半导体芯片厂循环冷却水系统电气智能化监控改造项目

该半导体芯片制造工厂，有多套工艺设备、光刻机、刻蚀机，配套开式循环冷却水系统，总循环水量 6200m³/h，为各类精密半导体工艺设备提供冷却。半导体精密设备对冷却水供水温度、压力稳定性要求极高，微小波动就会影响机台加工精度，造成芯片良率受损。原有循环水系统冷却塔风机、循环水泵大多工频运行，固定台数运行，不能跟随机台负荷、环境温度动态调节；旁滤过滤器反洗为固定时间模式，不依据实际压差。循环水温度、压差、电导率依靠人员定时现场抄表取样化验，数据滞后；没有统一监控，故障依靠人员巡检发现。循环水系统没有接入半导体厂务 FMCS 平台，厂务调度无法远程掌握冷却系统状态。企业推进工厂智能化升级，需要实现循环水全参数在线感知，设备智能自适应调节，保障供水温度压力高度稳定，节约水电，接入厂务系统，降低运维压力，开展电气智能化改造。

保留循环水池、冷却塔、换热器、旁滤罐体本体，搭建 PLC 控制系统，采集供水回水温度、管网压力、流量、过滤器压差、水池液位、循环水电导率。冷却塔风机全部配套变频驱动，系统依据回水温度、环境温度自动调节风机转速、投运台数；循环水泵变频跟随管网压力自动调节；旁滤过滤器压差‑时间双重条件自动反洗；补水、排污电动阀根据电导率自动控制，稳定循环水浓缩倍数。搭建循环水本地监控上位机，完整展示全部循环水工艺流程，存储温度、压力、能耗历史曲线；通过专用接口对接半导体厂务 FMCS 系统，厂务调度平台读取循环水全部实时数据。设置温度偏移超限、压差过高、液位异常、电机故障声光 + 短信分级告警。利用工厂年度维护窗口分套调试，单套循环水停机升级，其余系统保障精密机台冷却；电气元器件适应半导体厂区洁净环境。

改造完成，循环冷却水系统可以跟随半导体机台实际热负荷、环境温度智能调节泵与风机输出，整体电耗下降约 12%；旁滤自动反洗、自动排污补水，减少补充水消耗。冷却水供水温度、管网压力保持高度稳定，保障光刻机、刻蚀机等精密半导体设备冷却条件，避免冷却波动带来芯片良率损失。运维人员不用频繁到现场抄表操作，减少现场重复性工作；异常参数自动告警，隐患提前识别处置。循环水全部工况接入厂务 FMCS，厂务调度中心统一监管全厂冷却系统；完整保存历史曲线，便于技术人员分析优化运行策略。实现循环冷却水由人工经验运维转为数据驱动智能运维，在保障半导体精密设备稳定运行前提下实现节水节电，对芯片工厂循环水智能化建设具备示范作用。