CN117193150A - 诊断工具和用于诊断可编程逻辑控制器的方法 - Google Patents

Abstract

诊断工具的示例包括LAN端口、人机界面(HMI)和CPU，该CPU配置为将用户从HMI发出的命令发送到LAN端口的连接目的地，其中诊断工具配置为不能进行无线通信。

Description

诊断工具和用于诊断可编程逻辑控制器的方法

技术领域

描述了涉及具有人机界面(HMI)的诊断工具和用于诊断可编程逻辑控制器(PLC)的方法的示例。

背景技术

例如，在诸如成膜设备和蚀刻设备的半导体制造设备中，被称为PLC的控制器用于控制设备或掌握设备的状态。PLC通过从例如传感器或开关读取输入信息并执行程序来控制诸如马达和灯的设备。

在其中各种类型的设备被链接以与PLC一起操作的***中，使用安全PLC以使该***符合国际安全标准(ISO13849和IEC61508)。安全PLC是用于保护半导体制造现场工人的安全的控制器。

在制造工厂组装半导体制造设备之后，使用PLC开发软件执行与PLC相关的I/O检查。PLC开发软件是用于创建程序的专用应用程序，没有专业知识很难处理。如果没有经验的人使用PLC开发软件并试图执行与PLC相关的I/O检查，这可能需要例如大约一周的时间。

此外，一旦半导体制造设备被运送到客户工厂，由于客户工厂的安全政策，安装有PLC开发工具的个人计算机不被允许带入客户工厂。在这种情况下，在半导体制造设备的PLC在客户工厂发出警报的情况下，如果没有PLC开发工具，很难快速解决问题。根据一示例，解决问题需要数天到数个月的时间。

发明内容

本文描述的一些示例可以解决上述问题。本文描述的一些示例可以提供能够容易地诊断半导体制造设备的诊断工具和用于诊断的方法。

在一些示例中，一种诊断工具包括LAN端口、人机界面(HMI)和CPU，该CPU配置为将用户从HMI发出的命令发送到LAN端口的连接目的地。诊断工具配置为不能进行无线通信。

附图说明

图1是诊断工具的透视图；

图2是处于关闭状态的公文包的透视图；

图3A是公文包内部的平面图；

图3B是公文包的横截面图；

图3C是公文包的横截面图；

图4是示出诊断工具的连接示例的视图；

图5示出了一个CPU单元和作为从设备连接的节点；

图6示出了连接到CPU单元的设备的I/O；

图7是示出强制操作屏幕的示例的视图；

图8示出了联锁显示屏幕；

图9是示出警报列表显示屏幕的示例的视图；

图10是示出警报详细屏幕的示例的视图；

图11是在处理电路是专用硬件的情况下的HMI的框图；以及

图12是示出在处理电路是CPU的情况下HMI的配置示例的框图。

具体实施方式

将参照附图描述诊断工具和诊断方法。在某些情况下，相同的附图标记将被分配给相同或相应的部件，并且将省略重复的描述。注意，在某些情况下，对PLC的简单描述可能既指PLC，也指安全PLC。

图1是根据实施例的诊断工具10的透视图。根据一示例，诊断工具10包括公文包12。公文包12包括把手12a，其允许工人容易地携带公文包12。根据一示例，诊断工具10包括电源开关14和AC电源插座16。根据一示例，AC电源插座16可以用作用于电源的国际电工委员会(IEC)连接器。这样，只需准备一根符合每个国家规范的电缆，就可以轻松连接到每个国家的电源。

根据一示例，诊断工具10包括USB端口18和LAN端口20。此外，诊断工具10包括HMI22。根据一示例，HMI22是触摸面板。根据一示例，触摸面板的角度可以多步调整为用户可以容易地观看触摸面板的角度。根据另一示例，HMI包括显示器、鼠标和键盘。上述USB端口18例如配置成允许将在HMI22处显示的数据存储在作为外部存储器的USB存储器中。具体地，在HMI22处显示的数据可以通过利用接线连接到HMI22的USB端口18对HMI22的操作而存储在USB存储器中。通过将数据存储在USB存储器中，可以将数据提供给工厂外的工程师，并且可以从工程师处接收技术建议。

根据一示例，图1中的诊断工具10配置为不能进行无线通信。换句话说，诊断工具10不具有无线通信功能。由于没有提供无线通信功能，诊断工具10可被带到客户工厂。

图2是处于关闭状态的公文包12的透视图。例如，在公文包12中容纳有LAN端口20、HMI22、CPU等。根据一示例，公文包12和公文包12内的所有设备的总重量等于或小于10kg，使得工人可以容易地用把手12a携带公文包12。

图3A是公文包12内部的平面图。例如，HMI22是大约9英寸的触摸面板。根据一示例，HMI22、电源开关14、AC电源插座16、USB端口18和LAN端口20附接到一个安装板25。然后，用多个螺钉23将安装板25固定到公文包12。

图3B是在图3A中的线3B-3B’上的横截面图。安装板25通过将螺钉23紧固到设置在公文包12处的螺纹槽而固定到公文包12。

图3C是在图3A中的线3C-3C’上的横截面图。图3C示出了DC供电设备24。DC供电设备24能够向HMI22等供电。DC供电设备24例如是支持从85到265V的输入电压的AC-DC转换电路。此外，保险丝26连接到供电设备24。

图4是示出诊断工具10的连接示例的视图。如图4所示，通过将供电电缆42连接到AC电源插座16，HMI22变得可用。根据一示例，供电电缆42连接到AC 85至264V并且等于或小于2A的电源。根据一示例，存储程序的存储器附接到HMI22的背面或内部。

例如，以太网电缆40连接LAN端口20和PLC34。安全PLC36紧邻PLC34设置。根据一示例，PLC34、安全PLC36和其他设备容纳在ELEC盒32中。安全PLC36连接到PLC34，使得PLC34和安全PLC36可以用一根以太网电缆40连接到诊断工具10。根据一示例，PLC34可以通过以太网电缆40使用热连接功能连接到HMI22。通过使用热连接功能的连接，诊断工具10可以通过将以太网电缆40连接到PLC34来开始诊断，或者以太网电缆40可以在不关闭PLC34和安全PLC36的电源的情况下从PLC34拔出。因此，使用热连接功能的连接使得能够通过在不关闭PLC的电源的情况下检测到警报的状态下将诊断工具10连接到PLC来执行稍后将描述的各种处理。

图5至10是要在HMI22处显示的屏幕的示例。首先，诊断工具10连接到PLC34。然后，在HMI22处显示图5中的顶部菜单屏幕。根据一示例，顶部菜单屏幕是包括PLC和连接到PLC的设备的配置屏幕。换句话说，顶部菜单屏幕是并入待诊断设备中的设备的配置屏幕。图5示出了一个CPU单元和作为从设备连接的节点2、3、4。根据一示例，通过用户触摸显示在图5的屏幕上的设备之一，被触摸的设备的I/O状态可以显示在HMI22处。

例如，当用户触摸图5中的CPU单元(ELEC盒)时，图6中的屏幕显示在HMI22处。在图6中，显示了连接到CPU单元的设备的I/O。在SI101单元中，设备前端模块(EFEM)左门和EFEM右门的按钮没有显示为绿色，因此，可以理解为这些传感器处于关闭状态。

从SI103中的单元可以看出，按钮未显示为绿色的N2键SW的传感器处于关闭状态，按钮显示为绿色的风扇过滤单元(FFU)警报的传感器处于打开状态。以这种方式，SI101、SI102、SI103、SO101、SO102和SO103中的每个成为一个单元，并且可以确认每个单元中的传感器的开/关状态。

以这种方式，通过选择显示在配置屏幕上的PLC或设备，可以显示PLC或设备的状态。换句话说，PLC的内部状态可以显示在HMI22处。诊断工具10配置为在HMI22处显示连接到LAN端口20的PLC的内部状态。根据一示例，仅通过用以太网电缆将诊断工具10连接到PLC，就可以确认PLC的内部状态。注意，要连接到PLC的设备包括例如传感器、开关、马达或灯中的至少一个。在这种情况下，PLC通过读取传感器或开关的信息并执行预先确定的程序来控制马达或灯。

根据一示例，可以在图5中的配置屏幕上提供对用户不可见的按钮(以下称为隐藏按钮)。隐藏按钮是用于强制执行在PLC处执行的操作的按钮。通过使隐藏按钮成为用户不可见的按钮，可以防止这种强制操作被轻易执行。通过手册等知道隐藏按钮存在的人可以通过按压触摸面板上的隐藏按钮来强制操作设备。

例如，在图5的配置屏幕内的右上区域中设置了“存在于HMI处并且对用户不可见的隐藏按钮”。通过用户使用预先确定的方法按下该隐藏按钮，可以显示用于强制操作连接到PLC的设备的强制操作屏幕。根据一示例，通过进行设置，使得屏幕仅在隐藏按钮被连续按下预定次数的情况下才转换到强制操作屏幕，可以防止屏幕容易地转换到强制操作屏幕。根据另一示例，仅通过按预先确定的顺序按下多个隐藏按钮，屏幕就可以转换到强制操作屏幕。通过将用于操作隐藏按钮的方法存储为过程，用户可以在必要时参考该过程。

图7是示出强制操作屏幕的示例的视图。用户可以通过操作强制操作屏幕来强制操作设备。例如，用户可以通过触摸强制操作屏幕的一部分来强制操作设备。强制操作的示例如下。

-通过按下强制操作屏幕上的按钮，点亮除非发生错误否则不会点亮的LED，即使没有发生错误。

-强制移动闸阀(GV)。例如，打开/关闭GV，以在组装设备时确认操作。

-在机器人在EFEM运行的状态下打开EFEM门。通常，机器人运行时不允许打开EFEM门，因为这很危险。

-强制发出释放N2气体的信号。

强制操作不限于上述操作，并且可以包括在PLC处执行的所有种类的操作。因此，可以执行许多其他类型的强制操作。根据一示例，通过在设备交付之前执行一次所有强制操作，在装运之前确认设备。根据一示例，通过强制操作来确认要由传送模块控制器(TMC)控制的所有种类的设备(即传送***)的操作。通过这种方式，可以在设备交付给客户之前容易地确认设备正常运行。注意，除非在相关技术中已经执行了复杂的程序，否则不能执行这种操作。

顺便提及，例如，在半导体制造设备中，通过安全PLC设置各种联锁。根据一示例，可以利用诊断工具10来确认联锁是否正常工作。

在图5的配置屏幕的左上部分提供了联锁按钮。通过用户按下联锁按钮，可以在HMI22处显示图8中的联锁显示屏幕。根据另一示例，通过操作HMI22，连接到PLC的设备的联锁状态可以显示在HMI22处。

可以说图8中的联锁显示屏幕是为每个联锁收集图5至7中显示的信号的屏幕。在一个联锁中使用的信号列表显示在图8的联锁显示屏幕中。例如，在FE机器人操作联锁的单元中，收集允许前端机器人操作的条件。具体地，如果满足EFEM左门关闭、EFEM右门关闭、LL1盖关闭和LL2盖关闭的所有条件，则允许前端机器人的操作。在图8的示例中，红色按钮在所有联锁中被点亮，因此，所有设备处于联锁状态并且不能***作。另一方面，当绿色按钮显示时，设备可以运行。以这种方式，联锁是否正常工作可以显示在HMI22处。根据一示例，通常有多个联锁，因此，联锁显示屏幕可以包括例如30页或更多页。

图5中的配置屏幕包括显示为ALM的按钮。根据一示例，通过在发出警报的情况下以红色显示ALM按钮，可以通知用户警报的发出。通过用户按下ALM按钮，从PLC发出的警报列表可以显示在HMI22处。图9是示出警报列表显示屏幕的示例的视图。从该警报列表中可以看出，出现了10个小故障。根据一示例，可以在警报列表显示屏幕上提供“屏幕截图”按钮和“发送到USB”按钮。当用户按下屏幕截图按钮时，屏幕截图将被存储在诊断工具10的存储器中。当用户按下发送到USB按钮时，警报列表被存储在连接到USB端口18的USB存储器中。

如果用户触摸警报列表显示屏幕上显示的一个警报并按下显示细节按钮，屏幕转换到警报的详细屏幕。图10是示出警报详细屏幕的示例的视图。以这种方式，通过选择显示在警报列表中的警报，警报的细节可以显示在HMI22处。诊断工具10配置成使HMI显示PLC的警报的细节。

如上所述，可以使用诊断工具10掌握设备的内部状态，强制操作设备并确认警报的列表和细节。此外，诊断工具10不具有无线功能，并且可被视为包括PLC的设备的一部分。因此，在出于安全原因不允许将笔记本PC带入客户工厂的情况下，也可以将该诊断工具10带入客户工厂。例如，通常的情况是，通过将诊断工具10配置为能够仅经由LAN端口和USB端口向用户提供数据和从用户接收数据，可以满足客户工厂所需的安全要求。此外，可以使用以触摸面板为代表的HMI简单直观地执行上述各种操作。因此，即使是不熟悉PLC开发软件操作方法的人也可以使用诊断工具10。例如，即使在警报问题不能仅由客户工厂的人员解决的情况下，通过将警报的细节存储在USB存储器中，也可以容易地向客户工厂外的工程师寻求建议。

根据一示例，诊断工具10包括用于执行上述功能的全部或至少一部分的处理电路。在一示例中，处理电路可以至少执行上述强制操作。处理电路可以是专用硬件，或者可以是执行存储在存储器中的程序的CPU(也称为中央处理单元、中央处理器单元、处理单元、运算单元、微处理器、微型计算机、处理器或DSP)。

图11是在处理电路70b是专用硬件的情况下HMI22的框图。HMI22包括接收器70a、处理电路70b和输出设备70c。接收器70a从PLC接收数据。处理电路70b对应于例如单电路、复合电路、编程处理器、并行编程处理器、ASIC、FPGA或其组合。诊断工具10的功能可以由相应的处理电路实现，或者这些功能可以由处理电路共同实现。根据一示例，处理电路充当控制强制操作的控制器。输出设备70c可以是触摸面板。在这种情况下，输出设备70c还用作从用户接收指令的输入设备。

图12是图示在处理电路是CPU的情况下HMI22的配置示例的框图。在这种情况下，上述一系列过程由程序控制。例如，强制操作的程序会自动启动。当处理电路80b是如图12所示的CPU时，诊断工具的每个功能由软件、固件或软件和固件的组合来实现。软件或固件被描述为程序，并存储在计算机可读存储介质80c中。在一示例中，该程序使计算机显示设备的内部状态，显示警报列表，显示警报的细节，并执行强制操作。在另一示例中，该程序使得计算机将用户从HMI发出的命令发送到LAN端口的连接目的地。

Claims (19)

1.一种诊断工具，包括：

LAN端口；

人机界面(HMI)；以及

CPU，其配置为将用户从HMI发出的命令发送到LAN端口的连接目的地，

其中，所述诊断工具配置成不能进行无线通信。

2.根据权利要求1所述的诊断工具，其中，所述HMI是触摸面板。

3.根据权利要求1所述的诊断工具，其中，所述HMI包括显示器、鼠标和键盘。

4.根据权利要求1所述的诊断工具，还包括公文包，其中容纳有所述LAN端口、HMI和CPU。

5.根据权利要求1所述的诊断工具，还包括USB端口，其配置为将在所述HMI处显示的数据存储在外部存储器中。

6.根据权利要求1所述的诊断工具，还包括用于电源的IEC连接器，以及配置为支持85至265V的输入电压的AC-DC转换电路。

7.根据权利要求1所述的诊断工具，其中，所述诊断工具使所述HMI显示连接到所述LAN端口的可编程逻辑控制器(PLC)的内部状态。

8.根据权利要求1所述的诊断工具，其中，所述诊断工具使所述HMI显示可编程逻辑控制器(PLC)的警报的细节。

9.根据权利要求5所述的诊断工具，其中，仅通过所述LAN端口和USB端口发送和接收数据。

10.一种用于PLC诊断的方法，包括：

将包括人机界面(HMI)的诊断工具连接到可编程逻辑控制器(PLC)；并且

使HMI显示PLC的内部状态。

11.根据权利要求10所述的用于诊断PLC的方法，还包括：

使所述HMI显示包括所述PLC和连接到PLC的设备的配置屏幕；并且

通过选择显示在所述配置屏幕上的PLC或设备来显示PLC或设备的状态。

12.根据权利要求11所述的用于诊断PLC的方法，其中，所述设备是传感器、开关、马达或灯。

13.根据权利要求10所述的用于诊断PLC的方法，还包括：

使所述HMI显示从所述PLC发出的警报列表；并且

通过选择显示在警报列表中的警报，使HMI显示警报的细节。

14.根据权利要求10所述的用于诊断PLC的方法，还包括：

使用预先确定的方法，通过按下存在于所述HMI处并且对用户不可见的按钮，显示用于强制操作连接到所述PLC的设备的强制操作屏幕；并且

通过操作强制操作屏幕来强制操作所述设备。

15.根据权利要求14所述的用于诊断PLC的方法，其中，所述HMI是触摸面板，并且用户通过触摸所述强制操作屏幕的一部分来强制操作所述设备。

16.根据权利要求10所述的用于诊断PLC的方法，其中，所述PLC通过以太网电缆使用热连接功能连接到所述HMI。

17.根据权利要求10所述的用于诊断PLC的方法，还包括从所述HMI运行所述PLC内的逻辑程序。

18.根据权利要求10所述的用于诊断PLC的方法，还包括通过操作所述HMI使HMI显示连接到所述PLC的设备的联锁状态。

19.根据权利要求18所述的用于诊断PLC的方法，还包括使所述HMI显示所述联锁是否正常运行。