CN102736515B

CN102736515B - 定位器

Info

Publication number: CN102736515B
Application number: CN201210076487.2A
Authority: CN
Inventors: 村田耕一郎; 奥田浩二; 名古屋博昭
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2011-03-30
Filing date: 2012-03-21
Publication date: 2014-10-29
Anticipated expiration: 2032-03-21
Also published as: CN102736515A; US9092018B2; JP2012207745A; US20120253534A1; JP5577285B2

Abstract

本发明的目的在于提供一种发挥高功能的同时，能够改善供给电流不足情况下的脆弱性的定位器。将供给电流取得的电流的范围(0～20mA)划分为多个电流范围，规定每个电流范围的功能(A～E)的组合，该功能(A～E)的组合是在每个该电流范围的分区其所需要的电流的合计值不到其电流范围的上限值且在其电流范围的下限值以上的功能的组合，规定该组合的表格(TB1)存储在存储器中。检测出供给电流I的实际值，确定供给电流的实际值属于哪一个电流范围的分区，从表格(TB1)中读出相对于其所属的电流范围的分区所规定的功能的组合，许可这些读出的组合的功能的功能电路部的动作，禁止其以外的功能电路部的动作。

Description

定位器

技术领域

本发明涉及一种通过一对电线从上位侧系统接受电流的供给，由该供给电流产生自身的工作电源，另一方面根据该供给电流的值控制调节阀(阀)的开度的定位器。

背景技术

以往，这种定位器设计成通过经一对电线从上位侧系统输送来的4～20mA的电流进行工作。例如，当从上位侧系统输送来4mA的电流时使阀的阀开度为0％，当输送来20mA的电流时使阀的阀开度为100％。

这种情况下，因为来自上位侧系统的供给电流在从4mA(下限电流值)～20mA(上限电流值)的范围变化，所以，必须使得定位器的内部电路以作为由上位侧系统供给的电流值而始终能确保的4mA以下(例如3.8mA)的电流进行工作。

从上位侧系统对定位器输入阀的阀开度设定值。又，能够通过开度传感器得到阀的实际开度值。因此，在定位器中，可以通过计算阀的设定开度值与实际开度值的关系而进行阀的异常诊断以及自身异常诊断等。如果在定位器中设置这种异常诊断功能，则可以不用另外设置异常诊断装置，能够以较低的成本实现系统的功能升级(例如参照专利文献1)。

基于这样的原因，近年来，在定位器中，除了阀的开度控制这一原有的功能(阀控制功能(基本功能))之外，作为附加功能还加入了通信功能、自身诊断功能、阀诊断功能、阀开度输出功能等其他功能。

背景技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-151941号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，通过增加上述那样的附加功能，定位器虽然实现了高功能化的飞跃，但另一面是，为了发挥全部的附加功能所需要的电流也会增加。这时，被供给的电流万一达不到发挥全部功能所需要的电流的话，附加功能将无法正常地工作，例如，具有产生不明错误连续发生被传送至上位侧系统，或者与上位侧系统间的通信停止这样的问题的忧虑。

本发明为了解决上述那样的问题而作出，其目的在于提供一种能够发挥高功能、且在供给电流不足的情况下脆弱性能够得以改善的定位器。

解决课题的手段

为了达到上述那样的目的，本发明的定位器通过一对电线从上位侧系统接受电流的供给，由该供给电流产生自己的工作电源，另一方面根据所述供给电流的值控制调节阀的开度，所述定位器的特征在于，具有：将进行所述调节阀的开度控制的功能作为基本功能，将相对于所述基本功能被附加的其它的功能作为附加功能，相对于每个所述基本功能以及所述附加功能各自的功能而设置功能电路部；存储表格的存储单元，所述表格将所述供给电流能取得的电流的范围划分为多个电流范围的分区，并对该电流范围的每一分区，规定所述功能的组合所需的电流的合计值小于该电流范围的上限值且在其下限值以上；检测所述供给电流的实际值的供给电流检测单元；确认所述被检测的供给电流的实际值属于哪个所述电流范围的分区，将对其所属的电流范围的分区所规定的功能的组合从所述表格读出，许可该读出的组合的功能的功能电路部的动作，禁止其以外的功能电路部的动作的单元。

根据本发明，例如，供给电流所取得的电流的范围(例如，0～20mA)被划分为4个电流范围，在第1分区的电流范围(例如，0～αm A(α＜β＜γ))，没有规定功能的组合；在第2分区的电流范围(例如，α～βm A)，规定通信功能为功能的组合；在第3分区的电流范围(例如，β～γmA)，规定通信功能和自身诊断功能为功能的组合；在第4分区的电流范围(例如，γ～20m A)，规定全部的基本功能和附加功能为功能的组合，在这样的情况下，供给电流不足，从第4分区的电流范围进入第3分区的电流范围的话，通信功能和自身诊断功能以外的全部功能的功能电路部的动作被停止，持续通信功能的功能电路部和自身诊断功能的功能电路部的动作。进一步，供给电流不足，从第3分区的电流范围进入第2分区的电流范围的话，自身诊断功能的功能电路部的动作被停止，仅持续通信功能的功能电路部的动作。而且，从第2分区的电流范围进入第1分区的电流范围的话，全部功能的动作被停止。

发明效果

根据本发明，将供给电流能取得的电流的范围划分为多个电流范围，规定相对于每个电流范围的分区的功能组合，该功能的组合所需要的电流的合计值不到该电流范围的上限值且在该电流范围的下限值以上，确定被检测出的供给电流的实际值属于哪一个电流范围的分区，读出相对于其所属的电流范围的分区所规定的功能的组合，许可该读出的组合的功能的功能电路部的动作，由于禁止了其以外的功能电路部的动作，以不足的供给电流也可以仅持续功能电路部的动作，使除此以外的功能电路部的动作停止，因此，仅使能够以不足的电流供给维持的功能电路部的动作继续，其它的功能电路部的动作被停止，从而发挥高功能，且能够改善供给电流不足情况下的脆弱性。

附图说明

图1是表示本发明涉及的定位器的一实施形态的主要部分的框图。

图2是表示用于该定位器的电流范围的分区以及其每个电流范围的分区所规定的功能的组合的表格的一个例子的图表。

图3是表示用于该定位器的表格的另一例子的图表。

图4是表示在该表格中使用的优先度和功能的关系的图表。

符号说明

1…CPU；2…存储器；3…电流监视部；4…通信功能电路部；5…自身诊断功能电路部；6…阀诊断功能电路部；7…阀开度输出功能电路部；8…阀控制功能电路部；9…定电压电路、D1…齐纳二极管；R1…电阻；100…定位器；200…上位侧系统；L1、L2一对电线；TB1、TB2…表格。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的实施形态进行详细地说明。

图1是表示本发明涉及的定位器的一实施形态的主要部分的框图。该定位器100通过一对电线L1、L2从上位侧系统200接受电流I的供给，由该供给电流I产生自身的工作电源，另一方面根据供给电流I的值控制没有被图示的调节阀(阀)的开度。定位器100具有：CPU1、存储器2、电流监测部3、通信功能电路部4、自身诊断功能电路部5、阀诊断功能电路部6、阀开度输出功能电路部7、阀控制功能电路部8、包含齐纳二极管的定电压电路9、以及电阻R1。

在该定位器100中，定电压电路9接受来自上位侧系统200的电源的供给生成定电压V1，且将该生成了的定电压V1供给至CPU1、通信功能电路部4、自身诊断功能电路部5、阀诊断功能电路部6、阀开度输出功能电路部7、阀控制功能电路部8。

来自上位侧系统200的供给电流I流入CPU1、通信功能电路部4、自身诊断功能电路部5、阀诊断功能电路部6、阀开度输出功能电路部7、阀控制功能电路部8，合流后通过电阻R1回流到上位侧系统200。电流监测部3检测出作为向定位器100的供给电流I的实际值的回流到上位侧系统200的电流。

通信功能电路部4被设置为承担进行和上位侧系统200间的通信的通信功能(功能A(附加功能))的电路部。自身诊断功能电路部5被设置为承担进行定位器自身的异常诊断的自身诊断功能(功能B(附加功能))的电路部。阀诊断功能电路部6被设置为承担进行阀的异常诊断的诊断功能(功能C(附加功能))的电路部。阀开度输出功能电路部7被设置为承担向上位侧系统200输出实际的阀的开度的阀开度输出功能(功能D(附加功能))的电路部。阀控制功能电路部8被设置为承担根据来自上位侧系统200的指令进行阀的开度控制的阀开度控制功能(功能E(基本功能))的电路部。

CPU1根据被储存于存储器2中的程序，控制通信功能电路部4、自身诊断功能电路部5、阀诊断功能电路部6、阀开度输出功能电路部7、阀控制功能电路部8的动作的ON/OFF。在存储器2中除了存储有上述的程序之外，还存储有表格TB1，该表格TB1是将供给电流I能取得的电流的范围(0～20mA)划分为多个电流范围，并对每个该被划分后的电流范围规定了对应的功能组合，规定各功能A-E的组合所需要的电流的合计值不足其被划分的电流范围的上限值且在其被划分的电流范围的下限值以上。

图2表示表格TB1的一个例子。在该表格TB1中，设通信功能电路部4(功能A)需要的电流为IA，自身诊断功能电路部5(功能B)需要的电流为IB，阀诊断功能电路部6(功能C)需要的电流为IC，阀开度输出功能电路部7(功能D)需要的电流为ID，阀控制功能电路部8(功能E)需要的电流为IE的情况下，使得Ith1＝IA，Ith2＝IA+IB，Ith3＝IA+IB+IC，Ith4＝IA+IB+IC+ID，Ith5＝3.8mA，将供给电流I取得的电流的范围(0～20mA)划分为6个电流范围。而且，对于分区1的电流范围(0～Ith1)，功能的组合为“无”，对于分区2的电流范围(Ith1～Ith2)，规定功能A为功能的组合，对于分区3的电流范围(Ith2～Ith3)，规定功能A和功能B为功能的组合，对于分区4的电流范围(Ith3～Ith4)，规定功能A、功能B和功能C为功能的组合，对于分区5的电流范围(Ith4～Ith5)，规定功能A、功能B、功能C和功能D为功能的组合，对于分区6的电流范围(Ith5～20mA)，规定功能A、功能B、功能C、功能D和功能E为功能的组合。

又，由于阀控制功能电路部8在阀开度为0％的情况下需要0mA的电流，在阀开度为100％的情况下需要16mA的电流，所以将该阀控制时的最大电流16mA作为阀控制功能电路部8(功能E)所需要的电流IE。又，在该实施形态中，作为在供给电流I不足时剩余的重要的功能，功能A、B、C、D、E的优先度依次降低。

又，在该实施形态中，由于没有规定在分区1的电流范围(0～Ith1)的功能的组合，所以分区2的电流范围(Ith1～Ith2)为规定功能的组合的分区中其电流值最小的分区。功能A被规定为在该分区2的电流范围的功能的组合。

〔正常动作时：4mA≤I≤20mA〕

当前，来自上位侧系统200的供给电流I在4mA≤I≤20mA的范围内变化，进行正常动作。这时，CPU1确认供给电流I的实际值属于分区6的电流范围(Ith5～20mA)，将作为其所属的分区6的电流范围的功能的组合“A+B+C+D+E”从表格TB1读出，许可该读出的组合的功能的功能电路部的动作，且禁止这些功能电路部以外的功能电路部的动作。

这时，由于全部的功能被读出，没有禁止动作的功能电路部，全部的功能的功能电路部的动作被许可。因此，CPU1使通信功能电路部4、自身诊断功能电路部5、阀诊断功能电路部6、阀开度输出功能电路部7、阀控制功能电路部8的全部的功能电路部的动作继续。

〔供给电流I小于Ith5的情况〕

从这样的状态，供给电流I不足小于Ith5＝3.8mA的话，CPU1确认供给电流I的实际值属于分区5的电流范围(Ith4～Ith5)，将作为其所属的分区5的电流范围的功能的组合“A+B+C+D”从表格TB1读出，许可该读出的组合的功能的功能电路部的动作，且禁止这些功能电路部以外的功能电路部的动作。

这时，CPU1禁止作为“A+B+C+D”的功能以外的功能电路部的阀控制功能电路部8的动作。由此，停止阀控制功能电路部8的动作，持续通信功能电路部4、自身诊断功能电路部5、阀诊断功能电路部6、阀开度输出功能电路部7的动作。

这时，通信功能电路部4、自身诊断功能电路部5、阀诊断功能电路部6、阀开度输出功能电路部7所需要的电流的合计值是IA+IB+IC+ID，由于分区5的电流范围的下限值Ith4被规定为Ith4＝IA+IB+IC+ID，因此，不足的供给电流I也可以使得通信功能电路部4、自身诊断功能电路部5、阀诊断功能电路部6、阀开度输出功能电路部7的动作正常地持续。

〔供给电流I小于Ith4的情况〕

从这样的状态，供给电流I进一步地不足小于Ith4的话，CPU1确认供给电流I的实际值属于分区4的电流范围(Ith3～Ith4)，将作为其所属的分区4的电流范围的功能的组合“A+B+C”从表格TB1读出，许可该读出的组合的功能的功能电路部的动作，且禁止这些功能电路部以外的功能电路部的动作。

这时，CPU1禁止作为“A+B+C”的功能以外的功能电路部的阀控制功能电路部8、阀开度输出功能电路部7的动作。由此，除阀控制功能电路部8以外，阀开度输出功能电路部7的动作也被停止，持续通信功能电路部4、自身诊断功能电路部5、阀诊断功能电路部6的动作。

这时，通信功能电路部4、自身诊断功能电路部5、阀诊断功能电路部6所需要的电流的合计值是IA+IB+IC，由于分区4的电流范围的下限值Ith3被规定为Ith3＝IA+IB+IC，因此，不足的供给电流I也可以使得通信功能电路部4、自身诊断功能电路部5、阀诊断功能电路部6的动作正常地持续。

〔供给电流I小于Ith3的情况〕

从这样的状态，供给电流I进一步地不足小于Ith3的话，CPU1确认供给电流I的实际值属于分区3的电流范围(Ith2～Ith3)，将作为其所属的分区3的电流范围的功能的组合“A+B”从表格TB1读出，许可该读出的组合的功能的功能电路部的动作，且禁止这些功能电路部以外的功能电路部的动作。

这时，CPU1禁止作为“A+B”的功能以外的功能电路部的阀控制功能电路部8、阀开度输出功能电路部7、阀诊断功能电路部6的动作。由此，除阀控制功能电路部8、阀开度输出功能电路部7之外，阀诊断功能电路部6的动作也被停止，持续通信功能电路部4、自身诊断功能电路部5的动作。

这时，通信功能电路部4、自身诊断功能电路部5所需要的电流的合计值是IA+IB，由于分区3的电流范围的下限值Ith2被规定为Ith2＝IA+IB，因此，不足的供给电流I也可以使得通信功能电路部4、自身诊断功能电路部5的动作正常地持续。

〔供给电流I小于Ith2的情况〕

从这样的状态，供给电流I进一步地不足小于Ith2的话，CPU1确认供给电流I的实际值属于分区2的电流范围(Ith1～Ith2)，将作为其所属的分区2的电流范围的功能的组合“A”从表格TB1读出，许可该读出的组合的功能的功能电路部的动作，且禁止该功能电路部以外的功能电路部的动作。

这时，CPU1禁止作为“A”的功能以外的功能电路部的阀控制功能电路部8、阀开度输出功能电路部7、阀诊断功能电路部6、自身诊断功能电路部5的动作。由此，除阀控制功能电路部8、阀开度输出功能电路部7、阀诊断功能电路部6以外，自身诊断功能电路部5的动作也被停止，仅持续通信功能电路部4的动作。

这时，通信功能电路部4所需要的电流的合计值是IA，由于分区2的电流范围的下限值Ith1被规定为Ith1＝IA，因此，不足的供给电流I也可以使得通信功能电路部4的动作正常地持续。

〔供给电流I小于Ith1的情况〕

从这样的状态，供给电流I进一步地不足小于Ith1的话，CPU1确认供给电流I的实际值属于分区1的电流范围(0～Ith1)，将作为其所属的分区1的电流范围的功能的组合从表格TB1读出，许可该读出的组合的功能的功能电路部的动作，且禁止该功能电路部以外的功能电路部的动作。

这时，由于CPU1没有规定在分区1的电流范围(0～Ith1)的功能组合，所以禁止全部的功能电路部的动作。由此，除阀控制功能电路部8、阀开度输出功能电路部7、阀诊断功能电路部6、自身诊断功能电路部5以外，通信功能电路部4的动作也被停止，全部的功能电路部的动作被停止。

像这样，在本实施形态中，如果供给电流I不足的话，仅使能够以不足的电流供给维持的功能电路部的动作继续，其它的功能电路部的动作被停止，发挥高功能的同时，在供给电流不足的情况下的脆弱性被改善。

又，在本实施形态中，从优先度低的功能电路部开始依次被停止，由于将充分的电流供给至优先度高的重要的功能电路部，使其持续动作，因此，在供给电流降低的情况下，也能够使优先度高的重要的功能确实地实施。

又，在本实施形态中，由于将优先最高的功能电路部作设定为通信功能电路部4，即表格TB 1中，在规定了功能的组合的分区的电流范围内的电流值最小的分区中，规定功能A(通信功能)作为其功能的组合，所以即使供给电流I不足，最后也能确保通信功能，可以将异常产生告知至上位侧系统200，或者到时定位器100将存储在内部的存储部的数据传送至上位侧系统200。又，在上述的实施方式中，可以使用在每个电流范围的分区规定功能A～E的组合的表格TB1，也可以使用如图3那样的能够基于优先度选出每个电流范围的功能A～E的组合的表格TB2。这时，如图4所示，优先度是以功能A、B、C、D、E的顺序来决定的优先度1、2、3、4、5。

根据该表格TB2，供给电流I的实际值属于分区6的电流范围(Ith5～20mA)的话，作为优先度5以上的功能、功能A～E全部被选出，供给电流I的实际值属于分区5的电流范围(Ith4～Ith5)的话，作为优先度4以上的功能、功能A～D的组合被选出。同样地，供给电流I的实际值属于分区4的电流范围(Ith3～Ith4)的话，作为优先度3以上的功能、功能A、B、C的组合被选出，供给电流I的实际值属于分区3的电流范围(Ith2～Ith3)的话，作为优先度2以上的功能、功能A、B的组合被选出，供给电流I的实际值属于分区2的电流范围(Ith1～Ith2)的话，作为优先度1以上的功能、仅功能A被选出。关于本发明中所说的表格也包含TB2那样的表格。

又，在上述的实施形态中，随着供给电流I不足，使功能电路部一个一个地停止，但是不使功能电路部一个一个地停止也是可以的。又，停止的功能电路部的组合也可以是自由的，例如，将供给电流I所取得的电流的范围(0～20mA)划分为0～Ith1为止的分区1的电流范围、Ith1～Ith4为止的分区2的电流范围、Ith4～Ith5为止的分区3的电流范围、Ith5～20mA为止的分区4的电流范围，在供给电流I的实际值落入分区2的电流范围的情况下，仅残留通信功能电路部4断续动作，使得其它的功能电路部的动作全部停止。产业上的利用可能性

本发明的定位器作为控制调节阀(阀)的开度的设备能够用于过程控制等各种领域。

Claims

1.一种定位器，其通过一对电线从上位侧系统接受电流的供给，由该供给电流产生自己的工作电源，另一方面根据所述供给电流的值控制调节阀的开度，所述定位器的特征在于，具有：

将进行所述调节阀的开度控制的功能作为基本功能，将相对于所述基本功能被附加的其它的功能作为附加功能，在每个所述基本功能以及所述附加功能中按各自的功能而设置的功能电路部；

存储表格的存储单元，所述表格将所述供给电流能取得的电流的范围划分为多个电流范围的分区，并对该电流范围的每一分区，规定所述功能的组合所需的电流的合计值小于该电流范围的上限值且在其下限值以上；

检测所述供给电流的实际值的供给电流检测单元；

确认所述被检测的供给电流的实际值属于哪个所述电流范围的分区，将对其所属的电流范围的分区所规定的功能的组合从所述表格读出，许可该读出的组合的功能的功能电路部的动作，禁止该读出的组合的功能的功能电路部以外的功能电路部的动作的单元。

2.如权利要求1所述定位器，其特征在于，具有进行作为所述附加功能的、和所述上位侧系统之间的通信的通信功能电路部，

在所述表格中，对规定了所述功能的组合的电流范围的分区内电流值最小的分区中，规定通信功能作为所述电流值最小的分区的功能的组合。