(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準入力変数（Ｗ）と吐出流体圧力を有する第１実動作パラメータ（Ｘ）の関数としての周波数変換装置用の処理済み変数（ＹＳ）を生成するようになされ、論理手段が配置された、調整装置と、
前記第１実動作パラメータ（Ｘ）の関数として少なくとも１つの第１限界値(Ylimit max, Ylimit min)と、吐出流体粘性を有する少なくとも１つの追加の実動作パラメータ（XH,YH,YHH）を求めるよう設計され、前記調整装置からの前記処理済み変数(YS)が前記第１限界値(Ylimit max, Ylimit min)を超えたら、容積移送式真空ポンプが欠陥状態であることを表すものである、第１限界値指定ユニットと、
処理済み変数(YS)若しくは補正後の処理済み変数(Y'S, Y"S)を判定するか、または、前記処理済み変数(YS)若しくは前記補正後の処理済み変数(Y'S, Y"S)からの関数関係に従って求められた比較値を、前記少なくとも１つの第１限界値(Ylimit max, Ylimit min)と比較するよう設計された第１比較手段と、
前記第１比較手段が、前記処理済み変数(YS)若しくは前記補正後の処理済み変数(Y'S, Y"S) または、前記処理済み変数(YS)若しくは前記補正後の処理済み変数(Y'S, Y"S)からの関数関係に従って求められた比較値が、前記少なくとも１つの第１限界値(Ylimit max, Ylimit min)をある値まで超えることを検知した場合、補正後の処理済み変数(Y'S, Y"S)を出力するようになされた第１補正手段であって、前記補正後の処理済み変数は、前記第１限界値指定ユニットにより求められた前記第１限界値(Ylimit max, Ylimit min)に対応する、第１補正手段と、
前記第１実動作パラメータ(X)、及び、少なくとも１つの追加の実動作パラメータ(XH, YH, YHH)、の関数として、少なくとも１つの第２限界値(Ylimit max, Ylimit min)を判定するよう設計された第２限界値指定ユニットであって、前記処理済み変数(YS)若しくは前記補正後の処理済み変数(Y'S, Y"S)、 または、前記処理済み変数(YS)若しくは前記補正後の処理済み変数(Y'S, Y"S)からの関数関係に従って求められた比較値が前記第２限界値を超える場合、前記容積移送式真空ポンプにより吐出された前記吐出流体の品質パラメータに対して悪影響をもたらす可能性がある、第２限界値指定ユニットと、
前記処理済み変数(YS)若しくは補正後の処理済み変数(Y'S, Y"S)、または、前記処理済み変数(YS)若しくは前記補正後の処理済み変数(Y'S, Y"S）からの関数関係に従って求められた比較値を前記少なくとも１つの第２限界値(Ylimit max, Ylimit min）と比較する第２比較手段と、
前記第２比較手段により、前記処理済み変数(YS)若しくは補正後の処理済み変数(Y'S, Y"S)、または前記処理済み変数(YS)若しくは前記補正後の処理済み変数(Y'S, Y"S)からの関数関係に従って求められた比較値が前記少なくとも１つの第２限界値(Ylimit max, Ylimit min）をある量まで上回ることが検知された場合において、前記第２限界値指定ユニットにより求められた前記第２限界値(Ylimit max, Ylimit min)と一致する補正後の処理済み変数(Y'S, Y"S)を出力する、第２補正手段と、
を備える容積移送式真空ポンプの容積移送式真空ポンプ・モータの周波数変換装置を制御するコントローラ。
【請求項２】
前記第１実動作パラメータは、前記吐出流体の実圧力、実圧差、または、実体積流であることを特徴とする、
請求項１に記載のコントローラ。
【請求項３】
前記少なくとも１つの追加の実動作パラメータは、前記吐出流体の実圧力、実圧力差、若しくは、実体積流を備える実測の実制御変数（Ｘ）、
前記周波数変換装置の回転周波数定値、若しくは、前記周波数変換装置のトルク定値の実値または実測値に基いて算出された実測の補助的な処理済み変数(YH)、
前記容積移送式真空ポンプ・モータの回転速度、若しくは、前記容積移送式真空ポンプ・モータのトルクに基いて算出された実測の補助制御変数(XH)、
前記容積移送式真空ポンプの実測の吐出流体温度、若しくは、蓄積温度、
実測の振動値であり、または、測定、若しくは、算出された吐出流体の粘性、または、
実測の漏洩率であることを特徴とする、
請求項１、または、請求項２に記載のコントローラ。
【請求項４】
前記論理手段は、前記比較値を算出するため、前記処理済み変数(YS)から、若しくは、前記補正後の処理済み変数(Y'S, Y"S)から、若しくは、前記第１の実動作パラメータ及び前記少なくとも１つの追加の実動作パラメータ(XH, YH, YHH)からの関数関係に基いて判定するよう設計された少なくとも１つの比較値判定手段を含むことを特徴とする、
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のコントローラ。
【請求項５】
前記比較値判定手段は、ギャップ幅、若しくは、スピンドル径を含む固有形状パラメータ（GP）を考慮に入れるようになされ、前記固有形状パラメータは、前記コントローラに配置された容積移送式真空ポンプに固有であり、前記固有形状パラメータは、前記関数関係の状況内で前記比較値判定のためメモリー内に記憶され、または、
メモリーに記憶された吐出流体パラメータ（ＦＰ）から前記吐出流体のせん断特性を考慮に入れるようになされていることを特徴とする、
請求項４に記載のコントローラ。
【請求項６】
前記第１及び第２限界値指定ユニットのすくなくとも１つは、少なくとも１つの固有の形状パラメータ（GP）、望ましくは、前記コントローラに割り当てられ、且つ、メモリーに記憶されたギャップ幅、若しくは、スピンドル径の関数として、前記第１及び第２限界値の少なくとも１つを判定するように、または、これらの値を、メモリーに記憶された吐出流体パラメータ（FP)の関数として判定するよう設計されていること、並びに、
前記第１及び第２補正手段の少なくとも１つは、前記ギャップ幅若しくは前記スピンドル径の関数として、または、メモリーに記憶された吐出流体パラメータ（ＦＰ）の関数として、前記補正後の処理済み変数(Y'S, Y"S) を求めるよう設計され、吐出流体パラメータ（ＦＰ）は前記吐出流体のせん断特性を有する、
請求項１から請求項５のいずれか１つに記載のコントローラ。
【請求項７】
前記第１及び第２限界値指定ユニットの少なくとも1つは、メモリーに記憶され、且つ、前記コントローラに割り当てられた前記容積移送式真空ポンプに固有の、前記容積移送式真空ポンプの最小、若しくは、最大せん断率の関数として、または、少なくとも１つの実せん断率の関数として、第１及び第２限界値を算出するよう設計されていること、並びに、前記第１及び第２補正手段は、前記メモリーに記憶され、且つ、前記コントローラに割り当てられた前記容積移送式真空ポンプに固有とされる前記容積移送式真空ポンプの少なくとも１つのせん断率の関数として、または、実せん断率の関数として、前記補正後の処理済み変数(Y'S, Y"S)を判定するよう設計されていることを特徴とする、
請求項１から請求項６のいずれか１つに記載のコントローラ。
【請求項８】
前記コントローラは、前記第１実動作パラメータ（X）についての少なくとも１つの入力を有し、且つ、前記少なくとも１つの追加の実動作パラメータ(XH, YH, YHH)についての複数の入力を有することを特徴とする、
請求項１から請求項７のいずれか１つに記載のコントローラ。
【請求項９】
前記第１及び第２比較手段は、前記第１実動作パラメータ（X）、前記少なくとも１つの追加の実動作パラメータ(XH, YH, YHH)、第１実動作パラメータ（Ｘ）若しくは前記少なくとも１つの追加の実動作パラメータ(XH, YH, YHH)からの関数関係に従って算出された値の少なくとも１つ、または、調整装置の処理済み変数(YS)、補正後の処理済み変数、または、前記処理済み変数(YS)、若しくは、前記補正後の処理済み変数(Y'S, Y"S)に基いて算出された比較値を、前記論理手段のメモリーに記憶された少なくとも１つの限界値と比較するよう設計されていること、並びに、前記第１及び第２補正手段は、前記少なくとも１つの所定の限界値が前記第１限界値を超えたということを前記第１比較手段により検知した場合、補正後の処理済み変数(Y'S, Y"S)を出力するよう設計されていることを特徴とする、
請求項１から請求項８のいずれか１つに記載のコントローラ。
【請求項１０】
EEPROMを備える不揮発性メモリーにおいて、手動により選択メニューを介して選択できるよう、種々の容積移送式真空ポンプに関する様々なシステム・パラメータ・データ・レコード、または、種々の吐出流体パラメータ（FP)が記憶されることを特徴とする
請求項１から請求項９のいずれか１つに記載のコントローラ。
【請求項１１】
前記論理手段は、前記第１実動作パラメータ（Ｘ）、少なくとも１つの追加の実動作パラメータ(XH, YH, YHH)、及び、前記コントローラ（５）に割り当てられた前記容積移送式真空ポンプに固有のパラメータの、少なくとも１つの関数として、前記容積移送式真空ポンプの保守要求を判定、または、通知するよう設計されることを特徴とする、
請求項１から請求項１０のいずれか１つに記載のコントローラ。
【請求項１２】
前記コントローラは、CANバス・システムを介して通信するよう設計されていることを特徴とする、
請求項１から請求項１１のいずれか１つに記載のコントローラ。
【請求項１３】
前記コントローラは、前記第１実動作パラメータ（Ｘ）、前記少なくとも１つの追加の動作パラメータ (XH, YH, YHH) 、前記基準入力変数（W）、前記比較値、及び、前記限界値、の少なくとも１つを、それぞれタイムスタンプも含めて保存するよう、設計、及び、制御されるメモリー手段を備えることを特徴とする、
請求項１から請求項１２のいずれか１つに記載のコントローラ。
【請求項１４】
前記入力手段は、前記コントローラの構成用に少なくとも１つのキーを備えることを特徴とする、
請求項１から請求項１３のいずれか１つに記載のコントローラ。
【請求項１５】
前記論理ユニットは保守の必要性を通知するための通知手段をさらに備え、
前記通知手段は、ディスプレイ及びＬＥＤランプの少なくとも１つを備えることを特徴とする、
請求項１から請求項１４のいずれか１つに記載のコントローラ。
【請求項１６】
容積移送式真空ポンプと、
前記容積移送式真空ポンプを駆動する容積移送式真空ポンプ・モータと、
前記容積移送式真空ポンプ・モータに割り当てられた周波数変換装置と、
請求項１から請求項１５のいずれか１つに記載の、前記周波数変換装置の上流のコントローラと、を備え、
前記基準入力変数を前記コントローラに供給する基準入力変数指定ユニットが前記コントローラに割り当てられた、
容積移送式真空ポンプ・システム。
【請求項１７】
前記基準入力変数指定ユニットは、複数のシステム・ユニットを監視、制御、及び、調整、の少なくとも１つをするのに設計され、前記システム・ユニットは容積移送式真空ポンプを備えることを特徴とする、
請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
複数の前記容積移送式真空ポンプが、前記コントローラのそれぞれに提供されていることを特徴とする、
請求項１６または請求項１７のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項１９】
前記コントローラは、CANバス・システムを介して、プロセス制御室及び複数の前記コントローラの少なくとも１つと互いに通信するよう設計されていることを特徴とする、
請求項１６から請求項１８のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項２０】
前記コントローラは、前記第１実動作パラメータ（Ｘ）、若しくは、少なくとも１つの追加の実測の実動作パラメータ(XH, YH, YHH)を受信するための少なくとも１つのセンサーへの信号伝達接続を備えること、並びに、
前記コントローラは、前記第１実動作パラメータ（Ｘ）、若しくは、前記少なくとも１つの追加の実測の実動作パラメータ(XH, YH, YHH) を受信する前記周波数変換装置への信号伝達接続を有し、前記少なくとも１つの追加の実測の実動作パラメータは、容積移送式真空ポンプ・モータの回転速度、若しくは、前記周波数変換装置の回転周波数定値、若しくは、前記周波数変換装置のトルク定値を備えること、を特徴とする、
請求項１６から請求項１９のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項２１】
請求項１から請求項１４のいずれか１つに記載のコントローラ用の、容積移送式真空ポンプの容積移送式真空ポンプ・モータの周波数変換装置を制御する方法であって、
前記容積移送式真空ポンプ・モータの周波数変換装置用の処理済み変数(YS)は、基準入力変数（W）、及び、第１実動作パラメータ（Ｘ）の関数として生成され、
前記調整装置に割り当てられた論理手段の補助で、第１実動作パラメータ（Ｘ）の関数としての第１限界値(Ylimit max, Ylimit min) と少なくとも１つの追加の実動作パラメータ(XH, YH, YHH)が算出され、処理済み変数(YS)若しくは補正後の処理済み変数(Y'S, Y"S)、または、前記処理済み変数(YS)若しくは前記補正後の処理済み変数(Y'S, Y"S)からの関数関係に従って求められた比較値を前記第１限界値と比較し、前記処理済み変数(YS)若しくは補正後の処理済み変数(Y'S, Y"S)、または、前記処理済み変数(YS)若しくは前記補正後の処理済み変数(Y'S, Y"S)からの関数関係に従って求められた比較値が前記第１限界値を超えたら、容積移送式真空ポンプが欠陥状態であることを表すものであり、処理済み変数(YS)若しくは補正後の処理済み変数(Y'S, Y"S)、または、前記処理済み変数(YS)若しくは前記補正後の処理済み変数(Y'S, Y"S)からの関数関係に従って求められた比較値が前記少なくとも１つの第１限界値(Ylimit max, Ylimit min)をある値まで超える場合、前記第１限界値指定ユニットにより求められた前記第１限界値(Ylimit max, Ylimit min)と一致する補正後の処理済み変数(Y'S, Y"S)が出力され、
前記処理済み変数(YS)若しくは前記補正後の処理済み変数(Y'S, Y"S) 、または、前記処理済み変数(YS)若しくは前記補正後の処理済み変数(Y'S, Y"S)からの関数関係に従って求められた前記比較値が第２限界値 (Ylimit max, Ylimit min) を超えたら、前記容積移送式真空ポンプにより吐出された吐出流体の品質パラメータに対して悪影響をもたらす可能性があるように、前記第１実動作パラメータ(X) の関数として第２限界値(Ylimit max, Ylimit min)が判定され、及び、少なくとも１つの追加の実動作パラメータ(XH, YH, YHH)が判定され、
前記処理済み変数(YS)若しくは補正後の処理済み変数(Y'S, Y"S)、または、前記処理済み変数(YS)若しくは前記補正後の処理済み変数(Y'S, Y"S)からの関数関係に従って求められた前記比較値を、前記少なくとも１つの第２限界値(Ylimit max, Ylimit min）と比較し、
処理済処理済み変数(YS)若しくは補正後の処理済み変数(Y'S, Y"S)、または、前記処理済み変数(YS)若しくは前記補正後の処理済み変数(Y'S, Y"S)からの関数関係に従って求められた前記比較値が前記少なくとも１つの第２限界値(Ylimit max, Ylimit min)をある値まで超える場合、第２限界値指定ユニットにより求められた限界値(Ylimit max, Ylimit min)と一致する補正後の処理済み変数(Y'S, Y"S)が出力されることを特徴とする、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
請求項１の導入部によると、本発明は、基準入力変数（基準入力変数信号）、及び、第１実動作パラメータの関数として容積移送式真空ポンプ・モータの前記周波数変換装置用の処理済み変数(処理済み変数信号)を生成するよう設計された調整装置を備える、容積移送式真空ポンプ、特にスピンドル・ポンプの容積移送式真空ポンプ・モータの周波数変換装置を制御するコントローラに関し、実動作パラメータは、さらに後述するように、望ましくはセンサーにより直接測定、または算出され、特に他の実変数に基いてシミュレーションされる。また本発明は、請求項１５による容積移送式真空ポンプ・システムに関し、容積移送式真空ポンプと、容積移送式真空ポンプを駆動する容積移送式真空ポンプ・モータと、（モータ巻線の通電の調整及び制御のため）容積移送式真空ポンプ・モータに割り当てられた周波数変換装置と、本発明の概念により設計された周波数変換装置の上流のコントローラを備え、基準入力変数指定ユニットが、例えばプロセス制御室の形態でコントローラに設けられる。さらに本発明は、処理済み変数（起動信号）が、容積移送式真空ポンプ・モータの周波数変換装置用に基準入力変数、及び、第１実動作パラメータの関数として生成される、請求項２１の導入部による、容積移送式真空ポンプの容積移送式真空ポンプ・モータの周波数変換装置を制御するための制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
容積移送式真空ポンプを駆動するための従来の容積移送式真空ポンプ・モータには、実測の実作動パラメータ、及び、到達すべき基準入力変数に基いて、入力信号、とりわけ、周波数変換装置用の電圧信号を制御する統合型調整装置を備えた周波数変換装置が含まれる。この調整装置は、基準入力変数に基いて求められる処理済み変数を、「確認をせずに」周波数変換装置へ供給する。ここで起こる問題として、従来、周波数変換装置に配置された調整装置は、各所定モータ専用に設計されていること、つまり、容積移送式真空ポンプについて最適化されておらず、これは、容積移送式真空ポンプ・システムの実用上の課題である。このことが、容積移送式真空ポンプ・システムにおいて問題となることがある。何故ならば、容積移送式真空ポンプは本質的に、ロータリー・ポンプよりも、ポンプ本体、及び／または、他のプロセス・ユニットへの損傷の脅威が高いからである。これは、ターボ・エンジンと比較した場合の容積移送式真空ポンプの特性応答の違いに起因するものと考えられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
基本的に、このことによって、極端な事例、とりわけ、損傷の兆候が迅速に検知されない場合は特に、容積移送式真空ポンプ全体の自己破壊、または、永続的な損傷が発生する恐れもある。
【０００４】
更に、基準入力変数（定値入力）から直接生成される処理済み変数信号が従来の容積移送式真空ポンプで吐出される吐出流体の品質にもたらす影響も、考慮されていない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上に述べた先行技術から始めると、本発明の目的は、容積移送式真空ポンプ・モータの周波数変換装置に処理済み変数を供給する、特に容積移送式真空ポンプ用のコントローラを提供することであり、これによってコントローラは自身及び／または他のポンプユニットのそれぞれの容積移送式真空ポンプのリスクを最小化し、及び／または、生産物の質、すなわち吐出流体の質の最適化を確実にする。
【０００６】
さらに目的は、従って改善されたコントローラを有する容積移送式真空ポンプ・システム、ならびに上に述べた不利益を回避可能な容積移送式真空ポンプ・モータの周波数変換装置を制御するための制御方法を提供することである。
【０００７】
この目的は、コントローラに関する請求項１の特徴、容積移送式真空ポンプ・システムに関する請求項１６の特徴、及び、制御方法に関する請求項２１の特徴により実現される。本発明の有益な改良点を、従属請求において定義してある。本明細書、請求項、及び／または、図面において開示しているこれら特徴の少なくとも２つの組み合わせの全てが、本発明の範囲内に含まれる。反復を避けるため、本装置に基いて開示されている特徴は、同様にプロセスに準じて開示され、特許請求可能であると見なすものとする。同様に、このプロセスに従って開示された特徴もまた、装置の機能として開示、及び、請求可能なものとする。
【０００８】
本発明は、基準入力変数の関数として調整装置により生成された処理済み変数、例えば、吐出流体の定値体積流、または、定値圧力、望ましくは、電圧信号は、直接送られることは無く、つまり、評価検証、及び／または、妥当性検証が実施されずに、つまり、未検証の入力信号として、周波数変換装置へと直接送られることは無く、代わりに、以下で説明し、追加で任意に供給される補正手段から、具体的には、第２補正手段から、若しくは、処理済み変数からの関数関係、または、補正後の処理済み変数からの関数関係、或いは、処理済み変数からの関数関係、または、補正後の処理済み変数からの関数関係によって決定される基準値からの関数関係に従って得られる処理済み変数、または、補正後の処理済み変数を、これを少なくとも１つの第１限界値（ポンプ保護限界値）と比較するという着想に基いている。これによって、この少なくとも１つの第１限界値は、容積移送式真空ポンプ、及び／または、他のプロセス・ユニットについて想定されるリスクを反映している。即ち、第１限界値を超えること、または、これよりも低くなる場合は、容積移送式真空ポンプの所定の欠陥状態が発生する（規定の確率で）。この際、第１限界値が固定限界値、即ち、固定で事前に定められるか、または、定義される値では無く（さらにこの様な固定限界値による比較ももちろん実行可能である）、実際の動作パラメータに基いて算出される動的に定められた限界値であることが、本発明の本質である。これらの実動作パラメータは第１の実動作パラメータ、すなわち制御されるシステムからの実制御変数であり、これに基き、調整装置は、処理済み変数、及び、少なくとも１つの追加の実運用パラメータ、すなわち、もう１つのパラメータを判定する。このもう１つのパラメータは、センサーにより直接測定、または、算出され、具体的には、実値に基いてシミュレーションされる。更に言い換えれば、本発明では、固定限界値で機能するのみならず、本発明によれば、限界値が動的な影響を受けることも考慮に入れてあること、つまり、限界値は、実際の動作パラメータの変化に応じて、容積移送式真空ポンプの動作中に変化する場合があることも踏まえていることも、この発明の利点である。このため、判定された第１（ポンプ保護）限界値が、ある所定量、限界値を超える場合、補正後の処理済み変数は、第１補正手段の支援により利用可能であり、望ましくは、例えば、調整装置により生成される処理済み変数、または、２つの補正手段により生成された過去に補正した処理済み変数は、第１補正手段の支援により上書きされる。補正後の処理済み変数が最大、または、最小の許容値を想定する場合、つまり、望ましくは、現在計算した第１限界値が基準入力変数に最も接近すること、より精確には、処理済み変数が基準入力変数から直接生成される場合が、とりわけ有利である。即ち、補正後の処理変数は、第１限界値で制限された上限付き変数である（望ましくは、それに基づいて適切に制限された電圧信号）。
【０００９】
処理済み変数の比較に加えて、容積移送式真空ポンプの安全性を保証する第１限界値によって現在確定された補正後の処理済み変数若しくは基準値、基準入力変数に基いて調整装置により確定された処理済み変数、または、補正後の処理済み変数（例えば、第１補正手段から得られた補正後の処理済み変数）、具体的には、第１補正手段による補正後の処理済み変数出力、または、現在算出された基準値が、少なくとも１つの第２限界値（吐出流体保護限界値）と比較される。この第２限界値を超えないことが、吐出流体の品質を保証するものとする。即ち、第２限界値を上回ることは（所定の確率で）、容積移送式真空ポンプにより吐出した流体の所定の品質パラメータに悪影響をもたらす場合がある。ここで、比較手段が、測定値が所定量まで少なくとも１つの第２限界値を超えることを（この限界値が最大値、または、最小値であるかに応じて）特定した場合、第２補正手段は、補正後の処理済み変数を出力し、この変数は、望ましくは、少なくとも１つの第１限界値との比較のための比較値形式として、または、入力変数（定値規定）として、直接、または、間接的に周波数変換装置へと送られる。第１補正手段の様な他の上流補正手段により得られた処理済み変数の調整装置により生成された処理済み変数は、第２補正手段の補正後の処理済み変数で上書きされる。
【００１０】
更に、この場合では、第２限界値は、固定で事前に定められた記憶済みの限界値でなく、現状の実動作パラメータに基いて計算される第２限界値であるという点も重要であり、これにより、計算で入力される実動作パラメータは、第１実動作パラメータ、具体的には、実制御変数であり、更に、他の（新規に）測定された実動作パラメータ、或いは、実値に基いて算出された実動作パラメータに相当する。処理済み変数、補正後の処理済み変数、比較値、及び／または、実動作パラメータと固定の吐出流体限界値との比較も、もちろん固定限界値で実行可能であり、限界値を上回る場合は、処理済み変数、または、補正後の処理済み変数を補正できる。
【００１１】
前述の様に、処理済み変数、補正後の処理済み変数、または、比較値の何れかを、少なくとも１つの第１（ポンプ保護）限界値のみ、或いは、第２（吐出流体保護）限界値のみと突き合わせて比較するか、または、代替的に、少なくとも１つの第１（ポンプ保護）限界値、及び、少なくとも第２（吐出流体保護）限界値と比較することも本発明の範囲内に含まれ、更に代替的に、この比較を、少なくとも１つの第１限界値で最初に行ってから、少なくとも１つの第２限界値と比較するか、または、逆順に、最初の比較を第２限界値で行ってから、第１限界値について実施することもできる。
【００１２】
従って、処理済み変数を生成するための論理ユニット（論理手段）を調整装置に配置することが本発明の核心であり、この論理ユニットは、最初に調整装置出力信号（処理済み変数）を少なくとも１つの第１限界値、及び／または、少なくとも１つの第２限界値（ポンプ保護限界値、及び／または、吐出流体保護限界値）と突き合わせて比較することを確実に実行して、少なくとも１つの第１限界値、及び、少なくとも１つの第２限界値を関連付けることにより、即ち、測定、または、算出された実動作パラメータを考慮に入れて計算し、更に、値が少なくとも１つの第１限界値、及び／または、少なくとも１つの第２限界値を上回ったことを検知した場合には、補正後の処理済み変数を生成してから、これを入力信号として、調整装置により本来生成された処理済み変数の代わり、または、過去に補正した処理済み変数の代わりに、周波数変換装置（周波数転換装置）へと送信し、この周波数変換装置は、この定値規定に基き、容積移送式真空ポンプ・モータに電圧を印加する。
【００１３】
基本的に、調整装置から独立したマイクロコントローラ形式の様に、調整装置から独立したハードウェアとして、論理手段を実装することが可能である。調整装置、及び、制御手段が、共通マイクロコントローラによって実装されるか、または、これを備える実施例が望ましい。
【００１４】
後で説明するように、容積移送式真空ポンプ専用パラメータ、具体的には、隙間の測定値、及び／または、スピンドル直径の様な幾何学的パラメータを、少なくとも１つの第１限界値、及び／または、少なくとも１つの第２限界値の計算に入力する方が、とりわけ望ましい。この点に関して、システム・パラメータの複数のデータ・レコードを、論理手段の（不揮発性）メモリー、具体的には、EEPROMに記憶する場合が、とりわけ有利である。システム・パラメータのこれらデータ・レコードは、種々の容積移送式真空ポンプ（即ち、各データ・レコードは、１つの容積移送式真空ポンプに固有である）、具体的には、種々のモデルとサイズの容積移送式真空ポンプについて、固有であり、更に、メニュー・コントロール等により、これらのデータ・レコード間の基本構成を選択できることは、有益である。この様にして、種々の容積移送式真空ポンプと連動して、同じコントローラを使用することが可能である。
【００１５】
本発明の概念により設計されたコントローラによって、基準入力変数の実変動動作パラメータ内で想定される悪影響、及び／または、基準入力変数から直接生成される処理済み変数が容積移送式真空ポンプの未損傷度、及び／または、製品品質にもたらす影響を検知し、適宜、対処することが初めて可能となる。具体的には、時間経過に渡り変動する限界値の様な状況に応じて決まる限界値との比較に基き、容積移送式真空ポンプにより吐出される吐出流体手段の品質を周波数変換装置に供給するのであるが、この動作は、想定される脅威を検知したら、従来通りに、調整装置により生成される処理済み変数（電圧信号）および基準入力変数から直接導かれる処理済み変数を、周波数変換装置により、容積移送式真空ポンプ・モータ回転速度へと変換すること、或いは、電気部品の始動により容積移送式真空ポンプ・モータを単に停止することにより行うのではなく、代わりに、測定が望ましい追加の実動作パラメータに基いて、とりわけ、増加、または、減少した補正後の処理済み変数（ゼロより大きいことが望ましい）を伝送することにより行う。補正後の処理済み変数は、統合的、または、代替的に供給された第１、及び／または、第２限界値指定ユニットにより算出された第１及び／または第２限界値（複数）であることが望ましい。
【００１６】
ポンプの回転速度、吐出流体粘性、及び、吐出流体圧力の物理変数（パラメータ）は、以下の方程式で示す通りに物理的に関連、つまり、相互に依存している。
【数１】
0006016889.tif 000002
【００１７】
式中、
ｎは、ポンプの回転速度
ｐは、圧力線における吐出流体圧力、及び／または、ポンプにおける吐出流体圧力差
指数ａ、並びに因子ｂおよびｃは、容積移送式真空ポンプの定数
ｋは、吐出流体の潤滑作用の因子
ｖは、吐出流体粘性
【００１８】
推奨実施例に従って、コントローラが周波数変換装置を制御するための上記パラメータ全てを考慮に入れることを提供し、これにより、ポンプ回転速度を処理済み変数形態として考慮に入れられることが好ましく、吐出圧力を、圧力接点上、または、その付近で測定するか、或いは、第１実動作パラメータとしての追加パラメータ、及び、吐出流体粘性、または、パラメータ、具体的には、吐出流体粘性が物理的関係にある流体パラメータ、とりわけ、第２動作パラメータとしての吐出流体温度から算出し、これによって、吐出流体圧力や追加の実動作パラメータの様な上記第１実動作パラメータ、望ましくは、吐出流体粘性、または、吐出流体温度が、第１限界値を算出するための第１限界値指定ユニットにより考慮に入れられ、この第１限界値を超えた場合、或いは、この値と合致しない場合には、容積移送式真空ポンプの障害状態を生成する。そして、比較手段は、調整装置により出力された処理済み変数、即ち、回転速度信号を、第１限界値と比較し、調整装置により出力された処理済み変数が関数関係にあるパラメータを超える場合、第１補正手段は、吐出流体圧力と吐出流体粘性を考慮に入れて、補正後の処理済み変数、即ち、補正後の回転速度信号を出力し、補正後の処理済み変数、即ち、補正後の回転速度信号は、第１限界値指定ユニットで過去に算出された第１限界値であることが望ましい。この推奨実施例において、吐出流体流（及び／または、吐出体積流を反映するポンプ回転速度）、または、吐出流体圧力は、基準入力変数として使用される。
【００１９】
この推奨実施例では、運用時に多々発生するケース、つまり、流れ抵抗の急激な変化等の擾乱変数の急激な変化により、圧力が短時間で変化して、ポンプへのトルク需要の急激な変動が発生する場合が考慮に入れられている。大型ポンプ駆動による圧力の急激な低下の場合、これにより、回転速度が急激に増加することとなる。回転速度の許容不可能な増加は、ポンプへの損傷を抑えるよう、望ましくは圧力接点で測定された吐出流体圧力を第１動作パラメータとして考慮に入れ、さらに、第１限界値の計算時に第２動作パラメータとして吐出流体粘性を直接または、間接的に考慮に入れることで、抑止可能である。
【００２０】
小型駆動モータでは、極めて短時間、且つ、急激な圧力の増加により、回転速度が急激に落ちるので、この場合においてもポンプへの損傷を防止するよう、上記の初期動作パラメータ、及び、上記の追加動作パラメータを再度考慮に入れることで、補正後の処理済み変数、即ち、補正後の回転速度信号を生成する。
【００２１】
媒体保護を実装する際、吐出流体圧力、吐出流体体積流、及び／または、回転速度は、基準入力変数とみなすことが可能であり、または、吐出流体粘性、及び／若しくは、吐出流体粘性が直接依存するパラメータ、具体的には、流体パラメータが考慮される。処理済み変数は、回転速度、及び／または、回転速度信号であることが望ましく、とりわけ、限界値を算出するため、最大許容回転速度に、望ましくは吐出流体体積流を第１動作パラメータとして考慮に入れることが望ましく、更に、追加の実動作パラメータとして（とりわけ、ポンプの圧力接点において測定済みの）、吐出流体圧力も考慮に入れる。
【００２２】
上記で述べた様に、種々の方法により、少なくとも１つの限界値との比較を実施可能である。従って、調整装置により生成された処理済み変数を、第１限界値、または、その代替物、つまり、第１補正手段により出力された補正後の処理済み変数、または、追加の補正手段、例えば、適宜存在する第２補正手段により出力された補正後の処理済み変数との比較用に使用することが、とりわけ好ましい。更に、比較用に上記の処理済み変数、若しくは、補正後の処理済み変数を直接使用せず、代わりに、処理済み変数、または、補正後の処理済み変数からの所定の関数関係に基いて算出された比較値を使用することも可能である。同様に、第２限界値との比較用に調整装置により生成された処理済み変数を使用したり、補正後の処理済み変数を使用することも可能であるが、この場合、補正後の処理済み変数を使うか、または、この変数が第２補正手段による補正後の処理済み変数である可能性があれば、補正後の処理済み変数は、第１補正手段によって出力された補正後の処理済み変数出力で良い。同様に、上記値の１つに基づき、流れせん断率の様な比較値を算出し、比較用にこれを使用することも可能である。
【００２３】
前述で述べた様に、論理手段は、調整装置により生成された処理済み変数、補正済みの処理済み変数、または、処理済み変数、及び／または、補正済みの処理済み変数に基いて算出された比較値を比較するか、または、実動作パラメータ、具体的には、第１動作パラメータ、及び／または、追加の実動作パラメータを、コントローラに割り当てられた容積移送式真空ポンプの少なくとも１つの規定固定限界値と比較可能であり、これにより、結果がこの様な限界値をある量まで上回る場合、補正後の処理済み変数は、補正手段により出力される。比較する実動作パラメータが、測定された実振動値に相当する場合、例えば、後者（測定された実振動値）が、所定の容積移送式真空ポンプに関する最大量（限界値）を超える場合、補正手段により、補正後の処理済み変数を出力することで、第１補正手段、及び／または、第２補正手段による想定される補正前後に、この処理済み変数の補正を実行可能である。最も単純な場合では、補正後の処理済み変数は、ある程度まで増減した処理済み変数信号であるか、メモリーに記憶された値を想定する処理済み変数信号であるか、或いは、限界値を超えたり、或いは、下回ることが予測されないシミュレーション済みの計算値で良い。
【００２４】
最後に述べたコントローラの実施例は、容積移送式真空ポンプの急激な損傷、または、急激な損傷の兆候を、主に検知する。例えば、振動パラメータを、センサー手段により、実測の実動作パラメータとして監視する場合、そして、この値が不揮発性メモリーに記憶されているか、或いは、好ましくは、追加的に測定された、または算出された実パラメータに応じて代替的、または、追加的に求められた限界値を超える場合、これは、送られてきた基準入力変数に一致する処理済み変数では無く、例えば、振動値の増加を指標にできるベアリング損傷等の何らかの損傷の発生、または、これをより悪化させることなく、可能な限り長時間容積移送式真空ポンプを動作可能とするため、２倍等まで低減させた算出済みの処理済み変数である。
【００２５】
マイクロコントローラにより形成されることが好ましいコントローラの調整装置の所定の実施例に関する種々の想定例がある。この調整装置は、ＰＩ調整装置、または、ＰＩＤ調整装置として実現されることが好ましい。
【００２６】
第１実動作パラメータの選択、及び／または、実施例に関する種々の想定例がある。このパラメータは、処理済み変数の確認のために、調整装置へと送られ、適宜、このパラメータに基いて、第１（ポンプ保護）限界値、及び／または、第２（吐出流体保護）限界値を計算し、更に、このパラメータは、補正手段による補正後の処理済み変数の計算でも、随意使用される。第１実動作パラメータは、好ましくは、制御システムからの、好ましくは測定された実制御変数、具体的には、実主要制御変数と呼ばれる変数、例えば、吐出流体の実圧力、または、容積移送式真空ポンプの吸引側と圧力側間等の吐出流体の実圧力差であるか、または、吐出流体の実体積流であることが望ましい。第１動作パラメータを測定することが好ましいが、代替として、複数の追加実動作パラメータからシミュレーション、または、算出することも可能である。
【００２７】
導入部で説明した様に、調整装置へと供給された第１実動作パラメータのみならず、他の実動作パラメータに基づく関数関係に基いて、第１、及び／または、第２限界値（複数）を算出できる。少なくとも１つの追加の実動作パラメータは、具体的には周波数変換装置の実測の補助処理済み変数、または、周波数変換装置等について測定された実値、例えば、回転周波数定値、または、周波数変換装置のトルク定値に基いて算出されたもので良い。更に、少なくとも１つの追加の実動作パラメータを、測定された補助制御変数、または、実値、具体的には、容積移送式真空ポンプ・モータの回転速度、或いは、容積移送式真空ポンプ・モータのトルクに基いて算出されたものとすることもできる。第１、及び／または、第２限界値の計算へと入力、補正後の処理済み変数の計算へと入力、及び／または、比較値の計算へと入力される少なくとも１つの追加の実動作パラメータを、とりわけ、容積移送式真空ポンプのドライブ・スピンドルのローラ・ベアリングの吐出流体温度、または、蓄積温度等の測定温度とすることも可能である。また、少なくとも１つの追加の実動作パラメータを、測定された振動値にすることもできる。更に、少なくとも１つの追加の実動作パラメータは、測定、または、算出された吐出流体粘性でも良い。しかも、少なくとも１つの追加の実動作パラメータを、測定済みの漏洩量とすることも可能である。第１実動作パラメータのみ、及び唯一の追加の実動作パラメータのみを限界値、または、補正後の処理済み変数の計算で考慮に入れるだけでなく、例えば、２つ以上の追加の実動作パラメータ、好ましくは、異なるパラメータを、第１動作パラメータと合わせて考慮に入れることも、本質的に有利である。
【００２８】
媒体保護用途の場合（ポンプ保護用途でないことが望ましい）、少なくとも１つの追加動作パラメータは、実測の実制御変数、例えば、吐出流体の実圧力、実際の圧力差、または、実際の体積流等の測定された実主要制御変数で良い。
【００２９】
吸引接続部の圧力が低すぎる場合では、これはキャビテーション発生の指標として役に立ちうる。動作パラメータとして、圧力に加えて、吐出流体粘性も考慮に入れることが望ましく、この場合、吐出流体粘度は、吐出流体の粘性、具体的には、測定技術に関する理由により、測定温度を表している。
【００３０】
従って、圧力への追加、または、その代替としての実動作パラメータとして、温度も監視可能である。吐出流体の過剰温度は、ベアリングへの損傷が想定されることから、ポンプへの危険の恐れがある。
【００３１】
モータの回転速度は、とりわけ、これに対応する容積移送式真空ポンプの回転速度（スピンドル回転速度）と直接比例する固定割り当て、及び／または、関数に応じて、圧力に加えるか、または、その代替えとして、限界値計算、及び／または、補正後の処理済み変数の計算における実動作パラメータとして考慮に入れることがある。回転速度が、速すぎたり、遅すぎたりする場合、温度、及び／または、圧力の様な追加の動作パラメータが、例えばある限界を超える時は特に、危険な状態となる恐れがある。
【００３２】
更に、容積移送式真空ポンプ、及び／または、容積移送式真空ポンプ・モータの振動も、上記の実動作パラメータに加えて、或いは、その代替として監視することが可能である。過剰な振動により、容積移送式真空ポンプ、及び、容積移送式真空ポンプ・モータ間の配置が損なわれて、容積移送式真空ポンプ、及び／または、容積移送式真空ポンプ・モータへの軸受損傷が起こる恐れがある。許容不可能な振動に起因する軸受けリング・シールへの損傷も、起こり得る。概して、回転速度、及び／または、温度、または、圧力等の追加の実動作パラメータが、ある限界を超える場合は特に、許容不可能な振動によって、容積移送式真空ポンプの寿命が短くなることがある。
【００３３】
上記の追加の動作パラメータへの追加、或いは、その代替として、吐出流体の温度と関数的に関する吐出流体の粘性は、限界値、補正後の処理済み変数、または、比較値のうちの何れかが提供されていれば、限界値、補正後の処理済み変数、または、比較値の決定において、これらの測定の温度を介して、直接的、または、間接的に考慮に入れることができる。粘性が低すぎる場合、スピンドル間の吐出流体の潤滑特性の劣化により、容積移送式真空ポンプへの損傷が起こることがある。粘性が高すぎると、トルクが増加しすぎることにより、容積移送式真空ポンプが危険に晒される。更に、粘性が高すぎるということに気付かずに破壊の恐れがある磁気結合を使用する場合等において、粘性が高すぎると（温度が低すぎる）、しばしば容積移送式真空ポンプ、及び／または、磁気結合の破壊の恐れがあり、容積移送式真空ポンプが危険に晒されることがある。
【００３４】
構成要素の保護（容積移送式真空ポンプの保護）を確保、または、吐出流体の品質を確保、及び／または、保証するため、個別に、若しくは、纏めて、望ましくは、組みわせて測定される上記実動作パラメータの他、これらのパラメータを、数学関数に基づく計算で考慮に入れ、以下で述べる少なくとも１つの実動作パラメータ、例えば、吐出流体の粘性に関数的に依存するトルクを監視することも可能である。とりわけ、トルクを、容積移送式真空ポンプの摩耗の増加の指標として考慮に入れることができる。
【００３５】
付加的、若しくは、代替的に、容積移送式真空ポンプ・モータ電流も、もしあるなら限界値、補正後の処理済み変数、または、比較値の任意の計算へと入力できる。モータ電流は、他のパラメータ、例えば、ポンプ摩耗の指標として利用可能なトルク粘性が変化しない時は特に、容易、且つ、コストを抑えて測定可能な変数である。付加的、若しくは、代替的に、漏洩量も監視できる。これは、軸受けリング・シールの静的構成要素、及び、動的構成要素が潤滑できるよう、各軸受けリング・シールが公称漏洩を要求するという着想に基いている。漏洩量が増加すると、これを軸受リング・シールの初期損傷の指標とすることができる。
【００３６】
調整装置により発生した処理済み変数を第１、第２限界値と直接比較する方が望ましいが、その様にしない場合、或いは、同じ指示を補正手段で補正された処理済み変数に適用するが、処理済み変数、または、補正後の処理済み変数と関数的に関連する比較値で代用する場合、比較処理への追加、または、その代替として、これらの比較値のいくつかを、上記の実動作パラメータ、具体的には、第１実動作パラメータ、及び、少なくとも１つの追加の実動作パラメータの複数の関数的関係に基づく計算へと入力する。
【００３７】
第１、第２限界値指定ユニット、及び／または、第１、第２補正手段が、形状パラメータをコントローラに割り当てる際のギャップ幅、及び／または、スピンドル径の様な容積移送式真空ポンプ固有の形状パラメータを計算に考慮に入れることが、とりわけ望ましい。付加的、または、代替的に、メモリーに記憶された吐出流体パラメータ、とりわけ、吐出流体のせん断挙動を考慮するよう、限界値指定手段、及び／または、補正手段を設計可能である。
【００３８】
そして、吐出流体、または、これにより生成された最終製品の品質の監視においては特に、限界値、補正後の処理済み変数、または、比較値の何れかが供給されていれば、これらの計算中に容積移送式真空ポンプ・スピンドルの角速度を考慮に入れることが有利である。スピンドルの種々の傾斜角により、同じモータ回転速度において容積移送式真空ポンプ内で種々の相対速度が発生するので、少なくとも１つの形状パラメータ、及び、各スピンドルの傾斜角を、考慮に入れることが好ましい。
【００３９】
少なくとも１つの実測の実パラメータ、例えば、第１実動作パラメータ、または、追加の実パラメータを、センサー手段で直接コントローラへと供給する代わりに、少なくとも１つの実動作パラメータを、とりわけ、バス・システムを介して、プロセス制御室からコントローラへと送る変形形態について、以下で詳細に述べる。
【００４０】
せん断率を、少なくとも１つの第１、及び／または、第２限界値の計算で考慮に入れる場合、とりわけ、メモリー内に記憶された最大許容せん断率、及び／または、少なくとも１つの実動作パラメータに基いて現時点で算出されたせん断率を、関数関係に従って考慮に入れることが、とりわけ望ましい。
【００４１】
前述の様に、動的限界値の検討に加え、処理済み変数、補正後の処理済み変数、比較値を、或いは、直接的に第１動作パラメータ、及び／または、他の動作パラメータを、論理手段のメモリー（揮発性メモリーで無いことが望ましい）に記憶された限界値と比較する固定限界値の検討も想定され、限界値が、所定測定値を超えるか、または、所定基準と合致できない場合は、ポンプ、または、製品の品質を損なわないよう、補正後の処理済み変数を判定し、これを出力する。最も単純な場合において、この目的のため調整装置により供給された処理済み変数、または、過去の比較に基いて補正された処理済み変数は、所定量、とりわけ、所定の倍数まで増減することがある。
【００４２】
少なくとも１つの測定された動作パラメータ、及び１つの第１実動作パラメータに加え、或いは、その代替として、及び／または、測定、ないし、算出された追加の実動作パラメータ、若しくは、少なくとも１つの所定の容積移送式真空ポンプ固有の形状パラメータに加え、或いは、その代替として、該当する限界値、または、補正済みの処理済み変数（この変数は、コントローラの不揮発性メモリー等に記憶される）の計算における数学的関数、または、割り当てに従って、吐出流体パラメータ（流体固有の特性値／定数）を考慮するよう、第１、及び／または、第２限界値指定ユニット、及び、第１、及び／または、第２補正手段を設計することが可能である。種々の流体パラメータ・データ・レコードを、測定結果等に応じて、手動、または、自動の何れかによって選択できることが望ましい。せん断率を用いて、限界値、または、補正後の処理済み変数を判定する場合は特に、吐出流体のせん断率を、吐出流体のパラメータとして考慮することが望ましい。
【００４３】
測定、または、算出された実動作パラメータに応じ、及び／または、コントローラに割り当てられた容積移送式真空ポンプ専用のパラメータに応じて、容積移送式真空ポンプにおける保守の必要性を判定、及び／または、通知するための論理ユニットを設計することが、最も必要である。それ故、この論理手段には、保守の必要性の判定時における測定、ないし、算出された実パラメータ、及び／または、容積移送式真空ポンプ専用パラメータを考慮するよう設計された該当関数ユニットが含まれることが好ましい。望ましくは、この関数ユニットにより、所定の（関数）割り当てに基き、保守の必要性を計算する。保守の必要性は、種々の色信号を発光可能なディスプレイ、及び／または、LEDランプ等の該当通知手段を介して、通知されることが望ましい。
【００４４】
所定値が限界値を超えた場合、具体的には、値が高すぎるか、または、低すぎるか、若しくは、規定値と合致しない場合において、とりわけ、容積移送式真空ポンプ、または、追加のプロセス・システム、或いは、吐出流体の品質への更なる損傷を防止するため、容積移送式真空ポンプのモータ、特に、モータ接触部用に停止信号を放出するよう、第１、及び／または、第２補正手段を設計することが、とりわけ有利である。
【００４５】
本発明の改良形態では、CANバス・システムの様なバス・システムを介して通信できるよう、より具体的には、他の容積移送式真空ポンプのコントローラ、及び／または、プロセス制御室との通信、即ち、データの送受信が可能となるよう、コントローラを設計することが望ましい。自動車技術で公知とされるCANバス・システムを、とりわけ、制御室、及び／または、少なくとも１つの追加モジュールとの通信用に制御モジュール内で割り当てれば、極めて有利である。驚くべきことに、この様なバス・システムは、容積移送式真空ポンプ・システムとの連携において、極めて信頼性が高く、且つ、堅牢であるということが明らかとされている。
【００４６】
コントローラを構成、及び／または、読み出しできるよう、キー形式、望ましくは、複数キー、及び／または、タッチスクリーン等の形式の入力手段を、コントローラに備えれば、とりわけ有利である。この入力手段によって、不揮発性メモリーに記憶された多くのシステム・パラメータ・データ・レコード、及び／または、吐出流体パラメータ・データ・レコードの１つを選択できる。
【００４７】
コントローラが、受信データ、計算処理データ、及び／または、伝送データ、具体的には、測定値、または、電圧特性を、これをログとして記憶する等のために記憶するよう、設計、及び、制御されるメモリー手段を備えたコントローラの実施例が、最も都合が良い。メモリー手段は、測定済みの実動作パラメータ、基準入力変数、処理済み変数、及び／または、補正後の処理済み変数を保存するよう、設計、及び、制御することが、とりわけ望ましい。
【００４８】
本発明は、容積移送式真空ポンプ、容積移送式真空ポンプ・モータ、望ましくは電動モータ、を備える容積移送式真空ポンプ・システムにも関する。上記のように設計され、容積移送式真空ポンプ・モータの周波数変換装置用に任意選択的に補正された処理済み変数、具体的には電圧信号の生成用に容積移送式真空ポンプに割り当てられたコントローラも、システムに含まれる。入力変数指定ユニットはコントローラに割り当てられ、コントローラに基準入力変数、例えば定値体積流、定値圧力など、望ましくは、電圧信号の形態で、入力変数を供給する。基準入力変数指定ユニットの機能を、具体的には、プロセス制御室に置き換えてもよく、プロセス制御室は、存在する場合は、コントローラに割り当てられた容積移送式真空ポンプに加えて、追加の容積移送式真空ポンプなどの追加のプロセス装置を監視、および／または制御、および／または調整するよう設計される。プロセス制御室に追加または代替として、基準入力変数を、例えばコントローラの対応する設定を通して手動で事前選択し、それからコントローラ自身により生成、および／またはコントローラと分離した簡易な電圧源によって生成し、基準入力変数として電圧値を出力してもよい。
【００４９】
コントローラがプロセス制御室と、および／またはバス・システム、具体的にはＣＡＮバス・システムを通して追加のコントローラと通信するよう設計され、測定された実動作パラメータが、例えばこのバス・システムを通して送信されることが可能で、いくつかのコントローラのうちの１つに格納可能であれば、とりわけ有利である。
【００５０】
このシステムは、少なくとも１つのセンサー（センサー手段）、望ましくは、制御手段との信号伝送接続を備えた少なくとも２つのセンサーも含むことが望ましく、センサー（複数）は、第１実動作信号、適宜、少なくとも１つの追加の実動作信号を測定するよう設計、及び、構成される。例えば、流体圧力、具体的には、差分圧力、及び／または、吐出流体温度、または、蓄積温度等の温度を測定するための圧力センサーを含めても良い。更に、センサーは、容積移送式真空ポンプの回転速度を測定するための回転速度計測装置、容積移送式真空ポンプのモータのトルクを検知するトルク・メータ、振動値を測定するための振動センサー、流体の粘性を測定するための流体粘性メータ、及び／または、漏洩量計測装置や体積流計測装置も可能である。第１、及び／または、少なくとも１つの追加の実動作パラメータ、具体的には、周波数変換装置からの回転周波数定値、または、トルク定値として、実際の補助的な処理済み変数を受信するため、制御手段が、周波数変換装置への信号伝達接続を備えれば、とりわけ有利である。
【００５１】
さらに、本発明は、周波数変換装置を制御するための制御方法にも関し、方法および／または方法の有利な実施例は、望ましいコントローラの原理で先に述べた。
【００５２】
本発明の新たな利点、及び、詳細は、推奨される例示的実施例に関する以下の説明、及び、これから示す図面から得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】調整装置により生成された処理済み変数を、第１（ポンプ保護）限界値と比較するよう設計されたコントローラについて想定される実施例である。
【図２】調整装置により生成された処理済み変数を、（吐出流体保護）限界値と比較するよう設計された制御モジュール（複数）形式のコントローラの代替実施例である。
【図３】コントローラに関する別の変形実施例であり、このコントローラでは、調整装置により生成された処理済み変数を第１限界値、及び／または、第２限界値と比較し、適宜補正が可能であり、また、比較の順序は、図４で示したものとは異なっても良く、即ち、入れ替えてもよい。
【図４】ＮＰＳＨ図である。
【図５】ポンプの圧力接点で測定した吐出流体圧力、吐出流体粘性（中間粘性）、及び、ポンプの回転速度、つまり、ポンプの最小回転速度間の物理的関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
図では、同一の要素、及び、同一の機能を備えた要素に、同一の参照番号を付している。
【００５５】
［図１に基づく例示的実施例］
図１は、容積移送式真空ポンプ・システム１の設計を概略的に示している。このシステムは、本実施例では、単一スピンドル・ポンプ、または多重スピンドル・ポンプ、具体的には、３重スピンドル・ポンプとして設計された容積移送式真空ポンプ２を含む。容積移送式真空ポンプ２は、周波数変換装置４を含む電気モータとして設計された容積移送式真空ポンプ・モータ３のモータ・シャフトと動作できるように接続する。周波数変換装置４は、調整装置６により生成される処理済み変数YS 、または、補正後の処理済み変数Y'S 、または、任意選択的に複数回補正されている処理済み変数Y'S に基いて、容積移送式真空ポンプ・モータ３のモータ巻線への電流を制御、及び／または、調整する。
【００５６】
処理済み変数YS 、または、補正後の処理済み変数Y'Sを生成するため、容積移送式真空ポンプ・システム１は、上記の調整装置6、及び、論理手段７等も含めて、マイクロコントローラにより形成されるコントローラ５を含む。
【００５７】
基準入力変数指定ユニット８、例えば、コントローラ５に基準入力変数Ｗを供給するプロセス制御パネルが、コントローラ５の上流に供給されている。供給される基準入力変数は、例えば、定値体積流、または、定値圧力を表す電圧信号である。
【００５８】
外部から供給された基準入力変数Ｗ、及び、第１実動作パラメータＸが、調整装置６，より具体的には、差分Ｘ−Ｗを求める調整装置６の減算器9に送られる。そして、ＰＩ調整装置、または、ＰＩＤ調整装置等として実体化される実際の調整装置６は、基準入力変数Ｗ、及び、ここで測定された第１実動作パラメータＸに基いて、処理済み変数YSを判定する。この処理済み変数YSは、従来式に周波数変換装置４へと直接送られる代わりに、まず、図の実施例における第１比較手段１０を含む論理手段７を通る。比較手段は、調整装置６により生成された処理済み変数YS を少なくとも第１限界値、望ましくは、確保すべき最大第１限界値Ylimit max 及び／または、確保すべき最小限界値Ylimit min と比較する。処理済み変数YSの少なくとも１つの第１限界値との直接比較の代わりに、処理済み変数YSと関数的に関連のある比較値を、処理済み変数YSに基づき、（任意の）比較値指定ユニット（図示せず）の支援により計算することが可能であり、これにより、少なくとも１つの実動作パラメータ、例えば、第１実動作パラメータＸ、及び、以下で詳しく説明する追加の少なくとも１つの実動作パラメータを、関数関係に従って同じ計算で入力する。更に、比較値指定ユニットは、比較値計算用の関数関係に従って、容積移送式真空ポンプの形状パラメータ、及び／または、吐出流体パラメータを考慮に入れる。限界値を考慮に入れる際に、これらのパラメータ（複数）をさらに考慮に入れる必要がある。図示の例示的実施例では、この追加的な比較値計算ステップは、省略される。だが、処理済み変数YS を少なくとも１つの第１限界値Ylimit max 、及び／または、 Ylimit minと直接比較し、少なくとも１つの第１限界値は、超えた場合、或いは、合致しない場合に、容積移送式真空ポンプ内の欠陥を引き起こす、または引き起こすおそれがある容積移送式真空ポンプ保護限界値に該当する。
【００５９】
第１関数ユニット１１が、第１限界値指定ユニット１２、第１補正手段１３に加えて、比較手段１０に割り当てられる。関数ユニット１１は、少なくとも１つの第１限界値Ylimit max, Ylimit minを計算すると、この値は、調整装置6により生成された処理済み変数YS と共に、比較手段１０に送られる。そして、比較手段は、処理済み変数YS が、最大第１限界値Ylimit max を下回るか、または、処理済み変数YS が、最小第１限界値Ylimit minを上回るかを確認する。これに該当する場合には、処理済み変数YS は、許容可能な処理済み変数であり、この変数は、容積移送式真空ポンプに損傷をもたらす恐れが無く、ここで示されない追加の比較補正ルーチン用に供給したり、或いは、図に示すように入力変数として直接周波数変換装置４へと送り、そこで、この信号に基いて、容積移送式真空ポンプ・モータ３を始動できる。
【００６０】
少なくとも１つの第１限界値を計算するため、第１実動作パラメータＸを、第１関数ユニット１１へと送り、他の測定、または、算出された実動作パラメータYH 、及び／または、XH も、この関数ユニットへと送ると、図で示す例示的実施例における実動作パラメータYH は、周波数変換装置の補助的な処理済み変数、例えば、周波数変換装置の回転周波数定値、または、トルク定値に相当する。これらは実測値ではなく、少なくとも１つの実パラメータに基づいて、例えば、周波数変換装置により計算された流れ制御測定値に基くシミュレーション等により、求められた値である。図の例示的実施例における追加の実動作パラメータＸH は、補助的な制御変数、例えば、モータ３上で直接測定することが望ましいモータの回転速度、及び／または、容積移送式真空ポンプの回転速度、または、トルクに相当する。そして、各事例において、動作パラメータ、例えば、プロセス制御システム１４からの制御変数の実値の様な第１実動作パラメータを、少なくとも１つのポンプ保護限界値を計算する第１限界値指定ユニット１２によって考慮に入れ、更に、少なくとも１つの追加の実動作パラメータYH, XH 、または、１つの主要な処理済み変数YHH、望ましくは、圧力や体積流の様なプロセス制御変数Xについて測定された変数も、考慮に入れる。
【００６１】
最大第１限界値Ylimit max を超えたこと、及び／または、最小第１限界値Ylimit min に合致しないことが、比較手段により特定された場合、その旨を第１関数ユニット１１に報告したら、このユニットの第１補正手段１３が、第１実動作パラメータＸ、及び、上記の追加実動作パラメータYH, XH, YHHの１つを考慮に入れて、補正後の処理済み変数Y'S を計算する。この補正後の処理済み変数Y'Sを、第１限界値Ylimit max 、及び／または、 Ylimit minとの比較用の入力変数として、図で示す様に比較手段に送るか、または、別の比較補正処置のため、比較手段（図示せず）を迂回して送るか、或いは、この変数を入力信号として直接周波数変換装置４に送る。
【００６２】
メモリー１９、望ましくは、不揮発性（メモリー）から、コントローラ５に割り当てられた容積移送式真空ポンプ用の所定の形状パラメータ（ＧＰ）、及び／または、吐出流体に関する専用の吐出流体パラメータ（ＦＰ）、例えば、吐出流体のせん断特性を、第１限界値指定ユニット１２、及び／または、第１補正手段１３へ送ると、これらのパラメータは、関数関係状況において、第１限界値Ylimit max, Ylimit min 、及び／または、補正後の処理済み変数Y'S の計算に入力される。
【００６３】
ここで示した例示的実施例では、補正後の処理済み変数Y'S は、調整装置により生成された処理済み変数YS を可能な限り厳密に近づけるための最大、または、最小許容第１限界値Ylimit max, Ylimit minに相当する。この点において、図の例示的実施例における補正後の処理済み変数Y'S が、第１限界値Ylimit max, Ylimit minと一致するという理由により、第１限界値指定ユニット１２、及び、第１補正手段１３は、共用のコンピュータ（計算手段）を含む。調整装置により生成された処理済み変数YS は、補正後の処理済み変数Y'Sで上書きされる。
【００６４】
補正後の処理済み変数Y'Sが第１限界値と一致しない場合は特に、第１補正手段１３、及び、第１限界値指定ユニット１２を、完全に独立したユニットとして、即ち、それぞれが独自の計算手段を有し、独立した機能単位で実装できる。これはもちろん、上記で述べた事例、即ち、補正後の処理済み変数Y'S が第１限界値と一致する場合でも可能であり、図１で述べたこの様な事例では、限界値指定ユニット１２、及び、補正手段１３を、共に統合、つまり、計算ルーチンを共有している。
【００６５】
図１に基づく例示的実施例を、限定されない具体的な実施例の例示的変形形態に基いて、以下で詳細に述べる。
【００６６】
第１例
第１実動作パラメータＸは、実制御変数、即ち、図示の例示的実施例において単位ｂａｒで測定された圧力に対応する。基準入力変数Ｘは、圧力であり、少なくとも２０ｂａｒに達する。同様に、実動作パラメータＸは、２０ｂａｒとして測定される。
【００６７】
そして、基準入力変数には、変化がある。基準入力変数Ｘが、対応する規定により、例えば２０ｂａｒから１０ｂａｒまで、変化する。これにより、システム偏差Ｗ−Ｘが１０ｂａｒとなる。
【００６８】
調整装置６が、新規処理済み変数YS、この場合では、即ち、回転速度に比例し、過去の運用、及び／または、過去の計算結果よりもはるかに低い電圧値を判定する。第１限界値指定ユニット１２は、ここで示す例示的実施例における最小許容回転速度に相当する最小許容限界値Ylimit minを算出する。回転速度が最小許容回転速度を下回る場合の潤滑損傷のリスクを回避するよう、最小許容回転速度を維持することが望ましい。
【００６９】
最小許容回転速度、即ち、最小許容限界値Ylimit min を、以下の関数関係に基いて算出する。
【数２】
0006016889.tif 000003
【００７０】
この関数関係において、Ylimit max は最小許容限界値と一致する。この値は、最小許容回転速度(nallowed)である。
【００７１】
この場合における第１実動作パラメータＸは、実測制御変数、ここでは、即ち、新規実圧力１０ｂａｒである。因子
【数３】
0006016889.tif 000004
【００７２】
は、他の動作パラメータ、即ち、吐出流体の温度測定により、及び／または、最大許容圧力に粘性がもたらす影響について求められた吐出流体の動作粘性の実測値である。ここで示した例示的実施例において、対象とされる所定媒体では、この値は、100.32 に達する。定数ｋは、媒体の潤滑機能に関する補正値であり、これは、所与の媒体では、例えば、0.75に匹敵する。
【００７３】
定数ｂは、ポンプ筐体の摩擦耐荷重能力の補正値である。ここで示された例示的実施例において、これは、１に達する。ポンプ固有の特性値ｃは、ラジアル荷重下でのロータ径の特性値である。ここで示した例示的実施例では、この値は、例えば、０．５５に達する。
【００７４】
この最小許容限界値Ylimit min は、第１比較手段１０に送られ、そこで、調整装置６により求められた処理済み変数YS を最小許容限界値と突き合わせて比較する。この比較結果に基いて、調整装置により求められた処理済み変数YS が、周波数変換装置に送られるか、または、補正後の処理済み変数Y'S は、第１補正手段により計算され、望ましくは、過去に算出された最小許容限界値Ylimit min （または、新規算出）に一致するかの何れかとなる。
【００７５】
第２例
第１実動作パラメータＸは、実制御変数、ここでは、即ち、圧力と一致する。実圧力が、２０ｂａｒとして測定される。該当規定に基いて、制御変数の定値は変化する。具体的には、基準入力変数Ｗが、２０ｂａｒから３０ｂａｒへと変化する。それと同時に、外乱変数にも変化が生じる。流れ抵抗は、装置の変化等に起因する僅かな流路面積、即ち、微小な流路半径によって増加することが想定されている。
【００７６】
実運用では、実動作変数Ｘ、即ち、実圧力が基準入力変数Ｗを確実に超えるか、または、元の回転速度でポンプが動作し続けるが、同時に、装置の交換によって流れ抵抗が著しく増加するので、基準入力変数Ｗを超えることとなるであろう。
【００７７】
そして、差分生成出力において生じるシステム偏差により、著しい低下、即ち、処理済み変数YSが減少する。これを定値規定として補正せずに周波数変換装置４に送った場合には、低下した回転速度において、許容可能な圧力に関するポンプへのリスクが、生じるであろう。これを抑止するため、上記処理済み変数YS  を、最小許容回転速度に相当する最小限界値Ylimit min （第１限界値）で計算したものと比較する。この計算を、第１例示的実施例において述べた関数関係に基いて実施する。処理済み変数YS は、最小許容限界値Ylimit min、即ち、最小許容回転速度を下回り、これにより、処理済み変数YSの代わりに、周波数変換装置へと送られる補正後の処理済み変数Y'Sが、第１補正手段１３により出力される。
【００７８】
補正後の処理済み変数Y'S は、算出された最小許容限界値Ylimit minと一致することが好ましい。
【００７９】
第３例
基準入力変数Ｗは、単位L/minで測定された体積流である。第１実動作パラメータＸは、実測体積流である。体積流の需要は、動作中に増加するものと仮定している。ここで示す例では、基準入力変数が、１５００Ｌ／ｍｉｎから３０００Ｌ／ｍｉｎまで２倍となるものとする。調整装置６は、得られたシステム偏差Ｗ‐Ｘから、処理済み変数YS、即ち、この場合では、回転速度を求める。この処理済み変数YS、即ち、調整装置６により事前選択された回転速度が、比較手段１０によって、最大許容回転速度、即ち、第１限界値Ylimit maxと比較される。この最大許容回転速度は、ＮＰＳＨavailableに基づき、即ち、利用可能なＮＰＳＨ 、及び／または、システムの保持圧力レベルに基いて求められる。例示的実施例では、この圧力は、8 m H2O(ウォータ・カラム・メートル)に達する。そして、Ylimit max、即ち、最大許容回転速度は、ＮＰＳＨavailable 、及び、測定された他の実動作パラメータ（この場合では媒体の粘性）に基いて算出される。この算出は、例えば、図４で示された図に基づくか、或いは、以下の計算原理に基づく多項式に基いて実施され、不揮発性メモリーに記憶される。
ＮＰＳＨ = f(ポンプ・サイズ (da)、傾斜のスピンドル角度、粘性v、回転速度 n)
これによって、ポンプ中の媒体の軸方向速度を算出可能となり、これは、スピンドル径da 、及び、スピンドル傾斜角の関数とするポンプ・サイズに基づき、任意の設計サイズや任意の傾斜角に適用可能であり、従って、以下の関係が、簡易な式として得られる。
ＮＰＳＨ = f(vax size spindle slope angle, 、粘性v、回転速度 n)
この結果、
vax allowed size NPSH = f(v, n)が真となり、
従って、以下の関係
vax = S*n 、または、 n = vax/S
最終的には、以下の関係
Ylimit max = n allowed size NPSH = vax allowed size NPSH/S
を得ることが可能である。
【００８０】
それ故、許容ポンプ回転速度nallowed size NPSH を、あるスピンドル傾斜角、及び、あるＮＰＳＨ値の任意のポンプ・サイズのポンプについて求めることができる。
【００８１】
図４に基づく図において、ＮＰＳＨ を、ウォータ・カラム・メートル(m H2O)での左側の縦座標軸上に示している。右側の座標軸は、毎分の回転の回転速度を示している。横軸は、流体の軸方向速度を単位m/sで示している。この図は、モデル・サイズが２０、及び、スピンドル傾斜角が５６°の例示的なポンプに関連している。線の直線上昇は、回転速度の関数とする媒体（吐出流体）の軸方向速度vax を特徴付けている。
【００８２】
第１限界値Ylimit max、即ち、最大許容回転速度を求めるには、ＮＰＳＨ が８ m H2Oから開始し、実測粘性が５００ mm2/sを特徴付ける曲線まで、この図内を右方に移動することが必須である。この曲線との交差点では、図内を直線まで上に向かって移動する必要がある。この直線との交差点において、最大許容回転速度、即ち、第１限界値Ylimit max を、右座標軸上で読み取ることが可能である。測定された粘性、即ち、追加の実動作パラメータについて、この値は、約毎分３８００回転に達する。
【００８３】
導入部で述べた様に、基準入力変数は２倍となる、つまり、要求される体積流が２倍となり、これは、処理済み変数の変化の線形関係に基いて、想定される１５００ l/minから３０００ l/minに達する。処理済み変数YS  の値３０００ l/minが、第１限界値Ｙlimit maxの約３８００ l/minよりも小さいことにより、処理済み変数YSを入力変数として、周波数変換装置４へ送信する。
【００８４】
基準入力変数が、２倍のみならず、３倍となる場合、例えば、処理済み変数が４５００ l/minとなり、第１限界値Ylimit max を大幅に上回る場合、補正手段１３が、調整装置６により規定された処理済み変数YS  を、補正後の処理済み変数Y'Sの量まで増やし、これは、第１限界値、即ち、この例では、３８００ l/minと一致する。
【００８５】
［図２に基づく例示的実施例］
図２に基づく例示的実施例は、調整装置６により生成された処理済み変数YS が、容積移送式真空ポンプの保護に相当、及び／または、ポンプ保護を確実なものとする少なくとも１つの第１限界値とは比較されず、代わりに、吐出流体品質を確保する１つの第２限界値と比較されるという点において、図１の例示的実施例とは異なる。ここで紹介した例示的実施例は、第２限界値と関連している。
【００８６】
少なくとも１つの第２限界値Ylimit max, Ylimit minは、吐出流体品質が損なわれていないことを保証する。ここで示した例示的実施例において、唯一の最大第２限界値Ylimit max を、第２限界値指定ユニット１５により供給され、これにより、代替えとしての複数の第２限界値、例えば、吐出流体の品質を保証する最小限界値Ylimit minも計算できる。
【００８７】
いずれにせよ、第２比較手段１６が、調整装置６により生成された処理済み変数YS、または、本明細書で述べていない過去の追加補正手段で補正された補正後の処理済み変数が、ある値まで第２限界値Ylimit min を超えているかどうかを、比較する。処理済み変数YS が最大限界値以下である場合、調整装置６により生成、及び／または、比較手段１６に供給される処理済み変数YSが、周波数変換装置４への入力変数として利用可能となる（計算される）。
【００８８】
別な方法で、第２限界値指定ユニット１５に加えて、第２関数ユニット１７を含む第２補正手段１８の支援により、処理済み変数YS が上書きされる補正後の処理済み変数Y'Sを利用できる。少なくとも１つの第２限界値Ylimit minを算出するため、第２限界値指定ユニット１５は、関数関係に基き、第１実動作パラメータＸを考慮に入れ、更に、少なくとも１つの追加の（他の）実動作パラメータ、例えば、補助的な処理済み変数YH、補助的な制御変数XH 、及び／または、主要な処理済み変数YHHも考慮に入れる。容積移送式真空ポンプの形状パラメータＧＰ、及び／または、吐出流体パラメータＦＰ、そして、振動を、計算において付加的に考慮する。
【００８９】
第４例
第４例は、媒体の保護に関連する。つまり、処理済み変数からの容積移送式真空ポンプ（吐出媒体）の結果と共に、吐出流体の品質パラメータの悪影響も伝搬しないよう、第２限界値を決定する。
【００９０】
具体例として、吐出媒体中に、許容不可能なせん断が確実にないものとする。このため、媒体の最大許容せん断率が、第２限界値の計算に入力される。再度、第２限界値が最大許容回転速度と一致するよう、回転速度制御を実装する。つまり、第１動作パラメータＸは、プロセス・システムの体積流に相当する。最大許容せん断率への媒体専用の制限の他、ポンプの関数因子を、第２限界値の算出に入力する。即ち、重量、速度比を、固定ポンプ筐体と比較した場合の回転する容積移送式真空モータ（スピンドル）の角速度差で考慮する。ギャップ中の速度比は、ポンプの回転速度と直接的な比例関係にあり、関数ギャップの規模、即ち、流れ線形せん断率のそれぞれに対する反比例関係がある。この関数ギャップは、まず、ポンプ固有の状態、即ち、固定ポンプ・ロータの径方向ギャップの様な一般的な実径方向ギャップ、及び、現状の動作状態、つまり、吐出流体にかかるそれぞれの現在の圧縮荷重や、吐出流体の一般的な各粘性に全て依存する。最後の２つの追加の実動作パラメータを（吐出流体にかかる現状の各圧力負荷や吐出流体の粘性）測定し、これを、第２限界値Ylimit max,の計算、即ち、最大許容回転速度の計算で考慮に入れる。
【００９１】
従って、例えば、動的粘性ηが５Ｐａｓの吐出流体を、ポンプする。これは、動粘性ｖ５０００ mm2/sと一致し、これにより、想定密度ρが１０００ kg/m3の場合、あるポンプ内の吐出流体では、最大許容せん断応力τ１００，０００ N/m2を維持しつつ、最大許容せん断率Dallowed ２０，０００ sec-1が得られる。これは、差圧に依存するロータリー径Da が７０ｍｍ、及び、径方向ギャップSが h0により特徴付けられ、△ｐが５ｂａｒにおける値が０．０２１ｍｍとなる。それ故、最大許容回転速度、即ち、第２限界値Ylimit max が１９１ l/minとなる。調整装置６により事前選択された処理済み変数YS が上記値を下回る限り、この処理済み変数YSは、周波数変換装置４に直接送ることが可能である。そうでない場合、処理済み変数YSは、第２補正手段１８により補正、及び／または、制限される処理済み変数Y"S で上書きされる。
【００９２】
上記で述べた例は、以下の計算原理に基づく。
この原理は、以下から導出される。
例えば、τallowed = D*η、及び、η= v*ρであるニュートン流体の場合は、
Dallowed = τallowed/(v*ρ)
更に、
nallowed = Wallowed/(Da*π*60)を満たす。
これをWallowed = Dallowed*S、及び／または、 Dallowed = △Wallowed/Sに挿入して、発生する全ての定数をkにまとめれば、最大許容回転速度は、以下の通り算出される。
Dallowed = (Da*π*n)/(k*S)→ nallowed = (Dallowed*k*S)/(Da*π)
それ故、最大許容回転（速度）は、限界値Ylimit maxと一致する。
【００９３】
ポンプされる吐出流体（媒体）が、ニュートン性を持たない場合は、最初に、ポンプ関数ギャップのレイノルズ数、せん断率、及び、得られる代表的な粘性を、本来粘性を有する吐出流体に関する公知の物理的関係に従って算出する必要がある。こうすれば、ニュートン型の吐出流体の場合と同様にして、これら流体について許容される関係を監視し、維持することができる。
【００９４】
［図３に基づく例示的実施例］
図３に基づく例示的実施例は、図１と図２に基づく例示的実施例とは異なる。つまり、調整装置６によって出力された処理済み変数YS を、少なくとも１つの第１限界値（ポンプ保護限界値）、及び、少なくとも１つの第２限界値（媒体保護限界値）と比較できるよう、コントローラ５を設計する。図３に基いて紹介した例示的実施例では、調整装置６により生成された処理済み変数YSを最初に、第１限界値と比較してから、第２限界値と比較する。だが、これと逆の順序、即ち、処理済み変数を第２限界値と比較してから、第１限界値と比較することも、もちろん可能である。
【００９５】
最初の比較の出力値が、次の比較の入力変数を形成するということは、図３の例示的実施例の特徴であり、この場合、最初の比較の出力変数を、補正後の処理済み変数YSとすることができない。つまり、この場合、最初の比較において、限界値を超えるものが無いので、YSを補正しないか、若しくは、その値は、第１比較手段１０により補正された処理済み変数Y'S である。
【００９６】
ここで、YSまたはY'Sは、第２比較手段１６の入力変数である。ここで補正が行わなければ、２番目の比較YSまたはY'S用の入力値を、周波数変換装置４に送るか、補正を行なっていれば、補正後の処理済み変数Y"S を、周波数変換装置へと送る。
【００９７】
ここで示した例示的実施例において、第１、第２判定手段２０、２1を提供している。この判定手段では、ポンプ保護比較、及び／または、媒体保護比較を実行するべきかどうかを、判定する。例えば、各判定をソフトウェアとして事前定義可能であり、これにより、代替えとして、利用者は、ポンプ保護比較のみ、または、媒体保護比較のみ、或いは、これらの比較操作を共に実行できる。
【００９８】
［図５に基づく例示的実施例］
この例示的実施例は、ポンプ保護実装に関する保護的な例示的実施例である。処理済み変数は、ポンプ用の回転速度信号であり、ポンプの回転速度を、図の左座標軸上にプロットしている。ポンプの圧力接点で測定した吐出圧力は、右側座標軸上でプロットした吐出流体圧力と共に、第１実動作パラメータとして、第１限界値の計算へ入力される。吐出流体粘性（媒体粘性）は、追加の実動作パラメータとして、第１限界値の計算に入力され、媒体粘性は、下方の横軸上にプロットされる。代替的に、吐出流体体積流、ポンプ回転速度、または、吐出流体圧力は、ここでは、基準入力変数として見なされる。具体的な例示的実施例では、吐出流体圧力を、基準入力変数と仮定している。
【００９９】
ここで示した例では、吐出流体粘性（媒体粘性）を、媒体の該当変化により、１２ mm2/sから、9 mm2/s、 6 mm2/s,、 4 mm2/sへと降下してから、（徐々に）2 mm2/sへと降下するものと仮定している。吐出流体の体積流は、変動することもある。基準入力変数、即ち、プロセス圧力（吐出流体圧力）を、初めに１０ｂａｒに保ってから、２０ｂａｒ等とする。つまり、毎回１０ｂａｒごとに増加させて、最大５０ｂａｒとする。
【０１００】
言い換えれば、基準入力変数は、最初の１０ｂａｒから増分的に５０ｂａｒまで変化する。調整装置は、基準入力変数（Ｗ）の関数として処理済み変数(YS) を出力する。第１限界値指定ユニットは、第１限界値、この場合では、最小回転速度Ylimit min を、吐出流体圧力に相当する第１実動作パラメータ、及び、媒体粘性に相当する追加の実動作パラメータの関数として計算することにより、この具体的例示的実施例では、吐出流体温度に基き、媒体粘性を間接的に求める。この例示的実施例では、第１限界値、即ち、最小回転速度に適合できない場合には、容積移送式真空ポンプの欠陥状態が発生する。この具体的例示的実施例における比較手段は、調整装置により事前選択された処理済み変数、即ち、回転速度信号を、第１限界値指定ユニットにより算出された第１限界値と比較する。この例示的実施例における処理済み変数がこの第１限界値を超える場合、処理済み変数を入力信号として、周波数変換装置に送る。処理済み変数が第１限界値を下回る場合、例示的実施例では、補正後の処理済み変数を入力変数として確定、及び／または、決定したら、周波数変換装置へと送り、そこで、限界値指定ユニットにより判定された第１限界値を、この例示的実施例における第１補正手段からの補正後の処理済み変数として送る。
【符号の説明】
【０１０１】
１      容積移送式真空ポンプ・システム
２      容積移送式真空ポンプ
３      容積移送式真空ポンプ・モータ
４      周波数変換装置
５      制御手段
６      調整装置
７      論理手段
８      基準入力変数指定ユニット
９      調整装置の減算器
１０    第１比較手段
１１    第１関数ユニット
１２    第１限界値指定ユニット
１３    第１補正手段
１４    プロセス制御システム
１５    第２限界値指定ユニット
１６    第２比較手段
１７    第２関数ユニット
１８    第２補正手段
１９    メモリー
２０    第１判定手段
２１    第２判定手段
ＹＳ    処理済み変数
ＹＳ’    補正後の処理済み変数
ＹＳ”  補正後の処理済み変数
Ｘ      第１実動作パラメータ（望ましくは、実制御変数）
ＹＨＨ    追加の実動作パラメータ（主要処理済み変数）
ＹＨ    追加の実動作パラメータ（補助的な処理済み変数）
ＸＨ    追加の実動作パラメータ（補助的な制御変数）
Ｗ      基準入力変数
ＧＰ    容積移送式真空ポンプの形状パラメータ
ＦＰ    吐出流体パラメータ
【図１】
0006016889.tif 000005
【図２】
0006016889.tif 000006
【図３】
0006016889.tif 000007
【図４】
0006016889.tif 000008
【図５】
0006016889.tif 000009