JPH10148400A - 溶液処理槽の温度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヒーターが異常過熱しても安全かつ確実に遮
断することのできる溶液処理槽の温度制御装置を提供す
る。 【解決手段】 ヒーター３と、槽内液温センサー５と、
ヒーターのＯＮ／ＯＦＦ制御信号を出力する槽内液温自
動調節器６と、ヒーターへの供給電流をＯＮ／ＯＦＦ制
御する電流開閉器４と、ヒーター用温度センサー１０
と、ヒーター３が危険限界温度まで異常過熱したときに
危険限界警報信号ｄを発生するヒーター用温度監視器１
３と、該危険限界警報信号を受信した時にヒーターのＯ
Ｎ／ＯＦＦ制御信号を遮断するプログラマブルコントロ
ーラー７とを備え、前記ヒーター用温度監視器１３に、
ヒーターが危険限界温度よりも低い所定の警告温度まで
過熱したときに作動する制御接点１３ａを付設し、該制
御接点によってもヒーターのＯＮ／ＯＦＦ制御信号を遮
断するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、貯留した溶液をヒ
ータによって一定温度に加熱制御するようにした溶液処
理槽の温度制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、半導体製造工程において薬液な
どを扱う装置、いわゆるウェットステーション装置にお
いては、薬液などの温度を一定に保つために、温度制御
装置が使用されている。図２に、従来のウェットステー
ション装置における薬液処理槽の温度制御装置の例を示
す。

【０００３】図２において、１は所望の薬液２を満たさ
れた薬液処理槽であって、この薬液処理槽１の下底部に
アルミブロックなどから構成されたブロックヒーター３
が配設されており、ソリッドステートリレー（ＳＳＲ）
４ａ〜４ｃなどからなる電流開閉器４を通じて三相交流
を供給することによりブロックヒーター３を発熱させ、
薬液処理槽１内の薬液２を加熱するように構成されてい
る。

【０００４】５は槽内液温センサーであって、その検知
出力は槽内液温自動調節器６に入力されている。槽内液
温自動調節器６は、薬液処理槽１内の薬液２の温度に基
づいて電源ＯＮ／ＯＦＦ用の制御信号ａ（例えば、ＤＣ
１２Ｖの信号）を発生し、プログラマブルコントローラ
ー７の制御接点７ａを介して電流開閉器４の制御端子に
送り、ソリッドステートリレー４ａ〜４ｃをＯＮ／ＯＦ
Ｆすることによってブロックヒーター３への電流を制御
し、薬液２の温度が常に規定温度となるように自動制御
している。また、この槽内液温自動調節器６は、薬液２
の温度が規定温度範囲の上下限から外れた時に警報信号
ｂを発生し、プログラマブルコントローラー７に送出す
るものである。プログラマブルコントローラー７は、こ
の警報信号ｂからソフトウェア処理によって異常発生の
有無を判定し、制御接点７ａを開放して電流開閉器４を
ＯＦＦし、ブロックヒーター３の加熱を停止するととも
に、図示を略した報知手段によって異常が発生したこと
を知らせる。

【０００５】８は槽内過熱検知用センサーであって、そ
の液温検知出力は液温過熱検知器９に入力されている。
液温過熱検知器９は、槽内過熱検知用センサー８の検知
出力を監視し、薬液処理槽１内の薬液２の温度が許容温
度以上に過熱したときに警報信号ｃを発生し、プログラ
マブルコントローラー７に送出するものである。なお、
この液温過熱検知器９は、槽内液温自動調節器６の誤動
作や故障による薬液２の過熱防止の役目も兼ねており、
液温が異常に上昇しているにもかかわらず、槽内液温自
動調節器６から警報信号ｂが発生しなかったような場合
に警報信号ｃを出力し、安全装置として働くように考慮
されている。

【０００６】プログラマブルコントローラー７は、前記
液温過熱検知器９からの警報信号ｃを受けるとソフトウ
ェア処理によって異常発生の有無を判定し、制御接点７
ａを開放して電流開閉器４をＯＦＦし、ブロックヒータ
ー３の加熱を停止するとともに、図示を略した報知手段
によって異常が発生したことを知らせる。

【０００７】１０はブロックヒーター用温度センサーで
あって、その検知出力はブロックヒーター温度監視器１
１に入力されている。ブロックヒーター用温度監視器１
１は、槽内過熱検知用センサー８の検知出力を監視し、
ブロックヒーター３の温度が危険限界温度以上に過熱し
たときに危険限界警報信号ｄを発生し、プログラマブル
コントローラー７に送出するものである。プログラマブ
ルコントローラー７は、この危険限界警報信号ｄからソ
フトウェア処理によって異常発生の有無を判定し、制御
接点７ａを開放して電流開閉器４をＯＦＦし、ブロック
ヒーター３の加熱を停止するとともに、図示を略した報
知手段によって異常が発生したことを知らせる。

【０００８】１２はヒーター断線警報器であって、ブロ
ックヒーター３への供給電流を監視することによりブロ
ックヒーターの断線を検知し、その警報信号ｅをプログ
ラマブルコントローラー７に送出する。プログラマブル
コントローラー７は、この警報信号ｅからソフトウェア
処理によって異常発生の有無を判定し、制御接点７ａを
開放して電流開閉器４をＯＦＦし、ブロックヒーター３
の加熱を停止するとともに、図示を略した報知手段によ
って異常が発生したことを知らせる。

【０００９】従来の温度制御装置は、上記のようにして
薬液処理槽１内の薬液２の温度を規定温度に維持すると
ともに、薬液２の過熱やブロックヒーター３の過熱など
に対処するようにしていた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記ブロッ
クヒーター３は薬液処理槽１とは別体に製造され、薬液
処理槽１の底面に密着した状態で組み付けられている
が、この組み立て時に密着率にばらつきが発生し、薬液
処理槽１に対する熱伝導率（効率）も装置毎に変動す
る。熱伝導率が７０〜８０パーセント以上あれば問題な
いが、万一、これよりも低い場合、または何らかの原因
で低くなってしまったような場合には、薬液処理槽１内
の薬液２の温度はなかなか上昇しないにもかかわらずブ
ロックヒーター３だけが非常に高温になる恐れがある。

【００１１】従来、このようなブロックヒーター３の異
常過熱に対する保護は、プログラマブルコントローラー
７がブロックヒーター用温度監視器１３からの危険限界
警報信号ｄを受けることよって、制御接点７ａを介して
ＯＮ／ＯＦＦ制御信号ａを遮断することにより対処して
いた。

【００１２】しかしながら、従来の温度制御装置の場
合、プログラマブルコントローラー７にソフトウェアの
誤動作や暴走などの異常が発生した場合、ブロックヒー
ターの異常過熱がそのまま継続し、安全面において問題
を生じるおそれがあった。特に、過熱源としてヒーター
を用いた溶液処理槽の場合、ソフトウェアの誤動作や暴
走は火災などの重大な事故につながる恐れがあり、この
点からもより安全で確実な温度制御装置が要望されてい
る。

【００１３】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたもので、ヒーターが異常過熱しても安全かつ確実に
遮断することのできる溶液処理槽の温度制御装置を提供
することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の溶液処理槽の温度制御装置は、従来と同様
の構成になる温度制御装置において、ヒーター用温度監
視器に、ヒーターが危険限界温度よりも低い所定の警告
温度まで過熱したときに作動する制御接点を付設し、該
制御接点によっても前記ヒーターのＯＮ／ＯＦＦ制御信
号を遮断するように構成したものである。

【００１５】

【作用】ヒーターが危険限界温度まで異常過熱すると、
ヒーター用温度監視器から危険限界警報信号が出力さ
れ、ヒーターの異常過熱を知らせる危険限界警報信号が
出力される。この危険限界警報信号が出力されると、プ
ログラマブルコントローラーは、従来と同様に、ソフト
ウェア処理によってヒーターのＯＮ／ＯＦＦ制御信号を
強制遮断する。さらに、ヒーター用温度監視器は、前記
危険限界警報信号が出力される前に、ヒーターの温度が
前記危険限界温度よりも低い所定の警告温度（例えば、
危険限界温度の８０〜９５％の温度）まで達した時点で
制御接点を作動し、プログラマブルコントローラーによ
って遮断する前に、制御接点によってヒーターのＯＮ／
ＯＦＦ制御信号を強制遮断する。

【００１６】したがって、本発明の場合、ヒーターが危
険限界温度まで達して危険限界警報信号が出力される前
に、危険限界温度よりも低い所定の警告温度を越えた時
点で、前記制御接点によってヒーターのＯＮ／ＯＦＦ制
御信号がハードウェア的に遮断される。このため、ヒー
ターの異常過熱に対してソフトウェアとハードウェアに
よる二重のプロテクトがかけられた状態となり、たとえ
プログラマブルコントローラーのソフトウェアに異常が
発生した場合でも、ヒーターを確実に遮断することがで
きる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図１を参照して本発明の実
施の形態について説明する。なお、従来例と同一部分に
は同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。この
実施の形態の場合、従来例と同じ回路構成において、従
来のブロックヒーター用温度監視器１１に代えて、新た
に構成したブロックヒーター用温度監視器１３を用いた
もので、従来例のものと同様に、ブロックヒーター３の
温度が危険限界温度まで異常過熱したときに危険限界警
報信号ｄを発生する警報出力端子を備えているととも
に、さらに、前記危険限界温度に達する前の警告温度
（例えば、危険限界温度の８０〜９５％の温度）以上に
過熱した時点で作動する制御接点１３ａを備えたもの
で、本発明は、この制御接点１３ａを、槽内液温自動調
節器６の出力する制御信号ａの経路中に位置して、プロ
グラマブルコントローラー７の制御接点７ａと直列に挿
入接続したものである。

【００１８】次に、前記実施形態の動作を説明する。装
置の電源が投入されると、槽内液温センサー５が薬液処
理槽１内の薬液２の温度を検出し、槽内液温自動調節器
６に送る。槽内液温自動調節器６は、検出された薬液２
の温度が規定温度範囲内にあるか否かを判定し、規定温
度よりも低い場合には、例えばＤＣ１２ＶからなるＯＮ
／ＯＦＦ用の制御信号ａを出力し、プログラマブルコン
トローラー７の制御接点７ａ、ブロックヒーター用温度
監視器１３の制御接点１３ａを介して、電流開閉器４の
ソリッドステートリレー（ＳＳＲ）４ａ〜４ｃの制御端
子に送る。

【００１９】この制御信号ａが与えられることにより、
ソリッドステートリレー４ａ〜４ｃがＯＮし、電流開閉
器４が導通する。電流開閉器４が導通すると、ＡＣ２０
０Ｖからなる三相交流がヒータ断線警報器１２を介して
ブロックヒーター３に通電開始される。これによってブ
ロックヒーター３が発熱し、薬液処理槽１内の薬液２が
加熱される。そして、薬液２の温度が規定温度範囲内に
なると、前記制御信号ａがＯＦＦとされ、ブロックヒー
ター３による加熱が停止される。以上の動作を繰り返す
ことにより、薬液処理槽１内の薬液２の温度は常に規定
温度範囲内となるように自動制御される。

【００２０】さらに、前記槽内液温自動調節器６、液温
過熱検知器９、ヒーター断線警報器１２、ブロックヒー
ター用温度監視器１３は、装置の加熱状態を監視し、異
常が発生した場合にはそれぞれ警報信号を発生する。

【００２１】すなわち、槽内液温自動調節器６は、前記
のようにして薬液２の温度を制御すると同時に、薬液２
の温度が規定温度範囲の上限・下限外に外れた時に警報
信号ｂを発生し、プログラマブルコントローラー７に送
出する。プログラマブルコントローラー７は、この警報
信号ｂからソフトウェア処理によって異常発生の有無を
判定し、制御接点７ａを開放して電流開閉器４をＯＦＦ
し、ブロックヒーター３の加熱を停止するとともに、図
示を略した報知手段によって異常が発生したことを知ら
せる。

【００２２】また、液温過熱検知器９は、槽内過熱検知
用センサー８の検知出力を監視し、薬液処理槽１内の薬
液２の温度が許容温度以上に過熱したときに警報信号ｃ
を発生し、プログラマブルコントローラー７に送出す
る。プログラマブルコントローラー７は、この警報信号
ｃからソフトウェア処理によって異常発生の有無を判定
し、制御接点７ａを開放して電流開閉器４をＯＦＦし、
ブロックヒーター３の加熱を停止するとともに、図示を
略した報知手段によって異常が発生したことを知らせ
る。なお、この液温過熱検知器９は、槽内液温自動調節
器６の誤動作や故障による薬液２の過熱防止の役目も兼
ねており、液温が異常に上昇しているにもかかわらず、
槽内液温自動調節器６から警報信号ｂが発生しなかった
ような場合に警報信号ｃを出力し、安全装置として働く
ように考慮されている。

【００２３】また、ヒーター断線警報器１２は、ブロッ
クヒーター３への供給電流を監視すし、ブロックヒータ
ー３に断線が検知したときに警報信号ｅを発生し、プロ
グラマブルコントローラー７に送出する。プログラマブ
ルコントローラー７は、この警報信号ｅからソフトウェ
ア処理によって異常発生の有無を判定し、制御接点７ａ
を開放して電流開閉器４をＯＦＦし、ブロックヒーター
３の加熱を停止するとともに、図示を略した報知手段に
よって異常が発生したことを知らせる。

【００２４】また、ブロックヒーター用温度監視器１３
は、ブロックヒーター３が危険限界温度よりも低い所定
の警告温度まで過熱したときに制御接点１３ａを開放し
て制御信号ａを遮断し、電流開閉器４をＯＦＦすること
によってブロックヒーター３の加熱を停止する。さら
に、ブロックヒーター用温度監視器１３は、槽内過熱検
知用センサー８の検知出力を監視し、ブロックヒーター
３の温度が危険限界温度まで異常過熱したときに危険限
界警報信号ｄを出力し、プログラマブルコントローラー
７に送出する。プログラマブルコントローラー７は、こ
の危険限界警報信号ｄからソフトウェア処理によって異
常発生の有無を判定し、制御接点７ａを開放して電流開
閉器４をＯＦＦし、ブロックヒーター３の加熱を停止す
るとともに、図示を略した報知手段によって異常が発生
したことを知らせる。

【００２５】このようにして、本発明の場合、プログラ
マブルコントローラー７によるソフトウェア処理によっ
て制御信号ａを遮断するだけでなく、ブロックヒーター
用温度監視器１３の制御接点１３ａによっても制御信号
ａをハードウェア的に直接遮断する。したがって、たと
えプログラマブルコントローラーにソフトウェアの誤動
作や暴走が発生しても、重大な事故につながることを未
然に防止できる。

【００２６】なお、前記の例は、ウェットステーション
装置における薬液処理槽の温度制御に適用した場合を例
示したが、本発明の適用対象はこれに限られるものでは
なく、溶液をヒーターによって過熱するようにしたいわ
ゆる溶液処理槽の温度制御装置であれば適用可能であ
る。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る溶液
処理槽の温度制御装置によれば、プログラマブルコント
ローラーによるソフトウェア処理によってヒーターのＯ
Ｎ／ＯＦＦ制御信号を遮断するとともに、ヒーター用温
度監視器の制御接点によってもヒーターのＯＮ／ＯＦＦ
制御信号を遮断するように構成したので、ブロックヒー
ター３から薬液処理槽１への熱伝導率が低いためにブロ
ックヒーター３だけが異常加熱するような事故が発生し
ても、ヒーターのＯＮ／ＯＦＦに対してソフトウェアと
ハードウェアによる二重のプロテクトをかけることがで
きる。このため、たとえプログラマブルコントローラー
にソフトウェアの誤動作や暴走が発生しても、ヒーター
を確実に遮断することができ、より安全で確実な温度制
御を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の構成を示すブロック図で
ある。

【図２】従来例の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 薬液処理槽 ２ 薬液 ３ ブロックヒーター ４ 電流開閉器 ５ 槽内液温センサー ６ 槽内液温自動調節器 ７ プログラマブルコントローラー ７ａ 制御接点 ８ 槽内過熱検知用センサー ９ 液温過熱検知器 １０ ブロックヒーター用温度センサー １２ ヒーター断線警報器 １３ ブロックヒーター用温度監視器 １３ａ 制御接点

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶液処理槽に貯留された溶液を加熱する
   ヒーターと、溶液の温度を検知する槽内液温センサー
   と、該槽内液温センサーの検知出力に基づいて前記ヒー
   ターのＯＮ／ＯＦＦ制御信号を出力する槽内液温自動調
   節器と、該槽内液温自動調節器から与えられるヒーター
   のＯＮ／ＯＦＦ制御信号に従って前記ヒーターへの供給
   電流をＯＮ／ＯＦＦ制御する電流開閉器と、前記ヒータ
   ーの温度を検知するヒーター用温度センサーと、該ヒー
   ター用温度センサーの検知出力を監視してヒーターが危
   険限界温度まで異常過熱したときに危険限界警報信号を
   発生するヒーター用温度監視器と、該ヒーター用温度監
   視器からの危険限界警報信号を受信した時に前記ヒータ
   ーのＯＮ／ＯＦＦ制御信号を遮断するプログラマブルコ
   ントローラーとを備えた溶液処理槽の温度制御装置にお
   いて、 前記ヒーター用温度監視器に、ヒーターが前記危険限界
   温度よりも低い所定の警告温度まで過熱したときに作動
   する制御接点を付設し、該制御接点によっても前記ヒー
   ターのＯＮ／ＯＦＦ制御信号を遮断するようにしたこと
   を特徴とする溶液処理槽の温度制御装置。