JP2016094951A - Electropneumatic converter device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電気信号を空気圧信号に変換する空気圧変換装置に関するものである。 The present invention relates to an air pressure conversion device that converts an electric signal into an air pressure signal.
〔従来例1:電空変換器〕
従来より、この種の電空変換装置として、図9に示すように構成された電空変換器100が知られている(例えば、特許文献1参照)。図9はこの電空変換器100の要部を示すブロック図であり、1はCPU等を備えた演算部、2は電空変換部、3は電空変換部2からのノズル背圧PNを増幅し出力空気圧Poutとするパイロットリレー、4は出力空気圧Poutを検出するフィードバックセンサである。
[Conventional example 1: Electro-pneumatic converter]
Conventionally, as this type of electropneumatic converter, an
この電空変換器100において、電空変換部2は、図10に示すように平面視コ字状に形成された永久磁石5と、永久磁石5の上下面両端部に一端部を対向させてそれぞれ取り付けられたヨーク6と、上下のヨーク6間に配設された電磁コイル7と、ヨーク6間に適宜な隙間を保って配設されることにより電磁コイル7の中心を貫通し、その下端部が下側のヨーク6の一方に支点ばね8によって揺動自在に支持されたフラッパ(鉄片)9と、フラッパ9の下端に設けられたカウンタウェイト10とで構成され、フラッパ9の上端部にはノズル11が近接対向して配設されている。ノズル11には絞り12を介して空気圧供給源から所定圧PSの空気が供給されている。
In the
このように構成された電空変換器100において、入力電気信号(目標値情報を含む電流信号)Iin(4〜20mA)が入力されると、フィードバックセンサ4からフィードバックされてくる電流信号(フィードバック信号)Ifと比較され、入力電気信号Iinとフィードバック信号Ifとの差が演算部1に入力される。
In the
演算部1は、制御出力生成機能F1を備えており、入力電気信号Iinとフィードバック信号Ifとの差(目標値情報を含む電流信号とフィードバックされてくる電流信号との差)ΔIを入力し、この入力される信号差ΔIを零とする指令を目標値に応じた電流信号Isとして生成し、この生成した目標値に応じた電流信号Isを制御出力Isとして電空変換部2に出力する。電空変換部2において、電磁コイル7は、演算部1からの制御出力Isを磁力に変換し、フラッパ9をノズル方向もしくは反ノズル方向に揺動させる。
The
これにより、ノズル11とフラッパ9との離間距離xが変化し、すなわちノズル11とフラッパ9とから構成されるノズルフラッパ機構(空気圧変換部)の離間距離xが変化し、ノズル11の背圧(ノズル背圧)PNが変化する。ノズル背圧PNは、パイロットリレー3によって増幅された後、調節弁300の弁軸を駆動する操作器に出力空気圧Poutとして供給され、これによって調節弁300の弁開度が制御される。
As a result, the separation distance x between the
また、出力空気圧Poutはフィードバックセンサ4によって検出され、フィードバック信号Ifとして演算部1の入力側へ戻される。このため、入力電気信号Iinとフィードバック信号Ifとの偏差が零になるところで調節弁300の弁開度が安定する。
The output air pressure Pout is detected by the
〔従来例2:電空ポジショナ〕
また、電空変換装置として、図12に示すように構成された電空ポジショナ200も知られている(例えば、特許文献2参照)。図12はこの電空ポジショナ200の要部を示すブロック図であり、21は入力信号処理部、22はCPU等を備えた演算部、23は電空変換部、24は電空変換部23からのノズル背圧PNを増幅し出力空気圧Poutとして調節弁300へ供給する空気信号増幅部、25は調節弁300のリフト位置を弁開度として検出し、その検出した弁開度に応じた電流信号をフィードバック信号Ifとして演算部22の入力側に戻す弁開度検出部である。
[Conventional example 2: Electro-pneumatic positioner]
An
このように構成された電空ポジショナ200において、入力信号処理部21には、入力電気信号(目標値情報を含む電流信号)Iin(4〜20mA)が送られてくる。演算部22は、制御出力生成機能F1を備えており、入力信号処理部21からの入力電気信号Iinと弁開度検出部25からのフィードバック信号Ifとの差(目標値情報を含む電流信号とフィードバックされてくる電流信号との差)ΔIを入力し、この入力される信号差ΔIを零とする指令を目標値(設定値)に応じた電流信号Isとして生成し、この生成した目標値に応じた電流信号Isを制御出力Isとして電空変換部23に出力する。電空変換部23は、図10に示した電空変換部2と同様、電磁コイルやノズルフラッパ機構(空気圧変換部)を備えており、演算部22からの制御出力Isを磁力に変換し、この変換した磁力をノズル背圧PNに変換する。
In the
電空変換部23で変換されたノズル背圧PNは、空気信号増幅部24によって増幅された後、調節弁300の弁軸を駆動する操作器に出力空気圧Poutとして供給され、これによって調節弁300の弁開度が制御される。
The nozzle back pressure P N converted by the
また、調節弁300の弁開度が弁開度検出部25によって検出され、フィードバック信号Ifとして演算部22の入力側へ戻される。このため、入力電気信号Iinとフィードバック信号Ifとの偏差が零になるところで調節弁300の弁開度が安定する。
Further, the valve opening degree of the
しかしながら、このような電空変換装置では、演算部からの制御出力を磁力に変換するために電磁コイルを用いているために、外部磁場の変動の影響を受けるという問題があった。 However, such an electropneumatic conversion device has a problem that it is affected by fluctuations in the external magnetic field because the electromagnetic coil is used to convert the control output from the calculation unit into magnetic force.
すなわち、図9に示した電空変換器100を例にとると、図10に示されるように、演算部1からの制御出力Isを磁力に変換するために電磁コイル7を用いている。このため、電磁コイル7が生成する磁場に外部磁場が作用し、この作用する外部磁場の変動の影響を受ける。
That is, taking the
図11に電磁コイル7が生成する磁場と電磁コイル7に作用している外部磁場との関係を例示する。同図において、φSは電磁コイル7が生成する磁場(制御用磁場)であり、φGは電磁コイル7に作用している外部磁場の制御用磁場φSと平行な方向の成分である。
FIG. 11 illustrates the relationship between the magnetic field generated by the
なお、この例において、演算部1は、CPU1−1とコイル駆動回路1−2とを備えている。コイル駆動回路1−2は、CPU1−1からの指示を受けて、制御出力Isを目標値に応じた電流(コイル駆動電流)Isとして電磁コイル7に流す。
In this example, the
この例では、電磁コイル7が生成する制御用磁場φSに対して、制御用磁場φSと平行で逆向きの磁場が外部磁場の制御用磁場φSと平行な方向の成分φGとして作用している。このため、制御用磁場φSの強さが実質的に小さくなり、フラッパ9に作用する磁力が小さくなる。
In this example, a magnetic field parallel to the control magnetic field φS and opposite to the control magnetic field φS generated by the
電磁コイル7が生成する制御用磁場φSに対して作用する外部磁場(外部磁場の制御用磁場φSと平行な方向の成分φG)は電空変換器100が置かれる環境によって異なり、この電磁コイル7が生成する制御用磁場φSに対して作用する外部磁場が変動すると、フラッパ9に作用する磁力も変動する。このため、ノズル背圧PNが変動し、調節弁300の弁開度の制御が不安定となる。
The external magnetic field acting on the control magnetic field φS generated by the electromagnetic coil 7 (component φG in the direction parallel to the external magnetic field control magnetic field φS) varies depending on the environment in which the
図12に示した電空ポジショナ200においても、電空変換部23において電磁コイルを用いているので、電空変換器100と同様の問題が生じる。電空変換器100や電空ポジショナ200では、出力空気圧Poutや調節弁300の弁開度を観測しているが、磁場を観測していないため、自身では対応できない。また、現場で不適合が発生した場合、原因特定まで時間がかかる。
Also in the
なお、電磁コイルを磁気シールドすることが考えられるが、完全に外部磁界の影響をなくすことは困難である。また、調節弁の弁開度を制御する電空変換器や電空ポジショナなどの電空変換装置では、防爆構造に加え小型化が求められ、電磁コイルを磁気シールドすると、複雑かつ大型化する。すなわち、電磁コイルの周辺の小型化が難しくなり、組立構造が複雑となり、コストがアップしてしまう。また、本質安全防爆構造においては、通電部である電磁コイルを一定以上筐体から離さなければならない。 Although it is conceivable to shield the electromagnetic coil, it is difficult to completely eliminate the influence of the external magnetic field. In addition, an electropneumatic converter such as an electropneumatic converter or an electropneumatic positioner that controls the valve opening of the control valve is required to be downsized in addition to an explosion-proof structure. That is, it is difficult to reduce the size of the periphery of the electromagnetic coil, the assembly structure is complicated, and the cost is increased. Further, in the intrinsically safe explosion-proof structure, the electromagnetic coil that is the energizing part must be separated from the housing by a certain amount or more.
また、外部磁場の影響をキャンセルするめの補正用のコイルを設けることが考えられるが、すなわち補正用のコイルに電流を流して外部磁場をキャンセルするようにすることが考えられるが、補正用のコイルと合わせて、外部磁場を検出する回路、補正用のコイルを駆動する回路なども必要となり、その構成が複雑化する。 In addition, it is conceivable to provide a correction coil for canceling the influence of the external magnetic field, that is, it is possible to cancel the external magnetic field by passing a current through the correction coil. In addition, a circuit for detecting an external magnetic field, a circuit for driving a correction coil, and the like are also required, and the configuration becomes complicated.
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、電磁コイルを磁気シールドすることなく、また補正用のコイルを設けることなく、外部磁場の影響を排除することが可能な電空変換装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such problems, and the object of the present invention is to eliminate the influence of an external magnetic field without magnetically shielding an electromagnetic coil and without providing a correction coil. It is an object of the present invention to provide an electropneumatic conversion device that can do this.
このような目的を達成するために本発明は、目標値に応じた電流信号を制御出力として出力する演算部と、この演算部からの制御出力を磁力に変換する電磁コイルと、この電磁コイルが変換した磁力を空気圧に変換する空気圧変換部とを備えた電空変換装置において、電磁コイルが生成する磁場を制御用磁場とし、この制御用磁場と電磁コイルに作用している外部磁場の制御用磁場と平行な方向の成分との合成磁場の向きと強さを検出する合成磁場検出部を備え、演算部は、合成磁場検出部によって検出される合成磁場の向きと強さが電磁コイルが生成すべき目標値に応じた磁場の向きと強さと同じとなるように制御出力を補正する制御出力補正部を備えることを特徴とする。 In order to achieve such an object, the present invention provides a calculation unit that outputs a current signal according to a target value as a control output, an electromagnetic coil that converts the control output from the calculation unit into a magnetic force, and the electromagnetic coil includes: In an electropneumatic converter having an air pressure conversion unit that converts the converted magnetic force into air pressure, the magnetic field generated by the electromagnetic coil is used as a control magnetic field, and the control magnetic field and an external magnetic field acting on the electromagnetic coil are controlled. It has a synthetic magnetic field detector that detects the direction and strength of the synthetic magnetic field with the component in the direction parallel to the magnetic field, and the arithmetic unit generates the electromagnetic coil with the direction and strength of the synthetic magnetic field detected by the synthetic magnetic field detector. A control output correction unit that corrects the control output so as to be the same as the direction and strength of the magnetic field according to the target value to be obtained is provided.
この発明によれば、「電磁コイルが生成する磁場(制御用磁場)」と「電磁コイルに作用している外部磁場の制御用磁場と平行な方向の成分」との合成磁場の向きと強さが、合成磁場検出部によって検出される。演算部は、この合成磁場検出部によって検出される合成磁場の向きと強さが電磁コイルが生成すべき目標値に応じた磁場の向きと強さと同じとなるように、電磁コイルへの制御出力を補正する。すなわち、本発明では、合成磁場の向きと強さの検出と、この検出される合成磁場に基づく電磁コイルへの制御出力の補正のみで、外部磁場の影響が排除される。 According to this invention, the direction and strength of the combined magnetic field of “the magnetic field generated by the electromagnetic coil (control magnetic field)” and “the component in the direction parallel to the control magnetic field of the external magnetic field acting on the electromagnetic coil”. Is detected by the synthetic magnetic field detector. The calculation unit outputs a control output to the electromagnetic coil so that the direction and strength of the synthetic magnetic field detected by the synthetic magnetic field detection unit are the same as the direction and strength of the magnetic field according to the target value to be generated by the electromagnetic coil. Correct. That is, in the present invention, the influence of the external magnetic field is eliminated only by detecting the direction and strength of the combined magnetic field and correcting the control output to the electromagnetic coil based on the detected combined magnetic field.
本発明において、演算部は、目標値情報を含む電流信号とフィードバックされてくる電流信号との差を入力とし、この入力される信号の差を零とする指令を目標値に応じた電流信号として生成し、この生成した目標値に応じた電流信号を制御出力として出力する。この場合、フィードバックされてくる電流信号は、空気圧変換部によって変換された空気圧に応じた電流信号であってもよく、空気圧変換部によって変換された空気圧が操作出力として与えられる調節弁の弁開度に応じた電流信号であってもよい。 In the present invention, the calculation unit inputs a difference between a current signal including target value information and a current signal fed back and inputs a command for setting the difference between the input signals to zero as a current signal corresponding to the target value. And a current signal corresponding to the generated target value is output as a control output. In this case, the feedback current signal may be a current signal corresponding to the air pressure converted by the air pressure conversion unit, and the valve opening degree of the control valve to which the air pressure converted by the air pressure conversion unit is given as an operation output It may be a current signal according to.
本発明によれば、「電磁コイルが生成する磁場(制御用磁場)」と「電磁コイルに作用している外部磁場の制御用磁場と平行な方向の成分」との合成磁場の向きと強さを検出するようにし、この検出される合成磁場の向きと強さが電磁コイルが生成すべき目標値に応じた磁場の向きと強さと同じとなるように、電磁コイルへの制御出力を補正するようにしたので、電磁コイルを磁気シールドすることなく、また補正用のコイルを設けることなく、合成磁場の向きと強さの検出と、この検出される合成磁場に基づく電磁コイルへの制御出力の補正のみで、外部磁場の影響を排除することが可能となる。 According to the present invention, the direction and strength of the combined magnetic field of “the magnetic field generated by the electromagnetic coil (control magnetic field)” and “the component in the direction parallel to the control magnetic field of the external magnetic field acting on the electromagnetic coil”. And the control output to the electromagnetic coil is corrected so that the direction and strength of the detected composite magnetic field are the same as the direction and strength of the magnetic field according to the target value to be generated by the electromagnetic coil. Since the electromagnetic coil is not magnetically shielded and no correction coil is provided, the direction and strength of the combined magnetic field can be detected, and the control output to the electromagnetic coil based on the detected combined magnetic field. It is possible to eliminate the influence of the external magnetic field only by correction.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
〔実施の形態1:電空変換器〕
図1は本発明に係る電空変換装置の一実施の形態の要部を示すブロック図である。図1には、実施の形態1として、電空変換器の要部のブロック図を示している。
[Embodiment 1: Electropneumatic converter]
FIG. 1 is a block diagram showing a main part of an embodiment of an electropneumatic converter according to the present invention. FIG. 1 shows a block diagram of a main part of an electropneumatic converter as the first embodiment.
図1において、図9と同一符号は図9を参照して説明した構成要素と同一或いは同等の構成要素を示し、その説明は省略する。この電空変換器100において、図9に示した従来の電空変換器100と異なる点は、演算部1の機能および電空変換部2の構成にある。
1, the same reference numerals as those in FIG. 9 denote the same or equivalent components as those described with reference to FIG. 9, and the description thereof will be omitted. This
以下、従来の電空変換器100を電空変換器100B、本実施の形態の電空変換器100を電空変換器100Aとし、従来の電空変換器100Bにおける演算部1および電空変換部2を演算部1Bおよび電空変換部2B、本実施の形態の電空変換器100Aにおける演算部1および電空変換部2を演算部1Aおよび電空変換部2Aとする。
Hereinafter, the
本実施の形態において、電空変換部2Aは、図2に示すように、上下のヨーク6間に設けられている電磁コイル7の下部に、この電磁コイル7と同軸かつ平行に合成磁場検出用コイル13を設けている。この合成磁場検出用コイル13は、電磁コイル(以下、電空変換用コイルと呼ぶ)7が生成する磁場(制御用磁場)と電空変換用コイル7に作用している外部磁場の制御用磁場と平行な方向の成分との合成磁場の向きと強さを検出する。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the
また、本実施の形態において、演算部1Aは、制御出力生成機能F1に加え、合成磁場検出用コイル13によって検出される合成磁場の向きと強さを入力とし、この合成磁場の向きと強さが電空変換用コイル7が生成すべき目標値に応じた磁場(目的の磁場)の向きと強さと同じとなるように、電空変換部2Aへの制御出力Isを補正する制御出力補正機能F2を備えている。この制御出力補正機能F2が本発明でいう制御出力補正部に相当し、制御出力生成機能F1が制御出力生成部に相当する。
In the present embodiment, in addition to the control output generation function F1, the
図3に演算部1Aの要部を示す。演算部1Aは、CPU1−1と、コイル駆動回路1−2と、増幅器1−3と、A/D変換器1−4と、メモリ1−5とを備えている。
FIG. 3 shows a main part of the
演算部1Aにおいて、コイル駆動回路1−2は、CPU1−1からの指示を受けて、制御出力Isを目標値に応じた電流(コイル駆動電流)Isとして電空変換用コイル7に流す。
In the
演算部1Aにおいて、増幅器1−3とA/D変換器1−4とは合成磁場検出用コイル13とCPU1−1との間の処理回路として設けられ、合成磁場検出用コイル13が検出する合成磁場(電空変換用コイル7が生成する磁場(制御用磁場)φSと電空変換用コイル7に作用している外部磁場の制御用磁場φSと平行な方向の成分φGとの合成磁場)の向きと強さをCPU1−1へ与える。
In the
この演算部1Aにおいて、制御出力生成機能F1や制御出力補正機能F2は、メモリ1−5に格納されているプログラムに従うCPU1−1の処理動作として実現される。
In the
以下、図4に示すフローチャートを参照して、演算部1AにおけるCPU1−1が実行する本実施の形態特有の処理動作について説明する。
Hereinafter, with reference to the flowchart shown in FIG. 4, the processing operation unique to the present embodiment executed by the CPU 1-1 in the
演算部1Aにおいて、CPU1−1は、入力電気信号Iinとフィードバック信号Ifとの差(目標値情報を含む電流信号とフィードバックされてくる電流信号との差)ΔIを入力し、この入力される信号差ΔIを零とする指令を目標値に応じた電流信号(制御出力)Isとして生成する。
In the
すなわち、CPU1−1は、目標値を入力し(ステップS101)、目標値に応じた磁場(目的の磁場)が得られるような制御出力Isを求め(ステップS102)、この求めた制御出力Isを目標値に応じた電流(コイル駆動電流)Isとして電空変換用コイル7に流す(ステップS103)。これにより、電空変換用コイル7が制御用磁場φSを生成する。
That is, the CPU 1-1 inputs a target value (step S101), obtains a control output Is that can obtain a magnetic field (target magnetic field) corresponding to the target value (step S102), and obtains the obtained control output Is. The current (coil drive current) Is corresponding to the target value is passed through the electropneumatic conversion coil 7 (step S103). As a result, the
一方、合成磁場検出用コイル13は、電空変換用コイル7が生成する制御用磁場φSと電空変換用コイル7に作用している外部磁場の制御用磁場φSと平行な方向の成分φGとの合成磁場の向きと強さを検出する。この合成磁場検出用コイル13によって検出された合成磁場の向きと強さは、増幅器1−3とA/D変換器1−4とから構成される処理回路を通してCPU1−1へ与えられる。
On the other hand, the combined magnetic
CPU1−1は、合成磁場検出用コイル13によって検出された合成磁場の向きと強さを取り込み(ステップS104)、この取り込んだ合成磁場の向きと強さと電空変換用コイル7が生成すべき目標値に応じた磁場(目的の磁場)の向きと強さとを比較する(ステップS105)。なお、この時の電空変換用コイル7が生成すべき目標値に応じた磁場(目的の磁場)は、演算式やテーブルから求められる値としてメモリ1−5に記憶されている。
The CPU 1-1 takes in the direction and strength of the synthesized magnetic field detected by the synthesized magnetic field detection coil 13 (step S104), and the direction and strength of the taken synthesized magnetic field and the target that the
ここで、CPU1−1は、取り込んだ合成磁場の向きと強さと目的の磁場の向きと強さが一致していなければ(ステップS105のNO)、取り込んだ合成磁場の向きと強さが目的の磁場の向きと強さと同じとなるような制御出力Isを求め(ステップS106)、すなわちコイル駆動回路1−2へ指示している現在の制御出力Isを補正し、この補正した制御出力Isを目標値に応じた電流(コイル駆動電流)Isとして電空変換用コイル7に流す(ステップS107)。 Here, if the direction and strength of the captured synthetic magnetic field do not match the direction and strength of the target magnetic field (NO in step S105), the CPU 1-1 determines the direction and strength of the captured synthetic magnetic field as the target. A control output Is that is the same as the direction and strength of the magnetic field is obtained (step S106), that is, the current control output Is instructed to the coil drive circuit 1-2 is corrected, and the corrected control output Is is the target. A current (coil drive current) Is corresponding to the value is passed through the electropneumatic conversion coil 7 (step S107).
これにより、図5に示すように、電空変換用コイル7が生成する制御用磁場φSが補正される。CPU1−1は、合成磁場検出用コイル13によって検出される合成磁場の向きと強さが目的の磁場の向きと強さと一致するまで(ステップS105のYES)、ステップS104,S105,S106,S107の処理動作を繰り返す。すなわち、電空変換用コイル7が生成する制御用磁場φSの補正を繰り返す。
As a result, as shown in FIG. 5, the control magnetic field φS generated by the
CPU1−1は、合成磁場検出用コイル13によって検出される合成磁場の向きと強さが目的の磁場の向きと強さと一致した後も、ステップS104,S105,S107の処理動作を繰り返す。これにより、外部磁場が変動するなどして、合成磁場検出用コイル13によって検出される合成磁場の向きと強さが目的の磁場の向きと強さとが一致しなくなった場合(ステップS105のNO)、上述と同様にして電空変換用コイル7が生成する制御用磁場φSが補正され(ステップS106,S107)、合成磁場検出用コイル13によって検出される合成磁場の向きと強さが目的の磁場の向きと強さに合わせられる。
The CPU 1-1 repeats the processing operations of steps S104, S105, and S107 even after the direction and strength of the combined magnetic field detected by the combined magnetic
このようにして、本実施の形態では、合成磁場検出用コイル13によって検出される合成磁場(電空変換用コイル7が生成する制御用磁場φSと電空変換用コイル7に作用している外部磁場の制御用磁場φSと平行な方向の成分φGとの合成磁場)の向きと強さが目的の磁場の向きと強さに常に合わせられるものとなり、電空変換用コイル7をシールドすることなく、また補正用のコイルを設けることなく、外部磁場の影響を排除することができるようになる。
In this way, in the present embodiment, the combined magnetic field detected by the combined magnetic field detection coil 13 (the control magnetic field φS generated by the
なお、図4に示した処理動作は、演算部1へ目標値が入力される毎に、すなわち入力電気信号Iinとフィードバック信号Ifとの差(目標値情報を含む電流信号とフィードバックされてくる電流信号との差)が≠0として入力される毎に、実行される。
The processing operation shown in FIG. 4 is performed every time a target value is input to the
〔実施の形態2:電空ポジショナ〕
図6は本発明に係る電空変換装置の他の実施の形態の要部を示すブロック図である。図6には実施の形態2として電空ポジショナの要部のブロック図を示している。
[Embodiment 2: Electropneumatic positioner]
FIG. 6 is a block diagram showing a main part of another embodiment of the electropneumatic converter according to the present invention. FIG. 6 shows a block diagram of a main part of an electropneumatic positioner as a second embodiment.
図6において、図12と同一符号は図12を参照して説明した構成要素と同一或いは同等の構成要素を示し、その説明は省略する。この電空ポジショナ200において、図12に示した従来の電空ポジショナ200と異なる点は、演算部22の機能および電空変換部23の構成にある。
6, the same reference numerals as those in FIG. 12 denote the same or equivalent components as those described with reference to FIG. 12, and the description thereof will be omitted. The
以下、従来の電空ポジショナ200を電空ポジショナ200B、本実施の形態の電空ポジショナ200を電空ポジショナ200Aとし、従来の電空ポジショナ200Bにおける演算部22および電空変換部23を演算部22Bおよび電空変換部23B、本実施の形態の電空ポジショナ200Aにおける演算部22および電空変換部23を演算部22Aおよび電空変換部23Aとする。
Hereinafter, the conventional electro-
この実施の形態においても、電空変換部23Aは、図2に示した電空変換部2Aと同様、合成磁場検出用コイル13を備えている(図7参照)。また、演算部22Aは、制御出力補正機能F1に加え、合成磁場検出用コイル13によって検出される合成磁場の向きと強さを入力とし、この合成磁場の向きと強さが電空変換用コイル7が生成すべき目標値に応じた磁場(目的の磁場)の向きと強さと同じとなるように、電空変換部23Aへの制御出力Isを補正する制御出力補正機能F2を備えている。
Also in this embodiment, the
演算部22Aの構成は図3に示した演算部1Aの構成と同じである(図8参照)。この演算部22Aにおいて、CPU22−1は、入力信号処理部21からの入力電気信号Iinと弁開度検出部25からのフィードバック信号Ifとの差(目標値情報を含む電流信号とフィードバックされてくる電流信号との差)ΔIを入力し、この入力される信号差ΔIを零とする指令を目標値に応じた電流信号(制御出力)Isとして生成する。この点が異なるのみで、演算部22AにおけるCPU22−1の処理動作は、演算部1AにおけるCPU1−1の処理動作と同じである。
The configuration of the
なお、上述した実施の形態1,2では、合成磁場の検出にコイルを用いているが、合成磁場の向きと強さを検出することができればよく、コイルに限られるものではない。また、合成磁場を検出するコイルに対して増幅器とA/D変換器とから構成される処理回路を設けているが、これは一般的なセンサ出力の処理回路であり、この処理回路の種類や構成も応用は可能である。 In the first and second embodiments described above, the coil is used to detect the synthetic magnetic field. However, the coil is not limited to the coil as long as the direction and strength of the synthetic magnetic field can be detected. In addition, a processing circuit including an amplifier and an A / D converter is provided for a coil for detecting a synthetic magnetic field. This is a general sensor output processing circuit. The configuration can also be applied.
〔実施の形態の拡張〕
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
[Extension of the embodiment]
The present invention has been described above with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the above embodiment. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the technical idea of the present invention.
1…演算部、1−1…CPU、1−2…コイル駆動回路、1−3…増幅器、1−4…A/D変換器、1−5…メモリ、2…電空変換部、3…パイロットリレー、4…フィードバックセンサ、7…電磁コイル(電空変換用コイル)、9…フラッパ、11…ノズル、13…合成磁場検出用コイル、21…入力信号処理部、22…演算部、22−1…CPU、22−2…コイル駆動回路、22−3…増幅器、22−4…A/D変換器、22−5…メモリ、23…電空変換部、24…空気信号増幅部、25…弁開度検出器、100…電空変換器、200…電空ポジショナ、300…調節弁。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記電磁コイルが生成する磁場を制御用磁場とし、この制御用磁場と前記電磁コイルに作用している外部磁場の前記制御用磁場と平行な方向の成分との合成磁場の向きと強さを検出する合成磁場検出部を備え、
前記演算部は、
前記合成磁場検出部によって検出される合成磁場の向きと強さが前記電磁コイルが生成すべき前記目標値に応じた磁場の向きと強さと同じとなるように前記制御出力を補正する制御出力補正部
を備えることを特徴とする電空変換装置。 A calculation unit that outputs a current signal according to a target value as a control output, an electromagnetic coil that converts the control output from the calculation unit into a magnetic force, and a pneumatic conversion unit that converts the magnetic force converted by the electromagnetic coil into air pressure In the electropneumatic converter provided,
The magnetic field generated by the electromagnetic coil is used as a control magnetic field, and the direction and strength of the combined magnetic field of this control magnetic field and a component of the external magnetic field acting on the electromagnetic coil in a direction parallel to the control magnetic field is detected. A synthetic magnetic field detector
The computing unit is
Control output correction for correcting the control output so that the direction and strength of the synthetic magnetic field detected by the synthetic magnetic field detection unit is the same as the direction and strength of the magnetic field corresponding to the target value to be generated by the electromagnetic coil An electropneumatic conversion device comprising: a unit.
前記演算部は、
目標値情報を含む電流信号とフィードバックされてくる電流信号との差を入力とし、この入力される信号の差を零とする指令を前記目標値に応じた電流信号として生成し、この生成した目標値に応じた電流信号を前記制御出力として出力する制御出力生成部
を備えることを特徴とする電空変換装置。 In the electropneumatic conversion device according to claim 1,
The computing unit is
The difference between the current signal including target value information and the current signal fed back is input, and a command for setting the difference between the input signals to zero is generated as a current signal corresponding to the target value. An electropneumatic conversion device comprising: a control output generation unit that outputs a current signal according to a value as the control output.
前記フィードバックされてくる電流信号は、
前記空気圧変換部によって変換された空気圧に応じた電流信号である
ことを特徴とする電空変換装置。 In the electropneumatic conversion device according to claim 2,
The feedback current signal is
An electropneumatic conversion device, characterized in that it is a current signal corresponding to the air pressure converted by the air pressure conversion unit.
前記フィードバックされてくる電流信号は、
前記空気圧変換部によって変換された空気圧が操作出力として与えられる調節弁の弁開度に応じた電流信号である
ことを特徴とする電空変換装置。 In the electropneumatic conversion device according to claim 2,
The feedback current signal is
The electropneumatic conversion device, wherein the air pressure converted by the air pressure conversion unit is a current signal corresponding to a valve opening degree of a control valve provided as an operation output.
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