JP2023127381A - Controller of vacuum pump and control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、真空ポンプの制御装置、及び、真空ポンプの制御方法に関する。 The present invention relates to a vacuum pump control device and a vacuum pump control method.
真空ポンプには、ロータをモータにより回転駆動してガスを排気するものがある。特許文献1に記載の真空ポンプでは、ロータシャフトの軸変位を検出し、検出した回数を積算し、積算回数が所定回数を超えた場合、あるいは積算回数が所定時間内で所定回数を超えた場合に警報を発することが記載されている。
Some vacuum pumps exhaust gas by rotating a rotor with a motor. In the vacuum pump described in
特許文献1に記載の真空ポンプによると、ロータシャフトの軸変位を検出した積算回数のみに基づいて警報を発しており、他の種類の異常については考慮されていない。このため、例えば、ロータシャフトの軸変位を検出した積算回数が所定回数を超えた一方で、他の種類の異常の発生回数は少ない場合に、真空ポンプが故障する可能性が低いにもかかわらず、警報を発してしまう。つまり、従来のポンプでは、本来は警報を発生する必要がない場合にも、警報が発生してしまう恐れがある。特に限定されないが、例えば、警報と同時に真空ポンプを停止させる構成においては、真空ポンプが故障する可能性が低いにもかかわらず、真空ポンプを停止させてしまうことになり、真空ポンプで排気される対象の装置の動作に支障をきたす恐れがある。また、このような真空ポンプが半導体製造装置に適用される場合においては、真空ポンプの不要な停止は製造ラインの停止といった大きな問題につながる。
According to the vacuum pump described in
本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、1種類の異常だけの発生回数によって誤って重大アラームを発生させてしまうことを防止することである。 The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and its purpose is to prevent a serious alarm from being erroneously generated due to the number of occurrences of only one type of abnormality.
本発明の一態様に係る制御装置は、ロータをモータにより回転駆動してガスを排気する真空ポンプの制御装置である。制御装置は、制御部を備える。制御部は、真空ポンプで発生した複数種類の異常のそれぞれの発生回数を計数し、複数種類の異常の発生回数がそれぞれ所定の閾値を超えた場合、重大アラームを発生させる。 A control device according to one aspect of the present invention is a control device for a vacuum pump that drives a rotor to rotate with a motor to exhaust gas. The control device includes a control section. The control unit counts the number of times each of the plurality of types of abnormalities occurs in the vacuum pump, and generates a serious alarm when the number of times each of the plurality of types of abnormalities occurs exceeds a predetermined threshold.
上記の制御装置では、真空ポンプで発生する複数種類の真空ポンプのそれぞれの異常の発生回数が所定の閾値を超えたときに、重大アラームを発生させる。つまり、重大アラームを発生させるか否かが、複数種類の異常のそれぞれの発生回数により決定されている。これにより、1種類の異常だけの発生回数が多く他の異常の発生回数が少なく真空ポンプが故障する可能性が低い場合に、誤って重大アラームを発生させることを防止できる。なお、重大アラームの発生とは、必ずしもユーザへの報知(表示や発音等)を要するものではなく、記憶部に記憶しておくのみであってもよい。 In the above-mentioned control device, a serious alarm is generated when the number of occurrences of abnormalities in each of the plurality of types of vacuum pumps exceeds a predetermined threshold value. In other words, whether or not to generate a serious alarm is determined based on the number of occurrences of each of the plurality of types of abnormalities. This makes it possible to prevent a serious alarm from being erroneously generated when the number of occurrences of only one type of abnormality is large and the number of occurrences of other abnormalities is small and the possibility of failure of the vacuum pump is low. Note that the occurrence of a serious alarm does not necessarily require notification to the user (by display, sound, etc.), and may simply be stored in the storage unit.
<真空ポンプの全体構成>
図1を用いて、真空ポンプ1を説明する。図1は、真空ポンプ1の構成を示す図である。真空ポンプ1は、ハウジング2と、ベース3と、ロータ4と、ステータ5と、制御装置6と、を含む。
<Overall configuration of vacuum pump>
A
ハウジング2は、第1端部11と、第2端部12と、第1内部空間SP1とを含む。第1端部11には吸気口13が設けられている。第1端部11は、排気対象(図示せず)に取り付けられる。第1内部空間SP1は、吸気口13に連通している。第2端部12は、ロータ4の軸線A1の延長方向において、第1端部11の反対に位置している。第2端部12は、ベース3に接続される。ベース3は、ベース端部14を含む。ベース端部14は、ハウジング2の第2端部12に接続される。
The
ロータ4は、シャフト21に接続されている。シャフト21は、軸線A1の延長方向に延びている。シャフト21は、ベース3に回転可能に収納されている。ロータ4は、複数段のロータ翼22と、ロータ円筒部23と、を含む。複数段のロータ翼22は、それぞれシャフト21に接続されている。複数のロータ翼22は、軸線A1の延長方向に互いに間隔をおいて配置されている。図示を省略するが、複数段のロータ翼22は、それぞれシャフト21を中心として放射状に延びている。なお、図面においては、複数段のロータ翼22の1つのみに符号が付されており、他のロータ翼22の符号は省略されている。ロータ円筒部23は、複数段のロータ翼22の下方に配置されている。ロータ円筒部23は、軸線A1の延長方向に延びている。
The
ステータ5は、複数段のステータ翼31と、ステータ円筒部32と、を含む。複数段のステータ翼31は、ハウジング2の内面に接続されている。複数段のステータ翼31は、軸線A1の延長方向において、互いに間隔をおいて配置されている。複数段のステータ翼31は、それぞれ複数段のロータ翼22の間に配置されている。図示を省略するが、複数段のステータ翼31は、それぞれシャフト21を中心として放射状に延びている。なお、図面においては、複数段のステータ翼31の2つのみに符号が付されており、他のステータ翼31の符号は省略されている。ステータ円筒部32は、ベース3に熱的に接触した状態で固定されている。ステータ円筒部32は、ロータ円筒部23の径方向において、わずかな隙間を空けてロータ円筒部23と向かい合って配置されている。ステータ円筒部32の内周面には、らせん状溝が設けられている。
The
図1に示すように、ロータ円筒部23とステータ円筒部32の排気下流側の端部のさらに下流側には、第2内部空間SP2が形成されている。第2内部空間SP2には、取付対象から排気されたガスが排気される。第2内部空間SP2は、排気口16に連通している。排気口16は、ベース3に設けられる。排気口16には、他の真空ポンプ(図示せず)が接続される。
As shown in FIG. 1, a second internal space SP2 is formed further downstream of the end portions of the rotor
制御装置6は、ベース3の下部に設けられた筐体33の内部に収納され、真空ポンプ1を制御する。また、制御装置6は、後述する変位センサ44A~44Cにて測定されたシャフト21の浮上位置、電流値測定装置にて測定されたモータ42に供給される電流値、回転数センサ43にて測定されたロータ4の回転数が正常値の範囲にない場合に、真空ポンプ1にて異常が発生したことを通知するアラーム又はウォーニングを発生させる。制御装置6は、CPU、ROMなどの記憶装置、各種インタフェース等を備えるコンピュータシステムである。
The
制御装置6には、操作装置7が接続されている。操作装置7は、真空ポンプ1の制御に関する各種情報を入力するための装置である。また、操作装置7は、真空ポンプ1に関する各種情報を表示するためのディスプレイを備えていてもよい。操作装置7は、例えば、入力装置と、ディスプレイと、を備える操作盤である。入力装置は、例えば、キーボード、ボタンなどを備える装置、及び/又は、タッチパネルなどのユーザの操作により各種情報を入力できる装置である。その他、操作装置7は、パーソナルコンピュータ、タブレット端末、携帯端末などの端末であってもよい。
An
真空ポンプ1は、複数の軸受41A~41Eと、モータ42と、回転数センサ43を含む。複数の軸受41A~41Eは、ベース3のシャフト21を収納した位置に取り付けられている。複数の軸受41A~41Eは、ロータ4を回転可能に支持する。軸受41A、41Eは、例えば、ボールベアリングである。一方、他の軸受41B~41Dは、磁気軸受である。磁気軸受である軸受41B~41Dは、それぞれ、軸受電磁石と変位センサ44A~44C(図2)とを備えおり、変位センサ44A~44Cによりシャフト21の浮上位置等が検出される。
The
モータ42は、ロータ4を回転駆動する。モータ42は、モータロータ42Aとモータステータ42Bとを含む。モータロータ42Aは、シャフト21に取り付けられている。モータステータ42Bは、ベース3に取り付けられている。モータステータ42Bは、モータロータ42Aと向かい合って配置されている。モータ42には、モータ42に供給される電流値を測定するモータ電流測定装置45(図2)が接続されている。回転数センサ43は、シャフト21(すなわち、ロータ4)の回転数を測定する。
The
ベース3の外壁には、ベース3の温度を制御するためのヒータ51および不図示の冷却水配管が設けられている。ベース3の温度は温度センサ52によって検出される。温度センサ52によって検出された温度に基づいて、ヒータ51によるベース3の加熱と冷却水配管を流れる冷却水による冷却とのバランスにより、ベース3の温度が制御される。また、ヒータ51には、ヒータ51に供給される電流を測定するヒータ電流測定装置53(図2)が接続されている。
The outer wall of the
真空ポンプ1では、複数段のロータ翼22と複数段のステータ翼31とは、ターボ分子ポンプ部を構成する。また、ロータ円筒部23とステータ円筒部32とは、ネジ溝ポンプ部を構成する。真空ポンプ1では、モータ42によってロータ4が回転することで、吸気口13から第1内部空間SP1へガスが流入する。第1内部空間SP1のガスは、ターボ分子ポンプ部とネジ溝ポンプ部を通過して、第2内部空間SP2に排気される。第2内部空間SP2のガスは、排気口16から排気される。この結果、吸気口13に取り付けられた取付対象の内部が、高真空状態となる。
In the
<制御装置の構成>
図2を用いて、制御装置6の構成を説明する。図2は、制御装置6の構成を示す図である。制御装置6は、記憶部61と、制御部62と、を有する。記憶部61は、制御装置6を構成する記憶装置に設けられた記憶領域の一部又は全部である。記憶部61は、真空ポンプ1に関する各種パラメータ、真空ポンプ1を制御するためのプログラム等を記憶する。具体的には、記憶部61は、異常発生条件CONと、重大アラーム条件RCOと、重大アラーム発生履歴AHと、解除パスワードPWを記憶している。異常発生条件CONは、真空ポンプ1に異常が発生したと決定するための条件を定める。
<Configuration of control device>
The configuration of the
具体的には、異常発生条件CONは、回転数センサ43にて測定されたロータ4の回転数が所定の回転数以下となったときに、ロータ4の回転数の異常が発生していることを定める。この回転数の異常は、真空ポンプ1の負荷に関する異常であり、真空ポンプ1が過負荷状態であることを示している。「過負荷状態」とは、ロータ4を決められた回転数まで回転するために必要なモータ42のトルクが通常よりも過大となっている状態を意味する。真空ポンプ1が過負荷状態であることは、例えば、真空ポンプ1の内部に生成物が多く堆積している状態であることを示している。この状態が長期間継続すると、堆積した生成物が真空ポンプ1のロータ翼22に接触してロータ翼22を破損する故障が発生する可能性がある。
Specifically, the abnormality occurrence condition CON is that an abnormality in the rotation speed of the
異常発生条件CONは、変位センサ44A~44Cにて測定されたシャフト21の位置が所定の変動幅以上で変動しているとき、又は、シャフト21の位置が軸線A1から所定の範囲でずれているときに、シャフト21(ロータ4)の位置に異常が発生していることを定める。シャフト21の位置の異常は、真空ポンプ1の振動に関する異常であり、真空ポンプ1が振動している状態であることを意味する。真空ポンプ1に振動が生じている場合、例えば、真空ポンプ1のロータ翼22が他の部品(例えば、ステータ翼31)などに接触する可能性がある。この結果、真空ポンプ1に振動が生じていると、ロータ翼22(及びステータ翼31)が破損する可能性がある。また、真空ポンプ1に振動が生じていることは、例えば、真空ポンプ1のロータ4に生成物が多く堆積している状態であることを示している可能性がある。これは。生成物の堆積によりロータ4のバランスが崩れることに起因する。
The abnormality occurrence condition CON is when the position of the
異常発生条件CONは、モータ電流測定装置45にて測定されたモータ42の電流値が所定の値以上となったときに、モータ42の電流値に異常が発生していることを定める。このモータ42の電流の異常は、モータ42が過大なトルクを発生した状態で動作していることを示している。すなわち、モータ42の電流の異常は、真空ポンプ1の負荷に関する異常であり、真空ポンプ1が過負荷状態であることを示している。真空ポンプ1が過負荷状態であることは、例えば、真空ポンプ1の内部に生成物が多く堆積している状態であることを示している。
The abnormality occurrence condition CON determines that an abnormality has occurred in the current value of the
異常発生条件CONは、温度センサ52にて測定されたベース3の温度が所定の温度以下であり、及び/又は、ヒータ電流測定装置53にて測定されたヒータ51の電流値が所定の値以下であるときに、真空ポンプ1の温度に関する異常が発生していることを定める。真空ポンプ1の温度に関する異常は、真空ポンプ1の温度調節が適切にできていない状態を示している。真空ポンプ1の温度調節が適切にできていないと、真空ポンプ1の内部に生成物が堆積し、この生成物がロータ翼22に接触してロータ翼22が破損する可能性がある。温度に関する異常は、例えば、ヒータ51の断線、温度センサ52の故障などに起因することが多い。また、真空ポンプ1の温度が所定の値以上となったときには、サーマルスイッチ(図示せず)により、ヒータ51への電力供給を停止する。
The abnormality occurrence condition CON is that the temperature of the
異常発生カウンタCNTは、上記の異常の発生回数を表す情報である。具体的には、異常発生カウンタCNTは、上記の複数種類の異常(負荷に関する異常、温度に関する異常、振動に関する異常)のそれぞれの発生回数を表す。 The abnormality occurrence counter CNT is information representing the number of times the above abnormality has occurred. Specifically, the abnormality occurrence counter CNT represents the number of occurrences of each of the plurality of types of abnormalities (load-related abnormalities, temperature-related abnormalities, and vibration-related abnormalities).
重大アラーム条件RCOは、真空ポンプ1の動作モードを動作制限モードに移行させるためのアラーム(重大アラームと呼ぶ)を発生させる条件を定める。動作制限モードは、重大アラームが発生して真空ポンプが1停止した後に真空ポンプ1を再起動させたときに、真空ポンプの動作を通常時よりも制限する動作モードをいう。重大アラーム条件RCOは、上記の複数種類の異常のそれぞれが何回発生した時に重大アラームを発生させるかを記憶する。具体的には、重大アラーム条件RCOは、例えば、振動に関する異常が第1閾値以上発生し、かつ、負荷に関する異常が第2閾値以上発生し、かつ、温度に関する異常が第3閾値以上発生したときに、重大アラームを発生させることを定める。
The critical alarm condition RCO defines a condition for generating an alarm (referred to as a critical alarm) for shifting the operation mode of the
ユーザは、操作装置7を用いて、重大アラーム条件RCOに含まれる上記の第1閾値~第3閾値を任意に変更可能である。また、ユーザは、操作装置7を用いて、複数種類(3種類)の異常(負荷に関する異常、温度に関する異常、振動に関する異常)の中から、重大アラーム条件RCOに含める2種類以上の異常を任意に選択できる。これにより、重大アラームの発生条件を、真空ポンプ1を使用する環境に応じて最適になるよう設定できる。
Using the
重大アラーム発生履歴AHは、重大アラームが発生しているか否かを示す情報である。重大アラーム発生履歴AHは、例えば、重大アラームが発生している場合に「1」との値、重大アラームが発生していない場合に「0」となるフラグ情報とできる。解除パスワードPWは、発生した重大アラームを解除するためのパスワードである。 The serious alarm occurrence history AH is information indicating whether or not a serious alarm has occurred. The serious alarm occurrence history AH can be, for example, flag information that has a value of "1" when a serious alarm has occurred, and has a value of "0" when no serious alarm has occurred. The release password PW is a password for releasing the serious alarm that has occurred.
制御部62は、制御装置6を構成するCPUと各種インタフェースにより構成されるハードウェア部分であり、真空ポンプ1の制御を実行する。制御部62は、真空ポンプ1の制御に関する機能を、記憶部61に記憶されたプログラムを実行することにより実現する。また、一部の機能は、制御部62に含まれるハードウェアにより実現されてもよい。
The control unit 62 is a hardware part configured by a CPU and various interfaces that configure the
<真空ポンプの動作>
以下、図3を用いて、真空ポンプ1の動作を説明する。図3は、真空ポンプ1の動作を示すフローチャートである。図3に示す真空ポンプ1の動作は、真空ポンプ1の起動前に重大アラームが発生しておらず、真空ポンプ1の動作モードが動作制限モードとなっていない場合の動作である。この動作は、真空ポンプ1の制御装置6で実行される。
<Vacuum pump operation>
Hereinafter, the operation of the
真空ポンプ1が起動され動作が開始されると、制御部62が、真空ポンプ1の動作中に、回転数センサ43にて測定されたロータ4の回転数、変位センサ44A~44Cにて測定されたシャフト21の位置、モータ電流測定装置45にて測定されたモータ42の電流値、温度センサ52にて測定されたベース3の温度、及び、ヒータ電流測定装置53にて測定されたヒータ51の電流値、をそれぞれ取得する(ステップS1)。
When the
次に、制御部62が、ステップS1で取得したロータ4の回転数、シャフト21の位置、モータ42の電流値、ベース3の温度、及びヒータ51の電流値と、異常発生条件CONに示された異常発生の条件に該当するか否かを判断する。例えば、制御部62は、これらの測定値と、異常発生条件CONに示された各閾値とを比較する(ステップS2)。
Next, the control unit 62 uses the rotation speed of the
上記比較の結果、上記のいずれかのセンサの測定値が、異常発生条件CONに示された異常発生の条件に該当する場合、例えば、いずれかのセンサの測定値が閾値を超えている場合(ステップS2で「Yes」)、制御部62は、異常発生の条件と合致する測定値を示している項目(ロータ4の回転数、シャフト21の振動、モータ42の電流値、ベース3の温度、ヒータ51の電流値)に対応する種類の異常(真空ポンプ1の振動に関する異常、ロータ4の回転数に関する異常、真空ポンプ1の温度に関する異常)が発生したと判断する(ステップS3)。なお、異常が発生したと判断したときに、制御部62は、例えば、音を発する、操作装置7のディスプレイに異常が発生した旨の表示をするなどして、異常の発生を通知してもよい。
As a result of the above comparison, if the measured value of any of the above sensors corresponds to the abnormality occurrence condition indicated in the abnormality occurrence condition CON, for example, if the measured value of any of the sensors exceeds the threshold ( (“Yes” in step S2), the control unit 62 selects the items (rotational speed of the
一方、上記比較の結果、上記のいずれかのセンサの測定値が、異常発生条件CONに示された異常発生の条件に該当しない場合(ステップS2で「No」)、真空ポンプ1の動作は、ステップS1に戻る。すなわち、制御部62は、真空ポンプ1に異常が発生していないと判断し、真空ポンプ1の動作を継続する。
On the other hand, as a result of the above comparison, if the measured value of any of the above sensors does not correspond to the abnormality occurrence condition indicated in the abnormality occurrence condition CON (“No” in step S2), the operation of the
ステップS3で異常が発生したと判断した場合、制御部62は、異常発生カウンタCNTにおいて、ステップS3で発生したと判断した種類の異常の発生回数を1だけ増加させる(ステップS4)。 If it is determined in step S3 that an abnormality has occurred, the control unit 62 increases the number of occurrences of the type of abnormality determined to have occurred in step S3 by 1 in the abnormality occurrence counter CNT (step S4).
その後、制御部62は、異常発生カウンタCNTと重大アラーム条件RCOとを比較し、異常発生カウンタCNTに示された複数種類の異常のそれぞれの発生回数が、重大アラーム条件RCOに示された重大アラームの発生条件に該当しているか否かを判断する(ステップS5)。具体的には、例えば、異常発生カウンタCNTにおいて、振動に関する異常の発生回数が第1閾値以上であり、かつ、負荷に関する異常の発生回数が第2閾値以上であり、かつ、温度に関する異常の発生回数が第3閾値以上であるときに、制御部62は、複数種類の異常のそれぞれの発生回数が、重大アラーム条件RCOに示された重大アラームの発生条件に該当していると判断する。 After that, the control unit 62 compares the abnormality occurrence counter CNT and the serious alarm condition RCO, and the number of occurrences of each of the plurality of abnormalities indicated in the abnormality occurrence counter CNT is determined to be the serious alarm indicated in the serious alarm condition RCO. It is determined whether or not the occurrence condition is met (step S5). Specifically, for example, in the abnormality occurrence counter CNT, the number of occurrences of vibration-related abnormalities is greater than or equal to a first threshold, the number of occurrences of load-related abnormalities is greater than or equal to a second threshold, and the number of occurrences of temperature-related abnormalities is greater than or equal to a first threshold. When the number of occurrences is equal to or greater than the third threshold, the control unit 62 determines that the number of occurrences of each of the plurality of types of abnormalities corresponds to the serious alarm generation condition indicated in the serious alarm condition RCO.
複数種類の異常のそれぞれの発生回数が重大アラームの発生条件に該当している場合(ステップS5で「Yes」)、制御部62は、重大アラームが発生していると判断する(ステップS6)。なお、ステップS6で重大アラームが発生したと判断したときに、制御部62は、例えば、音を発する、操作装置7のディスプレイに重大アラームが発生した旨の表示をするなどして、重大アラームの発生を通知してもよい。
If the number of occurrences of each of the plurality of types of abnormalities corresponds to the serious alarm generation condition (“Yes” in step S5), the control unit 62 determines that a serious alarm has occurred (step S6). Note that when it is determined in step S6 that a serious alarm has occurred, the control unit 62 may, for example, emit a sound or display on the display of the
重大アラームが発生したと判断したとき、制御部62は、重大アラームが発生したことを記憶部61に記録する(ステップS7)。具体的には、制御部62は、記憶部61に記憶された重大アラーム発生履歴AHに、重大アラームが発生した旨を記録する。より具体的には、制御部62は、例えば、重大アラーム発生履歴AHに「1」との値を記録して、重大アラーム発生フラグが「ON」となったことを記録する。 When determining that a serious alarm has occurred, the control unit 62 records in the storage unit 61 that a serious alarm has occurred (step S7). Specifically, the control unit 62 records the fact that a serious alarm has occurred in the serious alarm occurrence history AH stored in the storage unit 61. More specifically, the control unit 62 records, for example, a value of "1" in the serious alarm occurrence history AH to record that the serious alarm occurrence flag has been turned "ON".
その後、制御部62は、保護動作として真空ポンプ1を停止させる(ステップS8)。なお、重大アラーム発生履歴AHに記録されている情報は、真空ポンプ1が停止して真空ポンプ1(制御装置6)の電源がOFFされてもリセットされない。すなわち、重大アラーム発生履歴AHは、記憶部61のうち、制御装置6の電力供給が絶たれても情報を保持できる記憶領域(例えば、HDD、SSD、EEPROMなどの不揮発メモリの記憶領域)に記憶されている。
After that, the control unit 62 stops the
上記のステップS1~S8を実行することにより、制御部62は、1種類の異常の発生回数だけでなく、複数種類の異常の発生回数のそれぞれが所定の閾値を超えたときに初めて重大アラームが発生したと判断できる。この結果、例えば、1種類の異常だけの発生回数が多く他の異常の発生回数が少ないために、真空ポンプ1が故障する可能性が低い場合に、誤って重大アラームが発生することを防止できる。
By executing steps S1 to S8 above, the control unit 62 issues a serious alarm only when not only the number of occurrences of one type of abnormality but also the number of occurrences of multiple types of abnormality exceeds a predetermined threshold. It can be determined that this has occurred. As a result, it is possible to prevent a serious alarm from being erroneously generated, for example, when the possibility that the
また、複数種類の異常の発生回数のそれぞれが所定の閾値を超えたときに重大アラームを発生させることで、ユーザに対して、真空ポンプ1の修理及び/又は交換を促すことができる。例えば、真空ポンプ1の振動に関する異常、ロータ4の回転数に関する異常、真空ポンプ1の温度に関する異常は、それぞれ、生成物の堆積との関係性が有るので、重大アラームが発生する場合には、生成物の堆積が過剰であることが推測でき、生成物を除去するオーバーホールを行うことが促される。
Further, by generating a serious alarm when each of the number of occurrences of a plurality of types of abnormalities exceeds a predetermined threshold value, it is possible to prompt the user to repair and/or replace the
<真空ポンプの起動動作>
次に、図4を用いて、真空ポンプ1の起動動作を説明する。図4は、真空ポンプ1の起動動作を示すフローチャートである。真空ポンプ1の電源がONされ、真空ポンプ1が起動を開始すると、制御部62が、記憶部61に記憶されている重大アラーム発生履歴AHに、今回の起動前に重大アラームが発生したことが示されているか否かを判断する(ステップS11)。具体的には、例えば、制御部62は、重大アラーム発生履歴AHの値が「1」となっており、重大アラーム発生フラグが「ON」となっているか否かを判断する。
<Vacuum pump startup operation>
Next, the starting operation of the
重大アラーム発生履歴AHが重大アラームの発生を示していない場合(ステップS11で「No」)、制御部62は、真空ポンプ1を通常の動作モードにて動作させる(ステップS12)。すなわち、制御部62は、上記にて説明したステップS1~S8を実行する。
If the serious alarm occurrence history AH does not indicate the occurrence of a serious alarm (“No” in step S11), the control unit 62 operates the
一方、重大アラーム発生履歴AHが重大アラームの発生を示している場合(ステップS11で「Yes」)、制御部62は、真空ポンプ1の動作モードが動作制限モードであると判断し、真空ポンプ1を動作制限モードで動作させる。
On the other hand, if the serious alarm occurrence history AH indicates the occurrence of a serious alarm ("Yes" in step S11), the control unit 62 determines that the operation mode of the
具体的には、制御部62は、まず、起動してから所定の時間だけ真空ポンプ1を動作させる(ステップS13)。例えば、真空ポンプ1により真空引きをする排気対象が半導体製造プロセスに用いられるチャンバである場合には、制御部62は、例えば、起動してから半導体製造プロセスが所定回数実行できる時間、真空ポンプ1を動作させる。制御部62は、例えば、起動してから2時間だけ真空ポンプ1を動作させる。
Specifically, the control unit 62 first operates the
真空ポンプ1を起動してから所定の時間だけ動作させた後、制御部62は、真空ポンプ1を停止させる(ステップS14)。
After starting the
このように、真空ポンプ1の起動時に上記のステップS11~S14を実行することにより、制御部62は、真空ポンプ1の起動前に重大アラームが発生していた場合に、真空ポンプ1の動作モードを制限する動作制限モードに移行させて、真空ポンプ1が通常動作して故障に至ることを防止できる。また、動作制限モードにおいて、所定の時間だけ真空ポンプ1を動作させることで、真空ポンプ1の動作状態をチェックしつつ、真空ポンプ1を所定の時間だけ使用できる。
In this way, by executing steps S11 to S14 described above when starting the
<重大アラームの解除方法>
以下、重大アラームが発生したときに真空ポンプ1の修理/交換等を行った後に、重大アラームを解除する方法を説明する。重大アラームは、操作装置7を用いてユーザが専用のパスワードを入力することで解除できる。
<How to release a serious alarm>
Hereinafter, a method of canceling the serious alarm after repairing/replacing the
具体的には、操作装置7を用いてパスワードが入力されたときに、制御部62が、入力されたパスワードと記憶部61に記憶された解除パスワードPWとを比較する。この比較の結果、入力されたパスワードと解除パスワードPWとが一致していたときに、制御部62は、重大アラーム発生履歴AHに重大アラームが発生していないことを記録する。具体的には、例えば、重大アラーム発生履歴AHの値を「1」から「0」に変更し、重大アラーム発生フラグを「OFF」とする。
Specifically, when a password is input using the
このように、重大アラームの解除を専用のパスワードを用いて許可することにより、重大アラームが自由に解除されることを防止できる。この結果、真空ポンプ1が故障する可能性が高いときに、不用意に真空ポンプ1が動作することを防止できる。
In this way, by allowing the release of a serious alarm using a dedicated password, it is possible to prevent the serious alarm from being released freely. As a result, it is possible to prevent the
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various changes can be made without departing from the gist of the invention.
動作制限モードにおいて、真空ポンプ1の動作をどのように制限するかは、所定の時間だけ真空ポンプ1を動作可能とすることに限られず、真空ポンプ1の使用環境等に応じて適宜設定できる。
In the operation restriction mode, how the operation of the
上記の実施形態に係る真空ポンプ1において、ターボ分子ポンプ部は省略されてもよい。すなわち、真空ポンプ1は、ネジ溝ポンプであってもよい。
In the
上述した複数の例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。 It will be appreciated by those skilled in the art that the exemplary embodiments described above are specific examples of the following aspects.
(第1態様)制御装置は、ロータをモータにより回転駆動してガスを排気する真空ポンプの制御装置である。制御装置は、制御部を備える。制御部は、真空ポンプで発生した複数種類の異常のそれぞれの発生回数を計数し、複数種類の異常の発生回数がそれぞれ所定の閾値を超えた場合、重大アラームを発生させる。 (First aspect) The control device is a control device for a vacuum pump that drives a rotor to rotate with a motor to exhaust gas. The control device includes a control section. The control unit counts the number of times each of the plurality of types of abnormalities occurs in the vacuum pump, and generates a serious alarm when the number of times each of the plurality of types of abnormalities occurs exceeds a predetermined threshold.
第1態様に係る制御装置では、真空ポンプで発生する複数種類の真空ポンプのそれぞれの異常の発生回数が所定の閾値を超えたときに、重大アラームを発生させる。つまり、重大アラームを発生させるか否かが、複数種類の異常のそれぞれの発生回数により決定されている。これにより、1種類の異常だけの発生回数が多く他の種類の異常の発生回数が少なく真空ポンプが故障する可能性が低い場合に、誤って重大ラームが発生されることを防止できる。なお、重大アラームの発生とは、必ずしもユーザへの報知(表示や発音等)を要するものではなく、記憶部に記憶しておくのみであってもよい。 In the control device according to the first aspect, a serious alarm is generated when the number of occurrences of abnormalities in each of the plurality of types of vacuum pumps exceeds a predetermined threshold. In other words, whether or not to generate a serious alarm is determined based on the number of occurrences of each of the plurality of types of abnormalities. This makes it possible to prevent a serious alarm from being erroneously generated when the number of occurrences of only one type of abnormality is large and the number of occurrences of other types of abnormality is small and the possibility of failure of the vacuum pump is low. Note that the occurrence of a serious alarm does not necessarily require notification to the user (by display, sound, etc.), and may simply be stored in the storage unit.
(第2態様)第1態様に係る制御装置において、制御部は、複数種類の異常の発生回数がそれぞれ所定の閾値を超えた場合、真空ポンプの動作モードを、真空ポンプを停止後に再起動させたときに真空ポンプの動作を通常時よりも制限する動作制限モードに移行させる。 (Second Aspect) In the control device according to the first aspect, when the number of occurrences of the plurality of types of abnormalities each exceeds a predetermined threshold, the control unit changes the operation mode of the vacuum pump to restart the vacuum pump after stopping the vacuum pump. When this happens, the operation of the vacuum pump is shifted to an operation restriction mode in which the operation of the vacuum pump is restricted more than in normal times.
第2態様に係る制御装置では、真空ポンプで発生する複数種類の異常のそれぞれの発生回数が所定の閾値を超えたときに、真空ポンプの動作モードが動作制限モードに移行される。つまり、動作制限モードへ移行するか否かが、複数種類の異常のそれぞれの発生回数により決定されている。これにより、1種類の異常だけの発生回数が多く他の異常の発生回数が少なく真空ポンプが故障する可能性が低い場合に、誤って動作モードが動作制限モードに移行することを防止できる。 In the control device according to the second aspect, when the number of occurrences of each of the plurality of types of abnormalities occurring in the vacuum pump exceeds a predetermined threshold, the operation mode of the vacuum pump is shifted to the operation restriction mode. In other words, whether or not to shift to the operation restriction mode is determined based on the number of occurrences of each of the plurality of types of abnormalities. Thereby, when the number of occurrences of only one type of abnormality is large and the number of occurrences of other abnormalities is small and the possibility of failure of the vacuum pump is low, it is possible to prevent the operation mode from erroneously shifting to the operation restriction mode.
(第3態様)第2態様に係る制御装置において、制御部は、真空ポンプの動作モードが動作制限モードである場合、真空ポンプを、起動してから所定の時間だけ動作させた後に停止させてもよい。第2態様に係る制御装置では、真空ポンプの動作状態をチェックしつつ、真空ポンプを所定の時間だけ使用できる。 (Third Aspect) In the control device according to the second aspect, when the operation mode of the vacuum pump is the operation restriction mode, the control unit causes the vacuum pump to operate for a predetermined period of time after starting, and then to stop the vacuum pump. Good too. In the control device according to the second aspect, the vacuum pump can be used for a predetermined period of time while checking the operating state of the vacuum pump.
(第4態様)第2態様又は第3態様に係る制御装置において、制御装置は、記憶部をさらに備えてもよい。この場合、制御部は、重大アラームを発生させたときに、重大アラームが発生したことを示す重大アラーム発生履歴を記憶部に記憶し、真空ポンプを再起動したときに、重大アラーム発生履歴が重大アラームの発生を示している場合に、真空ポンプの動作モードが動作制限モードであると判断してもよい。第4態様に係る制御装置では、重大アラームが発生したときにそのことを記憶部に記憶することで、真空ポンプの再起動前に重大アラームが発生していたことを把握可能とし、再起動時に動作制限モードとして真空ポンプを動作させることができる。 (Fourth aspect) In the control device according to the second aspect or the third aspect, the control device may further include a storage unit. In this case, when the control unit generates a serious alarm, it stores in the storage unit a history of serious alarm occurrences indicating that a serious alarm has occurred, and when the vacuum pump is restarted, the history of occurrence of serious alarms indicates that a serious alarm has occurred. If the occurrence of an alarm is indicated, it may be determined that the operation mode of the vacuum pump is the operation restriction mode. In the control device according to the fourth aspect, when a serious alarm occurs, it is stored in the storage unit, so that it is possible to know that a serious alarm has occurred before restarting the vacuum pump, and when the vacuum pump is restarted, The vacuum pump can be operated in a limited operation mode.
(第5態様)第2態様~第4態様のいずれかに係る制御装置において、制御部は、専用のパスワードが入力されたときに、動作制限モードを解除してもよい。第5態様に係る制御装置では、重大アラームが自由に解除されることを防止して、真空ポンプが故障する可能性が高いときに不用意に真空ポンプ1が動作することを防止できる。
(Fifth Aspect) In the control device according to any of the second to fourth aspects, the control unit may cancel the operation restriction mode when a dedicated password is input. In the control device according to the fifth aspect, it is possible to prevent the critical alarm from being canceled freely and prevent the
(第6態様)第1態様~第5態様のいずれかに係る制御装置において、所定の閾値は、変更可能であってもよい。第6態様に係る制御装置では、重大アラームの発生条件(動作制限モードへの移行条件)を、真空ポンプを使用する環境に応じて最適になるよう設定できる。 (Sixth Aspect) In the control device according to any of the first to fifth aspects, the predetermined threshold value may be changeable. In the control device according to the sixth aspect, the conditions for generating a serious alarm (conditions for transition to operation restriction mode) can be set to be optimal according to the environment in which the vacuum pump is used.
(第7態様)第1態様~第6態様のいずれかに係る制御装置において、複数種類の異常は、真空ポンプの振動に関する異常、ロータの回転数に関する異常、真空ポンプの温度に関する異常から選択される少なくとも2つの異常であってもよい。第7態様に係る制御装置では、真空ポンプの故障につながる複数種類の異常の発生回数に基づいて、動作制限モードへの移行(重大アラームの発生)を適切に実行できる。例えば、真空ポンプの振動に関する異常、ロータの回転数に関する異常、真空ポンプの温度に関する異常は、それぞれ、生成物の堆積との関係性が有るので、重大アラームが発生する場合には、生成物の堆積が過剰であることが推測でき、生成物を除去するオーバーホールを行うことが促される。 (Seventh Aspect) In the control device according to any one of the first to sixth aspects, the plurality of types of abnormalities are selected from abnormalities related to vibration of the vacuum pump, abnormalities related to the rotational speed of the rotor, and abnormalities related to the temperature of the vacuum pump. There may be at least two abnormalities. In the control device according to the seventh aspect, it is possible to appropriately execute transition to the operation restriction mode (occurrence of a serious alarm) based on the number of occurrences of a plurality of types of abnormalities that lead to failure of the vacuum pump. For example, abnormalities related to vacuum pump vibration, rotor rotation speed, and vacuum pump temperature are all related to product accumulation, so if a serious alarm occurs, It can be assumed that there is excessive deposition, prompting an overhaul to remove the product.
(第8態様)第8態様に係る制御方法は、ロータをモータにより回転駆動してガスを排気する真空ポンプの制御方法である。制御方法は、真空ポンプで発生した複数種類の異常のそれぞれの発生回数を計数するステップと、複数種類の異常のそれぞれの発生回数が所定の閾値を超えた場合、重大アラームを発生させるステップと、を備える。 (Eighth Aspect) A control method according to an eighth aspect is a method for controlling a vacuum pump in which a rotor is rotationally driven by a motor to exhaust gas. The control method includes the steps of: counting the number of occurrences of each of the plurality of types of abnormalities occurring in the vacuum pump; and generating a serious alarm when the number of occurrences of each of the plurality of types of abnormalities exceeds a predetermined threshold; Equipped with
第8態様に係る制御方法では、真空ポンプで発生する複数種類の真空ポンプのそれぞれの異常の発生回数が所定の閾値を超えたときに、重大アラームを発生させる。つまり、重大アラームを発生させるか否かが、複数種類の異常の発生回数により決定されている。これにより、1種類の異常だけの発生回数が多く他の異常の発生回数が少ないために、真空ポンプが故障する可能性が低い場合に、誤って重大アラームを発生させることを防止できる。 In the control method according to the eighth aspect, a serious alarm is generated when the number of occurrences of abnormalities in each of the plurality of types of vacuum pumps exceeds a predetermined threshold. In other words, whether or not to generate a serious alarm is determined based on the number of occurrences of multiple types of abnormalities. Thereby, it is possible to prevent a serious alarm from being erroneously generated when there is a low possibility that the vacuum pump will fail because the number of occurrences of only one type of abnormality is large and the number of occurrences of other abnormalities is small.
上記では、種々の実施形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。また、各実施形態および変形例は、それぞれ単独で適用しても良いし、組み合わせて用いても良い。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。 Although various embodiments and modifications have been described above, the present invention is not limited to these embodiments. Moreover, each embodiment and modification may be applied individually, or may be used in combination. Other embodiments considered within the technical spirit of the present invention are also included within the scope of the present invention.
1 :真空ポンプ
2 :ハウジング
3 :ベース
4 :ロータ
5 :ステータ
6 :制御装置
7 :操作装置
11 :第1端部
12 :第2端部
13 :吸気口
14 :ベース端部
16 :排気口
21 :シャフト
22 :ロータ翼
23 :ロータ円筒部
31 :ステータ翼
32 :ステータ円筒部
33 :筐体
41A~41E :軸受
42 :モータ
42A :モータロータ
42B :モータステータ
43 :回転数センサ
44A~44C :変位センサ
45 :モータ電流測定装置
51 :ヒータ
52 :温度センサ
53 :ヒータ電流測定装置
61 :記憶部
62 :制御部
AH :重大アラーム発生履歴
CNT :異常発生カウンタ
CON :異常発生条件
PW :解除パスワード
RCO :重大アラーム条件
SP1 :第1内部空間
SP2 :第2内部空間
1: Vacuum pump 2: Housing 3: Base 4: Rotor 5: Stator 6: Control device 7: Operating device 11: First end 12: Second end 13: Intake port 14: Base end 16: Exhaust port 21 : Shaft 22 : Rotor blade 23 : Rotor cylindrical part 31 : Stator blade 32 : Stator cylindrical part 33 :
Claims (8)
制御部を備え、
前記制御部は、
前記真空ポンプで発生した複数種類の異常のそれぞれの発生回数を計数し、
複数種類の異常の発生回数がそれぞれ所定の閾値を超えた場合、重大アラームを発生させる、
制御装置。 A control device for a vacuum pump that exhausts gas by rotationally driving a rotor with a motor,
Equipped with a control unit,
The control unit includes:
Counting the number of occurrences of each of the plurality of types of abnormalities that occurred in the vacuum pump,
If the number of occurrences of multiple types of abnormalities each exceeds a predetermined threshold, a serious alarm will be generated.
Control device.
請求項1に記載の制御装置。 When the number of occurrences of each of the plurality of types of abnormalities exceeds a predetermined threshold, the control unit changes the operation mode of the vacuum pump to a normal mode when the vacuum pump is restarted after being stopped. Shift to operation restriction mode that is more restrictive than
The control device according to claim 1.
前記制御部は、
前記重大アラームを発生させたときに、前記重大アラームが発生したことを示す重大アラーム発生履歴を前記記憶部に記憶し、
前記真空ポンプを再起動したときに、前記重大アラーム発生履歴が前記重大アラームの発生を示している場合に、前記真空ポンプの動作モードが前記動作制限モードであると判断する、
請求項2または3に記載の制御装置。 Further equipped with a storage section,
The control unit includes:
When the serious alarm is generated, storing a serious alarm occurrence history indicating that the serious alarm has occurred in the storage unit;
determining that the operation mode of the vacuum pump is the operation restriction mode if the serious alarm occurrence history indicates the occurrence of the serious alarm when the vacuum pump is restarted;
The control device according to claim 2 or 3.
前記真空ポンプで発生した複数種類の異常のそれぞれの発生回数を計数するステップと、
複数種類の異常の発生回数がそれぞれ所定の閾値を超えた場合、重大アラームを発生させるステップと、
を備える、制御方法。 A method for controlling a vacuum pump that exhausts gas by rotationally driving a rotor with a motor, the method comprising:
counting the number of occurrences of each of the plurality of types of abnormalities occurring in the vacuum pump;
generating a serious alarm when the number of occurrences of the plurality of types of abnormalities each exceeds a predetermined threshold;
A control method comprising:
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