JPS6283501A - 光制御ポジシヨナ - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、石油プラントや水処理系統等において使用
される光信号により制御される空気式の光制御ポジショ
ナに関するものである。

〔従来の技術〕

第２図は例えば特開昭５９−１０９９９８号公報に示さ
れた従来の光制御ポジショナ（従来基は光応動装置、以
下光制御ポジショナと称する）の構成図であシ、図にお
いて、ＴＲは送信端、ＡＣは操作端、ＯＦは送信端ＴＲ
と操作端ＡＣとを結ぶ光ファイバである。送信端ＴＲに
おいて、１は光ファイバＯＦの一端に結合している例え
ばレーザダイオードのような光源、２はこの光源１を断
続するスイッチで、操作信号によって駆動される。

第３図は、送信端ＴＲから光ファイバＯＦを介して伝送
される光信号の形態を示す波形図であり、送信端ＴＲか
らは、第３図に示すように、連続する光信号を断続する
ことによって生ずるパルス状の信号（操作信号）が伝送
される。

ここで、操作信号は、例えば操作弁を開とする場合には
、開方向を指示する２発の連続パルスＰ。

と、この連続パルス発生からｔｏだけ経過して発生する
停止パルスＰｓが伝送される。また、例えば操作弁を閉
とする場合には、閉方向を指示する３発の連続パルスＰ
Ｃと、この３発の連続パルス発生からｔｃだけ経過して
発生する停止パルスＰ。

が伝送される。そして、これらのパルスＰＯ＋　ＰＨ＋
Ｐ（の組み合せ、及び停止パルス発生までの時間１ｏ、
　１０を調整することＫよって、操作弁開度を所望の値
に制御できるようにして、いる。なお、各パルスは、こ
こではパワー光を断にすることによって発生させるもの
で、できるだけ細いパルス巾であることが望ましい。ま
た、各パルスは、パワー光の強さく振巾）を小さくする
ことによって発生させてもよい。

第２図は戻シ操作端ＡＣにおいて、３は光電変換部で、
光ファイバＯＦの他端から出射する′″Ｉｔ、ｉ！池３
１、この光電池３１から得られる′成力を蓄電すると共
に平滑させるコンデンサ３２、抵抗３３とで構成されて
いる。４はロジック回路で、光電変換部３から電力が供
給されて作動し、コンデンサ４０によって分離された操
作信号を入力信号としている。５はクロックパルス発生
器、６はパルスモータ７の駆動回路で、いずれも光電変
換部３から電力が供給されて作動している。駆動回路６
は、ロジック回路４から出力される正転、逆転信号及び
、クロックパルス発生器５からのクロックパルスを入力
し、細いパルスの駆動パルスφ１．φ２をパルスモータ
Ｔに出力する。これによってパルスモータ７は、操作信
号に応じて所定の時間正転。

逆転する。

８は空気圧操作部で、パルスモータ７によって変位する
フラッパ８１、このフラッパ８１に対向して設置された
ノズル８２、このノズル８２の背圧を増巾する空気圧調
整手段８３、この空気圧調整手段８３からの出力を入力
し、ノズル８２の設置位置として負帰還させるベロー８
４、このベロー８４の変位と対向するバネ８５で構成さ
れている。空気圧調整手段８３の出力圧は、操作弁９に
印加されておシ、フラッパ８１の変位、即ち、操作信号
に応じて弁開度が制御される。

次に、動作について説明する。送信端ＴＲからは、操作
端ＡＣ側に元ファイバＯＦｆ：介してパワー光と操作信
号とが伝送される。操作端ＡＣの光電変換部３は、伝送
され文パワー光と操作信号を電気信号に変換し、各回路
の作動電力として供給すると共に、操作電気信号はロジ
ック回路４に分離されて印加される。ロジック回路４及
び駆動回路６は、操作電気信号を復調し、パルスモータ
７を駆動するに必要な２種の駆動パルスφ１．φ２を作
る。ここで、パルスモータ７に印加される駆動パルスφ
１．φ２は、光電変換部３から供給される電力が非常に
小さいことから、細いパルス電流となっており、平均電
流を少なくしている。

パルスモータ７の回転出力は、ギヤー７１で減速された
後、フラッパ８１を移動させる。空気圧操作部８におい
て、例えば７ラツバ８１が移動して、ノズル８２から離
れると、ノズル背圧が下がり、空気圧調整手段８３が働
いて出力圧も下がる。

このため、ベロー８４がバネ８５に押されて縮み、ノズ
ル８２がフラッパ８１に近ずく方向（負帰還となる方向
）に移動する。逆に、フラッパ８１の移動方向が前記と
逆の場合、出力圧が上るように動作する。これによって
、空気圧調整手段８３からの出力圧は、フラッパ８１の
移動に追従したものとなシ、操作信号に応じて操作弁９
の開度を制御することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の光制御ポジショナは以上のように構成されている
ので、操作弁９の開閉動作を制御することは可能である
が、実際の操作弁９の位置がフィードバックされていな
いため空気圧操作部８の空気圧調整手段８３の出力圧が
フラッパ８１の移動に追従したものとなっても操作弁９
、ノズル８２が例えばプラント中に配置された場合、ゴ
ミの付着や錆の発生等により空気圧調整手段８３の出力
に対する操作弁９の動き量は経時変化、温度差によって
バラツキが生じ、操作弁９を正確な位置決めをすること
ができず、また、操作弁９の位置信号も上位装置に送出
されていないのでポジショナとしての利用が不可能であ
り、更Ｋ、処理回路も単機能化されており、外部からの
電源の供給が必要であるなどの問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、操作弁９の開閉位置をフィードバックするこ
とができると共に、上位装置に対し操作弁９の位置信号
も送出することかでき、インテリジェントな処理が可能
で、ま友、外部からの電源供給が不要な光制御ポジショ
ナを得ることを目的とする。

〔問題点を解決する丸めの手段〕

この発明に係る光制御ポジショナは、上位装置からの光
信号としての操作弁開閉信号に比例した機械的変位を行
なうパルスモータの変位を受けて変位するフラッパにこ
のフラッパに向けて空気を噴出するノズルを配設し、上
記フラッパと上記ノーズルとの相対的距離の変化による
上記ノズル背圧変化により出力圧を変化させ操作弁を開
閉動作させる空気圧調整手段を設け、上記操作弁の移動
量を上記ノズルにフィードバックさせ上記ノズル背圧を
初期状態に復帰させるべく上記ノズルを変位させるレバ
ー機構を付設し、上記操作弁の変位を検出するセンサか
らの信号により上記操作弁の位置の演算、上記操作弁開
閉信号に応じ次上記パルスモータへの駆動信号の送出、
上記操作弁の位置の演算結果の上記上位装置への送出等
を行なうマイクロプロセッサを設けたものである。

〔作　用〕

この発明における操作弁は、その変位量がリンク機構に
よりノズルの移動量としてフィードバックされ、更にそ
の位置がセンサにより位置信号としてマイクロプロセッ
サに送られ、このマイクロプロセッサから上位装置に送
出されると共に、必要な電源の電力供給は内蔵バッテリ
により行われる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、１００は上位装置（図示せず。

以下同じ）から光化されて伝送される操作弁開閉信号等
を受信し電気信号に変換する受信器、１０１は後述する
操作弁９の開閉位置を知らせる開閉位置信号等を光化し
て上位装置に伝送する送信器、１０２は受信器１００か
らの操作弁開閉信号による電気信号を入力し後述のパル
スモータＴへ駆動パルスを発しり力、上記操作弁９の開
閉位置により演算動作し開閉位置に対応し次間閉位置信
号を送信器１０１に出力する等の動作を行なうマイクロ
プロセッサ、１０３は操作弁９の弁軸、１０４はリンク
１０４　ａ　　、　１０４ｂ　、　１０４Ｃ，カム１０
４ｄ　　よりな）弁軸１０３の変位を後述のノズル８２
にフィードバックするリンク機構、１０６はリンク１０
４ａ　　の支点に取シ付けられリンク１０４ａ　　の動
きに応じ九電気信号を出力するセンナ、１０７はこの装
置全体へ電力供給のための内蔵バッテリである。

パルスモータ７は自らの回転によりギャ７１ａ。

７１ｂ　、　７１Ｃ、７１ｄよりなるギヤ機構７１を駆
動させ、７ツツパ８１を変位させるものである。

次に、動作を説明する。上位装置から操作弁開閉信号が
光信号として受信器１００に伝送されると受信器１００
により電気信号に変換されマイクロプロセッサ１０２に
入力される。マイクロプロセッサ１０２ｆｉギヤ機構γ
１のギヤ７１ａ　、　７１ｂ　、　７１ｃ　。

７１ｄ−！でのギヤ比やパルスモータ７の１パルス当シ
の回転角等を計算して上記操作弁開閉信号に応シ几数の
パルスをパルスモータＴＫ出力し、パルスモータ７を駆
動させ、ギヤ機構７１によりフラッパ８１を移動変位さ
せる。例えばフラッパ８１が図示矢印方向に変位しノズ
ル８２に近づくと、ノズル８２の背圧が上外し、コント
ロールリレー或いはバイロン）　ＩＪレー等の空気圧調
整手段８３が動作し、操作弁９への出力圧を上昇させる
。この結果、弁軸１０３は図示矢印方向に移動し、リン
ク機構１０４のリンク１０４ａ　、　１０４ｂ、　１０
４Ｃはカム１０４ｄ　　と共働して夫々図示矢印の如く
回動し、リンク機構１０４の回動によりノズル８２は最
終的には図示矢印の方向即ちフラッパ８１から遠ざかシ
背圧を下降させる方向に移動する。

リンク機構１０４の回動によるノズル８２の移動はノズ
ル８２の背圧が初期の状態に戻ると終了し、操作弁９の
開閉動作は完了する。

一方、センサ１０６はリンク機構１０４のリンク１０４
ａ　　の位置に比例した信号をマイクロプロセッサ１０
２に出力し、マイクロプロセッサ１０２はセンサ１０６
からの信号に基づき弁軸１０３の移動量や現在位置を演
算し、その結果を送信器１０１は光化信号として上位装
置へ伝送する。

ｔｘ、マイクロプロセッサ１０２は必要に応１：テ組み
込まれ次診断プログラムや較正プログラムを実行し、イ
ンテリジェントな処理を行なう。

内蔵バッテリ１０７はこの装置全体への電力供給を行な
っている。

なお、上記実施例ではセンサ１０６をリンク１０４ａの
支点部に取シ付は次ものを示し友が、弁軸１０３や他の
リンク１０４ｂ　、　１０４Ｃに取シ付けてもよく、ｔ
ｘ、センサ１０６による操作弁９の位置検出信号を７２
ツバ８１の変位と連動して表示する表示機構を設けても
よい。

ま友、上記実施例ではセンナ１０６による操作弁９の位
置検出信号をマイクロプロセッサ１０２を通して出力信
号として上位装置へ伝送するものを示し友が、更にこれ
にマイクロプロセッサ１０２による操作弁９の位置表示
機能を追加してもよい。

ま几、上記実施例では受信器１００、送信器１０１の入
出力路として夫々側の元ファイバを用いたものを示し次
が、スターカップラー等を用いて単一のものとしてもよ
い。

更に、上記実施例ではフラッパ８１の移動はパルスモー
タ７を用いたものを示し友が、Ａ　Ｃ’、ＤＣモータを
用いたものでもよく、この場合はフラッパ８１の移動量
はモータの駆動時間に比例するようになシ、且つ駆動時
間はマイクロプロセッサ１０２で制御されることとなる
。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば操作弁の実際の位置を
ノズルへフィードバックしてノズルを移動させると共に
上記操作弁の実際の位置をセンサにより検出し、位置検
出信号として上位装置へ出カシ、更にマイクロプロセッ
サにより種々の処理動作を行なうように構成したので、
正確な操作弁の開閉を行なうことができ、ポジショナ−
として利用することができると共にインテリジェントな
処理を行なうことができ信頼性が向上し、更に内蔵バッ
テリを用いているので外部からの電源供給も不要で実用
性の高いものが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による光制御ポジショナを
示すブロック図、第２図は従来の光制御ポジショナを示
すブロック図、第３図は第２図に示され几送信端から元
ファイバを介して伝送される光信号の形態を示す波形図
である。 ７はパルスモータ、９は操作弁、７１はギヤ機構、８１
はフラッパ、８２はノズル、８３は空気圧調整手段、１
００は受信器、１０１は送信器、１０２はマイクロプロ
セッサ、１０３は弁軸、１０４はリンク機構である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 特許出願人　　　三菱電機株式会社 □−□□□□ 代理人　弁理士　　　１）澤　博　昭　　　；、１ （外２名）″ 第１図 ７　：ハｏＪレスモーｑ ９：操作弁 ７１：＋“ヤ堪壜 １０６：Ｔ：″／ブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 上位装置からの操作弁開閉信号に比例した機械的変位を
   発生するモータと、このモータの機械的変位を受けて変
   位するフラツパに向けて空気を噴出するノズルと、この
   ノズル背圧の変化により出力圧を変化させる空気圧調整
   手段の出力圧変化で開度調整する操作弁と、この操作弁
   の開度調節でノズル背圧を初期状態に復帰させるべく上
   記ノズルを変位させるレバー機構と、上記操作弁の位置
   を検出するセンサの出力を入力し上記操作弁の弁軸の移
   動量、現在位置を演算し、この演算結果を上記上位装置
   へ送出等を行なうマイクロプロセッサとを備えた光制御
   ポジシヨナ。