JP2011017442A - 遮断弁制御システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】遮断弁1と、遮断弁1の弁軸1bを回転制御するエアーシリンダー3およびエアーシリンダー3のシリンダーにエア供給源からのエアーの供給および排気を行う電磁弁を有し、遮断弁1の開度を制御する制御手段とを備えた遮断弁制御システムであって、遮断弁1の弁軸1bの変位を検出するポテンショメータと、制御手段で遮断弁1を全開から所定開度閉方向に作動させるように制御した際にポテンショメータで実測した遮断弁1の弁軸1bの変位特性に基づいてシステムの正常/異常を判定する判定手段とをさらに備えている。
【選択図】図1
Description
ただし、m:エアーシリンダー3のピストン質量、C:エアーシリンダー3の始動抵抗、x:エアーシリンダー3の変位、x′:エアーシリンダー3の速度、x′′:エアーシリンダー3の加速度、P:エアーシリンダー3のシリンダー内圧、Ac:エアーシリンダー3のシリンダー受圧面積である。
ただし、R:空気のガス定数、θa:エアーシリンダー3のシリンダー内壁温度(シリンダー外周の周囲温度と同一とする)、Vc:エアーシリンダー3のシリンダー体積、G:空気の質量流量、W:空気のガス質量、θc:エアーシリンダー3のシリンダー内空気温度である。なお、θaは、図示しない温度センサからの温度検出信号に基づいて、マイコン7で計測される。また、θcは、シリンダー体積およびシリンダー内圧とボイル−シャルルの法則から計算により求められる。
G=kg・Qn・・・(3)
ただし、kg:係数、Qn:空気の体積流量(標準状態)である。体積流量Qnは以下の放出流量の式で求められる。
(放出流量の式) (Pa/P)<0.528の時、Qn=11.1SePc√(θo/θc)・・・(4)
ただし、Pa:大気圧力、Se:小流量3方電磁弁5Bの有効断面積、θo:標準状態空気温度(273°K)である。
(Pa/P)≧0.528の時、Qn=22.2Se√Pa(P−Pa)√(θo/θc)・・・(5)
ただし、Cv:空気の定積比熱、h:シリンダー内壁と空気との熱伝達率、Sh:シリンダー内壁表面積である。
変化を考慮していないので、熱エネルギー方程式(6)を使用して温度補正する。作動テストスイッチの操作時点から遮断弁1が実際に作動を開始するところまでと、遮断弁1の全閉からシリンダー内圧0MPaに至るまでは、運動方程式の変位x=0のため、状態方程式(2)と熱エネルギー方程式(6)のみが適用される。
。正常と判定された場合は、遮断弁制御システムは、メンテナンスをせず継続使用して、たとえば1年後まで使用可とする。
特性Dは、作動確認試験の開始時点t0から遮断弁1の全開から閉方向への作動開始時点t1までは検出電圧がゼロ、時点t1から全閉状態となる時点t3まで次第に検出電圧が上昇して最大電圧(Vmax)になるように変化し、この検出電圧の変化が遮断弁1の全開から全閉までの位置の変位(したがって、ピストン33の変位)を表している。また、故障予知境界線Eを曲線Dと検出電圧ゼロの間に設定し、マイコン7のメモリに予め記憶する。
3 エアーシリンダー(制御手段の一部)
5 電磁弁(制御手段の一部)
5A 大流量3方電磁弁
5B 小流量3方電磁弁
6 圧力センサー
7 マイコン(判定手段、記憶手段)
8 ポテンショメータ
Claims (3)
- 遮断弁と、該遮断弁の弁軸を回転制御するエアーシリンダーおよび該エアーシリンダーのシリンダーにエア供給源からのエアーの供給および排気を行う電磁弁を有し、前記遮断弁の開度を制御する制御手段とを備えた遮断弁制御システムであって、
前記遮断弁の弁軸の変位を検出するポテンショメータと、
前記制御手段で前記遮断弁を全開から所定開度閉方向に作動させるように制御した際に前記ポテンショメータで実測した前記遮断弁の弁軸の変位特性に基づいてシステムの正常/異常を判定する判定手段と
をさらに備えていることを特徴とする遮断弁制御システム。 - 請求項1記載の遮断弁制御システムにおいて、
システムの初期の正常作動時の変位特性および故障予知境界の変位特性を予め記憶する記憶手段をさらに備え、
前記判定手段は、前記実測の変位特性が前記正常作動時の変位特性と前記故障予知境界の変位特性の間の範囲内にある場合は正常と判定し、前記故障予知境界の変位特性とゼロ電圧の間の範囲内にある場合は、異常と判定する
ことを特徴とする遮断弁制御システム。 - 遮断弁と、該遮断弁の弁軸を回転制御するエアーシリンダーおよび該エアーシリンダーのシリンダーにエア供給源からのエアーの供給および排気を行う電磁弁を有し、前記遮断弁の開度を制御する制御手段とを備えた遮断弁制御システムであって、
前記遮断弁の弁軸の変位を検出するポテンショメータと、
前記制御手段で前記遮断弁を全開から所定開度閉方向に作動させるように制御した際に前記ポテンショメータで実測した前記遮断弁の弁軸の変位特性に基づいてシステムの正常/異常を判定する判定手段と、
前記システムの初期の正常作動時の変位特性および故障予知境界の変位特性を予め記憶する記憶手段と、
ディスプレイ装置とを備え、
前記判定手段は、前記実測の変位特性が前記正常作動時の変位特性と前記故障予知境界の変位特性の間の範囲内にある場合は正常と判定し、前記故障予知境界の圧力特性とゼロ電圧の間の範囲内にある場合は、異常と判定し、
前記ディスプレイ装置は、前記実測の変位特性、前記記憶手段に記憶された前記システムの初期の正常作動時の変位特性及び故障予知境界の変位特性を表示する
ことを特徴とする遮断弁制御システム。
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