DE102016109907A1

DE102016109907A1 - Method for operating a vacuum pump and vacuum pump arrangement

Info

Publication number: DE102016109907A1
Application number: DE102016109907.4A
Authority: DE
Inventors: Markus Pierdolla
Original assignee: Bilfinger Water Technologies GmbH
Current assignee: Aqseptence Group GmbH
Priority date: 2016-05-27
Filing date: 2016-05-30
Publication date: 2017-11-30

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zum Betrieb einer Vakuumpumpe wie Schraubenrotor-Vakuumpumpe oder Drehkolben-Vakuumpumpe zum Fördern von Luft- und/oder Abwasser in einem Unterdruck-Entwässerungssystem sowie auf eine Vakuumpumpanordnung zur Durchführung des Verfahrens. Die Vakuumpumpe ist mit einem Antrieb gekoppelt, dessen Drehzahl mittels eines Frequenzumrichters gesteuert bzw. geregelt wird, wobei die Vakuumpumpe eingeschaltet wird, wenn ein Unterdruck in einem Ansaugrohr der Vakuumpumpe unter einen vorgegeben Grenzwert fällt. Damit bei kostengünstiger und kompakter Bauweise der Schutz der Vakuumpumpe in Gefahr bringenden Betriebssituationen, insbesondere bei Trockenlauf und Blockierung der Vakuumpumpe verbessert wird, ist vorgesehen, dass die Drehzahl der Vakuumpumpe in Abhängigkeit eines fortlaufend in der Ansaugleitung gemessenen Unterdruck-Istwertes geregelt wird, wobei dann, wenn der Unterdruck-Istwertes einen Unterdruck-Sollwert erreicht, die Drehzahl auf eine reduzierte Drehzahl geregelt und die Vakuumpumpe nach Erreichen des Unterdruck-Sollwertes während einer Nachlaufzeit weiter mit der reduzierten Drehzahl angetrieben und anschließend abgeschaltet wird.The invention relates to methods for operating a vacuum pump such as screw rotor vacuum pump or rotary lobe vacuum pump for conveying air and / or waste water in a vacuum-drainage system and to a vacuum pumping arrangement for carrying out the method. The vacuum pump is coupled to a drive whose speed is controlled by means of a frequency converter, wherein the vacuum pump is turned on when a negative pressure in a suction pipe of the vacuum pump falls below a predetermined limit. In order to improve the protection of the vacuum pump in hazardous operating situations, especially in dry running and blocking of the vacuum pump in a cost-effective and compact design, it is provided that the speed of the vacuum pump is controlled in response to a continuously measured in the suction vacuum actual value, in which case when the actual vacuum value reaches a vacuum setpoint value, the speed is regulated to a reduced speed, and the vacuum pump continues to be driven at the reduced speed and then switched off after the setpoint pressure has been reached during a follow-up time.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb einer Vakuumpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf eine Vakuumpumpenanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 12.The invention relates to a method for operating a vacuum pump according to the preamble of claim 1 and to a vacuum pump arrangement according to the preamble of claim 12.

Ein Verfahren zum Betrieb einer Vakuumpumpe sowie eine Vakuumpumpenanordnung zum Betreiben von Unterdruckentwässerungssystemen sowie zum Fördern von Abwasser, insbesondere auf Wasserfahrzeugen ist aus der DE 10 2010 061 494 A1 bekannt. Die Pumpenanordnung weist eine Antriebsvorrichtung mit einer Antriebswelle auf, die mittels der Antriebsvorrichtung rotierbar ist. Bei der Antriebsvorrichtung kann es sich beispielsweise um einen Motor, insbesondere einen Elektromotor, handeln. Ein solcher Motor kann in Antriebsverbindung mit der Arbeitswelle stehen. Die Antriebsvorrichtung kann mit einem direkt aufgebauten Frequenzumrichter ausgeführt sein, um die Drehzahl zu steuern.A method for operating a vacuum pump and a vacuum pump arrangement for operating vacuum drainage systems and for pumping wastewater, in particular on water vehicles is known from DE 10 2010 061 494 A1 known. The pump assembly has a drive device with a drive shaft, which is rotatable by means of the drive device. The drive device may be, for example, a motor, in particular an electric motor. Such a motor can be in driving connection with the working shaft. The drive device can be designed with a frequency converter built directly to control the speed.

Die EP 1 397 595 B1 betrifft eine flüssigkeitsdichtende Pumpe mit wellenförmiger Schraube, insbesondere zur Verwendung in einem Vakuumentwässerungssystem und bei Langzeitleerlauf der Pumpe. Die Pumpe umfasst ein Pumpengehäuse mit einem Einlass, einem Auslass und einem innerhalb des Gehäuses vorgesehen Schraubenrotor mit Wendelform, der mittels eines Motors angetrieben wird. Der Auslass der Pumpe ist mit einem Dichtflüssigkeitstank ausgestattet, um zu ermöglichen, dass Flüssigkeit im Tank zurück zur Pumpe durch den Auslass fließt, um dadurch die Flüssigkeitsdichtung bei Leerlauf der Pumpe aufrechtzuerhalten.The EP 1 397 595 B1 relates to a fluid-tight pump with a wave-shaped screw, in particular for use in a vacuum dewatering system and during long-term idling of the pump. The pump includes a pump housing having an inlet, an outlet and a helical screw rotor provided inside the housing, which is driven by a motor. The outlet of the pump is equipped with a sealing fluid tank to allow fluid in the tank to flow back to the pump through the outlet, thereby maintaining the fluid seal when the pump is idling.

Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb einer Vakuumpumpe sowie eine Vakuumpumpenanordnung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass bei kostengünstiger und kompakter Bauweise der Schutz der Vakuumpumpe in Gefahr bringenden Betriebssituationen, insbesondere bei Trockenlauf und Blockierung der Vakuumpumpe verbessert wird.Based on this, the present invention has the object, a method for operating a vacuum pump and a vacuum pump assembly of the type mentioned in such a way that at low cost and compact design of the protection of the vacuum pump in hazardous operating situations, especially in dry running and blocking the vacuum pump is improved ,

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß u. a. dadurch gelöst, dass die Drehzahl der Vakuumpumpe in Abhängigkeit eines fortlaufend in der Ansaugleitung gemessenen Unterdruck-Istwertes geregelt wird, wobei dann, wenn der Unterdruck-Istwertes einen Unterdruck-Sollwert erreicht, die Drehzahl auf eine reduzierte Drehzahl geregelt und die Vakuumpumpe nach Erreichen des Unterdruck-Sollwertes während einer Nachlaufzeit weiter mit der reduzierten Drehzahl angetrieben und anschließend abgeschaltet wird.The object is u. a. achieved in that the speed of the vacuum pump is controlled in response to a continuously measured in the suction negative pressure actual value, wherein when the negative pressure actual value reaches a negative pressure setpoint, the speed is controlled to a reduced speed and the vacuum pump after reaching the negative pressure Setpoint value continues to be driven at the reduced speed during a follow-up time and then switched off.

Durch diese Betriebsweise wir eine Rückströmungsoptimierung erreicht. Dadurch wird eine geringe Menge Abwasser im Bereich der Druckseite für eine Schmierung des internen Gleitlagers oder eine Abdichtung sichergestellt.Through this mode of operation we achieved a return flow optimization. As a result, a small amount of waste water in the area of the pressure side for lubrication of the internal plain bearing or a seal is ensured.

Vorzugsweise ist die reduzierte Drehzahl etwa 5% bis 15%, vorzugsweise 10% kleiner als eine Nenndrehzahl der Vakuumpumpe ist.Preferably, the reduced speed is about 5% to 15%, preferably 10% less than a rated speed of the vacuum pump.

Die Nachlaufzeit kann durch eine Zeitspanne von etwa 1 s bis 3 s, vorzugsweise 2 s vorbestimmt werden oder die Nachlaufzeit kann erreicht werden, wenn der Unterdruck-Istwert 2% bis 3% größer als der Unterdruck-Sollwert ist.The overrun time can be predetermined by a period of about 1 s to 3 s, preferably 2 s, or the overrun time can be achieved if the actual vacuum value is 2% to 3% greater than the negative pressure setpoint.

Die Drehzahl wird vorzugsweise auf die reduzierte Drehzahl reduziert, wenn der Unterdruck-Istwert etwa 2% bis 3% unterhalb des Unterdruck-Sollwertes liegt.The speed is preferably reduced to the reduced speed when the actual vacuum value is about 2% to 3% below the negative pressure setpoint.

Vorzugsweise wird die Regelung der Drehzahl entsprechend einer Regel-Kennlinie durchgeführt wird, wobei die Regel-Kennlinie in einer in dem Frequenzumrichter integrierten speicherprogrammierbaren Steuerung programmiert ist.Preferably, the control of the speed is carried out according to a control characteristic, wherein the control characteristic is programmed in a built-in the frequency converter programmable logic controller.

Eine bevorzugte Verfahrensweise zeichnet sich dadurch aus, dass der Unterdruck-Sollwert durch einen Sollwertgeber unmittelbar am Gehäuse zu der in dem Frequenzumrichter integrierten speicherprogrammierbaren Steuerung stufenlosen eingestellt wird und dass die Regel-Kennlinie automatisch in Echtzeit berechnet wird.A preferred method is characterized in that the vacuum setpoint is adjusted continuously by a setpoint generator directly on the housing to the integrated in the frequency converter programmable logic controller and that the control curve is automatically calculated in real time.

Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Vakuumpumpe entsprechend der Regel-Kennlinie bei einem vorgegebenen unteren Grenzwert im Bereich 5% bis 15%, vorzugsweise 10% (Standard-Modus) oder in einem Bereich von 25% bis 15%, vorzugsweise 20% (Boost-Modus) unterhalb des Unterdruck-Sollwertes eingeschaltet wird.Furthermore, it is provided that the vacuum pump according to the control characteristic at a predetermined lower limit in the range 5% to 15%, preferably 10% (standard mode) or in a range of 25% to 15%, preferably 20% (Boost Mode) below the vacuum setpoint.

Die Vakuumpumpe wird im Standard-Modus mit einer geregelten Drehzahl vorzugsweise im Bereich von 50 Hz betrieben. Vorzugsweise wird die Vakuumpumpe im Boost-Modus mit einer um vorzugsweise 20% höheren Drehzahl vorzugweise im Bereich von 60 Hz oder auch höher betrieben, wobei die Drehzahl bei Erreichen des Unterdruck-Sollwertes bzw. Nennvakuums auf die reduzierte Drehzahl im Bereich von 45 Hz reduziert wird.The vacuum pump is operated in the standard mode at a controlled speed, preferably in the range of 50 Hz. Preferably, the vacuum pump is operated in the boost mode with a preferably 20% higher speed preferably in the range of 60 Hz or higher, the speed is reduced upon reaching the vacuum setpoint or nominal vacuum to the reduced speed in the range of 45 Hz ,

Gemäß eines eigenerfinderischen Gedankens bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Betrieb einer Vakuumpumpe zum Fördern von Luft- und/oder Abwasser in einem Unterdruck-Entwässerungssystem, wobei die Vakuumpumpe mit einem Antrieb gekoppelt ist, dessen Drehzahl mittels eines Frequenzumrichters gesteuert bzw. geregelt wird, wobei die Vakuumpumpe eingeschaltet wird, wenn ein Unterdruck in einem Ansaugrohr der Vakuumpumpe unter einen vorgegeben Grenzwert fällt. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass das Drehmoment der Vakuumpumpe in Echtzeit überwacht wird, dass bei Überschreiten eines Drehmoment-Grenzwertes in einem definierten Zeitraum die Frequenzumrichter-Drehzahlregelung abgeschaltet wird und dass für die Vakuumpumpe eine Drehrichtungsumkehr eingeleitet wird, um eine mögliche Blockierung zu beseitigen.According to a self-inventive idea, the invention relates to a method for operating a vacuum pump for conveying air and / or waste water in a vacuum-drainage system, wherein the vacuum pump is coupled to a drive whose speed is controlled by means of a frequency converter or is regulated, wherein the vacuum pump is turned on when a negative pressure in a suction pipe of the vacuum pump falls below a predetermined limit. The method is characterized in that the torque of the vacuum pump is monitored in real time, that when a torque limit is exceeded in a defined period, the frequency converter speed control is turned off and that a reverse rotation is initiated for the vacuum pump to eliminate a possible blockage ,

Die Vakuumpumpe wird kontrolliert mit geringer Drehzahl von vorzugsweise 10 Hz während einer Zeitspanne von vorzugsweise 1 s zurückgefahren oder wird vorzugsweise um zwei Umdrehungen zurückgefahren.The vacuum pump is controlled at a low speed of preferably 10 Hz for a period of preferably 1 s reduced or preferably reduced by two revolutions.

Die kontrollierte Drehrichtungsumkehr wird wiederholt, wobei nach jedem Versuch ein Versuchszähler erhöht, die Frequenzumrichter-Drehzahlregelung gestartet und das Drehmoment wieder überwacht wird. Der Versuchszähler wird zurückgesetzt, wenn der Unterdruck-Sollwert ohne Drehmomentüberschreitung erreicht und für mind. 2 Minuten sichergestellt wird (4) oder die Vakuumpumpe wird abgeschaltet, wenn die Blockierung nach einer voreingestellten Anzahl von versuchen nicht beseitigt werden konnte.The controlled reverse rotation is repeated, increasing a test counter after each test, starting the frequency converter speed control, and monitoring the torque again. The test counter is reset if the vacuum setpoint is reached without torque being exceeded and ensured for at least 2 minutes ( 4 ) or the vacuum pump shuts off if the jam could not be cleared after a preset number of attempts.

Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Vakuumpumpenanordnung, umfassend eine mit einem Antrieb gekoppelte Vakuumpumpe, insbesondere zur Verwendung in Vakuumentwässerungssystemen, wobei die Pumpe ein Pumpengehäuse mit einem Einlass, einem Auslass und einem innerhalb des Gehäuses vorgesehenen Rotor wie Schraubenrotor oder Kolben wie Drehkolben ausgebildet ist, der mit einem Antrieb gekoppelt ist und wobei der Antrieb mit einem Antriebsregler und steuerbar ist. Die Vakuumpumpenanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass der Antriebsregler mit einem Drucksensor zur Messung eines Unterdruck-Istwertes in einem Ansaugrohr verbunden ist und dass die Antriebsregelung ausgebildet ist die Drehzahl der Vakuumpumpe in Abhängigkeit des fortlaufend in der Ansaugleitung gemessenen Unterdruck-Istwertes zu regeln, wobei dann, wenn der Unterdruck-Istwertes einen Unterdruck-Sollwert erreicht, die Drehzahl auf eine reduzierte Drehzahl geregelt und die Vakuumpumpe nach Erreichen des Unterdruck-Sollwertes während einer Nachlaufzeit weiter mit der reduzierten Drehzahl angetrieben und anschließend abgeschaltet wird.Furthermore, the invention relates to a vacuum pump assembly comprising a drive coupled to a vacuum pump, in particular for use in vacuum drainage systems, wherein the pump is a pump housing having an inlet, an outlet and a rotor provided within the housing such as screw rotor or piston such as rotary piston is formed which is coupled to a drive and wherein the drive with a drive controller and is controllable. The vacuum pump arrangement is characterized in that the drive controller is connected to a pressure sensor for measuring a vacuum actual value in an intake pipe and that the drive control is designed to regulate the speed of the vacuum pump in response to the continuously measured in the suction vacuum actual value, in which case If the actual vacuum value reaches a vacuum setpoint value, the speed is regulated to a reduced speed and the vacuum pump is driven further at the reduced speed and then switched off after the setpoint pressure has been reached during a follow-up time.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist der Antriebsregler einen Frequenzumrichter mit integrierter speicherprogrammierbarer Steuerung umfasst und dass in der speicherprogrammierbare Steuerung Regel-Kennlinien für die Drehzahlregelung implementiert sind.According to a particularly preferred embodiment, the drive controller comprises a frequency converter with integrated programmable logic controller and that in the programmable logic control characteristic curves are implemented for the speed control.

Die speicherprogrammierbarer Steuerung ist mit einem Sollwertgeber verbunden ist, über den der Unterdruck-Sollwert jederzeit stufenlos einstellbar ist, wobei sich die Regelung dem veränderten Unterdruck-Sollwert automatisch anpasst.The programmable logic controller is connected to a setpoint generator, via which the vacuum setpoint is infinitely adjustable at any time, with the control automatically adapts to the changed vacuum setpoint.

Ferner kann die Vakuumanordnung als Vakuumverstärker in einem Vakuumnetz oder innerhalb von Gebäuden ausgebildet sein.Furthermore, the vacuum arrangement can be designed as a vacuum amplifier in a vacuum network or inside buildings.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen – für sich und/oder in Kombination –, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines den Zeichnungen zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispiels.For more details, advantages and features of the invention will become apparent not only from the claims, the features to be taken these - by itself and / or in combination - but also from the following description of the drawings to be taken preferred embodiment.

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Darstellung einer Vakuumpumpenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, 1 a schematic representation of a vacuum pump assembly according to the present invention,

2a–2c ein Ablaufschema eines Betriebsmodus „Automatiksteuerung”, 2a - 2c a flow chart of an operating mode "automatic control",

3 ein Drehzahl-/Unterdruck-Diagramm mit Regel-Kennlinien zur Drehzahlregelung der Vakuumpumpe, 3 a speed / vacuum diagram with control characteristics for speed control of the vacuum pump,

4 ein Ablaufdiagramm eines Betriebsmodus „Beseitigungsprogramm”, 4 a flowchart of a mode of operation "removal program",

5 ein Ablaufdiagramm eines Betriebsmodus „Laufzeitüberwachung”, 5 a flow diagram of an operating mode "runtime monitoring",

6a–6b ein Ablaufdiagramm eines Betriebsmodus „Handsteuerung” und 6a - 6b a flowchart of a mode of operation "manual control" and

7 ein Ablaufdiagramm eines Betriebsmodus „Quittierung”, 7 a flow diagram of an operating mode "acknowledgment",

1 zeigt eine Vakuumpumpenanordnung 10 umfassend eine flüssigkeitsdichtende Pumpe 12 mit vorzugsweise wendelförmigem Schraubenrotor 14, insbesondere zur Verwendung in Vakuumentwässerungssystemen, umfassend ein Pumpengehäuse 16 mit einem Einlass 18 und einem Auslass 20, wobei der innerhalb des Gehäuses vorgesehene Schraubenrotor 14 mittels eines elektrischen Antriebs 22 wie Elektromotor angetrieben wird. 1 shows a vacuum pump assembly 10 comprising a liquid-tight pump 12 with preferably helical screw rotor 14 in particular for use in vacuum drainage systems, comprising a pump housing 16 with an inlet 18 and an outlet 20 wherein the screw rotor provided inside the housing 14 by means of an electric drive 22 how electric motor is driven.

Der Einlass 18 des Pumpengehäuses 16 ist über eine Ansaugleitung 24 mit einem Rohrleitungssystem verbunden, in welches durch Einleitungsstellen wie Toiletten, Duschen und/oder Abflüsse ein Luft-Abwasser-Gemisch in das Rohrleitungssystem eingetragen wird, welches sich in der Ansaugleitung sammelt. Der Auslass 20 des Pumpengehäuses 16 ist über eine Druckleitung 26 mit einem Abwasser-Sammeltank oder einem Abwasserkanal verbunden, in dem das Abwasser gesammelt und die Luft abgelassen wird.The inlet 18 of the pump housing 16 is via a suction line 24 connected to a piping system in which is introduced by discharge points such as toilets, showers and / or drains an air-waste water mixture in the piping system, which collects in the intake. The outlet 20 of the pump housing 16 is via a pressure line 26 connected to a waste water collection tank or sewer where wastewater is collected and the air is drained.

Der Antrieb 22 wird über einen Antriebsregler 28 gesteuert bzw. geregelt, wobei der Antriebsregler 28 einen Frequenzumrichter 30 sowie eine speicherprogrammierbare Steuerung 32 umfasst. Der Frequenzumrichter ist über einen Hauptschalter 34 und einen Motorschutzschalter 36 mit einer Versorgungsspannung 38 verbunden.The drive 22 is via a drive controller 28 controlled or regulated, wherein the drive controller 28 a frequency converter 30 and a programmable logic controller 32 includes. The frequency converter is via a main switch 34 and a motor protection switch 36 with a supply voltage 38 connected.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Unterdruck in der Ansaugleitung 24 mittels eines Unterdrucksensors 40 gemessen wird, der mit einem Eingang der speicherprogrammierbaren Steuerung 32 verbunden ist, um einen Unterdruck-Istwert zur Verfügung zu stellen. Ferner kann die speicherprogrammierbare Steuerung 32 über eine Schnittstelle 42 mit einem Bussystem 44 wie ProfiNet verbunden sein.According to the invention it is provided that a negative pressure in the suction line 24 by means of a vacuum sensor 40 measured with an input of the programmable logic controller 32 is connected to provide a vacuum actual value available. Furthermore, the programmable logic controller 32 via an interface 42 with a bus system 44 be connected like ProfiNet.

Zur Bedienung des Antriebsreglers 28 ist ein erstes Bedienelement 46 in Form eines Wahlschalters für verschiedene Betriebsmodi wie „Aus”, „Automatiksteuerung” und „Handsteuerung” vorgesehen. Die Einstellung eines Unterdruck-Sollwertes erfolgt über ein zweites Bedienelement 48 in Form eines stufenlosen Sollwertgebers wie Potentiometer. Des Weiteren weist der Antriebsregler 28 ein drittes Bedienelement 50 (auf der Gehäuserückseite) in Form einer Quittiertaste mit integrierter Alarmleuchte zur Anzeige und zum Quittieren von Störmeldungen.For operation of the drive controller 28 is a first control 46 in the form of a selector switch for various operating modes such as "off", "automatic control" and "manual control". The setting of a vacuum setpoint takes place via a second control element 48 in the form of a continuously variable setpoint generator such as potentiometers. Furthermore, the drive controller 28 a third control 50 (on the back of the housing) in the form of an acknowledgment key with integrated alarm light for displaying and acknowledging fault messages.

Die speicherprogrammierbare Steuerung 32 ist gemäß der erfindungsgemäßen Ausführungsform in dem Frequenzumrichter 30 integriert. Durch die Integration der speicherprogrammierbaren Steuerung 32 in den Frequenzumrichter 30 können applikationsspezifische, antriebsnahe Sonderfunktionen effizient programmiert und parametriert werden. Ferner ist der direkte Zugriff auf die Parameter sowie die analogen und digitalen Ein- und Ausgänge des Frequenzumrichters beispielsweise zur Signalvorverarbeitung möglich. Auch ist die vollständige Implementierung der Ablaufsteuerung und der Bewegungssteuerung ohne eine Zentralsteuerung möglich.The programmable logic controller 32 is in the frequency converter according to the embodiment of the invention 30 integrated. By integrating the programmable logic controller 32 into the frequency converter 30 Application-specific, drive-related special functions can be efficiently programmed and parameterized. Furthermore, the direct access to the parameters and the analog and digital inputs and outputs of the frequency converter, for example, for signal preprocessing possible. Also, the complete implementation of the flow control and the motion control is possible without a central control.

Durch den dezentralen Antriebsregler 28 mit Frequenzumrichter 30 und integrierter speicherprogrammierbarer Steuerung 32 werden einfache und komplexe Anwendungen direkt geregelt. Dadurch wird eine übergeordnete Anlagensteuerung entlastet, wodurch eine autarke Vakuumpumpanordnung realisiert ist.Due to the decentralized drive controller 28 with frequency converter 30 and integrated programmable logic controller 32 Simple and complex applications are regulated directly. As a result, a higher-level system control is relieved, whereby an autarkic vacuum pump arrangement is realized.

Durch die speicherprogrammierbare Steuerung 32 werden Anwendungsdaten wie im vorliegenden Fall der Unterdruck-Istwert sowie der Unterdruck-Sollwert direkt ausgewertet, so dass unmittelbar eine in der speicherprogrammierbaren Steuerung 32 hinterlegte Ablaufsteuerung eingeleitet wird. Zudem können relevanten Daten über das Bussystem 44 einer Leitebene sowie weiteren vernetzten Komponenten in Echtzeit zur Verfügung gestellt werden.Through the programmable logic controller 32 Application data are evaluated directly as in the present case, the vacuum actual value and the negative pressure setpoint, so that directly in the programmable logic controller 32 deposited sequence control is initiated. In addition, relevant data can be transmitted via the bus system 44 a control level and other networked components in real time.

Nachfolgend soll die Funktion des erfindungsgemäßen Regelungskonzeptes erläutert werden. Mittels des Sollwertgebers 48 wird ein Unterdruck-Sollwert auf einfache Weise eingestellt. Parametrierkenntnisse sind nicht erforderlich.The function of the control concept according to the invention will be explained below. By means of the setpoint generator 48 a vacuum setpoint is easily set. Parameterization skills are not required.

In der Betriebsart „Automatiksteuerung” wird gemäß dem in 2a) bis 2c) dargestellten Programmablauf die Drehzahl des Antriebs derart gesteuert bzw. geregelt, dass der Unterdruck in der Ansaugleitung 26 einen vorgegebenen minimalen Unterdruck nicht unterschreitet und einen vorgebbaren Unterdruck-Sollwert nicht überschreitet.In the "automatic control" operating mode, according to the in 2a) to 2c) program shown the speed of the drive controlled or regulated so that the negative pressure in the intake 26 does not fall below a predetermined minimum negative pressure and does not exceed a predefinable vacuum setpoint.

In einem ersten Verfahrensschritt A1 wird geprüft, ob die Automatikfunktion aktiv ist. Bei aktiver Automatikfunktion wird in einem Verfahrensschritt A2 der Unterdruck-Sollwert erfasst, der mittels des Sollwertgebers 48 vorgegeben wurde. In einem Verfahrensschritt A3 wird überprüft, ob der Frequenzumrichter 30 betriebsbereit ist. Sollte eine Störung vorliegen, wird in Verfahrensschritt A4 eine Fehlermeldung durch die Alarmleuchte 50 ausgegeben.In a first method step A1, it is checked whether the automatic function is active. When the automatic function is active, the vacuum setpoint is detected in a method step A2, which is determined by means of the setpoint generator 48 was specified. In a step A3, it is checked whether the frequency converter 30 is ready for use. If there is a fault, in step A4 an error message by the alarm light 50 output.

Wenn der Frequenzumrichter 30 betriebsbereit ist, wird in Verfahrensschritt A5 der Unterdruck-Istwert des Unterdruck-Sensors 40 über die speicherprogrammierbare Steuerung 32 überprüft. Sollte der Messwert nicht korrekt sein, wird in Verfahrensschritt A6 eine Fehlermeldung ausgegeben. Andernfalls wird in Verfahrensschritt A7 ein FU-Betrieb zur frequenzgesteuerten Drehzahlregelung des Antriebs 22 aktiviert. In Verfahrensschritt A8 wird ein Vergleich des gemessenen Unterdruck-Istwertes mit dem vorgegebenen Unterdruck-Sollwert durchgeführt.When the frequency converter 30 is ready, in step A5, the negative pressure actual value of the negative pressure sensor 40 via the programmable logic controller 32 checked. If the measured value is not correct, an error message is output in method step A6. Otherwise, in step A7, a drive operation for frequency-controlled speed control of the drive 22 activated. In method step A8, a comparison of the measured negative pressure actual value with the predetermined negative pressure desired value is performed.

Ist der Unterdruck-Solldruck in der Ansaugleitung erreicht, wird in Verfahrensschritt A9 der FU-Betrieb inaktiv geschaltet und zu Verfahrensschritt A1 zurückgekehrt.If the setpoint vacuum pressure is reached in the intake line, the drive mode is deactivated in step A9 and returned to step A1.

Sollte in Verfahrensschritt A8 festgestellt werden, dass der Unterdruck-Istwert in der Ansaugleitung nicht dem Unterdruck-Sollwert entspricht, erfolgt in den Verfahrensschritten A10, A11 und A12 eine Überprüfung, ob der Unterdruck-Istwert kleiner oder größer als der Unterdruck-Sollwert ist.If it should be determined in method step A8 that the actual vacuum value in the intake line does not correspond to the negative pressure desired value, a check is made in method steps A10, A11 and A12 as to whether the actual vacuum value is lower or higher than the negative pressure desired value.

3 zeigt ein Drehzahl-/Unterdruckdiagramm 52, in dem Regel-Kennlinien 54, 56 zur Regelung der Motordrehzahl dargestellt sind. Die Regel-Kennlinien 54, 56 sind in der Steuerung 32 programmiert, wobei die Regel-Kennlinie 54 einem optionalen „Boost”-Modus und die Regel-Kennlinie 56 einem standardmäßigen „Hysterese”-Modus entspricht. 3 shows a speed / vacuum diagram 52 in which rule characteristics 54 . 56 are shown for controlling the engine speed. The rule characteristics 54 . 56 are in control 32 programmed, with the control characteristic 54 one optional "Boost" mode and the control characteristic 56 corresponds to a standard "hysteresis" mode.

In dem optionalen „Boost”-Modus wird in Verfahrensschritt A10 überprüft, ob der Unterdruck-Istwert 25% bis 15%, vorzugsweise 20% kleiner als der Unterdruck-Sollwert ist. Die Regelung startet automatisch bei einem Unterdruck-Istwert, der 20% (bezogen auf den Maximalbereich) unterhalb des eingestellten Unterdruck-Sollwertes liegt (Boost Einschaltpunkt BEP). In Verfahrensschritt 13 wird die Drehzahl der Pumpe bis z. B. maximal 60 Hz oder höher erhöht.In the optional "boost" mode, it is checked in method step A10 whether the actual vacuum value is 25% to 15%, preferably 20%, smaller than the vacuum desired value. Control starts automatically with a vacuum actual value that is 20% (related to the maximum range) below the set vacuum setpoint (boost switch-on point BEP). In process step 13 is the speed of the pump to z. B. increased to 60 Hz or higher.

Standardmäßig wird in Verfahrensschritt A11 überprüft, ob der Unterdruck-Istwert 5% bis 15%, vorzugsweise 10% kleiner als der Unterdruck-Sollwert ist. Bejahendenfalls wird der Antrieb eingeschaltet (Hysterese-Einaschaltpunkt HEP) und die Drehzahl in Verfahrensschritt A14 bis maximal 50 Hz erhöht.By default, it is checked in method step A11 whether the actual vacuum value is 5% to 15%, preferably 10% smaller than the vacuum setpoint value. If yes, the drive is switched on (hysteresis switch-on point HEP) and the speed is increased in step A14 up to a maximum of 50 Hz.

Innerhalb des durch die Regel-Kennlinien 54, 56 vorgegebenen Regelbereichs wird die Drehzahl des Antriebs entsprechend des Unterdruck-Istwertes frequenzgeregelt, um den eingestellten Unterdruck-Sollwert zu erreichen.Within the by the rule characteristics 54 . 56 predetermined speed range, the speed of the drive is frequency-controlled according to the vacuum actual value to reach the set negative pressure setpoint.

Während des Betriebs der Vakuumpumpe erhöht sich der Unterdruck in der Ansaugleitung und in Verfahrensschritt A12 wird überprüft, ob der Unterdruck-Istwert in einem Bereich von 2% bis 3% unterhalb des Unterdruck-Sollwertes liegt. Sobald festgestellt wird, dass der Unterdruck-Istwert 2% bis 3% unterhalb des Unterdruck-Sollwertes liegt, wird die Drehzahl verringert, im dargestellten Ausführungsbeispiel auf 45 Hz. Nach Erreichen des Unterdruck-Sollwertes, wird der Antrieb nach einer Nachlaufzeit bzw. Verzögerungszeit von z. B. 2 s abgeschaltet (Abschaltpunkt AP). Alternativ erfolgt eine Abschaltung, wenn der Unterdruck-Istwert den Unterdruck-Sollwert um 2% (Bezogen auf den Maximalwert) überschreitet.During operation of the vacuum pump, the negative pressure increases in the suction line and in step A12, it is checked whether the negative pressure actual value is in a range of 2% to 3% below the negative pressure setpoint. Once it is determined that the actual vacuum value is 2% to 3% below the negative pressure setpoint, the speed is reduced, in the illustrated embodiment to 45 Hz. After reaching the negative pressure setpoint, the drive is after a delay time or delay time of z. B. 2 s off (shutdown point AP). Alternatively, a shutdown takes place when the vacuum actual value exceeds the negative pressure setpoint by 2% (relative to the maximum value).

Durch das erfindungsgemäße Verfahren, nämlich dass beim Erreichen des Unterdruck-Sollwertes bzw. Nennvakuums die Drehzahl der Vakuumpumpe reduziert wird, wird ein komplettes Entleeren der Druckleitung 26 verhindert, so dass eine geringe Menge an zurückströmenden Abwasser im Bereich der Druckseite eine „Schmierung” der internen Gleitlager der Vakuumpumpe sichergestellt. Während der Nachlaufzeit mit geringer Drehzahl kann das Wasser nicht vollständig aus der Druckleitung entfernt werden. Die Luft entweicht und das in der Druckleitung verbleibende Wasser strömt zurück in die Pumpe. Das Wasser kann sowohl zur „Schmierung” der Gleitlager als auch zur Selbstabdichtung der Pumpe für den Wiederanlauf dienen.By the method according to the invention, namely that the rotational speed of the vacuum pump is reduced when the vacuum setpoint or nominal vacuum is reached, the pressure line is completely emptied 26 prevented, so that a small amount of backflowing wastewater in the area of the pressure side ensures a "lubrication" of the internal bearings of the vacuum pump. During the low speed overrun time, the water can not be completely removed from the pressure line. The air escapes and the remaining water in the pressure line flows back into the pump. The water can serve both for "lubrication" of the plain bearings and for self-sealing of the pump for restart.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann die Vakuumpumpe mit nur einer Unterdruckmessung und ohne einen Puffertank-Behälter, wie dieser in EP 1 397 595 B1 zwingend vorgesehen ist, betrieben werden. Dies ermöglicht Einsparungen bei der Verrohrung sowie bei allen Zusatzkomponenten für eine funktionierende Kleinanlage.By the method according to the invention, the vacuum pump with only one vacuum measurement and without a buffer tank container, as this in EP 1 397 595 B1 is mandatory, operated. This allows for savings in piping and all additional components for a functioning small system.

Der gewünschte Unterdruck wird nach Bedarf stufenlos geregelt und aufrechterhalten und somit ein konstantes Vakuumniveau gehalten, ohne dass Schaltspiel und Unterdruckschwankungen von direkt gesteuerten Vakuumpumpen bei zu geringem Volumen zu erwarten sind.The desired negative pressure is steplessly regulated and maintained as required, thus maintaining a constant vacuum level, without switching cycle and vacuum fluctuations of directly controlled vacuum pumps being expected in the event of insufficient volume.

Der Unterdruck-Sollwert kann jederzeit verändert werden, wobei sich die Regelung automatisch an den veränderten Wert anpasst. Der Vakuumbedarf im Vakuumsystem wird in Echtzeit ermittelt und regelungstechnisch bei der Ansteuerung der Vakuumpumpe berücksichtigt.The vacuum set point can be changed at any time, whereby the control automatically adapts to the changed value. The vacuum requirement in the vacuum system is determined in real time and taken into account during control of the vacuum pump.

Gemäß eines eigenerfinderischen Verfahrensschrittes erfolgt in Verfahrensschritt A16 eine Überprüfung des Drehmomentes der Vakuumpumpe vorzugsweise in Echtzeit, wobei bei Überschreiten eines zuvor definierten Drehmoment-Grenzwertes in einem von dem Hersteller der Pumpe bzw. des Antriebs definierten Zeitraum zu einer Abschaltung der Regelung führt. Durch die Drehmomentüberwachung wird eine Differenzierung von Grobstoffen ermöglicht, die über eine Zerkleinerungsvorrichtung wie Mazeration zerkleinert werden können und Materialien, die zu hart sind und die Pumpe blockieren lassen bzw. überlasten.According to a self-inventing method step, a check of the torque of the vacuum pump is preferably carried out in real time in step A16, whereby when a previously defined torque limit value is exceeded in a period defined by the manufacturer of the pump or the drive, the control unit is switched off. Torque monitoring allows differentiation of coarse material that can be crushed by a macerator such as maceration and materials that are too hard to block or overload the pump.

Bei einer Drehmomentüberschreitung, z. B. als Folge einer Blockierung, wird in Verfahrensschritt A17 ein sogenanntes Beseitigungsprogramm gestartet. Der Programmablauf des Beseitigungsprogramms ist in 4 dargestellt.At a torque exceeded, z. B. as a result of blocking, a so-called removal program is started in step A17. The program sequence of the removal program is in 4 shown.

Wird eine Drehmomentüberschreitung nicht erkannt, werden in Verfahrensschritt A18 die Antriebsströme auf Überstrom überprüft. Sobald Überströme erkannt werden, wird in Verfahrensschritt A19 eine Fehlermeldung „Überstrom” ausgegeben und in Verfahrensschritt A20 der Frequenzumrichter nicht auf betriebsbereit gesetzt.If a torque overshoot is not detected, the drive currents are checked for overcurrent in step A18. As soon as overcurrents are detected, an error message "overcurrent" is output in method step A19 and the frequency converter is not set to ready for operation in method step A20.

Werden in Verfahrensschritt A18 keine Überströme erkannt, wird in Verfahrensschritt A21 ein Laufzeitüberwachungsprogamm gestartet, welches in 6 dargestellt ist. Nach Verfahrensschritt A21 erfolgt der Verfahrensschritt A1, so dass der Programmablauf in sich geschlossen ist.If no overcurrents are detected in method step A18, a runtime monitoring program is started in method step A21, which routine is started in 6 is shown. After method step A21, method step A1 takes place so that the program sequence is closed.

Zur Durchführung des Beseitigungsprogramms wird zunächst in einem Verfahrensschritt B1 der Frequenzumrichter angehalten. Anschließend erfolgt in Verfahrensschritt B2 eine Drehrichtungsumkehr der Vakuumpumpe mit maximal 10 Hz Drehfrequenz für 1 s. Dabei wird die Vakuumpumpe kontrolliert um z. B. zwei Umdrehungen mit geringer Drehzahl zurückgefahren. In Verfahrensschritt B3 erfolgt eine Überprüfung, ob der Grenzwert des Drehmomentes überschritten wird. Bejahendenfalls wird in Verfahrensschritt B4 eine Fehlermeldung erzeugt und in Verfahrensschritt B5 der Frequenzumrichter nicht betriebsbereit gesetzt.To carry out the removal program, the frequency converter is first stopped in a method step B1. Subsequently, in step B2, a reversal of the direction of rotation of the vacuum pump takes place with a maximum of 10 Hz Rotation frequency for 1 s. The vacuum pump is controlled by z. B. reduced two revolutions at low speed. In step B3, a check is made as to whether the limit value of the torque is exceeded. If yes, an error message is generated in method step B4 and in step B5 the frequency inverter is not set ready for operation.

Sollte in Verfahrensschritt B3 erkannt werden, dass das Drehmoment nicht überschritten wird, wird in Verfahrensschritt B6 ein Versuchszähler um 1 erhöht. Der in Verfahrensschritt B2 beschriebene Versuch kann definiert mehrfach erfolgen. Nach jedem Versuch wird in Verfahrensschritt B7 der Versuchszähler erhöht und überprüft, ob mehr als zwei Versuche innerhalb von 2 Minuten erfolgt sind.If it should be recognized in method step B3 that the torque is not exceeded, a test counter is incremented by 1 in method step B6. The experiment described in method step B2 can be done several times in a defined manner. After each test, the test counter is increased in step B7 and checked whether more than two attempts were made within 2 minutes.

Ist dies nicht der Fall, wird in Verfahrensschritt B8 über die Regelung der normale Prozess wieder gestartet und das Drehmoment überwacht. Ist die Beseitigung erfolgreich gewesen und der Nennunterdruck, d. h. der Unterdruck-Sollwert ohne weitere Überschreitung des Grenzdrehmomentes erreicht worden, wird der Versuchszähler nach 2 Minuten zurückgesetzt.If this is not the case, the normal process is restarted in process step B8 via the control and the torque is monitored. If the removal has been successful and the nominal vacuum, d. H. the negative pressure setpoint has been reached without exceeding the limit torque, the test counter is reset after 2 minutes.

Wenn nach mehr als zwei Versuchen die Blockierung nicht beseitigt werden konnte, wird in Verfahrensschritt B9 der Frequenzumrichter nicht betriebsbereit gesetzt und in Verfahrensschritt B10 ein eine Fehlermeldung ausgegeben.If, after more than two attempts, the blocking could not be eliminated, the frequency converter is not set ready for operation in step B9 and an error message is output in step B10.

Die Laufzeitüberwachung gemäß Verfahrensschritt A21 in 2c ist als Ablaufprogramm in 5 dargestellt. In einem ersten Verfahrensschritt L1 wird überprüft, ob die Laufzeit einen vordefinierten Grenzwert überschreitet. Erfolgt keine Laufzeitüberschreitung wird in einem Verfahrensschritt L2 in das Hauptprogramm zurückgekehrt. Bei Laufzeitüberschreitung wird in Verfahrensschritt L3 eine Fehlermeldung ausgegeben und in Verfahrensschritt L4 der Frequenzumrichter abgeschaltet.The runtime monitoring according to method step A21 in FIG 2c is as a sequence program in 5 shown. In a first method step L1, it is checked whether the running time exceeds a predefined limit value. If no runtime is exceeded, the process returns to the main program in a step L2. If the runtime is exceeded, an error message is output in method step L3 and the frequency converter is switched off in method step L4.

Die Regelung im Automatikbetrieb wird bei folgenden Fehlerbedingungen sofort gestoppt bzw. nicht gestartet:

– kein gültiger Messwert von der Unterdruckmessung,
– Laufzeitüberschreitung wurde ausgelöst,
– genereller Frequenzumrichterfehler (Spannung-/Stromfehler)
– Drehmomentüberschreitung.

The control in automatic mode is immediately stopped or not started under the following error conditions:

- no valid measured value from the vacuum measurement,
- Runtime exceeded was triggered
- general frequency converter error (voltage / current error)
- Torque exceeded.

Alternativ zu der zuvor beschriebenen Automatiksteuerung kann die Vakuumpumpenanordnung 10 auch mit manueller Handsteuerung betrieben werden. In dieser Betriebsart dient der Sollwertgeber 48 als stufenloser Drehzahlsteller. Damit kann auch im manuellen Betrieb ein beliebiges Vakuumniveau eingestellt werden. Dadurch wird ein schnelles Einstellkonzept für die Vakuumpumpenanordnung zur Verfügung gestellt.As an alternative to the automatic control described above, the vacuum pump arrangement 10 also be operated with manual hand control. In this mode, the setpoint generator is used 48 as a stepless speed controller. This allows any vacuum level to be set in manual mode. This provides a quick adjustment concept for the vacuum pump assembly.

Bei der Handsteuerung kann über den Sollwertgeber 48 stufenlos eine Soll-Drehzahl der angeschlossenen Vakuumpumpe geregelt werden. Dabei entspricht die Einstellung „0” einer Drehzahl von 0% der Nenndrehzahl des Antriebs, wobei die Einstellung „1”, d. h. Vollausschlag, einer Drehzahl von 100% der Nenndrehzahl des Antriebs entspricht.In the manual control can via the setpoint generator 48 a set speed of the connected vacuum pump can be controlled steplessly. The setting "0" corresponds to a speed of 0% of the rated speed of the drive, whereby the setting "1", ie full scale, corresponds to a speed of 100% of the rated speed of the drive.

Ein Ablaufprogramm der Handsteuerung ist in 6a und 7b dargestellt. In einem ersten Verfahrensschritt H1 wird überprüft, ob die Handsteuerung aktiv ist. Bejahendenfalls wird in einem Verfahrensschritt H2 ein analoger Sollwert, welcher der Motordrehzahl in Prozent entspricht erfasst, der mittels des Sollwertgebers 48 vorgegeben wird. In einem Verfahrensschritt H3 wird überprüft, ob der Frequenzumrichter 30 betriebsbereit ist. Bejahendenfalls wird der Frequenzumrichter in Verfahrensschritt H4 eingeschaltet. Andernfalls wird in Verfahrensschritt H5 eine Fehlermeldung ausgegeben, dass der Frequenzumrichter fehlerhaft ist.A sequence program of the manual control is in 6a and 7b shown. In a first method step H1 it is checked whether the manual control is active. If yes, in a method step H2, an analog setpoint, which corresponds to the engine speed in percent, is detected, which is determined by means of the setpoint generator 48 is given. In a step H3 is checked whether the frequency converter 30 is ready for use. If yes, the frequency converter is turned on in step H4. Otherwise, an error message is output in step H5 that the frequency converter is faulty.

Bei eingeschaltetem Frequenzumrichter erfolgt in Verfahrensschritt H6 eine Überprüfung, ob die Soll-Drehzahl erreicht ist. Bejahendenfalls läuft der Antrieb mit der eingestellten Drehzahl im Normalbetrieb weiter.When the frequency converter is switched on, a check is made in step H6 as to whether the setpoint speed has been reached. If yes, the drive continues to run at the set speed during normal operation.

Sollte die Soll-Drehzahl nicht erreicht werden, wird in Verfahrensschritt H7 geprüft, ob die Drehzahl kleiner als die Soll-Drehzahl ist. Bejahendenfalls wird in Verfahrensschritt H8 die Drehzahl erhöht. Ist die Drehzahl größer als die Soll-Drehzahl, wird in Verfahrensschritt H9 im Zusammenhang mit Verfahrensschritt H10 die Drehzahl verringert, bis die Soll-Drehzahl erreicht ist.If the target speed is not reached, it is checked in step H7, if the speed is less than the target speed. If yes, the speed is increased in step H8. If the speed is greater than the set speed, the speed is reduced in step H9 in connection with step H10 until the target speed is reached.

Im Fehlerfall wird eine Alarmmeldung über die Alarmmittel 50 in Form einer Alarmlampe angezeigt, die gleichzeitig auch als Quittierungstaster funktioniert. Über einen Blinktakt der Alarmleuchte können vier unterschiedliche Störmeldungen direkt unterschieden werden.In the event of an error, an alarm message is sent via the alarm means 50 in the form of an alarm lamp, which also functions as an acknowledgment button. One flash cycle of the alarm light allows four different fault messages to be distinguished directly.

Alarm 1 (Quittierschalter 50 leuchtet permanent) signalisiert eine generelle Störung am Frequenzumrichter durch Überstrom oder unzureichende Energieversorgung. Der Alarm wird automatisch zurückgesetzt, abhängig davon, ob Alarmmeldungen noch anstehen.Alarm 1 (acknowledgment switch 50 lights up permanently) signals a general malfunction of the frequency inverter due to overcurrent or insufficient power supply. The alarm is reset automatically, depending on whether alarm messages are still pending.

Alarm 2 (Quittierschalter 50 blinkt in einem 1-Sekundentakt) signalisiert einen Laufzeitfehler, d. h. die Vakuumpumpe ist zu lange durchgängig gelaufen und hat abgeschaltet. Der Alarm wird durch Betätigung der Quittierung oder über die Wahlposition „Handsteuerung” zurückgesetzt unabhängig davon, ob noch Alarmmeldungen anstehen.Alarm 2 (acknowledgment switch 50 flashes in a 1-second cycle) signals a runtime error, ie the vacuum pump has run continuously for too long and has switched off. The alarm is activated by pressing the acknowledgment or via the selection position "Manual control" reset regardless of whether alarm messages are still pending.

Alarm 3 (Quittierschalter 50 blinkt in einem 3-Sekundentakt) signalisiert einen Drehmomentfehler, d. h. die Vakuumpumpe hat einen zu großen Widerstand erfasst und zum Selbstschutz abgeschaltet. In dieser Stellung kann der Innenraum des Pumpenkörpers auf Fremdkörper überprüft werden. Der Alarm wird durch Betätigung der Quittierung oder über die Wahlposition „Handsteuerung” zurückgesetzt, unabhängig davon, ob noch Alarmmeldungen anstehen.Alarm 3 (acknowledgment switch 50 flashes in a 3-second cycle) signals a torque error, ie the vacuum pump has detected too high a resistance and switched off for self-protection. In this position, the interior of the pump body can be checked for foreign objects. The alarm is reset by pressing the acknowledgment or via the "Manual control" selection position, regardless of whether alarm messages are still pending.

Alarm 4 (Quittierschalter 50 blinkt in einem 5-Sekundentakt) signalisiert einen Messungsfehler, d. h. der angeschlossene Unterdrucksensor hat einen Defekt oder ist nicht angeschlossen. Der Alarm wird automatisch zurückgesetzt, sobald die Unterdruckmessung einen gültigen Wert liefert.Alarm 4 (acknowledgment switch 50 flashes in a 5-second cycle) signals a measurement error, ie the connected vacuum sensor has a defect or is not connected. The alarm is reset automatically as soon as the vacuum measurement delivers a valid value.

7 zeigt den Verfahrensschritt der Quittierung von Fehlermeldungen, wobei die bei der Durchführung des Regelungsverfahrens auftretenden Fehlermeldungen entweder zurückgesetzt werden, Verfahrensschritte Q1, Q2, Q3 oder Q5 oder der Versuchszähler für das Beseitigungsprogramm gemäß Verfahrensschritt Q4 auf „0” gesetzt wird. 7 shows the step of acknowledging error messages, wherein the error messages occurring during the execution of the control method either reset, process steps Q1, Q2, Q3 or Q5 or the test counter for the removal program according to step Q4 is set to "0".

Zu erwähnen ist des Weiteren, dass die Vakuumpumpenanordnung 10 aus mehreren Modulen besteht, wobei durch das Modulkonzept eine modulare Erweiterung auf eine flexible Fernwirkschnittstelle für die Anwendung von Leitsystemen/Fernbedienstellen mit vielen Protokollen und Hardwarelösungen möglich ist. Die Module können direkt an den Frequenzumrichter montiert und sehr platzsparend untergebracht werden.It should also be mentioned that the vacuum pump arrangement 10 consists of several modules, whereby the modular concept allows a modular extension to a flexible telecontrol interface for the application of control systems / remote control stations with many protocols and hardware solutions. The modules can be mounted directly on the frequency converter and stored in a very space-saving way.

Die elektrische Installation erfolgt über eine Schnellverbindung für die Spannungsversorgung sowie für die Vakuummessung. Die Vakuumpumpenanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass nur die Verbindung 34, 36 zu der Spannungsversorgung 38 hergestellt werden muss und anschließend der Drucksensor 40 über einen Stecker an die speicherprogrammierbare Steuerung 32 angeschlossen wird.The electrical installation is carried out via a quick connection for the power supply as well as for the vacuum measurement. The vacuum pump arrangement is characterized in that only the connection 34 . 36 to the power supply 38 must be made and then the pressure sensor 40 via a plug to the programmable logic controller 32 is connected.

Auch kann eine komplette Vakuumpumpenanordnung auf einfach Weise ausgetauscht werden, was insbesondere bei Schiffinstallationen und Installationen mit zeitkritischen Ausfallzeiten von besonderem Vorteil ist. Auch kann eine direkte Funküberwachung per Modul und Selbstversorgung über die Spannungsversorgung innerhalb des Frequenzumrichters realisiert werden.Also, a complete vacuum pump assembly can be easily replaced, which is particularly advantageous for ship installations and installations with time-critical downtime. Also, a direct radio monitoring per module and self-supply via the power supply can be realized within the frequency converter.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102010061494 A1 [0002]
EP 1397595 B1 [0003, 0050]

Claims

Method for operating a vacuum pump ( 12 ) such as screw rotor vacuum pump or rotary vacuum pump for conveying air and / or waste water in a vacuum-drainage system, wherein the vacuum pump ( 12 ) with a drive ( 22 ) whose speed is controlled by means of a frequency converter ( 30 ) is controlled, wherein the vacuum pump ( 12 ) is switched on when a negative pressure in an intake pipe ( 24 ) of the vacuum pump ( 12 ) falls below a predetermined limit, characterized in that the speed of the vacuum pump ( 12 ) depending on a continuous in the intake ( 24 ) is controlled, wherein when the negative pressure actual value reaches a negative pressure setpoint, the speed is controlled to a reduced speed and the vacuum pump ( 12 ) is driven after reaching the negative pressure setpoint during a follow-up time at the reduced speed and then turned off.

A method according to claim 1, characterized in that the reduced speed is about 5% to 15%, preferably 10% less than a rated speed of the vacuum pump.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the follow-up time by a period of about 1 s to 3 s, preferably 2 s is predetermined or that the follow-up time is reached when the actual vacuum value 2% to 3% greater than the negative pressure Setpoint is.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the rotational speed is reduced to the reduced rotational speed when the negative pressure actual value is about 2% to 3% below the negative pressure target value.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the regulation of the rotational speed corresponding to a control characteristic ( 54 . 56 ), wherein the control characteristic in a programmable logic controller integrated in the frequency converter ( 32 ) is programmed.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the negative pressure setpoint is achieved by a setpoint generator ( 48 ) directly on the housing to that in the frequency converter ( 30 ) integrated programmable logic controller ( 32 ) is continuously adjusted and that the control characteristic ( 54 . 56 ) is automatically calculated in real time.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the vacuum pump ( 12 ) according to the control characteristic ( 54 . 56 ) is turned on at a predetermined lower limit in the range 5% to 15%, preferably 10% (standard mode) or in a range of 25% to 15%, preferably 20% (boost mode) below the negative pressure setpoint.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the vacuum pump ( 12 ) is operated in standard mode at a controlled speed, preferably in the range of 50 Hz, that the vacuum pump ( 12 ) is operated in the boost mode with a preferably 20% or higher speed preferably in the range of 60 Hz or higher and that the speed is reduced upon reaching the vacuum setpoint or nominal vacuum to the reduced speed in the range of 45 Hz.

Method for operating a vacuum pump ( 12 ) such as screw rotor vacuum pump or rotary vacuum pump for conveying air and / or waste water in a vacuum-drainage system, wherein the vacuum pump ( 12 ) with a drive ( 22 ) whose speed is controlled by means of a frequency converter ( 30 ) is controlled, wherein the vacuum pump ( 12 ) is switched on when a negative pressure in an intake pipe ( 24 ) of the vacuum pump ( 12 ) falls below a predetermined limit value, characterized in that the torque of the vacuum pump ( 12 ) is monitored in real time, that when a torque limit value is exceeded in a defined period, the frequency converter speed control is switched off and that for the vacuum pump ( 12 ) a reversal of rotation is initiated in order to eliminate a possible blockage.

Method according to claim 9, characterized in that the vacuum pump ( 12 ) controlled at a low speed of preferably 10 Hz for a period of preferably 1 s is reduced or preferably by two revolutions.

A method according to claim 9 or 10, characterized in that the controlled reverse rotation is repeated, increasing a test counter after each test, starting the frequency converter speed control and monitoring the torque again, and resetting the test counter if the negative pressure setpoint is not exceeded or the vacuum pump is shut down if the blockage could not be cleared after a preset number of attempts.

Vacuum pump arrangement, comprising one with a drive ( 22 ) coupled vacuum pump ( 12 ), in particular for use in vacuum drainage systems, wherein the pump is a pump housing ( 16 ) with an inlet ( 18 ), an outlet ( 20 ) and a rotor provided inside the housing such as a screw rotor ( 14 ) or piston is designed as a rotary piston, which with a drive ( 22 ) and wherein the drive is connected to a drive controller ( 28 ) is controllable, characterized in that the drive controller ( 28 ) with a pressure sensor ( 40 ) for measuring a vacuum actual value in an intake pipe ( 24 ) and that the drive control ( 28 ) is formed, the speed of the vacuum pump ( 12 ) depending on the continuous in the intake ( 24 ), in which case when the negative pressure actual value reaches a negative pressure setpoint, the rotational speed is regulated to a reduced rotational speed and the vacuum pump ( 12 ) is driven after reaching the negative pressure setpoint during a follow-up time at the reduced speed and then turned off.

Vacuum pump arrangement according to claim 12, characterized in that the drive controller ( 28 ) a frequency converter ( 30 ) with integrated programmable logic controller ( 32 ) and that in the programmable logic controller ( 30 ) Control characteristics ( 54 . 56 ) are implemented for the speed control.

Vacuum pump arrangement according to claim 12 or 13, characterized in that the programmable logic controller ( 32 ) with a setpoint generator ( 48 ) is connected, via which the vacuum setpoint is continuously adjustable at any time, with the control automatically adapts to the changed vacuum setpoint.

Vacuum pump arrangement according to claim 12 to 14, characterized in that the vacuum arrangement ( 10 ) is designed as a vacuum amplifier in a vacuum network or inside buildings.