JP2005233285A - Valve positioner and valve-driving actuator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,バタフライバルブ,ボールバルブ等のバルブを駆動するためのバルブ駆動用アクチュエータ,該バルブ駆動用アクチュエータを駆動するポジショナに関し,特に,バルブのハンチングを抑制するための機能を持つバルブ駆動用アクチュエータ等に関するものである。 The present invention relates to a valve driving actuator for driving a valve such as a butterfly valve and a ball valve, and a positioner for driving the valve driving actuator, and more particularly to a valve driving actuator having a function for suppressing valve hunting. Etc.
上記のようなバルブ駆動用アクチュエータの異常の一例としてバルブのハンチングが挙げられる。こういったバルブのハンチングを自動的に検出し,危険防止のため,警報を発する技術がある(例えば,特許文献1または2参照)。このようなハンチングが発生する理由は,制御感度が高すぎることに起因する。即ち,バルブ開度の制御目標値に対する実際のバルブ開度に差異が生じた時,その差異を抑制するための制御信号が出力される。この差異の検出から上記差異をなくす方向に実際にアクチュエータを作動させる速度を制御感度という。この制御感度が高いほど俊敏な制御が達成されるが,この制御感度が機械の条件に対して適切に設定されていないとオーバーシュートによるハンチングを生じる。そこで,ハンチングを生じさせないためには,制御感度をあえて低くする,すなわち制御を遅くする設定を行うが,これをヒステリシス設定といい,その設定された遅れの割合(通常は百分率で表される)をヒステリシス値という。
このヒステリシス設定は,ヒステリシス設定用の専用機器を用いて行なわれており,この設定を変更するためには,該専用機器を持ち込まなければならないというのが現状である
一方,ハンチングが生じた際に,これを検出すると共に,ハンチングしない範囲で最高の制御感度となるよう自動的に制御感度を調整する技術もある(例えば,特許文献3参照)。
This hysteresis setting is performed using a dedicated device for hysteresis setting, and in order to change this setting, it is currently necessary to bring in the dedicated device. On the other hand, when hunting occurs In addition, there is a technique for detecting this and automatically adjusting the control sensitivity so as to obtain the highest control sensitivity in a range where hunting is not performed (for example, see Patent Document 3).
ところで,バルブ駆動用アクチュエータの設置環境を,空調による温度調整,除湿器・加湿器による湿度調整等により適切に管理しておけば,この環境に適した制御感度を一度設定すると,その後ハンチングが発生することは稀であり,制御感度(ヒステリシス値)設定を頻繁に変える必要はない。
したがって,設置環境が十分に管理された場所で使用されるバルブ駆動用アクチュエータにおいては,上記特許文献3に記載の発明のように自動的に制御感度を調整するバルブポジショナは,時として設備・コストの無駄となる場合もある。
一方,このような制御感度設定を変更する機能をまったく有していない場合,もしハンチングが生じた際には,制御感度設定用の専用機器を用いて設定変更を行わなければならないという煩わしさがあり,また作業時間も浪費することになる。
本発明は,以上のような従来技術の問題点を解決することを課題とするものである。
By the way, if the installation environment of the valve drive actuator is properly managed by adjusting the temperature by air conditioning, adjusting the humidity by the dehumidifier / humidifier, etc., once the control sensitivity suitable for this environment is set, hunting will occur afterwards. It is rare to change the control sensitivity (hysteresis value) setting frequently.
Therefore, in a valve drive actuator that is used in a place where the installation environment is sufficiently controlled, a valve positioner that automatically adjusts the control sensitivity as in the invention described in
On the other hand, if there is no such function to change the control sensitivity setting, if hunting occurs, there is the inconvenience that the setting must be changed using a dedicated device for setting the control sensitivity. There is also a waste of work time.
An object of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above.
上記課題を解決するために,本発明は,バルブの動作角度を検出する角度検出手段と,上記角度検出手段によるバルブ角度検出値に基づいてバルブ駆動用アクチュエータを制御する制御手段と,上記制御手段の制御感度を設定する感度設定手段とを備えてなるバルブポジショナにおいて,ユーザが上記感度設定手段における感度の設定値を手動で変更する手動感度設定調整手段を具備してなることを特徴とするバルブポジショナとして構成される。これにより,設備・コストの無駄を省くことができる。
上記手動感度設定値調整手段によって設定された制御感度を表示する表示手段を具備していれば望ましい。設定を目視で確認できるからである。
上記表示手段は一又は複数の発光ダイオードからなっていてもよい。
上記手動感度設定手段によって制御感度を設定する感度設定モードと通常の運転モードとを切り換えるモード切換スイッチを具備していれば,より安全に制御感度の設定変更作業を行なうことができる。
In order to solve the above problems, the present invention provides an angle detection means for detecting an operating angle of a valve, a control means for controlling a valve driving actuator based on a valve angle detection value by the angle detection means, and the control means. A valve positioner comprising a sensitivity setting means for setting the control sensitivity of the valve, wherein the user comprises a manual sensitivity setting adjustment means for manually changing a sensitivity setting value in the sensitivity setting means. Configured as a positioner. As a result, waste of equipment and costs can be eliminated.
It is desirable to have display means for displaying the control sensitivity set by the manual sensitivity set value adjusting means. This is because the setting can be confirmed visually.
The display means may be composed of one or a plurality of light emitting diodes.
If the mode changeover switch for switching between the sensitivity setting mode for setting the control sensitivity by the manual sensitivity setting means and the normal operation mode is provided, it is possible to change the control sensitivity setting more safely.
さらに,本発明は,以上のようなバルブポジショナを具備してなることを特徴とするバルブ駆動用アクチュエータとして捉えられても良い。 Furthermore, the present invention may be understood as a valve driving actuator comprising the valve positioner as described above.
以上のように本発明によれば,制御感度設定用の専用機器を用いることなく制御感度設定変更を行なうことができ,かつ自動制御感度調整を実行するための複雑な制御系を必要としないバルブポジショナであるため,設備・コストの無駄を省くことが可能である。また,上記制御系のプログラムが長文化することを避けることもでき,バグの原因およびプログラム容量の増大を防ぐこともできる。 As described above, according to the present invention, the control sensitivity setting can be changed without using a dedicated device for setting the control sensitivity, and a valve that does not require a complicated control system for performing the automatic control sensitivity adjustment. Because it is a positioner, it is possible to eliminate waste of equipment and costs. In addition, it is possible to prevent the control system program from growing for a long time, and it is possible to prevent the cause of bugs and the increase in program capacity.
続いて,添付図面を参照しつつ,本発明を具体化した実施の形態について説明し,本発明の理解に供する。尚,以下の実施の形態及び実施例は本発明を具体化した一例であって,本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに,図1は本発明の一実施形態に係るバルブ駆動用アクチュエータ用ポジショナの制御ブロック図,図2は制御感度(ヒステリシス値)テーブルの一例を示す概念図である。
図1に示すように,この実施形態に係るバルブ駆動用アクチュエータ(不図示)用ポジショナAは,判断回路1を中心として構成されている。
図外の目標値設定部からのバルブ開度設定値信号は,設定値入力回路2からポジショナAに入力される。入力された設定値信号は第1のA/D変換器3でデジタル信号に変換された後,制御感度調整部Tを経て上記判断回路1に入力される。
一方,モータMの出力軸に取り付けられた角度検出手段の一例である動作角度フィードバック信号発生器4により検出されたバルブ角度信号はフィードバック入力回路5に入力された後第2のA/D変換器6でデジタル信号に変換された後判断回路1に入力される。
上記判断回路1では,上記第1及び第2のA/D変換器3及び6からのデジタル信号の差分を算出し,モータ駆動回路7に送出する。モータ駆動回路7は,上記差分に従ってモータMを駆動する。これによりモータMは上記差分が小さくなる方向に回転し,上記モータに接続されたバルブ駆動用アクチュエータを介してバルブが,目標開度に近づくように駆動される。
上記制御感度調整部Tは,設定値とモータMの角度実測値との差を適用する速度,即ち制御感度(ヒステリシス値)を設定するもので,この制御感度調整部Tには,さらに制御感度(ヒステリシス値)テーブルを記憶した感度テーブル切換回路8が接続されている。制御感度(ヒステリシス値)テーブルは,図2に示すように,多段階のヒステリシス値と各ヒステリシス値を示すテーブル番号とが対となって記憶されている記憶手段により構成される。ユーザが図示しない操作部から手動で運転切換回路10を操作すると,その信号は上記感度テーブル切換回路8に伝送され,これによってテーブル番号が選択されると,制御感度調整部Tにおける制御感度がこれと対となったヒステリシス値に設定され(手動感度設定調整手段に相当),上記判断回路1はこのヒステリシス値に基づいて制御を遅らせる。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings to help understand the present invention. It should be noted that the following embodiments and examples are examples embodying the present invention and do not limit the technical scope of the present invention.
FIG. 1 is a control block diagram of a positioner for a valve driving actuator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a conceptual diagram showing an example of a control sensitivity (hysteresis value) table.
As shown in FIG. 1, a positioner A for a valve drive actuator (not shown) according to this embodiment is configured around a
Valve opening setting value signal from the target value setting section outside the figure, is input from the setting
On the other hand, the valve angle signal detected by the operating angle
The
The control sensitivity adjustment unit T sets the speed at which the difference between the set value and the actual measured value of the motor M is applied, that is, the control sensitivity (hysteresis value). The control sensitivity adjustment unit T further includes control sensitivity. A sensitivity
ここで,図1に示すように,上記制御感度(ヒステリシス値)調整部Tに表示回路9を接続しても良い。例えば,モニタ等の表示部(表示手段に相当)を設けて,ユーザが選択した入力感度テーブル番号や感度を表示する等の構成が考えられる。
これによって,ヒステリシス値の設定を目視で確認しながら設定変更を行なうことができ,設定の誤りを防止することができる。
さらに,上記表示手段を一又は複数の発光ダイオード(以下,LEDという)から構成しても良い。n個の発色モードをもつLEDをm個用いて表示手段を構成した場合nm通り(LED消灯状態も表示手段として利用する場合には(n+1)m通り)の設定値を表示することが可能であり,より簡易な構成で済むため好適である。
たとえば図3に示すように,3つの発色モード(赤,青,橙)を有するLEDを3つ(LED1,LED2,LED3)組み合わせて,選択されたヒステリシス値テーブル番号を,33=27通り(LED消灯状態も表示手段として利用する場合には(3+1)3=64通り)表示することが可能である。
例えば,LED1は環境に関する情報を,LED2はモータに関する情報を,LED3はバルブ側の情報を色で表示するような態様にしておけば,LED1〜3の色の組み合わせで,アクチュエータの運転状況を外部に表示することができる。そのような色の組み合わせとそれが意味する状況の組み合わせをリスト化したものをユーザが持っておいたり,アクチュエータに貼り付けいておいたりすることでユーザはアクチュエータの運転状況を外部から一目で察知することができ,故障を未然に防止することができる。
Here, as shown in FIG. 1, a
This makes it possible to change the setting while visually confirming the setting of the hysteresis value, and to prevent setting errors.
Furthermore, the display means may be composed of one or a plurality of light emitting diodes (hereinafter referred to as LEDs). If the LED with n color mode to constitute a display means with the m n m street (if LED off state also used as a display unit (n + 1) m street) capable of displaying the set value of This is preferable because a simpler configuration is sufficient.
For example, as shown in FIG. 3, by combining three LEDs (LED1, LED2, LED3) having three coloring modes (red, blue, orange), the selected hysteresis value table number is 3 3 = 27 ( When the LED is turned off as display means, (3 + 1) 3 = 64 ways) can be displayed.
For example, if LED1 displays information about the environment, LED2 displays information about the motor, and LED3 displays the information on the valve side in color, the operating status of the actuator can be externally determined by combining the colors of LEDs 1-3. Can be displayed. The user has a list of combinations of such colors and the meaning of the situation, or the user can stick to the actuator to detect the operating status of the actuator at a glance from the outside. It is possible to prevent failure.
また,図1に示すように運転切換回路10を感度テーブル切換回路8(モード切換スイッチ)に接続し,制御感度(ヒステリシス値)設定モードと通常の運転モードを切り換えることによって通常のアクチュエータ運転時にはヒステリシス値の設定変更ができないようにすることができ,運転中に設定変更をしてしまうという誤りを防止し,より安全にヒステリシス値の設定変更を行うことが可能となる。
この運転切換回路10を,図1に示す実施例のように,上記表示回路9に接続しておけば,制御感度(ヒステリシス値)設定モードであるか通常の運転モードであるかを前記表示手段によって表示することも可能である。
Further, as shown in FIG. 1, the
If the
また,この発明によるバルブポジショナAをそのままバルブ駆動用アクチュエータに適用することも可能である。 Further, the valve positioner A according to the present invention can be applied to a valve driving actuator as it is.
1…判断回路
2…設定値入力回路
3…A/D変換器
4…動作角度フィードバック信号発生器
5…フィードバック入力回路
6…A/D変換器
7…モータ駆動回路
8…感度テーブル切換回路
9…表示回路
10…運転切換回路
A…バルブポジショナ
M…モータ
T…制御感度調整部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
ユーザが上記感度設定手段における感度の設定値を手動で変更する手動感度設定調整手段を具備してなることを特徴とするバルブポジショナ。 An angle detection means for detecting an operating angle of the valve; a control means for controlling the valve drive actuator based on a detected value of the valve angle by the angle detection means; and a sensitivity setting means for setting the control sensitivity of the control means. In the valve positioner
A valve positioner comprising a manual sensitivity setting adjusting means for a user to manually change a sensitivity setting value in the sensitivity setting means.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009257471A (en) * | 2008-04-16 | 2009-11-05 | Kitz Corp | Control device and control method of electric actuator |
CN103498957A (en) * | 2013-09-12 | 2014-01-08 | 绥中泰德尔自控设备有限公司 | Control method of electric water valve actuator |
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- 2004-02-19 JP JP2004042318A patent/JP2005233285A/en active Pending
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