JPH0298603A - ポジシヨナ - Google Patents
ポジシヨナInfo
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- JPH0298603A JPH0298603A JP24999788A JP24999788A JPH0298603A JP H0298603 A JPH0298603 A JP H0298603A JP 24999788 A JP24999788 A JP 24999788A JP 24999788 A JP24999788 A JP 24999788A JP H0298603 A JPH0298603 A JP H0298603A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- valve
- valve opening
- controller
- force
- positioner
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は空気式調節弁の弁開度を決める自動平衡型のポ
ジショナに関し、特に弁開度の監視を行なうポジショナ
に関するものである。
ジショナに関し、特に弁開度の監視を行なうポジショナ
に関するものである。
一般に流量制御系は第４図に示すように閉回路構成の負
帰還制御系になっており、流量調節弁も第５図に示すよ
うに多くの場合それ自体が自動平衡型となっている。
帰還制御系になっており、流量調節弁も第５図に示すよ
うに多くの場合それ自体が自動平衡型となっている。
第４図において、１は減算器、２はコントローラ、３は
流量調節弁、４は制御対象、５は流量検出器である。ま
た、第５図は第４図の流量調節弁３を詳細に示す系統図
であり、６はポジショナとしての電流／空気圧信号変換
器、７は弁、８は弁リフト変位検出器である。
流量調節弁、４は制御対象、５は流量検出器である。ま
た、第５図は第４図の流量調節弁３を詳細に示す系統図
であり、６はポジショナとしての電流／空気圧信号変換
器、７は弁、８は弁リフト変位検出器である。
第４図において、設定信号ａの値と流量信号すの値との
差の信号はコントローラ２に入力され、コントローラ２
は上記差の信号から弁操作電流信号Ｃを出力する。弁操
作電流信号Ｃは流量調節弁３を制御し、流量調節弁３は
制御対象（ここでは流量）を制御する。流量検出器５は
制御対象（流量）を検出し、流量信号すとして減算器１
へ出力する。
差の信号はコントローラ２に入力され、コントローラ２
は上記差の信号から弁操作電流信号Ｃを出力する。弁操
作電流信号Ｃは流量調節弁３を制御し、流量調節弁３は
制御対象（ここでは流量）を制御する。流量検出器５は
制御対象（流量）を検出し、流量信号すとして減算器１
へ出力する。
第５図において、弁操作電流信号Ｃを入力した電流／空
気圧信号変換器６は空気圧により弁７の開閉を制御する
。弁の開閉に応じた弁リフトの変位は弁リフト変位検出
器８により電流／空気圧信号変換器６に与えられ、第５
図の系は自動的に平衡する。
気圧信号変換器６は空気圧により弁７の開閉を制御する
。弁の開閉に応じた弁リフトの変位は弁リフト変位検出
器８により電流／空気圧信号変換器６に与えられ、第５
図の系は自動的に平衡する。
（発明が解決しようとする課題〕
以上のような系においては、入力に対して調節弁に制御
出力を与えるのみであり、調節弁の動作不良や、制御出
力に対する追従性の悪さなど、調節弁の状態をまったく
無視して制御を行なっていた。これによって故障の発見
や制御速度の遅れなどから思わぬ事故を起こしかねなか
った。また、これらを考慮して、最近、制御機器の信頬
性・安全性のニーズによって、流量検出器５や流量調節
弁３が故障する前にあらかじめ保全しておこうとする予
知保全技術や、コントローラ２を二重化冗長系にして信
頬性の向上をはかる技術等のニーズが高まり、一部適用
されつつある。
出力を与えるのみであり、調節弁の動作不良や、制御出
力に対する追従性の悪さなど、調節弁の状態をまったく
無視して制御を行なっていた。これによって故障の発見
や制御速度の遅れなどから思わぬ事故を起こしかねなか
った。また、これらを考慮して、最近、制御機器の信頬
性・安全性のニーズによって、流量検出器５や流量調節
弁３が故障する前にあらかじめ保全しておこうとする予
知保全技術や、コントローラ２を二重化冗長系にして信
頬性の向上をはかる技術等のニーズが高まり、一部適用
されつつある。
しかし、流量調節弁系の故障の予知保全は一部の用途を
除いて行なわれていない。現状の技術レベルは次のよう
になる。
除いて行なわれていない。現状の技術レベルは次のよう
になる。
■ 弁のリフトの上・下限の検出
弁ステムが上方限界位置又は下方限界位置にあることを
リミット・スイッチで検出する。
リミット・スイッチで検出する。
■ 弁開度肝を別途設け、新たに２線伝送路を使用して
４〜２０ｍＡ信号で弁開度を伝送する。
４〜２０ｍＡ信号で弁開度を伝送する。
上記■は上・下限ばかりでなく任意点にリミットスイッ
チを付けて経済的位置センシングを行なうことができる
が、所詮ポイントのセンシングしかできず、現用の用途
としては、なにか問題が発生したときに弁リフトが所定
の位置または安全サイドにあることを確認するというよ
うに、センサとしてはいわば消極的な機能を持たせてい
るにすぎない。
チを付けて経済的位置センシングを行なうことができる
が、所詮ポイントのセンシングしかできず、現用の用途
としては、なにか問題が発生したときに弁リフトが所定
の位置または安全サイドにあることを確認するというよ
うに、センサとしてはいわば消極的な機能を持たせてい
るにすぎない。
上記■は別途に２４，１式の配線を用いて弁開度を検知
しようとするものであるが、水処理系などの特殊な計装
例を除いて、配線費がかかること、コントロールに際し
て特に弁開度情報を必要としない（１点または２点のモ
ニタでよい）ことなどの理由で多用されてはいない。
しようとするものであるが、水処理系などの特殊な計装
例を除いて、配線費がかかること、コントロールに際し
て特に弁開度情報を必要としない（１点または２点のモ
ニタでよい）ことなどの理由で多用されてはいない。
本発明はポジショナに調節弁の動作状態を伝送する機能
を持たせ、かつ安価で容易にこれを実現することを課題
とする。
を持たせ、かつ安価で容易にこれを実現することを課題
とする。
このような課題を解決するために本発明は、コントロー
ラから２線の信号線を介して弁操作電流信号を受け、こ
の弁操作電流信号を空気圧信号に変換して空気式調節弁
の弁開度を制御する自動平衡型のポジショナにおいて、
空気式調節弁の弁開度によってインピーダンスが変化す
るインピーダンス可変素子を弁操作電流信号が流れるマ
グネットユニットに直列に配設し、空気式調節弁の弁開
度をインピーダンス可変素子のインピーダンスに応じた
電圧として前記コントローラへ発信するようにしたもの
である。
ラから２線の信号線を介して弁操作電流信号を受け、こ
の弁操作電流信号を空気圧信号に変換して空気式調節弁
の弁開度を制御する自動平衡型のポジショナにおいて、
空気式調節弁の弁開度によってインピーダンスが変化す
るインピーダンス可変素子を弁操作電流信号が流れるマ
グネットユニットに直列に配設し、空気式調節弁の弁開
度をインピーダンス可変素子のインピーダンスに応じた
電圧として前記コントローラへ発信するようにしたもの
である。
本発明によるポジショナにおいては、弁開度信号はイン
ピーダンス可変素子によって信号ラインに電圧信号とし
て与えられ、これをコントローラ側で受信することによ
り空気式調節弁の弁開度を示す信号が伝送される。
ピーダンス可変素子によって信号ラインに電圧信号とし
て与えられ、これをコントローラ側で受信することによ
り空気式調節弁の弁開度を示す信号が伝送される。
第１図は本発明によるポジショナの一実施例が適用され
た流量制御系を示す系統図である。同図において、ＩＯ
はコントローラ、２０はポジショナ、１１は定電圧回路
、１２はアクチュエータドライブ回路としての演算増幅
器、１３はトランジスタ、１４は抵抗、１５は弁開度検
出回路、２１は弁操作電流信号が流れるマグネットユニ
ット、２２はビーム、２３はノズル、２４はバイロント
リレー、２５はフィードバックベローズ、２６はインピ
ーダンス可変素子としてのポテンショメータ、２７は弁
からの弁リフトが伝わる伝達軸である。なお、インピー
ダンス可変素子としては、ポテンショメータの他にスト
レンゲージ、容量素子、磁気抵抗素子等を用いても良い
。
た流量制御系を示す系統図である。同図において、ＩＯ
はコントローラ、２０はポジショナ、１１は定電圧回路
、１２はアクチュエータドライブ回路としての演算増幅
器、１３はトランジスタ、１４は抵抗、１５は弁開度検
出回路、２１は弁操作電流信号が流れるマグネットユニ
ット、２２はビーム、２３はノズル、２４はバイロント
リレー、２５はフィードバックベローズ、２６はインピ
ーダンス可変素子としてのポテンショメータ、２７は弁
からの弁リフトが伝わる伝達軸である。なお、インピー
ダンス可変素子としては、ポテンショメータの他にスト
レンゲージ、容量素子、磁気抵抗素子等を用いても良い
。
次に動作について説明する。コントローラ１０からポジ
ショナ２０に２１の伝送線を介して送られた４〜２０ｍ
Ａの入力電流はマグネットユニット２１により力Ｆ【に
変換され、ビーム２２に力を与える。ビーム２２はこの
力Ｆｌを受けて変位を生じ、ノズル２３に背圧を与える
。この変位に応じた背圧は矢印ＡＲで示す空気源が与え
られたパイロットリレー２４により増幅され、０．２〜
１ｋｇｆ／ｃｍ”の空気圧に変換される。この出力空気
圧はフィードバックベローズ２５にフィードパ・７りさ
れ、ビーム２２に力ＦＰを与えて、ビーム２２を再平衡
させる。上記出力空気圧は弁のエアモータ（図示せず）
を駆動し、弁のリフトを上限させるが、弁リフトの変位
は伝達軸２７を伝わってインピーダンス可変素子として
のポテンショメータ２６の回転に変換され、ポテンショ
メータ２６に生じた電圧降下■Ｐはマグネ−／ トユニ
ット２１の電圧降下ＶＩと共にコントローラ１０へ発信
される。
ショナ２０に２１の伝送線を介して送られた４〜２０ｍ
Ａの入力電流はマグネットユニット２１により力Ｆ【に
変換され、ビーム２２に力を与える。ビーム２２はこの
力Ｆｌを受けて変位を生じ、ノズル２３に背圧を与える
。この変位に応じた背圧は矢印ＡＲで示す空気源が与え
られたパイロットリレー２４により増幅され、０．２〜
１ｋｇｆ／ｃｍ”の空気圧に変換される。この出力空気
圧はフィードバックベローズ２５にフィードパ・７りさ
れ、ビーム２２に力ＦＰを与えて、ビーム２２を再平衡
させる。上記出力空気圧は弁のエアモータ（図示せず）
を駆動し、弁のリフトを上限させるが、弁リフトの変位
は伝達軸２７を伝わってインピーダンス可変素子として
のポテンショメータ２６の回転に変換され、ポテンショ
メータ２６に生じた電圧降下■Ｐはマグネ−／ トユニ
ット２１の電圧降下ＶＩと共にコントローラ１０へ発信
される。
コントローラ１０の弁開度検出回路１５は上記電圧降下
ｖｒ＋ｖｐからＶＰを検出して弁開度を知る。次に、Ｖ
Ｉ ＋ＶＰからｖｐを検出する弁開度検出回路１５に
ついて述べる。
ｖｒ＋ｖｐからＶＰを検出して弁開度を知る。次に、Ｖ
Ｉ ＋ＶＰからｖｐを検出する弁開度検出回路１５に
ついて述べる。
第２図は弁開度検出回路１５を示す回路図であり、３１
〜３３は演算増幅器である。第２図において第１図と同
一部分又は相当部分には同一符号が付しである。ポジシ
ョナ２０から出力される電圧は上述したようにｖ ｒ
＋ｖｐである。また、抵抗１４のインピーダンスは第１
図のマグネットユニット２１と同じ（例えば２５０Ω）
であり、抵抗１４には電圧Ｖｌが生じている。従って、
トランジスタ１３のコレクタ・エミッタ間電圧はほぼゼ
ロであるので、演算増幅器３１のプラス側端子には２Ｖ
Ｉ＋ＶＰの電圧が住じ、そのマイナス側端子にはｖｒの
電圧が生じる。演算増幅器３１はプラス側端子とマイナ
ス側端子の電圧の差を出力する増幅器であるので、その
出力はｖ ｒ ＋ｖｐとなる。演算増幅器３２はバッフ
ァであり、プラス側端子に生じた電圧ＶＩを出力する。
〜３３は演算増幅器である。第２図において第１図と同
一部分又は相当部分には同一符号が付しである。ポジシ
ョナ２０から出力される電圧は上述したようにｖ ｒ
＋ｖｐである。また、抵抗１４のインピーダンスは第１
図のマグネットユニット２１と同じ（例えば２５０Ω）
であり、抵抗１４には電圧Ｖｌが生じている。従って、
トランジスタ１３のコレクタ・エミッタ間電圧はほぼゼ
ロであるので、演算増幅器３１のプラス側端子には２Ｖ
Ｉ＋ＶＰの電圧が住じ、そのマイナス側端子にはｖｒの
電圧が生じる。演算増幅器３１はプラス側端子とマイナ
ス側端子の電圧の差を出力する増幅器であるので、その
出力はｖ ｒ ＋ｖｐとなる。演算増幅器３２はバッフ
ァであり、プラス側端子に生じた電圧ＶＩを出力する。
演算増幅器３３は演算増幅器３１と同様に入力電圧の差
を出力する増幅器であるので、その出力はＶＰとなる。
を出力する増幅器であるので、その出力はＶＰとなる。
このようにして、ポジショナ２０のポテンショメータ２
６ （第１図参照）に生じた電圧ｖｐを検出することが
でき、従って弁開度を検出することができる。
６ （第１図参照）に生じた電圧ｖｐを検出することが
でき、従って弁開度を検出することができる。
第３図は、本発明によるポジショナの第２の実施例が適
用された流量制御系を示す系統図である。
用された流量制御系を示す系統図である。
同図において、２８ば変位センサ２８ａからの信号によ
りインピーダンスを変化させる近接センサ、２９は弁開
度フィードバックバネ、３０は軸、３４はエアモータ、
３５は弁であり、エアモータ３４と弁３５は空気式調節
弁を構成する。なお、第３図において第１図と同一部分
又は相当部分には同一符号が付しである。
りインピーダンスを変化させる近接センサ、２９は弁開
度フィードバックバネ、３０は軸、３４はエアモータ、
３５は弁であり、エアモータ３４と弁３５は空気式調節
弁を構成する。なお、第３図において第１図と同一部分
又は相当部分には同一符号が付しである。
次に動作について説明する。コントローラ１０からポジ
ショナ２０に送られた４〜２０ｍＡの入力端子はマグネ
ットユニット２１により力Ｆｌに変換され、ビーム２２
に力を与える。ビーム２２はこの力Ｆｌを受けて変位を
生じ、ノズル２３に背圧を与える。この変位に応じた背
圧は矢印ＡＲで示す空気源が与えられたパイロットリレ
ー２４により増幅され、０．’２−１ｋｇｆ／ｃｍ”の
空気圧に変換される。この出力空気圧はエアモータ３４
に与えられ、これにより弁３５の開度が制御される。ま
た、軸３０を介して弁開度に応じた力ＦＰがバネ２９に
より与えられ、ビーム２２を再平衡させる。ビーム２２
の位置変位は変位センサ２８ａにより検出され、この検
出値により近接センサ２８はそのインピーダンスを制御
する。したがって、第１図の場合と同様に、弁開度に応
した電圧ＶＰが近接センサ２８に発生し、この電圧ＶＰ
はマグネットユニット２１の電圧降下ＶＩと共に、すな
わちＶ Ｉ ＋ＶＰの電圧がコントローラ１０へ発信さ
れる。電圧ＶＰの検出は第１の実施例の場合と同様であ
るので、その説明は省略する。
ショナ２０に送られた４〜２０ｍＡの入力端子はマグネ
ットユニット２１により力Ｆｌに変換され、ビーム２２
に力を与える。ビーム２２はこの力Ｆｌを受けて変位を
生じ、ノズル２３に背圧を与える。この変位に応じた背
圧は矢印ＡＲで示す空気源が与えられたパイロットリレ
ー２４により増幅され、０．’２−１ｋｇｆ／ｃｍ”の
空気圧に変換される。この出力空気圧はエアモータ３４
に与えられ、これにより弁３５の開度が制御される。ま
た、軸３０を介して弁開度に応じた力ＦＰがバネ２９に
より与えられ、ビーム２２を再平衡させる。ビーム２２
の位置変位は変位センサ２８ａにより検出され、この検
出値により近接センサ２８はそのインピーダンスを制御
する。したがって、第１図の場合と同様に、弁開度に応
した電圧ＶＰが近接センサ２８に発生し、この電圧ＶＰ
はマグネットユニット２１の電圧降下ＶＩと共に、すな
わちＶ Ｉ ＋ＶＰの電圧がコントローラ１０へ発信さ
れる。電圧ＶＰの検出は第１の実施例の場合と同様であ
るので、その説明は省略する。
以上説明したように本発明は、弁開度によってインピー
ダンスが変化するインピーダンス可変素子をマグネット
ユニットに直列に配設し、弁開度をインピーダンス可変
素子のインピーダンスに応じた電圧としてコントローラ
へ発信することにより、既存の２線式伝送路を用いて弁
開度情報をコントローラ側で検知できるので、弁の故障
の予知保全が図れる効果がある。
ダンスが変化するインピーダンス可変素子をマグネット
ユニットに直列に配設し、弁開度をインピーダンス可変
素子のインピーダンスに応じた電圧としてコントローラ
へ発信することにより、既存の２線式伝送路を用いて弁
開度情報をコントローラ側で検知できるので、弁の故障
の予知保全が図れる効果がある。
またこのために配線を新たにする必要もなく、比較的簡
単な構成で実現できるので、現場形の機器としての効果
が大きい。さらに、弁開度の代わりに温度や圧力等の情
報を伝送することも可能であり、発展性も大きい。
単な構成で実現できるので、現場形の機器としての効果
が大きい。さらに、弁開度の代わりに温度や圧力等の情
報を伝送することも可能であり、発展性も大きい。
第１図は本発明によるポジショナの第１の実施例が適用
された流量制御系を示す系統図、第２図は第１図のコン
トローラを構成する弁開度検出回路を示す回路図、第３
図は本発明の第２の実施例が適用された流量制御系を示
す系統図、第４図は一般的な流量制御系を示す系統図、
第５図は従来のポジショナが適用された流量調節弁を示
す系統図である。 １０・・・コントローラ、１１・・・定電圧回路、１２
・・・演算増幅器、１３・・・トランジスタ、１４・・
・抵抗、１５・・・弁開度検出回路、２０・・・ポジシ
ョナ、２１・・・マグネットユニット、２２・・・ビー
ム、２３・・・ノズル、２４・・・パイロットリレー、
２５・・・フィードバックベローズ、２６・・・ポテン
ショメータ、２７・・・伝達軸。
された流量制御系を示す系統図、第２図は第１図のコン
トローラを構成する弁開度検出回路を示す回路図、第３
図は本発明の第２の実施例が適用された流量制御系を示
す系統図、第４図は一般的な流量制御系を示す系統図、
第５図は従来のポジショナが適用された流量調節弁を示
す系統図である。 １０・・・コントローラ、１１・・・定電圧回路、１２
・・・演算増幅器、１３・・・トランジスタ、１４・・
・抵抗、１５・・・弁開度検出回路、２０・・・ポジシ
ョナ、２１・・・マグネットユニット、２２・・・ビー
ム、２３・・・ノズル、２４・・・パイロットリレー、
２５・・・フィードバックベローズ、２６・・・ポテン
ショメータ、２７・・・伝達軸。
Claims (1)
- コントローラから２線の信号線を介して弁操作電流信号
を受け、電流・空気圧変換回路により前記弁操作電流信
号を空気圧信号に変換して空気式調節弁の弁開度を制御
する自動平衡型のポジショナにおいて、前記空気式調節
弁の弁開度によってインピーダンスが変化するインピー
ダンス可変素子を前記弁操作電流信号が流れるマグネッ
トユニットに直列に配設し、前記空気式調節弁の弁開度
を前記インピーダンス可変素子のインピーダンスに応じ
た電圧として前記コントローラへ発信することを特徴と
するポジショナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24999788A JPH0298603A (ja) | 1988-10-05 | 1988-10-05 | ポジシヨナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24999788A JPH0298603A (ja) | 1988-10-05 | 1988-10-05 | ポジシヨナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0298603A true JPH0298603A (ja) | 1990-04-11 |
Family
ID=17201308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24999788A Pending JPH0298603A (ja) | 1988-10-05 | 1988-10-05 | ポジシヨナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0298603A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60246498A (ja) * | 1984-05-22 | 1985-12-06 | 株式会社山武 | バルブ制御監視装置 |
| JPS6241987A (ja) * | 1985-08-15 | 1987-02-23 | Kobe Steel Ltd | スライド弁式スクリユ圧縮機の容量制御方法 |
-
1988
- 1988-10-05 JP JP24999788A patent/JPH0298603A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60246498A (ja) * | 1984-05-22 | 1985-12-06 | 株式会社山武 | バルブ制御監視装置 |
| JPS6241987A (ja) * | 1985-08-15 | 1987-02-23 | Kobe Steel Ltd | スライド弁式スクリユ圧縮機の容量制御方法 |
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