JPS60139901A - 空気作動式調節弁制御装置 - 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】 本発明は空気作動式調節弁制御装置の改良に関する。

従来の空気作動式調節弁制御装置の一例として空気作動
式調節弁の開度指令信号と弁リフト信号との間に１対１
の関係が存在することを用いて、開度指令信号と弁リフ
ト信号との偏差を監視し、設定値を越えたとき異常と判
定するようにしたものがある。しかしながら弁には動作
遅れがあシ、正常であっても過渡的には偏差が生ずる。

第１図はその関係を示すもので、ａは開度指令信号、ｂ
は弁リフト信号を示している。

このようなことから従来は誤診断しないためには、設定
値を大きくする構成としていたが、故障が発生した場合
には故障を検知するのにおくれが生ずることになる。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたも
ので、弁の誤診断が生じなく故障検出を早くすることが
できる空気作動式調節弁制御装置を提供することを目的
とする。

以下本発明について図面を参照して説明する。

第２図は本発明装置の一実施例を、示す概略構成図であ
る。２０は所望流体の流量を調節する調節弁、この調節
弁２０はダイヤフラム室（図示せず）に設けられたダイ
ヤプラム２ノによシ所定開度だけ開けられるようになっ
ている。グイヤフラム２１には後述する空気圧制御機構
２３から調節弁２０の開度指令信号２４に応じた加圧空
気が供１給されるようになってい、る。前記開度指令信
号２４は、空気圧制御機構２３以外′に後述する異常診
断器２７にも供給されるようになっている。空気圧制御
機構２３は、電空変換器２３ａ１ポゾショナ−２３ｂ１
ブースタ〜−２３ｃ　カらなっている。ダイヤフラム２
１の出口である弁リフト信号２６は、リフト計で検知さ
れ、この検知された弁リフト信号２６は異常診断器２２
に供給されるようになっている。一方、弁リフト信号２
６はフィードバックリンク２２を介し前記ポジショナ−
２３ｂに供給されるようになっている゛。

前記異常診断器２７は、第３雫に示すように、偏差検出
器１００、時定数設定器１０１．１次遅れ回１路１０２
、判定器１０３からな）１．こ？■異常診断器２７に供
給された弁リフト信号２６及び開度指令信号２４を入力
して演算し異常の有無を診断するようになっている。

以下、このように構成された空気作動式調節弁制御装置
の作用について説明する。調節弁２０の開度制御は、次
のようにして行われる。

通常時め開度調節は外部から供給される開度指令信号２
４が電空変換器２３ｈによシ空気信号に変換される。こ
の空気圧信号と開度指令信号２４との関係は定常状態で
は、第４図に示す如く一次関数の関係にある。ポジショ
ナ−２３ｂは、調節弁リフ□トをり、空気圧信号をｐ、
＠。

ｂは定数としたとき、次式（１）を満足するように調節
される。

Ｌ＝ａＰ＋ｂ　・・・・・・・・（１）ここでＬ　）　
ａ　Ｐ　＋　ｂであれば、ポジショナ−２３ｂの出口空
気圧力を高くし、Ｌ（ａｐ＋ｂで′あればポジショナ−
２３ｂの出口空気圧力を低゛下すせる。ブースターリレ
ー２３ａは増巾器であシダイヤフラム圧力がポジショナ
−２３ｂの出口圧力と一致するようにする。ダイヤフラ
ム圧力がポジショナ−２３ｂの出口圧力よシも高ければ
、ダイヤフラム２１内の空気を大気に排気し、ダイヤフ
ラム２１の圧力を下げる。またダイヤフラム２１の圧力
が低ければダイヤフラバム−２”１に空気を送シ込む。

ダイヤフラム２１の“圧力が高くな“れば、弁リフト信
号２６は上昇し、低火なれば低下する。このようにポジ
ショナ−２３ｂ弁リフト信号２６と開度指令信号２４と
の間には第５図に示すような一次関数゛の関係が成立す
る。

さて、ダイヤフラム２）へのブースタリレー２３ｃによ
る必要量の空気供給及び排気には、瞬時に行われるもの
でなく、時間がかかる。よって開度指令信号２４が変化
したとき、ダイヤフラム圧力は時間おくれを持つ゛こと
になる。これは、弁リフト信号２６が時間お欠れを持っ
て第５図め関係を満足することを意味している。

とめとき、弁゛リフト信号２”６　（Ｄ’開゛度゛指令
信号′２４に対する時間おくれは、第６図に示すような
′１次遅れで記述できる。よりて開度指令信号２４が゛
変化する場合にも対応するた□めに開度指令信号２４の
１次遅″れ処理回路１０２を通した信号と、弁り７ド信
号２６を比較する。また、５一 単位時間商シのダイヤフラム２１への空気供給量とダイ
ヤフラム２１からの空気排気量は異っておシ、このため
、弁リフト信号２６も開方向の時間おくれと、閉方向の
時間おくれは異り−ている。第７図にその関係を示す。

よりて開度指令信号２４が増加する場合即ち弁リフト信
号２６が′開方向の場合と開度指令信号２４が減少する
場合、即ち弁リフト信号２６が閉方向の場合では第３図
の１次遅れ処理回路１θ２の時定数は変゛えなくてはな
らない。ここで、開度指令信号２４′が増加方向では開
度指令信号２４から弁リフト信号２６を差引いた偏差は
正の値となシ開度指令信号２４−が減少方□向では前記
偏差は負の値となる。よって前記１次遅れ処理回路１０
２の時定数は、前記偏差の符号に基づいて設定すれば良
い。

第３図の異常診断器２７の偏差検出器１００は開度指令
信号２４から弁リフト信号２６を差引いた偏差をめ偏差
が正であれば増加方向偏差が負であれば減少方向とする
。時定数設定器６− １０１は、偏差検出器１００の信号を受けて増加方向で
あれば時定数Ｔ１を、減少方向であれば、時定数Ｔ２を
設定する。１次遅れ処理回路１０２は時定数設定器１０
ノで設定された時定数を用いて、開度指令信号２４に１
次遅れ処理を施す。判定器１０３は１次遅れ処理回路１
０２の出力と弁リフト信号２６の差が規定の値以内であ
れば、正常とし、規定の値を越える場合には、異常と判
定する。第８図で、斜線を施した部分が正常な領域でち
ゃ、それ以外の部分が異常と判定される領域である。

以上述べた本発明によれば、空気作動式調節弁の開度指
令信号と弁リフト信号の偏差を検出する偏差検出器と、
この偏差検出器よシ出力信号を受けて所定時定数を設定
する時定数設定器と、この時定数設定器の時定数を用い
て前記開度指令信号に１次遅れ処理を施す１次遅れ処理
回路と、この１次遅れ処理回路の出力信号と前記弁リフ
ト信号の偏差が規定の値を越えたことによシ異常と判定
する判定器とを備えた構成としたので、異常診断を従来
装置に比べて精度高く、誤診断の生じない空気作動式調
節弁制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の空気作動式調節弁制御装置の開度指令信
号と弁リフト信号を示す図、第２図は本発明の空気作動
式調節弁制御装置の一実施例を示す概略構成図、第３図
は第２図の異常診断器の概略構成図、第４図および第５
図は同実施例の動作を説明するための開度指令信号と電
空変換器の出口空気圧力の関係を示す特性図および開度
指令信号と弁リフト信号の関係を示す特性図、第６図お
よび第７図は同実施例の動作を説明するための弁リフト
信号と開度指令信号の関係を示す図、第８図は同実施例
の動作を説明するための１次遅れ処理回路の出力信号と
弁リフト信号の関係を示す図である。 ２０・・・調節弁、２１・・・ダイヤフラム、２２・・
・フィードバックリンク、２３・・・空気圧制御機構、
２３ａ・・・電空変換器、２３ｂ・・・ポソショた、２
３ｃ・・・ブースタリレー、２４・・・開度指令信号、
２６・・・弁リフト信号、２７・・・異常診断器、３３
・・・弁リフト計、１００・・・偏差検出器、１０１・
・・時定数設定器、１０２・・・１次遅れ処理回路、１
０３・・・判定器。 出願人復代理人　弁理士　鈴　江　武　彦＝９− 第４菌 第６図 第５７ｉ 時間 第７図 第１頁の続き １ ５−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 空気作動式調節弁の開度指令信号と弁リフト信号の偏差
   を検出する偏差検出器と、この偏差検出器よ）の出力信
   号を受けて所定時定数を設定する時定数設定器と、この
   時定数設定器の時定数を用いて前記開度指令信号に１次
   遅れ処理を施す１次遅れ処理回路と、この１次遅れ処理
   回路の出力信号と前記弁リフト信号の偏差が規定の値を
   越えたことによシ異常と判定する判定器とを備えた空気
   作動式調節弁制御装置。