JP2012207755A - Positioner - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive voltage-input type positioner that establishes communication by simply modifying a conventional current-input type positioner.SOLUTION: A voltage-current converting circuit 1-5 is provided in a stage prior to a communication circuit 1-2. The voltage-current converting circuit 1-5 has impedance characteristics where the impedance Z becomes extremely low for a communication signal (alternating current electric signal) and the impedance Zsig becomes high for a DC signal (direct-current electric signal). An AC voltage signal Vf from a communication device 3B is converted into an electric current by the impedance Z (Zf>>Z) in the voltage-current converting circuit 1-5, and transmitted to the current-input type communication circuit 1-2.

Description

この発明は、上位側システムより一対の電線を介して直流の電気信号を受け、この直流の電気信号から自己の動作電源を生成する一方、その直流の電気信号の値に応じて調節弁の開度を制御するポジショナに関するものである。   The present invention receives a DC electric signal from a host system via a pair of electric wires, generates its own operating power supply from the DC electric signal, and opens the control valve according to the value of the DC electric signal. The present invention relates to a positioner for controlling the degree.

従来より、この種のポジショナは、上位側システムより一対の電線を介して送られてくる4〜20mAの電流(直流の電流信号)で動作するように設計されている。例えば、調節弁を比例弁とし、上位側システムより4mAの電流が送られてきた場合には比例弁の開度を0%とし、20mAの電流が送られてきた場合には比例弁の開度を100%とする。   Conventionally, this type of positioner is designed to operate with a current (DC current signal) of 4 to 20 mA sent from the host system via a pair of wires. For example, if the control valve is a proportional valve and the current of 4 mA is sent from the host system, the opening of the proportional valve is 0%, and if the current of 20 mA is sent, the opening of the proportional valve Is 100%.

この場合、上位側システムからの供給電流は4mA(下限電流値)から20mA(上限電流値)の範囲で変化するので、ポジショナの内部回路は上位側システムから供給される電流値として常に確保することの可能な4mA以下の電流より自己の動作電源を生成する。   In this case, since the supply current from the host system changes in the range of 4 mA (lower limit current value) to 20 mA (upper limit current value), the internal circuit of the positioner should always be secured as the current value supplied from the host system. The self-operating power supply is generated from a current of less than 4 mA possible.

ポジショナには上位側システムから調節弁に対する設定開度値が入力される。また、開度センサを介して調節弁の実開度値も得られる。したがって、ポジショナでは、調節弁の設定開度値と実開度値との関係を演算することによって、調節弁の異常診断や自己の異常診断などが可能である。このような異常診断機能をポジショナに設ければ、別途異常診断装置を設けなくてもよく、低コストでシステムの機能アップを図ることが可能となる(例えば、特許文献1参照)。   A set opening value for the control valve is input from the host system to the positioner. Further, the actual opening value of the control valve is also obtained through the opening sensor. Therefore, in the positioner, by calculating the relationship between the set opening value of the control valve and the actual opening value, it is possible to perform abnormality diagnosis of the control valve, self-diagnosis, and the like. If such an abnormality diagnosis function is provided in the positioner, it is not necessary to provide a separate abnormality diagnosis device, and the function of the system can be improved at a low cost (for example, see Patent Document 1).

このような理由から、近年、ポジショナには、調節弁の弁開度制御という本来の機能に加えて、弁開度発信機能や調節弁の異常診断や自己の異常診断などの結果を上位側システムへ送信する機能を有するポジショナが提案されている。図6に上位側システムとの間の通信機能を有するポジショナを用いたシステムの要部の構成を示す。   For these reasons, in addition to the original function of controlling the valve opening of the control valve, the positioner has recently received the results of the valve opening transmission function, the control valve abnormality diagnosis, and its own abnormality diagnosis. A positioner having a function of transmitting to has been proposed. FIG. 6 shows a configuration of a main part of a system using a positioner having a communication function with the host system.

図6において、1はポジショナ、2はポジショナ1と2線式の伝送路(一対の電線)L1,L2を介して接続された上位装置、3は伝送路L1,L2間に必要に応じて接続される通信装置、4は上位側システム、5は調節弁(比例弁)である。ポジショナ1は、本体回路1−1と、通信回路1−2と、定電圧回路1−3とを備えている。なお、この例の場合、上位側システム4は、上位装置2と通信装置3とで構成されている。   In FIG. 6, 1 is a positioner, 2 is a host device connected to the positioner 1 via two-wire transmission lines (a pair of electric wires) L1 and L2, and 3 is connected between the transmission lines L1 and L2 as necessary. 4 is an upper system, 5 is a control valve (proportional valve). The positioner 1 includes a main circuit 1-1, a communication circuit 1-2, and a constant voltage circuit 1-3. In the case of this example, the host system 4 is composed of a host device 2 and a communication device 3.

このシステムにおいて、上位装置2は、伝送路L1,L2を介して、4〜20mAの直流の電流信号Iをポジショナ1へ送る。ポジショナ1において、定電圧回路1−3は、上位装置2から送られてくる直流の電流信号Iより定電圧Vposを生成し、通信回路1−2や本体回路1−1へ供給する。本体回路1−1は、上位装置2から送られてくる直流の電流信号Iの値に応じて、比例弁5の開度を制御する。また、比例弁5の異常診断や自己の異常診断などを行う。   In this system, the host device 2 sends a DC current signal I of 4 to 20 mA to the positioner 1 via the transmission lines L1 and L2. In the positioner 1, the constant voltage circuit 1-3 generates a constant voltage Vpos from the DC current signal I sent from the host device 2, and supplies the constant voltage Vpos to the communication circuit 1-2 and the main body circuit 1-1. The main circuit 1-1 controls the opening degree of the proportional valve 5 according to the value of the direct current signal I sent from the host device 2. Also, abnormality diagnosis of the proportional valve 5 and self abnormality diagnosis are performed.

通信装置3は、ポジショナ1への直流の電流信号Iに、通信用の交流の電流信号Ifを重畳させる。ポジショナ1において、通信回路1−2は、電流入力型の通信回路であり、直流の電流信号Iに重畳されている交流の電流信号Ifを抽出し、この交流の電流信号Ifによって通知される通信装置3からの指令やデータを本体回路1−1へ伝える。また、通信回路1−2は、伝送路L1,L2の線間電圧を変化させることによって、本体回路1−1からの比例弁5の異常診断結果や自己の異常診断結果を通信装置3へ伝える。このような通信方式は特許文献2に開示されている。   The communication device 3 superimposes a communication AC current signal If on a DC current signal I to the positioner 1. In the positioner 1, the communication circuit 1-2 is a current input type communication circuit, extracts an alternating current signal If superimposed on the direct current signal I, and is notified by the alternating current signal If. Commands and data from the device 3 are transmitted to the main circuit 1-1. Further, the communication circuit 1-2 changes the line voltage of the transmission lines L1 and L2, thereby transmitting the abnormality diagnosis result of the proportional valve 5 and the own abnormality diagnosis result from the main body circuit 1-1 to the communication device 3. . Such a communication method is disclosed in Patent Document 2.

ところで、最近では、比例弁のみならず、オン/オフ弁でも異常診断を行いたいという要求があり、ポジショナが適用される場合も見られる。但し、オン/オフ弁は全開と全閉の2位置制御でよいので、通常は電磁弁が使用されるのが一般的であり、またその電磁弁を動作させるために一対の電線からは直流の電圧信号(通常、0〜24V)が入力されるようになっている。そこで、このようなオン/オフ弁の弁開度を制御するポジショナの内部回路は電圧入力対応にする必要がある。   By the way, recently, there is a demand to perform abnormality diagnosis not only with a proportional valve but also with an on / off valve, and a positioner is sometimes applied. However, since the on / off valve may be controlled by two positions of full open and full close, usually a solenoid valve is generally used, and a pair of electric wires are used to operate the solenoid valve. A voltage signal (usually 0 to 24 V) is input. Therefore, the internal circuit of the positioner that controls the valve opening degree of such an on / off valve needs to be adapted to voltage input.

例えば、特許文献2において、一方の通信装置をポジショナ、他方の通信装置を上位装置とすれば、上位装置からは所定の範囲で変動する直流の電圧信号に通信用の交流の電圧信号を重畳させてポジショナ側に送信し、ポジショナ側は上位装置から受信した電圧信号のうち直流の電圧信号を抽出して、この直流の電圧信号の値に基づいて調節弁の開度を制御するとともに、上位装置へ帰還する線路電流を変化させることで、上位装置側に弁開度や異常診断結果を伝えることができる。この場合、ポジショナは、電圧入力対応となり、オン/オフ弁への適用が可能となる。また、上位側システムの電源を電流出力タイプ(AO:アナログアウトプット)ではなく、電圧出力タイプ(DO:デジタルアウトプット)として、比例弁の開度を制御することも可能となる。   For example, in Patent Document 2, if one communication device is a positioner and the other communication device is a host device, the host device superimposes a communication AC voltage signal on a DC voltage signal that fluctuates within a predetermined range. The positioner side extracts a DC voltage signal from the voltage signal received from the host device, controls the opening of the control valve based on the value of the DC voltage signal, and controls the host device. By changing the line current that is fed back, the valve opening degree and the abnormality diagnosis result can be transmitted to the host device side. In this case, the positioner is compatible with voltage input and can be applied to an on / off valve. It is also possible to control the opening of the proportional valve by using the power supply of the host system as a voltage output type (DO: digital output) instead of a current output type (AO: analog output).

なお、電圧出力タイプの電源を供給する方式は、フィールドバス方式と呼ばれており(例えば、特許文献3参照)、例えば9〜32Vの電圧を上位側システムより供給する。
また、以下では、直流の電流信号を入力するタイプのポジショナを電流入力型のポジショナと呼び、直流の電圧信号を入力するタイプのポジショナを電圧入力型のポジショナと呼ぶ。
In addition, the system which supplies a voltage output type power supply is called a fieldbus system (for example, refer patent document 3), for example, supplies a voltage of 9-32V from a high-order system.
In the following, a type of positioner that inputs a DC current signal is referred to as a current input type positioner, and a type of positioner that inputs a DC voltage signal is referred to as a voltage input type positioner.

この場合、ポジショナを製造供給するメーカは、上位側システムとの間の通信機能を確保しつつ、オン/オフ弁に対応したり、フィールドバス方式に対応したりするために、電流入力型のポジショナと電圧入力型のポジショナの2機種を用意しなければならず、製造上の負担となる。また、電圧入力型のポジショナは、一般的な電流入力型のポジショナとは異なるものとして用意しておかなければならないので、高価となる。   In this case, a manufacturer that manufactures and supplies a positioner secures a communication function with the host system, and is compatible with an on / off valve or a fieldbus system. Two types of voltage input type positioners must be prepared, which is a manufacturing burden. In addition, the voltage input type positioner must be prepared as a different one from a general current input type positioner, and therefore it is expensive.

そこで、この負担を解消すべく、1機種で、アナログ伝送路からの電流入力にもフィールドバス伝送路からの電圧入力にも対応することが可能な兼用型のポジショナが特許文献4に開示されている。この兼用型のポジショナでは、アナログ伝送路と接続するインタフェース回路(I/Vブロック)と、フィールドバス伝送路と接続するインタフェース回路(FBブロック)とを設け、このI/VブロックとFBブロックとを必要に応じて切り替えて使用するようにしている。   Therefore, in order to eliminate this burden, Patent Document 4 discloses a dual-purpose positioner that can handle both current input from an analog transmission line and voltage input from a fieldbus transmission line with one model. Yes. This dual-purpose positioner is provided with an interface circuit (I / V block) connected to an analog transmission line and an interface circuit (FB block) connected to a fieldbus transmission line, and the I / V block and FB block are connected to each other. Switch to use as needed.

特開平1−141202号公報Japanese Patent Laid-Open No. 1-114102 特開昭61−070827号公報Japanese Patent Laid-Open No. 61-070827 特開2004−226092号公報(特許第4185369号)JP 2004-226092 A (Patent No. 4185369) 特開2002−367069号公報JP 2002-367069 A

しかしながら、特許文献4に開示されている兼用型のポジショナでは、I/VブロックとFBブロックとを別個に設けなければならず、その構成が複雑となって、電流入力型のポジショナや電圧入力型のポジショナよりも高価になってしまうという問題がある。   However, in the dual-purpose positioner disclosed in Patent Document 4, the I / V block and the FB block must be provided separately, and the configuration becomes complicated, and the current input type positioner or voltage input type There is a problem that it becomes more expensive than other positioners.

そこで、本出願人は、図6に示した電流入力型のポジショナ1(1A)において、通信回路1−2の前段に固定抵抗器1−4(図7参照)を設けることを考えた。なお、このポジショナ1(1B)を用いたシステムにおいて、上位側装置2(2B)は直流の電圧信号Vをポジショナ1Bへ送る。また、通信装置3(3B)はポジショナ1Bへの直流の電圧信号Vに通信用の交流の電圧信号Vfを重畳させる。また、調節弁5(5B)は、電磁弁(オン/オフ弁)とする。   Therefore, the present applicant considered providing the fixed resistor 1-4 (see FIG. 7) in the previous stage of the communication circuit 1-2 in the current input type positioner 1 (1A) shown in FIG. In the system using the positioner 1 (1B), the higher-level device 2 (2B) sends a DC voltage signal V to the positioner 1B. Further, the communication device 3 (3B) superimposes the communication AC voltage signal Vf on the DC voltage signal V to the positioner 1B. The control valve 5 (5B) is a solenoid valve (on / off valve).

このポジショナ1Bでは、上位装置2Bからの直流の電圧信号Vが固定抵抗器1−4で電流に変換され、本体回路1−1へ送られる。これにより、本体回路1−1は、固定抵抗器1−4で変換された電流の値、すなわち直流の電圧信号Vの値に基づいて、調節弁5Bの開閉を制御する。   In this positioner 1B, the DC voltage signal V from the host device 2B is converted into a current by the fixed resistor 1-4 and sent to the main circuit 1-1. Thereby, the main circuit 1-1 controls the opening and closing of the control valve 5B based on the value of the current converted by the fixed resistor 1-4, that is, the value of the DC voltage signal V.

しかし、このポジショナ1Bでは、固定抵抗器1−4の抵抗値rが大きいため、入力ラインでの交流の電圧信号Vfに対するインピーダンスが電源側に比較して高くなりすぎて、変換される電流が小さくなり、通信ができなくなってしまう。なお、通常は、電源側に、電源側への通信信号の侵入を防ぐため、通信信号(交流の電気信号)に対してそのインピーダンスZfが中となり、DC信号(直流の電気信号)に対してそのインピーダンスZdcが極低となるインピーダンス特性を有する通信フィルタ6を設けるが、このような通信フィルタ6を設けても、Zf<<rであるため、通信可能とはならない。   However, in this positioner 1B, since the resistance value r of the fixed resistor 1-4 is large, the impedance with respect to the AC voltage signal Vf on the input line is too high compared to the power supply side, and the converted current is small. It becomes impossible to communicate. Usually, in order to prevent the communication signal from entering the power supply side on the power supply side, the impedance Zf is medium with respect to the communication signal (AC electrical signal), and the DC signal (DC electrical signal). Although the communication filter 6 having an impedance characteristic in which the impedance Zdc is extremely low is provided, even if such a communication filter 6 is provided, communication is not possible because Zf << r.

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、一般的な電流入力型のポジショナに対する簡単な変更で、通信を行うことが可能な安価な構成の電圧入力型のポジショナを提供することにある。   The present invention has been made to solve such a problem, and the object of the present invention is to provide an inexpensive configuration capable of performing communication with a simple change to a general current input type positioner. The object is to provide a voltage input type positioner.

このような目的を達成するために本発明は、上位側システムより一対の電線を介して直流の電気信号を受け、この直流の電気信号から自己の動作電源を生成する一方、その直流の電気信号の値に応じて調節弁の開度を制御するポジショナにおいて、上位側システムから直流の電気信号に重畳して送られてくる交流の電気信号を受信する電流入力型の通信回路と、通信回路の前段に設けられ、上位側システムからの直流の電気信号が電圧である場合、この電圧を電流に変換して通信回路に送る電圧電流変換回路とを備え、電圧電流変換回路は、直流の電気信号に対するインピーダンスが高く、交流の電気信号に対するインピーダンスが直流の電気信号に対するインピーダンスよりも低い特性を有することを特徴とする。   In order to achieve such an object, the present invention receives a direct current electric signal from a host system via a pair of electric wires and generates its own operating power supply from the direct current electric signal, while the direct current electric signal is generated. In the positioner that controls the opening degree of the control valve according to the value of the current input type communication circuit that receives the AC electrical signal superimposed on the DC electrical signal from the host system, and the communication circuit When the DC electrical signal from the host system is a voltage, the voltage-current converter circuit converts the voltage to a current and sends it to the communication circuit. The impedance is high, and the impedance to the AC electrical signal is lower than the impedance to the DC electrical signal.

この発明によれば、上位側システムから直流の電圧信号(直流の電気信号)に重畳して交流の電圧信号(交流の電気信号)が送られてくると、電圧電流変換回路は、直流の電圧信号を高いインピーダンスによって直流の電流信号に変換し、交流の電圧信号を低いインピーダンスによってほゞそのままの形で交流の電流信号に変換する。電圧電流変換回路で変換された交流の電流信号は電流入力型の通信回路に送られる。   According to the present invention, when an AC voltage signal (AC electrical signal) is sent from the host system superimposed on a DC voltage signal (DC electrical signal), the voltage-current conversion circuit The signal is converted into a direct current signal with a high impedance, and the alternating voltage signal is converted into an alternating current signal with a low impedance. The alternating current signal converted by the voltage-current converter circuit is sent to a current input type communication circuit.

なお、本発明における電圧電流変換回路は、コンデンサと抵抗との並列回路で構成したり、インダクタンスとコンデンサとの直列回路と抵抗との並列回路で構成したりすることが可能である。   The voltage-current conversion circuit according to the present invention can be configured by a parallel circuit of a capacitor and a resistor, or can be configured by a parallel circuit of a series circuit of an inductance and a capacitor and a resistor.

また、電圧電流変換回路に対して並列にバイパス回路を接続し、このバイパス回路の電圧電流変換回路への並列接続を有効/無効とする切替スイッチを設けるようにしてもよい。この場合、バイパス回路の電圧電流変換回路への並列接続を有効とすると、電圧電流変換回路が機能しなくなり、電流入力型のポジショナが得られる。   Further, a bypass circuit may be connected in parallel to the voltage / current conversion circuit, and a changeover switch that enables / disables the parallel connection of the bypass circuit to the voltage / current conversion circuit may be provided. In this case, if the parallel connection of the bypass circuit to the voltage-current conversion circuit is enabled, the voltage-current conversion circuit does not function and a current input type positioner is obtained.

本発明によれば、通信回路の前段に、直流の電気信号に対するインピーダンスが高く、交流の電気信号に対するインピーダンスが低い特性を有する電圧電流変換回路を設けたので、直流の電圧信号が高いインピーダンスによって直流の電流信号に変換され、交流の電圧信号が低いインピーダンスによってほゞそのままの形で交流の電流信号に変換されるものとなり、一般的な電流入力型のポジショナに対する簡単な変更で、通信を行うことが可能な安価な構成の電圧入力型のポジショナを提供することが可能となる。   According to the present invention, the voltage-current conversion circuit having the characteristic that the impedance to the DC electrical signal is high and the impedance to the AC electrical signal is low is provided in the previous stage of the communication circuit. The AC voltage signal is converted into an AC current signal as it is due to the low impedance, and communication can be performed with a simple change to a general current input type positioner. Therefore, it is possible to provide a voltage input type positioner having an inexpensive configuration.

本発明に係るポジショナの一実施の形態(実施の形態1)を用いたシステムの要部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the principal part of the system using one Embodiment (Embodiment 1) of the positioner which concerns on this invention. このシステムにおけるポジショナの通信回路の前段に設けられる電圧電流変換回路の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the voltage current conversion circuit provided in the front | former stage of the communication circuit of the positioner in this system. この電圧電流変換回路の具体例におけるインピーダンスZの周波数特性を示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic of the impedance Z in the specific example of this voltage current conversion circuit. 電圧電流変換回路に対して並列に切替スイッチを介してバイパス回路を設けた例(実施の形態2)を示す図である。It is a figure which shows the example (Embodiment 2) which provided the bypass circuit via the switch in parallel with the voltage current conversion circuit. 電圧電流変換回路に並列に設けられたバイパス回路中の切替スイッチをオンとし電流入力型のポジショナとして使用した例を示す図である。It is a figure which shows the example which turned on the changeover switch in the bypass circuit provided in parallel with the voltage current conversion circuit, and was used as a current input type positioner. 上位側システムとの間の通信機能を有するポジショナ(一般的な電流入力型のポジショナ)を用いたシステムの要部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the principal part of the system using the positioner (general current input type positioner) which has a communication function between high-order systems. 電流入力型のポジショナの通信回路の前段に固定抵抗器を設けて電圧入力型のポジショナに変更しようとした例を示す図である。It is a figure which shows the example which provided the fixed resistor in the front | former stage of the communication circuit of the current input type positioner, and tried to change into the voltage input type positioner.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
〔実施の形態1〕
図1はこの発明に係るポジショナの一実施の形態(実施の形態1)を用いたシステムの要部の構成を示す図である。同図において、図7と同一符号は図7を参照して説明した構成要素と同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省略する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a main part of a system using an embodiment (Embodiment 1) of a positioner according to the present invention. In this figure, the same reference numerals as those in FIG. 7 denote the same or equivalent components as those described with reference to FIG.

このシステムでは、図7に示したシステムと比較して分かるように、ポジショナ1(1C)に抵抗1−4に替えて電圧電流変換回路1−5を設けている。この電圧電流変換回路1−5は、通信信号(交流の電気信号)に対してそのインピーダンスZが極低となり、DC信号(直流の電気信号)に対してそのインピーダンスZsigが高となるインピーダンス特性を有している。   In this system, as can be seen in comparison with the system shown in FIG. 7, a voltage-current conversion circuit 1-5 is provided in the positioner 1 (1C) instead of the resistor 1-4. The voltage-current conversion circuit 1-5 has an impedance characteristic that the impedance Z is extremely low with respect to a communication signal (AC electrical signal) and the impedance Zsig is high with respect to a DC signal (DC electrical signal). Have.

図2に電圧電流変換回路1−5の具体例を示す。図2(a)に示した電圧電流変換回路1−5はコンデンサCと抵抗Rとの並列回路とされている。図2(b)に示した電圧電流変換回路1−5はインダクタンスLとコンデンサCとの直列回路と抵抗Rとの並列回路とされている。   FIG. 2 shows a specific example of the voltage-current conversion circuit 1-5. The voltage / current converter 1-5 shown in FIG. 2A is a parallel circuit of a capacitor C and a resistor R. The voltage-current conversion circuit 1-5 shown in FIG. 2B is a parallel circuit of a series circuit of an inductance L and a capacitor C and a resistor R.

このポジショナ1Cでは、上位装置2Bからの直流の電圧信号Vが電圧電流変換回路1−5におけるインピーダンスZsigで電流に変換され、すなわちDC信号に対して高くなるインピーダンスZsigで電流に変換され、本体回路1−1へ送られる。これにより、本体回路1−1は、電圧電流変換回路1−5で変換された電流の値、すなわち直流の電圧信号Vの値に基づいて、調節弁5Bの開閉を制御する。   In this positioner 1C, the DC voltage signal V from the host device 2B is converted into a current with an impedance Zsig in the voltage-current conversion circuit 1-5, that is, converted into a current with an impedance Zsig that is higher than the DC signal, and the main circuit 1-1. Thereby, the main circuit 1-1 controls the opening and closing of the control valve 5B based on the value of the current converted by the voltage-current conversion circuit 1-5, that is, the value of the DC voltage signal V.

また、このポジショナ1Cでは、通信装置3Bからの交流の電圧信号Vfが電圧電流変換回路1−5におけるインピーダンスZで電流に変換され、すなわち通信信号に対して極低となるインピーダンスZで電流に変換され、電流入力型の通信回路1−2に送られる。この場合、Zf>>Zであるため、電源側への通信信号の侵入が防がれるとともに、電圧電流変換回路1−5において交流の電圧信号Vfがほゞそのままの形で交流の電流信号に変換され、電流入力型の通信回路1−2へ送られることになる。   Further, in this positioner 1C, the AC voltage signal Vf from the communication device 3B is converted into a current with an impedance Z in the voltage-current conversion circuit 1-5, that is, converted into a current with an impedance Z that is extremely low with respect to the communication signal. And sent to the current input type communication circuit 1-2. In this case, since Zf >> Z, the intrusion of the communication signal to the power source side is prevented, and the AC voltage signal Vf is converted into an AC current signal as it is in the voltage-current conversion circuit 1-5. It is converted and sent to the current input type communication circuit 1-2.

図2(a)に示した電圧電流変換回路1−5におけるインピーダンスZの周波数特性を図3(a)に示す。図2(b)に示した電圧電流変換回路1−5におけるインピーダンスZの周波数特性を図3(b)に示す。図2(a)に示した電圧電流変換回路1−5では、図3(a)に示されるように、コンデンサCと抵抗Rの値を適切に設定することによって、通信周波数fcomを含む所定値以上の周波数に対してインピーダンスZを極低とすることができる。図2(b)に示した電圧電流変換回路1−5では、図3(b)に示されるように、コンデンサCと抵抗RとインダクタンスLの値を適切に設定することによって、通信周波数fcomを中心としてインピーダンスZを極低とすることができる。   FIG. 3A shows the frequency characteristics of the impedance Z in the voltage-current conversion circuit 1-5 shown in FIG. FIG. 3B shows frequency characteristics of the impedance Z in the voltage-current conversion circuit 1-5 shown in FIG. In the voltage-current conversion circuit 1-5 shown in FIG. 2A, as shown in FIG. 3A, by setting the values of the capacitor C and the resistor R appropriately, a predetermined value including the communication frequency fcom is set. The impedance Z can be made extremely low with respect to the above frequency. In the voltage-current conversion circuit 1-5 shown in FIG. 2B, the communication frequency fcom is set by appropriately setting the values of the capacitor C, the resistance R, and the inductance L as shown in FIG. 3B. The impedance Z can be extremely low as the center.

以上の説明から分かるように、この実施の形態1のポジショナ1Cは、図6に示した一般的な電流入力型のポジショナ1Aの通信回路1−2の前段にCRやCRLで構成された電圧電流変換回路1−5を設けるだけで、通信装置3Bからの交流の電圧信号Vfを受信することができるようになり、通信装置3Bとの間の通信が可能となる。このようにして、本実施の形態では、一般的な電流入力型のポジショナ1Aに対する簡単な変更で、通信を行うことが可能な安価な構成の電圧入力型のポジショナ1Cを提供することができる。   As can be seen from the above description, the positioner 1C according to the first embodiment is a voltage current constituted by CR or CRL in the preceding stage of the communication circuit 1-2 of the general current input type positioner 1A shown in FIG. By only providing the conversion circuit 1-5, the AC voltage signal Vf from the communication device 3B can be received, and communication with the communication device 3B becomes possible. In this manner, in the present embodiment, it is possible to provide a voltage input type positioner 1C having an inexpensive configuration capable of performing communication with a simple change to a general current input type positioner 1A.

〔実施の形態2〕
図1に示したポジショナ1Cは電圧入力型のポジショナとして使用される。このポジショナ1Cを電流入力型にするには電圧電流変換回路1−5を取り外さなければならない。そこで、実施の形態2では、図4に示すように、電圧電流変換回路1−5に対して並列にバイパス回路(短絡回路)1−6を設け、このバイパス回路1−6中に切替スイッチ1−7を設けている。
[Embodiment 2]
The positioner 1C shown in FIG. 1 is used as a voltage input type positioner. In order to make the positioner 1C into a current input type, the voltage-current conversion circuit 1-5 must be removed. Therefore, in the second embodiment, as shown in FIG. 4, a bypass circuit (short circuit) 1-6 is provided in parallel with the voltage-current conversion circuit 1-5, and the changeover switch 1 is provided in the bypass circuit 1-6. -7 is provided.

このポジショナ1(1D)を電圧入力型のポジショナとして使用する場合には、図4に示されるように、切替スイッチ1−7をオフとする。これにより、バイパス回路1−6の電圧電流変換回路1−5への並列接続が無効とされ、電圧電流変換回路1−5が機能し、電圧入力型のポジショナとなる。   When this positioner 1 (1D) is used as a voltage input type positioner, the selector switch 1-7 is turned off as shown in FIG. As a result, the parallel connection of the bypass circuit 1-6 to the voltage / current conversion circuit 1-5 is invalidated, and the voltage / current conversion circuit 1-5 functions to be a voltage input type positioner.

これに対し、ポジショナ1Dを電流入力型のポジショナとして使用する場合には、図5に示されるように、切替スイッチ1−7をオンとする。これにより、バイパス回路1−6の電圧電流変換回路1−5への並列接続が有効とされ、電圧電流変換回路1−5が機能しなくなり、電流入力型のポジショナとなる。   On the other hand, when the positioner 1D is used as a current input type positioner, the selector switch 1-7 is turned on as shown in FIG. As a result, the parallel connection of the bypass circuit 1-6 to the voltage / current conversion circuit 1-5 is enabled, the voltage / current conversion circuit 1-5 does not function, and a current input type positioner is obtained.

なお、上述した実施の形態1,2では、調節弁5Bを電磁弁としたが、ポジショナ1C,1Dへの電源の供給方式をフィールドバス方式とし、調節弁5Bを比例弁とするようにしてもよい。   In the first and second embodiments, the control valve 5B is an electromagnetic valve. However, the power supply system to the positioners 1C and 1D is a field bus system, and the control valve 5B is a proportional valve. Good.

また、上述した実施の形態1,2では、通信装置3を伝送路L1,L2間に必要に応じて接続するようにしたが、上位装置3とポジショナ1との間で通信が行われるシステムであってもよい。   In the first and second embodiments, the communication device 3 is connected between the transmission lines L1 and L2 as necessary. However, in the system in which communication is performed between the host device 3 and the positioner 1. There may be.

本発明のポジショナは、調節弁の開度を制御する機器として、プロセス制御など様々な分野で利用することが可能である。   The positioner of the present invention can be used in various fields such as process control as a device for controlling the opening of the control valve.

1(1A〜1D)…ポジショナ、1−1…本体回路、1−2…通信回路、1−3…定電圧回路、1−4…抵抗、1−5…電圧電流変換回路、1−6…バイパス回路、1−7…切替スイッチ、2(2A,2B)…上位装置、3(3A,3B)…通信装置、4…上位側システム、5(5A,5B)…調節弁、6…通信フィルタ、L1,L2…伝送路(一対の電線)、R…抵抗、C…コンデンサ、L…インダクタンス。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 (1A-1D) ... Positioner, 1-1 ... Main body circuit, 1-2 ... Communication circuit, 1-3 ... Constant voltage circuit, 1-4 ... Resistance, 1-5 ... Voltage-current conversion circuit, 1-6 ... Bypass circuit, 1-7 ... changeover switch, 2 (2A, 2B) ... host device, 3 (3A, 3B) ... communication device, 4 ... host system, 5 (5A, 5B) ... control valve, 6 ... communication filter , L1, L2 ... transmission path (a pair of electric wires), R ... resistance, C ... capacitor, L ... inductance.

Claims (4)

上位側システムより一対の電線を介して直流の電気信号を受け、この直流の電気信号から自己の動作電源を生成する一方、その直流の電気信号の値に応じて調節弁の開度を制御するポジショナにおいて、
前記上位側システムから前記直流の電気信号に重畳して送られてくる交流の電気信号を受信する電流入力型の通信回路と、
前記通信回路の前段に設けられ、前記上位側システムからの直流の電気信号が電圧である場合、この電圧を電流に変換して前記通信回路に送る電圧電流変換回路とを備え、
前記電圧電流変換回路は、前記直流の電気信号に対するインピーダンスが高く、前記交流の電気信号に対するインピーダンスが前記直流の電気信号に対するインピーダンスよりも低い特性を有する
ことを特徴とするポジショナ。
Receives a DC electrical signal from the host system via a pair of electric wires, generates its own operating power supply from this DC electrical signal, and controls the opening of the control valve according to the value of the DC electrical signal In the positioner,
A current input type communication circuit that receives an AC electrical signal transmitted from the host system superimposed on the DC electrical signal; and
Provided in the previous stage of the communication circuit, when the DC electrical signal from the host system is a voltage, comprising a voltage-current conversion circuit that converts this voltage into a current and sends it to the communication circuit,
The voltage-current conversion circuit has a characteristic that an impedance with respect to the DC electric signal is high and an impedance with respect to the AC electric signal is lower than an impedance with respect to the DC electric signal.
請求項1に記載されたポジショナにおいて、
前記電圧電流変換回路に対して並列に接続されたバイパス回路と、
前記バイパス回路の前記電圧電流変換回路への並列接続を有効/無効とする切替スイッチと
を備えることを特徴とするポジショナ。
The positioner as claimed in claim 1,
A bypass circuit connected in parallel to the voltage-current converter circuit;
A positioner comprising: a changeover switch for enabling / disabling parallel connection of the bypass circuit to the voltage-current conversion circuit.
請求項1又は2に記載されたポジショナにおいて、
前記電圧電流変換回路は、コンデンサと抵抗との並列回路である
ことを特徴とするポジショナ。
The positioner according to claim 1 or 2,
The voltage-current conversion circuit is a parallel circuit of a capacitor and a resistor.
請求項1又は2に記載されたポジショナにおいて、
前記電圧電流変換回路は、インダクタンスとコンデンサとの直列回路と抵抗との並列回路である
ことを特徴とするポジショナ。
The positioner according to claim 1 or 2,
The voltage-current conversion circuit is a parallel circuit of a series circuit of an inductance and a capacitor and a resistor.
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