JP2002039106A - Valve positioner - Google Patents

Valve positioner

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JP2002039106A JP2000223509A JP2000223509A JP2002039106A JP 2002039106 A JP2002039106 A JP 2002039106A JP 2000223509 A JP2000223509 A JP 2000223509A JP 2000223509 A JP2000223509 A JP 2000223509A JP 2002039106 A JP2002039106 A JP 2002039106A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a valve positioner capable of achieving high efficiency of automatic tuning by resetting a gain in a section to be controlled, in particular, disturbance of hysteresis acting greatly when performing automatic tuning in the valve positioner. SOLUTION: This valve positioner consists of a position sensor detecting an input signal setting a opening of a valve and the opening of the valve, a control operation part controlling and operating so that the opening of the valve agrees with the input signal based on a deviation between a valve opening signal obtained by the position sensor and the input signal to generate a control signal, an electropneumatic conversion mechanism part generating a flow rate of air based on the control signal, and a pressure amplifier supplying pneumatic pressure based on the flow rate of air generated in the electropneumatic conversion mechanism part to the valve. The section to be controlled which is constituted by the electropneumatic conversion mechanism part, the pressure amplifier, the position sensor, and the valve has a gain measuring means measuring the gain in the section to be controlled when it receives an automatically set signal.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、バルブポジショナ
に関し、特に制御対象部位の特性を自動測定し、制御演
算部のチューニングパラメータを制御対象部位の特性か
ら演算により求める自動チューニング機能を更に充実さ
せるため、新たに制御対象部位の入出力ゲインを測定す
る機能を備えたバルブポジショナに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a valve positioner, and more particularly to an automatic tuning function for automatically measuring characteristics of a control target portion and calculating a tuning parameter of a control calculation section from the characteristics of the control target portion by calculation. The present invention relates to a valve positioner newly having a function of measuring an input / output gain of a control target portion.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来技術におけるバルブポジショナは、
中央演算処理装置CPUやDSP等の演算機能を持つよ
うになり、制御アルゴリズムをソフトウェアで実現でき
るようになったため、制御性が大幅に改善された。その
反面、制御アルゴリズムが複雑になり人間が手動で制御
アルゴリズムのチューニングを行うことが困難になって
きた。この解決策としてポジショナ自身が制御対象部位
で有るバルブの特性を測定し、測定結果によりチューニ
ングパラメータの決定を行う、いわゆるオートチューニ
ング機能を持つようになってきた。
2. Description of the Related Art A conventional valve positioner is
Since control functions such as a central processing unit CPU and a DSP are provided and control algorithms can be realized by software, controllability is greatly improved. On the other hand, control algorithms have become complicated and it has become difficult for humans to tune control algorithms manually. As a solution to this, a positioner has come to have a so-called auto-tuning function of measuring the characteristics of a valve as a control target part and determining a tuning parameter based on the measurement result.

【0003】この従来の自動チューニング機能は、I/
Pモジュール、制御対象部位の応答速度測定、制御対象
部位のヒステリシス測定、バルブのスリップ幅測定をし
てこれらの測定結果からチューニングパラメータを決定
する。
[0003] This conventional automatic tuning function has an I / O
The P module, the response speed measurement of the control target portion, the hysteresis measurement of the control target portion, and the measurement of the valve slip width are performed, and the tuning parameter is determined from the measurement results.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術の自動チューニング機能では、チューニング
したいループゲインを制御対象部位の特性の測定値から
求めているが、実際にチューニングが必要なパラメータ
は制御演算部(コントローラ)のゲインKpであるた
め、ゲインKpをループゲインから求めるためには制御
対象部位のゲイン情報が必要であるという問題がある。
However, in the above-mentioned automatic tuning function of the prior art, the loop gain to be tuned is obtained from the measured value of the characteristic of the control target portion. Since the gain is the gain Kp of the unit (controller), there is a problem that the gain information of the control target part is necessary to obtain the gain Kp from the loop gain.

【0005】又、従来の自動チューニング機能におい
て、制御対象部位の入出力ゲインは、バルブの種類又は
バルブの種類に関するパラメータをポジショナに教える
ことにより演算により求めていた。そのため、バルブの
種類によるパラメータ、例えば、定格サプライ圧、スプ
リングレンジ等や、バルブの型名から制御対象部位のゲ
インを計算するのに必要な情報を予めポジショナ自身が
持っているデータベースから抽出して制御に必要なゲイ
ンKpの値を演算により求める必要がある。このような
方法の場合、次のような問題点がある。 作業者はバルブに関する情報をポジショナに教える又
は入力しなければならない。 この結果、インスタレーションの工数かかる。 入力間違いなど人的ミスが生じてしまう。 設定値と実際のゲインとは必ずしも一致せず、バラツ
キを持っている。従って、チューニングが出来ない。
[0005] In the conventional automatic tuning function, the input / output gain of the control target portion is obtained by calculation by instructing the positioner of the type of valve or a parameter relating to the type of valve. For this reason, parameters necessary for calculating the gain of the controlled part from the valve type, such as the rated supply pressure, the spring range, etc., are extracted from the database that the positioner itself has in advance. It is necessary to obtain the value of the gain Kp required for control by calculation. Such a method has the following problems. The operator must teach or enter information about the valve to the positioner. As a result, the man-hour for installation is increased. A human error such as an input error occurs. The set value does not always match the actual gain, and has a variation. Therefore, tuning cannot be performed.

【0006】従って、従来の自動チューニング機能に制
御対象部位の入出力ゲイン測定機能を付加することによ
り、より正確で、より効率的な自動チューニング方法を
実現させることに解決しなければならない課題を有す
る。
Therefore, there is a problem to be solved in that a more accurate and more efficient automatic tuning method is realized by adding a function of measuring the input / output gain of the control target part to the conventional automatic tuning function. .

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係るバルブポジショナは次に示す構成にす
ることである。
In order to solve the above problems, a valve positioner according to the present invention has the following configuration.

【0008】(1)バルブの弁開度を設定する入力信号
と、前記バルブの弁開度を検出する位置センサと、前記
位置センサにより得られた弁開度信号と前記入力信号と
の偏差から前記バルブの弁開度を前記入力信号に一致さ
せるように制御演算して制御信号を生成する制御演算部
と、前記制御信号に基づいた空気流量を生成する電空変
換機構部と、前記電空変換機構部において生成された空
気流量に基づく空気圧を前記バルブに供給する圧力増幅
器とからなるバルブポジショナであって、前記電空変換
機構部と前記圧力増幅器と前記位置センサとバルブとで
構成されている制御対象部位は、自動設定信号を受けた
ときに、前記制御対象部位のゲインを測定するゲイン測
定手段を持つことを特徴とするバルブポジショナ。 (2)(1)記載のバルブポジショナにおいて、前記ゲ
イン測定手段は、前記制御対象部位の前記ゲインを前記
制御演算部の制御信号と、前記位置センサの弁開度信号
とから測定することを特徴とするバルブポジショナ。 (3)(1)記載のバルブポジショナにおいて、前記ゲ
イン測定手段は、第一の前記制御演算部の制御信号Mv
(1)を出力してそのときの前記位置センサの弁開度信
号をPv(1)として記憶し、第二の制御信号Mv
(2)を出力してそのときの前記位置センサの弁開度信
号をPv(2)として記憶し、制御信号Mv(1)とM
v(2)の変化量と弁開度信号Pv(1)とPv(2)
の変化量から、前記制御対象部位のゲインを測定するこ
とを特徴とするバルブポジショナ。 (4)(1)記載のバルブポジショナにおいて、前記ゲ
イン測定手段は、前記制御演算部の制御信号の初期値M
v(0)を出力して前記位置センサの弁開度信号Pv
(0)が動作領域にあることを確認し、第一の前記制御
演算部の制御信号Mv(1)を出力して前記位置センサ
の弁開度信号をPv(1)として記憶し、第二の制御信
号Mv(2)を前記制御信号Mv(0)からMv(1)
に変化させた方向と同一方向に変化させて前記位置セン
サの弁開度信号をPv(2)とし記憶し、制御信号Mv
(1)とMv(2)の変化量と、弁開度信号Pv(1)
とPv(2)の変化量から前記制御対象部位のゲインを
測定することを特徴とするバルブポジショナ。 (5)(1)記載のバルブポジショナにおいて、前記ゲ
イン測定手段は、前記制御対象部位のゲインを前記入力
信号と前記弁開度信号とから測定することを特徴とする
バルブポジショナ。 (6)(1)記載のバルブポジショナにおいて、前記制
御演算部は少なくとも比例制御演算を行うとともに、前
記ゲイン測定手段は、第一の前記入力信号Sp(1)を
前記制御演算部に与えてそのときの前記弁開度信号をP
v(1)として記憶し、第二の前記入力信号Sp(2)
を前記制御演算部に与えて前記弁開度信号をPv(2)
として記憶し、入力信号Sp(1)とSp(2)、弁開
度信号Pv(1)とPv(2)から前記制御対象部位の
ゲインを測定することを特徴とするバルブポジショナ。 (7)(1)記載のバルブポジショナにおいて、前記制
御演算部は少なくとも比例制御演算を行うとともに、前
記ゲイン測定手段は、前記入力信号の初期値Sp(0)
を前記制御演算部に与えて前記弁開度信号Pv(0)が
動作領域にあることを確認してから、第一の入力信号S
p(1)を前記制御演算部に与えてそのときの前記弁開
度信号Pv(1)を記憶し、第二の入力信号Sp(2)
を前記入力信号Sp(0)からSp(1)に変化させた
方向と同一方向に変化させてそのときの前記弁開度信号
Pv(2)を記憶し、前記入力信号Sp(1)とSp
(2)、弁開度信号Pv(1)とPv(2)とから前記
制御対象部位のゲインを測定することを特徴とするバル
ブポジショナ。
(1) An input signal for setting a valve opening of a valve, a position sensor for detecting the valve opening of the valve, and a deviation between the valve opening signal obtained by the position sensor and the input signal. A control operation unit configured to generate a control signal by performing a control operation so that the valve opening degree of the valve matches the input signal; an electro-pneumatic conversion mechanism unit that generates an air flow rate based on the control signal; A valve positioner comprising a pressure amplifier that supplies air pressure based on the air flow rate generated in the conversion mechanism to the valve, the valve positioner including the electro-pneumatic conversion mechanism, the pressure amplifier, the position sensor, and a valve. The controlled position portion has a gain measuring means for measuring a gain of the controlled portion when receiving an automatic setting signal. (2) In the valve positioner according to (1), the gain measuring unit measures the gain of the control target portion from a control signal of the control calculation unit and a valve opening signal of the position sensor. And a valve positioner. (3) In the valve positioner according to (1), the gain measuring means includes a control signal Mv of the first control operation unit.
(1) is output and the valve opening signal of the position sensor at that time is stored as Pv (1), and the second control signal Mv
(2) is output and the valve opening signal of the position sensor at that time is stored as Pv (2), and the control signals Mv (1) and Mv (1) are stored.
The amount of change in v (2) and valve opening signals Pv (1) and Pv (2)
A gain of the control target portion is measured from a change amount of the valve positioner. (4) In the valve positioner according to (1), the gain measuring means includes an initial value M of a control signal of the control operation unit.
v (0) to output the valve opening signal Pv of the position sensor.
(0) is confirmed to be in the operation area, the control signal Mv (1) of the first control calculation unit is output, the valve opening signal of the position sensor is stored as Pv (1), From the control signal Mv (0) to the control signal Mv (1).
The valve opening degree signal of the position sensor is stored as Pv (2) while being changed in the same direction as the direction in which the control signal Mv is changed.
(1) The change amount of Mv (2) and the valve opening signal Pv (1)
And measuring a gain of the control target portion from a change amount of Pv (2). (5) The valve positioner according to (1), wherein the gain measuring means measures a gain of the control target portion from the input signal and the valve opening signal. (6) In the valve positioner according to (1), the control operation unit performs at least a proportional control operation, and the gain measurement unit supplies the first input signal Sp (1) to the control operation unit, and When the valve opening signal is P
v (1) and stores the second input signal Sp (2)
Is given to the control operation unit, and the valve opening signal is obtained as Pv (2)
A valve positioner which stores the gain of the control target part from the input signals Sp (1) and Sp (2) and the valve opening signals Pv (1) and Pv (2). (7) In the valve positioner according to (1), the control calculation unit performs at least a proportional control calculation, and the gain measuring unit determines an initial value Sp (0) of the input signal.
To the control calculation unit to confirm that the valve opening signal Pv (0) is in the operating region,
p (1) is given to the control operation unit, the valve opening signal Pv (1) at that time is stored, and the second input signal Sp (2)
Is changed in the same direction as the direction in which the input signal Sp (0) is changed to Sp (1), and the valve opening signal Pv (2) at that time is stored, and the input signals Sp (1) and Sp (1) are changed.
(2) A valve positioner characterized by measuring a gain of the control target portion from a valve opening signal Pv (1) and Pv (2).

【0009】このように、従来の自動チューニング機能
に、制御対象部位の入力ゲイン測定機能を付加したこと
によ、より正確且つより効率的な自動チューニングを行
うことができるようになる。
As described above, by adding the function of measuring the input gain of the control target portion to the conventional automatic tuning function, more accurate and more efficient automatic tuning can be performed.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るバルブポジシ
ョナの実施の形態について図面を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a valve positioner according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0011】バルブポジショナ100は、図1に示すよ
うに、入力信号SPを入力する信号受信装置110と、
この信号受信装置110で受信した信号(入力信号S
p)とフィードバック信号である弁開度信号PVを入力
して制御信号MVを生成する制御演算装置120と、制
御信号MVに基いて空気圧を調整する電空変換機構部2
10と、該変換された空気圧の圧力を増幅する圧力増幅
器220と、ステムの変位信号を検出する位置センサ2
30とから構成されている。この圧力増幅器220で増
幅された空気圧はバルブ310に供給され、図示しない
ステムの変化をリンク機構320を通じて位置センサー
230に伝達する。この中で電空変換機構部210、圧
力増幅器220、バルブ310、リンク機構320、位
置センサ230が制御対象部位200となる。又、バル
ブ310、リンク機構320が実際に駆動するバルブ機
構300である。
As shown in FIG. 1, the valve positioner 100 includes a signal receiving device 110 for inputting an input signal SP,
The signal received by the signal receiving device 110 (the input signal S
p) and a control operation device 120 that receives the valve opening signal PV as a feedback signal to generate a control signal MV, and an electropneumatic conversion mechanism 2 that adjusts air pressure based on the control signal MV.
10, a pressure amplifier 220 for amplifying the pressure of the converted air pressure, and a position sensor 2 for detecting a displacement signal of the stem.
30. The air pressure amplified by the pressure amplifier 220 is supplied to the valve 310, and the change in the stem (not shown) is transmitted to the position sensor 230 through the link mechanism 320. Among them, the electropneumatic conversion mechanism 210, the pressure amplifier 220, the valve 310, the link mechanism 320, and the position sensor 230 are the control target parts 200. Further, the valve 310 and the link mechanism 320 are the valve mechanism 300 that is actually driven.

【0012】図2は、このような構成からなるバルブポ
ジショナの各コンポーネントから生成される信号の記号
で表したものであり、コントローラ(制御演算装置)1
20はKp、制御信号Mvの単位はmA、電空変換機構
部210はGfmで出力する信号はkpa、圧力増幅器
220はGprで出力はkpa、バルブ310はGvで
その出力の単位はmm、リンク機構320はGlnで単
位はdeg、位置センサ230はGsで単位はVであ
る。
FIG. 2 shows the signals generated from the components of the valve positioner having such a configuration by using symbols of a controller (control arithmetic unit) 1.
20 is Kp, the unit of the control signal Mv is mA, the signal output by the electropneumatic conversion mechanism 210 is Gfm, kpa, the pressure amplifier 220 is Gpr, the output is kpa, the valve 310 is Gv, the output unit is mm, and the link is The mechanism 320 is Gln and the unit is deg. The position sensor 230 is Gs and the unit is V.

【0013】このようにして記号により表したバルブポ
ジショナにおいて、制御対象部位200のゲイン(Gf
w)は、次の式で求めることができる。
In the valve positioner thus represented by the symbol, the gain (Gf
w) can be obtained by the following equation.

【0014】 Gfw=Gfm×Gpr×Gv×Gln×Gs(V/mA)・・・・(式1)Gfw = Gfm × Gpr × Gv × Gln × Gs (V / mA) (Equation 1)

【0015】一方、系の一巡ループゲインGloop
は、次の式で求めることができる。 Gloop=Kp×Gfw・・・・・・(式2)
On the other hand, the loop gain Gloop of the system
Can be obtained by the following equation. Group = Kp × Gfw (2)

【0016】従って、設定したいゲインGloopが決
まり、制御対象部位200のゲインGfwが求まれば、
コントローラ120のゲインKpは次の式で求めること
ができる。
Accordingly, if the gain Gloop to be set is determined and the gain Gfw of the control target portion 200 is obtained,
The gain Kp of the controller 120 can be obtained by the following equation.

【0017】 Kp=Gloop/Gfw・・・・・・(式3)Kp = Group / Gfw (Equation 3)

【0018】さて、本発明は、自動チューニングをする
際に、自動設定信号(自動チューニングを行う際の信
号)を受けたときに、制御対象部位200のゲインGf
wを測定して自動チューニングできるようにしたことで
ある。この、制御対象部位200のゲインGfwを求め
る手法については2通りあり、第1の測定手法は制御信
号Mvと弁開度信号Pvを用いて求める手法、第2の測
定手法は入力信号Spと弁開度信号Pvを用いて求める
手法である。
Now, according to the present invention, when performing automatic tuning, when an automatic setting signal (a signal for performing automatic tuning) is received, the gain Gf
This is to enable automatic tuning by measuring w. There are two methods for obtaining the gain Gfw of the control target portion 200, a first measurement method using the control signal Mv and the valve opening signal Pv, and a second measurement method using the input signal Sp and the valve signal. This is a method of obtaining using the opening signal Pv.

【0019】先ず、第1の測定手法である制御信号Mv
と弁開度信号Pvを用いて制御対象部位200のゲイン
Gfwを求める手法は、図3に示すように、系を開ルー
プにしてコントローラ(電空変換機構部)210の出力
である制御信号Mvの値から位置センサ230の出力値
である弁開度信号Pvの値の入出力特性を測定すること
によりゲインGfwを求める。従って、制御信号Mvの
値をある一定量変化させ、弁開度信号Pvの変化量を測
定することによりゲインGfwを求めることができ、そ
の式は次に示すようになる。
First, the control signal Mv, which is the first measurement technique, is used.
As shown in FIG. 3, a method of obtaining the gain Gfw of the control target part 200 using the control signal Mv which is an output of the controller (electro-pneumatic conversion mechanism) 210 by using the The gain Gfw is obtained by measuring the input / output characteristics of the value of the valve opening signal Pv, which is the output value of the position sensor 230, from the value of. Therefore, the gain Gfw can be obtained by changing the value of the control signal Mv by a certain amount and measuring the amount of change in the valve opening signal Pv. The equation is as follows.

【0020】 Gfw =(Pv(1)−Pv(2))/(Mv(1)−Mv(2))・・・・(式4)Gfw = (Pv (1) −Pv (2)) / (Mv (1) −Mv (2)) (Equation 4)

【0021】しかし、この測定には、外乱が混在してい
るので、正確には測定できない場合がある。外乱を相殺
する手法として、今、図4に示すように、外乱D1
(s)〜D4(s)が存在しているものとする。
However, in this measurement, disturbance may be mixed, so that accurate measurement may not be performed. As a method of canceling the disturbance, as shown in FIG.
It is assumed that (s) to D4 (s) exist.

【0022】制御信号Mv(s)から弁開度信号Pv
(s)までの演算式は、外乱が無い場合には、以下に示
す式により求めることができる。 Pv(s)=Gfm×Gpr×Gv×Gln×Gs×Mv(s) =Gfw×Mv(s)・・・・・(式5)
From the control signal Mv (s), the valve opening signal Pv
The arithmetic expression up to (s) can be obtained by the following expression when there is no disturbance. Pv (s) = Gfm × Gpr × Gv × Gln × Gs × Mv (s) = Gfw × Mv (s) (Equation 5)

【0023】上記図4に示す外乱D1(s)〜D4
(s)が存在しているとして、外乱の総和をDsumと
すると、次の式で表すことができる。
The disturbances D1 (s) to D4 shown in FIG.
Assuming that (s) exists, the sum of the disturbances is represented by Dsum, and can be expressed by the following equation.

【0024】 Dsum(s)=D1(s)×Gpr×Gv×Gln×Gs +D2(s)×Gv×Gln×Gs +D3(s)×Gln×Gs +D4(s)×Gs・・・・・・・(式6)Dsum (s) = D1 (s) × Gpr × Gv × Gln × Gs + D2 (s) × Gv × Gln × Gs + D3 (s) × Gln × Gs + D4 (s) × Gs ...・ (Equation 6)

【0025】従って、弁開度信号Pv(s)は、次の式
で表すことができる。 Pv(s)=Gfw×Mv(s)+Dsum(s)・・・・・(式7)
Therefore, the valve opening signal Pv (s) can be expressed by the following equation. Pv (s) = Gfw × Mv (s) + Dsum (s) (7)

【0026】このような式を参酌するに、Dsum
(s)を変化させずに、Mv(s)、Pv(s)の状態
を変化させれば、Dsum(s)は相殺できる。具体的
に示せば、 Pv(1)=Gfw×Mv(1)+Dsum(1)・・・・(式8) Pv(2)=Gfw×Mv(2)+Dsum(2)・・・・(式9)
Considering such an equation, Dsum
If the states of Mv (s) and Pv (s) are changed without changing (s), Dsum (s) can be offset. Specifically, Pv (1) = Gfw × Mv (1) + Dsum (1) (Equation 8) Pv (2) = Gfw × Mv (2) + Dsum (2) (Equation 8) 9)

【0027】いま、Dsum(1)=Dsum(2)で
あるから、式8、式9からDsumを相殺できる。
Now, since Dsum (1) = Dsum (2), Dsum can be canceled from Expressions 8 and 9.

【0028】Pv(1)−Pv(2)=Gfw×(Mv
(1)−Mv(2)) となる。従って、ゲインGfwは上述した式4と同じ式
になる。
Pv (1) -Pv (2) = Gfw × (Mv
(1) −Mv (2)). Therefore, the gain Gfw is the same as the above-described equation (4).

【0029】ここで、Dsumを変化させずに、制御信
号Mv、弁開度信号Pv(s)の状態を変化させる方法
について述べる。
Here, a method of changing the states of the control signal Mv and the valve opening signal Pv (s) without changing Dsum will be described.

【0030】Dsum(s)はさまざまな外乱が想定さ
れるが、Dsum(s)に占める割合が最も大きいと考
えられる外乱は、系に存在するヒステリシスである。従
って、測定を行う前に、このヒステリシスをリセットす
る作業を行えばよい。
Although various disturbances are assumed for Dsum (s), the disturbance that is considered to have the largest proportion of Dsum (s) is the hysteresis existing in the system. Therefore, before performing the measurement, an operation of resetting the hysteresis may be performed.

【0031】図5に示すフローチャートは、このヒステ
リシスをリセットする手順を示したものであり、図6を
参照して以下説明する。
The flowchart shown in FIG. 5 shows a procedure for resetting the hysteresis, which will be described below with reference to FIG.

【0032】先ず、コントローラ(制御演算装置)を開
ループにする(ステップST110)。そして、制御信
号Mvにある任意の初期値Mv値を与える(ステップS
T120)。そしてフィードバック信号である弁開度信
号Pvの値を監視して、弁開度信号Pvの値が安定する
のを待つ(ステップST130、ST140)。
First, the controller (control arithmetic unit) is opened (step ST110). Then, an arbitrary initial value Mv value is given to the control signal Mv (Step S
T120). Then, the value of the valve opening signal Pv, which is a feedback signal, is monitored, and the system waits until the value of the valve opening signal Pv stabilizes (steps ST130 and ST140).

【0033】弁開度信号Pvが安定したならば、この安
定した状態を監視しながら、弁開度信号Pvに変化がな
い場合には、弁開度信号Pvが変化するまで、制御信号
Mvを一方方向に変化させる(ステップST150、S
T160、ST170)。
When the valve opening signal Pv is stable, the control signal Mv is monitored until the valve opening signal Pv changes if the valve opening signal Pv does not change while monitoring this stable state. Change in one direction (step ST150, S
T160, ST170).

【0034】ステップST160において、もし、弁開
度信号Pvが変化した時、即ち、弁解度信号Pvが制御
信号Mvに追従したときに、一方方向に変化させている
制御信号Mvの変化を止める(ステップST180)。
この状態のときに、ヒステリシスがリセットされたこと
になる。
In step ST160, if the valve opening signal Pv changes, that is, if the valve opening signal Pv follows the control signal Mv, the change of the control signal Mv that is changing in one direction is stopped ( Step ST180).
In this state, the hysteresis has been reset.

【0035】そして、再度、弁開度信号Pv値を監視し
て弁開度信号Pvが安定するのを待つ(ステップST1
90、ST200)。弁開度信号Pvが安定した場合に
は、制御信号Mv(1)、弁開度信号Pv(1)の値を
測定する(ステップST200、ST210)。
Then, the value of the valve opening signal Pv is monitored again to wait for the valve opening signal Pv to stabilize (step ST1).
90, ST200). When the valve opening signal Pv is stabilized, the values of the control signal Mv (1) and the valve opening signal Pv (1) are measured (steps ST200 and ST210).

【0036】そして、再度、制御信号Mvを変化させた
方向と同じ方向にある一定量変化させる(ステップST
220)。そして、弁開度信号Pvの値を監視し、弁開
度信号Pvの値が変化しない場合には、制御信号Mvの
値を前回と同じ一方方向に変化させて弁開度信号Pvの
値の変化を監視する(ステップST230、ST24
0、ST250)。
Then, the control signal Mv is changed again by a certain amount in the same direction as the changed direction (step ST).
220). Then, the value of the valve opening signal Pv is monitored, and if the value of the valve opening signal Pv does not change, the value of the control signal Mv is changed in the same one direction as the previous time to change the value of the valve opening signal Pv. Monitor the change (steps ST230 and ST24)
0, ST250).

【0037】ステップST240において、弁開度信号
Pvの値が一定以上変化した時には、一方方向に変化さ
せている制御信号Mvの変化を止める(ステップST2
60)。そして、再度、弁開度信号Pvの値の変化を監
視しながら、弁開度信号Pvの値が安定するまで監視を
続ける(ステップST270、ST280)。
In step ST240, when the value of the valve opening signal Pv has changed by a certain amount or more, the change of the control signal Mv being changed in one direction is stopped (step ST2).
60). Then, while monitoring the change in the value of the valve opening signal Pv again, monitoring is continued until the value of the valve opening signal Pv is stabilized (steps ST270 and ST280).

【0038】ステップST280において、弁開度信号
Pvの値が安定したならば制御信号Mv(2)、弁開度
信号Pv(2)の値を測定する(ステップST29
0)。このようにして得られた制御信号Mv(1)、M
v(2)、弁開度信号Pv(1)、Pv(2)から制御
対象部位のゲインGfwを得るための演算を行い、外乱
であるヒステリシスをリセットして自動チューニングを
行うことができるのである(ステップST300)。
In step ST280, if the value of the valve opening signal Pv is stabilized, the values of the control signal Mv (2) and the valve opening signal Pv (2) are measured (step ST29).
0). The control signals Mv (1), M thus obtained
Calculation for obtaining the gain Gfw of the control target portion is performed from v (2) and the valve opening signals Pv (1) and Pv (2), and the automatic tuning can be performed by resetting the hysteresis which is a disturbance. (Step ST300).

【0039】又、このようにしてヒステリシスをリセッ
トすることができるとしても、入出力特性に存在するヒ
ステリシスや不感帯は、その性質上、出力値が変化する
方向を反転させるときに、入力値を変化させても、出力
が変化しない特性を持つ。従って、上述したようにヒス
テリシスをリセットするためには、同じ方向に、Pv値
が働くようにMv値を変化させて測定すればよいわけで
あるが、以下に示す欠点が存在する。
Even if the hysteresis can be reset in this manner, the hysteresis and dead zone existing in the input / output characteristics may cause the input value to change when reversing the direction in which the output value changes. Even if it does, it has the characteristic that the output does not change. Therefore, in order to reset the hysteresis as described above, the measurement may be performed by changing the Mv value so that the Pv value works in the same direction, but has the following disadvantages.

【0040】1)測定は、開ループで行わなければなら
ないので、弁開度信号Pvの値を測定レンジに入れるの
が難しい。 2)開ループでは、弁開度信号Pvの値が安定するまで
に時間がかかるので測定に時間がかかってしまう。 3)フォワードゲインは通常高いので、測定誤差が大き
くなってしまう。
1) Since the measurement must be performed in an open loop, it is difficult to put the value of the valve opening signal Pv into the measurement range. 2) In the open loop, it takes time for the value of the valve opening signal Pv to stabilize, so that it takes time for measurement. 3) Since the forward gain is usually high, the measurement error increases.

【0041】このような問題を解決する第2の測定方法
は、上述した図2に示すように、測定は閉ループで行
い、コントローラ(制御演算装置)120を比例制御す
るものであり、入力信号Sp(s)をある一定の値であ
るとすると、弁開度信号Pv(s)は次の式により求め
ることができる。この時の値Kp’は測定のために予め
用意した既知の値を用いる。
As shown in FIG. 2 described above, the second measuring method for solving such a problem is to perform the measurement in a closed loop, and to proportionally control the controller (control operation unit) 120, and to input the signal Sp. Assuming that (s) is a certain value, the valve opening signal Pv (s) can be obtained by the following equation. At this time, a known value prepared in advance for the measurement is used as the value Kp '.

【0042】 Pv(s)={(Kp’×Gfm×Gpr×Gv×Gin×Gs)/ (1+Kp’×Gfm×Gpr×Gv×Gln×Gs)} ×Sp(s)・・・・(式10)Pv (s) = {(Kp ′ × Gfm × Gpr × Gv × Gin × Gs) / (1 + Kp ′ × Gfm × Gpr × Gv × Gln × Gs)} × Sp (s) 10)

【0043】Gfw=Gfm×Gpr×Gv×Gin×
Gs であるので、式10は次の式のように表すことができ
る。
Gfw = Gfm × Gpr × Gv × Gin ×
Since Gs, Equation 10 can be expressed as the following equation.

【0044】 Pv(s)=Kp’×Gfw/(1+Kp’×Gfw)×Sp(s)・式11Pv (s) = Kp ′ × Gfw / (1 + Kp ′ × Gfw) × Sp (s) · Equation 11

【0045】この式11をゲインGfwの式で表すと次
の式12のようになる。
Expression 11 is expressed by the following expression 12 when expressed by the expression of gain Gfw.

【0046】 Gfw=Pv(s)/(Kp’×(Sp(s)−Pv(s))・・・・式12Gfw = Pv (s) / (Kp ′ × (Sp (s) −Pv (s)) Equation 12

【0047】ここで、弁開度信号Pv(s)、入力信号
Sp(s)、Kp’は既知であるため、ゲインGfwは
計算により求めることができる。
Here, since the valve opening signal Pv (s), the input signal Sp (s), and Kp 'are known, the gain Gfw can be obtained by calculation.

【0048】この第2の測定手法の測定原理は、既に述
べたように入力信号Spと弁開度信号Pvを用いて制御
対象部位のゲインGfwを求める手法であり、コントロ
ーラ120を比例制御にして入力信号Spの値から位置
センサ230の出力値である弁開度信号Pvの値の入出
力特性を測定するようにしたものである。従って、入力
信号Spの値をある一定量変化させ、弁開度信号Pvの
変化量を測定することによりゲインGfwを得るように
する。
The measuring principle of the second measuring method is a method of obtaining the gain Gfw of the control target portion using the input signal Sp and the valve opening signal Pv as described above. The input / output characteristic of the value of the valve opening signal Pv which is the output value of the position sensor 230 is measured from the value of the input signal Sp. Therefore, the gain Gfw is obtained by changing the value of the input signal Sp by a certain amount and measuring the amount of change in the valve opening signal Pv.

【0049】ところが、この測定手法においても、図7
に示すように、系の中にはヒステリシス等の外乱が一切
存在しない場合であればこの手法でゲインGfwは計算
できるが。実際は多くの外乱は存在する。
However, even in this measuring method, FIG.
As shown in (1), if there is no disturbance such as hysteresis in the system, the gain Gfw can be calculated by this method. In fact, there are many disturbances.

【0050】D1(s)、D2(s)、D3(s)、D
4(s)が外乱であるとして、これらを集約してDsu
m(s)とすると、上述した式6と同じ式6’を得るこ
とができる。
D1 (s), D2 (s), D3 (s), D
Assuming that 4 (s) is a disturbance, these are aggregated and Dsu
Assuming that m (s), Expression 6 ′ that is the same as Expression 6 described above can be obtained.

【0051】 Dsum(s)=D1(s)×Gpr×Gv×Gln×Gs +D2(s)×Gv×Gln×Gs +D3(s)×Gln×Gs +D4(s)×Gs・・・・・・・(式6’)Dsum (s) = D1 (s) × Gpr × Gv × Gln × Gs + D2 (s) × Gv × Gln × Gs + D3 (s) × Gln × Gs + D4 (s) × Gs ...・ (Equation 6 ′)

【0052】この式6’を式12に代入すれば、次の式
13を得ることができる。 Pv(s)=(Kp’×Gfw×Sp(s)+Dsum(s)) /(1+Kp’×Gfw) ・・・・・(式13)
By substituting equation (6 ') into equation (12), the following equation (13) can be obtained. Pv (s) = (Kp ′ × Gfw × Sp (s) + Dsum (s)) / (1 + Kp ′ × Gfw) (Equation 13)

【0053】従って、Dsum(s)は未知なので、ゲ
インGfwは求まらない。Dsum(s)を変化させず
に、弁開度信号Pv(s)、入力信号Sp(s)の条件
を変化させれば、Dsum(s)を相殺できる。
Therefore, since Dsum (s) is unknown, the gain Gfw cannot be obtained. If the conditions of the valve opening signal Pv (s) and the input signal Sp (s) are changed without changing Dsum (s), Dsum (s) can be canceled.

【0054】即ち、上述の式13をDsum(s)の式
で表すと次の式14になる。 Dsum(s)=Pv(s) −Kp’×Gfw×(Sp(s)−Pv(s))・・(式14 )
That is, when the above equation 13 is represented by the equation of Dsum (s), the following equation 14 is obtained. Dsum (s) = Pv (s) −Kp ′ × Gfw × (Sp (s) −Pv (s)) (Equation 14)

【0055】この式14において、第一の状態を入力信
号Sp(1)、弁開度信号Pv(1)、Dsum(1)
とし、第二の状態を入力信号Sp(2)、弁開度信号P
v(2)、Dsum(2)とすると次の式15及び式1
6を得ることができる。
In the equation (14), the first state is represented by the input signal Sp (1), the valve opening signal Pv (1), and the Dsum (1).
And the second state is the input signal Sp (2) and the valve opening signal P
If v (2) and Dsum (2), the following Expression 15 and Expression 1
6 can be obtained.

【0056】 Dsum(1)=Pv(1) −Kp’×Gfw×(Sp(1)−Pv(1))・・(式15) Dsum(2)=Pv(2) −Kp’×Gfw×(Sp(2)−Pv(2))・・(式16)Dsum (1) = Pv (1) −Kp ′ × Gfw × (Sp (1) −Pv (1)) (Equation 15) Dsum (2) = Pv (2) −Kp ′ × Gfw × (Sp (2) -Pv (2)) (Equation 16)

【0057】いま、Dsumが変化しないように、入力
信号Sp、弁開度信号Pvの状態を変化させたのである
から、Dsum(1)=Dsum(2)となる。従っ
て、((式15)-(式16))は、 Pv(1)−Pv(2)−Kp’×Gfw×{(Sp
(1)−Pv(1))}‐{(Sp(2)−Pv
(2))}=0
Since the states of the input signal Sp and the valve opening signal Pv are changed so that Dsum does not change, Dsum (1) = Dsum (2). Therefore, ((Equation 15)-(Equation 16)) is: Pv (1) −Pv (2) −Kp ′ × Gfw × {(Sp
(1) -Pv (1))}-{(Sp (2) -Pv
(2))} = 0

【0058】従って、 Gfw={Pv(1)−Pv(2)} /[{Sp(1)−Pv(1)}−{Sp(2)−Pv(2)}]×Kp’ ・・・(式17)Therefore, Gfw = {Pv (1) −Pv (2)} / [{Sp (1) −Pv (1)} − {Sp (2) −Pv (2)}] × Kp ′ (Equation 17)

【0059】更に、定常偏差Err(s)=Sp(s)
−Pv(s)であるので、式17は次の式18になる。
Further, the steady state error Err (s) = Sp (s)
Since −Pv (s), Expression 17 becomes Expression 18 below.

【0060】 Gfw={Pv(1)−Pv(2)} /{Err(1)−Err(2)}×Kp’・・・・・(式18)Gfw = {Pv (1) −Pv (2)} / {Err (1) −Err (2)} × Kp ′ (Equation 18)

【0061】即ち、この式18の意味するところは、弁
開度信号Pvの値の変化量と、定常偏差の変化量によ
り、ゲインGfwを求めることができる。従って、Ds
um(s)を変化させずに、入力信号Sp(s)、弁開
度信号Pv(s)の状態を変化させて制御対象部位のゲ
インを測定するためには、さまざまな外乱のうち、Ds
um(s)に占める割合が最も大きいと考えられる系に
存在するヒステリシスをリセットすれば良い。
That is, the meaning of the equation 18 means that the gain Gfw can be obtained from the variation of the value of the valve opening signal Pv and the variation of the steady-state deviation. Therefore, Ds
In order to measure the gain of the control target portion by changing the states of the input signal Sp (s) and the valve opening signal Pv (s) without changing um (s), it is necessary to use Ds among various disturbances.
It is only necessary to reset the hysteresis existing in the system that is considered to have the largest proportion of um (s).

【0062】このヒステリシスをリセットする具体的な
手法、即ち、入力信号Spと弁開度信号Pvとから制御
対象部位200のゲインGfwを求める手法を、図8の
フローチャートに基づいて、図9を参照して以下説明す
る。
A specific method of resetting the hysteresis, that is, a method of obtaining the gain Gfw of the control target portion 200 from the input signal Sp and the valve opening signal Pv is described with reference to FIG. This will be described below.

【0063】先ず、コントローラ(制御演算装置)を比
例制御にして、初期値の入力信号Spを与える(ステッ
プST310、ST320)。そして、フィードバック
信号である弁開度信号Pvの値を監視して、弁開度信号
Pvの値が安定するのを待つ(ステップST330、S
T340)。
First, the controller (control arithmetic unit) is set to proportional control, and an input signal Sp of an initial value is given (steps ST310 and ST320). Then, the value of the valve opening signal Pv, which is a feedback signal, is monitored, and the system waits for the value of the valve opening signal Pv to stabilize (steps ST330 and ST330).
T340).

【0064】ステップST340において、弁開度信号
Pvが安定したならば、安定している弁開度信号Pvの
値を監視しながら、弁開度信号Pvが変化するまで入力
信号Spを一方方向に変化させる(ステップST35
0、ST360、ST370)。
If the valve opening signal Pv is stable in step ST340, the input signal Sp is moved in one direction until the valve opening signal Pv changes while monitoring the value of the stable valve opening signal Pv. (Step ST35)
0, ST360, ST370).

【0065】ステップST360において、もし、弁開
度信号Pvが変化した時には、一方方向に変化させてい
る入力信号Spを止める(ステップST380)。
In step ST360, if the valve opening signal Pv changes, the input signal Sp that is changing in one direction is stopped (step ST380).

【0066】そして、再度弁開度信号Pv値を監視して
弁開度信号Pvが安定するのを待つ(ステップST39
0、ST400)。
Then, the value of the valve opening signal Pv is monitored again to wait for the valve opening signal Pv to stabilize (step ST39).
0, ST400).

【0067】ステップST390において、弁開度信号
Pvが安定した場合には、第一の入力信号Sp(1)、
第一の弁開度信号Pv(1)の値を測定する(ステップ
ST410)。
In step ST390, when the valve opening signal Pv is stable, the first input signal Sp (1),
The value of the first valve opening signal Pv (1) is measured (step ST410).

【0068】そして、更に、入力信号Spの値を同じ方
向に一定量変化させる(ステップST420)。そし
て、弁開度信号Pvの値を監視し、弁開度信号Pvの値
が変化しない場合には、入力信号Spの値を同一方向に
変化させて弁開度信号Pvの値の変化を監視する(ステ
ップST430、ST440、ST450)。
Then, the value of the input signal Sp is changed by a fixed amount in the same direction (step ST420). Then, the value of the valve opening signal Pv is monitored, and if the value of the valve opening signal Pv does not change, the value of the input signal Sp is changed in the same direction to monitor the change in the value of the valve opening signal Pv. (Steps ST430, ST440, ST450).

【0069】ステップST440において、弁開度信号
Pvの値が一定以上変化した時には、入力信号Spの一
方方向への変化を止める(ステップST460)。そし
て、再度、弁開度信号Pvの値の変化を監視して、弁開
度信号Pvの値が安定するまで監視を続ける(ステップ
470、ST480)。
In step ST440, when the value of the valve opening signal Pv has changed by a certain value or more, the change of the input signal Sp in one direction is stopped (step ST460). Then, a change in the value of the valve opening signal Pv is monitored again, and monitoring is continued until the value of the valve opening signal Pv is stabilized (steps 470 and ST480).

【0070】ステップST480において、弁開度信号
Pvの値が安定したならば第二の入力信号Sp(2)、
第二の弁開度信号Pv(2)の値を測定する(ステップ
ST490)。
In step ST480, if the value of the valve opening signal Pv is stabilized, the second input signal Sp (2)
The value of the second valve opening signal Pv (2) is measured (step ST490).

【0071】このようにして得られた入力信号Sp
(1)、Sp(2)、弁開度信号Pv(1)、Pv
(2)から制御対象部位のゲインGfwを得るための演
算を行う(ステップST500)。
The input signal Sp thus obtained is
(1), Sp (2), valve opening signal Pv (1), Pv
The calculation for obtaining the gain Gfw of the control target part from (2) is performed (step ST500).

【0072】このように、入出力特性に存在するヒステ
リシスや不感帯は、その性質上出力値が変化する方向を
反転させるときに、入力値を変化させても出力が変化し
ない性質を持つ。従って、ヒステリシスをリセットする
ためには、同じ方向に弁開度信号Pvの値が働くように
入力信号Spの値を変化させれば良いのである。
As described above, the hysteresis and dead zone existing in the input / output characteristics have such a property that when the direction in which the output value changes is reversed, the output does not change even if the input value is changed. Therefore, in order to reset the hysteresis, the value of the input signal Sp may be changed so that the value of the valve opening signal Pv acts in the same direction.

【0073】以上2つの測定方法で述べたように、測定
する前に制御対象部位200のゲインGfwを測定する
ことによりヒステリシスをリセットすることが可能であ
り、この手法は、フィードバックループを形成する全て
の制御系に応用できる。特に系がサーボ系の場合、コン
トローラゲインのチューニングにはフォワードゲインを
知ることは重要であり、効果的である。
As described in the above two measurement methods, it is possible to reset the hysteresis by measuring the gain Gfw of the control target part 200 before the measurement. Can be applied to control systems. In particular, when the system is a servo system, it is important and effective to know the forward gain for tuning the controller gain.

【0074】図10は一般的な制御系のブロック図であ
り、入力信号Sp(s)と弁開度信号Pv(s)との偏
差を入力して制御信号Mvを生成するコントローラ10
0と、制御対象部位200と、制御対象部位200から
の信号により弁開度信号Pv(s)を生成するフィード
バック400とから構成されている。
FIG. 10 is a block diagram of a general control system. The controller 10 generates a control signal Mv by inputting a deviation between an input signal Sp (s) and a valve opening signal Pv (s).
0, a control target portion 200, and a feedback 400 that generates a valve opening signal Pv (s) based on a signal from the control target portion 200.

【0075】このような構成からなる制御系を実際に組
むときには、フィードバック400のゲインは設計値や
設定値で決定できるが、制御対象部位200のゲインが
特定できないことが多い。制御対象部位200のゲイン
の情報が欠如している場合、全体のループゲインがわか
らないので、コントローラ100のゲインチューニング
が感覚的になり、調整が難しくなる。のような場合、上
記2つの測定手法で制御対象部位200のゲインを測定
することにより、チューニングがより簡単で正確に行う
ことができるのである。
When a control system having such a configuration is actually constructed, the gain of the feedback 400 can be determined by a design value or a set value, but the gain of the control target portion 200 cannot be specified in many cases. When the information on the gain of the control target part 200 is lacking, the entire loop gain is not known, so that the gain tuning of the controller 100 becomes intuitive and the adjustment becomes difficult. In such a case, tuning can be performed more easily and accurately by measuring the gain of the control target portion 200 using the above two measurement methods.

【0076】[0076]

【発明の効果】上記説明したように、本発明のバルブポ
ジショナは、制御対象部位のゲインを測定することによ
り以下の効果がある。 1)作業者がバルブの特性などを入力しないですみ、ポ
ジショナのインスタレーション工数を削減できる。 2)実際の制御対象部位を測定するので正確なチューニ
ングを行うことができる。 3)入力間違いなど人的なミスがなくなる。
As described above, the valve positioner of the present invention has the following effects by measuring the gain of the control target portion. 1) The operator does not need to input the characteristics of the valve and the like, and the man-hour for installing the positioner can be reduced. 2) Since the actual control target part is measured, accurate tuning can be performed. 3) No human error such as incorrect input.

【0077】又、制御対象部位の測定を比例制御の閉ル
ープで行うようにすることで下記の効果がある。 1)弁開度信号Pvの値を測定レンジに入れるのが容易
になる。 2)比例制御を行っているので弁開度信号Pvが安定す
るまでにかかる時間を短くすることができる。 3)入力信号Spの値、弁開度信号Pvの値から制御対
象部位のゲインGfwを逆算しているので測定誤差が少
なくなる。
The following effects can be obtained by performing the measurement of the control target part in a closed loop of the proportional control. 1) It becomes easy to put the value of the valve opening signal Pv into the measurement range. 2) Since the proportional control is performed, the time required until the valve opening signal Pv becomes stable can be shortened. 3) Since the gain Gfw of the control target portion is calculated backward from the value of the input signal Sp and the value of the valve opening signal Pv, the measurement error is reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るバルブポジショナのブロック図で
ある。
FIG. 1 is a block diagram of a valve positioner according to the present invention.

【図2】同バルブポジショナを信号系で表したブロック
図である。
FIG. 2 is a block diagram showing the valve positioner in a signal system.

【図3】同第1の測定手法である開ループにして制御対
象部位のゲインGfwを求めるためのブロック図であ
る。
FIG. 3 is a block diagram for obtaining a gain Gfw of a control target portion in an open loop, which is the first measurement method.

【図4】同開ループで発生する外乱の様子を示したブロ
ック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a state of a disturbance generated in the open loop.

【図5】同測定前における外乱(主としてヒステリシ
ス)をリセットするために、開ループにして測定するた
めのフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart for performing measurement in an open loop to reset disturbance (mainly hysteresis) before the measurement.

【図6】同図5における開ループで測定する際の制御信
号Mvと弁開度信号Pvとの関係を時間軸で示したグラ
フである。
FIG. 6 is a graph showing a relationship between a control signal Mv and a valve opening signal Pv when measuring in an open loop in FIG. 5 on a time axis.

【図7】同第2の測定手法である、比例制御にて測定す
る際の外乱の様子を示したブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a state of a disturbance when performing measurement by proportional control, which is the second measurement method.

【図8】同測定前における外乱(主としてヒステリシ
ス)をリセットするために、比例制御にて測定する時の
フローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart when measuring by proportional control to reset disturbance (mainly hysteresis) before the measurement.

【図9】同比例制御で測定する際の入力信号Spと弁開
度信号Pvとの関係を時間軸で示したグラフである。
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the input signal Sp and the valve opening signal Pv when measuring by the same proportional control on the time axis.

【図10】一般的な制御系のブロック図である。FIG. 10 is a block diagram of a general control system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100;バルブポジショナ、110;信号受信装置、1
20;制御演算装置(コントローラ)、200;制御対
象部位、210;電空変換機構部、220;圧力増幅
器、230;位置センサ、300;バルブ機構、31
0;バルブ、320;リンク機構
100; valve positioner, 110; signal receiving device, 1
Reference Signs List 20: control operation device (controller), 200: control target part, 210; electro-pneumatic conversion mechanism part, 220; pressure amplifier, 230; position sensor, 300; valve mechanism, 31
0; valve, 320; link mechanism

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】バルブの弁開度を設定する入力信号と、前
記バルブの弁開度を検出する位置センサと、前記位置セ
ンサにより得られた弁開度信号と前記入力信号との偏差
から前記バルブの弁開度を前記入力信号に一致させるよ
うに制御演算して制御信号を生成する制御演算部と、前
記制御信号に基づいた空気流量を生成する電空変換機構
部と、前記電空変換機構部において生成された空気流量
に基づく空気圧を前記バルブに供給する圧力増幅器とか
らなるバルブポジショナであって、 前記電空変換機構部と前記圧力増幅器と前記位置センサ
とバルブとで構成されている制御対象部位は、自動設定
信号を受けたときに、前記制御対象部位のゲインを測定
するゲイン測定手段を持つことを特徴とするバルブポジ
ショナ。
An input signal for setting a valve opening of a valve; a position sensor for detecting the valve opening of the valve; and a deviation between the valve opening signal obtained by the position sensor and the input signal. A control operation unit that generates a control signal by performing a control operation so that the valve opening of the valve matches the input signal; an electro-pneumatic conversion mechanism unit that generates an air flow rate based on the control signal; A valve positioner including a pressure amplifier that supplies air pressure based on an air flow rate generated in a mechanism unit to the valve, the valve positioner including the electropneumatic conversion mechanism unit, the pressure amplifier, the position sensor, and a valve. A valve positioner, wherein the control target portion has gain measuring means for measuring a gain of the control target portion when receiving an automatic setting signal.
【請求項2】上記請求項1のバルブポジショナにおい
て、前記ゲイン測定手段は、前記制御対象部位の前記ゲ
インを前記制御演算部の制御信号と、前記位置センサの
弁開度信号とから測定することを特徴とするバルブポジ
ショナ。
2. The valve positioner according to claim 1, wherein said gain measuring means measures said gain of said controlled object part from a control signal of said control calculation part and a valve opening signal of said position sensor. A valve positioner characterized by the following.
【請求項3】上記請求項1のバルブポジショナにおい
て、前記ゲイン測定手段は、第一の前記制御演算部の制
御信号Mv(1)を出力してそのときの前記位置センサ
の弁開度信号をPv(1)として記憶し、第二の制御信
号Mv(2)を出力してそのときの前記位置センサの弁
開度信号をPv(2)として記憶し、制御信号Mv
(1)とMv(2)の変化量と弁開度信号Pv(1)と
Pv(2)の変化量から、前記制御対象部位のゲインを
測定することを特徴とするバルブポジショナ。
3. The valve positioner according to claim 1, wherein said gain measuring means outputs a control signal Mv (1) of said first control operation section and outputs a valve opening signal of said position sensor at that time. Pv (1), outputs the second control signal Mv (2), stores the valve opening signal of the position sensor at that time as Pv (2), and outputs the control signal Mv
(1) A valve positioner, wherein a gain of the control target portion is measured from a change amount of Mv (2) and a change amount of the valve opening signals Pv (1) and Pv (2).
【請求項4】上記請求項1のバルブポジショナにおい
て、前記ゲイン測定手段は、前記制御演算部の制御信号
の初期値Mv(0)を出力して前記位置センサの弁開度
信号Pv(0)が動作領域にあることを確認し、第一の
前記制御演算部の制御信号Mv(1)を出力して前記位
置センサの弁開度信号をPv(1)として記憶し、第二
の制御信号Mv(2)を前記制御信号Mv(0)からM
v(1)に変化させた方向と同一方向に変化させて前記
位置センサの弁開度信号をPv(2)とし記憶し、制御
信号Mv(1)とMv(2)の変化量と、弁開度信号P
v(1)とPv(2)の変化量から前記制御対象部位の
ゲインを測定することを特徴とするバルブポジショナ。
4. The valve positioner according to claim 1, wherein said gain measuring means outputs an initial value Mv (0) of a control signal of said control operation section to output a valve opening signal Pv (0) of said position sensor. Is in the operating range, the control signal Mv (1) of the first control operation unit is output, the valve opening signal of the position sensor is stored as Pv (1), and the second control signal Mv (2) is converted from the control signal Mv (0) by M
v (1), the valve opening signal of the position sensor is stored as Pv (2), and the control signals Mv (1) and Mv (2) are changed. Opening signal P
A valve positioner characterized in that a gain of the control target part is measured from a change amount of v (1) and Pv (2).
【請求項5】上記請求項1のバルブポジショナにおい
て、前記ゲイン測定手段は、前記制御対象部位のゲイン
を前記入力信号と前記弁開度信号とから測定することを
特徴とするバルブポジショナ。
5. The valve positioner according to claim 1, wherein said gain measuring means measures a gain of said controlled part from said input signal and said valve opening signal.
【請求項6】上記請求項1のバルブポジショナにおい
て、前記制御演算部は少なくとも比例制御演算を行うと
ともに、前記ゲイン測定手段は、第一の前記入力信号S
p(1)を前記制御演算部に与えてそのときの前記弁開
度信号をPv(1)として記憶し、第二の前記入力信号
Sp(2)を前記制御演算部に与えて前記弁開度信号を
Pv(2)として記憶し、入力信号Sp(1)とSp
(2)、弁開度信号Pv(1)とPv(2)から前記制
御対象部位のゲインを測定することを特徴とするバルブ
ポジショナ。
6. The valve positioner according to claim 1, wherein said control operation unit performs at least proportional control operation, and said gain measuring means outputs said first input signal S.
p (1) is given to the control calculation unit, the valve opening signal at that time is stored as Pv (1), and the second input signal Sp (2) is given to the control calculation unit to open the valve. The degree signal is stored as Pv (2), and the input signals Sp (1) and Sp (1) are stored.
(2) A valve positioner characterized in that the gain of the control target portion is measured from the valve opening signals Pv (1) and Pv (2).
【請求項7】上記請求項1のバルブポジショナにおい
て、前記制御演算部は少なくとも比例制御演算を行うと
ともに、前記ゲイン測定手段は、前記入力信号の初期値
Sp(0)を前記制御演算部に与えて前記弁開度信号P
v(0)が動作領域にあることを確認してから、第一の
入力信号Sp(1)を前記制御演算部に与えてそのとき
の前記弁開度信号Pv(1)を記憶し、第二の入力信号
Sp(2)を前記入力信号Sp(0)からSp(1)に
変化させた方向と同一方向に変化させてそのときの前記
弁開度信号Pv(2)を記憶し、前記入力信号Sp
(1)とSp(2)、弁開度信号Pv(1)とPv
(2)とから前記制御対象部位のゲインを測定すること
を特徴とするバルブポジショナ。
7. The valve positioner according to claim 1, wherein the control operation unit performs at least a proportional control operation, and the gain measuring unit supplies an initial value Sp (0) of the input signal to the control operation unit. The valve opening signal P
After confirming that v (0) is in the operation region, the first input signal Sp (1) is supplied to the control operation unit, and the valve opening signal Pv (1) at that time is stored, and The second input signal Sp (2) is changed in the same direction as the direction in which the input signal Sp (0) is changed from Sp (0) to Sp (1), and the valve opening signal Pv (2) at that time is stored. Input signal Sp
(1) and Sp (2), valve opening signal Pv (1) and Pv
(2) A valve positioner for measuring the gain of the control target portion from the following.
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