CN107390729A

CN107390729A - 定位器

Info

Publication number: CN107390729A
Application number: CN201710270294.3A
Authority: CN
Inventors: 鸣海启介
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2016-04-25
Filing date: 2017-04-24
Publication date: 2017-11-24
Anticipated expiration: 2037-04-24
Also published as: JP6722500B2; JP2017198231A; CN107390729B

Abstract

本发明使将定位器安装至调节阀时的定位器的调整变得容易。本发明的定位器(100)的特征在于具有：电空转换部(11)，其将指示调节阀的阀开度的电信号转换为空气信号，并将该空气信号供给至调节阀的操作器来操作调节阀的阀轴；阀轴位置检测部(17)，其检测调节阀的阀轴的位置；控制信号生成部(20)，其根据调节阀的阀开度目标值和由阀轴位置检测部检测到的调节阀的阀轴的位置生成电信号；以及阀开度位置数据生成部(21)，其生成表示调节阀的阀开度与阀轴的位置的对应关系的阀开度位置数据(231～233)，阀开度位置数据生成部根据调节阀的多个阀开度和对应于多个阀开度的多个阀轴的位置来生成调节阀的阀开度为100％时的阀开度位置数据(233)。

Description

定位器

技术领域

本发明涉及一种控制调节阀的阀开度的定位器。

背景技术

一直以来，在化工厂等当中，使用定位器作为用以对流量的过程控制所使用的调节阀的阀开度进行控制的设备。

定位器算出从上位装置指示的调节阀的阀开度的设定值与该调节阀的阀开度的实测值的偏差，并将根据该偏差而生成的控制信号供给至用以操作调节阀的开闭的操作器，由此控制调节阀的阀开度。

定位器例如具有将角度传感器、控制器及电空转换部收纳在由金属构成的壳体内的结构，将该壳体安装在调节阀上来加以使用，所述角度传感器将调节阀的阀轴的位移量作为与阀轴连结的反馈杆的角度来进行检测，所述控制器根据上述位移量检测器的检测信号等来生成指示调节阀的操作量的电信号，由微型计算机等构成，所述电空转换部将由控制器生成的电信号转换为空气信号并供给至调节阀的操作器(参考专利文献1)。

上述调节阀通过弹簧与气压的平衡来决定阀轴的位移量，由此控制阀开度。为了准确地控制调节阀的阀开度，定位器自身必须掌握有调节阀的实际的阀开度的信息与由定位器内部的角度传感器等加以检测的阀轴的位置的信息的对应关系。即，在流量控制系统中，在开始调节阀的运转之前，必须使定位器存储好实际的调节阀的阀开度与阀轴的位置的对应关系。

具体而言，必须使定位器存储好调节阀变为全闭(阀开度为0％)时的阀轴的位置的信息和调节阀变为全开(阀开度为100％)时的阀轴的位置的信息。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本专利特开2015-172802号公报

发明内容

【发明要解决的问题】

另外，这种定位器具有自动进行各种控制参数的调整等的自动设置(以下，也称为“ASU”)的功能，ASU是在阀门上新安装定位器时或者进行定位器的定期维护等之后再次安装至阀门时、使调节阀(阀门)实际动作之前进行(参考专利文献1)。

在该ASU相关的数据处理中，会使用与控制对象的调节阀有关的上述全闭时及全开时的阀轴的位置的信息来进行各种控制参数的调整等。因此，若在执行ASU相关的数据处理之前不清楚全闭时及全开时的阀轴的准确位置，则即便执行ASU，控制参数也得不到恰当的调整，从而存在需要通过人工作业来进行定位器的再调整这一问题。下面进行详细说明。

图18为表示普通调节阀的阀轴的位置与阀开度的关系的图。

通常，全闭时的阀轴的位置为调节阀闭合的位置，即，阀体与阀座物理性地碰在一起的位置，可轻易获知。

另一方面，全开时的阀轴的位置是以距全闭时的阀轴的位置的位移量达到规定量(额定行程)的方式来决定。若与全闭时一样，将阀轴物理性地变化的极限位置，即，将供给至调节阀的空气信号的压力(定位器的输出气压)设定为上限值(额定供给压)时的阀轴的位置(全行程时的阀轴的位置)作为全开时的阀轴的位置，则弹簧等零件的机械性偏差会导致根据阀轴的位置而掌握的阀开度与实际的阀开度之间发生偏离。如果是在实际的阀开度小于期望的阀开度的方向上产生这种偏离的情况下，则无法流动希望流动的流量，恐怕无法实现阀开度100％。

因此，普通调节阀的阀轴的位置(行程)与阀开度的关系是像图18所示那样以全行程时阀开度假想性地变为超过100％的“(100+α)％”的方式进行设定，由此，设计成对应于阀开度100％的阀轴的位移量(额定行程)小于全行程。此处，针对调节阀的各种类或者各生产厂家即制造商而将“α”设定为例如0～10％的范围或者30％。

如上所述，定位器必须掌握有调节阀的阀轴的位置与实际的阀开度的关系，而“α”因机型或制造商等而不同，因此不容易准确地了解全开时的阀轴的位置。

因而，若假设α＝10％即输出气压最大时阀开度为110％来算出全开时的阀轴的位置，并将该信息存储在定位器中，则在将该定位器安装在不同于该假设的例如α＝0～3％的调节阀上的情况下，即便执行ASU，控制参数也得不到恰当的调整，从而无法准确地控制调节阀。

如此，在无法通过ASU来进行恰当的调整的情况下，需要通过人工作业来进行定位器的再调整，从而存在作业成本增加的问题。尤其是在采购不同制造商的调节阀和定位器并由用户侧对它们进行安装的情况下，上述再调整会成为较大的负担。

本发明是鉴于上述问题而成，其目的在于使将定位器安装至调节阀时的定位器的调整变得容易。

【解决问题的技术手段】

本发明的定位器(100)的特征在于，具有：电空转换部(11)，其将指示调节阀(2)的阀开度的电信号(MV)转换为空气信号(So)，并将该空气信号供给至调节阀的操作器(2A)来操作调节阀的阀轴(2B)；阀轴位置检测部(17)，其检测调节阀的阀轴的位置；控制信号生成部(20)，其根据调节阀的阀开度目标值和由阀轴位置检测部检测到的调节阀的阀轴的位置来生成电信号；以及阀开度位置数据生成部(21)，其生成表示调节阀的阀开度与阀轴的位置的对应关系的阀开度位置数据(231～236、240～243、241A)，阀开度位置数据生成部根据调节阀的多个阀开度和对应于多个阀开度的多个阀轴的位置来生成调节阀的阀开度为100％时的阀开度位置数据(233、236、241A)。

在上述定位器中，可还具有与阀轴连结的反馈杆(6)，阀轴位置检测部包括检测反馈杆的转动角度的角度传感器，根据由角度传感器检测到的转动角度来算出阀轴的位置。

在上述定位器中，阀开度位置数据生成部可根据多个阀开度和对应于多个阀开度的多个阀轴的位置来推断调节阀的阀开度与阀轴的位置的关系，并根据推断出的关系来生成调节阀的阀开度为100％时的阀开度位置数据。

在上述定位器中，可还具有阀开度数据获取部(22)，该阀开度数据获取部获取针对调节阀而相对于规定的阀轴的位置预先设定的阀开度作为多个阀开度，阀开度位置数据生成部根据由阀开度数据获取部获取到的阀开度(Dmax、Dmin)和规定的阀轴的位置来生成调节阀的阀开度为100％时的阀开度位置数据。

在上述定位器中，阀开度数据获取部可获取第1阀开度(Dmin)和不同于第1阀开度的第2阀开度(Dmax)，阀开度位置数据生成部将在使空气信号的输出气压最小(Pmin)时由阀轴位置检测部检测到的阀轴的位置与第1阀开度对应起来，由此生成调节阀的阀开度为第1阀开度时的阀开度位置数据(231)，而且将在使输出气压最大(Pmax)时由阀轴位置检测部检测到的阀轴的位置与第2阀开度对应起来，由此生成调节阀的阀开度为第2阀开度时的阀开度位置数据(232)，并根据为第1阀开度时的阀开度位置数据和为第2阀开度时的阀开度位置数据来生成阀开度为100％时的阀开度位置数据(233)。

在上述定位器(100A)中，阀开度位置数据生成部(21A)可根据阀开度为0％时的阀开度位置数据(234)和阀开度为50％时的阀开度位置数据(235)来生成调节阀的阀开度为100％时的阀开度位置数据(236)。

在上述定位器(100A)中，阀开度位置数据生成部(21A)可根据在使空气信号的输出气压最小(Pmin)时由阀轴位置检测部检测到的阀轴的位置来生成阀开度为0％时的阀开度位置数据(234)，而且根据使输出气压以等速从最小值变为最大值(Pmax)时的转动角度的时间序列数据来算出角度的变化速度，根据该变化速度变得最大时的阀轴的位置来生成阀开度为50％时的阀开度位置数据(235)。

在上述定位器中，可还具有存储阀开度为50％时的阀开度位置数据(235)的存储部(23)，阀开度位置数据生成部根据在使空气信号的输出气压最小(Pmin)时由阀轴位置检测部检测到的阀轴的位置来生成阀开度为0％时的阀开度位置数据(234)，而且根据该阀开度为0％时的阀开度位置数据和存储部中所存储的阀开度为50％时的阀开度位置数据(235)来生成阀开度为100％时的阀开度位置数据。

在上述定位器(100B)中，可还具有获取表示调节阀的阀开度的刻度板的指示值的刻度指示值获取部(25)，阀开度位置数据生成部(21B)根据在使空气信号的输出气压最小(Pmin)时由阀轴位置检测部检测到的阀轴的位置来生成阀开度为0％时的阀开度位置数据(240)，而且根据在将阀开度的目标值设定为中间开度时由阀轴位置检测部检测到的阀轴的位置来生成为刻度板的指示值所表示的阀开度时的阀开度位置数据(242)，并根据阀开度为0％时的阀开度位置数据和为刻度板的指示值所表示的阀开度时的阀开度位置数据来生成阀开度为100％时的阀开度位置数据(241A)。

在上述定位器中，刻度指示值获取部可根据拍摄刻度板(2D)而得的图像数据(Dim)来获取刻度板的指示值。

再者，在上述说明中，作为一例，以带括号的方式记载有与发明的构成要素相对应的附图上的参考符号。

【发明的效果】

通过以上说明的内容，根据本发明，将定位器安装至调节阀时的定位器的调整变得容易。

附图说明

图1为表示包括实施方式1的定位器的阀门控制系统的构成的图。

图2为表示角度传感器与调节阀的位置关系的图。

图3为表示实施方式1的定位器的数据处理控制部10的构成的图。

图4为用以说明阀开度位置数据生成部21的、阀开度100％时的阀开度位置数据233的生成方法的图。

图5为表示由阀开度位置数据生成部21生成的阀开度位置数据233的一例的图。

图6为用以说明实施方式1的定位器的、生成全闭时及全开时的阀开度位置数据的处理的流程的流程图。

图7为表示包括实施方式2的定位器的阀门控制系统的构成的图。

图8为表示实施方式2的定位器的数据处理控制部10A的构成的图。

图9为用以说明阀开度位置数据生成部21A的、阀开度50％时的阀开度位置数据235的生成方法的图。

图10为用以说明阀开度位置数据生成部21A的、阀开度100％时的阀开度位置数据236的生成方法的图。

图11为用以说明实施方式2的定位器的、生成全闭时及全开时的阀开度位置数据的处理的流程的流程图。

图12为用以说明阀开度50％时的阀开度位置数据235的生成处理的流程的流程图。

图13为表示包括实施方式3的定位器的阀门控制系统的构成的图。

图14为用以说明拍摄装置7与刻度板2D的位置关系的图。

图15为表示拍摄装置7的图像数据Dim的一例的图。

图16为表示实施方式3的定位器的数据处理控制部10B的构成的图。

图17为用以说明实施方式3的定位器的、生成全闭时及全开时的阀开度位置数据的处理的流程的流程图。

图18为表示普通调节阀中的阀轴的位移量与阀开度的关系的图。

具体实施方式

下面，参考附图，对本发明的实施方式进行说明。再者，在以下的说明中，对各实施方式中共通的构成要素标注同一参考符号，并省略重复的说明。

《实施方式1》

图1为表示包括本发明的一实施方式的定位器的阀门控制系统的构成的图。

图1所示的阀门控制系统100包括调节阀(阀门)2、控制器3、上位装置4及定位器1，例如运用于工厂等的流量控制过程。

调节阀2是对从一流路到另一流路的流体的流动进行控制的装置，例如为气动式直动阀。

调节阀2包括操作器2A、阀轴2B及阀2C。操作器2A为空气式阀门致动器，根据供给自后文叙述的定位器1的输出空气信号So的压力来使阀轴2B位移，由此调整阀2C的开度(阀开度)。在本实施方式中，是以操作器2A为单动式操作器的情况进行说明的，所述单动式操作器具有根据所输入的输出空气信号So的压力来决定调节阀2的阀轴的操作量的结构。

此外，在本实施方式中，是以调节阀2为供给自定位器1的输出空气信号So的压力为零时成为全闭的调节阀的情况进行说明。

控制器3是例如根据来自上位装置4的指示对定位器1指示调节阀2的开闭的设备。具体而言，控制器3例如在阀门控制系统100的正常动作时将调节阀2的阀开度的目标值(设定值)SP给予定位器1以使调节阀2变为规定阀开度。例如，控制器3通过4mA-20mA的电流信号而对定位器1指示调节阀2的阀开度的设定值SP。

上位装置4是进行包括定位器1的阀门控制系统100的统括性管理的上位侧的设备管理装置。上位装置4例如经由控制器3将阀开度的目标值SP给予定位器1，而且经由通信线路(未图示)而对定位器1给予ASU执行指示Asu和后文叙述的阀开度数据Dmin、Dmax。

定位器1根据从控制器3收到的调节阀2的阀开度的目标值SP来控制调节阀2的开闭，而且根据来自上位装置4的指示来执行ASU。

本定位器1的特征之一在于，在执行ASU时，在各种控制参数的调整等主要数据处理之前，生成表示调节阀的阀轴的位置与阀开度的对应关系的阀开度位置数据。下面，对定位器1进行详细说明。

如图1所示，定位器1包括阀轴位置检测部17、数据处理控制部10、电空转换部11、多个压力传感器14～16及显示部18等功能部。这些功能部例如容纳在由金属材料构成的壳体内部，所述金属材料具有对于调节阀2的控制对象的流体的耐腐蚀性。

再者，图1中，主要图示的是构成定位器1的各种功能部当中用以生成上述全闭时及全开时的阀开度位置数据所需的功能部，用以实现其他功能的功能部则省略了图示。

阀轴位置检测部17是检测阀轴的位移量并生成与该位移量相应的检测信号SEN的位移量检测器。作为阀轴位置检测部17，可例示角度传感器、磁传感器等。在本实施方式中，是以阀轴位置检测部17为角度传感器的情况进行说明，将阀轴位置检测部17表示为角度传感器17。

图2为表示角度传感器17与调节阀2的位置关系的图。

如图2所示，定位器1具有连结调节阀2的阀轴2B与角度传感器17的反馈杆6。反馈杆6根据阀轴2B的铅垂方向的移动量(升降位置)而以角度传感器17的中心O为轴心进行转动。角度传感器17检测该反馈杆6的转动角度(杆角度)，并作为检测结果SEN而给予数据处理控制部10。

数据处理控制部10是进行定位器1的统括性控制的功能部。具体而言，数据处理控制部10根据从控制器3收到的阀开度的目标值SP来生成用以操作调节阀2的电信号MV。此外，数据处理控制部10根据通过用户对定位器1的操作按钮(未图示)的操作或者与上位装置4的数据通信而输入的ASU执行指示Asu来执行ASU。

此处，作为上位装置4及控制器3与定位器1之间的所述数据通信，可例示HART(Highway Addressable Remote Transducer)、现场总线(FIELD BUS)等。

数据处理控制部10在执行ASU时，在执行与用以控制调节阀2的各种控制参数的调整等相关的数据处理之前，执行用以决定调节阀2的全闭时(阀开度0％)及全开时(阀开度100％)的阀轴的位置的数据处理。再者，数据处理控制部10的具体构成将于后文叙述。

电空转换部11是将由数据处理控制部10生成的电信号MV转换为空气信号的空气回路。例如，电空转换部11由喷嘴挡板12和气动放大部13构成。

喷嘴挡板12根据电信号MV来改变从设置在定位器1的外部的减压阀等气压供给源(未图示)供给至定位器1的空气(大气)5的压力(以下，称为“供给气压”)Ps，由此生成与电信号MV相应的压力的空气信号Sc。

例如，喷嘴挡板12由喷嘴、线圈及挡板(铁片)构成，所述喷嘴在一端经由固定孔口而得到供给气压Ps的空气5的供给，并从另一端输出气压信号Sc，所述线圈根据电信号MV来改变磁场，所述挡板(铁片)根据由该线圈引起的磁场的变化而揺动，由此改变输出自上述喷嘴的空气信号Sc的压力(以下，称为“喷嘴背压”)Pn。

气动放大部13为如下功能部，即，对由喷嘴挡板12生成的空气信号Sc进行放大，由此生成用以驱动操作器2A的输出空气信号So。例如，气动放大部13为业界熟知的单动型气动放大器或者具有单双动切换功能的气动放大器，通过根据喷嘴背压Pn对供给气压Ps的空气5进行调压来分别生成输出空气信号So。

压力传感器14～16是用以测量定位器1中的各种气压的零件。具体而言，压力传感器14检测喷嘴背压Pn，压力传感器15检测输出气压Po，压力传感器16检测供给气压Ps。

显示部18是例如由数据处理控制部10加以控制、用以显示各种信息的功能部。作为显示部18，可例示液晶显示器等。显示部18例如显示表示调节阀2的动作状态等的信息。

接着，对数据处理控制部10的具体构成进行说明。

数据处理控制部10是通过电子电路(硬件资源)来实现，所述电子电路(硬件资源)包括如下构件等：微控制器(MCU)等程序处理装置，其搭载有CPU和RAM及ROM等各种存储器；各种接口电路，其用以实现对于外部的信号的输入及输出；A/D转换电路，其用以将输入自外部的各种模拟信号转换为数字信号并输入至上述程序处理装置；以及D/A转换电路，其用以将基于上述程序处理装置的数据处理结果的数字信号转换为4mA-20mA的模拟信号。

具体而言，如图3所示，数据处理控制部10包括控制信号生成部20、阀开度位置数据生成部21、阀开度数据获取部22及存储部23。此处，上述控制信号生成部20、阀开度位置数据生成部21、阀开度数据获取部22及存储部23是通过上述硬件资源和与该硬件资源协作而实现各种功能的程序(软件)来实现。

控制信号生成部20是生成电信号MV作为用以控制调节阀2的阀开度的控制信号的功能部。例如，在从上位装置4等输入有ASU执行指示Asu的情况下，控制信号生成部20生成规定大小的电信号MV，由此控制调节阀2的阀轴2B的铅垂方向的移动量。

此外，在阀门控制系统100的正常动作时等，控制信号生成部20算出从控制器3收到的调节阀2的阀开度的目标值SP与基于角度传感器17的检测结果SEN的调节阀2的阀开度的实测值(PV)的偏差，并生成与该偏差相应的电信号MV。此时，调节阀2的阀开度的实测值(PV)是根据基于角度传感器17的检测结果SEN而算出的阀轴2B的位置的信息和后文叙述的全闭时及全开时的阀开度位置数据来决定。

阀开度数据获取部22是获取表示第1阀开度的阀开度数据Dmin和表示第2阀开度的阀开度数据Dmax的功能部。具体而言，阀开度数据Dmin是表示使输出气压Po最小(例如，Po＝Pmin＝0)时的阀开度的数据，阀开度数据Dmax是表示使输出气压Po最大(例如，Po＝Pmax＝Ps)时的阀开度的数据。

此处，输出气压Po的最大值为调节阀2的全行程时的值，即，可供给至调节阀2的输出气压Po的上限值(额定供给压)，是调节阀2的说明书等当中所记载的值。

具体而言，例如，当通过用户对操作按钮的操作或者与上位装置4的数据通信而将阀开度数据Dmin及阀开度数据Dmax输入至定位器1时，阀开度数据获取部22将所输入的阀开度数据Dmin及阀开度数据Dmax存储至存储部23。

例如，在被设计为施加至调节阀2的输出气压Po变得最小时阀开度为0％、施加至调节阀2的输出气压Po变得最大时阀开度为110％的调节阀的情况下，用户经由上位装置4等将表示“阀开度0％”的数据作为阀开度数据Dmin输入至定位器1、将表示“阀开度110％”的数据作为阀开度数据Dmax输入至定位器1即可。

或者，在被设计为施加至调节阀2的输出气压Po变得最小时阀开度为25％、施加至调节阀2的输出气压Po变得最大时阀开度为75％的调节阀2的情况下，用户经由上位装置4等将表示“阀开度25％”的数据作为阀开度数据Dmin输入至定位器1、将表示“阀开度75％”的数据作为阀开度数据Dmax输入至定位器1即可。

阀开度位置数据生成部21是根据基于角度传感器17的检测结果SEN而算出的阀轴2B的铅垂方向的位移量(阀轴2B的位置)来生成表示调节阀2的阀开度与阀轴2B的位置的对应关系的阀开度位置数据的功能部。

此处，阀开度位置数据中包含调节阀的阀开度的信息和对应于该阀开度的阀轴的位置的信息。

具体而言，阀开度位置数据生成部21根据调节阀2的多个阀开度和对应于多个阀开度的多个阀轴的位置来生成调节阀2的阀开度为100％时的阀开度位置数据。

更具体而言，首先，阀开度位置数据生成部21将基于在将输出气压Po设为最小值Pmin时由角度传感器17检测到的检测结果SEN的阀轴2B的位置的信息与阀开度数据Dmin对应起来，由此生成全闭(阀开度0％)时的阀开度位置数据231。

此外，阀开度位置数据生成部21将基于在将输出气压Po设为最大值Pmax(＝Ps)时由角度传感器17检测到的检测结果SEN的阀轴2B的位置的信息与阀开度数据Dmax对应起来，由此生成全行程时即假想性地变为最大阀开度时的阀开度位置数据232。

接着，阀开度位置数据生成部21根据阀开度0％时的阀开度位置数据231和假想性地变为最大阀开度时的阀开度位置数据232来生成全开时即阀开度100％时的阀开度位置数据233。

图4为用以说明阀开度位置数据生成部21的、阀开度100％时的阀开度位置数据233的生成方法的图。此处，设定阀开度数据Dmin＝0％、阀开度数据Dmax＝110％。

例如，阀开度位置数据生成部21根据将输出气压Po设为最小值Pmin时的阀轴2B的位置Y0与阀开度0％相对应而得的阀开度位置数据231和将输出气压Po设为最大值Pmax时的阀轴2B的位置Y1与阀开度110％相对应而得的阀开度位置数据232，算出表示调节阀2的阀轴的位置与阀开度的对应关系的特性函数500，并根据该特性函数500来算出阀开度为100％时的阀轴的位置Y2。继而，阀开度位置数据生成部21将算出的阀轴的位置Y2与阀开度100％对应起来，由此生成阀开度100％时的阀开度位置数据233。

此处，根据调节阀2的规格来决定特性函数500即可。例如，在通过使阀轴变化而使阀开度线性地变化的调节阀2的情况下，可像图4所示那样将特性函数500设为连结阀开度位置数据231与阀开度位置数据232的一次函数，利用该一次函数来求阀开度为100％的阀轴2B的位置Y2，也可根据阀开度与阀轴2B的位置的比来求阀开度为100％的阀轴2B的位置Y2。

通过以上的阀开度位置数据生成部21的处理，如图5所示，可获得全闭时(阀开度0％时)的阀开度位置数据231和全开时(阀开度100％时)的阀开度位置数据233。

接着，对在定位器1中生成全闭时及全开时的阀开度位置数据的处理的流程进行说明。

例如，当通过用户对定位器1的操作按钮的操作或者与上位装置4的数据通信而对定位器1输入表示对调节阀2假想性地设定的最小及最大阀开度的阀开度数据Dmin、Dmax时，定位器1开始生成全闭时及全开时的阀开度位置数据的处理。

首先，在定位器1中，阀开度数据获取部22获取阀开度数据Dmin、Dmax，并存储至存储部23(S10)。此处，设定阀开度数据Dmin＝0％、Dmax＝110％。

接着，例如，当通过用户对定位器1的操作按钮的操作或者与上位装置4的数据通信而将ASU执行指示Asu输入至定位器1时，控制信号生成部20以输出气压Po变为最小值Pmin(＝0)的方式生成电信号MV(S11)。由此，调节阀2的阀轴2B朝关闭阀2C的方向移动。

接着，阀开度位置数据生成部21根据输出气压Po为最小值Pmin(＝0)时的角度传感器17的检测结果SEN来算出阀轴2B的铅垂方向的移动量(阀轴2B的位置)，并将算出的移动量与阀开度数据Dmin(＝0％)对应起来，由此生成全闭(0％)时的阀开度位置数据231，并存储至存储部23(S12)。

接着，控制信号生成部20以输出气压Po变为最大值Pmax的方式生成电信号MV(S13)。由此，调节阀2的阀轴2B朝打开阀2C的方向移动。

接着，阀开度位置数据生成部21根据输出气压Po为最大值Pmax时的角度传感器17的检测结果SEN来算出阀轴2B的铅垂方向的移动量(阀轴2B的位置)，并将算出的移动量与阀开度数据Dmax(＝110％)对应起来，由此生成全行程时即假想性地变为最大阀开度的阀开度110％时的阀开度位置数据232，并存储至存储部23(S14)。

接着，阀开度位置数据生成部21根据步骤S12中所生成的0％时的阀开度位置数据231和步骤S14中所生成的阀开度位置数据232，通过上述方法而生成全开(阀开度100％)时的阀开度位置数据233(S15)。

其后，定位器1使用步骤S12中所生成的全闭时的阀开度位置数据231和步骤S15中所生成的全开时的阀开度位置数据233来执行ASU相关的数据处理，例如用以进行各种控制参数的调整的数据处理等(S16)。

以上，根据实施方式1的定位器，由于在执行ASU相关的数据处理之前根据调节阀2的多个阀开度和对应于多个阀开度的多个阀轴的位置来生成调节阀2的阀开度为100％时(全开时)的阀开度位置数据，因此，通过执行ASU，可调整适于组合对象的调节阀的定位器的控制参数等。由此，无须在执行ASU之后通过人工作业来进行定位器的再调整，因此，即便在例如组合设置不同制造商的调节阀与定位器的情况下，将定位器安装至调节阀时的定位器的调整也变得容易。

《实施方式2》

实施方式2的定位器1A与实施方式1的定位器1的不同点在于，根据0％的阀轴的位置和50％的阀轴的位置而不是使用输入自外部的阀开度数据来决定阀开度100％的阀轴的位置，其他方面与定位器1相同。

图8为表示实施方式2的定位器1A的数据处理控制部10A的构成的图。

如图8所示，数据处理控制部10A包括控制信号生成部20A、阀开度位置数据生成部21A及存储部23。此处，控制信号生成部20A、阀开度位置数据生成部21A及存储部23是通过上述硬件资源和与该硬件资源协作而实现各种功能的程序来实现。

与控制信号生成部20一样，在从上位装置4等输入有ASU执行指示Asu的情况下，控制信号生成部20A生成规定的电信号MV，由此控制调节阀2。

阀开度位置数据生成部21A根据基于在将输出气压Po设为最小值Pmin时由角度传感器17检测到的检测结果SEN的阀轴2B的位置来生成全闭时即阀开度0％时的阀开度位置数据234。

此外，阀开度位置数据生成部21A生成阀开度50％时的阀开度位置数据235。

例如，在调节阀2为直动阀的情况下，阀轴2B沿铅垂方向进行直线运动。相对于此，经由反馈杆6与直动阀的阀轴2B连结的角度传感器17以与阀轴2B的直线运动连动的方式进行转动运动。因此，通过使阀轴2B等速运动时的反馈杆6的转动角度的速度，可求出阀轴2B与反馈杆6的位置关系。

具体而言，在使阀轴2B等速运动而使得反馈杆6变为水平时，即，在阀轴2B与反馈杆6所呈的角变为90度时，反馈杆6的转动角度的变化速度变得最大，调节阀2的阀开度为50％。

因此，阀开度位置数据生成部21A像图9所示那样根据使输出气压Po以等速从最小值Pmin变为最大值Pmax时的角度传感器17的检测结果SEN的时间序列数据来算出反馈杆6的转动角度的变化速度，从而生成将该变化速度变得最大时的阀轴2B的位置作为阀开度50％的阀开度位置数据235。

此外，阀开度位置数据生成部21A根据阀开度0％时的阀开度位置数据234和50％时的阀开度位置数据235来生成全开时即阀开度100％时的阀开度位置数据236。

例如，如图10所示，阀开度位置数据生成部21A算出阀开度0％时的阀轴2B的位置Y_L与阀开度50％时的阀轴2B的位置Y_M之间的距离(差分)，并对阀开度50％时的阀轴2B的位置Y_M加上该差分，由此算出阀开度100％时的阀轴2B的位置Y_H。

例如，在阀开度0％时的角度传感器17的检测结果SEN为“-10°”、阀开度50％时的角度传感器17的检测结果SEN为“3°”时，该差分为“13°”，因此，可推断角度传感器的检测值SEN变为“3°+13°＝16°”的阀轴2B的位置为阀开度100％。阀开度位置数据生成部21A根据该推断出的阀轴2B的位置来生成阀开度100％时的阀开度位置数据236。

再者，阀开度100％时的阀轴2B的位置Y_H的算出方法并不限定于上述例子。例如，也可像实施方式1中说明过的那样，根据阀开度0％时的阀轴2B的位置Y_L和阀开度50％时的阀轴2B的位置Y_M来算出表示阀轴2B的位置与阀开度的对应关系的特性函数，根据该特性函数来算出阀开度为100％时的阀轴2B的位置。

图11为用以说明实施方式2的定位器1A的、生成全闭时及全开时的阀开度位置数据的处理的流程的流程图。

例如，当通过用户对定位器1A的操作按钮的操作或者与上位装置4的数据通信而输入ASU执行指示Asu时，定位器1A开始生成全闭时及全开时的阀开度位置数据的处理。

首先，定位器1A中的控制信号生成部20A以输出气压Po变为最小值Pmin(＝0)的方式生成电信号MV(S20)。由此，调节阀2的阀轴2B朝关闭阀2C的方向移动。

接着，阀开度位置数据生成部21A根据输出气压Po为最小值Pmin(＝0)时的角度传感器17的检测结果SEN来算出阀轴2B的铅垂方向的移动量(阀轴2B的位置)，并将算出的移动量与阀开度0％对应起来，由此生成全闭(0％)时的阀开度位置数据234，并存储至存储部23(S21)。

接着，定位器1A生成阀开度50％时的阀开度位置数据235(S22)。具体而言，如图12所示，首先，控制信号生成部20A以使输出气压Po等速变化的方式生成电信号MV(S220)。例如，控制信号生成部20A以使输出气压Po从最小值Pmin(＝0)变为最大值Pmax的方式改变电信号MV的值。

此时，阀开度位置数据生成部21A根据角度传感器17的检测结果SEN来获取反馈杆6的转动角度的时间序列数据(S221)。接着，阀开度位置数据生成部21A根据步骤S221中所获取到的转动角度的时间序列数据来算出转动角度的变化速度(S222)。

其后，阀开度位置数据生成部21A将步骤S222中所算出的转动角度的变化速度变得最大时的阀轴2B的位置设为阀开度50％而生成阀开度位置数据235，并存储至存储部23(S223)。

接着，阀开度位置数据生成部21A根据步骤S21中所生成的0％时的阀开度位置数据234和步骤S22中所生成的50％时的阀开度位置数据235，通过上述方法而生成全开(阀开度100％)时的阀开度位置数据236(S23)。

其后，定位器1A使用步骤S21中所生成的全闭时的阀开度位置数据234和步骤S23中所生成的全开时的阀开度位置数据236来执行ASU相关的数据处理，例如用以进行各种控制参数的调整等的各种数据处理(S24)。

以上，根据实施方式2的定位器，与实施方式1的定位器一样，会根据调节阀2的多个阀开度和对应于多个阀开度的多个阀轴的位置来生成调节阀2的阀开度为100％时(全开时)的阀开度位置数据，因此，通过执行ASU，可调整适于组合对象的调节阀的定位器的控制参数等。

此外，根据实施方式2的定位器，即便用户自己不输入信息，也会自动生成全闭时及全开时的阀开度位置数据，因此可减少用户安装定位器时的工作量。

此外，根据实施方式2的定位器，由于检测阀开度为50％的位置并使用该检测值来生成全开时的阀开度位置数据，因此，即便在定位器的反馈杆未水平地安装的情况下，也可对定位器设定更准确的值作为全开时的阀轴的位置。

再者，在上述实施方式中，对使用检测到的阀开度为50％的阀轴2B的位置来生成阀开度100％时的阀开度位置数据的方法进行了说明，但是，在以在调节阀的阀开度为50％时反馈杆变得水平的方式安装的情况下，定位器也可不检测阀开度为50％的位置而是使用预先存储在存储部23中的阀开度50％时的阀开度位置数据235来生成全开时的阀开度位置数据。下面进行详细说明。

通常，推荐以在调节阀的阀开度为50％时反馈杆变得水平的方式安装定位器。在如此安装的定位器中，在调节阀的阀开度为50％时，反馈杆6的转动角度为“0°”。

因此，将在阀开度为50％时转动角度为“0°”这一阀开度位置数据235预先存储在存储部23中。继而，在图11所示的处理流程中，在步骤S21之后，定位器1A不进行步骤S22而是读出存储部23中预先存储的阀开度50％时的阀开度位置数据235，并在步骤S23中使用读出的阀开度50％时的阀开度位置数据235和步骤S21中所生成的阀开度0％时的阀开度位置数据234，通过上述方法而生成阀开度100％时的阀开度位置数据236即可。

由此，由于不需要用以检测阀开度为50％的位置的处理，因此，一方面可降低数据处理控制部10A的数据处理的负荷，另一方面可自动生成全开时的阀开度位置数据。

《实施方式3》

实施方式3的定位器1B与实施方式2的定位器1A的不同点在于，根据将调节阀的阀开度的目标值SP设定为中间开度时的定位器的刻度板(scale plate)的指示值来生成阀开度100％的阀开度位置数据，其他方面与定位器1A相同。

如图13所示，阀门控制系统100B还包括拍摄装置7。

拍摄装置7是安装在调节阀2上、用以对表示调节阀2的阀开度的刻度板2D进行拍摄的相机。如图14所示，拍摄装置7安装在可拍摄刻度板2D的位置。拍摄装置7生成图15所示那样的、拍摄到刻度板2D的刻度和指示针2E的图像数据Dim。图像数据Dim被导入至定位器1B，存储在数据处理控制部10B的存储部23中。

图16为表示实施方式3的定位器1B的数据处理控制部10B的构成的图。

如图16所示，数据处理控制部10B包括控制信号生成部20B、阀开度位置数据生成部21B、存储部23及刻度指示值获取部25。此处，控制信号生成部20B、阀开度位置数据生成部21B、存储部23及刻度指示值获取部25是通过上述硬件资源和与该硬件资源协作而实现各种功能的程序来实现。

与控制信号生成部20一样，在从上位装置4等输入有ASU执行指示Asu的情况下，控制信号生成部20B生成规定的电信号MV，由此控制调节阀2。

刻度指示值获取部25是获取刻度板2D的指示值的功能部。具体而言，刻度指示值获取部25从导入自拍摄装置7的图像数据Dim中读取刻度板2D的指示值，生成刻度指示值数据243。

阀开度位置数据生成部21B根据将输出气压Po设为最小值Pmin时的阀轴2B的位置来生成阀开度为0％时的阀开度位置数据240。

此外，阀开度位置数据生成部21B根据将输出气压Po设为最大值Pmax时的阀轴2B的位置来生成表示阀开度为100％时的阀轴2B的假定位置的假定的阀开度位置数据241。

进而，阀开度位置数据生成部21B根据将阀开度的目标值SP设定为除0％及100％以外的中间开度时的刻度指示值数据243和阀开度为0％时的阀开度位置数据240来生成阀开度为100％时的实际阀开度位置数据241A。

例如，当将“50％”作为中间开度并设定成阀开度的目标值SP来操作调节阀2时的调节阀2的刻度板2D的指示值为“60％”时，将这时的阀轴2B的位置(角度传感器17的检测结果SEN)与阀开度60％对应起来，由此生成中间开度(阀开度60％)的阀开度位置数据242。其后，根据阀开度60％时的阀开度位置数据242和之前生成的阀开度为0％时的阀开度位置数据240来生成阀开度为100％时的实际的阀开度位置数据241A。

此处，关于实际的阀开度位置数据241A的生成方法，可与实施方式1的阀开度位置数据生成部21一样，根据阀开度60％时的阀开度的位置和阀开度0％时的阀开度的位置这两者来算出表示阀轴2B的位置与阀开度的对应关系的特性函数，利用该特性函数来算出阀开度为100％时的阀轴的位置，从而生成实际的阀开度位置数据241A，也可与实施方式2的阀开度位置数据生成部21A一样，利用阀开度60％时的阀开度的位置与阀开度0％时的阀开度的位置的差分来算出阀开度为100％时的阀轴的位置，从而生成实际的阀开度位置数据241A。

图17为用以说明实施方式3的定位器1B的、生成全闭时及全开时的阀开度位置数据的处理的流程的流程图。

例如，当通过用户对定位器1的操作按钮的操作或者与上位装置4的数据通信而输入ASU执行指示Asu时，定位器1B开始生成全闭时及全开时的阀开度位置数据的处理。

首先，定位器1B中的控制信号生成部20B以输出气压Po变为最小值Pmin(＝0)的方式生成电信号MV(S30)。由此，调节阀2的阀轴2B朝关闭阀2C的方向移动。

接着，阀开度位置数据生成部21B根据输出气压Po为最小值Pmin(＝0)时的角度传感器17的检测结果SEN来算出阀轴2B的铅垂方向的移动量(阀轴2B的位置)，并将算出的移动量与阀开度0％对应起来，由此生成全闭(0％)时的阀开度位置数据240，并存储至存储部23(S31)。

接着，控制信号生成部20B以输出气压Po变为最大值Pmax的方式生成电信号MV(S32)。由此，调节阀2的阀轴2B朝打开阀2C的方向移动。

接着，阀开度位置数据生成部21B根据输出气压Po为最大值Pmax时的角度传感器17的检测结果SEN来算出阀轴2B的铅垂方向的移动量(阀轴2B的位置)，并将算出的移动量与阀开度100％对应起来，由此生成全开(100％)时的假定的阀开度位置数据241，并存储至存储部23(S33)。

接着，定位器1B根据步骤S31中所生成的全闭时的阀开度位置数据240和步骤S33中所生成的全开时的假定的阀开度位置数据241来控制调节阀2。具体而言，控制信号生成部20B以阀开度的目标值SP变为中间开度(例如50％)的方式生成电信号MV(S34)。由此，调节阀2的阀轴2B朝将阀2C关闭50％的方向移动。

接着，刻度指示值获取部25根据由拍摄装置7拍摄到的刻度板2D的图像数据Dim来获取刻度的指示值，生成中间开度下的刻度指示值数据243并存储至存储部23(S35)。

此外，阀开度位置数据生成部21B将根据在步骤S34中将阀开度的目标值SP设定为中间开度(例如50％)时的角度传感器17的检测结果SEN而算出的阀轴2B的铅垂方向的移动量(阀轴2B的位置)与步骤S35中所生成的刻度指示数据243的阀开度对应起来，由此生成中间开度的阀开度位置数据242(S36)。

例如，在步骤S34中将阀开度的目标值设定为50％时在步骤S35中获取到的刻度的指示值为60％的情况下，将在步骤S34中将阀开度的目标值设定为50％时检测到的反馈杆6的转动角度(阀轴2B的位置)与阀开度60％对应起来，由此生成阀开度60％时的阀开度位置数据作为中间开度的阀开度位置数据242。

接着，阀开度位置数据生成部21B根据步骤S31中所生成的0％时的阀开度位置数据240和步骤S36中所生成的中间开度的阀开度位置数据242，通过上述方法而生成全开(阀开度100％)时的实际的阀开度位置数据241A(S37)。

其后，定位器1B不使用步骤S33中所生成的假定的阀开度位置数据241而是使用步骤S37中所生成的全开时的实际的阀开度位置数据241A和步骤S31中所生成的全闭时的阀开度位置数据240来执行ASU的主要数据处理，例如用以进行各种控制参数的调整等的各种数据处理(S38)。

以上，根据实施方式3的定位器，与实施方式1的定位器一样，会根据调节阀2的多个阀开度和对应于多个阀开度的多个阀轴的位置来生成调节阀2的阀开度为100％时(全开时)的阀开度位置数据，因此，通过执行ASU，可调整适于组合对象的调节阀的定位器的控制参数等。

此外，根据实施方式3的定位器，与实施方式2的定位器一样，用户自己无须输入信息，因此可减少用户安装定位器时的工作量。

此外，根据实施方式3的定位器，由于使用了安装在调节阀2上的刻度板的指示值，因此可更准确地了解反馈杆6的转动角度与调节阀2的阀开度的对应关系。由此，可将更准确的值设定至定位器作为全开时的阀轴的位置。

以上，根据实施方式对由本发明者等人完成的发明进行了具体说明，但本发明并不限定于此，当然可在不脱离其主旨的范围内进行各种变更。

例如，在上述实施方式中，电空转换部11并不限定于上述构成(参考图1)，只要为可生成空气信号Sc及输出空气信号So的构成即可。

此外，在实施方式3中，例示的是为了获取刻度板的指示值而输入由拍摄装置7拍摄到的图像数据Dim的情况，但并不限定于此，也可通过拍摄装置7以外的单元来获取调节阀2的刻度板的指示值。

此外，在上述实施方式中，例示的是对输出空气信号So的压力为零时成为全闭的调节阀与定位器1、1A、1B进行组合的情况，但并不限于此，也可对输出空气信号So的压力为零时成为全开的调节阀与定位器1、1A、1B进行组合。

符号说明

100、100A、100B阀门控制系统，1、1A、1B定位器，2调节阀，2A操作器，2B阀轴，2C阀，2D刻度板，3控制器，4上位装置，5空气(大气)，7拍摄装置，10、10A、10B数据处理控制部，11电空转换部，12喷嘴挡板，13气动放大部，14、15、16压力传感器，17角度传感器，18显示部，SP阀开度的目标值，MV电信号，Pn喷嘴背压，Ps供给气压，Po输出气压，So输出空气信号，Sc空气信号，SEN检测信号，20、20A、20B控制信号生成部，21、21A、21B阀开度位置数据生成部，22阀开度数据获取部，23存储部，25刻度指示值获取部，231、232、233、234、235、236、240、241、241A、242阀开度位置数据，243刻度指示值数据，Dmin、Dmax阀开度数据。

Claims

1.一种定位器，其特征在于，具有：

电空转换部，其将指示调节阀的阀开度的电信号转换为空气信号，并将该空气信号供给至所述调节阀的操作器来操作所述调节阀的阀轴；

阀轴位置检测部，其检测所述调节阀的阀轴的位置；

控制信号生成部，其根据所述调节阀的阀开度目标值和由所述阀轴位置检测部检测到的所述调节阀的阀轴的位置来生成所述电信号；以及

阀开度位置数据生成部，其生成表示所述调节阀的阀开度与所述阀轴的位置的对应关系的阀开度位置数据，

所述阀开度位置数据生成部根据所述调节阀的多个阀开度和对应于所述多个阀开度的多个阀轴的位置来生成所述调节阀的阀开度为100％时的所述阀开度位置数据。

2.根据权利要求1所述的定位器，其特征在于，

还具有与所述阀轴连结的反馈杆，

所述阀轴位置检测部包括检测所述反馈杆的转动角度的角度传感器，根据由所述角度传感器检测到的所述转动角度来算出所述阀轴的位置。

3.根据权利要求1或2所述的定位器，其特征在于，

所述阀开度位置数据生成部根据所述多个阀开度和对应于所述多个阀开度的所述多个阀轴的位置来推断所述调节阀的阀开度与所述阀轴的位置的关系，并根据推断出的所述关系来生成所述调节阀的阀开度为100％时的所述阀开度位置数据。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的定位器，其特征在于，

还具有阀开度数据获取部，该阀开度数据获取部获取针对所述调节阀而对应于规定的阀轴的位置预先设定的阀开度作为所述多个阀开度，

所述阀开度位置数据生成部根据由所述阀开度数据获取部获取到的阀开度和所述规定的阀轴的位置来生成所述调节阀的阀开度为100％时的所述阀开度位置数据。

5.根据权利要求4所述的定位器，其特征在于，

所述阀开度数据获取部获取第1阀开度和不同于所述第1阀开度的第2阀开度，

所述阀开度位置数据生成部将在使所述空气信号的输出气压最小时由所述阀轴位置检测部检测到的所述阀轴的位置与所述第1阀开度对应起来，由此生成所述调节阀的阀开度为所述第1阀开度时的所述阀开度位置数据，而且将在使所述输出气压最大时由所述阀轴位置检测部检测到的所述阀轴的位置与所述第2阀开度对应起来，由此生成所述调节阀的阀开度为所述第2阀开度时的所述阀开度位置数据，并根据为所述第1阀开度时的所述阀开度位置数据和为所述第2阀开度时的所述阀开度位置数据来生成阀开度为100％时的所述阀开度位置数据。

6.根据权利要求2或3所述的定位器，其特征在于，

所述阀开度位置数据生成部根据阀开度为0％时的所述阀开度位置数据和阀开度为50％时的所述阀开度位置数据来生成所述调节阀的阀开度为100％时的所述阀开度位置数据。

7.根据权利要求6所述的定位器，其特征在于，

所述阀开度位置数据生成部根据在使所述空气信号的输出气压最小时由所述阀轴位置检测部检测到的所述阀轴的位置来生成阀开度为0％时的所述阀开度位置数据，而且根据使所述输出气压以等速从最小值变为最大值时的所述转动角度的时间序列数据来算出所述角度的变化速度，根据该变化速度变得最大时的所述阀轴的位置来生成阀开度为50％时的所述阀开度位置数据。

8.根据权利要求7所述的定位器，其特征在于，

还具有存储阀开度为50％时的所述阀开度位置数据的存储部，

所述阀开度位置数据生成部根据在使所述空气信号的输出气压最小时由所述阀轴位置检测部检测到的所述阀轴的位置来生成阀开度为0％时的所述阀开度位置数据，而且根据该阀开度为0％时的所述阀开度位置数据和所述存储部中所存储的阀开度为50％时的所述阀开度位置数据来生成阀开度为100％时的所述阀开度位置数据。

9.根据权利要求2或3所述的定位器，其特征在于，

还具有刻度指示值获取部，其获取表示所述调节阀的阀开度的刻度板的指示值，

所述阀开度位置数据生成部根据在使所述空气信号的输出气压最小时由所述阀轴位置检测部检测到的所述阀轴的位置来生成阀开度为0％时的所述阀开度位置数据，而且根据在将阀开度的目标值设定为中间开度时由所述阀轴位置检测部检测到的所述阀轴的位置来生成为所述刻度板的指示值所表示的阀开度时的所述阀开度位置数据，并根据阀开度为0％时的所述阀开度位置数据和为所述刻度板的指示值所表示的阀开度时的所述阀开度位置数据来生成阀开度为100％时的所述阀开度位置数据。

10.根据权利要求9所述的定位器，其特征在于，

所述刻度指示值获取部根据拍摄所述刻度板而得的图像数据来获取所述刻度板的指示值。