Trong tất cả các quy trình chân không, áp suất trong hệ thống phải được kiểm tra liên tục và điều chỉnh nếu cần. Kiểm soát nhà máy hiện đại cũng yêu cầu tất cả các giá trị đo lường quan trọng để giám sát nhà máy được truyền đến các trạm trung tâm, trung tâm giám sát và kiểm soát và được biên soạn một cách rõ ràng. Thay đổi áp suất thường được ghi lại theo thời gian bằng thiết bị ghi. Điều này có nghĩa là các yêu cầu bổ sung được đặt ra đối với máy đo chân không: 

 a) chỉ báo liên tục các giá trị đo được, tương tự và kỹ thuật số càng nhiều càng tốt 
b) đọc rõ ràng và thuận tiện các giá trị đo được 
c) đầu ra máy ghi để kết nối một thiết bị ghi hoặc thiết bị điều khiển hoặc điều chỉnh 
d) Giao diện kỹ thuật số tích hợp (ví dụ: RS 232) 
e) cơ sở để kích hoạt hoạt động chuyển đổi thông qua các điểm kích hoạt tích hợp 

Những yêu cầu này thường được đáp ứng bởi tất cả các máy đo chân không có màn hình giá trị đo bằng điện, ngoại trừ màng cơ học và máy đo chân không chứa chất lỏng. Các thiết bị điều khiển tương ứng được trang bị đầu ra máy ghi cung cấp điện áp liên tục từ 0 đến 10 V, tùy thuộc vào chỉ số áp suất trên thang đo, để các giá trị áp suất có thể được ghi lại theo thời gian bằng thiết bị ghi. Nếu một thiết bị chuyển mạch áp suất được kết nối với đầu ra máy ghi của máy đo, các hoạt động chuyển mạch có thể được kích hoạt khi các giá trị vượt quá hoặc thấp hơn các điểm đặt quy định. Các điểm đặt hoặc giá trị ngưỡng chuyển mạch để kích hoạt hoạt động chuyển mạch trực tiếp trong máy đo được gọi là giá trị kích hoạt. Ngoài máy đo chân không, còn có các công tắc áp suất màng kích hoạt hoạt động chuyển mạch (không hiển thị giá trị đo được) thông qua bộ khuếch đại tiếp xúc khi đạt đến một áp suất nhất định. Các van, ví dụ, cũng có thể được điều khiển thông qua các thao tác chuyển mạch như vậy.  

Việc bảo vệ hệ thống chân không khỏi trục trặc là vô cùng quan trọng. Trong trường hợp hư hỏng, giá trị vật liệu rất cao có thể có nguy cơ, cho dù là do mất toàn bộ hệ thống hoặc các thành phần chính của hệ thống, do mất mẻ vật liệu cần xử lý hoặc do thời gian ngừng sản xuất tiếp theo. Do đó, cần phải đảm bảo kiểm soát và bảo vệ hoạt động đầy đủ, đặc biệt là trong trường hợp nhà máy sản xuất lớn. Các yếu tố riêng lẻ cần được xem xét trong kết nối này được minh họa tốt nhất dựa trên một ví dụ: Hình 3,20 minh họa sơ đồ của hệ thống bơm chân không cao. Bình (11) có thể được hút chân không bằng bơm Roots (14) hoặc bơm khuếch tán (15), cả hai đều hoạt động kết hợp với bơm phụp (1). Bơm Roots được sử dụng trong phạm vi chân không trung bình và bơm khuếch tán trong phạm vi chân không cao (bơm phân tử Turbo cũng có thể được sử dụng). Các van (3), (8) và (16) được vận hành bằng khí điện. Các bộ phận riêng lẻ được vận hành từ bảng điều khiển bằng các nút nhấn.

Hệ thống bơm phải được bảo vệ khỏi các trục trặc như mô tả dưới đây. Các biện pháp cần thực hiện để ngăn chặn các trục trặc như vậy cũng được cung cấp: 

a) Các biện pháp trong trường hợp mất điện: Tất cả các van đều đóng để ngăn không khí vào bình chân không và bảo vệ bơm khuếch tán khỏi bị hư hỏng. 

b) Bảo vệ trong trường hợp sụt áp suất trong mạng lưới khí nén: Khí nén được theo dõi bởi thiết bị theo dõi áp suất (5). Nếu áp suất giảm xuống dưới một giá trị quy định, một tín hiệu ban đầu có thể được phát ra hoặc các van có thể được đóng tự động. Trong trường hợp này, cần có nguồn cung cấp khí nén dự phòng đầy đủ (không thể hiện trong Hình 3,20), cho phép tất cả các van được kích hoạt ít nhất một lần. 

c) Các biện pháp trong trường hợp hỏng nước làm mát đến bơm khuếch tán: Nước làm mát được theo dõi bởi thiết bị theo dõi lưu lượng hoặc nhiệt độ (6) và (7). Nếu lưu lượng nước làm mát không đủ, bộ gia nhiệt của bơm khuếch tán sẽ tắt và tín hiệu được đưa ra; van (8) đóng. 

d) Bảo vệ chống lỗi bộ gia nhiệt bơm khuếch tán: Có thể giám sát sự gián đoạn của hệ thống gia nhiệt bơm khuếch tán bằng rơ-le. Nếu nhiệt độ tăng lên trên giá trị tối đa cho phép, thiết bị theo dõi nhiệt độ (6) sẽ phản ứng. Trong cả hai trường hợp, van (8) đóng và tín hiệu được đưa ra.

e) Bảo vệ trong trường hợp hỏng bơm dự phòng: Bơm dự phòng truyền động bằng đai phải có công tắc ly tâm tắt toàn bộ hệ thống trong trường hợp gãy đai hoặc trục trặc khác. Các bơm đơn khối có bộ truyền động được gắn trực tiếp trên trục có thể được giám sát bởi rơ-le dòng điện và các thiết bị tương tự. 

f) Bảo vệ chống tăng áp suất trong bình trên một giá trị giới hạn nhất định: Thiết bị theo dõi chân không cao (10) phát ra tín hiệu khi vượt quá áp suất quy định. 

g) Đảm bảo áp suất trước tới hạn của bơm khuếch tán: Khi vượt quá một áp suất trước nhất định, tất cả các van được đóng bởi thiết bị giám sát áp suất trước (2), bơm được tắt và một tín hiệu được đưa ra. Vị trí của các van (3), (8) và (16) được chỉ báo trên bảng điều khiển bằng công tắc giới hạn (13). Áp suất trong bình được đo bằng đồng hồ đo chân không cao (12) và ghi lại bằng máy ghi (9). Có thể bảo vệ khỏi lỗi vận hành bằng cách khóa liên động các công tắc riêng lẻ để chúng chỉ có thể được kích hoạt theo trình tự xác định trước. Ví dụ, bơm khuếch tán có thể không được bật khi bơm dự phòng không chạy hoặc áp suất dự phòng cần thiết không được duy trì hoặc tuần hoàn nước làm mát không hoạt động. 

Kiểm soát và điều chỉnh có chức năng đưa ra một biến vật lý - trong trường hợp này là áp suất trong hệ thống chân không - một giá trị nhất định. Tính năng chung là bộ truyền động thay đổi nguồn cấp năng lượng cho biến vật lý và do đó thay đổi chính biến. Kiểm soát đề cập đến việc ảnh hưởng đến một hệ thống hoặc đơn vị thông qua các lệnh. Trong trường hợp này, bộ truyền động và do đó giá trị thực tế của biến vật lý được thay đổi trực tiếp bằng biến được thao tác. Ví dụ: Kích hoạt van bằng công tắc phụ thuộc áp suất. Giá trị thực tế có thể thay đổi theo cách không mong muốn do các ảnh hưởng bên ngoài bổ sung. Thiết bị điều khiển không thể phản ứng với thiết bị điều khiển. Vì lý do này, các hệ thống điều khiển được cho là có trình tự vận hành mở. Trong trường hợp điều chỉnh, giá trị thực tế của biến vật lý liên tục được so sánh với giá trị thiết lập được chỉ định và được điều chỉnh nếu có bất kỳ sai lệch nào để nó hoàn toàn gần với giá trị thiết lập nhất có thể. Đối với tất cả các mục đích thực tế, quy định luôn yêu cầu kiểm soát. Sự khác biệt chính là bộ điều khiển so sánh giá trị thiết lập và giá trị thực tế. Toàn bộ các yếu tố liên quan đến quy trình kiểm soát tạo thành mạch kiểm soát. Các thuật ngữ và biến số đặc trưng để mô tả quy trình kiểm soát được quy định trong DIN 19226. 

Nói chung, có sự phân biệt giữa điều khiển không liên tục (ví dụ: điều khiển hai bước hoặc ba bước) với thông số kỹ thuật của cửa sổ áp suất, trong đó áp suất có thể thay đổi, và điều khiển liên tục (ví dụ: điều khiển PID) với điểm đặt áp suất cụ thể, cần được duy trì càng chính xác càng tốt. Chúng ta có hai cách có thể điều chỉnh áp suất trong hệ thống chân không: đầu tiên, bằng cách thay đổi tốc độ bơm (thay đổi tốc độ của bơm hoặc tiết lưu bằng cách đóng van); thứ hai, thông qua khí vào (mở van). Điều này dẫn đến tổng cộng 4 thủ thuật. 

Kiểm soát áp suất không liên tục

Mặc dù điều chỉnh liên tục chắc chắn đại diện cho quy trình thanh lịch hơn, nhưng trong nhiều trường hợp điều chỉnh hai bước hoặc ba bước là hoàn toàn phù hợp trong tất cả các phạm vi chân không. Để xác định cửa sổ áp suất, cần có hai hoặc ba điểm tiếp xúc chuyển đổi tùy thuộc vào áp suất. Không quan trọng ở đây là các tiếp điểm chuyển mạch được lắp đặt trong một đồng hồ đo có màn hình hiển thị hay trong một thiết bị hạ nguồn hay là một công tắc áp suất không có màn hình hiển thị. Hình 3,21 minh họa sự khác biệt giữa điều chỉnh hai bước thông qua điều tiết tốc độ bơm, điều chỉnh hai điểm thông qua đầu vào khí và điều chỉnh ba điểm thông qua kết hợp điều tiết tốc độ bơm và đầu vào khí. Hình 3,22 và 3,23 minh họa mạch điện và cấu trúc của hai hệ thống điều chỉnh hai bước. Trong trường hợp điều chỉnh hai bước thông qua điều tiết tốc độ bơm (Hình 3,22), điện áp được cung cấp cho van bơm 4, tức là van mở khi các tiếp điểm rơ-le ở trạng thái nhả. Ở mức dưới điểm chuyển mạch trên, van vẫn mở do chức năng tự giữ của rơ-le phụ trợ. Chỉ ở mức dưới điểm chuyển mạch dưới, chốt rơ-le mới được nhả. Nếu áp suất tăng lên sau đó, van sẽ mở lại tại điểm chuyển mạch trên.

♻ Đồng hồ đo có hai điểm chuyển mạch

♻ Van tiết lưu
Bơm chân không
➃ Van bơm
➄ Bình chân không

Fu - Cầu chì
R, Mp - Kết nối nguồn 220 V/50 Hz
Smax - Điểm chuyển đổi cho giá trị tối đa
Smin - Điểm chuyển đổi cho giá trị tối thiểu
PV - Van bơm
R1 - Rơ-le phụ trợ cho van bơm
K1 - Tiếp điểm rơ-le của R1
M - Thiết bị đo và chuyển mạch

♻ Đồng hồ đo có hai điểm chuyển mạch
♻ Van rò rỉ biến thiên
Van đầu vào
➃ Cung cấp khí
➄ Van tiết lưu
➅ Bơm chân không
➆ Bình chân không

Fu - Cầu chì
R, Mp - Kết nối nguồn 220 V/50 Hz
Smax - Điểm chuyển đổi cho giá trị tối đa
Smin - Điểm chuyển đổi cho giá trị tối thiểu
EV - Van nạp
R2 - Rơ-le phụ trợ cho van nạp
K2 - Tiếp điểm rơ-le của R2
M - Thiết bị đo và chuyển mạch

Trong trường hợp điều chỉnh hai bước thông qua đầu vào khí, van đầu vào ban đầu sẽ đóng lại. Nếu không đạt đến điểm chuyển mạch áp suất trên, không có gì thay đổi; chỉ khi áp suất giảm xuống dưới điểm chuyển mạch dưới, các "tiếp xúc tạo" mở van nạp khí và đồng thời kích hoạt rơ-le phụ trợ với chức năng tự giữ. Quay trở lại trạng thái nghỉ với đóng van nạp khí chỉ được thực hiện sau khi vượt quá điểm chuyển mạch trên do nhả chức năng tự giữ rơ-le.  

Hình 3,24 minh họa hệ thống điều chỉnh ba bước tương ứng được tạo ra với hai thành phần vừa được mô tả. Như tên cho thấy, hai điểm chuyển mạch, điểm chuyển mạch dưới của hệ thống điều chỉnh thông qua tiết lưu tốc độ bơm và điểm chuyển mạch trên của hệ thống điều chỉnh đầu vào khí, được kết hợp. 

♻ Đồng hồ đo có ba điểm chuyển mạch 
♻ Van rò rỉ biến thiên 
Van rò rỉ biến thiên 
➃ Van đầu vào 
➄ Cung cấp khí 
➅ Van tiết lưu 
➆ Bơm chân không 
➇ Van bơm 
➈ Bình chân không 

Fu - Cầu chì
R, Mp - Kết nối nguồn 220 V/50 Hz
Smax - Điểm chuyển đổi cho giá trị tối đa
Smitte - Điểm chuyển đổi cho giá trị trung bình
Smin - Điểm chuyển đổi cho giá trị tối thiểu
T - GRPAHIX BA
PV - Van bơm
EV - Van nạp
R1 - Rơ-le phụ trợ cho khoảng thời gian bơm
R2 - Rơ-le phụ trợ cho khoảng thời gian đầu vào
K1 - Tiếp điểm rơ-le của R1
K2 - Tiếp điểm rơ-le của R2
M - Thiết bị đo và chuyển mạch

Để tránh việc lắp đặt phức tạp với rơ-le phụ trợ, nhiều thiết bị cung cấp khả năng thay đổi loại chức năng của các giá trị kích hoạt tích hợp thông qua phần mềm. Ban đầu, có thể chọn giữa các điểm chuyển mạch riêng lẻ (hoặc "kích hoạt mức") và các điểm chuyển mạch liên kết ("kích hoạt khoảng thời gian"). Các chức năng này được giải thích trong Hình 3,25. Với kích hoạt khoảng thời gian, người ta cũng có thể chọn kích thước của độ trễ và loại thông số cài đặt, tức là thiết lập cố định trong đơn vị hoặc thông số thông số thông qua điện áp bên ngoài, ví dụ: từ 0 - 10 volt. Ví dụ, hệ thống điều chỉnh ba bước (không có rơ-le phụ trợ) có thể được thiết lập với Leybold CEREVAC và GRAPHIX THREE. 

Kiểm soát áp suất liên tục 

Chúng ta phải phân biệt giữa bộ điều khiển điện (ví dụ: bộ điều khiển PID) với van tỷ lệ làm bộ truyền động và bộ điều khiển màng cơ học. Trong hệ thống điều chỉnh có bộ điều khiển điện, sự phối hợp giữa bộ điều khiển và bộ truyền động (van nạp khí áp điện, van nạp có động cơ truyền động, van điều khiển bướm, van tiết lưu) rất khó khăn do các điều kiện biên rất khác nhau (thể tích của bình, tốc độ bơm hiệu quả tại bình, phạm vi điều khiển áp suất). Các mạch điều khiển như vậy có xu hướng rung dễ dàng khi xảy ra sự cố quy trình. Hầu như không thể xác định các giá trị tiêu chuẩn hợp lệ chung.

Nhiều vấn đề kiểm soát có thể được giải quyết tốt hơn bằng bộ điều khiển màng. Chức năng của bộ điều khiển màng (xem Hình 3,27) có thể dễ dàng lấy từ đầu cùn của máy đo chân không có màng: đầu cùn của ống hoặc ống được đóng kín bằng màng cao su đàn hồi (đối với áp suất tham chiếu > áp suất quy trình) hoặc tháo ra (đối với áp suất tham chiếu < áp suất quy trình) để trong trường hợp sau, kết nối được thiết lập giữa phía quy trình và bơm chân không. Hệ thống điều chỉnh "tự động" thanh lịch này có đặc tính điều khiển tuyệt vời (xem Hình 3,28).

P₁ = áp suất quy trình, P₂ = áp suất trong bơm, Pref = áp suất tham chiếu

Để đạt được tốc độ dòng chảy cao hơn, có thể kết nối song song một số bộ điều khiển màng. Điều này có nghĩa là các buồng xử lý và buồng tham chiếu cũng được kết nối song song. Hình 3,29 minh họa kết nối như vậy của 3 bộ điều khiển màng MR 50. 

Để kiểm soát quy trình chân không, thường cần phải điều chỉnh áp suất trong từng bước quy trình. Với bộ điều khiển màng, điều này có thể được thực hiện thủ công hoặc thông qua điều khiển điện áp suất tham chiếu. 

Kiểm soát điện áp suất tham chiếu của bộ điều khiển màng tương đối dễ dàng vì thể tích tham chiếu nhỏ luôn không đổi. Hình 3,31 minh họa cách bố trí này ở bên trái dưới dạng hình ảnh và ở bên phải theo sơ đồ, xem 3.5.5 để biết các ví dụ ứng dụng với bộ điều khiển màng. 

Để có thể thay đổi áp suất tham chiếu và do đó áp suất quy trình theo hướng áp suất cao hơn, một van khí vào phải được lắp đặt thêm tại buồng quy trình. Van này được mở bằng công tắc áp suất chênh lệch (không minh họa trong Hình 3,31) khi áp suất quy trình mong muốn cao hơn áp suất quy trình hiện tại nhiều hơn chênh lệch áp suất được thiết lập trên công tắc áp suất chênh lệch.  

Nếu áp suất cần được duy trì không đổi trong một số giới hạn nhất định, phải thiết lập sự cân bằng giữa khí được đưa vào bình chân không và khí được bơm loại bỏ đồng thời với sự trợ giúp của van hoặc thiết bị tiết lưu. Điều này không phải là rất khó khăn trong các hệ thống chân không thô và trung bình vì sự khử hấp thụ khí hấp thụ từ các bức tường thường không đáng kể so với lượng khí chảy qua hệ thống. Có thể thực hiện điều chỉnh áp suất thông qua cửa nạp khí hoặc điều chỉnh tốc độ bơm. Tuy nhiên, chỉ có thể sử dụng bộ điều khiển màng giữa áp suất khí quyển và khoảng 10 mbar. 

Mặt khác, trong phạm vi chân không cao và siêu cao, sự phát triển khí từ thành bình có ảnh hưởng quyết định đến áp suất. Do đó, chỉ có thể thiết lập các giá trị áp suất cụ thể trong phạm vi chân không cao và siêu cao nếu sự thoát khí từ các bức tường là không đáng kể so với việc cấp khí được kiểm soát bằng thiết bị điều chỉnh áp suất. Vì lý do này, việc điều chỉnh áp suất trong phạm vi này thường được thực hiện dưới dạng điều chỉnh khí vào với bộ điều khiển PID điện. Van rò rỉ biến thiên được điều khiển bằng động cơ servo hoặc áp điện được sử dụng làm bộ truyền động. Chỉ nên sử dụng van nạp khí bằng kim loại có thể nung để điều chỉnh áp suất dưới 10 ^-6 mbar.