JPH0470902A - 光―空気圧制御装置 - Google Patents
光―空気圧制御装置Info
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- JPH0470902A JPH0470902A JP17627490A JP17627490A JPH0470902A JP H0470902 A JPH0470902 A JP H0470902A JP 17627490 A JP17627490 A JP 17627490A JP 17627490 A JP17627490 A JP 17627490A JP H0470902 A JPH0470902 A JP H0470902A
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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〕
この発明は、特に工業計測制御分野において用いられ、
上位機器の設定信号に対して空気圧出力を操作するため
の、フィールド側に設置される制御装置（コントローラ
）に関する。
上位機器の設定信号に対して空気圧出力を操作するため
の、フィールド側に設置される制御装置（コントローラ
）に関する。
従来、この種の制御装置（コントローラ）はパネル室に
設置され、検出部としては温度発信器や圧力発信器があ
り、操作部としては電−空変換器があって、これらはフ
ィールド側に設置されているのが−船釣である。すなわ
ち、フィールド側の検出器で温度、圧力等のプロセス量
を測定し、パネル室内の制御装置にてＰＩＤ演算等をし
て操作信号を出力し、フィールド側に設置された電−空
変換器で空気圧の操作量に変換するようにしている。
設置され、検出部としては温度発信器や圧力発信器があ
り、操作部としては電−空変換器があって、これらはフ
ィールド側に設置されているのが−船釣である。すなわ
ち、フィールド側の検出器で温度、圧力等のプロセス量
を測定し、パネル室内の制御装置にてＰＩＤ演算等をし
て操作信号を出力し、フィールド側に設置された電−空
変換器で空気圧の操作量に変換するようにしている。
このようなシステムではフィールド側に設置された検出
器や操作部と、パネル室内の制御装置との間が電気信号
ラインで長路離間接続されており、フィールドにおいて
ノイズ、サージ等の悪環境下で使用されることが多い。
器や操作部と、パネル室内の制御装置との間が電気信号
ラインで長路離間接続されており、フィールドにおいて
ノイズ、サージ等の悪環境下で使用されることが多い。
また、システムの立ち上げ時にフィールド側とパネル室
側に調整員を配置しなければならず、しかも調整に時間
が掛かるという問題がある。
側に調整員を配置しなければならず、しかも調整に時間
が掛かるという問題がある。
したがって、この発明の課題は悪環境下での使用に耐え
、しかも制御装置、操作部および検出部を一体構成とし
、調整時間を短縮し得る光−空気圧制御装置を提供する
ことにある。
、しかも制御装置、操作部および検出部を一体構成とし
、調整時間を短縮し得る光−空気圧制御装置を提供する
ことにある。
印加電圧に応じて変形する圧電フラッパと、この圧電フ
ラッパに近接開口し供給空気圧の一部を前記圧電フラッ
パに対して噴出するノズルと、このノズルと前記圧電フ
ラッパとの間隔に応じて変化するノズル背圧を増幅して
出力空気圧を出力するバイロフト弁とからなる電−電変
換部と、前記出力空気圧を検出する圧力センサを有しそ
の出力をフィードバック信号として出力する空−電変換
部と、入力されたディジタル光制御信号をディジタル電
気信号に変換する光−電気変換器と、前記空−電変換部
および各種プロセスからのフィードバック信号である圧
力、温度を含む各種物理量を検出する複数の測定回路と
、この各測定回路からのアナログのフィードバック信号
をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記光−
電気変換器の設定に対し前記Ａ／Ｄ変換器の各出力と制
御演算を行なう中央処理装置と、この中央処理装置から
の出力を光信号に変換する電気−光変換器と、前記中央
処理装置の出力する操作信号をアナログ信号に変換する
Ｄ／Ａ変換器と、このＤ／Ａ変換器の出力を前記印加電
圧として前記電−空変換部に出力する制御部とを備え、
前記各部を電池にて駆動する。
ラッパに近接開口し供給空気圧の一部を前記圧電フラッ
パに対して噴出するノズルと、このノズルと前記圧電フ
ラッパとの間隔に応じて変化するノズル背圧を増幅して
出力空気圧を出力するバイロフト弁とからなる電−電変
換部と、前記出力空気圧を検出する圧力センサを有しそ
の出力をフィードバック信号として出力する空−電変換
部と、入力されたディジタル光制御信号をディジタル電
気信号に変換する光−電気変換器と、前記空−電変換部
および各種プロセスからのフィードバック信号である圧
力、温度を含む各種物理量を検出する複数の測定回路と
、この各測定回路からのアナログのフィードバック信号
をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記光−
電気変換器の設定に対し前記Ａ／Ｄ変換器の各出力と制
御演算を行なう中央処理装置と、この中央処理装置から
の出力を光信号に変換する電気−光変換器と、前記中央
処理装置の出力する操作信号をアナログ信号に変換する
Ｄ／Ａ変換器と、このＤ／Ａ変換器の出力を前記印加電
圧として前記電−空変換部に出力する制御部とを備え、
前記各部を電池にて駆動する。
フィールドでの各種プロセス制御に必要な制御部、検出
部および操作部等をフィールド機器に一体化することに
より、制御ループによる調整時間の短縮化を図る。また
、上位システムとのデータ伝送に光ファイバを使用し電
池駆動とすることにより、ノイズ、サージ等の影響を受
は難くする。
部および操作部等をフィールド機器に一体化することに
より、制御ループによる調整時間の短縮化を図る。また
、上位システムとのデータ伝送に光ファイバを使用し電
池駆動とすることにより、ノイズ、サージ等の影響を受
は難くする。
第１図はこの発明の実施例を示すブロック図である。同
図において、１は光信号伝送路、２は光分岐結合器、３
は光−電気（０／Ｅ）変換器、４は中央制御語ｆ （Ｃ
ＰＵ） 、５はディジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）変換器
、６はアナログ−ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器、７は電
気−光（Ｅｌｏ）変換器、８は制御部、９はフラッパ、
１０はノズル、１１は固定絞り、１２はパイロット弁、
１３は電−電変換部、１４．１８は圧力センサ、１５は
空−電変換部、１６は電池、１７はマルチプレクサ（Ｍ
ＰＸ） 、１９は温度センサである。また、Ａはディジ
タル光制御信号、Ｅｉはアナログ電圧、Ｖｉは供給空気
圧、ｖｂはノズル背圧、■０は出力空気圧、Ｓはフィー
ドバック信号である。
図において、１は光信号伝送路、２は光分岐結合器、３
は光−電気（０／Ｅ）変換器、４は中央制御語ｆ （Ｃ
ＰＵ） 、５はディジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）変換器
、６はアナログ−ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器、７は電
気−光（Ｅｌｏ）変換器、８は制御部、９はフラッパ、
１０はノズル、１１は固定絞り、１２はパイロット弁、
１３は電−電変換部、１４．１８は圧力センサ、１５は
空−電変換部、１６は電池、１７はマルチプレクサ（Ｍ
ＰＸ） 、１９は温度センサである。また、Ａはディジ
タル光制御信号、Ｅｉはアナログ電圧、Ｖｉは供給空気
圧、ｖｂはノズル背圧、■０は出力空気圧、Ｓはフィー
ドバック信号である。
図示されていない中央制御装置等の上位機器から、光フ
アイバーケーブルよりなる光信号伝送路１を伝送されて
きたディジタルの光制御信号Ａは光分岐結合器２により
分岐され、Ｏ／Ｅ変換器３にてディジタル電気信号に変
換されてＣＰＵ４に入力される。なお、この光制御信号
Ａは例えば符号付きの１６ビツトデータで構成される。
アイバーケーブルよりなる光信号伝送路１を伝送されて
きたディジタルの光制御信号Ａは光分岐結合器２により
分岐され、Ｏ／Ｅ変換器３にてディジタル電気信号に変
換されてＣＰＵ４に入力される。なお、この光制御信号
Ａは例えば符号付きの１６ビツトデータで構成される。
一方、圧力センサ１４により検出される出力空気圧■０
に対応するフィードバック信号Ｓは、Ａ／Ｄ変換器６に
おいてディジタル信号に変換され、ＣＰｔＪ４に入力さ
れる。圧力センサ１４としては、例えば低消費電力形式
の静電容量式センサが用いられる。フィードバック信号
Ｓとしてはこの圧力センサ１４からの出力の他に、別の
圧力センサ１８や温度センサ１９からの出力が、例えば
マルチブレフサ１７を介して順次取り込まれる。なお、
圧力センサ１８．温度センサ１９の他に流量センサを設
けるようにしても良い。ＣＰＵ４は主として例えばＲＡ
Ｍ、ＲＯＭ、入出力ボート等を備えた８ビツトマイクロ
コンピユータから構成されており、入力される光制御信
号Ａとフィードバック信号Ｓとの差分にもとづき所定の
ディジタル制御演算を行ない、その演算出力をＤ／Ａ変
換器５に与える。
に対応するフィードバック信号Ｓは、Ａ／Ｄ変換器６に
おいてディジタル信号に変換され、ＣＰｔＪ４に入力さ
れる。圧力センサ１４としては、例えば低消費電力形式
の静電容量式センサが用いられる。フィードバック信号
Ｓとしてはこの圧力センサ１４からの出力の他に、別の
圧力センサ１８や温度センサ１９からの出力が、例えば
マルチブレフサ１７を介して順次取り込まれる。なお、
圧力センサ１８．温度センサ１９の他に流量センサを設
けるようにしても良い。ＣＰＵ４は主として例えばＲＡ
Ｍ、ＲＯＭ、入出力ボート等を備えた８ビツトマイクロ
コンピユータから構成されており、入力される光制御信
号Ａとフィードバック信号Ｓとの差分にもとづき所定の
ディジタル制御演算を行ない、その演算出力をＤ／Ａ変
換器５に与える。
Ｄ／Ａ変換器５は、この演算出力をアナログ信号Ｅｉに
変換し、電−電変換部１３へ操作信号として出力する。
変換し、電−電変換部１３へ操作信号として出力する。
フラッパ９はその一端が固定され、電圧が印加されると
この印加電圧に応じてその他端で最大変位が生じるよう
になっている。フラッパ９の自由端近傍には、このフラ
ッパ９に向けて近傍開口するノズル１０が配置されてい
る。フラッパ９とノズル１０の間隔は、圧電フラッパ９
に印加されるアナログ電圧Ｅｉによって定まる。一定圧
の供給空気Ｖｉはその一部がパイロット弁１２へ供給さ
れ、他の一部が固定絞り１１を介してノズル１０へ供給
されて、ノズル１０からフラッパ９へ向けて噴出する。
この印加電圧に応じてその他端で最大変位が生じるよう
になっている。フラッパ９の自由端近傍には、このフラ
ッパ９に向けて近傍開口するノズル１０が配置されてい
る。フラッパ９とノズル１０の間隔は、圧電フラッパ９
に印加されるアナログ電圧Ｅｉによって定まる。一定圧
の供給空気Ｖｉはその一部がパイロット弁１２へ供給さ
れ、他の一部が固定絞り１１を介してノズル１０へ供給
されて、ノズル１０からフラッパ９へ向けて噴出する。
このとき、フラッパ９とノズル１０との間隔に対応して
ノズル背圧ｖｂが定まるが、このノズル背圧ｖｂをパイ
ロット弁１２によって増幅して、出力空気圧■０を得る
。出力空気圧■０は図示されないバルブ等の操作機器に
伝達され、操作機器を駆動する。
ノズル背圧ｖｂが定まるが、このノズル背圧ｖｂをパイ
ロット弁１２によって増幅して、出力空気圧■０を得る
。出力空気圧■０は図示されないバルブ等の操作機器に
伝達され、操作機器を駆動する。
一方、光制御信号Ａによるプロセス制御の設定値に対し
、プロセスのフィードバンク量である圧力センサ１４，
１８または温度センサ１９からの測定値に対し、制御部
８においてＰＩＤ制御などのディジタル制御演算を行な
った結果をＥ１０変換器７でディジタルの光信号に変換
し、光分岐結合器２を介して光伝送路１に送出し、制御
結果データとして上位の機器へ伝送することが可能であ
る。
、プロセスのフィードバンク量である圧力センサ１４，
１８または温度センサ１９からの測定値に対し、制御部
８においてＰＩＤ制御などのディジタル制御演算を行な
った結果をＥ１０変換器７でディジタルの光信号に変換
し、光分岐結合器２を介して光伝送路１に送出し、制御
結果データとして上位の機器へ伝送することが可能であ
る。
第２図にＣＰＵｄ内に設けられるＰＩＤ演算部の構成を
示す。
示す。
これは、ディジタルの光制御信号として上位機器から与
えられる設定値と、係数要素２４を介して与えられる圧
力、温度、流量等のフィードバック量との偏差にもとづ
き所定のＰＩＤ！ＩＩ御演算を行なう演算器２１と、そ
の出力を目標値として空気圧操作量の係数要素２３を介
して与えられるフィードバック量とのＰＩＤ制御演算を
行なう演算器２２とを設け、空気圧の制御（電−電変換
部の制’ａ＞を行なうものである。こうすることにより
、電−電変換部１３からの出力空気圧にもとづき制御さ
れるその他のプロセス量（圧力、温度、流量など）の制
御も可能となり、全プラントの最適な制御を行なうこと
ができる。なお、空−電変換部１５からのフィードバッ
ク信号を除く他の圧力。
えられる設定値と、係数要素２４を介して与えられる圧
力、温度、流量等のフィードバック量との偏差にもとづ
き所定のＰＩＤ！ＩＩ御演算を行なう演算器２１と、そ
の出力を目標値として空気圧操作量の係数要素２３を介
して与えられるフィードバック量とのＰＩＤ制御演算を
行なう演算器２２とを設け、空気圧の制御（電−電変換
部の制’ａ＞を行なうものである。こうすることにより
、電−電変換部１３からの出力空気圧にもとづき制御さ
れるその他のプロセス量（圧力、温度、流量など）の制
御も可能となり、全プラントの最適な制御を行なうこと
ができる。なお、空−電変換部１５からのフィードバッ
ク信号を除く他の圧力。
温度、流量などの信号はそれぞれ個別にフィードバック
するようにしても良く、これら全てをフィードバックし
て、総合的な制御を行なうこともできる。
するようにしても良く、これら全てをフィードバックし
て、総合的な制御を行なうこともできる。
なお、制御部８や空−電変換部１５には駆動電源として
電池１６が接続されているが、この電池としてはリチウ
ム電池が好適である。また、電池のかわりに空気圧駆動
発電機を使用することも考えられる。また、制御部８に
マイクロコンピュータを採用することで電源電圧低下１
人力異常、出力異常等の様々な自己診断機能を容易に付
与することができる。
電池１６が接続されているが、この電池としてはリチウ
ム電池が好適である。また、電池のかわりに空気圧駆動
発電機を使用することも考えられる。また、制御部８に
マイクロコンピュータを採用することで電源電圧低下１
人力異常、出力異常等の様々な自己診断機能を容易に付
与することができる。
この発明によれば、フィールドでの制御に用いる制御装
置、検出部、操作部をフィールド側機器として一体化す
るようにしたので、制御ループの調整時間を短縮するこ
とができ、また上位システムとのデータ伝送に光ファイ
バを用い電池駆動とすることにより、ノイズやサージ等
の悪環境下においても信転性の高いシステムを構築する
ことが可能となる。
置、検出部、操作部をフィールド側機器として一体化す
るようにしたので、制御ループの調整時間を短縮するこ
とができ、また上位システムとのデータ伝送に光ファイ
バを用い電池駆動とすることにより、ノイズやサージ等
の悪環境下においても信転性の高いシステムを構築する
ことが可能となる。
第１図はこの発明の実施例を示すブロック図、第２図は
第１図のＣＰＵ内に設けられるＰＩＤ演算部の構成を示
す構成図である。 １・・・光信号伝送路、２・・・光分岐結合器、３・・
・光−電気（０／Ｅ）変換器、４・・・中央制御装置（
ＣＰＵ）、５・・・ディジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）変
換器、６・・・アナログ−ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器
、７・・・電気−光（Ｂ１０）変換器、８・・・制御部
、９・・・フラッパ、１０・・・ノズル、１１・・・固
定絞り、１２・・・パイロット弁、１３・・・電−電変
換部、１４１８・・・圧力センサ、１５・・・空−電変
換部、１６・・・電池、１７・・・マルチプレクサ（Ｍ
ＰＸ） 、１９・・・温度センサ、２１．２２・・・演
算器、２３．２４・・・係数要素、Ａ・・・ディジタル
光制御信号、Ｅｉ・・・アナログ電圧、Ｖｉ・・・供給
空気圧、ｖｂ・・・ノズル背圧、Ｖｏ・・・出力空気圧
、Ｓ・・・フィードバック信号。
第１図のＣＰＵ内に設けられるＰＩＤ演算部の構成を示
す構成図である。 １・・・光信号伝送路、２・・・光分岐結合器、３・・
・光−電気（０／Ｅ）変換器、４・・・中央制御装置（
ＣＰＵ）、５・・・ディジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）変
換器、６・・・アナログ−ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器
、７・・・電気−光（Ｂ１０）変換器、８・・・制御部
、９・・・フラッパ、１０・・・ノズル、１１・・・固
定絞り、１２・・・パイロット弁、１３・・・電−電変
換部、１４１８・・・圧力センサ、１５・・・空−電変
換部、１６・・・電池、１７・・・マルチプレクサ（Ｍ
ＰＸ） 、１９・・・温度センサ、２１．２２・・・演
算器、２３．２４・・・係数要素、Ａ・・・ディジタル
光制御信号、Ｅｉ・・・アナログ電圧、Ｖｉ・・・供給
空気圧、ｖｂ・・・ノズル背圧、Ｖｏ・・・出力空気圧
、Ｓ・・・フィードバック信号。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）印加電圧に応じて変形する圧電フラッパと、この圧
電フラッパに近接開口し供給空気圧の一部を前記圧電フ
ラッパに対して噴出するノズルと、このノズルと前記圧
電フラッパとの間隔に応じて変化するノズル背圧を増幅
して出力空気圧を出力するパイロット弁とからなる電−
空変換部と、前記出力空気圧を検出する圧力センサを有
しその出力をフィードバック信号として出力する空−電
変換部と、 入力されたディジタル光制御信号をディジタル電気信号
に変換する光−電気変換器と、前記空−電変換部および
各種プロセスからのフィードバック信号である圧力、温
度を含む各種物理量を検出する複数の測定回路と、この
各測定回路からのアナログのフィードバック信号をディ
ジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記光−電気変
換器の設定に対し前記Ａ／Ｄ変換器の各出力と制御演算
を行なう中央処理装置と、この中央処理装置からの出力
を光信号に変換する電気−光変換器と、前記中央処理装
置の出力する操作信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ
変換器と、このＤ／Ａ変換器の出力を前記印加電圧とし
て前記電−空変換部に出力する制御部と、 を備え、前記各部が電池にて駆動されることを特徴とす
る光−空気圧制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17627490A JPH0470902A (ja) | 1990-07-05 | 1990-07-05 | 光―空気圧制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17627490A JPH0470902A (ja) | 1990-07-05 | 1990-07-05 | 光―空気圧制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0470902A true JPH0470902A (ja) | 1992-03-05 |
Family
ID=16010712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17627490A Pending JPH0470902A (ja) | 1990-07-05 | 1990-07-05 | 光―空気圧制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0470902A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62241013A (ja) * | 1986-04-11 | 1987-10-21 | Nissan Motor Co Ltd | 油圧制御装置 |
| JPS6317301B2 (ja) * | 1981-02-13 | 1988-04-13 | Hasegawa T Co Ltd |
-
1990
- 1990-07-05 JP JP17627490A patent/JPH0470902A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6317301B2 (ja) * | 1981-02-13 | 1988-04-13 | Hasegawa T Co Ltd | |
| JPS62241013A (ja) * | 1986-04-11 | 1987-10-21 | Nissan Motor Co Ltd | 油圧制御装置 |
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