JP2000305628A - ２位置制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現場から制御装置までの制御配線を更に減ら
すことができ、かつ必要となる補助リレーも少ない２位
置制御装置を提供する。 【解決手段】 被駆動物１（例えばダンパー）の第１位
置（開位置）を検出するａ接点の第１リミットスイッチ
ＬＳ１と、第２位置（閉位置）を検出するｂ接点の第２
リミットスイッチＬＳ２と、リミットスイッチＬＳ１又
はＬＳ２のいずれかがＯＮの時に励磁されるようにこれ
らに並列接続された補助リレーＸ３とを備える。補助リ
レーのａ接点及びｂ接点により被駆動物を駆動する駆動
装置（例えば電動機Ｍ）を互いに反対方向に作動させる
ように構成されている。更に、第２リミットスイッチに
直列接続された電気抵抗Ｒを備え、この電気抵抗の抵抗
値が第２リミットスイッチを通して補助リレーに印加さ
れる電圧値が補助リレーの復帰電圧より大きく動作電圧
より低くなるように設定されており、復帰電圧と動作電
圧の間の不感帯を利用して、現場と制御装置を結ぶ２本
の制御配線だけで、従来と同様の２位置制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ダンパー等の被駆
動物を移動して互いに反対方向の２位置（例えば開閉位
置）で停止させる２位置制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、プラント設備におけるダンパー
装置では、図３（Ａ）（Ｂ）に模式的に示すように、ダ
ンパー１の開位置と閉位置にそれぞれリミットスイッチ
（以下、開位置ＬＳと閉位置ＬＳと呼ぶ）を設け、図示
しない押ボタンスイッチにより、電磁接触器Ｘ１、Ｘ２
を励磁して電動機Ｍを正転又は逆転させてダンパー１を
開閉するようになっている。なお、図３（Ａ）におい
て、ＭＣＣＢは配線用遮断器である。

【０００３】図３（Ｃ）はかかる開閉制御用の制御回路
の一例であり、リミットスイッチ（開位置ＬＳと閉位置
ＬＳ）にそれぞれａ接点（ＮＯ：通常開の接点）とｂ接
点（ＮＣ：通常閉の接点）を設けている。開位置では開
位置ＬＳのａ接点が閉じて（ＯＮ）ｂ接点が開き（ＯＦ
Ｆ）、逆に閉位置では閉位置ＬＳのａ接点が閉じて（Ｏ
Ｎ）ｂ接点が開く（ＯＦＦ）。また、中間位置では、両
方のａ接点が開き（ＯＦＦ）ｂ接点が閉じる（ＯＮ）。
従って、閉位置において閉位置ａ接点（図で閉ａ）と開
位置ｂ接点（開ｂ）がＯＮ状態にあるので、開用の押ボ
タンスイッチ（ＰＢ１）をＯＮすると、開用の電磁接触
器Ｘ１を励磁して電動機Ｍを正転させ、その後ＰＢ１を
開いても、Ｘ１のａ接点（Ｘ１ａ）で自己保持され、開
位置で開位置ｂ接点（開ｂ）が開くまで回転を継続して
停止する。同様に、開位置において開位置ａ接点（図で
開ａ）と閉位置ｂ接点（閉ｂ）がＯＮ状態にあるので、
閉用の押ボタンスイッチ（ＰＢ２）をＯＮすると、閉用
の電磁接触器Ｘ２を励磁して電動機Ｍを逆転させ、その
後ＰＢ２を開いても、Ｘ２のａ接点（Ｘ２ａ）で自己保
持され、閉位置で閉位置ｂ接点（開ｂ）が開くまで逆転
を継続して停止する。従って、この回路で開閉の押ボタ
ンスイッチを押すことにより、電磁接触器Ｘ１，Ｘ２を
励磁して電動機Ｍを正転又は逆転させてダンパー１を開
閉し、開位置または閉位置で自動的に停止させることが
できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、ボイ
ラープラント、発電プラント、化学プラント等のプラン
ト設備では、ダンパーの開閉、電動機の正逆転、バルブ
の前後進、等のように、被駆動物を移動して２位置で停
止させる制御が多数用いられる。以下、かかる制御を
「２位置制御」と呼ぶ。

【０００５】図３に例示した従来の２位置制御装置で
は、２位置（開位置と閉位置）のリミットスイッチにそ
れぞれａ接点とｂ接点の２接点を設ける必要がある。そ
のためリミットスイッチが大型で高価になるばかりでな
く、図中に破線で囲む現場から制御装置までの制御配線
が多くなる（１台当たり８芯）問題があった。特に最近
のプラント設備では、２位置制御を必要とする箇所が非
常に多く（例えば５０ケ所以上）、そのため、現場と制
御装置を結ぶ制御配線の必要本数が非常に多くなってい
た。

【０００６】この問題を解決するために、現場から制御
装置までの制御配線を１台当たり３芯に減らすことがで
きる２位置制御装置も創案されている。図４は、この制
御回路の例であり、２位置（開位置と閉位置）のリミッ
トスイッチにそれぞれａ接点のみを設け、この接点で２
つの補助リレーＸ４，Ｘ５を作動させ、この補助リレー
にそれぞれａ接点とｂ接点の２接点を設けて、図３
（Ｂ）と同様の制御回路を構成するものである。

【０００７】この２位置制御装置では、１台当たりの制
御配線を３芯に減らすことができるものの、３芯の制御
配線に加え、制御装置内に補助リレーを２つ余分に設け
る必要があり、依然として制御配線の必要本数が多く、
かつ補助リレーを多数用いるため、配線も複雑となり、
全体としてコストが高い問題点があった。

【０００８】本発明は、かかる問題点を解決するために
創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、現
場から制御装置までの制御配線を更に減らすことがで
き、かつ必要となる補助リレーも少ない２位置制御装置
を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、リレーの動作
電圧と復帰電圧の差を利用することにより、検出端の動
作を判別することができることに着目したものである。
すなわち、一般にリレーは、定格電圧と無電圧の間に、
定格電圧の約５５〜６０％の位置に動作電圧、約２０％
の位置に復帰電圧があり、動作電圧以上の電圧を印加し
ないとリレーが作動しないが、作動後には復帰電圧以下
まで印加電圧が低下しないと復帰しない特性を有する。
言い換えれば、復帰電圧と動作電圧との間に定格電圧の
約２５〜３０％に相当する不感帯が存在する。本発明は
かかる不感帯に着目したものである。

【００１０】すなわち、本発明によれば、被駆動物を互
いに反対方向の第１位置と第２位置で停止させる２位置
制御装置において、第１位置を検出するａ接点の第１リ
ミットスイッチと、第２位置を検出するｂ接点の第２リ
ミットスイッチと、第１リミットスイッチ又は第２リミ
ットスイッチのいずれかがＯＮの時に励磁されるように
これらに並列接続された補助リレーと、を備え、該補助
リレーのａ接点及びｂ接点により被駆動物を駆動する駆
動装置を互いに反対方向に作動させるように構成されて
おり、更に、第２リミットスイッチに直列接続された電
気抵抗を備え、第２リミットスイッチを通して補助リレ
ーに印加される電圧値が補助リレーの復帰電圧より大き
く動作電圧より低くなるように前記電気抵抗の抵抗値が
設定されている、ことを特徴とする２位置制御装置が提
供される。

【００１１】本発明の好ましい実施形態によれば、被駆
動物を駆動する駆動装置を互いに反対方向に作動させる
２台の電磁接触器を備え、その一方に前記補助リレーの
ａ接点が直列接続され、他方にｂ接点が直列接続され
る。

【００１２】上記本発明の構成によれば、第２リミット
スイッチとこれに直列接続された電気抵抗を通して補助
リレーに印加される電圧は、補助リレーの復帰電圧と動
作電圧の間の電圧となり、予め補助リレーが作動してい
る場合には作動状態を保持し、逆に不作動状態の場合に
はその状態を保持する。従って、これを利用して、後述
するように、従来の２位置制御を２つの接点のみで制御
することができる。また、この２つの接点は補助リレー
に並列接続されているので、２つの接点の両側をそれぞ
れ結線することにより、現場から制御装置までの制御配
線を１台当たり２芯に減らすことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を図面を参照して説明する。なお、各図において共通
する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略す
る。図１は、本発明の２位置制御装置の一例を示す図で
ある。この例は、ダンパーを電動機Ｍで開閉する２位置
制御装置の制御回路を示している。なお、電動機Ｍと電
磁接触器Ｘ１，Ｘ２との関係は、上述した図３（Ａ）
（Ｂ）と同様である。

【００１４】図１に示すように、本発明の２位置制御装
置では、被駆動物（この例ではダンパー１）の第１位置
（開位置）と第２位置（閉位置）にそれぞれ第１リミッ
トスイッチＬＳ１と第２リミットスイッチＬＳ２が設け
られている。第１リミットスイッチＬＳ１は、ダンパー
１の開位置を検出するａ接点のスイッチであり、第２リ
ミットスイッチＬＳ２はダンパー１の閉位置を検出する
ｂ接点のスイッチである。第１リミットスイッチＬＳ１
は、開位置でそのａ接点が閉じ（ＯＮ）、その他の位置
では開いてＯＦＦ状態となる。また、第２リミットスイ
ッチＬＳ２は閉位置でそのｂ接点が開き（ＯＦＦ）、そ
の他の位置ではＯＮ状態となる。また、図３（Ａ）
（Ｂ）と同様に２台の電磁接触器Ｘ１，Ｘ２はダンパー
１を駆動する駆動装置（電動機Ｍ）を互いに反対方向に
作動させるようになっている。すなわち、この例では、
電磁接触器Ｘ１の励磁により電動機Ｍが正回転してダン
パー１を開く方向に移動させ、電磁接触器Ｘ２の励磁に
より電動機Ｍが逆回転してダンパー１を閉じる方向に移
動させる。

【００１５】更に図１に示すように、２台の電磁接触器
Ｘ１，Ｘ２はそれぞれの押ボタンスイッチＰＢ１，ＰＢ
２により励磁されるようになっている。また、本発明に
よれば、第１リミットスイッチＬＳ１又は第２リミット
スイッチＬＳ２のいずれかがＯＮの時に励磁されるよう
にこれらに並列接続された補助リレーＸ３を備えてい
る。この補助リレーＸ３は、ａ接点とｂ接点を有してお
り、電磁接触器Ｘ２の電源ラインに補助リレーＸ３のａ
接点が直列接続され、電磁接触器Ｘ１の電源ラインに補
助リレーＸ３のｂ接点が直列接続されている。この構成
により、補助リレーＸ３のａ接点及びｂ接点により被駆
動物（この場合、ダンパー１）を駆動する駆動装置（こ
の場合、電動機Ｍ）を互いに反対方向に作動させること
ができる。

【００１６】図２は、補助リレーＸ３に用いるリレーの
動作特性を一般的に示す図である。この図において、横
軸は周囲温度（℃）、縦軸は定格電圧に対する電圧比率
（％）であり、図中の上の線は動作電圧、下の線は復帰
電圧を示している。この図に示すように、一般にリレー
は、定格電圧と無電圧の間に、定格電圧の約５５〜６０
％の位置に動作電圧、約２０％の位置に復帰電圧があ
り、動作電圧以上の電圧を印加しないとリレーが作動し
ないが、作動後には復帰電圧以下まで印加電圧が低下し
ないと復帰しない特性を有する。言い換えれば、復帰電
圧と動作電圧との間に定格電圧の約２５〜３０％に相当
する不感帯が存在する。

【００１７】本発明は、この動作電圧と復帰電圧の差を
利用することにより、検出端の動作を判別することがで
きることに着目したものであり、第２リミットスイッチ
ＬＳ２のｂ接点に直列接続された電気抵抗Ｒを備え、こ
の電気抵抗Ｒの電気抵抗値を、第２リミットスイッチＬ
Ｓ２を通して補助リレーＸ３に印加される電圧値が補助
リレーの復帰電圧より大きく動作電圧より低くなるよう
に設定している。以下、この電気抵抗を「減電圧抵抗」
と呼ぶ。

【００１８】上述したように、位置検出リミットスイッ
チ（第１リミットスイッチＬＳ１と第２リミットスイッ
チＬＳ２）はそれぞれａ接点とｂ接点である。第１リミ
ットスイッチＬＳ１のａ接点は、開位置でＯＮ、その他
の位置（開閉の間、及び閉位置）ではＯＦＦとなる。ま
た、第２リミットスイッチＬＳ２のｂ接点は、閉位置で
ＯＦＦ、その他の位置（開閉の間、及び開位置）ではＯ
Ｎとなる。閉位置検出用の第２リミットスイッチＬＳ２
（ｂ接点）に直列に接続されている減電圧抵抗Ｒは、第
２リミットスイッチＬＳ２のｂ接点がＯＮの状態で、補
助リレーＸ３に印加される電圧を補助リレーの動作電圧
と復帰電圧の中間の制御電圧に設定する。

【００１９】以下、本発明の作動を図１に基づき説明す
る。ダンパー１が「開」の状態にあるとき、ＬＳ１のａ
接点はＯＮであるため、補助リレーＸ３は励磁され、そ
の補助ａ接点（Ｘ３ａ）はＯＮ、その補助ｂ接点（Ｘ３
ｂ）はＯＦＦとなる。従って、この状態で、ダンパー１
の開スイッチＰＢ１を押してＯＮしてもＸ３ｂがＯＦＦ
なため開作動用の電磁接触器Ｘ１は励磁されない。逆に
この状態で、ダンパー１の閉スイッチＰＢ２を押してＯ
Ｎすると、閉作動用の電磁接触器Ｘ２が励磁され、電動
機Ｍが駆動されてダンパー１を閉方向に作動する。閉作
動を開始すると、ＬＳ１のａ接点は直ぐにＯＦＦになる
が、ＬＳ２のｂ接点が閉位置以外でＯＮであるので、補
助リレーＸ３にはＬＳ２のｂ接点と減電圧抵抗Ｒを通し
て動作電圧と復帰電圧の中間の制御電圧が印加され続け
る。この制御電圧は、復帰電圧以上であるため、補助リ
レーＸ３の励磁状態が保持される。更に、閉作動が続き
ダンパー１が閉位置に到達すると、ＬＳ２のｂ接点がＯ
ＦＦとなり、補助リレーＸ３が無励磁となり、ダンパー
１が閉位置に停止する。

【００２０】一方、ダンパー１が「閉」の状態にあると
き、第２リミットスイッチＬＳ２のｂ接点は、ＯＦＦで
あるため、補助リレーＸ３は励磁されず、その補助ａ接
点（Ｘ３ａ）はＯＦＦ、その補助ｂ接点（Ｘ３ｂ）はＯ
Ｎとなる。従って、この状態でダンパー１の閉スイッチ
ＰＢ２をＯＮしても閉作動用の電磁接触器Ｘ２は励磁さ
れない。逆にこの状態で、ダンパー１の開スイッチＰＢ
１をＯＮすると開作動用の電磁接触器Ｘ１が励磁され、
ダンパー１が開方向に作動する。開作動を開始すると、
ＬＳ２のｂ接点は、直ぐにＯＮとなるが、補助リレーＸ
３にはＬＳ２のｂ接点と減電圧抵抗Ｒを通して制御電圧
しか印加されず、この制御電圧が作動電圧以下であるた
め、無励磁状態が保持される。次いで、更に開作動が続
きダンパー１が開位置に到達すると、第１リミットスイ
ッチＬＳ１のａ接点がＯＮとなり、補助リレーＸ３が励
磁されて電磁接触器Ｘ１が無励磁となり、ダンパー１が
開位置に停止する。

【００２１】以上のように、補助リレーＸ３の動作電圧
と復帰電圧の中間の制御電圧を利用し、現場検出端から
制御装置までを２芯の制御配線で接続し、制御装置内に
信号検出用補助リレーを１個設けることで一連の作動を
可能にすることができる。その結果、従来技術のよう
な、１つの検出端に互いに絶縁された複数の接点を設け
た場合の制御配線が多くなる（８芯必要）問題、または
３芯の制御配線に加え、制御装置内に信号増幅用補助リ
レーをそれぞれの検出端に設けなければないない問題を
解決することができる。

【００２２】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できる
ことは勿論である。例えば、上述の例ではダンパーの開
閉作動について詳述したが、本発明は、電動機の正逆
転、バルブの前後進、等のように、被駆動物を移動して
２位置で停止させる制御に広く適用することができる。

【００２３】

【発明の効果】上述したように、本発明の２位置制御装
置によれば、従来の２位置制御を２つの接点のみで制御
することができ、かつこの２つの接点は補助リレーに並
列接続されているので、２つの接点の両側をそれぞれ結
線することにより、現場から制御装置までの制御配線を
１台当たり２芯に減らすことができる。すなわち、本発
明は、１つの検出端に、互いに絶縁された複数の接点を
設けることなく、現場検出端から制御装置までを２芯の
制御配線で接続し、制御装置内に信号検出用の補助リレ
ーを１個設けることで、これを解決している。

【００２４】従って、本発明の２位置制御装置は、現場
から制御装置までの制御配線を更に減らしかつ必要とな
る補助リレーも少なくでき、具体的には、１つの検出端
につき少なくとも制御配線１芯、補助リレー１個を削減
できる。従って、対象となる検出端が多数ある場合（例
えば１つのプラントで約５０台以上）に、制御線の数量
の削減、工事費用の削減、制御装置内補助リレー個数の
削減等の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の２位置制御装置の一例を示す図であ
る。

【図２】リレーの動作特性を示す図である。

【図３】従来の２位置制御装置の回路例である。

【図４】従来の２位置制御装置の別の回路例である。

【符号の説明】

１ ダンパー Ｘ１，Ｘ２ 電磁接触器 Ｘ３，Ｘ４，Ｘ５ 補助リレー ＬＳ１ 第１リミットスイッチ ＬＳ２ 第２リミットスイッチ Ｒ 減電圧抵抗 Ｍ 電動機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H062 BB33 CC01 CC15 CC23 FF03 FF08 HH02 5H303 AA01 AA04 BB01 BB06 DD01 DD02 EE01 EE04 FF01 GG01 HH01 KK10 MM02 5H530 AA01 BB21 BB31 BB39 CC30 CD03 CE04 CF01 DD19 GG01

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被駆動物を互いに反対方向の第１位置と
   第２位置で停止させる２位置制御装置において、第１位
   置を検出するａ接点の第１リミットスイッチと、第２位
   置を検出するｂ接点の第２リミットスイッチと、第１リ
   ミットスイッチ又は第２リミットスイッチのいずれかが
   ＯＮの時に励磁されるようにこれらに並列接続された補
   助リレーと、を備え、該補助リレーのａ接点及びｂ接点
   により被駆動物を駆動する駆動装置を互いに反対方向に
   作動させるように構成されており、 更に、第２リミットスイッチに直列接続された電気抵抗
   を備え、第２リミットスイッチを通して補助リレーに印
   加される電圧値が補助リレーの復帰電圧より大きく動作
   電圧より低くなるように前記電気抵抗の抵抗値が設定さ
   れている、ことを特徴とする２位置制御装置。
2. 【請求項２】 被駆動物を駆動する駆動装置を互いに反
   対方向に作動させる２台の電磁接触器を備え、その一方
   に前記補助リレーのａ接点が直列接続され、他方にｂ接
   点が直列接続される、ことを特徴とする請求項１に記載
   の２位置制御装置。