CN101573174A - 控制流体混合以及复用设定点的系统和方法 - Google Patents

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CN101573174A CNA2007800154686A CN200780015468A CN101573174A CN 101573174 A CN101573174 A CN 101573174A CN A2007800154686 A CNA2007800154686 A CN A2007800154686A CN 200780015468 A CN200780015468 A CN 200780015468A CN 101573174 A CN101573174 A CN 101573174A
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Abstract

本发明的实施例提供了一种连续流动生成混合流体的系统(100，300，500)和方法。该混合流体可以包括不同流体的混合物或者具有诸如温度的不同输入性质的同一流体的混合物。另外，本发明的实施例提供了一种对模拟设定点进行复用的系统(900，1100)和方法。

Description

控制流体混合以及复用设定点的系统和方法
本申请要求由McLoughlin于2006年3月1日提交的题目为“SYSTEM AND METHOD FOR MULTPLEXING SETPOINTS”的第11/365,395号美国专利申请和由Niermeyer等人于2006年3月22日提交的题目为“SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLEDMIXING OF FLUIDS”的第11/386,427号美国专利申请的优先权，这两个美国专利申请全部纳入于此，以资参考。
技术领域
本发明的实施例涉及化学输送系统。更具体地讲，本发明的实施例涉及控制流体混合的系统和方法。本发明的实施例还涉及用于断定设定点的系统和方法。更具体地讲，本发明的实施例涉及用于断定模拟设定点的系统和方法。更加具体地讲，本发明的实施例涉及在模拟通信链路上复用多个模拟设定点的系统和方法。
背景技术
受控的组合物流体存在于许多广泛使用的流体中，这些广泛使用的流体包括城市供水、饮料、汽油、静脉注射(“IV”)流体和其它有用流体。在一些情况下，受控的组合物流体不是加工过程的最终产品，而是用于其它产品的制造过程中。例如，在对半导体晶片进行清洁和蚀刻时，半导体制造过程普遍地使用受控的组合物流体。用于形成受控的组合物流体的系统通常根据取缔的比率组合换言之根据配方将多种组成流体混合。在一些情况下，流体组分的化学计量比率并不重要，重要的是流体混合物的一些性质，诸如pH、粘度、离子强度、导电率或其它性质。然而，除了对优选性质进行控制以外，一般来讲将流体组分共混成对应于实际目标性质的目标浓度是更加容易的。通常，按照批处理模式生产特定浓度的流体。在批处理中，利用组分流体的重量比率或体积比率确定应该将多少的每种流体加到混合容器中进行共混。尽管利用批处理能够非常容易地控制浓度，但是它会对将混和流体加工成特定规模批量进行限制。为了提供额外的共混流体，必须产生出更多批次的流体。另外，当前批处理系统的占地较大、资本费用相对较高、复杂度较高。批处理系统的例子包括由Addison，lllinois batch system公司提供的按照体积将重力给料的组分进行混和的ChemFlow Systems以及由BOC Edwards公司提供的MassFusionTM system。
除了批处理以外，还能够利用连续流动系统产生受控的组合物流体，其中，随着流体流到处理室，该连续流动系统将流体混合。这些系统能够连续地产生流体。当前的连续流动系统不能够进行充足控制以补偿不准确度或者改变诸如浓度或温度的组分流体性质。
许多控制装置依赖模拟设定点以指示应该将系统控制到的期望状态。模拟设定点通常是施用到控制器的电压或电流，用于表示测量参数的期望值。该电压/电流可以表示温度、电机速度、压力、压差、温差或其它参数的期望值。模拟设定点通常由控制器进行数字化，并且转换成参数的设定点值。为了进行控制，可以将设定点值与参数的测量值进行比较。例如，温度控制器能够接收2.2伏特的模拟信号，将该信号进行数字化并且将该值转换成20摄氏度。然后，控制器能够比较系统中的测量温度值以确定温度是否需要上升或下降到20摄氏度。已知包括比例控制方案、比例积分方案、比例积分导数方案和模糊逻辑控制方案的各种控制方案能够用于基于设定点控制过程参数。
许多现有的控制器仅仅具有一个模拟端口或者具有有限数目的端口，通过这些端口发送或接收设定点信号。对于向其它控制器断定模拟设定点的控制器来讲，这会限制它能够控制的装置的数目。换言之，特定主控制器能够断定设定点的从控制器的数目限于主控制器上的模拟端口的数目。另外，对于向其断定设定点的每个控制器来讲，需要独立的模拟通信链路。
发明内容
本发明的实施例提供了一种连续混合流体的系统和方法，这种系统和方法能够消除或至少基本减少现有技术流体混合系统和方法的缺陷。更具体地讲，本发明的实施例提供了这样一种系统和方法，这种系统和方法能够迅速进行调整以改变过程参数从而提供期望流速和温度的混合流体。
本发明的一个实施例包括一种流体混合系统，该流体混合系统包括：第一流量控制器(例如，冷流体流量控制器)，用于控制第一流体的流量；第二流量控制器(例如，热流体流量控制器)，用于控制第二流体的流量；第一混合器(例如，静态混合器)，在该第一流量控制器和该第二流量控制器的下游并且与它们进行流体连通从而将该第一流体和该第二流体混合以产生第一混合流体；和温度传感器，位于该第一混合器的下游，用于测量该第一混合流体的温度。该第一流量控制器构造为利用第一流体的期望流速调整该第一流体的流量；而该第二流量控制器构造为基于温度设定点和该第一混合流体的温度调整该第二流体的流量。
本发明的另一个实施例包括一种流体混合方法，该流体混合方法包括：向第一混合器提供第一流体和第二流体；在该第一混合器将该第一流体与该第二流体混合以形成第一混合流体；测量该第一混合流体的温度；基于第一流体目标流速调整进入该混合器的第一流体的流量；以及基于该第一混合流体的温度和温度设定点调整进入该混合器的第二流体的流量。
本发明的另一个实施例包括一种流体混合系统，该流体混合系统包括：热流体流量控制器，用于控制热流体的流量；冷流体流量控制器，用于控制冷流体的流量；第一静态混合器，位于该第一热流体流量控制器和冷流体流量控制器的下游，用于接收该热流体，接收该冷流体并且将该热流体与该冷流体混合以形成混合流体；混合流体温度传感器，用于确定该混合流体的温度；化学品流量控制器，用于控制化学品的流量；第二静态混合器，位于该化学品流量控制器和该第一静态混合器的下游，用于接收该混合流体，接收该化学品并且将该混合流体与该化学品混合以形成稀释化学品；以及化学品温度传感器，用于测量该稀释化学品的温度。根据一个实施例，该冷流体流量控制器基于冷流体目标流速控制该冷流体的流量并且向该热流体流量控制器传送温度设定点。该热流体流量控制器基于该温度设定点和该混合流体的温度调整该热流体的流速。能够基于稀释化学品的温度连续更新该温度设定点。该化学品流量控制器基于目标化学品流速控制该化学品的流量。
通过提供在运行中调整温度、化学性和流速从而提高生产量和处理灵活性的能力，本发明要优于对流体混合的现有技术系统和方法。
另外，通过提供迅速补偿诸如浓度、温度和其它过程参数的组分流体性质的变化的能力，本发明要优于对流体混合的现有技术系统。
另外，通过利用基于温度的流量控制器控制热流体从而减小基于压力的流量控制器中的更高温度导致的误差，本发明要优于现有技术系统。
本发明的实施例还提供了一种提供模拟设定点的系统和方法，这种系统和方法能够消除或基本上减少现有技术模拟设定点系统和方法的缺陷。本发明的一个实施例包括一种对模拟设定点(analogsetpoint)进行复用(multiplex)的方法，该方法包括：向多个目标装置传送模拟信号，其中，该模拟信号表示多个设定点；传送与该模拟信号分离的第一设定点指示器以向第一目标装置指示该第一目标装置的第一设定点正由该模拟信号表示；响应于该第一设定点指示器在该第一目标装置处保存由该模拟信号断定的第一设定点值。
本发明的另一个实施例包括一种对模拟设定点进行复用的系统，该系统包括：主控制器；连接到该主控制器的多个从控制器；模拟通信链路，将该多个从控制器与该主控制器进行连接；以及一个或多个数字通信链路，用于将该多个从控制器与该主控制器进行连接。该主控制器可操作以在该模拟通信链路上传送表示多个模拟设定点的模拟信号，其中，该多个设定点在时间上复用到该模拟信号中；在第一时间段内，在该数字通信链路的至少一个上向该第一从控制器传送第一设定点指示器；以及在第二时间段内，在该数字通信链路的至少一个上向该第二从控制器传送第二设定点指示器。根据一个实施例，在该第一时间段内，该模拟信号表示第一设定点，在该第二时间段内，该模拟信号表示第二设定点。
本发明的另一个实施例包括一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括一组计算机指令，这组计算机指令存储在计算机可读介质上。这组计算机指令还包括可由处理器执行的指令，处理器执行这些指令从而在第一通信链路上传送设定点信号，其中，该设定点信号将多个设定点进行复用；向第一目标装置传送第一设定点指示器以向该第一目标装置指示在第一时间段内该设定点信号表示该第一目标装置的设定点；以及向第二目标装置传送第二设定点指示器以向该第二目标装置指示在第二时间段内该设定点信号表示该第二目标装置的设定点。
通过能够在公共模拟通信链路上断定多个模拟设定点，本发明的实施例要优于断定模拟设定点的现有技术系统和方法。
通过利用一个或有限数目的模拟端口连接一个控制器以向多个其它控制器断定模拟设定点，本发明的实施例要优于现有技术系统。
另外，通过减少具有多个控制器的系统中所需的模拟布线量，本发明的实施例提供了另一个优点。
附图说明
通过结合附图参照下文描述，可以更加全面地理解本发明并且可以获得本发明的优点，其中，相同的附图标记指示相同特征并且其中：
图1是用于混合流体的系统的一个实施例的图解表示；
图2A和2B提供了流程图，示出了控制流体的流量以形成混合流体的方法的一个实施例；
图3是用于混合流体的系统的另一个实施例的图解表示；
图4A到图4C提供了流程图，示出了控制流体的流量以形成混合化学品的另一个方法的一个实施例；
图5是用于混合流体的系统的另一个实施例的图解表示；
图6A到图6C提供了流程图，示出了控制流体的流量以形成混合化学品的另一个方法的另一个实施例；
图7A到图7F提供了静态混合器组件700及其部件的一个实施例的图解表示；
图8A到图8C提供了混合器组件的另一个实施例的图解表示；
图9是对模拟设定点进行复用的系统的一个实施例的图解表示；
图10是模拟设定点信号和对应的设定点指示器信号的图解表示；
图11是用于将模拟设定点进行复用的系统的一个实施例的图解表示；
图12是模拟设定点信号和用于断定设定点指示器的对应信号的图解表示；以及
图13是流程图，示出了将模拟设定点进行复用的一个实施例。
具体实施方式
在附图中示出了本发明的优选实施例，相同附图标记用于指示各个附图中的相同和对应部分。
本发明的实施例提供了一种连续流动产生混合流体的系统和方法。该混合流体可以包括不同流体的混合物或者具有诸如温度的不同输入性质的相同流体的混合物。通常，不同温度的两个流体流供给入混合器。可以调整每个输入流体的流速以产生期望流速和温度的混合流体。作为一个例子，质量流控制器能够调整去离子水(D.I.H2O或者DIW)的热流和冷流的流速以产生期望流速和温度的D.I.H2O流。
质量流控制器的控制算法能够依赖特定输入流的质量流速的仅仅一种组合将产生期望温度和流速的混合流体的事实。因此，用作主控制器的质量流控制器之一能够基于输入流的温度、输入流的比热和密度、混合流体的目标流速和混合流体的目标温度计算流过它的流体的期望流速。然后，主控制器能够将目标温度传递给从质量流控制器。从质量流控制器基于目标温度和由温度传感器确定的混合流体的温度调整流过它的流体的流速。
通过利用温度传感器对从质量流控制器形成反馈环，从质量流控制器能够调整流体流速以快速将混合流体带到期望温度。当混合流体的温度接近期望温度时，流过从质量流控制器的流体的流速受到调整从而使得混合流体的流速接近期望流速。因此，混合流体将到达期望温度和流速。
本发明的实施例提供了一种复用模拟设定点的系统和方法。根据本发明的一个实施例，模拟信号源(例如，主控制器)能够向公共模拟通信链路上的多个目标装置(例如，从控制器)断定模拟信号。模拟信号能够表示多个设定点。根据一个实施例，能够向数字通信链路上的目标装置断定设定点指示器。当特定目标装置接收设定点指示器时，目标装置能够保存模拟设定点信号的值用作设定点。应该注意：尽管就用于流体混合系统中的控制器而言讨论本发明的实施例，但是本发明的实施例还可以用于需要断定多个模拟设定点的任何系统。
图1是用于混合流体的系统100的一个实施例的图解表示。系统100包括两个流量控制器102和104，这两个流量控制器102和104与混合器106进行流体连通。系统100还包括温度传感器108、温度传感器110和温度传感器112，其中，温度传感器108位于流量控制器102的上游，温度传感器110位于流量控制器104的上游，温度传感器112位于混合器106的下游。温度传感器108和温度传感器110连接到至少一个流量控制器，在这个例子中，连接到流量控制器104(即，能够传送表示温度的信号)。温度传感器112也连接到至少一个流量控制器。在这个例子中，温度传感器112连接到流量控制器102。
根据一个实施例，尽管可以利用其它合适的流量控制器，但是流量控制器102和流量控制器104均是由Billerica，MA的Mykrolis公司(现在是Chaska，MN的Entegris公司的一部分)产生的OptiChemP1200 LFC流量控制器。混合器106可以包括任何合适的动态或静态混合器以对流体流进行混合。结合图7A到图7F描述静态混合器的一个实施例。温度传感器108、110和112能够包括任何合适的温度传感器。
比目标温度要热的流体(例如，热流体114)供给入流量控制器102，而比目标温度要冷的流体(例如，冷流体116)供给入流量控制器104。流量控制器102调整进入混合器106的热流体114的流量，而流量控制器104调整进入混合器106的冷流体116的流量。这些流体在混合器106中进行共混以产生期望温度和流速的混和流体118。
能够基于目标温度(例如，混合流体118的目标温度)、热流体和冷流体的温度、热流体和冷流体的流体性质以及混合流体118的测量温度控制供给入混合器106的热流体114和冷流体116的流速。更具体地讲，处理工具、控制计算机或其它系统能够提供流量控制器104混合流体118的目标温度(tT1)和流速(QT1)。另外，温度传感器108提供热流体114的温度(tH)而温度传感器110提供冷流体116的温度(tC)。同样，能够向流量控制器102和流量控制器104提供用于系统100中的热和/或冷流体的类型或者预先向流量控制器102和流量控制器104规划热和/或冷流体的类型。
基于热流体114和冷流体116的流体类型和温度，流量控制器102能够计算热流体14和冷流体116的密度(ρH、ρC)和比热(CpH、CpC)。流量控制器104能够相似地确定目标温度(tT)的混合流体118的密度(ρT)和比热(CpT)。例如，如果热流体114和冷流体116均是D.I.H2O，则能够基于多项式利用下面系数计算密度和比热。
表1
  阶数   ρ＝f(t)   Cp＝f(t)
  0   .99988   1.00919
  1   6.20242E-05   -9.50319E-04
  2   -8.37727E-06   2.8655E-05
  3   6.62195E-08   -4.28993E-07
  4   -4.17404E-10   3.44932E-09
  5   1.15955E-12   -1.10643E-11
作为例子提供表1而非进行限制。能够利用其它方程、查询表或其它合适机制确定热流体114、冷流体116和混合流体118的比热和密度。另外，应该明白，热流体114和冷流体116可以是不同的流体。
根据一个实施例，控制器104基于例如下面方程利用目标流速(QT1)、目标温度(tT1)、热流体温度(tH)、冷流体温度(tC)、热流体、冷流体和混合流体的比热(CpH、CpC、CpT)以及热流体和冷流体的密度(ρH、ρC)能够计算进入混合器106的冷流体116的目标流速(QC)。
QC＝QT×(1000/60)×(ρC/ρT)×(tH×CpH-tTCpT)/(tH×CpH-tC×CpC)[方程1]
QT＝目标流速           (lpm)
tT＝目标温度           (℃)
tH＝热流体温度         (℃)
tC＝冷流体温度         (℃)
ρC＝冷流体密度        (g/cm3)
ρH＝热流体密度        (g/cm3)
CpC＝冷流体比热        (cal/g·℃)
CpH＝热流体比热        (cal/g·℃)
CpT＝在tT混合流体比热  (cal/g·℃)
继续上述例子，QT＝QT1以及tT＝tT1，并且流量控制器104能够根据现有技术中已知或开发的任何机制确定恰当的QC。流量控制器104能够利用基于压差的流控、基于热损耗的流控或者其它流控方案调整冷流体116的量，从而调整流速QC(流量控制器104的容许量内)。
流量控制器104还能够将设定点的温度tSP传递到控制器102。在这种情况下，温度设定点能够指示混合流体118的期望温度。例如，tSP可以等于tT。控制器102将混合流体的温度(tM1)与tSP进行比较。如果tM1大于tSP，则控制器104能够减小热流体114的流量；如果tM1小于tSP，则控制器104能够增大热流体114的流量。通过调整热流体的流量，tM1将接近tSP。当tM1近似等于tSP时(即，在可接受偏差内(例如，5％))，这指示混合流体118已经达到目标流速和目标温度。在另一个实施例中，流量控制器104从温度传感器112接收tM1并且将tM1和tSP传递给流量控制器102。
当输入流体温度、期望混合流体流速或其它参数改变时，控制器104能够连续重新计算QC和tSP(例如，根据一个实施例，近似1Hz或以上)。因此，本发明能够迅速地调整为变化的处理参数。
如上所述，控制器104和控制器102按照主从方式进行工作，其中，控制器104向控制器102提供tSP。这些控制器的主从动态能够进行颠倒，其中，处理输入的控制器102向控制器104提供tSP。另外，能够向这些控制器之一设置目标温度和流速，并且能够从外部计算机系统或工具向另一个控制器设置tSP。在这种情况下，控制器102和控制器104相对于另一个控制器均不用作主或从。
应该注意，较高温度流体能够在基于压力的控制器中产生误差。如果基于压力的流量控制器用于控制热DIW，则由于公共使用的压力传感器通常对温度变化敏感，所以可能会遭遇大量的误差。如果热流体流量控制器基于压力控制流量，则能够利用温度补偿电路。或者，与上述实施例相同，热流体流量控制器能够采用基于温度的控制方案。
图2A和2B提供了流程图，示出了控制流体的流量以形成混合流体的方法的一个实施例。图2A和2B的方法能够实现为由处理器执行存储在计算机可读介质上的计算机指令。例如，能够通过对一个或多个OptiChem P1200 LFC流量控制器进行编程实现本发明的实施例。
图2A的流程图对应在冷流体流量控制器(例如，图1的流量控制器104)上实现的控制方法，而图2B对应在热流体流量控制器(例如，图1的流量控制器102)上实现的方法。
冷流体流量控制器接收包括目标混合流体温度(tT1)、目标混合流体流速(QT1)、冷流体温度(tC)和热流体温度(tH)的输入(步骤202)。利用这些输入和诸如冷流体、热流体和混合流体(目标温度)的比热和密度的性质，冷流体流量控制器根据方程1计算冷流体流速(QC)，其中，QT＝QT1并且tT＝tT1(步骤204)。冷流体流量控制器对热流体流量控制器设置温度设定点tSP(步骤206)。例如，tSP可以计算或设置为tT1。
当接收到触发信号时(步骤208)，冷流体流量控制器能够开始利用QC作为流速设定点调整流体流量并且命令热流体流量控制器调整热流体的流量(步骤210)。冷流体流量控制器能够根据现有技术中已知的流体流量控制方案调整冷流体的流量，其中，这些现有技术中已知的流体流量控制方案包括但不限于差分控制方案、积分控制方案、比例积分控制方案、模糊逻辑或比例积分差分控制方案。如果冷水的流体流量大于流体流量设定点，则冷流体流量控制器能够减小流速(步骤212)，如果冷水的流体流量小于流体流量设定点，则冷流体流量控制器能够增大流速，并且如果冷流体流速等于设定点(在可接受的系统容许量内)(步骤214)，则冷流体流量控制器能够保持流速(步骤216)。因此，冷流体流量控制器能够基于目标冷流体流速设定点QC调整冷流体的流速。
对照图2B，另一方面，热流体流量控制器能够基于混合流体的温度(tM1)和混合流体设定点(tSP)调整热流体的流速。能够直接从温度传感器或者从冷流体流量控制器接收混合流体的温度。如果tM1大于tSP，则热流体流量控制器减小流体的流速(步骤218)，如果tM1小于tSP，则热流体流量控制器增大热流体的流速(步骤220)，并且如果tM1等于tSP(在可接受的系统容许量内)，则热流体流量控制器保持热流体的流速(步骤222)。
能够按照需要或期望重复图2A和图2B的步骤。另外，能够按照各种顺序执行各个步骤，并且能够并行地执行由每个流量控制器执行的各个步骤。
尽管在图2A和图2B的实施例中，冷水流量控制器负责为热水流量控制器确定设定点tSP，但是在其它实施例中，热水流量控制器能够为它自身确定tSP或者向冷水流量控制器提供tSP从而使得冷水流量控制器能够基于tM调整流量。换言之，热水和冷水流量控制器的角色能够颠倒，并且图2的步骤能够以其它形式布置在这些控制器之间。
因此，本发明的一个实施例能够包括第一流量控制器(例如，流量控制器104)、第二流量控制器(例如，流量控制器102)、以及位于第一流量控制器和第二流量控制器的下游的混合器。第一流量控制器能够基于第一流体的目标流速(例如，QC)调整第一流体的流量，并且第二流量控制器能够基于温度设定点和由混合器形成的混合流体的温度调整第二流体的流量。
图1的系统能够实现为将混合流体与诸如其它化学品的额外流体进行组合的更大混合系统的子系统。图3示出了包括图1的子系统的溶液混合系统300。在图3的例子中，溶液混合系统300提供一种浓缩NaCl溶液混合系统，在这种NaCl溶液混合系统中，混合DIW118与NaCl进行组合以产生稀释NaCl 302。除了结合图1讨论的组分以外，溶液混合系统300包括一个或多个浓缩NaCl源(这里示出为1800百万分率(ppm)NaCl源304、2000ppm源306和2200ppm源308)。化学品流量控制器310控制进入第二混合器312的浓缩NaCl的流量，其中，在该第二混合器312中，浓缩化学品与混合DIW 118进行混合。根据本发明的一个实施例，混合器312能够是静态混合器。
作为例子，冷流体流量控制器104能够用作热流体流量控制器102和化学品流量控制器310的主控制器。冷流体流量控制器104接收稀释NaCl 302的目标混合化学品流速(QT2)、稀释NaCl的目标混合化学品比率、稀释NaCl 302的目标混合化学品温度(tT2)、tC和tH。基于目标混合化学品流速QT2和目标混合化学品比率，冷流体控制器104能够确定DIW的目标流速(QT1)和浓缩NaCl的流速(Qchem)。假定浓缩化学品的温度对稀释NaCl 302的温度影响较小，混合DIW 118的目标温度能够设置为等于tT2(即，tT1＝tT2)。利用tT2、QT1以及热和冷DIW的输入温度，冷流体流量控制器104还能够确定目标冷DIW流速(QC)和热流体流量控制器104的温度设定点tSP。冷流体流量控制器104向热流体流量控制器102提供tSP以及向化学品流量控制器310提供Qchem。然后，每个流量控制器能够控制它各自流体的流量。
图4A到图4C是流程图，示出了控制流体的流量以形成混合流体的方法的一个实施例。图4A到图4C的方法能够实现为可由处理器执行存储在计算机可读介质上的计算机指令。例如，能够通过对一个或多个OptiChem P1200 LFC流量控制器进行编程实现本发明的实施例。
图4A对应在冷流体流量控制器(例如，图3的流量控制器104)上实现的控制方法，图4B对应在热流体流量控制器(例如，图3的流量控制器102)上实现的控制方法，图4C对应在化学品流量控制器310上实现的控制方法。
冷流体流量控制器接收包括目标混合化学品混合比、目标混合化学品流速(QT2)、冷流体温度(tC)、热流体温度(tH)、目标混合化学品温度(tT2)的输入(步骤402)。利用目标混合化学品混合比和目标混合化学品流速QT2，冷流体流量控制器能够确定目标DIW流速QT1和浓缩化学品或其它流体(例如，图3的例子中的NaCl)的流速(Qchem)(步骤406)。假定NaCl的流量对混合化学品的整体温度具有较小影响，冷流体流量控制器能够设置目标混合DIW温度(tT1)使它等于目标混合化学品温度(tT2)并且根据方程1确定QC，其中，QT＝QT1(步骤408)。此外，冷流体流量控制器能够设置tSP＝tT1＝tT2(另外步骤409所示)。
当接收到触发信号时(步骤410)，冷流体流量控制器能够开始利用QC作为流速设定点调整流体流量，向热流体流量控制器发送命令以调整热流体的流量，并且向化学品流量控制器发送命令以控制第三流体的流量。冷流体流量控制器能够根据现有技术中已知的流体流量控制方案调整冷流体的流量，其中，这些现有技术中已知的流体流量控制方案包括但不限于差分控制方案、积分控制方案、比例积分控制方案、模糊逻辑或比例积分差分控制方案。如果冷水的流体流量大于流体流量设定点，则冷流体流量控制器能够减小流速(步骤412)，如果冷水的流体流量少于流体流量设定点(步骤414)，则冷流体流量控制器能够增大流速，并且如果冷流体流速等于设定点(在可接受的系统容许量内)，则冷流体流量控制器能够保持流速(步骤416)。因此，冷流体流量控制器能够基于冷流体流速设定点QC调整冷流体的流速。
如图4B所示，热流体流量控制器能够基于混合流体的温度(tM1)和混合流体设定点(tSP)调整热流体的流速。能够直接从温度传感器或冷流体流量控制器接收混合流体的温度。如果tM1大于tSP，则热流体流量控制器减小流体的流速(步骤418)，如果tM1小于tSP，则热流体流量控制器增大热流体的流速(步骤420)并且如果tM1等于tSP(在可接受的系统容许量内)，则热流体流量控制器保持热流体的流速(步骤422)。
如图4C所示，化学品流量控制器能够基于Qchem相似地调整额外流体(例如，浓缩NaCl)的流量。如果浓缩化学品(或者其它流体)的流体流量大于Qchem，则化学品流量控制器能够减小流速(步骤428)，如果浓缩化学品的流体流量小于Qchem(步骤430)，则冷流体流量控制器能够增大流速，如果浓度化学品流速等于设定点(在可接受的系统容许量内)则化学品流量控制器能够保持流速(步骤434)。因此，化学品流量控制器能够基于冷流体流速设定点Qchem调整浓缩化学品的流速。
图4A到图4C的流程图表示本发明的一个示例实施例。然而，应该明白，能够按照需要或期望重复执行图4A到图4C的步骤，并且能够按照不同顺序重复执行图4A到图4C的步骤。此外，能够并行执行在每个流量控制器上执行的步骤。尽管在图4A到图4C中冷水流量控制器负责计算各个参数并且向热水流量控制器和化学品流量控制器断定设定点，但是图4A到图4C的步骤能够以其它方式分布到这些流量控制器。另外，热水和冷水流量控制器的角色能够进行颠倒，从而使得热水流量控制器基于流速设定点控制流量并且冷水流量控制器基于温度设定点控制流量。
在图3和图4A-4C的实施例中，假定加在第二混合器312的额外流体的温度不会显著地影响tT2。因此，假定在混合器312的出口处流体的温度(tM2)近似为tM1(即，近似混合DIW的温度)。根据本发明的另一个实施例，能够利用额外温度传感器测量tM2从而使得这个温度能够用于流量控制中。
图5是溶液混合系统500的一个实施例的图解表示，其中，该溶液混合系统500与图3的溶液混合系统相似并且在第二混合器312的下游加入电导计502和额外温度传感器504。由于流体的电导率通常与流体的浓度有关，所以能够利用来自电导率传感器502的反馈调整在静态混合器312加入的浓缩化学品的浓度以实现期望电导率。另外，能够利用由温度传感器504读取的温度调整热和冷DIW的流速。
作为例子，冷流体流量控制器104能够用作热流体流量控制器102和化学品流量控制器310的主控制器。初始，冷流体流量控制器104接收目标混合化学品流速(QT2)、目标混合化学品比率、目标混合化学品温度(tT2)、tC和tH。基于目标混合化学品流速QT2和目标混合化学品比率，冷流体控制器104能够确定DIW的目标流速(QT1)和浓缩NaCl的流速(Qchem)。初始，tT1能够设置等于tT2。利用QT1、tT2、以及热和冷DIW的输入温度，冷流体流量控制器104还能够确定目标冷DIW流速(QC)和热流体流量控制器104的温度设定点tSP。tSP能够初始设置等于tT2。冷流体流量控制器104向热流体流量控制器102提供tSP以及向化学品流量控制器310提供Qchem。然后，每个流量控制器能够控制它各自流体的流量。
根据一个实施例，控制器104能够利用稀释化学品的温度(tM2)调整热和冷DIW的流速。尽管能够立即开始利用tM2的控制，但是根据其它实施例，在开始利用tM2的控制之前冷流体流量控制器104能够等待预定的时间段。例如，完成这项工作以设置稀释化学品的流量和温度。
根据一个实施例，冷流体流量控制器104能够基于混合化学品的测量温度(tM2)调整QC和tSP。例如，给定来自温度传感器504的tM2，冷流体流量控制器104能够将新tSP设置等于：
tSP(n)＝tSP(n-1)+(tT2-tM2)    [方程2]
因此，如果tM2大于tT2，则tSP降低，从而导致DIW的温度下降；如果tM2小于tT2，则tSP升高，从而导致DIW的温度上升。针对方程1的tT利用在方程2中计算的tSP，冷流体流量控制器104还能够确定冷DIW的新目标流速(即，新QC)。如上所述，冷流体流量控制器104能够根据QC调整流量，并且热流体流量控制器102能够根据tSP和tM1调整流量。
图6A到图6C是流程图，示出了控制流体的流量以形成混合流体的方法的一个实施例。图6A到图6C的方法能够实现为可由处理器执行并且存储在计算机可读介质上的计算机指令。例如，能够通过对一个或多个OptiChem P1200 LFC流量控制器进行编程实现本发明的实施例。
图6A对应在冷流体流量控制器(例如，图5的流量控制器104)上实现的控制方法，图6B对应在热流体流量控制器(例如，图5的流量控制器102)上实现的控制方法，图6C对应在化学品流量控制器310上实现的控制方法。
冷流体流量控制器接收包括目标混合化学品混合比、目标混合化学品流速(QT2)、冷流体温度(tC)、热流体温度(tH)、目标混合化学品温度(tT2)的输入(步骤602)。利用目标混合化学品混合比和目标混合化学品流速QT2，冷流体流量控制器能够确定目标DIW流速QT1和浓缩化学品或其它流体(例如，图5的例子中的NaCl)的流速(Qchem)(步骤606)。流量控制器102能够初始进行工作，就好像NaCl的流量对温度tT2具有较小影响。因此，冷流体流量控制器能够设置tT＝tT2并且根据方程1确定QC，其中，QT＝QT1并且tT＝tT2(步骤608)。另外，冷流体流量控制器能够设置tSP＝tT(另外在步骤609所示)。
当接收到触发信号时(步骤610)，冷流体流量控制器能够开始利用QC作为流速设定点调整流体流量，向热流体流量控制器发送命令以调整热流体的流量，并且向化学品流量控制器发送命令以控制第三流体的流量。冷流体流量控制器能够根据现有技术中已知的流体流量控制方案调整冷流体的流量，其中，这些现有技术中已知的流体流量控制方案包括但不限于差分控制方案、积分控制方案、比例积分控制方案、比例积分差分或模糊逻辑控制方案。如果冷水的流体流量大于流体流量设定点，则冷流体流量控制器能够减小流速(步骤616)，如果冷水的流体流量小于流体流量设定点(步骤618)，则冷流体流量控制器能够增大流速，并且如果冷流体流速等于设定点(在可接受的系统容许量内)，则冷流体流量控制器能够保持流速(步骤620)。因此，冷流体流量控制器能够基于冷流体流速设定点QC调整冷流体的流速。
冷流体流量控制器还能够从第二混合器的下游的温度传感器接收混合化学品的温度(例如，能够从图5的温度传感器504接收tM2)(步骤622)。例如，如结合图5所述，利用tM2，冷流体流量控制器能够计算新QC和tM2(步骤638)。然后，冷流体流量控制器能够利用新QC执行步骤618-620，并且向热流体流量控制器传递新tSP。根据一个实施例，随着tM2变化，QC和tSP能够连续更新。
如图6B所示，热流体流量控制器能够基于混合流体的温度(tM1)和混合流体设定点(tSP)调整热流体的流速。能够直接从温度传感器或者从冷流体流量控制器接收混合流体的温度。热水流量控制器104接收初始温度设定点tSP(步骤623)。如果tM1大于tSP，则热流体流量控制器减小流体的流速(步骤624)，如果tM1小于tSP，则热流体流量控制器增大热流体的流速(步骤626)，并且如果tM1等于tSP(在可接受的系统容许量内)，则热流体流量控制器保持热流体的流速(步骤628)。热流体流量控制器在步骤629中能够接收新温度设定点并且相应地执行步骤624-628。
化学品流量控制器能够基于Qchem相似地调整额外流体(例如，浓缩NaCl)的流量。如果浓缩化学品(或其它流体)的流体流量大于Qchem，则化学品流量控制器能够减小流速(步骤630)，如果浓缩化学品的流体流量小于Qchem(步骤632)，则冷流体流量控制器能够增大流速，并且如果浓缩化学品流速等于设定点(在可接受的系统容许量内)，则化学品流量控制器能够保持流速(步骤634)。因此，化学品流量控制器能够基于冷流体流速设定点Qchem调整浓缩化学品的流速。
另外，化学品流量控制器能够接收混合化学品的电导率的测量(步骤640)。利用电导率，流量控制器能够调整在第二混合器处加入的化学品的浓度。如果电导率指示混合化学品太浓，则流量控制器能够减小浓缩化学品的浓度(步骤642)。如果电导率传感器指示混合化学品太稀，则流量控制器能够增大加入DIW的浓缩化学品的浓度。否则，浓度不会改变(步骤646)。
图6A到图6C的流程图表示本发明的一个示例实施例。然而，应该明白，能够按照需要或者期望重复图6A到图6C的步骤，并且能够按照不同的顺序执行图6A到图6C的步骤。此外，能够并行执行在每个流量控制器上实现的步骤。尽管在图6A到图6C中冷水流量控制器负责计算各个参数并且向热水流量控制器和化学品流量控制器断定设定点，但是图6A到图6C的步骤能够以其它方式分布到这些流量控制器。此外，热水和冷水流量控制器的角色能够进行颠倒，从而使得热水流量控制器基于流速设定点控制流量而冷水流量控制器基于温度设定点控制流量。
如上所述，各种流量控制器能够控制进入混合器的流体的流量，其中，这些混合器(例如，混合器106和混合器312)能够可任选地是静态混合器。图7A到图7F提供了静态混合器组件700及其部件的一个实施例的图解表示。对照图7A，静态混合器组件700包括混合器壳702、入口组件704和出口组件706。入口组件704包括两个入口即入口708和入口710。这些入口能够耦合到与上游流量控制器进行连接的流体供线。例如，入口708能够从热DIW流量控制器102接收热DIW，而入口710能够从冷DIW流量控制器104接收冷DIW。在图7A所示的例子中，入口组件704具有阳螺纹部分712和714，其中，这些阳螺纹部分712和714连接到入口供线。相似地，出口组件706具有阳螺纹部分716，其中，该阳螺纹部分716连接到出口线。
图7B是混合器组件700的局部剖视图并且示出了从入口组件704到出口组件706由混合器壳702进行限定的流动通道718。因此，进入入口组件704的入口708和入口710的流体从公共出口流出。图7B还示出：入口组件704能够包括阳螺纹部分719并且出口组件706能够包括阳螺纹部分720，其中，该阳螺纹部分719和720与具有对应的阴螺纹部分的混合器壳702进行耦合。
图7C示出了混合器组件700的另一个局部剖视图。如图7C所示，根据本发明的一个实施例的混合器组件700包括用作静态混合器的混合器盘722。在图7C的实施例中，混合器盘722位于混合器壳702中入口组件704的出口侧。混合器盘722能够包括固定凸缘(seatin flange)724，其中，固定凸缘724位于壳组件702的对应环孔中。与该环孔配合用作轨或槽装配，固定凸缘724能够确保恰当地将混合器盘722座落于混合器壳702中。此外，在混合器盘722的上游侧可以包括环孔726，其中，该环孔726接收入口组件704的出口侧上的凸缘。这也有助于恰当地密封混合器盘722。
作为例子，而并非进行限制，入口组件704和出口组件706被构造为连接到具有0.25英寸孔的3/8英寸O.D.管，并且流动通道718具有0.21英寸直径。此外，根据一个实施例，混合器组件700的各个部件能够由特氟纶或变型特氟纶进行机加工或模铸。
图7D是示出上游侧的一个实施例的混合器盘722的一个实施例的图解表示。根据本发明的一个实施例，混合器盘722包括外部分728，其中，该外部分728由外圆周上的外表面729和内圆周731上的内表面730进行限定。此外，外部分728能够包括环孔726，如上所述，环孔726接收入口组件704的出口侧上的凸缘以有助于进行密封。
在图7D的实施例中，内凸缘732从内表面730向内进行突起，其中，内凸缘表面733限定流动通道。另外，两个径向相对混合突片(tab)(突片736和738)向内彼此朝向进行突起。根据优选实施例，混合突片736和738不会接触，但是在它们之间具有小的间隙从而使得流动通道的中心不受到阻塞。混合突片736和混合突片738的下游表面近似垂直于内凸缘表面733进行延伸并且上游表面是倾斜的，从而使得在流动通道的中心处这些混合突片较薄并且在内凸缘732附近较宽。根据一个实施例，混合突片736和738的上游表面近似倾斜15度。
混合器盘722还能够包括定位凹痕740，其中，该定位凹痕740用于将混合器盘722定位在混合器组件壳702中。定位凹痕740能够与混合器组件壳702中的对应凸起紧密配合从而将混合器盘722进行定位以具有特定导向。例如，能够将混合器盘722进行定位从而使得混合突片定向在特定方向。
图7E是从上游进行观察的混合器盘722的图解表示。作为例子，而并非进行限制，外部分728的外径可以是0.55英寸而内径是0.21英寸。另外，内凸缘732的内径可以是0.166英寸。混合突片736和738均能够从内凸缘732向内延伸0.074，其中，在这两个混合突片之间保留0.018英寸的间隙。接着，作为例子，环槽726的外径可以是0.45英寸并且厚度是0.029英寸。应该注意，仅仅作为例子提供这些尺寸而并非进行限制并且能够利用更大或更小的混合盘。此外，各个半径或其它示例尺寸彼此能够成不同的比例。
图7F是沿着图7E的线AA剖开的一个实施例混合器盘722的截面图。除了结合图7D讨论的特征以外，图7F示出了固定凸缘724。在这个实施例中，固定凸缘724是从混合器盘722的下游侧突起的环孔。从图7F还能够注意到，突片736和738可以是楔形，其中，当每个突片的上游表面靠近混合器盘722的中心时它们向内成15度角。另一方面，下游表面保持与流动通道垂直。这些突片可以具有其它形状并且可以具有两个以上的突片或者具有一个突片。此外，作为例子提供图7F所示的尺寸和角度而非进行限制。
图8A到图8C提供了混合器组件的另一个实施例的图解表示。对照图8A，静态混合器组件800包括混合器壳802、三个入口组件804、806和808以及出口组件810。这些入口组件中的每个可以包括由供线进行连接以提供流体的入口。利用图3的混合系统的例子，入口组件804包括一个入口，通过该入口，能够提供混合流体(例如，混合DIW)，而入口组件806和808包括入口，通过这些入口，能够由化学品流量控制器(例如，图3的化学品流量控制器310)提供浓缩化学品。在图8A所示的例子中，入口组件804、806和808分别具有阳螺纹部分812、814和816，从而连接到入口供线。相似地，出口组件810具有阳螺纹部分818以连接到出口线。
图8B是混合器组件800的局部剖视图并且示出了从入口组件804到出口组件810由混合器壳802进行限定的流动通道820。此外，图8B示出了分别贯通入口组件806和808的流体流动通道822和824，其中，流体流动通道822和824与流动通道820进行接合。因此，进入入口组件804、入口组件806和入口组件808的流体从公共出口流出。图7B还示出：入口组件804可以包括阳螺纹部分824，入口组件806可以包括阳螺纹部分826，入口组件808包括阳螺纹部分828并且出口组件810可以包括阳螺纹部分830，从而能够与具有对应的阴螺纹部分的混合器壳802进行耦合。
图8C示出了混合器组件800的一个实施例的截面图。如图8C所示，根据本发明的一个实施例，混合器组件800包括用作静态混合器的混合器盘832。在图8C的实施例中，混合器盘832位于混合器壳802内的入口组件804的出口侧。混合器盘832可以包括固定凸缘834，其中，固定凸缘834位于壳组件802的对应环孔中。与该环孔配合用作轨或槽装配，固定凸缘834能够确保恰当地将混合器盘832座落于混合器壳802中。此外，在混合器盘832可以包括环孔836，其中，在入口组件804的出口侧上该环孔836接收凸缘。这也有助于恰当地固定混合器盘832。
图8C还示出：流动通道822和824与混合器盘832的下游的流动通道820进行交叉。因此，在如图3所示的混合系统中，浓缩化学品引入到混合盘822的下游。
作为例子，而非进行限制，入口组件804、入口组件806、入口组件808和出口组件810构造为连接到具有0.25英寸孔的3/8英寸O.D.管。作为例子，而非进行限制，流动通道218具有0.21英寸直径。根据一个实施例，混合器组件800的各个部件能够由特氟纶或变型特氟纶进行机加工或模铸。混合器盘822与图7D到图7F的混合器盘722相似或者相同。能够对混合盘822进行定位(例如，利用定位凹痕)从而使得混合盘822的突片在流动通道822和流动通道824上进行定位。
如上所述，本发明的实施例能够提供一种流体混合系统，这种流体混合系统利用各种流量控制器(例如，热DIW控制器102、冷DIW控制器104和化学品流量控制器310)。根据各种实施例，这些流量控制器之一能够用作向其它流量控制器发送设定点的主控制器。因此，主流量控制器优选能够断定多个设定点。
许多现有的流量控制器接收作为模拟电压/电流的设定点。通常，这需要利用多个模拟源向不同的流量控制器提供设定点。然而，特定流量控制器可以仅仅具有一个可用模拟端口或者具有有限数目的可用模拟端口。这限制了特定主流量控制器能够向其断定设定点的从流量控制器的数目。通过在特定模拟通信链路上对模拟设定点进行复用，本发明的实施例减小或消除了与具有有限数目的模拟端口关联的缺陷。
图9是对模拟设定点进行复用的系统900的一个实施例的图解表示。系统900包括模拟信号源902，其中，模拟信号源902经由模拟通信链路906和一个或多个并行数字通信链路908连接到多个从装置904a到904d。模拟信号源902可以是例如由Billerica，MA的Mykrolis公司(现在是Chaska，Minnesota的Entegris公司的一部分)产生的OptiChem P1200的流量控制器。相似地，装置904a到904d也可以是OptiChem P1200流量控制器。换言之，用作模拟信号源902的一个流量控制器可以用作其它流量控制器的主装置。然而，应该注意到，模拟信号源902可以是能够断定模拟设定点的任何装置并且装置904a到904d可以是能够接收模拟设定点的任何装置。
模拟信号源902在模拟通信链路906上输出包括多个从装置的设定点的模拟信号。数字通信链路908a到908d能够给从装置904a到904d的每个携带(carry)设定点指示器信号。应该注意，这些数字通信链路可以是独立总线或仲裁向特定从装置904发送数字信号的同一总线。特定从装置的设定点指示器信号指示：模拟信号指示那个从装置的设定点。当特定从装置904接收到模拟信号指定该装置的设定点的指示时，特定从装置904能够从模拟信号读取它的设定点。利用设定点指示器信号指示何时在模拟线上断定特定装置的设定点，能够在一个模拟总线906上复用多个模拟设定点。
在图9中，模拟设定点信号和设定点指示器信号示出为来自同一主装置。然而，在本发明的其它实施例中，能够在多个分布装置上产生模拟设定点信号和设定点指示器信号。
图10示出了由模拟信号源902断定的模拟设定点信号1000、从装置904a的设定点指示器信号1002、从装置904b的设定点指示器信号1004、从装置904c的设定点指示器信号1006和从装置904d的设定点指示器信号1008。根据图10所示的实施例，模拟设定点信号1000的电压/电流可以在满标值的0％与100％之间，而设定点指示器信号或者是高或者是低(例如，在+/-3.3伏特或其它电压值或指示设定点的其它值之间进行循环)。
在图10的例子中，四个模拟设定点复用到模拟信号1000。对于时间段t1，设定点是满标的45％；对于时间段t2，设定点是满标的62％；对于时间段t3，设定点是满标的30％；对于时间段t4，设定点是满标的78％。
对于各种从装置，模拟设定点值可以具有不同的意义。例如，在从装置904a模拟设定点可以对应压力，而在从装置904b模拟设定点可以对应泵电机速度。因此，为了各种目的，模拟设定点信号可以复用模拟设定点。
在时间段t1的至少一部分内，设定点指示器信号1002的状态从高变为低(1010所示)从而指示从装置904a应该利用满标值的45％作为它的设定点。从装置904a能够继续利用这个设定点值直到设定点指示器信号指示它应该从模拟设定点信号1000读取新的设定点。因此，即使模拟信号的值改变，从装置904a仍能够继续利用满标设定点的45％。
相似地，设定点指示器信号1004指示从装置904b应该利用满标的62％作为它的设定点(1012所示)，设定点指示器信号1006指示从装置904c应该利用满标的30％作为它的设定点(1014所示)，并且设定点指示器信号1008指示从装置904d应该利用满标的78％作为它的设定点(1016所示)。
作为例子提供在图10中提供的信号定时，并且能够利用向从装置指示何时模拟信号携带该装置的设定点的任何合适方案。例如，当从装置应该开始从模拟设定点信号读取它的设定点时，设定点指示器信号能够改变状态(例如，从低到高，从高到低，或者经历其它状态改变)，并且当从装置应该停止从模拟设定点信号读取它的设定点时，再次改变状态。此外，设定点指示器能够按照包括作为数据流的一部分的各种方式、中断方式或者另一种方式发送到从装置。
根据本发明的另一个实施例，能够在多个数字线上断定设定点指示器信号。图11是对模拟设定点进行复用的系统1100的一个实施例的图解表示。系统1100包括模拟信号源1102，其中，模拟信号源1102经由模拟通信链路1106和数字总线1107连接到多个从装置1104a到104d。在1108a到1108d处，数字总线1107分别连接到从装置1104a到1104d。数字总线1107能够包括用于向从装置1104a到1104d携带信号的任何数目的线。在图11的例子中，数字总线具有三个信号线。模拟信号源1102可以是例如由Billerica，MA的Mykrolis公司(现在是Chaska，Minnesota的Entegris公司的一部分)产生的OptiChem P1200的流量控制器。相似地，装置1104a到1104d也可以是OptiChem P1200流量控制器。换言之，用作模拟信号源1102的一个流量控制器能够用作其它流量控制器的主装置。然而，应该注意，那个模拟信号源1102可以是能够断定模拟设定点的任何装置，并且装置1104a到1104d可以是能够接收模拟设定点的任何装置。
模拟信号源1102在模拟通信链路1106上输出包括多个从装置的设定点的模拟信号。数字总线1107能够向从装置1104a到1104d中的每个携带设定点指示器信号。特定从装置的设定点指示器信号指示：模拟信号指示那个从装置的设定点。特定从装置1104的设定点指示器信号能够被断定为总线1107上的多个比特。例如，从装置1104d的设定点指示器可以是在总线1107的第二信号线和第三上断定的比特(例如，011)。当特定从装置1104接收到模拟信号指定该装置的设定点的指示时，特定从装置1104能够从模拟信号读取它的设定点。为每个数字选择线实施二进制加权系统会扩展主装置的能力而不需要增大数字设定点指示器线的数目。
在图11中，模拟设定点信号和设定点指示器信号示出为来自同一主装置。然而，在本发明的其它实施例中，能够在多个分布装置上产生模拟设定点信号和设定点指示器信号。
图12示出了由模拟信号源1102提供的模拟设定点信号1200和提供设定点指示器的数字信号的一个实施例。根据图12所示的实施例，模拟设定点信号1200的电压/电流可以在满标值的0％与100％之间，而设定点指示器信号或者为高或者为低(例如，在+/-3.3伏特或其它电压值或指示设定点的其它值之间进行循环)。
在图12的例子中，四个模拟设定点复用到模拟信号1300。对于时间段t1，设定点是满标的45％；对于时间段t2，设定点是满标的62％；对于时间段t3，设定点是满标的30％；对于时间段t4，设定点是满标的78％。
对于各种从装置，模拟设定点值可以具有不同的意义。例如，在从装置1104a模拟设定点可以对应压力，但是在从装置1104b模拟设定点对应泵电机速度。因此，为了各种目的，模拟设定点信号可以复用模拟设定点。
在时间段t1的至少一部分内，设定点信号1202的状态从高变为低(1210所示)从而指示从装置1104a应该利用满标值的45％作为它的设定点。从装置1104a能够继续利用这个设定点值直到设定点指示器信号指示它应该从模拟设定点信号1200读取新的设定点。因此，即使模拟信号的值改变，从装置1104a仍然能够继续利用满标的45％作为它的设定点。
相似地，信号1204指示从装置1104b应该利用满标的62％作为它的设定点(1212所示)，信号1206指示从装置1104c应该利用满标的30％作为它的设定点(1314所示)。在时间t4内，信号1204和1206断定一个比特(1216和1218所示)，从而指示从装置1104d应该利用满标的78％作为它的设定点(即，利用多个数字线向从装置1104d发送设定点指示器)。因此，利用三个设定点指示器线向四个从装置指示设定点。利用二进制方案，最多能够支持7个从装置(2n-1，其中，n是设定点指示器线的数目)，其中，对于对装置没有断定设定点的情况，一个信号状态反转。
作为例子提供在图12中提供的信号定时，并且能够利用用于向从装置指示何时模拟信号携带该装置的设定点的任何合适方案。例如，当从装置应该开始从模拟设定点信号读取它的设定点时设定点指示器信号能够改变状态(例如，从低到高，从高到低或者经历其它状态改变)，并且当从装置应该停止从模拟设定点信号读取它的设定点时再次改变状态。此外，设定点指示器能够按照包括作为数据流的一部分的各种方式、中断方式或者另一种方式发送到从装置。
图13是流程图，示出了对模拟设定点进行复用的方法的一个实施例。该流程图针对主装置和从装置划分成两个部分。例如，能够通过在主装置、从装置或其它装置上执行计算机指令实现图13的方法论。
根据一个实施例，模拟信号源产生表示多个设定点的模拟信号(步骤1302)。换言之，多个模拟设定点被复用到模拟信号中。主装置向从装置发送模拟信号。当经由模拟信号传送特定从装置的设定点时，主装置能够向那个从装置发送设定点指示器(步骤1304)。例如，主装置能够利用数字总线上的信号(例如，通过改变总线上的一个线或多个线的状态)向特定从装置指示正在模拟线上断定它的设定点。该程序能够继续进行，直到预定事件发生以结束该程序。
从装置能够接收模拟设定点信号(步骤1306)。当从装置接收到指示模拟设定点正在断定那个从装置的设定点的设定点指示器时(例如，如步骤1308确定)，从装置能够保存模拟设定点信号的值并且将该信号作为它的设定点存储(步骤1310)。该程序能够继续进行，直到预定事件发生以结束该程序。此外，能够按照需要或期望重复图13的步骤。
尽管已经对照特定实施例描述了本发明，但是应该明白，这些实施例是示意性的并且本发明的范围不限于这些实施例。可以对上述实施例进行许多变动、变型、添加和改进。应该可以想到，这些变动、变型、添加和改进落入权利要求定义的本发明的范围内。

Claims (53)

1.一种流体混合系统，包括：
第一流量控制器，用于控制第一流体的流量；
第二流量控制器，用于控制第二流体的流量；
第一混合器，在所述第一流量控制器和所述第二流量控制器的下游并且与它们流体连通，从而将所述第一流体和所述第二流体混合以产生第一混合流体；
第一温度传感器，位于所述第一混合器的下游，用于测量所述第一混合流体的温度；
其中，所述第一流量控制器构造为利用第一流体目标流速调整所述第一流体的流量；以及
所述第二流量控制器构造为基于温度设定点和所述第一混合流体的温度调整所述第二流体的流量。
2.如权利要求1所述的流体混合系统，还包括：
第一流体温度传感器，用于测量第一流体温度；以及
第二流体温度传感器，用于测量第二流体温度；
其中，所述第一流量控制器另外构造为利用所述第一流体温度、所述第二流体温度、所述第一混合流体的目标温度和第一混合流体目标流速确定所述第一流体目标流速。
3.如权利要求2所述的流体混合系统，其中，所述第一流量控制器构造为向所述第二流量控制器提供所述温度设定点。
4.如权利要求2所述的流体混合系统，其中，所述温度设定点是所述第一混合流体的目标温度。
5.如权利要求4所述的流体混合系统，其中，所述第一流体是冷去离子水，并且所述第二流体是热去离子水。
6.如权利要求1所述的流体混合系统，其中，所述第一混合器是静态混合器。
7.如权利要求1所述的流体混合系统，还包括：
第二混合器，位于所述第一混合器的下游；以及
第三流量控制器，用于调整第三流体的流量，其中，所述第三流体加到所述第一混合流体以形成第二混合流体。
8.如权利要求8所述的流体混合系统，其中，所述第三流量控制器基于第三流体目标流速调整所述第三流体的流量。
9.如权利要求7所述的流体混合系统，其中，所述第一流体是去离子水，所述第二流体是去离子水，所述第三流体是浓缩化学品。
10.如权利要求9所述的流体混合系统，其中，所述第一流体是冷去离子水，所述第二流体是热去离子水。
11.如权利要求9所述的流体混合系统，其中，所述第二混合流体是所述浓缩化学品的稀释溶液。
12.如权利要求7所述的流体混合系统，还包括第二温度传感器，位于所述第二混合器的下游，用于测量所述第二混合流体的温度。
13.如权利要求12所述的流体混合系统，其中，基于所述第二混合流体的温度调整所述温度设定点。
14.如权利要求12所述的流体混合系统，其中，所述第一控制器构造为：
接收所述第二混合流体的温度；
利用所述第二混合流体的温度计算新的第一流体目标流速；
利用所述第二混合流体的温度计算新的温度设定点；以及
向所述第二控制器提供所述新的温度设定点。
15.如权利要求12所述的流体混合系统，其中，所述第一控制器被构造为基于第二混合流体目标流速和所述第二混合流体的目标混合比确定所述第三流体目标流速和第一流体目标流速。
16.如权利要求12所述的流体混合系统，还包括电导率传感器，用于测量所述第二混合流体的电导率。
17.如权利要求16所述的流体混合系统，其中，所述第三流量控制器可操作用来基于所述第二混合流体的电导率调整所述第三流体的浓度。
18.一种流体混合方法，包括：
向第一混合器提供第一流体和第二流体；
在所述第一混合器处将所述第一流体与所述第二流体混合以形成第一混合流体；
测量所述第一混合流体的温度；
基于第一流体目标流速调整进入所述混合器的第一流体的流量；以及
基于所述第一混合流体的温度和温度设定点调整进入所述混合器的第二流体的流量。
19.如权利要求18所述的流体混合方法，还包括：
基于第一流体温度、第二流体温度、所述第一混合流体的目标温度和第一混合流体目标流速确定所述第一流体的目标流速。
20.如权利要求18所述的流体混合方法，还包括：
在调整所述第一流体的流量的第一流量控制器处确定所述温度设定点；以及
向调整所述第二流体的流量的第二流量控制器提供所述温度设定点。
21.如权利要求20所述的流体混合方法，还包括设置所述温度设定点使它等于所述第一混合流体的目标温度。
22.如权利要求18所述的流体混合方法，还包括：
在第二混合器处将所述第一混合流体与第三流体混合以形成第二混合流体；以及
测量所述第二混合流体的温度。
23.如权利要求22所述的流体混合方法，还包括基于所述第二混合流体的目标混合比和第二混合流体目标流速确定第一混合流体目标流速。
24.如权利要求23所述的流体混合方法，还包括基于所述第二混合流体的温度调整所述温度设定点。
25.如权利要求24所述的流体混合方法，还包括基于所述第二混合流体的温度调整所述第一流体目标流速。
26.一种流体混合系统，包括：
热流体流量控制器，用于控制热流体的流量；
冷流体流量控制器，用于控制冷流体的流量；
第一静态混合器，位于第一热流体流量控制器和所述冷流体流量控制器的下游，用于接收所述热流体，接收所述冷流体并且将所述热流体与所述冷流体混合以形成混合流体；
混合流体温度传感器，用于确定所述混合流体的温度；
化学品流量控制器，用于控制化学品的流量；
第二静态混合器，位于所述化学品流量控制器和所述第一静态混合器的下游，用于接收所述混合流体，接收所述化学品并且将所述混合流体与所述化学品混合以形成稀释化学品；以及
化学品温度传感器，用于测量所述稀释化学品的温度；
其中，所述冷流体流量控制器：
基于冷流体目标流速控制所述冷流体的流量；
向所述热流体流量控制器传达温度设定点；
所述热流体流量控制器基于所述温度设定点和所述混合流体的温度调整所述热流体的流速；以及
所述化学品流量控制器基于目标化学品流速控制所述化学品的流速。
27.如权利要求26所述的流体混合系统，其中，所述冷流体流量控制器基于目标稀释化学品流速和目标混合比确定目标混合流体流速和所述目标化学品流速。
28.如权利要求27所述的流体混合系统，其中，所述冷流体流量控制器基于冷流体温度、热流体温度、所述混合流体目标流速和目标温度确定所述冷流体目标流速。
29.如权利要求28所述的流体混合系统，其中，所述目标温度是所述稀释化学品的目标温度。
30.如权利要求28所述的流体混合系统，其中，所述目标温度是所述混合流体的目标温度。
31.如权利要求28所述的流体混合系统，其中，所述冷流体流量控制器基于所述稀释化学品的温度调整所述温度设定点和冷流体目标流速。
32.如权利要求26所述的流体混合系统，还包括电导率传感器，位于所述第二静态混合器的下游，用于测量所述稀释化学品的电导率。
33.如权利要求32所述的流体混合系统，其中，所述化学品流量控制器基于所述稀释化学品的电导率调整提供给所述第二静态混合器的化学品的浓度。
34.一种对模拟设定点进行复用的方法，包括：
向多个目标装置传送模拟信号，其中，所述模拟信号表示多个设定点；
传送与所述模拟信号分离的第一设定点指示器以向第一目标装置指示所述第一目标装置的第一设定点正由所述模拟信号表示；
响应于所述第一设定点指示器在所述第一目标装置处保存由所述模拟信号断定的第一设定点值。
35.如权利要求34所述的方法，还包括：
接下来向第二目标装置传送第二设定点指示器以向所述第二目标装置指示第二设定点正由所述模拟信号表示；以及
响应于所述第二设定点指示器在所述第二目标装置处保存由所述模拟信号断定的第二设定点值。
36.如权利要求35所述的方法，其中，所述第一设定点表示温度设定点。
37.如权利要求36所述的方法，其中，所述第二设定点表示目标流速。
38.如权利要求34所述的方法，还包括在数字信号总线上传送所述设定点指示器。
39.如权利要求38所述的方法，所述设定点指示器包括一个或多个比特。
40.如权利要求34所述的方法，其中，所述模拟信号和设定点指示器由同一控制器进行传送。
41.如权利要求34所述的方法，其中，在所述模拟信号断定所述设定点值的时间段内，所述设定点指示器传送到所述第一目标装置。
42.一种对模拟设定点进行复用的系统，包括：
主控制器；
连接到所述主控制器的多个从控制器；
模拟通信链路，用于将所述多个从控制器与所述主控制器进行连接；以及
一个或多个数字通信链路，用于将所述多个从控制器与所述主控制器进行连接；
其中，所述主控制器可操作以：
在所述模拟通信链路上传送表示多个模拟设定点的模拟信号，其中，所述多个设定点在时间上复用到所述模拟信号中；
在第一时间段内，在所述数字通信链路中的至少一个上向所述第一从控制器传送第一设定点指示器；以及
在第二时间段内，在所述数字通信链路中的至少一个上向所述第二从控制器传送第二设定点指示器；
其中，在所述第一时间段内，所述模拟信号表示第一设定点，在所述第二时间段内，所述模拟信号表示第二设定点。
43.如权利要求42所述的系统，其中，所述第一设定点和所述第二具有不同的值。
44.如权利要求42所述的系统，其中，所述第一从控制器是第一流量控制器，并且所述第一设定点表示温度设定点。
45.如权利要求44所述的系统，其中，所述第二从控制器是第二流量控制器，并且所述第二设定点表示目标流速。
46.如权利要求42所述的系统，其中，传送所述第一设定点指示器包括改变在所述一个或多个数字通信链路中的至少第一个上的状态，并且其中，传送所述第二设定点指示器包括改变在所述一个或多个通信链路中的至少第二个上的状态。
47.如权利要求42所述的系统，其中，所述第一从装置构造为响应于所述第一设定点指示器保存来自所述模拟信号的第一设定点的值。
48.如权利要求47所述的系统，其中，所述第二从装置构造为响应于所述第二设定点指示器保存来自所述模拟信号的第二设定点的值。
49.如权利要求42所述的系统，其中，所述第一设定点指示器包括一个或多个比特。
50.如权利要求42所述的系统，其中，所述第二设定点指示器包括一个或多个比特。
51.一种计算机程序产品，包括存储有一组计算机指令的计算机可读介质，该组计算机指令包括能够由处理器执行以进行如下操作的指令：
在第一通信链路上传送设定点信号，其中，所述设定点信号将多个设定点进行复用；
向第一目标装置传送第一设定点指示器以向所述第一目标装置指示在第一时间段内所述设定点信号表示所述第一目标装置的设定点；以及
向第二目标装置传送第二设定点指示器以向所述第二目标装置指示在第二时间段内所述设定点信号表示所述第二目标装置的设定点。
52.如权利要求51所述的计算机程序产品，其中，所述第一目标装置的设定点与所述第二目标装置的设定点具有不同值。
53.如权利要求51所述的计算机程序产品，其中，所述第一目标装置的设定点是温度设定点，并且所述第二目标装置的设定点是目标流速。
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