常発生前の状態を維持してガス供給を暫定的に継続できるからし、生産を急に止める必要がなく、操業停止に伴なう損失を防止することができる。
そして特に、本発明によれば、１台のシーケンサに対し、高価なＣＰＵを使用しない補助回路を付加するだけであるから、シーケンサを複数台利用するシステムに比べ安価に済む利点があり、しかも、シーケンサを用いる場合に比べ、設置スペースの点でも少なくて済む利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態におけるガス供給システムの全体構成図である。
【図２】本実施形態における補助回路を示す図である。
【図３】本実施形態におけるシーケンサ側回路及び補助回路を示す図である。
【図４】従来のガス供給システムの全体構成図である。
【図５】シーケンサ２を用いた従来のガス供給システムの制御回路図である。
【符号の説明】
１  制御盤
２  シーケンサ
３  安定化電源
１０、１０ａ  補助回路
１１  ガス遮蔽ボタン
１２  リセットボタン
１３  シーケンサ異常検出接点
【図１】
2004151983.tif 000003
【図２】
2004151983.tif 000004
【図３】
2004151983.tif 000005
【図４】
2004151983.tif 000006
【図５】
2004151983.tif 000007