JP2010086426A - 圧力コントローラ及び整圧設備 - Google Patents

Abstract

【課題】コストアップを招くことなく、モータの作動時に発生するヒステリシスによる目標設定圧力に対する設定圧力のずれの発生を防止して設定圧力を目標設定圧力に調整することができる圧力コントローラの提供。
【解決手段】設定圧力を目標設定圧力に調整するべく、圧力設定バネ１４の圧縮量を調整自在な圧力調整ネジ１６を回転させるモータ１７の作動を制御するモータ制御部１８と、設定圧力を目標設定圧力に調整したときに、モータ１７の作動時に発生するヒステリシスにより設定圧力が目標設定圧力からずれるずれ量に関するずれ量情報を入手する情報入手部１９とを備え、モータ制御部１８は、情報入手部１９にて入手したずれ量情報に基づいて、設定圧力を目標設定圧力とするための圧力補正量を求め、その求めた圧力補正量を補正するようにモータ１７の作動を制御するヒステリシス補正処理を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧力設定バネを備えて流体供給路の二次側圧力を設定圧力に調整自在な整圧器について、その整圧器の設定圧力を制御する圧力コントローラ、及び、整圧設備に関する。

上記のような整圧器を備えた整圧設備では、例えば、流体供給路の整圧器よりも下流側を複数の分岐路に分岐してそれら複数の分岐路の夫々を各需要家に接続することにより、複数の需要家に天然ガス等の流体を供給するように構成されている。そして、整圧器によりそれよりも下流側の二次側圧力を上流側の一次側圧力よりも低圧の設定圧力に調整することにより、各需要家に供給する流体圧力が一定範囲内となるようにしている。
整圧器の設定圧力については、常時、一定の圧力にするのではなく、負荷に応じて変更する目標設定圧力に設定圧力を調整している。例えば、流体供給路にて天然ガス等の流体を複数の需要家に供給するものでは、夕方等の多くの需要が見込まれる時間帯には負荷が高くなり、各需要家に対するガスの供給圧力が低下する可能性が生じる。そこで、夕方等の多くの需要が見込まれる時間帯には、設定圧力を高圧の目標設定圧力に調整し、それ以外の時間帯には、設定圧力を低圧の目標設定圧力に調整することが求められている。よって、従来の整圧設備では、例えば、時間帯によって変更する目標設定圧力に設定圧力を調整するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。

設定圧力を目標設定圧力に調整するために、整圧器の圧力設定バネの圧縮量を調整自在な圧力調整ネジが備えられており、この圧力調整ネジを回転させるモータが設けられている。そして、圧力コントローラには、モータの作動を制御するモータ制御部が備えられており、このモータ制御部が、モータを作動させて圧力調整ネジの回転角度を調整し、その回転角度が目標設定圧力に対応する目標回転角度となるようにモータを作動させることにより、設定圧力を目標設定圧力に調整している（例えば、特許文献２参照。）。

実公昭６３−２４４８９号公報 特開昭６２−４０５１０号公報

上記特許文献２に記載の如く、設定圧力を目標設定圧力に調整するときには、モータを作動させることになるが、モータの駆動軸のガタやギアのバックラッシ等によりモータの作動時に圧力調整ネジの回転角度にヒステリシスが生じることになる。そして、設定圧力を目標設定圧力に調整したときに、このヒステリシスによって設定圧力が目標設定圧力からずれてしまい、設定圧力を目標設定圧力に調整できなくなる。

そこで、ヒステリシスによる目標設定圧力に対する設定圧力のずれの発生を防止するために、ギアの形状を工夫したり、駆動軸等の各部品を高精度加工することが考えられる。しかしながら、このような工夫や加工を行っても、ヒステリシスによる目標設定圧力に対する設定圧力のずれ量を小さくできるだけであり、そのずれ量をゼロとすることはできず、しかも、加工費等の増加によりコストアップを招いてしまう。

また、ヒステリシスによる目標設定圧力に対する設定圧力のずれの発生を防止するために、目標設定圧力に対して設定圧力のずれが生じる側にモータを回転させる場合には、所望の回転量よりも余分にモータを回転させたのち回転方向を逆転させることによって、モータが停止する直前の回転方向を一定方向とするようにモータの作動を制御するものがある。しかしながら、この場合には、モータを余分に回転させる行き過ぎ回転量として最適な回転量を求めるためには、さまざまな条件を考慮して求めることが必要であり、最適な回転量を容易に且つ精度よく求めることが難しかった。その為に、例えば、行き過ぎ回転量が大きくなり過ぎてしまうことがあり、このときには、一時的ではあるものの設定圧力が目標設定圧力に対して大きく行き過ぎて調整されることになる。

本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、コストアップを招くことなく、モータの作動時に発生するヒステリシスによる目標設定圧力に対する設定圧力のずれの発生を防止して、設定圧力を目標設定圧力に調整できる圧力コントローラを提供する点にある。

この目的を達成するために、本発明に係る圧力コントローラの特徴構成は、圧力設定バネを備えて流体供給路の二次側圧力を設定圧力に調整自在な整圧器について、その整圧器の設定圧力を制御する圧力コントローラにおいて、
前記設定圧力を目標設定圧力に調整するべく、前記圧力設定バネの圧縮量を調整自在な圧力調整ネジを回転させるモータの作動を制御するモータ制御部と、前記設定圧力を前記目標設定圧力に調整したときに、前記モータの作動時に発生するヒステリシスにより前記設定圧力が前記目標設定圧力からずれるずれ量に関するずれ量情報を入手する情報入手部とを備え、前記モータ制御部は、前記情報入手部にて入手した前記ずれ量情報に基づいて、前記設定圧力を前記目標設定圧力とするための圧力補正量を求め、その求めた圧力補正量を補正するように前記モータの作動を制御するヒステリシス補正処理を行うように構成されている点にある。

本特徴構成によれば、モータの作動時に発生するヒステリシスにより設定圧力が目標設定圧力からずれるずれ量に関するずれ量情報を情報入手部にて入手することができるので、モータ制御部は、その情報入手部にて入手したずれ量情報からどれだけの圧力を補正すれば設定圧力を目標設定圧力とすることができるかを容易に且つ正確に把握できる。よって、モータ制御部は、ヒステリシス補正処理を行うことにより、圧力補正量を容易に且つ正確に求めることができ、その正確に求めた圧力補正量を補正するようにモータの作動量やモータの作動の仕方等を制御することができる。これにより、ヒステリシスによる目標設定圧力に対する設定圧力のずれの発生を防止できる。
その結果、単に、モータ制御部がヒステリシス補正処理を行うという制御動作を追加するだけで、コストアップを招くことなく、設定圧力を目標設定圧力に調整することができる。

本発明に係る圧力コントローラの更なる特徴構成は、前記情報入手部は、前記整圧器の二次側圧力を検出する二次側圧力検出手段の出力信号を受信可能で、その受信する出力信号を前記ずれ量情報として入手するように構成され、前記モータ制御部は、前記ヒステリシス補正処理において、前記情報入手部にて入手した前記二次側圧力検出手段の出力信号と前記目標設定圧力とを比較して前記圧力補正量を求めるように構成されている点にある。

本特徴構成によれば、情報入手部が、二次側圧力検出手段の出力信号をずれ量情報として自動的に入手するので、情報入手部にてずれ量情報を容易に且つ正確に入手することができる。そして、モータ制御部は、情報入手部にて入手した二次側圧力検出手段の出力信号と目標設定圧力とを比較して、例えば、二次側圧力と目標設定圧力との差をそのまま圧力補正量として求めることができ、圧力補正量を容易に且つ正確に求めることができる。

本発明に係る圧力コントローラの更なる特徴構成は、前記情報入手部は、人為的な入力操作により前記整圧器の二次側圧力についての二次側圧力情報を前記ずれ量情報として入力可能に構成され、前記モータ制御部は、前記ヒステリシス補正処理において、前記情報入手部にて入手した前記二次側圧力情報と前記目標設定圧力とを比較して前記圧力補正量を求めるように構成されている点にある。

本特徴構成によれば、情報入手部に対して二次側圧力情報を入力可能とするだけで、情報入手部がずれ量情報を入手することができる。よって、情報入手部にてずれ量情報を入手するための構成の簡素化を図ることができる。そして、上述と同様に、モータ制御部は、例えば、二次側圧力と目標設定圧力との差をそのまま圧力補正量として求めることができ、圧力補正量を容易に且つ正確に求めることができる。

本発明に係る圧力コントローラの更なる特徴構成は、前記情報入手部は、人為的な入力操作により前記モータの作動時のヒステリシスにより前記設定圧力が前記目標設定圧力からずれる圧力ずれ量を示す圧力ずれ量情報を前記ずれ量情報として入力可能に構成され、前記モータ制御部は、前記ヒステリシス補正処理において、前記情報入手部にて入手した前記圧力ずれ量情報が示すずれ量を前記圧力補正量として求めるように構成されている点にある。

本特徴構成によれば、圧力ずれ量情報を実験や経験等により予め求めておき、その予め求めた圧力ずれ量情報を情報入手部に対して入力可能とするだけで、情報入手部がずれ量情報を入手することができる。そして、圧力ずれ量情報は、設定圧力を目標設定圧力とするためのずれ量を示す情報であるので、モータ制御部は、情報入手部にて入手した圧力ずれ量情報をそのまま圧力補正量として求めることができる。よって、情報入手部にてずれ量情報を入手するための構成の簡素化を図りながら、圧力補正量の演算の簡素化をも図ることができる。

本発明に係る圧力コントローラの更なる特徴構成は、前記モータ制御部は、前記ヒステリシス補正処理において、前記設定圧力を前記目標設定圧力に調整するときの前記モータの作動量を前記圧力補正量に相当する分だけ補正し、その補正した作動量に基づいて前記モータの作動を制御するように構成されている点にある。

本特徴構成によれば、設定圧力を目標設定圧力に調整するときのモータの作動量が設定されているが、モータ制御部は、その設定されているモータの作動量を圧力補正量に相当する分だけ補正する。これにより、ヒステリシスによる目標設定圧力に対する設定圧力のずれ量の大きさに対応して、モータの作動量を補正することができる。そして、モータ制御部は、設定圧力を目標設定圧力に調整するときに補正されたモータの作動量に基づいて、モータの作動量を制御するので、モータの作動量をヒステリシスによる目標設定圧力に対する設定圧力のずれの発生を的確に防止するための最適な作動量として、設定圧力を目標設定圧力に精度よく調整することができる。

本発明に係る圧力コントローラの更なる特徴構成は、前記モータ制御部は、前記ヒステリシス補正処理において、前記圧力補正量に相当する前記モータの補正用回転量を求め、前記目標設定圧力に対して前記設定圧力のずれが生じる側に前記モータを回転させる場合に、前記補正用回転量だけ余分に回転させたのち回転方向を逆転させて前記設定圧力を前記目標設定圧力に調整すべく、前記モータの作動を制御するように構成されている点にある。

本特徴構成によれば、モータ制御部は、目標設定圧力に対して設定圧力のずれが生じる側にモータを回転させる場合には、所望の回転量よりも余分にモータを回転させたのち回転方向を逆転させるようにモータの作動を制御する。これにより、モータが停止する直前の回転方向が一定方向となるようにして、ヒステリシスによる目標設定圧力に対する設定圧力のずれの発生を防止することができる。そして、モータ制御部は、圧力補正量に相当するモータの補正用回転量を求め、その求めた補正用回転量をモータを余分に回転させる行き過ぎ回転量としているので、行き過ぎ回転量として最適な回転量を容易に且つ精度よく求めることができる。その結果、一時的に設定圧力が目標設定圧力に対して大きく行き過ぎて調整されることを的確に防止できながら、設定圧力を目標設定圧力に調整することができる。さらにこの場合、モータが停止している状態であれば常に一定回転方向にヒステリシスがキャンセルされた状態を保持しているので、モータを自動的に操作する状態からモータを手動操作により操作する状態に切り換えた場合等に、ヒステリシスの状態を把握しながらモータの操作を容易に行うことができる。

本発明に係る圧力コントローラの更なる特徴構成は、前記モータ制御部は、前記整圧器の二次側圧力と前記目標設定圧力とを比較して前記モータの回転方向の一方側においてのみ前記目標設定圧力に対して二次側圧力が一定量だけずれている前記ヒステリシスによるヒステリシスずれ状態であると判別すると、前記ヒステリシス補正処理を行うように構成されている点にある。

ヒステリシスにより目標設定圧力に対して設定圧力がずれているヒステリシスずれ状態のときには、モータの回転方向の一方側においてのみ目標設定圧力に対して整圧器の二次側圧力が一定量だけずれている。よって、モータ制御部は、整圧器の二次側圧力と目標設定圧力とを比較することによって、ヒステリシスずれ状態であることを的確に判別することができる。そして、モータ制御部は、例えば、１日に１回等の周期的にヒステリシス補正処理を行うのではなく、ヒステリシスずれ状態であると判別したときにヒステリシス補正処理を行うので、無駄なヒステリシス補正処理の実行を防止しながら、ヒステリシスによる目標設定圧力に対する設定圧力のずれの発生を的確に防止することができる。

本発明に係る整圧設備の特徴構成は、上述の圧力コントローラの特徴構成の何れかを有する圧力コントローラを備え、前記流体供給路の途中に前記整圧器が設けられている点にある。

本特徴構成によれば、上述の圧力コントローラの特徴構成で述べた如く、モータ制御部がヒステリシス補正処理を行うという制御動作を追加するだけで、コストアップを招くことなく、設定圧力を目標設定圧力に調整することができる圧力コントローラを備えた整圧設備を実現できる。

本発明に係る圧力コントローラを備えた整圧設備の実施形態について図面に基づいて説明する。
この整圧設備は、流体を供給する流体供給路１の途中に設けられてその二次側圧力を設定圧力に調整する整圧器２と、その整圧器２の設定圧力を制御する圧力コントローラ３とを備えている。例えば、図示は省略するが、流体供給路１の整圧器２よりも下流側を複数の分岐路に分岐してそれら複数の分岐路の夫々を各需要家に接続することにより、複数の需要家に天然ガス等の流体を供給するように構成されている。そして、整圧器２によりそれよりも下流側の二次側圧力を上流側の一次側圧力よりも低圧の設定圧力に調整するように構成されている。

整圧器２としての主ガバナ４は、流体供給路１に設けられており、パイロットガバナ５は、主ガバナ４よりも流体供給路１の上流側から分岐されて主ガバナ４よりも流体供給路１の下流側に合流する分岐合流路６に設けられている。
主ガバナ４は、ダイヤフラム７にて弁体８を移動させて弁体８を開閉させるように構成されている。ダイヤフラム７は、弁体８を開き側に移動させるようにバネ９により付勢されている。ダイヤフラム８にて区画された圧力検出室１０には、分岐合流路６が接続されている。そして、分岐合流路６には、流体供給路１の分岐箇所６ａから圧力検出室１０に分岐接続される分岐接続箇所６ｂとの間に絞り１１が設けられている。
パイロットガバナ５は、主ガバナ４と同様に、パイロット用ダイヤフラム１２にてパイロット用弁体１３を移動させてパイロット用弁体１３を開閉させるように構成されている。パイロット用ダイヤフラム１２は、パイロット用弁体１３を開き側に移動させるようにパイロット用バネ１４により付勢されている。

主ガバナ４の下流側圧力となる整圧器２の二次側圧力が設定圧力よりも高い場合には、パイロットガバナ５におけるパイロット用圧力検出室１５の圧力が高く、その圧力によりパイロット用バネ１４の付勢力に抗してパイロット用弁体１３が閉じ側に移動する。これにより、主ガバナ４の圧力検出室１０の圧力は、流体供給路１の主ガバナ４よりも上流側の高圧の一次側圧力となり、バネ９の付勢力に抗して弁体８が閉じ側に移動する。その結果、整圧器２は停止している。
逆に、整圧器２の二次側圧力が設定圧力よりも低い場合には、パイロット用バネ１４の付勢力によりパイロット用弁体１３が開き側に移動する。これにより、分岐合流路６では、絞り１１により流体の流量が絞られているので、圧力検出室１０の流体がパイロットガバナ５の側に流動する。よって、圧力検出室１０の圧力が低下してバネ９の付勢力により弁体８が開き側に移動する。その結果、整圧器２の二次側圧力が上昇して設定圧力に調整される。

整圧器２の設定圧力については、常時、一定の圧力にするのではなく、負荷に応じて変更する目標設定圧力に設定圧力を調整している。例えば、ガス供給路では、多くの需要が見込まれる時間帯には負荷が大きくなるので、設定圧力を高圧の目標設定圧力に調整し、それ以外の時間帯には負荷が小さくなるので、設定圧力を低圧の目標設定圧力に調整している。よって、例えば、図２に示すように、時間帯によって変更する目標設定圧力に設定圧力を調整している。

パイロットガバナ５には、パイロット用バネ１４の圧縮量を調整する圧力調整ネジ１６、及び、圧力調整ネジ１６を回転させるモータ１７が設けられている。モータ１７にて圧力調整ネジ１６の回転量を調整することにより、パイロット用バネ１４の圧縮量を調整する。そして、パイロット用バネ１４の圧縮量を調整することによって、パイロット用弁体１３が開閉するときの整圧器２の二次側圧力を変更させることができる。その結果、整圧器２の設定圧力を変更することができる。このように、パイロット用バネ１４が圧力設定バネに相当し、モータ１７の作動により圧力調整ネジ１６の回転量を調整して、パイロット用バネ１４の圧縮量を調整することにより、整圧器２の設定圧力を変更するように構成されている。例えば、圧力調整ネジ１６の回転量を増加させるほど、整圧器２の設定圧力を高い圧力に変更することができる。

圧力コントローラ３には、モータ１７の作動を制御するモータ制御部１８、及び、各種情報を入手する情報入手部１９が備えられている。ここで、圧力コントローラ３は、例えば、モータ１７の作動を制御するモータ用コントローラにて構成したり、或いは、そのモータ用コントローラと、モータ用コントローラに接続可能なキーボード等の入力部を備えたパーソナルコンピュータとから構成することができる。また、情報入手部１９は、例えば、各種情報を入手するための入力ポートや入力インターフェースにて構成することができる。

モータ制御部１８は、実際に設定圧力を目標設定圧力に調整する調整時に使用する目標設定圧力と圧力調整ネジ１６の回転角度との関係を示す実調整用関係情報を記憶している。そして、モータ制御部１８は、その記憶している実調整用関係情報に基づいて設定圧力を目標設定圧力とするための目標回転角度を求め、圧力調整ネジ１６の回転角度が求めた目標回転角度となるように、モータ１７の作動量を検出する変位計２０の検出情報に基づいてモータ１７の作動量を制御するように構成されている。これにより、例えば、図２に示すように、時間帯によって目標設定圧力が変更しても、モータ制御部１８にてモータ１７の作動を制御することにより、設定圧力を目標設定圧力に調整することができる。

図３のフローチャートに基づいて、本願独特の構成である設定圧力を目標設定圧力に調整するための目標設定圧力と圧力調整ネジ１６の回転角度との関係を示す実調整用関係情報の設定及び補正について説明する。

設備の設置初期等に、モータ制御部１８は、実調整用関係情報を設定して記憶する実調整用関係情報設定処理を行う（＃１）。この実調整用関係情報設定処理については、設備の設置初期に限らず、実調整用関係情報を設定し直す必要が生じたときにも実行可能であり、必要に応じて実行することができる。

設定圧力を目標設定圧力に調整したときに、実際の整圧器２の二次側圧力が目標設定圧力からずれていることがある。そこで、例えば、実際に運転を開始させて設定期間（例えば１日間）が経過するたびに、モータ制御部１８は、実際の整圧器２の二次側圧力が目標設定圧力からずれている場合に、整圧器２の二次側圧力と目標設定圧力とを比較して、設定した実調整用関係情報が実際の使用に適した関係情報からずれている実調整用関係情報ずれ状態であるか、モータ１７を作動させるときのヒステリシスによるヒステリシスずれ状態であるか、又は、実調整用関係情報ずれ状態及びヒステリシスずれ状態の両方であるかを判別するずれ状態判別処理を行う（＃２）。

そして、モータ制御部１８は、ずれ状態判別処理において実調整用関係情報ずれ状態であると判別すると、実調整用関係情報が実際の使用に適した関係情報となるように、実調整用関係情報を補正する実調整用関係情報補正処理を行う（＃３，＃４）。モータ制御部１８は、実調整用関係情報補正処理を行うと、その後は、補正した実調整用関係情報に基づいて設定圧力を目標設定圧力に調整すべく、モータ１７の作動を制御する。
また、モータ制御部１８は、ずれ状態判別処理においてヒステリシスずれ状態であると判別すると、設定圧力を目標設定圧力とするための圧力補正量を求め、その求めた圧力補正量を補正すべく、モータ１７の作動を制御するヒステリシス補正処理を行う（＃５，＃６）。
モータ制御部１８は、ずれ状態判別処理において実調整用関係情報ずれ状態及びヒステリシスずれ状態の両方であると判別すると、実調整用関係情報補正処理及びヒステリシス補正処理の両方を行うことになる。

ここで、ずれ状態判別処理については運転開始から設定期間（例えば１日）が経過するたびに行うようにしているが、ずれ状態判別処理をどのようなタイミングで行うかは適宜変更することができる。例えば、作業者によりずれ状態判別処理の実行が指令されると、ずれ状態判別処理を行うこともできる。
実調整用関係情報補正処理については、ずれ状態判別処理の実行を前提として行うようにしているが、ずれ状態判別処理の実行にかかわらず、逐次行うようにすることもできる。また、ヒステリシス補正処理についても、実調整用関係情報補正処理と同様に、ずれ状態判別処理の実行にかかわらず、逐次行うようにすることもできる。
このように、ずれ状態判別処理、実調整用関係情報補正処理、及び、ヒステリシス補正処理の夫々について、実行するタイミングについては適宜変更が可能である。

以下、各処理について説明を加える。
〔実調整用関係情報設定処理〕
この実調整用関係情報設定処理では、情報入手部１９にて、目標設定圧力の変分と圧力調整ネジ１６の回転角度の変分との関係である単位変分当たりでの調整用傾きを決定するための調整用傾き決定情報、及び、現在の整圧器２の二次側圧力を示す現圧力情報を入手する。
現圧力情報については、流体供給路１に整圧器２の二次側圧力を検出する二次側圧力検出センサ２１（二次側圧力検出手段に相当する）が設けられており、情報入手部１９が、二次側圧力検出センサ２１の出力信号を受信することにより現圧力情報を入手する。
調整用傾き決定情報については、情報入手部１９が、人為的な入力操作により複数機種の整圧器から１つの機種の整圧器を選択した選択情報（例えば、機種名）を入力可能に構成されており、その入力された選択情報を調整用傾き決定情報として入手する。

モータ制御部１８は、図４（ａ）に示すように、整圧器の複数機種の夫々における機種別傾き（例えば、Ｋ１〜Ｋ４）を記憶している。そして、モータ制御部１８は、情報入手部１９が選択情報（例えば、機種名）を入手すると、その選択情報に基づく機種の機種別傾きを選択して、その選択した機種別傾きを調整用傾きとして決定する。例えば、機種名Ａの機種別傾きがＫ１であるときに、情報入手部１９に機種名Ａが入力されると、モータ制御部１８は、その機種名Ａの整圧器２の機種別傾きＫ１を調整用傾きＫとして決定する。

モータ制御部１８は、図４（ｂ）に示すように、決定した調整用傾きＫが示す直線が現在の二次側圧力と現在の圧力調整バネ１６の回転角度との交点Ｐを通るように、決定した調整用傾きＫが示す直線を移動させて実調整用関係情報Ｒを設定する。このようにして、モータ制御部１８は、情報入手部１９にて入手した調整用傾き決定情報に基づいて調整用傾きを決定し、その決定した調整用傾き、情報入手部１９にて入手した現圧力情報、並びに、現在の圧力調整ネジ１６の回転角度を示す現回転角度情報に基づいて、実調整用関係情報を設定する。

調整用傾き決定情報を入手するための構成については、別の構成を適応することができる。例えば、キーボード等の入力部を用いて作業者による人為的な入力操作により圧力調整ネジ１６の１回転当たりの目標設定圧力の圧力変化値を情報入手部１９に入力可能とする。情報入手部１９は、その入力された圧力変化値を調整用傾き決定情報として入手するように構成することができる。この場合には、図４（ｃ）に示すように、モータ制御部１８は、情報入手部１９にて入手した圧力調整ネジ１６の１回転当たりの目標設定圧力の圧力変更量をそのまま調整用傾きとして決定し、現在の二次側圧力と現在の圧力調整バネ１６の回転角度との交点Ｐを通り１回転当たりの目標設定圧力の圧力変更量Ｔを傾きとする直線を求め、その求めた直線を実調整用関係情報Ｒとして設定する。

また、入力部を用いて作業者による人為的な入力操作によりパイロット用バネ１４のバネ定数、圧力調整ネジ１６のネジピッチ、及び、パイロット用ダイヤフラム１２の有効面積を情報入手部１９に入力可能とする。情報入手部１９は、その入力されたバネ定数、ネジピッチ及び有効面積を調整用傾き決定情報として入手するように構成することができる。この場合には、モータ制御部１８は、情報入手部１９にて入手したバネ定数、ネジピッチ及び有効面積に基づいて、例えば、圧力調整ネジ１６の１回転当たりの目標設定圧力の圧力変更量を求め、その求めた圧力変更量を調整用傾きとして決定する。そして、モータ制御部１８は、図３（ｃ）と同様にして、決定した調整用傾き、現在の二次側圧力、及び、現在の圧力調整バネ１６の回転角度から、実調整用関係情報Ｒを設定する。

〔ずれ状態判別処理〕
このずれ状態判別処理は、例えば、運転開始から設定期間（例えば１日）が経過しており、図２に示すように、時間帯によって変更する複数の目標設定圧力に設定圧力を調整する運転を行ったのちに行う処理である。
ずれ状態判別処理では、情報入手部１９にて、複数の時刻の夫々における（例えば１時間ごとで１日間）整圧器２の二次側圧力についての圧力情報を入手する。この圧力情報の入手については、自動的又は作業者による人為的な入力操作により行うことができる。自動的に行う場合には、二次側圧力検出センサ２１の出力信号を受信することによりそのときの時刻と関係付けて整圧器２の二次側圧力を自動的に入手することができる。又、人為的な入力操作により行う場合には、例えば、二次側圧力センサ２１の出力信号をそのときの時刻と関連付けて逐次記憶する圧力監視装置等を設けており、圧力監視装置から得た複数の時刻の整圧器の二次側圧力を作業者が入力部を用いて入力操作することによって入手することができる。

情報入手部１９にて複数の時刻の夫々における整圧器２の二次側圧力についての圧力情報を入手すると、モータ制御部１８は、図５に示すように、複数の時刻の夫々における整圧器２の二次側圧力と目標設定圧力とを比較して、目標設定圧力を変更させたときの目標設定圧力の基準位置からの変更量と、実際の整圧器２の二次側圧力と目標設定圧力とのずれ量との関係がどのような関係になっているかを確認する。ここで、基準位置は、例えば、図４（ｂ）のＰ点の目標設定圧力とすることができる。そして、例えば、１時間ごとで１日間の整圧器２の二次側圧力を情報入手部１９にて入手したときには、１時間ごとに目標設定圧力の基準位置からの変更量とそのときの二次側圧力と目標設定圧力とのずれ量とをプロットすることにより、図５に示すように、１日における目標設定圧力の基準位置からの変更量と二次側圧力と目標設定圧力とのずれ量との関係がどのような傾向であるかを示すことができる。

図６に示すように、実際の整圧器２の二次側圧力から求められる一定の傾きをもった直線Ｒ１に対して設定した実調整用関係情報Ｒがずれている実調整用関係情報ずれ状態のときに、例えば、目標設定圧力をＭ１から変更させる場合に、その目標設定圧力の変更量を大きくすると実際の整圧器２の二次側圧力と目標設定圧力とのずれ量が大きくなり、逆に、目標設定圧力の変更量を小さくすると実際の整圧器２の二次側圧力と目標設定圧力とのずれ量も小さくなる。よって、実調整用関係情報ずれ状態のときには、目標設定圧力の変更量の大きさに応じて実際の整圧器２の二次側圧力と目標設定圧力とのずれ量の大きさも変化することになる。そこで、モータ制御部１８は、図５中実線や一点鎖線で示すように、目標設定圧力の変更量の大きさに応じて実際の整圧器２の二次側圧力と目標設定圧力とのずれ量の大きさが変化していると、実調整用関係情報ずれ状態であると判別する。つまり、モータ制御部１８は、実調整用関係情報Ｒの傾きＫに誤りがあると判別する。

モータ１７の駆動軸のガタやギアのバックラッシ等によるモータ１７の作動時に発生するヒステリシスによるヒステリシスずれ状態のときは、モータ１７の回転方向の一方側でのみ実際の整圧器２の二次側圧力と目標設定圧力との間にずれが生じ、しかも、そのずれ量は一定量となる。そこで、モータ制御部１８は、図５中点線で示すように、実際の整圧器２の二次側圧力と目標設定圧力とのずれがモータ１７の回転方向の一方側（図示したものではマイナス側）においてのみ生じており、そのずれ量が一定量であると、ヒステリシスずれ状態であると判別する。

また、モータ制御部１８は、図５中一点鎖線で示すように、目標設定圧力の変更量の大きさに応じてずれ量の大きさが変化しており、しかも、モータ１７の回転方向の一方側においてのみ一定量のずれが生じていると、実調整用関係情報ずれ状態及びヒステリシスずれ状態の両方であると判別する。

〔実調整用関係情報補正処理〕
この実調整用関係情報補正処理では、情報入手部１９にて、目標設定圧力を変更させたときの整圧器２の二次側圧力の実際変化量を入手する。この整圧器２の二次側圧力の実際変化量の入手については、上述のずれ状態判別処理における圧力情報の入手と同様に、自動的又は人為的な入力操作により行うことができる。
情報入手部１９にて目標設定圧力を変更させたときの整圧器２の二次側圧力の実際変化量を入手すると、モータ制御部１８は、目標設定圧力を変更させたときの変更量に相当する実調整用関係情報から求められる目標変更量、及び、情報入手部１９にて入手した整圧器２の二次側圧力の実際変化量に基づいて、実調整用関係情報を補正する。

図６に示すような実調整用関係情報ずれ状態であるときに、目標設定圧力をＭ１からＭ２に変更させたときを例に挙げて説明する。
目標設定圧力をＭ１からＭ２に変更させたときの変更量に相当する実調整用関係情報Ｒから求められる目標変更量はΔＰ１となり、整圧器２の二次側圧力の実際変化量はΔＰ２となる。モータ制御部１８は、下記の〔数１〕を用いて、目標変更量ΔＰ１、及び、実際変化量ΔＰ２に基づいて、実調整用関係情報Ｒの傾きＫを傾きＨに補正することにより、実調整用関係情報Ｒを直線Ｒ１に補正する。

〔数１〕
Ｈ＝Ｋ×（ΔＰ２／ΔＰ１）
ここで、Ｈは、補正後の圧力調整ネジ１６の１回転当たりの目標設定圧力の変更量であり、Ｋは、補正前の実調整用関係情報Ｒにおける圧力調整ネジ１６の１回転当たりの目標設定圧力の変更量であり、ΔＰ１は、目標設定圧力を変更させたときの変更量に相当する実調整用関係情報Ｒから求められる目標変更量であり、ΔＰ２は、整圧器２の二次側圧力の実際の変化量である。

〔ヒステリシス補正処理〕
このヒステリシス補正処理では、情報入手部１９にて、モータ１７の作動におけるヒステリシスにより設定圧力が目標設定圧力からずれたときのずれ量に関するずれ量情報を入手する。情報入手部１９は、二次側圧力検出センサ２１の出力信号を受信可能であり、その受信した出力信号をずれ量情報として入手するように構成されている。

図７に示すように、ヒステリシスずれ状態では、二次側圧力検出センサ２１の出力信号に基づく実際の二次側圧力（図中点線）が目標設定圧力（図中実線）に対してモータ１７の回転方向の一方側においてのみ一定量だけずれることになる。そこで、モータ制御部１８は、情報入手部１９にて入手した実際の二次側圧力と目標設定圧力とを比較して設定圧力を目標設定圧力とするための圧力補正量を求め、その求めた圧力補正量を補正するようにモータ１７の作動を制御する。

そして、圧力補正量に補正するようにモータ１７の作動を制御する構成として、モータ制御部１８は、設定圧力を目標設定圧力に調整するときのモータ１７の作動量を圧力補正量に相当する分だけ補正して、補正した作動量に基づいてモータ１７の作動を制御する。例えば、図７に示すものでは、目標設定圧力に対して実際の二次側圧力が低い側にずれているので、図８に示すように、圧力補正量に相当する分だけモータ１７を余分に回転させるようにモータ１７の作動量を補正すべく、実調整用関係情報Ｒを圧力補正量に相当する分だけ圧力調整ネジ１６の回転角度を大きくするように補正した直線Ｒ２とする。

ここで、ヒステリシスずれ状態では、モータ１７の回転方向の一方側においてのみずれが生じる。よって、モータ制御部１８は、図７において設定圧力を高い側に変更させて目標設定圧力に調整するときのように、ずれが生じる側にモータ１７を回転させて設定圧力を目標設定圧力に調整するときには、補正後のモータ１７の作動量（図８中Ｒ２参照）にてモータ１７の作動を制御する。逆に、モータ制御部１８は、図７において設定圧力を低い側に変更させて目標設定圧力に調整するときのように、ずれが生じる側とは逆方向にモータ１７を回転させて設定圧力を目標設定圧力に調整するときには、補正前のモータ１７の作動量（図８中Ｒ参照）にてモータ１７の作動を制御する。

モータ１７の作動におけるヒステリシスにより設定圧力が目標設定圧力からずれたときのずれ量に関するずれ量情報を入手するための構成については、別の構成を適応することができる。例えば、整圧器２の二次側圧力についての二次側圧力情報を作業者による人為的な入力操作により情報入手部１９に入力可能とし、情報入手部１９が、その入力された二次側圧力情報をずれ量情報として入手するように構成することができる。この場合には、モータ制御部１８は、上述と同様に、情報入手部１９にて入手した実際の二次側圧力と目標設定圧力とを比較して設定圧力を目標設定圧力とするための圧力補正量を求め、その求めた圧力補正量を補正するようにモータ１７の作動を制御する。

また、モータ１７の作動におけるヒステリシスにより設定圧力が目標設定圧力からずれる圧力ずれ量を示す圧力ずれ量情報を作業者による人為的な入力操作により情報入手部１９に入力可能とし、情報入手部１９が、その入力された圧力ずれ量情報をずれ量情報として入手するように構成することができる。ここで、圧力ずれ量情報については、例えば、駆動軸のガタやギアのバックラッシ等によるモータ１７を作動させるときのヒステリシスによって、設定圧力を目標設定圧力に調整したときにどれだけのずれ量が生じるかを実験や経験等により予め求めておき、その求めたずれ量を圧力ずれ量情報として入力することができる。この場合には、モータ制御部１８は、情報入手部１９にて入手した圧力ずれ量情報が示すずれ量をそのまま圧力補正量として求めるようにしている。

圧力補正量に補正するようにモータ１７の作動を制御するための構成についても、別の構成を適応することができる。例えば、モータ制御部１８は、圧力補正量に相当するモータ１７の補正用回転量を求め、目標設定圧力に対して設定圧力のずれが生じる側にモータ１７を回転させるときには、補正用回転量だけ余分に回転させたのち回転方向を逆転させて設定圧力を目標設定圧力に調整すべく、モータ１７の作動を制御するように構成することができる。

モータ制御部１８は、図７に示す例において設定圧力を高い側に変化させて目標設定圧力に調整するときのように、目標設定圧力に対して設定圧力のずれが生じる側にモータ１７を回転させて設定圧力を目標設定圧力に調整するときには、実調整用関係情報Ｒから求められる目標回転角度よりも補正用回転量だけ余分にモータ１７を回転させたのち、回転方向を逆転させて補正用回転量だけ戻すようにモータ１７を回転させることにより、圧力調整ネジ１６の回転角度が目標回転角度になるようにして、設定圧力を目標設定圧力に調整する。
逆に、モータ制御部１８は、図７に示す例において設定圧力を低い側に変化させて目標設定圧力に調整するときのように、目標設定圧力に対して設定圧力のずれが生じる側とは逆方向にモータ１７を回転させて設定圧力を目標設定圧力に調整するときには、当初から圧力調整ネジ１６の回転角度が実調整用関係情報Ｒから求められる目標回転角度になるようにモータ１７の作動を制御する。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、整圧器２の構成として、整圧器２の二次側圧力に基づいてパイロットガバナ４を開閉させて主ガバナ４の圧力検出室１０の圧力を変更させるようにしているが、例えば、パイロットガバナ５を設けずに、整圧器２の二次側圧力をそのまま主ガバナ４の圧力室に作用させるようにして、整圧器２の二次側圧力を設定圧力に調整することもできる。また、パイロットガバナ５を設ける場合でも、パイロットガバナ５に対してどのような圧力を作用させるかについては適宜変更が可能である。よって、整圧器２の構成としては、適宜変更が可能であり、上記実施形態で示した例に限られるものではない。

本発明は、圧力設定バネを備えて流体供給路の二次側圧力を設定圧力に調整自在な整圧器について、その整圧器の設定圧力を制御する圧力コントローラにおいて、コストアップを招くことなく、モータの作動時に発生するヒステリシスによる目標設定圧力に対する設定圧力のずれの発生を防止して、設定圧力を目標設定圧力に調整することができる各種の圧力コントローラ、及び、その圧力コントローラと整圧器とを備えた整圧設備に適応可能である。

整圧設備の概略構成を示す図 各時間帯における目標設定圧力の変化を示す図 実調整用関係情報の設定及び補正を示すフローチャート 圧力調整バネの回転角度と目標設定圧力との関係を示す図 目標設定圧力の変更量と、実際の整圧器の二次側圧力と目標設定圧力とのずれ量との関係を示す図 圧力調整バネの回転角度と目標設定圧力との関係を示す図 目標設定圧力及び整圧器の二次側圧力の時間経過に伴う変化を示す図 圧力調整バネの回転角度と目標設定圧力との関係を示す図

符号の説明

１ 流体供給路
２ 整圧器
３ 圧力コントローラ
１４ 圧力設定バネ（パイロット用バネ）
１８ モータ制御部
１９ 情報入手部
２１ 二次側圧力検出手段（二次側圧力検出センサ）

Claims (8)

1. 圧力設定バネを備えて流体供給路の二次側圧力を設定圧力に調整自在な整圧器について、その整圧器の設定圧力を制御する圧力コントローラであって、
   前記設定圧力を目標設定圧力に調整するべく、前記圧力設定バネの圧縮量を調整自在な圧力調整ネジを回転させるモータの作動を制御するモータ制御部と、
   前記設定圧力を前記目標設定圧力に調整したときに、前記モータの作動時に発生するヒステリシスにより前記設定圧力が前記目標設定圧力からずれるずれ量に関するずれ量情報を入手する情報入手部とを備え、
   前記モータ制御部は、前記情報入手部にて入手した前記ずれ量情報に基づいて、前記設定圧力を前記目標設定圧力とするための圧力補正量を求め、その求めた圧力補正量を補正するように前記モータの作動を制御するヒステリシス補正処理を行うように構成されている圧力コントローラ。
2. 前記情報入手部は、前記整圧器の二次側圧力を検出する二次側圧力検出手段の出力信号を受信可能で、その受信する出力信号を前記ずれ量情報として入手するように構成され、
   前記モータ制御部は、前記ヒステリシス補正処理において、前記情報入手部にて入手した前記二次側圧力検出手段の出力信号と前記目標設定圧力とを比較して前記圧力補正量を求めるように構成されている請求項１に記載の圧力コントローラ。
3. 前記情報入手部は、人為的な入力操作により前記整圧器の二次側圧力についての二次側圧力情報を前記ずれ量情報として入力可能に構成され、
   前記モータ制御部は、前記ヒステリシス補正処理において、前記情報入手部にて入手した前記二次側圧力情報と前記目標設定圧力とを比較して前記圧力補正量を求めるように構成されている請求項１に記載の圧力コントローラ。
4. 前記情報入手部は、人為的な入力操作により前記モータの作動時のヒステリシスにより前記設定圧力が前記目標設定圧力からずれる圧力ずれ量を示す圧力ずれ量情報を前記ずれ量情報として入力可能に構成され、
   前記モータ制御部は、前記ヒステリシス補正処理において、前記情報入手部にて入手した前記圧力ずれ量情報が示すずれ量を前記圧力補正量として求めるように構成されている請求項１に記載の圧力コントローラ。
5. 前記モータ制御部は、前記ヒステリシス補正処理において、前記設定圧力を前記目標設定圧力に調整するときの前記モータの作動量を前記圧力補正量に相当する分だけ補正し、その補正した作動量に基づいて前記モータの作動を制御するように構成されている請求項１〜４の何れか１項に記載の圧力コントローラ。
6. 前記モータ制御部は、前記ヒステリシス補正処理において、前記圧力補正量に相当する前記モータの補正用回転量を求め、前記目標設定圧力に対して前記設定圧力のずれが生じる側に前記モータを回転させる場合には、前記補正用回転量だけ余分に回転させたのち回転方向を逆転させて前記設定圧力を前記目標設定圧力に調整すべく、前記モータの作動を制御するように構成されている請求項１〜４の何れか１項に記載の圧力コントローラ。
7. 前記モータ制御部は、前記整圧器の二次側圧力と前記目標設定圧力とを比較して前記モータの回転方向の一方側においてのみ前記目標設定圧力に対して二次側圧力が一定量だけずれている前記ヒステリシスによるヒステリシスずれ状態であると判別すると、前記ヒステリシス補正処理を行うように構成されている請求項１〜６の何れか１項に記載の圧力コントローラ。
8. 請求項１〜７の何れか１項に記載の圧力コントローラを備え、前記流体供給路の途中に前記整圧器が設けられている整圧設備。

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