Điều chỉnh nhiệt độ một cách hiệu quả trong nhà máy thông minh
Nếu bạn đang xây dựng một nhà máy thông minh cho công nghiệp 4.0, chắc hẳn bạn đã nhận ra rằng phương pháp điều chỉnh nhiệt độ truyền thống không còn phù hợp nữa. Những bộ sưởi điện truyền thống thì quá chậm trong việc tăng nhiệt độ. Khi toàn bộ dây chuyền sản xuất được số hóa và hoạt động với tốc độ cao, bạn không thể để mất thời gian chờ đợi cho đến khi buồng sản xuất được làm nóng.
Đó là lý do tại sao chúng ta sử dụng các hệ thống tia hồng ngoại tương thích với môi trường chân không. Chúng giúp kiểm soát nhiệt độ một cách tức thì.
Thực tế về việc làm nóng trong môi trường chân không
Trong môi trường chân không, hiện tượng đối lưu không xảy ra; không có không khí để truyền nhiệt. Vì vậy, chỉ còn phương pháp bức xạ, và đây chính là lúc tia hồng ngoại phát huy tác dụng. Thay vì làm nóng toàn bộ môi trường, các thiết bị phát tia hồng ngoại sẽ truyền năng lượng trực tiếp vào wafer hoặc vật liệu cần xử lý. Bằng cách sử dụng tia hồng ngoại bước sóng ngắn, chúng ta có thể tập trung năng lượng vào một khu vực cụ thể. Điều này giúp nhiệt độ đạt được nhanh chóng. Hơn nữa, bạn cũng không cần tiêu tốn quá nhiều điện năng để làm nóng các bức tường của buồng sản xuất.
Biến dữ liệu thành công cụ hữu ích
Một “nhà máy thông minh” chỉ là một thuật ngữ hoa mỹ nếu bạn không sử dụng dữ liệu một cách hiệu quả. Chúng ta thiết lập các hệ thống này để chúng có thể kết nối trực tiếp với các bộ điều khiển PLC thông qua các mạch PID tốc độ cao. Điều này giúp bạn điều chỉnh mức năng lượng một cách tức thì, dựa trên thông tin từ các cảm biến. Bạn không cần phải đoán xem quá trình làm nóng có diễn ra đúng kế hoạch hay không nữa. Khi kết nối các hệ thống này với trung tâm điều khiển, bạn có thể biết chính xác lượng năng lượng mà mỗi wafer tiêu thụ. Như vậy, việc làm nóng không còn chỉ là chi phí phát sinh mà còn trở thành yếu tố có thể được tối ưu hóa.
Những hạn chế (vì không có gì là hoàn hảo)
Tuy nhiên, vẫn có những hạn chế. Các bộ phát tia hồng ngoại có mật độ cao sẽ tiêu thụ rất nhiều điện năng. Nếu bộ phân phối điện của bạn không đủ khả năng đáp ứng dòng điện cao này, bạn sẽ gặp vấn đề trong quá trình làm nóng. Điều này thật không mong muốn. Bạn cũng cần chú ý đến các bộ phát tia hồng ngoại; chúng sẽ bị hỏng theo thời gian. Tôi luôn khuyên nên có lịch trình thay thế các bộ phận này một cách đều đặn. Việc thay thế các bộ phận vào buổi chiều thứ Ba sẽ rẻ hơn nhiều so với việc để chúng hỏng và làm hỏng cả một lô wafer vào lúc 3 giờ sáng.
Tại sao điều này lại quan trọng?
Cuối cùng, việc sản xuất số hóa chính là việc tạo ra sự linh hoạt trong quy trình sản xuất. Với tia hồng ngoại, bạn có thể thay đổi nhiệt độ một cách dễ dàng chỉ bằng vài cú nhấp chuột trên phần mềm. Không cần phải sửa chữa cơ khí hay dừng máy. Bạn cũng có thể giảm diện tích cần làm nóng và rút ngắn thời gian hoàn thành công việc. Tất cả những điều này giúp quy trình sản xuất diễn ra mượt mà hơn.