JPH01214911A

JPH01214911A - 流量制御装置

Info

Publication number: JPH01214911A
Application number: JP3871788A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Yamaguchi; 正明山口
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-02-23
Filing date: 1988-02-23
Publication date: 1989-08-29

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野〉この発明は、導管中を流れる流体の流（６）を制御する
装置に関する。

（従来の技術）原子カプラントにおける給水系や石油精製プラントにお
ける送油系などのように、ライン上の送出流量が大幅に
変化するものにおいては、低流＠域での流儀制御が困難
である。

このため従来は、第５図に示すように送水管１を３系列
に分岐させ、各系列の流量をそれぞれ制御している。

第５図において、３系列に分岐された各分岐配管２には
それぞれ制御レンジの異なる流量調節弁３が取り付けら
れている。

また、各流ｆｆｌｌｌｌ節弁３の出口側の各配管２には
、それぞれ流量計４が取り付けられ、流量値に相当する
電気信号が各流量弁３別に設けられる流量調節器５に供
給されている。

これらの流量ｍｗ器５では、測定流量値と、設定流量値
との偏差が零となるようにそれぞれの流！１調節弁３へ
操作信号を与える。

その結果、制御レンジの異なる名流】調節弁３は、与え
られる操作信号に応じて動作し、各分岐配管の合計流量
が設定された流目となるように制御されている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら上記従来例では、各分岐配管２ごとに流量
制御をしているため、１つの流量調節器５の操作量が他
の配管２の流量に影響を及ぼすなどの相互干渉を引き起
こしてしまう。

このため、制御における連応性を損なってしまい、設定
する流量値を変更する場合などには、安定した流量値を
得るまでに長い時間を要するという欠点がある。更には
、この干渉のために平衡性をも失なってしまい、設定さ
れた流量値に安定せずに、一定の幅をもって振動を続け
てしまうこともある。

このような問題を解決するために、送水管を大口径管と
小口径管とに分岐させ、小容社の水を送水する場合には
大口径管を全開とし、小口径管に取り付けた流量調節弁
で流量を調節する。また、大容量の水を送水する場合に
は小口径管を全開とし、大口径管に取り付けた流量調節
弁で流Ｒを調節するように構成すれば、どちらか一方の
流量調節弁は固定されているので、互いに干渉し合うこ
とはなくなる。

しかし、上記構成ではその流量と弁開度との関係を示す
第６図からも理解されるように、流量の制御が小口径の
流ｍ調節弁から大口径の流口調か弁に切替わるＡ点では
、制御レンジが瞬時に変化するため制御が大幅に乱れ、
また、大口径の流量調節弁による制御では安定性が悪い
という課題があった。

この発明はこのような従来の課題を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、複数の流量調節
部があるうちで、１つの流ｍ調節部の操作ωが他の流量
調節部に影響を及ぼづなどの相互干渉を防ぐことによっ
て、制御における連応性を良好とし、まＩζ、ライン上
の送出流量の大小にかかわらず常に安定した送出ができ
る流量制御装置を提供することにある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために本発明は、管径の異なる複数
の分岐配管にそれぞれ取り付けられる流量調節弁と、流
体の全流量を測定する流量測定部と、流体の全流量が設
定流量値となるように前記各流量調節弁の開度をあらか
じめ決められた位置に固定させ、前記流量測定部で測定
される実際の流量値と前記設定流量値との間に偏差が発
生した場合には、前記流量調節弁のうちもつとも管径の
小さい弁を調節し、この偏差が零となるように制御する
流量調節部と、を備えている。

（作用）この発明では、管径の異なる複数個の調節弁がある中で
、常時もつとも管径の小さい調節弁のみが流量制御を行
ない、他の調節弁の開度を一定としておくことにより、
１個の流量調節部の操作量が他の流量調節部に影響を与
えるなどの相互干渉を防ぐことができる。

また、流量の大きさにかかわらず、常にもつとも管径の
小さい調節弁で流量が調節されるので、安定した制御を
することができる。

（実施例）以下本発明の一実施例を第１図乃至第４図に基づいて説
明する。

第２図において、送水管１は小口径管６、中口径管７、
大口径管８とに分岐されている。

これらの分岐管６．７．８には流量を調節するため、そ
れぞれ小口径調節弁９、中口径調節弁１０、大口径調節
弁１１（以下単に小弁、中押、大片と略す。）が取り付
けられている。

そして、小弁９、中押１０、大片１１には、それぞれに
対して小弁調節器１２、中押調節器１３、大片調部器１
４が接続されている。

このうち小弁調節器１２はマスターコントローラとして
位置づけられ、他のＷＡ整凶器１３１４はこの小弁調節
器１２によってコントロールされている。

これらの各調節器１２．１３．１４によって各調節弁９
．１０．１１が操作され、送水管１を流れる流量が設定
された流量値となるように制御されている。

そして、これらの調節弁９．１０，１１で制御された全
体流量は流量計４で測定され、ここで測定された流量値
は電気的な信号に変換され、前記小弁調節器１２、小弁
調節器１３、大弁調節器１４ヘフィードバックされてい
る。

これらの調節器１２．１３．１４の詳細は第１図に示さ
れている。

同図における小弁調節器１２内部のメモリ１５には第３
図に示すように、設定流量値と各調節弁９．１０．１１
の開度との関係図が記憶されている。

したがって第１図において、作業者が小弁調節器１２の
流儀を設定し、弁開度設定器１６に設定流ｍ値が与えら
れると、この設定流量値に対応する各調節弁９．１０．
１１の弁開度情報がメモリ１５から読み取られる。そし
て、この弁開度情報はそれぞれ、小弁開度出力部１７、
牛丼開度出力部１８、大弁開度出力部１９を介して、小
弁９、小弁１０、大片１１の開度指令信号として出力さ
れている。

その後、小弁開度出力部１７から出力される小弁開度指
令信号はＰＩＤ調節器２０に供給され、第３図に示す開
度となるように小弁９を操作する。

これと同時に、このＰＩＤｌｉ節器２０には、第２図に
おける流量計４から得られる測定流ω値が供給され、こ
の測定値と設定流量値との偏差が零となるように小弁９
が制御されている。

また、ＰＩＤ調節器２０が故障し、小弁９の制御が不能
となった場合には、この情報は故障信号として、弁開度
設定器１６に供給されるようになっている。

一方、牛丼開度出力部１８、大弁開度出力部１つから出
力される弁開度指令信号は、小弁調節器１２から出力さ
れ、それぞれ小弁調節器１３、大弁調節器１４に供給さ
れている。

これら調節器１３．１４に与えられる弁開度指令信号は
、通常、弁操作部２１を介して、それぞれ小弁１０．大
弁１１に供給される。そして、小弁１０．大弁１１は第
３図に示す開度となるように操作される。

また、第１図において前記小弁調節器１２におけるＰＩ
Ｄ調節器２０が故障した場合には、この故障信号が弁開
度設定器１６から出力され、それぞれ小弁調節器１３、
大弁調節器１４へ供給される。そして、これらの調節器
１３．１４内部に設けられている切替器２２はＰＩＤ演
算部２３側に切替わるようになっている。

このＰＩＤ演算部２３にはそれぞれ設定流ｍ値、及び測
定流量値が与えられ、これらの偏差を零にするように補
正信゛号を出力する。このため、前記小弁調節器１２に
おけるＰＩＤ調節器２０が故障した場合には、小弁調節
器１３、及び天井調節器１４内部の各ＰＩＤ演算部２３
でそれぞれ小弁１０、及び大片１１が制御されるように
なっている。

次に各調節弁９．１０，１１０動作を第３図に基づいて
説明する。

同図において、設定流量値を零から上昇させると、まず
、小弁９が設定流通値に伴なって開度を増し、６０％程
度開いた□位置で停止する。

なお、この開度を６０％としているのは、流量弁の制御
特性としてこの付近が最適であり、安定した流量制御が
できるためである。

ざらに設定流口値を上昇させると、牛丼１０が開ぎ始め
、開度が１００％になると今度は大片１１が開くように
なっている。

つまり、設定′ａ量値が決定するとそれに対してそれぞ
れ小弁９、牛丼１０、大片１１の開度が一意的に決定さ
れる。

このように決定された開度に各調節弁９．１０゜１１は
操作され、このうち、牛丼１０、大片１１は、この開度
に固定され設定流量値が変化するまで、この開度を保持
し続ける。

そして、設定流ｍ値と測定流量値との間に偏差が生じた
場合には小弁９を調節することによって、送水管１の流
量制御がされているのである。

このようにして本実施例では、牛丼１０１及び大片１１
の開度を、設定流ｍ値に応じて予め記憶されている位置
に固定させておぎ、流量の変動に対する調節はすべて小
弁９で操作されるので、１つの弁開度調節器の操作量が
他の弁開度調節器の制御量に影響を与えるなどの相互干
渉はなくなる。

また、小弁９の開度を６０％程度とし、この付近で流量
の調節をしているので、設定欲情の大きさにかかわらず
、常に安定した制御をすることができる。

さらに、小弁調節器１２が故障したり、保守点検などで
使用不可能となった場合には、小弁調節器１３、及び大
弁調節器１４にこの故障信号が供給され、切替器２２の
接点を切替えるようになっているので小弁調節器１３、
及び大弁調節器１４が単独で流量を制御することも可能
である。

一方、本実施例においては小弁９、小弁１０、天井１１
の開度を調節するためにそれぞれ小弁調節器１２、小弁
調節器１３、大弁調節器１４を設ける構成としたが、こ
れら調節器１２．１３．１４の変わりに第４図に示ずよ
うに演算処理装置２４を設け、ここで−括して各調節弁
９．１０１１１を制御すれば、より簡単な回路で構成す
ることかできる。

また、本実施例では送水管１を、小口径管６、中口径管
７、大口径管８の３系列に分岐させる構成としたが、さ
らに管径の異なる分岐管を設ければ、より高精度な流最
制御をすることもできる。

［発明の効果」以上述べたようにこの発明では、導管中を流れる流体の
流量を制御するにあたって、この導管を複数の径の異な
る分岐配管に分岐させ、これら各分岐配管に取り付けら
れる各流０調節弁のうちで、もっとも口径の小ざい流量
調節弁のみで流量制御を行ない、他の流量調節弁は一定
の開度に固定されているので、１つの調節器の操作量が
他の調節器の制御値に影響を与えるなどの相互干渉を防
ぐことができる。

また、常時もつとも口径の小さい流量調節弁で流量を制
御するので、流量の大小にかかわらず、常に安定した制
御がされるという効果が得られるざらに、この発明では
流量測定部が、従来と比較して総流量を測定する１個を
要するだけであるので、経済的にも有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の主要部である流量調節器の内部機能を
示すブロック図、第２図は本発明の一実施例を示す全体
構成図、第３図は第２図における各流量調節弁の開度と
設定流向との関係を示すグラフ、第４図は本発明の他の
実施例を示す構成図、第５図は従来例を示す構成図、第
６図は従来において大口径管と小口径管とに分岐させた
場合の弁開度と流向との関係を示すグラフである。１・・・送水管　　　　　　　　４・・・流量計１２・
・・小弁調節器　　　　　１３・・・小弁調節器１４・
・・大弁調節器

Claims

【特許請求の範囲】導管中を流れる流体の流量を管径の異なる複数の分岐配
管に分割して制御する装置であつて、前記管径の異なる
複数の分岐配管にそれぞれ取り付けられる流量調節弁と
、前記流体の全流量を測定する流量測定部と、前記流体の
全流量が設定流量値となるように前記各流量調節弁の開
度をあらかじめ決められた位置に固定させ、前記流量測
定部で測定される実際の流量値と前記設定流量値との間
に偏差が発生した場合には、前記流量調節弁のうちもつ
とも管径の小さい弁を調節し、この偏差が零となるよう
に制御する流量調節部と、を備えることを特徴とする流量制御装置。