JP4478462B2 - 真空ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、ポンプユニットと、該ポンプユニットから空間的に離されて配置された操作ユニットとを備えた真空ポンプおよび真空ポンプを制御するための方法に関する。

真空ポンプを備えた多数の設備では、ポンプ集合体を有するポンプユニットと、このポンプユニットを操作するための操作ユニットとが、空間的に互いに分離されて配置されている。これらの設備に対する例は、板ガラスコーティング設備、クリーンルーム設備、ガラス繊維製作設備、受像管製造設備、素粒子加速器等である。操作ユニットとポンプユニットとの間の接続は電気的なデータ・制御線路から成っている。このデータ・制御線路によって、制御・コントロール信号がポンプユニットと操作ユニットとの間で伝送される。しかし、電気的なデータ線路は、特に線路長さが大きい場合に、誘導される妨害パルスに対して敏感となる。さらに、制御・データ線路は、場合によっては、壁を貫く、シールすることが難しい線路貫通案内を要求する。ポンプの運動時には、信号が長い垂下線路および／または摺動接点を介して伝送されなければならない。

本発明の課題は、真空ポンプにおいて、操作ユニットとポンプユニットとの間の制御・コントロール信号の伝送を改善することである。

この課題は、本発明によれば、請求項１もしくは８の特徴によって解決される。

本発明による真空ポンプでは、ポンプユニットと操作ユニットとが、両方向での制御・運転データの無線式の連続的な送信および受信のためのそれぞれ１つの送受信モジュールを有している。ポンプユニットと操作ユニットとは専ら無線式に互いに接続されている。すなわち、もはや電気的な制御線路は操作ユニットとポンプユニットとの間に設けられていない。真空ポンプの取付け時には、もはや線路が敷設される必要がない。線路の省略によって、妨害信号の誘導が実際に排除されている。線路を貫通案内するための壁抜きも同じく不要となる。こうして、真空ポンプの取付けが著しく簡単となる。さらに、操作ユニットとポンプユニットとの間のデータ接続の妨害の受けやすさが減じられる。

有利な構成によれば、ポンプユニットが、ポンプ制御装置と、ポンプユニット送受信モジュールを連続的に監視するための監視モジュールとを有している。ポンプ制御装置は、監視モジュールが、ポンプユニットによって操作ユニットに連続的に送信されたコントロール信号の連続的な受信の中断を確認する場合に、ポンプ集合体を安全運転状態に切り換える。操作ユニットとポンプユニットとの間の連続的な伝送が中断されるやいなや、ポンプ制御装置によって、ポンプ集合体が安全運転状態に切り換えられる。これによって、無線式の伝送の妨害時にポンプ集合体が即座に安全な運転状態にもたらされる。この運転状態では、人または接続された生産設備を危険にさらすことが排除されているかもしくはポンプ集合体の破壊を回避することができる。

無線式の送受信運転の監視は連続的に、すなわち、最大で数秒の狭い時間的なパターンで行われる。

操作ユニットも監視モジュールを有しており、この監視モジュールが送受信モジュールの受信を連続的に監視し、エラーなしの受信が確認される限り、コントロール信号をポンプユニットに連続的に送信させると有利である。ポンプ集合体の監視モジュールが正確なコントロール信号を受信しない場合には、監視モジュールが安全運転状態信号をポンプ制御装置に送信する。こうして、ポンプユニットと操作ユニットとの間ならびに操作ユニットとポンプユニットとの間の伝送が中断されない場合にしか、コントロール信号をポンプユニットで受信することができず、ポンプ集合体がノーマル運転で作動することが確保される。伝送が何らかの箇所で中断されるやいなや、もはやコントロール信号はポンプユニットによって受信されず、その結果、即座にポンプ集合体が安全運転状態に切り換えられる。

有利な構成によれば、送受信モジュールが無線モジュールとして形成されており、この無線モジュールによって、ポンプユニットと操作ユニットとの間に無線式の無線接続が形成される。無線式の無線接続の利点は、この無線接続を壁を貫いてかつ／または大きな距離にわたって行うこともできることにある。こうして、大きな敷地で問題なく複数の真空ポンプを互いに無関係に制御しかつコントロールすることができる。

択一的には、送受信モジュールが無線式の赤外線モジュールとして形成されていてもよく、この赤外線モジュールによって、無線式のデータ接続が実現されている。このような形式の光学的なデータ伝送は、作業電流が高い場合に急勾配の電流・電圧フランクによって、該当する設備に生ぜしめられ得るような誘導される信号に対して完全に妨害を受けにくくなっている。

ポンプユニットまたは操作ユニットが無線電話モジュールを有していると有利である。この無線電話モジュールによって、ポンプおよび／または操作ユニットを、離された保守センタからコントロールする可能性が提供される。こうして、保守センタからエラー分析を行うことができ、真空ポンプを制御するための新たなパラメータまたは真空ポンプを制御するための運転命令を伝送することができる。

有利な構成によれば、ポンプユニットまたは操作ユニットが現在位置測定モジュールを有している。ＧＰＳモジュールは、種々異なる静止航行衛星の無線信号を受信しかつ静止航行衛星自身の位置を測定するために評価する受信器である。現在位置測定モジュールは、その正確な現在位置に関する情報信号を提供する。現在位置信号の読出しによって、操作ユニットもしくはポンプユニットのその都度の位置を測定することができる。

ポンプユニットと操作ユニットとを両方向でかつ専ら無線式に互いに接続して、ポンプ集合体を備えたポンプユニットと、このポンプユニットから空間的に離されて配置された操作ユニットとを備えた真空ポンプを制御するための本発明による方法によれば、以下の方法ステップ：すなわち、
−ポンプユニットから操作ユニットへの連続的な送信および逆に操作ユニットからポンプユニットへの連続的な送信、
−ポンプユニットおよび操作ユニットでの受信の連続的な監視、
−ポンプユニットおよび／または操作ユニットでの連続的な受信の中断を確認した場合における安全運転状態でのポンプ集合体の運転、
が設けられている。

両方向での無線式の伝送の連続的な監視によって、両伝送方向の一方での無線式の伝送中の短時間の妨害時でさえ、ポンプ集合体が即座に安全運転状態に切り換えられることが確保される。この安全運転状態では、特に中断された伝送のため、臨界的な運転データまたは重要な制御命令を備えた制御データが伝送されない場合のポンプ集合体による危害、破壊または損害が排除される。

有利な実施態様によれば、本発明による方法は、以下の方法ステップ：すなわち、
−操作ユニットでのエラーなしの受信を確認した限りにおける操作ユニットからポンプユニットへのコントロール信号の連続的な送信、
−ポンプユニットでのコントロール信号の受信の連続的な監視、
−コントロール信号を受信しない場合における安全運転状態でのポンプ集合体の運転、
を有している。

操作ユニットの連続的なコントロール信号の導入によって、両伝送方向でのポンプユニットと操作ユニットとの間の無線式の接続の連続的な検査を簡単に保証する簡単な方法が提供される。

以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。

図１には、真空ポンプ１０が示してある。この真空ポンプ１０は、主として、ポンプ集合体１６を備えたポンプユニット１４と、操作ユニット１２とから成っている。この操作ユニット１２とポンプユニット１４とは空間的に互いに分離されて配置されており、たとえば、操作ユニットは制御センタに配置されており、ポンプユニットは生産場所もしくは使用場所に配置されている。

ポンプユニット１４はポンプ集合体１６以外にコントロールモジュール１８を有している。このコントロールモジュール１８によって、ポンプ集合体１６の制御と残りのモジュールの制御とが行われる。さらに、ポンプユニット１４は送受信モジュール２０を有している。この送受信モジュール２０は無線モジュールとして形成されている。さらに、ポンプユニット１４は、制御線路を介してコントロールモジュール１８に接続されたコネクタ２４を有している。無線制御の故障の事例では、このコネクタ２４を介してポンプユニット１４を、制御線路に接続された操作機器（図示せず）を介して制御しかつ保守することもできる。

操作ユニット１２は、制御・運転データを表示するための表示器３２を有している。操作ユニット１２も同じくコントロールモジュール２８を有している。このコントロールモジュール２８によって、操作ユニット１２の全てのモジュールおよびユニットが制御される。操作ユニット１２は制御キー３０を有している。この制御キー３０によって、相応のデータ入力をマニュアル式に行うことができる。さらに、操作ユニット１２は送受信モジュール２２を有している。この送受信モジュール２２は無線モジュールとして形成されていて、ポンプユニット１４の送受信モジュール２０と同じ周波数で作業する。両送受信モジュールはブルートゥース規格または無線ＬＡＮ ＩＥＥＥ ８０２．１１規格または別の規格により作業する。

さらに、操作ユニット１２は無線電話モジュール３４を有している。この無線電話モジュール３４も同じくコントロールモジュール２８に接続されている。無線電話モジュール３４はＧＳＭ規格により作業するものの、ＨＤＣＳＤ規格、ＧＰＲＳ規格、ＵＭＴＳ規格または別の無線電話規格により作業することもできる。

ポンプユニット１４は現在位置測定モジュール２６を有している。この現在位置測定モジュール２６は連続的にまたは要求によりモジュール２６の現在位置ひいてはポンプユニット１４の現在位置をコントロールモジュール１８に報知する。現在位置測定モジュール２６はＧＰＳ受信器として形成されているものの、別の形式で現在位置を測定することもできる。

両送受信モジュール２０，２２によって、操作ユニット１２によるポンプユニット１４の制御およびコントロールが無線式に行われる。ポンプユニット１４で検出された運転データがコントロールモジュール１８と送受信モジュール２０とを介して操作ユニット１２に送信されるだけでなく、相応の制御信号または要求信号も操作ユニット１２のコントロールモジュール２８から送受信モジュール２２を介してポンプユニット１４に送信される。

さらに、保守センタ（図示せず）から無線電話モジュール３４に電話をかけることができ、これによって、相応の保守・制御データが操作ユニット１２によって受信されるかもしくは操作ユニット１２に送信され、場合によっては、この操作ユニット１２が保守・制御データをポンプユニット１４に引き続き送信する。

操作ユニット１２とポンプユニット１４との間の無線式の接続は両方向で連続的に、すなわち、最大で数秒の時間パターンで検査される。このことは、制御データまたは運転データがポンプユニット１４と操作ユニット１２との間で決して交換されない場合にも行われる。このためには、操作ユニット１２がそのコントロールモジュール２８に監視モジュール４４を有している。この監視モジュール４４は操作ユニット１２の送受信モジュール２２に接続されている。ポンプユニット１４もやはりそのコントロールモジュールに同じく監視モジュール４２と、ポンプ制御装置４０とを有している。

ポンプユニット１４の監視モジュール４２はポンプユニット１４の送受信モジュール２０に多くとも数秒の間隔を置いて規則的に存在信号を送出させる。この存在信号は操作ユニット１２の送受信モジュール２２によって受信され、監視モジュール４４に伝送される。この監視モジュール４４は、受信された存在信号を評価し、送受信モジュール２２にコントロール信号を送信させる。このコントロール信号はポンプユニットの送受信モジュール２０によって受信され、評価のために監視モジュール４２に引き渡される。コントロール信号は監視モジュール４２で評価される。コントロール信号が、規定された時間窓の内部に到達した事例では、新たな評価信号が送出される。

コントロール信号が、予め規定された時間窓内に到達していないかまたはコントロール信号が決して到達しない事例では、監視モジュール４２が相応の信号をポンプ制御装置４０に送信する。このポンプ制御装置４０はポンプ集合体１６を即座に安全運転状態にもたらす。すなわち、一般的には、ポンプ集合体１６が低い回転数に低下するかまたは完全に停止する。

両方向での操作ユニット１２とポンプユニット１４との間の無線式の接続の連続的な検査によって、伝送の妨害時には、ポンプ集合体が即座に安全運転状態にもたらされることによって、ポンプ集合体の誤機能が予防されることが確保される。真空ポンプでは、このことは、特に真空ポンプが一般的に敏感なプロセス、たとえばチップ生産における真空の形成、受像管の排気または真空で行われる別の生産プロセスおよび実験に使用されるので有利である。

ポンプユニットと操作ユニットとを有する真空ポンプを示す図である。

符号の説明

１０ 真空ポンプ、 １２ 操作ユニット、 １４ ポンプユニット、 １６ ポンプ集合体、 １８ コントロールモジュール、 ２０ 送受信モジュール、 ２２ 送受信モジュール、 ２４ コネクタ、 ２６ 現在位置測定モジュール、 ２８ コントロールモジュール、 ３０ 制御キー、 ３２ 表示器、 ３４ 無線電話モジュール、 ４０ ポンプ制御装置、 ４２ 監視モジュール、 ４４ 監視モジュール

Claims (8)

1. 真空ポンプであって、ポンプ集合体（１６）を備えたポンプユニット（１４）と、操作ユニット（１２）とが設けられており、該操作ユニット（１２）が、ポンプユニット（１４）を制御するために該ポンプユニット（１４）に接続されていて、該ポンプユニット（１４）から空間的に離されて配置されており、ポンプユニット（１４）と操作ユニット（１２）とが、制御・運転データの両方向の無線式の送信および受信のためのそれぞれ１つの送受信モジュール（２０，２２）を有しており、ポンプユニット（１４）と操作ユニット（１２）とが、専ら無線式に互いに接続されている形式のものにおいて、ポンプユニット（１４）が、ポンプ制御装置（４０）と、制御データまたは運転データをポンプユニット（１４）と操作ユニット（１２）との間で交換しない場合にも、送受信モジュール（２０）を連続的に監視するための監視モジュール（４２）とを有しており、該監視モジュール（４２）が、送受信モジュール（２０）に多くとも数秒の間隔を置いて規則的に存在信号を送出しており、監視モジュール（４２）が、操作ユニット送受信モジュール（２２）によって連続的に送信されたコントロール信号の受信の中断を報知する場合に、ポンプ制御装置（４０）が、ポンプ集合体（１６）を安全運転状態に切り換えるようになっていることを特徴とする、真空ポンプ。
2. 操作ユニット（１２）が、監視モジュール（４４）を有しており、該監視モジュール（４４）が、送受信モジュール（２２）の受信を連続的に監視するようになっていて、エラーなしの受信が確認される場合に、コントロール信号をポンプユニット（１４）に連続的に送信させるようになっている、請求項１記載の真空ポンプ。
3. 送受信モジュール（２０，２２）が、無線モジュールであり、該無線モジュールによって、ポンプユニット（１４）と操作ユニット（１２）との間に無線接続が形成されるようになっている、請求項１または２記載の真空ポンプ。
4. 送受信モジュールが、赤外線モジュールであり、該赤外線モジュールによって、ポンプユニット（１４）と操作ユニット（１２）との間に赤外線接続が形成されるようになっている、請求項１または２記載の真空ポンプ。
5. ポンプユニット（１４）または操作ユニット（１２）が、無線電話モジュール（３４）を有している、請求項１から４までのいずれか１項記載の真空ポンプ。
6. ポンプユニット（１４）または操作ユニット（１２）が、現在位置測定モジュール（２６）を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載の真空ポンプ。
7. ポンプ集合体（１６）を備えたポンプユニット（１４）と、該ポンプユニット（１４）から空間的に離されて配置された操作ユニット（１２）とを備えた真空ポンプ（１０）を制御するための方法であって、この場合、ポンプユニット（１４）と操作ユニット（１２）とを両方向でかつ専ら無線式に互いに接続して、真空ポンプ（１０）を制御するための方法において、当該方法が、以下の方法ステップ：すなわち、
   −ポンプユニット（１４）から操作ユニット（１２）へ連続的に送信するとともに、逆に操作ユニット（１２）からポンプユニット（１４）へ連続的に送信すること、
   −制御データまたは運転データをポンプユニット（１４）と操作ユニット（１２）との間で交換しない場合にも、ポンプユニット（１４）および操作ユニット（１２）で受信の連続的な監視を行うこと、
   −ポンプユニット（１４）に備えられた監視モジュール（４２）によって多くとも数秒の間隔を置いて送受信モジュール（２０）に存在信号を規則的に送出させること、
   −ポンプユニット（１４）および／または操作ユニット（１２）での連続的な受信の中断を確認した場合にポンプユニット（１４）に備えられたポンプ制御装置（４０）がポンプ集合体（１６）を安全運転状態で運転すること、
   を特徴する、真空ポンプを制御するための方法。
8. 当該方法が、以下の方法ステップ：すなわち、
   −操作ユニット（１２）でのエラーなしの受信を確認した限りにおいて操作ユニット（１２）からポンプユニット（１４）へコントロール信号を連続的に送信すること、
   −ポンプユニット（１４）でコントロール信号の受信を連続的に監視すること、
   −コントロール信号を受信しない場合には安全運転状態でポンプ集合体（１６）を運転すること、
   を有している、請求項７記載の方法。

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