CN106980261B - 定位器 - Google Patents

Abstract

本发明的定位器对于起因于电子器件的偶发性故障等的短路模式，能够可靠地将调节阀变为失效安全状态。本发明设置电流监视电路(6)并监视流至内部电路(4)的电流Ic的值。在流至内部电路(4)的电流Ic的值脱离正常范围的情况下(例如，Ic≥5mA)内的情况下，CPU(1)用紧急断路信号代替到那为止的调整信号，并将紧急断路信号输出至电流调整部(7)，强制地将去往电空转换部(8)的电流Id变为零，使调节阀变为全闭(或者全开)。

Description

定位器

技术领域

本发明涉及一种按照从上位装置送来的控制信号的值控制调节阀的开度的定位器。

背景技术

以往，这种定位器被设计为通过从上位侧系统(上位装置)经由一对电线送来的4～20mA的直流电流信号(控制信号)而进行动作。例如，在从上位侧系统送来4mA的电流的情况下，调节阀的开度设为0％，在送来20mA的电流的情况下，调节阀的开度设为100％。

在该情况下，由于来自上位侧系统的供给电流在4mA(下限电流值)到20mA(上限电流值)的范围内变化，因此定位器的内部电路通过能够作为由上位侧系统供给的电流值始终确保的4mA以下的电流来进行动作(例如，参照专利文献1)。

此外，定位器的内部电路由于需要通过4mA以下的电流来进行动作，因此期望选定、使用并设计低消耗电流(低消耗功率)的电子器件，该消耗电流在设计范围内而进行动作。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-151941号公报

专利文献2：日本特开2013-88917号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，关于该定位器，存在包含偶发性故障在内的、使用的电子器件在内部变为短路模式的情况。这些起因于电子器件的初始缺陷，或者在所使用的环境(温度、湿度、气体)的影响下电子器件电路内部产生迁移，从而在电路内部短路。

如果变为这样的短路模式，则内部电路变为超出期望的消耗电流的状态，有损坏定位器的动作的担忧。即，如果达到机器动作完全停止的程度的话，则调节阀全闭而变为失效安全状态，但在半途而废的消耗电流增加的情况下，则不能控制调节阀的开度。此外，调节阀不成为全闭而成为打开的状态。

另外，在专利文献2中，监视从上位装置送来的控制信号的值，在该控制信号的值从正常范围(5～19mA)脱离的情况下，将至电空转换部的电流信号设为零，强制将调节阀设为全闭。然而，在定位器的内部电路产生上述那样的异常的情况下，该功能不起作用。

本发明为了解决这样的课题而被做出，其目的在于，提供一种定位器，所述定位器对于起因于电子器件的偶发性故障等的短路模式，能够可靠地将调节阀设为失效安全状态。

解决课题的技术手段

为了达成这样的目的，本发明的定位器包括：控制部，其求出来自上位装置的供给电流表示的值与从调节阀反馈来的阀开度信号表示的值的偏差，并将对应于该偏差的信号作为调整信号而输出；以及电空转换部，其将电流值根据从该控制部输出的调整信号调整后的电流信号转换为气压信号，所述定位器基于来自电空转换部的气压信号对调节阀的操作器供给输出气压，所述定位器的特征在于，包括：根据来自上位装置的供给电流生成恒定电压作为自己的动作电源的恒压电路；与恒压电路并联的内部电路；以及监视流至内部电路的电流的值的电流监视电路，内部电路包含电空转换部以外的规定的电路，控制部在电流监视电路所监视的电流的值脱离预先设定的正常范围的情况下，输出使去往电空转换部的电流信号强制变为零的信号以代替调整信号。

在本发明中，流至内部电路的电流的值通过电流监视电路来监视。在该电流监视电路所监视的电流的值脱离正常范围的情况下，控制部输出使去往电空转换部的电流信号强制变为零的信号以代替调整信号(对应于来自上位装置的供给电流表示的值与从调节阀反馈来的阀开度信号表示的值的偏差的信号)。由此，在流至内部电路的电流的值脱离正常范围的情况下，将去往电空转换部的电流信号强制地设为零，可靠地使调节阀变为全闭(或者全开)。

发明的效果

根据本发明，监视流至内部电路的电流的值，由于在该电流的值脱离正常范围的情况下，将至电空转换部的电流信号强制地设为零，因此，对于起因于电子器件的偶发性故障等的短路模式，将去往电空转换部的电流信号强制设为零，能够可靠地使调节阀变为失效安全状态(全开或者全闭)。

附图说明

图1是本发明实施方式所涉及的定位器的主要部分的结构图。

图2是示出该定位器中的电流监视电路的构成例的图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行详细说明。图1是本发明的实施方式所涉及的定位器100的主要部分的结构图。

该定位器100包括：内部电路4，其包含CPU(中央运算处理装置)1以及存储器2作为控制部3；包含稳压二极管D1的恒压电路5；监视流至内部电路4的电流Ic的值的电流监视电路6；对去往电空转换部8的电流Id的值进行调整的电流调整部7；将电流值已被电流调整部7调整后的电流(电流信号)Id转换为气压信号的电空转换部8；以及电阻R1。

该定位器100经由一对电线L1、L2从上位侧系统200接受电流I的供给。恒压电路5与电阻R1在输入输出来自上位侧系统200的电流I的端子T1、T2间串联连接，恒压电路5与电阻R1的连接点接地。恒压电路5根据来自上位侧系统200的供给电流I生成恒定电压V1。内部电路4以及电空转换部8与恒压电路5并联。

另外，电空转换部8具有驱动喷嘴-挡板机构(未图示)的线圈8-1。此外，在来自上位侧系统200的供给电流I中，电流Iv作为用于生成恒定电压的电流流入至恒压电路5侧的线路Lv，电流Ic作为电路的消耗电流(动作电流)流入至内部电路4侧的线路Lc，电流Id作为到线圈8-1的电流流入电空转换部8侧的线路Ld。

在该定位器100中，电流监视电路6设置于线路Lc中，具有监视流经该线路Lc的电流Ic的值，并该所监视的电流Ic的值通知给CPU1的功能。此外，电流调整部7设置于线路Ld中，具有接受来自CPU1的指示，并调整流经线路Ld的电流Id的值的功能。

图2示出了电流监视电路6的构成例。该电流监视电路6构成为，包括:与内部电路4串联的电阻R2；运算放大器61，其将在电阻R2的一端(与线路LA的连接点)以及另一端(与内部电路4的连接点)产生的电压作为至正极性侧端子以及负极性侧端子的输入电压；以及A/D转换器62，其对运算放大器61的输出进行A/D转换。

在该电流监视电路6中，运算放大器61检测电阻R2的一端以及另一端之间产生的电压(模拟值)，并发送至A/D转换器62。A/D转换器62将运算放大器61检测出的电压(模拟值)转换为数字值，作为流至内部电路4的电流Ic的值而发送至控制部3的CPU1。另外，A/D转换器62也可以使用内部电路4内所现有的。

在该定位器100中，CPU1按照存储于存储器2中的程序来动作，具有对于电流调整部7指示流经线路Ld的电流Id的值的功能，即指示去往电空转换部8的电流Id的值的功能。

在本实施方式中，作为指示电流Id的值的功能，CPU1具有：将正常的调整信号输出至电流调整部7的功能(正常模式时的处理功能)；以及将使电流Id强制变为零的信号(紧急断路信号)输出至电流调整部7以代替正常的调整信号的功能(紧急断路模式时的处理功能)。

(正常模式时的处理功能)

CPU1根据电流监视电路6所监视的电流Ic的值，在该电流Ic的值在预先制定的正常范围(例如，Ic<5mA)内的情况下，执行正常模式时的处理。

在该正常模式时的处理中，CPU1将在电阻R1的电流I的流出侧产生的电压Vs作为目标开度θsp而输入，即将对应于来自上位侧系统200的供给电流I的值的电压Vs作为目标开度θsp而输入，此外，将从调节阀反馈来的电压Vr作为调节阀的实际开度θpv而输入，并求出使目标开度θsp与实际开度θpv一致那样的电流Id的值。并且，将以该求出的电流Id的值作为指示值的调整信号发送至电流调整部7。

电流调整部7接受来自CPU1的调整信号，调整去往电空转换部8的电流Id的值以变为由该调整信号所指示的值。由此，使调节阀的实际开度θpv与目标开度θsp一致。

(紧急断路模式时的处理功能)

CPU1根据电流监视电路6所监视的电流Ic的值，在该电流Ic的值脱离预先规定的正常的范围(例如，Ic≥5mA)内的情况下，判定为在内部电路4中产生起因于电子器件的偶发性故障等的短路，并执行紧急断路模式时的处理。

在该紧急断路模式时的处理中，CPU1将使去往电空转换部8的电流Id强制变为零的信号(紧急断路信号)输出至电流调整部7以代替到那为止的正常模式时的调整信号。

电流调整部7接受来自CPU1的紧急断路信号，将去往电空转换部8的电流Id变为零。由此，流经电空转换部8的线圈8-1的电流Id变为零，调节阀变为全闭。另外，在该实施方式中，作为失效安全状态，是使调节阀全闭，但也有使调节阀全开的情况。

如此，在本实施方式中，对于起因于电子器件的偶发性故障等的短路模式，能够可靠地将调节阀变为失效安全状态(全开或者全闭)。

另外，在上述的实施方式中，示出了由CPU1与存储器2构成的控制部3作为包含于内部电路4的电路，但只要是电空转换部8以外的电路，也可以包含其他电路。此外，内部电路4也可以未必包含控制部3。

实施方式的扩充

以上，参照实施方式对本发明进行说明，但本发明并不限定于上述实施方式。可在本发明的技术思想的范围内对本发明的构成或详情进行本领域技术人员可理解的各种变更。

产业上的可利用性

本发明能够在设置有调节阀的产业用的过程控制系统等中使用。

符号说明

1…CPU，2…存储器，3…控制部，4…内部电路，5…恒压电路，6…电流监视电路，7…电流调整部，8…电空转换部，100…定位器，200…上位侧系统。

Claims (1)

1.一种定位器，所述定位器包括：控制部，其求出来自上位装置的供给电流I表示的值与从调节阀反馈来的阀开度信号表示的值的偏差，并将对应于该偏差的信号作为调整信号而输出；以及电空转换部，其将电流值根据从该控制部输出的调整信号调整后的电流信号转换为气压信号，所述定位器基于来自所述电空转换部的气压信号对所述调节阀的操作器供给输出气压，所述定位器的特征在于，包括：

恒压电路，其将来自所述上位装置的所述供给电流I中的一部分电流作为动作电流Iv而接收，生成恒定电压作为自己的动作电源；

内部电路，其与所述恒压电路并联，并且将从来自所述上位装置的所述供给电流I中减去流向所述恒压电路的动作电流Iv后的剩余电流的一部分作为动作电流Ic而接收并进行动作；

与所述恒压电路以及所述内部电路并联的所述电空转换部；以及

监视流至所述内部电路的所述动作电流Ic的值的电流监视电路，

所述内部电路包含所述控制部，

所述控制部在所述电流监视电路所监视的所述内部电路的所述动作电流Ic的值脱离预先设定的正常范围的情况下，输出使去往所述电空转换部的电流信号强制变为零的信号以代替所述调整信号。

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