CN102213340A - 电动阀的脉冲驱动装置以及具备其的电动阀的控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动阀的脉冲驱动装置以及具备该脉冲驱动装置的电动阀的控制系统，能够根据对电动阀发送的驱动脉冲数正确地掌握电动阀的寿命，并且能够逐次掌握电动阀的动作状况，根据动作状况发出警报，防止电动阀的故障于未然。所述脉冲驱动装置是用于驱动电动阀的脉冲驱动装置，具备把对脉冲驱动装置输入的阀开度信号变换为驱动脉冲的运算单元；以及根据驱动脉冲，驱动电动阀的驱动电路，运算单元具备存储与电动阀的驱动有关的驱动履历的存储单元。

Description

电动阀的脉冲驱动装置以及具备其的电动阀的控制系统

技术领域

本发明涉及例如用于对在半导体制造装置用冷却器、恒温槽等要求精密的温度调节的装置中使用的电动阀进行开关控制的脉冲驱动装置，更具体地说，涉及能够正确掌握为了更换或维护而需要的电动阀的寿命的脉冲驱动装置以及具备该脉冲驱动装置的电动阀的控制系统。

背景技术

使用步进电动机的电动阀能够进行精密的开闭控制，所以例如通过图7所示的系统，用于半导体制造装置用冷却器或恒温槽等要求精密的温度调节的装置(专利文献1、2)。在图7所示的电动阀的控制系统100中，根据来自控制装置104的控制信号，从脉冲驱动装置102对电动阀106发送驱动脉冲。

在这样的要求精密的温度调节的装置中使用的电动阀106在被频繁地进行开闭控制，此外，在作为电动阀106被频繁地进行高负荷状态下的全闭点附近的控制时，有时在短时间内超过电动阀106的机械寿命。

因此，为了进行电动阀106的更换及维护，需要掌握电动阀106的寿命。为了判断电动阀106的寿命，在控制装置104中对电动阀106的动作时间进行计数，把动作时间逐次存储在与控制装置104连接的存储单元108中，由此在电动阀106的动作时间达到预定值时进行电动阀106的更换。

【专利文献1】日本特开2003-329698号公报

【专利文献2】日本特开2008-286464号公报

【专利文献3】日本特开平3-90988号公报

发明内容

但是，目前在仅根据动作时间判断电动阀的寿命时，根据电动阀的动作状况或向电动阀的负荷施加情况，有时在达到事前决定的预定时间之前，电动阀超过了寿命。

本发明鉴于这样的状况，其目的在于提供一种电动阀的脉冲驱动装置以及具备该脉冲驱动装置的电动阀的控制系统，其能够根据对电动阀发送的驱动脉冲数正确地掌握电动阀的寿命，并且能够逐次掌握电动阀的动作状况，根据动作状况发出警报，能够防止电动阀的故障于未然。本发明是为了解决上述现有的技术问题以及达成目的而提出的，本发明的电动阀的脉冲驱动装置，其用于驱动电动阀，所述脉冲驱动装置的特征在于，具备：运算单元，其把输入给所述脉冲驱动装置的阀开度信号变换为驱动脉冲；以及驱动电路，其根据所述驱动脉冲来驱动所述电动阀，所述运算单元具备存储与所述电动阀的驱动有关的驱动履历的存储单元。

此外，本发明的电动阀的脉冲驱动装置的特征为，所述驱动履历至少包含驱动脉冲数。

此外，本发明的电动阀的脉冲驱动装置的特征为，所述驱动履历至少包含电动阀的反转次数、电动阀的着座次数、电动阀的阀开度、电动阀的位置信息中的任意一个。

此外，本发明的脉冲驱动装置的特征为，所述脉冲驱动装置具备警报输出电路，在所述驱动脉冲数超过了预定次数时，从所述警报输出电路发出警报。

此外，本发明的电动阀的脉冲驱动装置的特征为，在所述运算单元中，根据电动阀的阀开度或位置信息，在电动阀的着座次数超过了预定的次数时，从所述警报输出电路发出警报。

此外，本发明的电动阀的脉冲驱动装置的特征为，所述脉冲驱动装置具备通信单元，经由所述通信单元连接监视终端，通过所述监视终端能够读取在所述存储单元中存储的驱动履历。

此外，本发明的电动阀的脉冲驱动装置的特征为所述电动阀是使用了步进电动机的电动阀。

此外，本发明的电动阀的控制系统的特征为具备上述的任意一个电动阀的脉冲驱动装置。

根据本发明，在输出用于驱动电动阀的驱动脉冲的驱动装置中，因为设置有对驱动脉冲数进行计数/存储的单元，所以能够正确地对驱动脉冲数进行计数，能够正确地掌握电动阀的寿命。

此外，根据本发明，因为把用于掌握电动阀的寿命的驱动履历存储在脉冲驱动装置的存储单元中，所以仅通过把现有的电动阀的控制系统的脉冲驱动装置更换为本发明的脉冲驱动装置，便能够简单地设置成能正确地掌握电动阀的寿命的电动阀的控制系统。

附图说明

图1是表示本发明的电动阀的脉冲驱动装置的构成的系统框图。

图2是表示使用图1的脉冲驱动装置进行电动阀的控制的系统的一例的概要结构图。

图3是以输出波形的方式使对通过1-2相励磁方式驱动的电动阀输出的输出模式与表对应的图。

图4是使电动阀逆动作(RA动作)时的输入-输出特性图。

图5是使电动阀正动作(DA动作)时的输入-输出特性图。

图6是表示在监视终端显示的画面的一例的图。

图7是表示进行电动阀的控制的现有的系统的概要结构图。

具体实施方式

以下根据附图对本发明的实施方式(实施例)进行更加详细的说明。

图1是表示本发明的电动阀的脉冲驱动装置的构成的系统框图。图2是表示使用图1的脉冲驱动装置进行电动阀的控制的控制系统的一例的概要结构图。

如图1所示，本发明的脉冲驱动装置10具备：I/V变换电路12、运算放大电路14、起动输入电路16、作为运算单元的微型计算机18、警报输出电路20、电源电路22、驱动电路24、通信单元26。

此外，如图1、图2所示，作为电动阀的控制系统11，脉冲驱动装置10经由I/V变换电路12与控制装置28连接，此外，经由驱动电路24与电动阀30连接。进而，脉冲驱动装置10经由通信单元26与例如个人计算机或触摸屏计算机、PDA(Personal Digital Assistants：个人数字助理)等监视终端32连接。

另外，I/V变换电路12把从控制装置28发送的与电动阀的开度有关的信号(阀开度信号)电流变换为电压，然后输出给运算放大电路14。在运算放大电路14中把从I/V变换电路12输出的阀开度信号电压变换为适于微型计算机18的电压值，然后输出给微型计算机18。

微型计算机18由A/D转换电路34、作为运算部的CPU(Central ProcessingUnit：中央处理器)36、I/O电路38、ROM(Read Only Memory：只读存储器)40、RAM(Random Access memory：随机存储器)42、存储单元44构成。输入到微型计算机18的阀开度信号电压通过A/D转换电路34从模拟信号转换为数字信号。

根据转换为该数字信号的阀开度信号，在CPU36中变换为用于驱动电动阀的驱动脉冲，经由I/O电路38、驱动电路24进行电动阀30的阀开度的控制。

另外，能够根据电动阀30的种类适当地变更从驱动电动24输出的驱动脉冲，但是例如在电动阀是使用了1-2相励磁方式的步进电动机的电动阀时，按照图3所示的励磁模式进行驱动脉冲的输出。另外，在本实施例中，作为驱动脉冲数，把电动阀30的步进电动机的一步旋转计数为一脉冲。例如，在从驱动电路24输出了图3的励磁模式1～8时，计数为8脉冲。

此外，在经由I/O电路38输出驱动脉冲的同时，在存储单元44中存储驱动脉冲数。如此，在输出驱动脉冲的同时，在设置在脉冲驱动装置10中的存储单元44中存储其驱动脉冲数，由此作为与电动阀的驱动有关的驱动履历，能够正确地对驱动脉冲数进行计数并存储。

另外，在存储单元44中不仅存储驱动脉冲数，例如作为对电动阀的寿命造成影响的驱动履历，还可以存储反转速或着座次数、开阀度、阀位置信息等。

此外，在ROM40中例如事先写入了把阀开度信号变换为驱动脉冲的程序或用于对驱动脉冲数进行计数并存储在存储单元44中的程序等。

此外，为了通过CPU36执行在ROM40中事先写入的程序，作为必要的临时存储在RAM42中使用该程序。

另外，在本实施例中，存储单元44使用在微型计算机18内安装的存储器，但是例如还可以使用在微型计算机18外具备的存储器或硬盘驱动器、固态硬盘等。

此外，起动输入电路16对微型计算机18输入从控制装置28发送的与进行电动阀的控制的系统是否正在动作有关的起动信号。

此外，电源电路22从外部电源(未图示)生成使微型计算机18进行动作所需要的电压，对微型计算机18输出电源电压。

此外，警报输出电路20与微型计算机18的I/O电路38连接，如后所述，在从微型计算机18输出了警报信号时，例如通过声、光、振动等手段发出警报。通过经由通信单元26把警报输出电路20与监视终端32连接，还能够在监视终端32上显示警报。

另外，作为从微型计算机18输出了警报信号的情况，例如存在根据电动阀30的阀开度或位置信息，电动阀的着座次数超过了预定的次数的情况或驱动脉冲数超过了预定次数的情况等。特别在驱动脉冲数超过了预定次数的情况下，判断为超过了电动阀30的寿命，因此能够发出寿命警报，能够正确地掌握电动阀的寿命，防止电动阀的故障于未然。

此外，通信单元26把在微型计算机18的存储单元44中存储的驱动脉冲数等驱动履历用于进行在监视终端32中用于读取的通信。作为通信单元26，例如能够使用RS-232、USB(Universal Serial Bus：通用串行总线)、Bluetooth(蓝牙)、以太网(注册商标)(有线LAN：局域网等)、无线LAN、因特网等无论有线或无线的一般的通信单元。

此外，在驱动电路24中，根据从微型计算机18输出的驱动脉冲来驱动电动阀30，进行阀开度的控制。

以下，根据图4、图5具体说明电动阀30的阀开度的控制。

在微型计算机18的ROM40中存储有图4或图5所示的表示阀开度信号电压与驱动脉冲数的关系的数据。

图4是使电动阀30逆动作(RA动作)，即、使电动阀30动作以便在从控制装置28发送的阀开度信号电流小时成为阀打开状态，在阀开度信号电流大时成为阀关闭状态时的输入-输出特性图。另外，在图4的输入-输出特性图中，为了说明，不使用阀开度信号电压，而是使用通过I/V变换电路12变换前的阀开度信号电流进行了记载。

在本实施例中，从控制装置28发送的阀开度信号电流作为4～20mA的电流被发送给驱动装置10。

根据图4所示的输入-输出特性图，在决定驱动脉冲数时，在从控制装置28发送了4mA的电流时，微型计算机18发送命令信号以便对驱动电路24输出656脉冲的驱动脉冲。

此时，电动阀30的阀开度为100％，即成为全开状态。

另一方面，在从控制装置28发送了20mA的电流时，微型计算机18发送命令信号，以便对驱动电路24输出0脉冲的驱动脉冲，即不输出驱动脉冲。

此时，电动阀30的阀开度为0％，即成为全闭状态。

另外，在输入-输出特性中，4～20mA的阀开度信号电流与驱动脉冲数具有相关关系，所以如果阀开度信号电流变大，则输出的驱动脉冲数变少，即阀开度变小。

另一方面，图5是使电动阀30正动作(DA)动作，即、使电动阀30动作以便在从控制装置28发送的阀开度信号电流小时成为阀关闭状态，在阀开度信号电流大时成为阀打开状态时的输入-输出特性图。另外，在图5的输入-输出特性图中，为了说明，不使用阀开度信号电压，而是使用通过I/V变换电路12变换前的阀开度信号电流进行了记载。

在本实施例中，从控制装置28发送的阀开度信号电流作为4～20mA的电流被发送给驱动装置10。

根据图5所示的输入-输出特性图，在决定驱动脉冲数时，在从控制装置28发送了4mA的电流时，微型计算机18发送命令信号，以便对驱动电路24输出0脉冲的驱动脉冲，即不输出驱动脉冲。此时，电动阀30的阀开度为0％，即成为全闭状态。

另一方面，在从控制装置28发送了20mA的电流的情况下，微型计算机28发送命令信号，以使对驱动电路24输出656脉冲的驱动脉冲。

此时，电动阀30的阀开度为100％，即成为全开状态。

另外，在输入-输出特性中，4～20mA的阀开度信号电流与驱动脉冲数具有相关关系，所以如果阀开度信号电流变大，则输出的驱动脉冲数变大，即阀开度变大。

如此，通过分别在ROM40中存储图4所示的的逆动作(RA动作)的输入-输出特性、以及图5所示的正动作(DA动作)的输入-输出特性，例如通过切换开关(未图示)等，能够容易地切换电动阀30的动作方式。因此，当流入电动阀30的气体为热气等时，设为逆动作(RA动作)，在为冷媒等时设为正动作(DA动作)等，能够与使用电动阀30的系统的种类无关地使用本发明的脉冲驱动装置10。

图6表示在监视终端32中显示的画面的一例。

在图6所示的监视画面显示中，显示了对电动阀30输出的脉冲数46、电动阀30的反转次数或着座次数等履历48、当前的电动阀的开度50、警报输出电路20发出的警报52、当前的动作方式54、从控制装置28发送的阀开度信号电流的电流值56。

在监视终端32中，通过经由通信单元26向微型计算机18发送读出任意的数据的指令，来读取驱动履历、从警报输出电路20发送的警报，并如图6所示的监视画面显示那样进行显示。

此外，通过在符号58所示的“登录数据保存”的复选框中输入核对钩，按每个一定时间，在监视终端32的存储装置(未图示)中保存监视终端32接收到的驱动履历。

此外，在符号60表示的“开度”中输入电动阀30的希望的开度，通过点击发送按钮60a，从监视终端32向微型计算机18发送驱动数据。当微型计算机18接收到该驱动数据时，根据在驱动数据中包含的电动阀30的开度，输出驱动脉冲，经由驱动电路24进行电动阀30的控制。

此外，在符号62所示的“脉冲率”中输入电动阀30的希望的动作速度，通过点击发送按钮62a，从监视终端32向微型计算机决定驱动速度数据。

以上说明了本发明的电动阀的脉冲驱动装置的优选的实施方式，作为使用这样的脉冲驱动装置的电动阀，不限于在上述的半导体制造装置用深冷器或恒温槽等要求精密的温度调节的装置中使用的电动阀，例如还可以为在冷冻循环系统、电冰箱用风门、空调器用百叶窗等中使用的电动阀等，在不脱离本发明的目的的范围内可以进行各种变更。

符号说明

10脉冲驱动装置；11控制系统；12I/V变换电路；14运算放大电路；16起动输入电路；18微型计算机；20警报输出电路；22电源电路；24驱动电路；26通信单元；28控制装置；30电动阀；32监视终端；34A/D转换电路；36CPU；38I/O电路；40ROM；42RAM；44存储单元；46脉冲数；48履历；50开度；52警报；54动作方式；56电流值；58登录数据保存；60开度；60a发送按钮；62脉冲率；62a发送按钮；100控制系统；102脉冲驱动装置；104控制装置；106电动阀；108存储单元

Claims (8)

1.一种电动阀的脉冲驱动装置，其用于驱动电动阀，所述脉冲驱动装置的特征在于，具备：

运算单元，其把输入给所述脉冲驱动装置的阀开度信号变换为驱动脉冲；以及驱动电路，其根据所述驱动脉冲来驱动所述电动阀，

所述运算单元具备存储与所述电动阀的驱动有关的驱动履历的存储单元。

2.根据权利要求1所述的电动阀的脉冲驱动装置，其特征在于，

所述驱动履历至少包含驱动脉冲数。

3.根据权利要求2所述的电动阀的脉冲驱动装置，其特征在于，

所述驱动履历至少包含电动阀的反转次数、电动阀的着座次数、电动阀的阀开度、电动阀的位置信息中的任意一个。

4.根据权利要求2或3所述的电动阀的脉冲驱动装置，其特征在于，

所述脉冲驱动装置具备警报输出电路，

在所述驱动脉冲数超过了预定次数时，从所述警报输出电路发出警报。

5.根据权利要求4所述的电动阀的脉冲驱动装置，其特征在于，

在所述运算单元中，根据电动阀的阀开度或位置信息，在电动阀的着座次数超过了预定的次数时，从所述警报输出电路发出警报。

6.根据权利要求1至3的任意一项所述的电动阀的脉冲驱动装置，其特征在于，

所述脉冲驱动装置具备通信单元，所述脉冲驱动装置经由所述通信单元连接监视终端，并能够通过所述监视终端读取在所述存储单元中存储的驱动履历。

7.根据权利要求1至3的任意一项所述的电动阀的脉冲驱动装置，其特征在于，

所述电动阀是使用了步进电动机的电动阀。

8.一种电动阀的控制系统，其特征在于，

具备权利要求1至3的任意一项所述的脉冲驱动装置。

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