JPS581297A - 光式計測制御システム - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は光ファイバを用いた計−制御システムに関す
るものである。

従来、この種のシステムには通常の接点スイッチと、電
気式の計測器とを組み合わせたものを妨爆蜆格に合うよ
うにした電気式のものが多い。したがって、それぞれの
機器の容器な防爆構造にするとともに、電気信考は発火
エネルギ以下にするなどの本質資金対策を講じなければ
ならないので、設備費が高値となる。このため、爆尭等
の危歓の少ない光を用いてこの種のシステムを構成する
と、−欽にそれぞれの操作機器、計量機器を個別ＫＩＩ
続しなければならず、そのため光ファイバの本数が膨大
となり非常に高領なものＫなるという欠点があった。

この発明は上述の欠点を論去して、より安価でかつ爆斃
の愈険性のない光式計鋼制御システムをＩｌ供すること
を目的とする。

上記の目的は、この発Ｉｊ！によれば、制御対象からの
計測量に応じて光を斬続する計量手段と、個有のコード
が付されたコード板を備え、該コードに応じて党を斬銃
して制御偏置Ｋｌ標値情報または制御対象の廻動、停止
情報を発する複数の操作手段とを電気−光変換優と電気
−光賓換器とを光曽合してなる１本の光伝送路内に亙い
に直列に配役し、前記計四手段および複数の操作手段か
らの光４１４＃を光−電気賓換器を介して制御装置へ伝
達し、これらの情報にもとづいて制御対象を制御するこ
とＫより達成される。

以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１ＷＪはこの発明の実施例を示すブロック図で、光７
アイパを使用した石油タンクのレベル制御システムを示
すものである。第２ＷＡは第１１Ｉｌの設定スイッチ、
スタートスイッチおよびストップスイッチの動作原理を
説明する概略図、第３１１は第１−のレベル針の動作原
理を説明する概略図、第４園は第１１Ｑのアースチャッ
クの動作原理を説明する概略図である。

３１１図において、１は石油タンク、２は石油供給バル
ブ、Ｓは石油放出パルプ、４４レベル針、Ｓは手元操作
盤、６は設定スイッチ、７はスタートスイッチ、８はス
トラプス・Ｃツタ、９はランプ、１０はアースチャック
、１１は光ファイバ、１２はフロート、１３はテープで
ある。

石油タンクｌには石油供給バルブ２と石油放出パルプ３
とが敗り付けられており、タンク１内の石油のレベルを
レベル計４で読み取るように構成されている。

運転員は現場の手元操作Ｉ１５の前に立って油レベルの
上ｌｊ値や下限値を設定スイッチ６によって設定したり
、スタートスイッチ７によって注油−始を行ない、緊急
停止が必要な時にはストップスイッチ口を押して全シス
テムを安全側に止めることができる。また操作１ｔ！Ｓ
Ｋは、運転状況を運転員に伝えるために一個以上のラン
プ９が設けられている。また、油タンクＩＫはアースが
とれているかと５かを見るアースチャック１６が付いて
いる。

ｇｌｍｌｌｌｃＭされる設電スイッチ６、スタートスイ
ッチγおよびストップスイッチ８のＩＩＩ作Ｊ［ｌ！に
ついて第２＠を参照して説明する。

ｊ１２１１において、１１は第１図と同様の光７アイパ
、２１は光学鎖板、２２は７アイパ１１からの光を効率
よく集光するためのロッドレンズである。

と−で、運転員がスイッチを操作すると、図示されない
バネの力によって光学部１［２１がｆｉ！一定速度で移
動する。この光学鎖板２１には、同図（１）に示される
ように遥−な部分人と、不達−あるいは牛透嘴な部分Ｂ
とが交ＩＫ刻み込まれ、この一連のパターンによって岡
閣伽）の如會スイッチに轡有のコード備考を脅生する。

したがって、同図（ｅ）Ｋ示され石如く光ファイバ１１
の先１１１ＫＩｍツドレンズ！意を取付けて党を平行党
にしてこの光学縞榎！ｌＫ轟て、それと相対向する位置
にも５けたロッドレンズ２８で受光するような光学装置
を使うととＫより、この光学部１［２１の移１１ＦＫ伴
ない＃１２図伽）の如き光のパルス；−ドを得ることが
で會る。この光学部１［２１のパルス；−ドを光ファイ
バ１１で計算機室まで伝送し、その計算機でこのブード
を解読すれば、どの操作スイッチが現場で押されたかを
知ることができる。

次に、第３図によりレベル計４の動作原理について説明
する。

同１１において、ｌは石油タンク、１１は光７アイパ、
１冨は）ａ−）、１３はテープ、２２はロッドレンズで
ある。

閣からも明らかなように、石油の筐爾レベルに応シて７
ｔｌ−）１２が移動し、このフロー）１２の動電によっ
てテープ１３が移動するので、このテープＩＩＩＫ予め
所定の間隔でスリット８を穿設しておけば、第８図の光
学部１［！１の場合と同様に、光ファイバ１１と―ツド
シンズ！２を組み合わせた光学装置によって石油のレベ
ルに応じた光パルスを得ることができる。たｙ、この場
合、スリット１は一定岡隔でＷｋけられているので、基
準源からの光パルスの欲を計数するなどして、その筐璽
レベルを判別するようにする・ 次に、アースチャツタ１・の動作原理について第４１１
を参鴫してＩＩ＆嘴する。

なお、同図（１）はこの発Ｗ１４によるアースチャック
の正面図であり、同図（ｂ）は測量図である。

同１１において、１１は光ファイバ、２２はロフトレン
ズ、２３は光遮蔽板、２４はタンク壁、２５はチャック
板、２６は電極棒である。

タンク壁２４にはチャック板２５が職り付けられ、その
チャックＩ［２５の一方には光遮蔽板２３が設けられて
相対°崗するロッドレンズ２２の間に設置される。同図
（１）の非動作状態において、片側をアースされた電極
棒２６をチャック板２５に挿入すると、チャツタ＠２！
Ｓは同１１（ｂ）の点線の状態から集線の状態に−かれ
、その緒条光遮蔽１［２３も点線から実線の状態へと押
し上げられ、これによってロッドレンズ！２．光ファイ
バｌｌＫ光が供給されるよ５になっている。したがって
、アースがとれていないとぎは光が遮断され、これＫよ
って計算機はアースがとれていないことを知ることがで
きる。

＊ＳＳａは計算機を用いた先代計測制御システムを示す
システム構成間である。

同１１１において、ＣＰＵは計算機、］！１０は電気−
光炭換器、０βは光−電気変換器、ｌ／Ａは電気−空気
変換器で、各数字は以上で説明したものと同じである・ と工で、第１１１に関連して石油タンクに注油を行なう
場合について説明する。

Ｂ１０デバイスから常時発光している光は、光７アイ／
ｆｉｌを過って現場に違し、もしアースチャック１０が
完全であり、ストップスイッチ８が押されていなければ
そこを通り抜はスタートスイッチγ、設定スイッチ６お
よびレベル計４を経て、再び光７アイパ１１を過って遣
方の環境の嵐好な計算機室にある受光素子０７１１ｃｊ
［る。

運転員がこれから入れようとする油のレベルの設定値を
選択して設定スイッチ６の内の１つを選んで押せば、そ
の先コード備考は光ファイバ１１を鰻て計を機態の受光
素子０／４に伝避審れ、計算機ＣＰυで解読されメ４ｖ
される。そして、情報を受付けたという備考が可視光Ｂ
１０デバイスを経て現場のツｙプ９に伝えられる０次に
運転員がスタートスイッチ７を押すと、設定スイッチ６
の場合と同様に計算機ＣＰＵがその信号を受は職り、電
空変換器１８／Ａ［よって空気圧信号に変換して給油パ
ルプ２を開き、給油をはじめる。油藺の上昇にしたがっ
てレベル計４は光パルス信号を発送し、それを計算機Ｃ
ＰＵが次々とカウントしてゆく。

油面のレベルがあらかじめ設定スイッチ６によって設定
された値に達すると、計算機ＣＰＵは電空変換器Ｆｉ／
Ａ［信号を損して給油パルプ２を止めさせる。もし、途
中で現場の運転員が緊急に給油をストップしなければな
らない事１１になった時にはストップスイッチ８を押せ
ば、光ファイバＩＩＫは光が通らなくなり、給油パルプ
２が急閉するよ５にシステムが組まれている。またアー
スチャック１０が外れたり、あるいは光ファイバ１１が
断線したため、光が計算機室に戻って来なくなった時も
同様に１艙油パルプ２が急閉する。

以上のよ５に、光ファイバ１１の１ループを使うだけで
全ての現場機暢の信号を計算機室へ送ることができる。

第６図は他の応用例を示す概略図であって、タンクロー
り車ＴＡＫ油を給油する場合である。こ）場合は、第５
図の油タンク１用のレベル計４の代りに流量針ＰＬを取
り付けるだけで、システムとしての考え方は同一である
。なお、手元操作盤５は図示の如く構成され、石油タン
クの近傍に設置される。

第７図は第６ＷＭで説明した流量計ＦＬの動作原理を示
す概略図である。流量に応じて四−夕が回転するタイプ
の容積式流量針を用い、このロータから歯車機構で回転
をスリツＦ円、１［８１に伝え、第３図のレベル針の例
と同様にロッドレンズ２２と光ファイバ１１を用いると
とによって、スリット円１［８Ｌの回転に応じた光パル
スを得ることができる。

以上のように、この発−によれば、篭−メンクリな光ス
ナップスイッチを用いて現場のスイッチそれぞれＫｉｌ
有な光パルス；−ドを尭生させるようＫしたため、現場
と計算機室がｌループの光ファイバだけで信号の伝送が
で館るシステム構成となり、光部品数の低減、光ファイ
バ工事費の節減に寄与するところがはなはだ大きいもの
である。

なお、この発明は石油化学工業分野に限らず、街のガソ
リンスタンドの給油計量システムにそのま〜利用でき、
さらにタバコやコーヒ等の自動販売機パネルの制御にマ
イクロプロセッサと組合せて広く応用することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発−の実施例を示すブ四ツク図、嬉２図は
設定スイッチ、スタートスイッチおよびストップスイッ
チの動作ｌ［３！！ｉ！を説明するための概略図、第３
図はレベル針の動作原理を説明するための概略図、＃Ｉ
４閣はアースチャックの動作原理を説明するための概略
図、第５図は計算機を使用した先代計測制御システムを
示すシステム構成図、嬉６図はこの発明の応用例を示す
概略図、第７図は第６閣の流量針の動作原理を説明する
概略図である。 符号説明 １・・・石油タンク、ト・・給油パルプ、３・・・石油
放出パルプ、４・・・レベル針、ト・・手元操作盤、６
・・・設定スイッチ、γ・・・スタートスイッチ、８・
・・ストップスイッチ、９・・・ランプ、１０・・・ア
ースチャック、１１・・・光７アイパ、１２・・・フロ
ート、１３・・・テープ、２１・・・光学鎖板、２２・
・・ロッドレンズ、２３・・・光遮蔽板、２４・・・タ
ンク壁、２ト・・チャック板、２６・・・電極棒、７人
・・・タンク、ＦＬ・・・流量針、８Ｌ・・・スリット
円板 代理人　弁理士　並　木　昭　夫 代理人　弁理士　松　崎　　　清

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 制御対象の制御量を計量し、諌計橢量を電気−光変換器
   と光−電気変換器とを光曽会してなる１本の光伝送路を
   介して制御装置く伝送することにより、制御対象の制御
   を行なうよ５Ｋｔ、、た光式計測制御システムであって
   、前記電気−光変換器からの光を計測量に応じて斬続す
   る計一手段と、個有のコードが付されたコード板を備え
   誼コードに応じて光を斬続して前部制御装置Ｅｌ標値情
   報または制御対象のｍｓ、停止情報な尭するＩＩ数の操
   作手段とを前記光伝送路に亙いに直列Ｅｌ！設し、前記
   計量ｌＰＲおよび複数の操作手段からの党信漫を前記光
   −電気変換器を介して制御装置へ伝送するようにしてな
   ることを４１１１１１！とす−る光式計−制御システム
   。