JPH11148839A - プロセス制御用発信器 - Google Patents
プロセス制御用発信器Info
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- JPH11148839A JPH11148839A JP33118797A JP33118797A JPH11148839A JP H11148839 A JPH11148839 A JP H11148839A JP 33118797 A JP33118797 A JP 33118797A JP 33118797 A JP33118797 A JP 33118797A JP H11148839 A JPH11148839 A JP H11148839A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 34
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 13
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 10
- 238000012886 linear function Methods 0.000 abstract description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
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Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 検出対象の変位範囲が広い場合でも、一つの
二次変換要素で変位範囲全域をカバーできると共に一定
値制御範囲は大きく変化する高精度な信号を得ることが
でき、簡単且つ低コストな構成が可能なプロセス制御用
発信器を提供する。 【解決手段】 プロセス制御用発信器１０は、検出器２
０と、変換器３０と、により構成されており、検出器２
０によって検出された検出対象の圧力変化を、係数が異
なる一次関数が組み合わされて、一定値制御の対象とな
る範囲では係数が大きく、その前後の領域では係数が小
さく、検出対象の全範囲が４〜２０ｍＡの出力範囲の間
に収まるように設定された折れ線状の伝達関数に基づい
て４〜２０ｍＡの電気信号に増幅変換して出力するよう
に構成されている。
二次変換要素で変位範囲全域をカバーできると共に一定
値制御範囲は大きく変化する高精度な信号を得ることが
でき、簡単且つ低コストな構成が可能なプロセス制御用
発信器を提供する。 【解決手段】 プロセス制御用発信器１０は、検出器２
０と、変換器３０と、により構成されており、検出器２
０によって検出された検出対象の圧力変化を、係数が異
なる一次関数が組み合わされて、一定値制御の対象とな
る範囲では係数が大きく、その前後の領域では係数が小
さく、検出対象の全範囲が４〜２０ｍＡの出力範囲の間
に収まるように設定された折れ線状の伝達関数に基づい
て４〜２０ｍＡの電気信号に増幅変換して出力するよう
に構成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、工業プロセスにお
ける温度，圧力，流量等の物理状態を、一次変換要素に
よって検出すると共に、その状態検出情報を二次変換要
素によって標準信号に変換して出力するプロセス制御用
発信器に関する。
ける温度，圧力，流量等の物理状態を、一次変換要素に
よって検出すると共に、その状態検出情報を二次変換要
素によって標準信号に変換して出力するプロセス制御用
発信器に関する。
【０００２】
【従来の技術】鉄鋼，化学，石油等のプロセス工業にお
いて温度，圧力，流量等の状態量を制御するプロセス制
御は、検出要素によって制御対象の物理状態を検出し、
その検出値を目標値と比較して、操作機構を介してバル
ブやノズル等の操作要素を操作するフィードバック制御
によって行われる。
いて温度，圧力，流量等の状態量を制御するプロセス制
御は、検出要素によって制御対象の物理状態を検出し、
その検出値を目標値と比較して、操作機構を介してバル
ブやノズル等の操作要素を操作するフィードバック制御
によって行われる。
【０００３】このようなプロセス制御では、制御対象の
物理状態を検出する検出要素として発信器が用いられ
る。
物理状態を検出する検出要素として発信器が用いられ
る。
【０００４】発信器は、制御対象の電圧，変位，圧力等
の物理状態をセンサ等の一次変換要素によって検出する
と共に、その状態検出情報を二次変換要素によって拡大
変換（増幅）して標準信号として出力する。即ち、圧力
検出の場合では、一次変換要素としての例えばダイヤフ
ラムの変位情報を、二次変換要素としての増幅器が４〜
２０ｍＡの電力変化（標準信号）に変換して出力するよ
うに構成される。
の物理状態をセンサ等の一次変換要素によって検出する
と共に、その状態検出情報を二次変換要素によって拡大
変換（増幅）して標準信号として出力する。即ち、圧力
検出の場合では、一次変換要素としての例えばダイヤフ
ラムの変位情報を、二次変換要素としての増幅器が４〜
２０ｍＡの電力変化（標準信号）に変換して出力するよ
うに構成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のごと
き発信器では、検出対象の変位範囲が広い場合、その変
位量に対する標準信号の変換比率が低下し、通常制御に
利用される変位の範囲では標準信号の変化範囲が狭くな
るという問題がある。
き発信器では、検出対象の変位範囲が広い場合、その変
位量に対する標準信号の変換比率が低下し、通常制御に
利用される変位の範囲では標準信号の変化範囲が狭くな
るという問題がある。
【０００６】例えば、検出対象圧力の最大範囲が０〜１
００（ｋｇｆ／ｃｍ２）であって、圧力制御設定値を５
０（ｋｇｆ／ｃｍ２）として４５〜５５（ｋｇｆ／ｃｍ
２）の間で一定値制御する場合では、検出対象圧力の最
大範囲を4〜20（ｍＡ）の標準信号に対応させて変換す
ると、図５に示すように一定値制御範囲である４５〜５
５（ｋｇｆ／ｃｍ２）は１１．２〜１２．８（ｍＡ）の
極めて小さい出力変化となり、その結果、高精度な制御
が困難となる。
００（ｋｇｆ／ｃｍ２）であって、圧力制御設定値を５
０（ｋｇｆ／ｃｍ２）として４５〜５５（ｋｇｆ／ｃｍ
２）の間で一定値制御する場合では、検出対象圧力の最
大範囲を4〜20（ｍＡ）の標準信号に対応させて変換す
ると、図５に示すように一定値制御範囲である４５〜５
５（ｋｇｆ／ｃｍ２）は１１．２〜１２．８（ｍＡ）の
極めて小さい出力変化となり、その結果、高精度な制御
が困難となる。
【０００７】このような場合には、図７に圧力制御の例
を示すように、二組の二次変換要素１１，１２を並設
し、一方の二次変換要素１１は図５に示すように検出対
象圧力の最大範囲を標準信号の全範囲に対応させて変換
すると共に、他方の二次変換要素１２は図６に示すよう
に制御範囲を標準信号の全範囲に対応させて変換し、そ
れぞれの信号を調節計３，３′に出力し、この圧力情報
に基づいて制御バルブ２を開閉操作して流路１の流体圧
力を一定（５０（ｋｇｆ／ｃｍ２））に制御するように
構成される。
を示すように、二組の二次変換要素１１，１２を並設
し、一方の二次変換要素１１は図５に示すように検出対
象圧力の最大範囲を標準信号の全範囲に対応させて変換
すると共に、他方の二次変換要素１２は図６に示すよう
に制御範囲を標準信号の全範囲に対応させて変換し、そ
れぞれの信号を調節計３，３′に出力し、この圧力情報
に基づいて制御バルブ２を開閉操作して流路１の流体圧
力を一定（５０（ｋｇｆ／ｃｍ２））に制御するように
構成される。
【０００８】しかしながら、このような構成では、二組
の二次変換要素が必要であるために構成が複雑となると
共にコストも高くなるという問題があった。
の二次変換要素が必要であるために構成が複雑となると
共にコストも高くなるという問題があった。
【０００９】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであって、検出対象の変位範囲が広い場合で
も、一つの二次変換要素で変位範囲全域をカバーできる
と共に一定値制御範囲は大きく変化する高精度な信号を
得ることができ、簡単且つ低コストな構成が可能なプロ
セス制御用発信器を提供することを目的とする。
れたものであって、検出対象の変位範囲が広い場合で
も、一つの二次変換要素で変位範囲全域をカバーできる
と共に一定値制御範囲は大きく変化する高精度な信号を
得ることができ、簡単且つ低コストな構成が可能なプロ
セス制御用発信器を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明に係るプロセス制御用発信器は、一次変換要素による
状態検出情報を、二次変換要素によって標準信号に変換
して出力するプロセス制御用発信器であって、前記二次
変換要素は、前記状態検出情報の高精度制御対象範囲の
変換率が他の範囲より大きく設定された折れ線関数に基
づいて前記状態検出情報を変換するように構成されてい
ることを特徴とする。
明に係るプロセス制御用発信器は、一次変換要素による
状態検出情報を、二次変換要素によって標準信号に変換
して出力するプロセス制御用発信器であって、前記二次
変換要素は、前記状態検出情報の高精度制御対象範囲の
変換率が他の範囲より大きく設定された折れ線関数に基
づいて前記状態検出情報を変換するように構成されてい
ることを特徴とする。
【００１１】また、その二次変換要素は、前記状態検出
情報を前記高精度制御範囲とそれ以外の範囲とに区分け
するゲート要素と、前記区分けされた範囲の状態検出情
報をそれぞれ設定された異なる比例係数で変換する比例
要素と、により構成されていることを特徴とする。
情報を前記高精度制御範囲とそれ以外の範囲とに区分け
するゲート要素と、前記区分けされた範囲の状態検出情
報をそれぞれ設定された異なる比例係数で変換する比例
要素と、により構成されていることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下添付図面を参照して本願発明
の実施の形態を説明する。図１は、本願発明に係るプロ
セス制御用発信器を概念的に示すブロック構成図、図２
はその二次変換要素である変換器のブロック構成図、図
３はそれを圧力制御に用いた一構成例の概念図である。
の実施の形態を説明する。図１は、本願発明に係るプロ
セス制御用発信器を概念的に示すブロック構成図、図２
はその二次変換要素である変換器のブロック構成図、図
３はそれを圧力制御に用いた一構成例の概念図である。
【００１３】図３に示す圧力制御の構成例は、プロセス
制御用発信器１０が管路１を流れる流体の圧力と対応し
た標準信号を調節計３に出力し（流体圧力を検出し）、
この圧力情報に基づいて制御バルブ２を開閉操作して流
路１の流体圧力を一定に保持するように制御するもので
あり、検出対象圧力の最大範囲は０〜１００（ｋｇｆ／
ｃｍ２），圧力制御設定値は５０（ｋｇｆ／ｃｍ２）で
あって４５〜５０（ｋｇｆ／ｃｍ２）の間で一定値制御
する例である。尚、本願発明は圧力制御に用いるプロセ
ス制御用発信器に限定されるものではなく、他のプロセ
ス制御に利用可能なものである。
制御用発信器１０が管路１を流れる流体の圧力と対応し
た標準信号を調節計３に出力し（流体圧力を検出し）、
この圧力情報に基づいて制御バルブ２を開閉操作して流
路１の流体圧力を一定に保持するように制御するもので
あり、検出対象圧力の最大範囲は０〜１００（ｋｇｆ／
ｃｍ２），圧力制御設定値は５０（ｋｇｆ／ｃｍ２）で
あって４５〜５０（ｋｇｆ／ｃｍ２）の間で一定値制御
する例である。尚、本願発明は圧力制御に用いるプロセ
ス制御用発信器に限定されるものではなく、他のプロセ
ス制御に利用可能なものである。
【００１４】プロセス制御用発信器１０は、一次変換要
素としての検出器２０と、二次変換要素としての変換器
３０と、により構成されており、検出器２０によって検
出された検出対象（管路１）の圧力変化を、図４示す折
れ線状の伝達関数（折れ線関数（Ｙ＝ｆ（ｘ））に基づ
いて４〜２０ｍＡの電気信号に増幅変換して出力する。
即ち、図４に示す伝達関数は、係数が異なる一次関数が
組み合わされて、一定値制御の対象となる圧力範囲（４
５〜５０（ｋｇｆ／ｃｍ２））では係数（Ｋ１）が大き
く、その前後の領域では係数（Ｋ２）が小さく、検出対
象の全範囲（管路の圧力範囲：０〜１００（ｋｇｆ／ｃ
ｍ２））が４〜２０ｍＡの出力範囲の間に収まるように
設定されているものである。
素としての検出器２０と、二次変換要素としての変換器
３０と、により構成されており、検出器２０によって検
出された検出対象（管路１）の圧力変化を、図４示す折
れ線状の伝達関数（折れ線関数（Ｙ＝ｆ（ｘ））に基づ
いて４〜２０ｍＡの電気信号に増幅変換して出力する。
即ち、図４に示す伝達関数は、係数が異なる一次関数が
組み合わされて、一定値制御の対象となる圧力範囲（４
５〜５０（ｋｇｆ／ｃｍ２））では係数（Ｋ１）が大き
く、その前後の領域では係数（Ｋ２）が小さく、検出対
象の全範囲（管路の圧力範囲：０〜１００（ｋｇｆ／ｃ
ｍ２））が４〜２０ｍＡの出力範囲の間に収まるように
設定されているものである。
【００１５】以下、このような伝達関数による変換を可
能とする構成を説明する。検出器２０は、例えばダイア
フラム等による検出対象（管路１）の圧力変化と対応し
た機械的変位を、電流変化に変換した電気信号を出力す
る。
能とする構成を説明する。検出器２０は、例えばダイア
フラム等による検出対象（管路１）の圧力変化と対応し
た機械的変位を、電流変化に変換した電気信号を出力す
る。
【００１６】変換器３０は、ゲート要素としてのゲート
回路３１と、比例要素としての増幅器３２とにより構成
されており、検出器２０からの電気信号を伝達関数（折
れ線関数（Ｙ＝ｆ（ｘ））に基づいて４〜２０ｍＡの電
気信号に増幅変換して出力する。
回路３１と、比例要素としての増幅器３２とにより構成
されており、検出器２０からの電気信号を伝達関数（折
れ線関数（Ｙ＝ｆ（ｘ））に基づいて４〜２０ｍＡの電
気信号に増幅変換して出力する。
【００１７】ゲート回路３１は、三組のゲート（第一ゲ
ート３１Ａ，第二ゲート３１Ｂ及び第三ゲート３１Ｃ）
によって、検出器２０からの検出信号の全範囲を一定値
制御域対象範囲と、その前後の領域とに分割する。
ート３１Ａ，第二ゲート３１Ｂ及び第三ゲート３１Ｃ）
によって、検出器２０からの検出信号の全範囲を一定値
制御域対象範囲と、その前後の領域とに分割する。
【００１８】即ち、図２中に示すように、検出対象圧力
が４５（ｋｇｆ／ｃｍ２）の時の検出器２０からの出
力：ａ、及び５０（ｋｇｆ／ｃｍ２）の状態における検
出器２０からの出力：ｂを閾値とし、第一ゲート３１Ａ
は出力：ａ以下，第二ゲート３１Ｂは出力：ａ以上ｂ以
下，第三ゲート３１Ｃは出力：ｂ以上の領域のみを通過
させるように設定されているものである。
が４５（ｋｇｆ／ｃｍ２）の時の検出器２０からの出
力：ａ、及び５０（ｋｇｆ／ｃｍ２）の状態における検
出器２０からの出力：ｂを閾値とし、第一ゲート３１Ａ
は出力：ａ以下，第二ゲート３１Ｂは出力：ａ以上ｂ以
下，第三ゲート３１Ｃは出力：ｂ以上の領域のみを通過
させるように設定されているものである。
【００１９】増幅器３２は、ゲート回路３１の各ゲート
（第一ゲート３１Ａ，第二ゲート３１Ｂ及び第三ゲート
３１Ｃ）と対応する三組の増幅回路（第一増幅器３２
Ａ，第二増幅器３２Ｂ，第三増幅器３２Ｃ）と、バイア
ス設定回路３３とにより構成されている。
（第一ゲート３１Ａ，第二ゲート３１Ｂ及び第三ゲート
３１Ｃ）と対応する三組の増幅回路（第一増幅器３２
Ａ，第二増幅器３２Ｂ，第三増幅器３２Ｃ）と、バイア
ス設定回路３３とにより構成されている。
【００２０】各増幅回路３２Ａ，３２Ｂ，３３Ｃは、そ
れぞれ対応するゲート３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃを通過し
た検出器２０からの電気信号を所定の比率で増幅する。
即ち、一定値制御域対象範囲と対応する第二ゲート３１
Ｂを通過した電気信号を第二増幅器３２Ｂが比例係数：
Ｋ２で増幅し、その前後の領域と対応する第一ゲート３
１Ａ及び第三ゲート３１Ｃと通過した電気信号を第一増
幅器３２Ａ及び第三増幅器３２Ｃが比例係数：Ｋ１で増
幅するようになっている。
れぞれ対応するゲート３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃを通過し
た検出器２０からの電気信号を所定の比率で増幅する。
即ち、一定値制御域対象範囲と対応する第二ゲート３１
Ｂを通過した電気信号を第二増幅器３２Ｂが比例係数：
Ｋ２で増幅し、その前後の領域と対応する第一ゲート３
１Ａ及び第三ゲート３１Ｃと通過した電気信号を第一増
幅器３２Ａ及び第三増幅器３２Ｃが比例係数：Ｋ１で増
幅するようになっている。
【００２１】バイアス設定回路３３は、増幅回路３２
（３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ）からの出力信号にそれぞれ
対応したバイアス電流を加えて全体を連続した関数に成
形するものである。
（３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ）からの出力信号にそれぞれ
対応したバイアス電流を加えて全体を連続した関数に成
形するものである。
【００２２】而して、上記のごとく構成された発信器１
０では、４〜２０ｍＡの出力範囲で検出対象である管路
１の流体圧力の変化の全範囲をカバーすることができる
と共に、一定値制御の対象となる圧力範囲（４５〜５０
（ｋｇｆ／ｃｍ２））は増幅率が大きいために圧力変化
に対して出力が大きく変化する精度の高い制御情報を出
力することができるものである。
０では、４〜２０ｍＡの出力範囲で検出対象である管路
１の流体圧力の変化の全範囲をカバーすることができる
と共に、一定値制御の対象となる圧力範囲（４５〜５０
（ｋｇｆ／ｃｍ２））は増幅率が大きいために圧力変化
に対して出力が大きく変化する精度の高い制御情報を出
力することができるものである。
【００２３】つまり、二次変換要素を二組設けることな
く一組の二次変換要素によって流体圧力の変化の全領域
をカバーできると共に制御域では精度の高い信号を出力
することができるものであり、その結果、制御装置を簡
単で低コストに構成できるものである。
く一組の二次変換要素によって流体圧力の変化の全領域
をカバーできると共に制御域では精度の高い信号を出力
することができるものであり、その結果、制御装置を簡
単で低コストに構成できるものである。
【００２４】
【発明の効果】以上述べたように、本願発明に係るプロ
セス制御用発信器によれば、二次変換要素は、状態検出
情報の高精度制御対象範囲の変換率が他の範囲より大き
く設定された折れ線関数に基づいて状態検出情報を変換
するように構成されていることにより、検出対象の変位
範囲が広い場合でも、一つの二次変換要素で変位範囲全
域をカバーすることができると共に、その中の制御範囲
では対象の変位に対して大きな出力変化を得ることがで
きる。従って、高精度の制御が可能となると共に、制御
装置を簡単且つ低コストに構成することができるもので
ある。
セス制御用発信器によれば、二次変換要素は、状態検出
情報の高精度制御対象範囲の変換率が他の範囲より大き
く設定された折れ線関数に基づいて状態検出情報を変換
するように構成されていることにより、検出対象の変位
範囲が広い場合でも、一つの二次変換要素で変位範囲全
域をカバーすることができると共に、その中の制御範囲
では対象の変位に対して大きな出力変化を得ることがで
きる。従って、高精度の制御が可能となると共に、制御
装置を簡単且つ低コストに構成することができるもので
ある。
【図１】本願発明に係るプロセス制御用発信器を概念的
に示すブロック構成図である。
に示すブロック構成図である。
【図２】二次変換要素である変換器のブロック構成図で
ある。
ある。
【図３】本願発明に係るプロセス制御用発信器を圧力制
御に用いた一構成例の概念図である。
御に用いた一構成例の概念図である。
【図４】折れ線関数による伝達関数のグラフである。
【図５】従来例としての発信器の伝達関数のグラフであ
る。
る。
【図６】従来例としての発信器の伝達関数のグラフであ
る。
る。
【図７】従来例としての発信器を圧力制御に用いた一構
成例の概念図である。
成例の概念図である。
１０ プロセス制御用発信器 ２０ 一次変換要素 ３０ 二次変換要素 ３１ ゲート回路（ゲート要素） ３２ 増幅器（比例要素）
Claims (2)
- 【請求項１】 一次変換要素による状態検出情報を、二
次変換要素によって標準信号に変換して出力するプロセ
ス制御用発信器であって、 前記二次変換要素は、前記状態検出情報の高精度制御対
象範囲の変換率が他の範囲より大きく設定された折れ線
関数に基づいて前記状態検出情報を変換するように構成
されていることを特徴とするプロセス制御用発信器。 - 【請求項２】 上記二次変換要素は、 前記状態検出情報を前記高精度制御範囲とそれ以外の範
囲とに区分けするゲート要素と、 前記区分けされた範囲の状態検出情報をそれぞれ設定さ
れた異なる比例係数で変換する比例要素と、 により構成されていることを特徴とする請求項１に記載
のプロセス制御用発信器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33118797A JPH11148839A (ja) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | プロセス制御用発信器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33118797A JPH11148839A (ja) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | プロセス制御用発信器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11148839A true JPH11148839A (ja) | 1999-06-02 |
Family
ID=18240865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33118797A Pending JPH11148839A (ja) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | プロセス制御用発信器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11148839A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006234495A (ja) * | 2005-02-23 | 2006-09-07 | Tokai Rika Co Ltd | 回転角度検出装置 |
-
1997
- 1997-11-14 JP JP33118797A patent/JPH11148839A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006234495A (ja) * | 2005-02-23 | 2006-09-07 | Tokai Rika Co Ltd | 回転角度検出装置 |
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