JPH07239717A - サーボコントローラにおける動作範囲の自動調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 サーボコントローラにおいて、駆動部の動作
範囲を指示計の指示値或いは制御のための０〜１００％
の値に正確に自動調整する。 【構成】 駆動部を一定方向へ所要時間駆動して、軸位
置に対応した分圧比を示すポテンショメータの出力を計
測し、その増減により電源供給線と接地線との接続方向
の正逆を判定し、正方向接続と判定したときにメータ出
力の減少方向へ駆動部を駆動して変化がなくなった点の
出力値を全閉点データとして記憶させ、メータ出力の増
加方向へ駆動部を駆動して変化がなくなった点の出力値
を全開点データとして記憶させる処理を経て動作範囲の
ゼロスパンを調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、調節計からの制御信号
により駆動部の軸位置を決定するサーボコントローラに
おいて、駆動部の軸の動作量を自動で調整する方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】標準化信号にしたがって駆動部の軸位置
を決定する装置は、ポジショナ或いはサーボコントロー
ラなどと称され、駆動部からのフィードバックリンクな
どにより入力信号と比較し、軸位置が信号値と一致する
まで駆動軸を動かすように使用される。軸位置は指示計
によって指示されるが、その指示値は実際の軸位置を正
しく反映したものであることが望まれる。

【０００３】しかし軸位置を指示計に正確に指示させか
つ制御するためには調整が必要であり、従来この調整は
作業者が手動で行なっていた。このためサーボコントロ
ーラの指示計を調整する人員が必要であり、サーボコン
トローラと駆動部のセットが複数存在する場合には調整
に要する時間或いは手数が台数分必要になる。また作業
に当たった人の個人差が調整内容にあらわれるおそれも
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記の点に鑑
みなされたもので、その課題は調節計からの制御信号に
より駆動部の軸位置を決定するサーボコントローラにお
いて、駆動部の軸の動作量を指示計の指示値或いは制御
のための０〜１００％の値に正確に自動で調整できるよ
うにすることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本発明は、調節計からの制御信号により駆動部の軸位置
を決定するサーボコントローラにおいて、前記駆動部の
軸位置に対応した分圧比を示すポテンショメータを装備
し、前記駆動部を一定方向へ一定時間駆動してポテンシ
ョメータの出力を計測し、その増加・減少により電源供
給線と接地線との接続が正方向か逆方向かを判定する接
続状態確認処理と、当該確認処理で正方向接続と判定さ
れたときにポテンショメータの出力が減少する方向へ駆
動部を駆動し、出力変化がなくなった点の出力値を全閉
点データとして記憶装置に書き込む全閉調整処理と、駆
動部をポテンショメータ出力が増加する方向へ一定時間
駆動してポテンショメータの出力変化がなくなった点の
出力値を全開点データとして前記記憶装置に書き込む全
開調整処理とにより動作範囲のゼロ・スパン調整を自動
で行なうという手段を講じたものである。

【０００６】

【実施例】図１には本発明に係るサーボコントローラと
それによって駆動される駆動部から成るブロック図が示
されており、サーボコントローラは調節計からの制御信
号により動作するマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）を具備
している。例示の装置の場合、例えば温度や湿度、流量
或いは圧力などの制御信号を調節計から発信し、バルブ
やダンパなどの作動部における作動量を制御するもので
ある。駆動部のモータ軸位置を決定するため、駆動部か
らフィードバックされた信号と入力信号とを比較するク
ローズドループがフィードバック回路と前記マイクロプ
ロセッサ及び制御出力演算・モータ不具合検出回路とを
結んで形成される。

【０００７】サーボコントローラ各部の構成を具体的に
説明すると、図１において、符号１１は制御入力回路で
あり、調節計から入力された制御信号をその電圧、電
流、ポテンショ信号を統一したアナログ信号としてＡ／
Ｄ変換器へ送るもの、１２は前記のマイクロプロセッサ
であり、全ての信号を演算、制御し各部に所定の機能を
させるもの、１３は制御出力演算・モータ不具合検出回
路であり、制御入力回路１１からの制御信号と後述のフ
ィードバック回路１４からのフィードバック量とを比較
演算して絶えず偏差をゼロとする制御出力を出し、制御
信号に駆動部を追従させる。また該回路１３は制御信号
とフィードバック信号とを演算し駆動部の動作を監視す
ることにより、モータ不良、配線不良或いはモータ電源
等の不具合が発生したときに、制御を停止することがで
きる。

【０００８】前記フィードバック回路１４は、駆動部に
設けてある位置発信器即ちポテンショメータからの信号
を統一したアナログ信号に変換し、前記制御出力演算・
モータ不具合検出回路１３と後述のポテンショメータ断
線・誤配線診断回路１５へ信号を送り各種の演算と診断
の情報とする。そのポテンショメータ断線・誤配線診断
回路１５は本発明に係る配線異状の検出方法を実施する
回路であり、フィードバック回路１４に設けた断線検出
回路からの信号を受け、試運転（テストモード）時に誤
配線の有無を診断、検出し、後述の表示器１８に表示す
る。また運転モードでは一時停止中でも絶えず配線異状
を検出するとともに、異状検出と同時に制御を停止し、
運転モードで起こり得る駆動部の全開又は全閉による暴
走を未然に防止する。

【０００９】１６は制御出力回路であり、前述の制御出
力演算・モータ不具合検出回路１３の制御出力演算部に
より半導体、リレーの作動を制御し、関数演算によりス
パークレス、チャタリングレスかつ半導体インチングに
よる微細な制御を実現することができる。なおリレーを
使用することで非励磁巻線側の電圧の影響をなくし、半
導体の信頼性向上を図っている。

【００１０】１７は設定キーであり、モードの切替キー
やオート／マニュアルの切替キー、アップ、ダウンキー
その他複数のキーからなる。１８はデータ・キャラクタ
表示器であり、バルブやダンパなどの開度値、入力値、
偏差値、運転モード、パラメータ等の数値データ及びキ
ャラクタを表示する手段、１９はセグメントドライバで
あり、駆動部の軸位置を示す指示計即ちポジションイン
ジケータ２０を駆動するものであり、そのポジションイ
ンジケータ２０は駆動部に付属しているポテンショメー
タからの信号を前記ドライバ１９により表示させる指示
手段２１を有する。該手段２１は多数の発光ダイオード
からなり、アナログ的に表示することができる。

【００１１】本発明における動作範囲の調整方法は一般
にゼロ・スパン調整と呼ばれる方法であるが、その調整
の過程はデータ・キャラクタ表示器１８の表示を見なが
ら行なうことができる。調整操作は設定キー１７を用い
て行なう。実施例の場合、駆動部は電動モータ２２を有
し、これをその軸位置に対応した分圧比でポテンショメ
ータ２３を介して駆動し、作動部２４のバルブやダンパ
などの動作及び動作量を制御するようになっている。

【００１２】本発明による自動調整方法を実施するには
以下の３項目の処理が必要になる。 接続状態確認処理 全閉状態検出処理（全閉調整処理） 全開状態検出処理（全開調整処理） ＜接続状態確認処理＞バルブ位置を検出するポテンショ
メータの接続状態を確認する処理である。モータを駆動
した時のポテンショメータ出力電圧を計測し、増加・減
少により駆動した方向が開方向なのか閉方向なのかを判
断する。この確認作業では、バルブの開方向とモータ駆
動の開方向は一致しているものとし、ポテンショメータ
の電源供給線と接地線の接続状態の判定を行うものとす
る。

【００１３】例えば、開方向に１０秒間駆動してポテン
ショメータ出力に変化があった場合には、その変化方向
によってポテンショメータ電源供給線と接地線が、正方
向（開方向で増加）なのか逆方向（開方向で減少）かを
判定する。

【００１４】ポテンショメータ出力が増加方向の変化を
示した場合はポテンショメータの電源供給線と接地線は
正方向に接続されていると判定し、減少方向の変化を示
した場合はポテンショメータの電源供給線と接地線が逆
方向に接続されていると判定する。

【００１５】また、前記の駆動でポテンショメータ出力
に変化が認められない場合は、バルブが前記の駆動方向
に対して動作しない位置（全開状態または全閉状態）に
あるものとして、前記の駆動方向とは反対の方向に１０
秒間駆動する。

【００１６】この時、１０秒間駆動によるポテンショメ
ータ出力の増減により前記とは逆に、増加方向であれば
逆接続とし、減少方向であれば正接続とする。

【００１７】更に、この状態でもポテンショメータに出
力変化が認められない場合は、モータ駆動ライン又はモ
ータの異常とし、指示計（或いは動作範囲のゼロ・スパ
ン）の調整処理には入らない。 ＜全閉状態検出処理（全閉調整処理）＞ １．接続状態確認処理で正方向接続と認識された場合、
ポテンショメータ出力の減少方向へモータを駆動し、例
えば１０秒間ポテンショメータ出力に変化が無くなるま
で（実際には、１０秒間の変化量が計測レンジに対して
約０．０５％以下）駆動を続ける。１０秒間の変化が無
くなったら、その時点のポテンショメータ出力を全閉点
データとして、不揮発性メモリに記憶させる。

【００１８】２．逆方向接続と認識された場合はポテン
ショメータ出力の増加方向へモータを駆動して、１０秒
間の変化量を計測しながら、前記と同様の操作により全
閉点データを確定する。 ＜全開状態検出処理（全開調整処理）＞ １．接続状態確認処理で正方向接続と認識された場合、
ポテンショメータ出力の増加方向へモータを駆動し、例
えば１０秒間ポテンショメータ出力に変化が無くなるま
で（実際には、１０秒間の変化量が計測レンジに対して
約０．０５％以下）駆動を続ける。１０秒間の変化が無
くなったら、その時点のポテンショメータ出力を全開点
データとして、不揮発性メモリに記憶させる。

【００１９】２．逆方向接続と認識された場合はポテン
ショメータ出力の減少方向へモータを駆動して、１０秒
間の変化量を計測しながら、前記と同様の操作により全
開点データを確定する。

【００２０】上記各処理を起り得るケースについて実施
した例を次に説明する。

【００２１】第１例（図２） 接続状態確認処理で接続方向が判定された後、判定され
た接続状態に対応する前記全閉調整処理（例えば正方向
接続であった場合、ポテンショメータ出力の減少する方
向にモータを駆動して、全閉点検出をする）を行う。次
いで、判定された接続状態に対応する前記全開調整処理
を行う。

【００２２】第２例（図３） 第１例に於ける全閉調整処理と全開調整処理の順番を入
れ換えた処理で、このような処理手順でも第１例と同様
の結果が得られる。

【００２３】第３例（図４） 前記第１例に於ける接続状態確認処理内の、開方向のモ
ータ駆動による接続状態確認処理と閉方向のモータ駆動
による接続状態確認処理の順番を入れ換えた例で、この
ようにしても前記第１例、第２例と同様の結果が得られ
る。

【００２４】第４例（図５） 前記第２例に於ける接続状態確認処理内の、閉方向のモ
ータ駆動による接続状態確認処理と開方向のモータ駆動
による接続状態確認処理の順番を入れ換えた例で、この
ような処理手順でも前記第１例、第２例、第３例と同様
の結果が得られる。

【００２５】以上の各例によって得られた、ポテンショ
メータの出力範囲を１次関数的に等分し、指示計の指示
値及び制御用フィードバック信号として使用することに
より指示計の指示値及びアナログ開度信号はポテンショ
メータのスパン及びバルブの開度と正確に一致すること
となる。なお記憶装置は不揮発性であることが望ましい
が、これに限定されるものではない。

【００２６】故に、バルブなど作動部の開度が零のとき
に指示計の入力値が例えば３０％を指していたとしても
その入力値３０％を開度０％として記憶装置に記憶さ
せ、また開度全開のときに指示計の入力値が例えば８０
％を指していたとしてもその入力値８０％を開度１００
％として記憶装置に記憶させ、それらの全閉点データと
全開点データの間を１次関数的に例えば１００等分し、
作動部のバルブの開度を示す値として表示することがで
きることとなる。

【００２７】

【発明の効果】従って本発明によれば、調節計からの制
御信号により駆動部の軸位置を決定するサーボコントロ
ーラにおける、駆動部の軸の動作量を示す指示計及び動
作範囲を正確に自動調整することができるので、調整作
業の合理化を果たすことができ、しかも全ての調整操作
が自動的画一に行なえるのでばらつきをなくすこともで
きるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るサーボコントローラにおける動作
範囲の自動調整方法を実施する装置全体のブロック図。

【図２】本発明に係る方法の第１例を示すフローチャー
ト。

【図３】本発明に係る方法の第２例を示すフローチャー
ト。

【図４】本発明に係る方法の第３例を示すフローチャー
ト。

【図５】本発明に係る方法の第４例を示すフローチャー
ト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 調節計からの制御信号により駆動部の軸
   位置を決定するサーボコントローラにおいて、前記駆動
   部の軸位置に対応した分圧比を示すポテンショメータを
   装備し、前記駆動部を一定方向へ一定時間駆動してポテ
   ンショメータの出力を計測し、その増加・減少により電
   源供給線と接地線との接続が正方向か逆方向かを判定す
   る接続状態確認処理と、当該確認処理で正方向接続と判
   定されたときにポテンショメータの出力が減少する方向
   へ駆動部を駆動し、出力変化がなくなった点の出力値を
   全閉点データとして記憶装置に書き込む全閉調整処理
   と、駆動部をポテンショメータ出力が増加する方向へ一
   定時間駆動してポテンショメータの出力変化がなくなっ
   た点の出力値を全開点データとして前記記憶装置に書き
   込む全開調整処理とを含むことを特徴とするサーボコン
   トローラにおける動作範囲の自動調整方法。