JPH0828734A - 電空変換器 - Google Patents
電空変換器Info
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- JPH0828734A JPH0828734A JP16948794A JP16948794A JPH0828734A JP H0828734 A JPH0828734 A JP H0828734A JP 16948794 A JP16948794 A JP 16948794A JP 16948794 A JP16948794 A JP 16948794A JP H0828734 A JPH0828734 A JP H0828734A
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- dynamic characteristic
- characteristic
- electric signal
- air pressure
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 弁開度の駆動時に遅れやオーバシュート，ハ
ンチング等が生ずる虞れをなくす。 【構成】 電空変換器１’に動特性変換部１’−２を設
ける。この動特性変換部１’−２の伝達関数を調整する
ことにより、入力電気信号Ｉinに対する出力空気圧Ｐｏ
の動特性（応答性）を任意の動特性へ変換できるものと
する。例えば、弁開度Ｖの駆動時に遅れが生じる場合、
Ｃ（ｓ）＝（ｂ／ａ）・（ｓ＋ａ）／（ｓ＋ｂ）として
表される動特性変換部１’−２の伝達関数Ｃ（ｓ）を、
ａ＜ｂ（又はａ＜＜ｂ）、ａ＝Ａ（Ａは調節弁２の遅れ
の時定数）として設定する。これにより、調整弁２の伝
達特性が実質的に改善され、弁開度Ｖの駆動時の遅れを
速めることができるようになる。
ンチング等が生ずる虞れをなくす。 【構成】 電空変換器１’に動特性変換部１’−２を設
ける。この動特性変換部１’−２の伝達関数を調整する
ことにより、入力電気信号Ｉinに対する出力空気圧Ｐｏ
の動特性（応答性）を任意の動特性へ変換できるものと
する。例えば、弁開度Ｖの駆動時に遅れが生じる場合、
Ｃ（ｓ）＝（ｂ／ａ）・（ｓ＋ａ）／（ｓ＋ｂ）として
表される動特性変換部１’−２の伝達関数Ｃ（ｓ）を、
ａ＜ｂ（又はａ＜＜ｂ）、ａ＝Ａ（Ａは調節弁２の遅れ
の時定数）として設定する。これにより、調整弁２の伝
達特性が実質的に改善され、弁開度Ｖの駆動時の遅れを
速めることができるようになる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、入力電気信号をその
電気信号の値に応じた出力空気圧に変換する電空変換器
に関するものである。
電気信号の値に応じた出力空気圧に変換する電空変換器
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、この種の電空変換器（Ｉ／
Ｐ）は、図８に示すような調節弁駆動システムに用いら
れている。このシステムにおいて、電空変換器１は、入
力電気信号Ｉin（４〜２０ｍＡ）をその電気信号の値に
応じた出力空気圧Ｐｏに変換する。変換された出力空気
圧Ｐｏは調節弁（ＣＶ）２へ与えられる。これにより、
調節弁２の弁開度Ｖが、入力電気信号Ｉinに応じた開度
に調整される。
Ｐ）は、図８に示すような調節弁駆動システムに用いら
れている。このシステムにおいて、電空変換器１は、入
力電気信号Ｉin（４〜２０ｍＡ）をその電気信号の値に
応じた出力空気圧Ｐｏに変換する。変換された出力空気
圧Ｐｏは調節弁（ＣＶ）２へ与えられる。これにより、
調節弁２の弁開度Ｖが、入力電気信号Ｉinに応じた開度
に調整される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなＣＶ駆動システムでは、調節弁２の伝達特性が遅か
ったり、調節弁２のアクチュエータの容積が小さいよう
な場合、オーバシュートやハンチングが生じる等の応答
上の問題があった。
うなＣＶ駆動システムでは、調節弁２の伝達特性が遅か
ったり、調節弁２のアクチュエータの容積が小さいよう
な場合、オーバシュートやハンチングが生じる等の応答
上の問題があった。
【０００４】本発明はこのような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、制御対象の
駆動時に遅れやオーバシュート，ハンチング等が生ずる
虞れがなく、整定するまでの時間を短縮することの可能
な電空変換器を提供することにある。
なされたもので、その目的とするところは、制御対象の
駆動時に遅れやオーバシュート，ハンチング等が生ずる
虞れがなく、整定するまでの時間を短縮することの可能
な電空変換器を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、入力電気信号に対する出力空気圧
の動特性（応答性）を任意の動特性へ変換する動特性変
換手段を電空変換器に設けたものである。
るために、本発明は、入力電気信号に対する出力空気圧
の動特性（応答性）を任意の動特性へ変換する動特性変
換手段を電空変換器に設けたものである。
【０００６】
【作用】したがってこの発明によれば、入力電気信号に
対する出力空気圧の動特性を適当な動特性として、制御
対象の駆動時に生ずる遅れを速めたり、オーバーシュー
ト，ハンチングを抑制したりすることができる。
対する出力空気圧の動特性を適当な動特性として、制御
対象の駆動時に生ずる遅れを速めたり、オーバーシュー
ト，ハンチングを抑制したりすることができる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明す
る。図１はこの発明の一実施例を適用してなる調節弁駆
動システムの概略を示すブロック図である。本実施例で
は、電空変換器１’に動特性変換部１’−２を設け、こ
の動特性変換部１’−２の伝達関数を調整することによ
り、入力電気信号Ｉinに対する出力空気圧Ｐｏの動特性
を任意の動特性へ変換できるものとしている。なお、同
図において、１’−１は従来の電空変換器１の伝達特性
部である。
る。図１はこの発明の一実施例を適用してなる調節弁駆
動システムの概略を示すブロック図である。本実施例で
は、電空変換器１’に動特性変換部１’−２を設け、こ
の動特性変換部１’−２の伝達関数を調整することによ
り、入力電気信号Ｉinに対する出力空気圧Ｐｏの動特性
を任意の動特性へ変換できるものとしている。なお、同
図において、１’−１は従来の電空変換器１の伝達特性
部である。
【０００８】図２に電空変換器１’の具体的な機能構成
図を示す。同図において、１’−１１は入力信号処理
部、１’−１２は電空変換機構、１’−１３は圧力セン
サ、１’−１４は減算器であり、これらを構成要素とす
るブロックが従来の電空変換器１の伝達特性部１’−１
に相当する。この電空変換器１’において、動特性変換
部１’−２は、入力信号処理部１’−１１と減算器１’
−１４との間に設けられている。また、入力信号処理部
１’−１１は、入力電気信号Ｉinを０〜１００％値に変
換し、すなわち４〜２０ｍＡの電流値を０〜１００％値
に変換し、その変換した％値に応じた設定圧力値を動特
性変換部１’−２を介し減算器１’−１４へ与える。減
算器１’−１４は、動特性変換部１’−２を介して与え
られる設定圧力値と圧力センサ１’−１３の検出する実
際の出力空気圧Ｐｏとの差をとり、その差（偏差値）を
電空変換機構１’−１２へ与える。これにより、電空変
換機構１’−１２は、減算器１’−１４での偏差値が零
となるように、出力空気圧Ｐｏを生成する。
図を示す。同図において、１’−１１は入力信号処理
部、１’−１２は電空変換機構、１’−１３は圧力セン
サ、１’−１４は減算器であり、これらを構成要素とす
るブロックが従来の電空変換器１の伝達特性部１’−１
に相当する。この電空変換器１’において、動特性変換
部１’−２は、入力信号処理部１’−１１と減算器１’
−１４との間に設けられている。また、入力信号処理部
１’−１１は、入力電気信号Ｉinを０〜１００％値に変
換し、すなわち４〜２０ｍＡの電流値を０〜１００％値
に変換し、その変換した％値に応じた設定圧力値を動特
性変換部１’−２を介し減算器１’−１４へ与える。減
算器１’−１４は、動特性変換部１’−２を介して与え
られる設定圧力値と圧力センサ１’−１３の検出する実
際の出力空気圧Ｐｏとの差をとり、その差（偏差値）を
電空変換機構１’−１２へ与える。これにより、電空変
換機構１’−１２は、減算器１’−１４での偏差値が零
となるように、出力空気圧Ｐｏを生成する。
【０００９】図１に示した調節弁駆動システムを伝達関
数で示したブロックダイヤグラムで表すと図３となる。
同図において、Ｃ（ｓ）は動特性変換部１’−２の伝達
関数、Ｄ（ｓ）は伝達特性部１’−１の伝達関数、Ｖ
（ｓ）は調節弁２の伝達関数である。この場合、電空変
換器１’と調節弁２とよりなる系の帯域内ではゲインの
減衰，位相シフトはないので、Ｄ（ｓ）＝１と簡略化す
る。一般に、Ｖ（ｓ）およびＣ（ｓ）は、下記に示す
（１）式および（２）式で表すことができる。なお、こ
れらの式において、ζは減衰係数、ω0 は固有角周波
数、ｓはラプラス変数、ａ，ｂはパラメータである。こ
こで、本実施例では、調節弁２の伝達特性が実質的に改
善されるように、動特性変換部１’−２の伝達関数Ｃ
（ｓ）を適当な値に定めるものとしている。
数で示したブロックダイヤグラムで表すと図３となる。
同図において、Ｃ（ｓ）は動特性変換部１’−２の伝達
関数、Ｄ（ｓ）は伝達特性部１’−１の伝達関数、Ｖ
（ｓ）は調節弁２の伝達関数である。この場合、電空変
換器１’と調節弁２とよりなる系の帯域内ではゲインの
減衰，位相シフトはないので、Ｄ（ｓ）＝１と簡略化す
る。一般に、Ｖ（ｓ）およびＣ（ｓ）は、下記に示す
（１）式および（２）式で表すことができる。なお、こ
れらの式において、ζは減衰係数、ω0 は固有角周波
数、ｓはラプラス変数、ａ，ｂはパラメータである。こ
こで、本実施例では、調節弁２の伝達特性が実質的に改
善されるように、動特性変換部１’−２の伝達関数Ｃ
（ｓ）を適当な値に定めるものとしている。
【００１０】
【数１】
【００１１】〔調節弁２の伝達特性が遅い場合〕例え
ば、調節弁２の伝達特性が遅く、弁開度Ｖに遅れが生ず
る場合、調節弁２の伝達特性を速応化する必要がある。
調節弁２の伝達特性が遅いということは、（１）式にお
いて、ζ＞１又はζ＞＞１の場合に相当する。この場
合、Ｖ（ｓ）は、下記に示す（３）式で表される。但
し、この式において、Ａ，Ｂは実数であり、Ａ＜Ｂとす
る。
ば、調節弁２の伝達特性が遅く、弁開度Ｖに遅れが生ず
る場合、調節弁２の伝達特性を速応化する必要がある。
調節弁２の伝達特性が遅いということは、（１）式にお
いて、ζ＞１又はζ＞＞１の場合に相当する。この場
合、Ｖ（ｓ）は、下記に示す（３）式で表される。但
し、この式において、Ａ，Ｂは実数であり、Ａ＜Ｂとす
る。
【００１２】
【数２】
【００１３】この（３）式をボードダイヤグラムで表す
と、図４に示す特性Ｉのようになる。調節弁２の伝達特
性を速応化するためには、この特性Ｉを図５に示すよう
な特性IIに改善すればよい。この場合、伝達関数Ｃ
（ｓ）を示す（２）式において、ａ＝Ａとなるようにａ
の値を選ぶことにより、実質的に特性Ｉを特性IIとする
ことができる。これを式で表すと次のようになる。な
お、通常、ｂはａの１０倍位にとる。
と、図４に示す特性Ｉのようになる。調節弁２の伝達特
性を速応化するためには、この特性Ｉを図５に示すよう
な特性IIに改善すればよい。この場合、伝達関数Ｃ
（ｓ）を示す（２）式において、ａ＝Ａとなるようにａ
の値を選ぶことにより、実質的に特性Ｉを特性IIとする
ことができる。これを式で表すと次のようになる。な
お、通常、ｂはａの１０倍位にとる。
【００１４】
【数３】
【００１５】〔調節弁２のアクチュエータの容積が小さ
い場合〕例えば、調節弁２のアクチュエータの容積が小
さく、弁開度Ｖにオーバシュート，ハンチングが生ずる
場合、これを安定化する必要がある。弁開度Ｖにオーバ
シュート，ハンチングが生ずるということは、（１）式
において、０＜ζ＜１の場合に相当する。この場合、Ｖ
（ｓ）は、（３）式のようにはかけず、もし（３）式で
表せば、Ａ，Ｂは複素数となる。この式をボードダイヤ
グラムで表すと、図６に示す特性III のようになる。な
お、この特性III において、ωp はピーク角周波数、Ｍ
p はピークゲインである。ωp ，Ｍp は次のような式で
表現される。
い場合〕例えば、調節弁２のアクチュエータの容積が小
さく、弁開度Ｖにオーバシュート，ハンチングが生ずる
場合、これを安定化する必要がある。弁開度Ｖにオーバ
シュート，ハンチングが生ずるということは、（１）式
において、０＜ζ＜１の場合に相当する。この場合、Ｖ
（ｓ）は、（３）式のようにはかけず、もし（３）式で
表せば、Ａ，Ｂは複素数となる。この式をボードダイヤ
グラムで表すと、図６に示す特性III のようになる。な
お、この特性III において、ωp はピーク角周波数、Ｍ
p はピークゲインである。ωp ，Ｍp は次のような式で
表現される。
【００１６】
【数４】
【００１７】弁開度Ｖのオーバシュート，ハンチングを
安定化するためには、この特性IIIを図７に示すような
特性IVに改善すればよい。この場合、伝達関数Ｃ（ｓ）
を示す（２）式において、ω＝ωp でＣ（ｓ）のゲイン
が１／Ｍp となるようにｂを選ぶことにより、実質的に
特性III を特性IVとすることができる。但し、通常、ａ
＞＞ｂと選ぶ。実際には、電空変換器１’と調節弁２よ
りなる系のステップ応答がオーバシュートしない状態に
なるように、ｂを調整すればよい。
安定化するためには、この特性IIIを図７に示すような
特性IVに改善すればよい。この場合、伝達関数Ｃ（ｓ）
を示す（２）式において、ω＝ωp でＣ（ｓ）のゲイン
が１／Ｍp となるようにｂを選ぶことにより、実質的に
特性III を特性IVとすることができる。但し、通常、ａ
＞＞ｂと選ぶ。実際には、電空変換器１’と調節弁２よ
りなる系のステップ応答がオーバシュートしない状態に
なるように、ｂを調整すればよい。
【００１８】すなわち、本実施例において、動特性変換
部１’−２の伝達関数Ｃ（ｓ）はＣ（ｓ）＝（ｂ／ａ）
・（ｓ＋ａ）／（ｓ＋ｂ）として表され、例えば、 遅れを速めたい場合には、ａ＜ｂ（又はａ＜＜ｂ）、
ａ＝Ａ（Ａは調節弁２の遅れの時定数）とすればよく、 ハンチングを抑えたい場合には、ａ＞ｂ（又はａ＞＞
ｂ）、ｂはωp より小さい値（ω＝ωp でＣ（ｓ）のゲ
インが１／Ｍp となる値）とすればよい。
部１’−２の伝達関数Ｃ（ｓ）はＣ（ｓ）＝（ｂ／ａ）
・（ｓ＋ａ）／（ｓ＋ｂ）として表され、例えば、 遅れを速めたい場合には、ａ＜ｂ（又はａ＜＜ｂ）、
ａ＝Ａ（Ａは調節弁２の遅れの時定数）とすればよく、 ハンチングを抑えたい場合には、ａ＞ｂ（又はａ＞＞
ｂ）、ｂはωp より小さい値（ω＝ωp でＣ（ｓ）のゲ
インが１／Ｍp となる値）とすればよい。
【００１９】なお、本実施例においては、弁開度Ｖの駆
動時に遅れが生ずる場合やオーバシュート，ハンチング
が生ずる場合について述べたが、動特性変換部１’−２
の伝達関数Ｃ（ｓ）を適当に定めてやることにより、各
種の状況下において、調節弁２の伝達特性を実質的に改
善することができ、整定するまでの時間を短縮すること
ができるようになる。また、本実施例においては、制御
対象を弁開度としたが、弁開度に限られるものではな
く、種々の制御対象（例えば、調節弁を含むプロセス制
御系の流量，圧力，温度，液面など）が考えられる。
動時に遅れが生ずる場合やオーバシュート，ハンチング
が生ずる場合について述べたが、動特性変換部１’−２
の伝達関数Ｃ（ｓ）を適当に定めてやることにより、各
種の状況下において、調節弁２の伝達特性を実質的に改
善することができ、整定するまでの時間を短縮すること
ができるようになる。また、本実施例においては、制御
対象を弁開度としたが、弁開度に限られるものではな
く、種々の制御対象（例えば、調節弁を含むプロセス制
御系の流量，圧力，温度，液面など）が考えられる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明によれば、入力電気信号に対する出力空気圧の動特
性を任意の動特性へ変換する動特性変換手段を電空変換
器に設けたので、入力電気信号に対する出力空気圧の動
特性を適当な動特性として、制御対象の駆動時に生ずる
遅れを速めたり、オーバシュート，ハンチングを抑制し
たりすることができるようになり、整定するまでの時間
を短縮することが可能となる。
発明によれば、入力電気信号に対する出力空気圧の動特
性を任意の動特性へ変換する動特性変換手段を電空変換
器に設けたので、入力電気信号に対する出力空気圧の動
特性を適当な動特性として、制御対象の駆動時に生ずる
遅れを速めたり、オーバシュート，ハンチングを抑制し
たりすることができるようになり、整定するまでの時間
を短縮することが可能となる。
【図１】 本発明の一実施例を適用してなる調節弁駆動
システムの概略を示すブロック図である。
システムの概略を示すブロック図である。
【図２】 この調節弁駆動システムにおける電空変換器
の具体的な機能構成図である。
の具体的な機能構成図である。
【図３】 この調節弁駆動システムを伝達関数で表した
ブロックダイヤグラムを示す図である。
ブロックダイヤグラムを示す図である。
【図４】 弁開度の駆動時に遅れが生ずる場合の伝達関
数Ｖ（ｓ）をボードダイヤグラムで表した図である。
数Ｖ（ｓ）をボードダイヤグラムで表した図である。
【図５】 図４に示した伝達関数Ｖ（ｓ）の特性Ｉを実
質的に特性IIとするための伝達関数Ｃ（ｓ）の特性を示
す図である。
質的に特性IIとするための伝達関数Ｃ（ｓ）の特性を示
す図である。
【図６】 調節弁の駆動時にハンチングが生ずる場合の
伝達関数Ｖ（ｓ）をボードダイヤグラムで表した図であ
る。
伝達関数Ｖ（ｓ）をボードダイヤグラムで表した図であ
る。
【図７】 図６に示した伝達関数Ｖ（ｓ）の特性III を
実質的に特性IVとするための伝達関数Ｃ（ｓ）の特性を
示す図である。
実質的に特性IVとするための伝達関数Ｃ（ｓ）の特性を
示す図である。
【図８】 従来の調節弁駆動システムの概略を示すブロ
ック図である。
ック図である。
１’…電空変換器、１’−１…従来の電空変換器の伝達
特性部、１’−２…動特性変換部、１’−１１…入力信
号処理部、１’−１２…電空変換機構、１’−１３…圧
力センサ、１’−１４…減算器、２…調節弁。
特性部、１’−２…動特性変換部、１’−１１…入力信
号処理部、１’−１２…電空変換機構、１’−１３…圧
力センサ、１’−１４…減算器、２…調節弁。
Claims (3)
- 【請求項１】 入力電気信号をその電気信号の値に応じ
た出力空気圧に変換する電空変換器において、 前記入力電気信号に対する前記出力空気圧の動特性を任
意の動特性へ変換する動特性変換手段を備えたことを特
徴とする電空変換器。 - 【請求項２】 入力電気信号をその電気信号の値に応じ
た％値に変換しその％値に応じた設定圧力値を出力する
入力信号処理手段と、この入力信号処理手段の出力する
設定圧力値と圧力センサの検出する実際の出力空気圧と
の差をとる減算手段と、この減算手段での差が零となる
ように前記出力空気圧を生成する電空変換手段とを備え
た電空変換器において、 前記入力信号処理手段と前記減算手段との間に前記入力
電気信号に対する前記出力空気圧の動特性を任意の動特
性へ変換する動特性変換手段が設けられていることを特
徴とする電空変換器。 - 【請求項３】 請求項１又は２において、出力空気圧が
調節弁駆動用として出力されることを特徴とする電空変
換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16948794A JPH0828734A (ja) | 1994-07-21 | 1994-07-21 | 電空変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16948794A JPH0828734A (ja) | 1994-07-21 | 1994-07-21 | 電空変換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0828734A true JPH0828734A (ja) | 1996-02-02 |
Family
ID=15887446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16948794A Pending JPH0828734A (ja) | 1994-07-21 | 1994-07-21 | 電空変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0828734A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2194142A1 (en) | 2002-11-27 | 2010-06-09 | Daiichi Pure Chemicals Co., Ltd. | Method of measuring cholesterol in high density lipoproteins |
-
1994
- 1994-07-21 JP JP16948794A patent/JPH0828734A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2194142A1 (en) | 2002-11-27 | 2010-06-09 | Daiichi Pure Chemicals Co., Ltd. | Method of measuring cholesterol in high density lipoproteins |
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