JP2017015186A - 電動弁の開度制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動弁を目標とする開度に動作するための配線を簡素化することができるようにした電動弁の開度制御装置を提供する。
【解決手段】制御装置４２から電動弁の開度指令の制御信号を、電力線４３，４４の交流の１周期のうち、一方の半周期の指令期間内の開度に対応する制御時間間隔の制御伝送態様で送信する。電動弁の検出された開度の状態信号を、他方の半周期の応答期間内の開度に対応する検出時間間隔の検出伝送態様で送信する。制御信号と状態信号とは、交流の周波数（６０Ｈｚ）とは異なる周波数（１００ｋＨｚ）で電力線４３，４４に同期して重畳する。配線数は、電力線４３，４４の２本だけでよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動弁を目標とする開度に動作するための開度制御装置に関する。

本件明細書中、用語「電動弁」は、液体、気体、粉体などの流体を輸送する通路に介在される、たとえばバタフライ弁、ボール弁などの弁を、電力が供給される駆動手段、たとえばモータ、電磁ソレノイドなどによって、開閉して駆動する構成を含む概念として解釈されなければならない。開度は、弁の全開時の開口面積（または流量など）に対する或る開口面積（または流量など）の比である。

典型的な従来技術は、図３０に示される。商用交流電源１からの電力は、制御盤２から電力線３、４を経て、電動弁を備える電動弁装置６に供給される。開度指令回路７は、電動弁の目標とする指令開度に対応する電圧値１〜５Ｖの指令信号を、信号線８，９を介して電動弁装置６のリレー回路１０に与え、交流モータ１７によって電動弁が目標とする開度に駆動される。制御盤２の開度表示回路１３には、電動弁の検出開度を表わす電圧値１〜５Ｖの検出信号が、開度表示用信号線１１，１２を介して与えられる。全開／全閉表示回路１６には、電動弁装置６の検出スイッチ１８，１９によって検出された電動弁の全開および全閉の各状態を表わす信号が、表示用電力線１４，１５をそれぞれ介して与えられる。

電動弁装置６のポテンショメータ２０は、電動弁の開度を検出し、その検出信号は、リレー回路１０を介して開度表示用信号線１１，１２に導出される。リレー回路１０は、モータ１７を正逆転駆動するために電力線３に選択的に接続するスイッチング回路３８、３９を有する。

開度指令回路７から目標とする開度を表わす指令信号が信号線８，９を介してリレー回路１０に与えられ、このとき電動弁が目標開度よりも小さい開度であれば、電動弁を開くために、リレー回路１０のスイッチング回路３８が導通される。これによって、交流電力は、電力線３から電動弁装置６の全開検出スイッチ１８における共通接点２１と全開でないとき導通している個別接点２３とを経てモータ１７に、電力線４を辿る経路によって、供給され、電動弁が開方向に駆動される。電動弁の開度は、ポテンショメータ２０によって検出され、リレー回路１０を介して、その検出信号が、開度表示用信号線１１，１２に導出される。電動弁が全開状態になると、検出スイッチ１８の共通接点２１は個別接点２２に導通し、モータ１７が遮断されるとともに、表示用電力線１４に電力が供給されて制御盤２の全開／全閉表示回路１６に与えられる。

電動弁が、開度指令回路７からの指令信号の目標開度よりも大きい開度であれば、電動弁を閉じるために、リレー回路１０のスイッチング回路３９が導通される。これによって、交流電力は、電力線３から電動弁装置６の検出スイッチ１９における共通接点２７と全閉でないとき導通している個別接点２９とを経てモータ１７に、電力線４を辿る経路によって、供給され、電動弁が閉方向に駆動される。電動弁の開度は、ポテンショメータ２０によって検出され、リレー回路１０を介して、その検出信号が、開度表示用信号線１１，１２に導出される。電動弁が全閉状態になると、検出スイッチ１９の共通接点２７は個別接点２８に導通し、モータ１７が遮断されるとともに、表示用電力線１５に電力が供給されて制御盤２の全開／全閉表示回路１６に与えられる。

図３０に示される従来技術では、制御盤２と電動弁装置６との間を接続する電力線３、４、表示用電力線８，９および信号線８、９；１１，１２の配線数が比較的多い。したがって制御盤２と電動弁装置６との間が、たとえば１００ｍ以上もの長距離であるとき、配線材料とその配線工事の労力とが多大になり、費用がかさむ。

本発明の目的は、電動弁を目標とする開度に動作するための配線を簡素化することができるようにした電動弁の開度制御装置を提供することである。

本発明は、交流電源４１から電力線４３、４４を介して電力が供給される電動弁７６を開度制御する、電動弁の開度制御装置において、
（ａ）制御装置４２であって、
電動弁を開度制御する指令信号を発生する手段７１と、
前記指令信号に応答し、指令信号の開度を表わす制御信号を、電力線４３、４４の交流の周波数ｆ１とは異なる周波数ｆ２で、予め設定された制御伝送態様で、電力線４３、４４に重畳して送信する制御送信手段１３１、１３６とを有する制御装置４２と、
（ｂ）電動弁駆動装置６５であって、
電動弁７６を駆動して開度を変化する駆動手段４７、８５、９１、９２と、
電力線４３、４４を介して受信した制御伝送態様の制御信号に応答し、電動弁７６を前記開度に駆動する駆動手段４７、８５、９１、９２を駆動させる開度受信手段１５１、１５７とを有する電動弁駆動装置６５とを含むことを特徴とする電動弁の開度制御装置である。

本発明によれば、制御装置４２の指令信号発生手段７１からの電動弁７６を目標とする開度に動作するための指令信号が、制御送信手段１３１、１３６に与えられ、これによって電動弁７６に電力を供給する電力線４３、４４に、その電力線の交流の周波数（ｆ１、たとえば５０または６０Ｈｚ）とは異なる周波数（ｆ２、たとえば１００ｋＨｚ）で、指令信号に対応する制御信号が、重畳されて送信される。この制御信号は、予め設定された制御伝送態様で送信され、電動弁７６の目標とする開度を識別可能にする。

電動弁７６に電力を供給するために不可欠な電力線４３、４４に、制御信号が重畳されるので、制御信号の伝送のための信号線などが不要であり、電動弁７６を目標とする開度に動作するための配線を簡素化することができる。制御装置４２と電動弁駆動装置６５との間が長距離であっても、配線材料とその配線工事の労力とが多大にならず、費用を軽減することができる。

電動弁７６を目標とする開度に動作するために必要な情報量は、大量のデジタルデータの複雑な演算処理をして送受信する情報通信の技術分野に比べて、ごくわずかであるので、構成の簡略化を図って、本発明の実現が容易である、という効果もある。

また本発明は、制御送信手段１３１、１３６の制御信号による開度を表わす制御伝送態様は、
電力線４３、４４の交流に同期して、
開度に対応する制御時間間隔（図８、図２８のＷｋ）によって予め設定された態様であることを特徴とする。

本発明によれば、電動弁７６の開または閉を表わす制御信号の制御伝送態様は、電力線４３、４４の交流に同期して伝送される態様であるので、ノイズの混入などによる誤検出を防ぐことができる。交流の同期のための信号は、交流波形の極性変化時における、いわゆる零クロス信号でもよいが、その他の同期信号、たとえば交流波形の正または負のピークを検出した時点の信号などでもよい。各同期信号を、予め定める動作を開始するスタートパルスとして使用することによって、構成の簡略化を図ることができる。

また本発明は、制御伝送態様によって表わされる開度に対応する制御時間間隔（図８、図２８のＷｋ）は、基準制御信号ＰＳａ１と、その基準制御信号に後続する開度設定信号ＰＳｂ１との時間差に関連する値で伝送されることを特徴とする。

また本発明は、制御伝送態様の前記時間差に関連する値は、制御時間間隔Ｗｋに、基準制御信号ＰＳａ１の信号持続幅Ｗａ１を超える予め定める制御オフセット値Ｗ０１（Ｗａ１ ＜ Ｗ０１）を加算した値（＝ Ｗｋ ＋ Ｗ０１）であることを特徴とする。

この制御伝送態様は、制御時間間隔（図８、図２８のＷｋ）が、基準制御信号ＰＳａ１と、その基準制御信号ＰＳａ１に後続する開度設定信号ＰＳｂ１との時間差に関連する値に予め設定される態様である。前記時間差に関連する値は、たとえば後述の図８における時間差（Ｗｋ ＋ Ｗ０１）のように、制御時間間隔Ｗｋと予め定める一定の制御オフセット値Ｗ０１とを加算した値（＝ Ｗｋ ＋ Ｗ０１）であり、この制御オフセット値Ｗ０１は、基準制御信号ＰＳａ１の信号持続幅Ｗａ１を超える値（Ｗａ１ ＜ Ｗ０１）である。これによって、基準制御信号ＰＳａ１と開度設定信号ＰＳｂ１とが時間的に重ならず、ずれることが確実であり、したがって、制御時間間隔Ｗｋが、零またはごく小さい値であっても、伝送することができる。

前記時間差に関連する値は、たとえば後述の図２８におけるように、制御オフセット値Ｗ０１＝０に定められてもよい。これによって、制御時間間隔Ｗｋを、基準制御信号ＰＳａ１の信号持続幅Ｗａ１を超える値の範囲で、伝送することができる。

本発明に従えば、制御伝送態様は、その他の態様であってもよい。たとえば制御信号は、基準制御信号ＰＳａ１と開度設定信号ＰＳｂ１との２つの信号の組合せに代えて、制御時間間隔Ｗｋの信号持続幅を有する単一の連続する信号であってもよい。

また本発明は、制御伝送態様によって表わされる開度に対応する制御時間間隔（図８、図２８のＷｋ）は、
電力線の交流の各半周期または各１周期を、１または複数倍した期間内に、設定されることを特徴とする。

制御伝送態様によって表わされる開度に対応する制御時間間隔Ｗｋは、電力線４３、４４の交流の各半周期または各１周期を、１または複数倍した期間内に、設定されてもよい。前記１または複数倍した期間は、交流の各半周期または各１周期を、たとえば零クロス信号などの同期信号のカウンタによる計数によって、識別して設定することができる。

こうして本発明によれば、制御伝送態様によって表わされる電動弁７６を目標とする開度に動作するための制御信号を、電力線４３、４４を介して正確に伝送することができる。

また本発明は、電動弁駆動装置６５は、
電動弁７６の開度を検出する検出手段６０と、
検出手段６０からの出力に応答し、電力線４３、４４の交流の周波数ｆ１とは異なる周波数ｆ２で、開度を表わす状態信号を、制御伝送態様とは異なる予め設定された検出伝送態様で、電力線４３、４４に重畳して送信する状態送信手段１５１，１５６とを有し、
制御装置４２は、
電力線４３、４４を介して受信した検出伝送態様の状態信号を受信し、開度を表わす出力をする状態受信手段１３１、１３７を有することを特徴とする。

本発明によれば、電動弁駆動装置６５に備えられる検出手段６０によって電動弁７６の開度を検出し、状態送信手段１５１，１５６は、この検出された電動弁７６の開度の状態を表わす状態信号を、制御伝送態様とは異なる検出伝送態様で、電力線４３、４４に重畳して送信し、制御装置４２の状態受信手段１３１、１３７は、この状態信号を受信して開度の状態を表わす出力をし、たとえば開度状態を目視表示し、またその状態を演算処理する。開度の状態は、全開または全閉の状態を含む。

本発明では、電動弁７６の開度の状態検出に関する電動弁駆動装置６５の検出手段６０および状態送信手段１５１，１５６、ならびに制御装置４２の状態受信手段１３１、１３７などを含む構成は、設けられなくてもよい。

電動弁７６に電力を供給するために不可欠な電力線４３，４４に、状態信号が重畳されるので、制御信号だけでなく状態信号の伝送のための信号線なども不要であり、電動弁７６の開閉制御および状態出力のための配線を簡素化することができる。制御装置４２と電動弁駆動装置６５との間が長距離であっても、配線材料とその配線工事の労力とが多大にならず、費用を軽減することができる。

本発明は、制御送信手段１３１，１３６の制御伝送態様は、電力線４３，４４の交流に同期した指令期間（図８、図２８のＷｃ）内に予め設定され、
状態送信手段１５１，１５６の検出伝送態様は、電力線４３，４４の交流に同期して、指令期間（図８、図２８のＷｃ）とは異なる応答期間（図８、図２８のＷａ）内に予め設定されることを特徴とする。

本発明によれば、検出伝送態様は、電力線４３，４４の交流に同期して、制御伝送態様の指令期間Ｗｃとは異なる応答期間Ｗａ内に予め設定される。これによって、制御信号と状態信号との伝送を、確実に行なうことができる。

本発明は、指令期間と応答期間（図８、図２８のＷｃとＷａ）とは、
電力線４３，４４の交流の各半周期または各１周期を、１または複数倍した相互に異なる期間にそれぞれ設定されることを特徴とする。

本発明によれば、指令期間Ｗｃと応答期間Ｗａとは、後述の実施の形態のように、電力線の交流の各半周期の相互に異なる期間にそれぞれ設定されてもよいが、本発明に従えば、各半周期を複数倍した相互に異なる期間にそれぞれ設定されてもよく、さらに、交流の各１周期の相互に異なる期間にそれぞれ設定され、または各１周期の複数倍した相互に異なる期間にそれぞれ設定されてもよい。本発明に従えば、指令期間Ｗｃと応答期間Ｗａとは、相互に長さが異なる期間にそれぞれ設定されてもよい。

本発明は、状態送信手段１５１，１５６の状態信号による開度を表わす検出伝送態様は、
電力線４３，４４の交流に同期して、
開度に対応する検出時間間隔（図８、図２８のＷｐ）によって予め設定された態様であることを特徴とする。

本発明は、検出伝送態様によって表わされる開度に対応する検出時間間隔（図８、図２８のＷｐ）は、基準検出信号ＰＳａ２と、その基準検出信号に後続する開度検出信号ＰＳｂ２との時間差に関連する値で伝送されることを特徴とする。

本発明は、検出伝送態様の前記時間差に関連する値は、検出時間間隔Ｗｐと、基準検出信号の信号持続幅Ｗａ２を超える予め定める検出オフセット値Ｗ０２（Ｗａ２ ＜ Ｗ０２）とを加算した値（＝ Ｗｐ ＋ Ｗ０２）であることを特徴とする。

この検出伝送態様は、前述の制御伝送態様に類似し、検出時間間隔（図８、図２８のＷｐ）が、基準検出信号ＰＳａ２と、その基準検出信号ＰＳａ２に後続する開度検出信号ＰＳｂ２との時間差に関連する値に予め設定される態様である。前記時間差に関連する値は、たとえば後述の図８における時間差（Ｗｐ ＋ Ｗ０２）のように、制御時間間隔Ｗｋと予め定める一定の検出オフセット値Ｗ０２とを加算した値（＝Ｗｐ ＋ Ｗ０２）であり、この検出オフセット値Ｗ０２は、基準検出信号ＰＳａ１の信号持続幅Ｗａ１を超える値（Ｗａ２ ＜ Ｗ０２）である。これによって、基準検出信号ＰＳａ１と開度検出信号ＰＳｂ１とが時間的に重ならず、ずれることが確実であり、したがって、検出時間間隔Ｗｋが、零またはごく小さい値であっても、伝送することができる。

前記時間差に関連する値は、たとえば後述の図２８におけるように、検出オフセット値Ｗ０２＝０に定められてもよい。これによって、検出時間間隔Ｗｐを、基準検出信号ＰＳａ２の信号持続幅Ｗａ２を超える値の範囲で、伝送することができる。

本発明に従えば、検出伝送態様は、その他の態様であってもよい。たとえば状態信号は、基準検出信号ＰＳａ２と開度検出信号ＰＳｂ２との２つの信号の組合せに代えて、検出時間間隔Ｗｐの信号持続幅を有する単一の連続する信号であってもよい。

本発明は、検出伝送態様によって表わされる開度に対応する検出時間間隔（図８、図２８のＷｐ）は、
電力線４３、４４の交流の各半周期または各１周期を、１または複数倍した期間内に、設定されることを特徴とする。

本発明によれば、電動弁７６の開または閉を表わす状態信号の検出伝送態様は、電力線４３、４４の交流に同期して伝送される態様であるので、ノイズの混入などによる誤検出を防ぐことができる。

この検出伝送態様は、検出時間間隔（図８、図２８のＷｐ）が、基準検出信号ＰＳａ２と、その基準制御信号に後続する開度検出信号ＰＳｂ２との時間差に予め設定される態様でもよいが、本発明に従えば、その他の態様であってもよい。制御信号は、基準検出信号ＰＳａ２と開度検出信号ＰＳｂ２との２つの信号の組合せに代えて、たとえば検出時間間隔Ｗｐの信号持続幅を有する単一の連続する信号であってもよい。

検出伝送態様によって表わされる開度に対応する検出時間間隔Ｗｐは、電力線４３、４４の交流の各半周期または各１周期を、１または複数倍した期間内に、設定されてもよい。

こうして本発明によれば、制御伝送態様によって表わされる開指令または閉指令のための制御信号だけでなく、検出伝送態様によって表わされる開または閉の状態信号をも、電力線を介して正確に伝送することができる。

本発明の実施の一形態の全体の構成を示す電気回路図である。 電動弁装置６７が用いられる温水消費装置９８の全体のブロック図である。 電動弁装置６７の正面図である。 電動弁装置６７の一部を切欠いて側方から見た断面図である。 図３の切断面線Ｖ−Ｖから見た簡略化した断面図である。 制御装置４２の具体的な構成を示すブロック図である。 同期信号発生回路８１の具体的な構成を示す電気回路図である。 制御装置４２および受信駆動回路６６の動作を説明するための波形図である。 制御送信駆動回路１３６の具体的な構成を示す電気回路図である。 制御送信駆動回路１３６と状態受信回路１３７などとの動作を併せて説明するための波形図である。 状態受信回路１３７の具体的な構成を示すブロック図である。 電動弁駆動装置６５の具体的な構成を示す電気回路図である。 制御装置４２における処理回路７７の全体の動作を説明するためのフローチャートである。 図１３のステップａ６における開度の指令値ｋから制御信号の制御時間間隔Ｗｋを設定する動作を説明するためのフローチャートである。 図１３のステップａ７における基準制御信号ＰＳａ１を出力処理する動作を説明するためのフローチャートである。 図１３のステップａ９における開度指令の開度設定信号ＰＳｂ１を出力処理する動作を説明するためのフローチャートである。 図１３のステップａ９における検出された開度を表わす状態信号の基準検出信号ＰＳａ２を受信処理する動作を説明するためのフローチャートである。 図１３のステップａ１０における検出された開度を表わす状態信号の開度検出信号ＰＳｂ２を受信処理する動作を説明するためのフローチャートである。 図１３のステップａ１２のエラー検出動作を説明するためのフローチャートである。 図１３のステップａ１３における電動弁７６の開度ならびに全開または全閉の状態信号の出力処理をするための動作を説明するためのフローチャートである。 図１２に示される電動弁駆動装置６５の受信駆動回路６６に含まれる処理回路８５の全体の動作を説明するためのフローチャートである。 図２１のステップｍ６における基準制御信号ＰＳａ１の受信処理を行なう動作を説明するためのフローチャートである。 図２１のステップｍ７における開度設定信号ＰＳｂ１の受信処理を行なう動作を説明するためのフローチャートである。 図２１のステップｍ８における開度の検出値ｐから状態信号の検出時間間隔Ｗｐを設定する動作を説明するためのフローチャートである。 図２１のステップｍ９における検出値ｐのための基準検出信号ＰＳａ２を、電力線４３，４４に重畳して送信して出力処理する動作を説明するためのフローチャートである。 図２１のステップｍ１０における検出値ｐのための基準検出信号ＰＳａ２に後続する開度検出信号ＰＳｂ２を、電力線４３，４４に重畳して送信して出力処理する動作を説明するためのフローチャートである。 図２１のステップｍ１２における指令値ｋと検出値ｐとによって、モータ４７を駆動制御して、指令値ｋの目標とする開度を達成する動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施の他の形態の動作を説明するための波形図である。 本発明の実施のさらに他の形態の一部の簡略化して示す電気回路図である。 典型的な従来技術を示す電気回路図である。

図１は、本発明の実施の一形態の全体の構成を示す電気回路図である。商用交流電源などの交流電源４１からの電力は、制御装置４２から一対の電力線４３、４４を介して、電動弁駆動装置６５に供給される。電力線４３、４４は、たとえば１００ｍ以上もの長距離であることもある。

制御装置４２は、指令信号発生手段である可変抵抗器７１を備える。可変抵抗器７１は、電動弁７６（後述の図３および図４参照）の目標とする開度に対応する電圧または電流である指令信号を発生して、たとえばマイクロコンピュータなどによって実現される処理回路７７に与える。電動弁７６の開度の状態は、開度出力回路８０に出力され、これによって目視表示などの出力が達成される。電動弁７６の全開および全閉の状態は、全開／全閉出力回路７８に出力され、これによって目視表示などの出力が達成される。

制御装置４２にはまた、電力線４３，４４に接続される電源回路７９が備えられ、これによって処理回路７７およびその他の構成要素のための直流電力が供給される。図面中、参照符Ｖｃｃは、電源電圧の高電位出力を示す。同期信号発生回路８１は、交流電源４１から電力線４３，４４に供給される交流の電圧または電流に同期した同期信号である零クロス信号を発生して、処理回路７７に与える。処理回路７７は、可変抵抗器７１からの指令信号に応答し、指令信号の開度を表わす出力を信号重畳回路８２に与え、これによって、信号重畳回路８２は、その開度を表わす制御信号を電力線４３，４４に重畳して送信する。信号重畳回路８２は、電力線４３，４４に重畳される電動弁７６の開度ならびに全開および全閉の状態を表わす状態信号を、受信して処理回路７７に与える。

電動弁駆動装置６５は、電力線４３，４４を介する制御信号を受信し、状態信号を送信する受信駆動回路６６と、電動弁７６を制御信号に対応して目標とする開度に動作し、その開度の状態を検出する電動弁装置６７とを備える。受信駆動回路６６は、たとえばマイクロコンピュータなどによって実現される処理回路８５を備える。電源回路８６は、電力線４３、４４に接続され、処理回路８５およびその他の構成要素のための直流電力を供給する。制御装置４２の処理回路７７をいわゆるマスタ基板に、また受信駆動回路６６の処理回路８５をいわゆるスレーブ基板にそれぞれ対応して、実現することができる。

受信駆動回路６６の同期信号発生回路８７は、交流電源４１から電力線４３、４４に供給される交流の電圧または電流に同期した同期信号である零クロス信号を発生して、処理回路８５に与える。信号重畳回路８８は、電力線４３、４４に重畳される制御信号を受信して処理回路８５に与える。信号重畳回路８８は、処理回路８５からの出力によって、電動弁７６の開度ならびに全開および全閉の状態を表わす状態信号を電力線４３、４４に重畳して送信する。

一方の電力線４３は、受信駆動回路６６において等価回路で図示されるスイッチング回路９１、９２を介して電動弁装置６７に接続される。他方の電力線４４は、電動弁装置６７に接続される。電動弁７６の開度の状態は、ポテンショメータ６０によって検出され、その開度を表わす信号は、ライン６９から処理回路８５に入力される。ポテンショメータ６０は、たとえば抵抗片とその抵抗片に摺動する摺動片とを有し、摺動片は電動弁７６の弁体１０７（図３、図４参照）に連動して移動する構成を有し、電動弁７６の全開および全閉の間の全範囲にわたる開度の状態を検出する。電動弁７６の全開および全閉の状態をそれぞれ表わす信号は、ライン９３、９４から結合回路９５，９６を介して処理回路８５に入力される。

電動弁装置６７は、電動弁７６、ならびにその電動弁７６の全開を検出する検出スイッチ４８、全閉を検出する検出スイッチ４９、およびポテンショメータ６０を備える。電動弁７６では、バタフライ弁１０５（図３、図４）をモータ４７によって開度調整可能に駆動する。全開を検出する検出スイッチ４８では、共通接点５１が電動弁７６の全開状態で個別接点５２に導通し、全開以外の状態ではもう１つの個別接点５３に導通している。全閉を検出する検出スイッチ４９では、共通接点５７が電動弁７６の全閉状態で個別接点５８に導通し、全閉以外の状態では個別接点５９に導通している。図１には、電動弁７６が全開でも全閉でもないときにおける検出スイッチ４８、４９のスイッチング状態が示される。

モータ４７は、交流モータである単相誘導電動機によって実現され、一対の巻線６１，６２と、コンデンサ６３とを有し、正逆転可能に構成される。巻線６１，６２の一方端子は、共通接続されて電力線４４に接続される。巻線６１，６２の他方端子はいずれも、コンデンサ６３の両端子に接続される。巻線６１の前記他方端子は、検出スイッチ４８の個別接点５３に接続され、巻線６２の前記他方端子は、もう１つの検出スイッチ４９の個別接点５９に接続される。検出スイッチ４８における電動弁７６が全開であるとき共通接点５１と導通する個別接点５２は、ライン９３に接続される。検出スイッチ４９の電動弁７６が全閉であるとき共通接点５７と導通する個別接点５８は、ライン９４に接続される。検出スイッチ４８の共通接点５１には、受信駆動回路６６のスイッチング回路９１が接続され、もう１つの検出スイッチ４９の共通接点５７にはスイッチング回路９２が接続される。

電動弁７６を開く方向に駆動するために、スイッチング回路９１が導通される。検出スイッチ４８の共通接点５１および個別接点５３を経てモータ４７に電力が供給され、電動弁７６が開方向に駆動される。電動弁７６が全開になると、検出スイッチ４８の共通接点５１は、個別接点５２と導通し、個別接点５３と遮断し、モータ１７が停止される。共通接点５１と個別接点５２とが導通して全開したことを表わす信号は、ライン９３に導出される。

電動弁７６を閉じる方向に駆動するために、スイッチング回路９２が導通されると、検出スイッチ４９の共通接点５７および個別接点５９を経てモータ４７に電力が供給され、電動弁７６が閉方向に駆動される。電動弁７６が全閉になると、検出スイッチ４９の共通接点５７は、個別接点５８と導通し、個別接点５９と遮断し、モータ１７が停止される。共通接点５７と個別接点５８とが導通して全閉したことを表わす信号は、ライン９４に導出される。ポテンショメータ６０は、電動弁７６の開度を表わす信号をライン６９に、前述のように常時導出する。

図２は、電動弁７６が用いられる温水消費装置９８の全体のブロック図である。温水源９９からの予め定める一定の温度を有する水は、管路１０２に介在された電動弁７６を介して貯水槽１０１に供給される。この温水消費装置９８は、たとえば半導体製造のために用いられ、貯水槽１０１の水温は、電動弁７６の開度の調整動作によって予め定める一定の温度に、高い精度で維持される。

図３は電動弁装置６７の正面図であり、図４は電動弁装置６７の一部を切欠いて側方から見た断面図である。電動弁７６は、基体１０３に、バタフライ弁１０５と電動弁本体１０４とが取り付けられて構成され、電動弁本体１０４は、モータ４７を含む。バタフライ弁１０５の弁箱１０６は、管路１０２に介在される。この弁箱１０６に弁体１０７が、図３および図４の上下に延びる弁軸１０８のまわりに、たとえば９０度、正逆回転可能に設けられる。弁体１０７は、弁箱１０６の弁座１０９から離間、着座することによって、弁孔１１０を開閉し、その途中の開度で開くことができる。図３および図４は、弁体１０７が弁座１０９に着座して弁孔１１０を閉じた全閉状態を示す。弁軸１０８は、放熱フインを備える軸継手１１１を介して電動弁本体１０４のモータ４７によって角変位駆動される。

図５は、図３の切断面線Ｖ−Ｖから見た簡略化した断面図である。軸継手１１１、したがって弁軸１０８には、検出片１１２が固定される。バタフライ弁１０５の全閉状態では、検出片１１２は検出スイッチ４９によって検出され、図１における共通接点５７が個別接点５８に導通しており、このときもう１つの検出スイッチ４８では、共通接点５１が個別接点５３に導通したままである。

モータ４７によって軸継手１１１、したがって弁軸１０８が図５の開方向１１３に角変位駆動されると、検出片１１２は検出スイッチ４９から離間し、これによって共通接点５７は個別接点５９に導電したままとなり、検出片１１２が検出スイッチ４８によって検出されるまでの期間中、検出スイッチ４８の共通接点５１は個別接点５３に導通したままである。バタフライ弁１０５の全開状態では、検出片１１２が検出スイッチ４８によって検出され、共通接点５１が個別接点５２に導通する。弁軸１０８には、ポテンショメータ６０の摺動片が連動する。

図６は、制御装置４２の具体的な構成を示すブロック図である。開度を指令するための可変抵抗器７１からの出力は、処理回路７７でアナログ／デジタル変換されて演算処理される。

全開／全閉出力回路７８は、処理回路７７の出力によって電動弁７６が全開状態であるとき、全開表示灯１１５を点灯し、全閉状態であるとき、全閉表示灯１１６を点灯し、エラーの発生時、エラー表示灯１１７を点灯する。開度出力回路８０は、処理回路７７でデジタル／アナログ変換された出力によって、電動弁７６の開度を表示する。出力回路７８、８０は、このような目視表示出力をするだけでなく、そのほかの態様で電動弁７６の状態などを出力するように構成されてもよい。

信号重畳回路８２は、パルストランス１３１を含む。パルストランス１３１は、３つの巻線１３２〜１３４を有する。巻線１３２は、結合コンデンサ１３５を介して電力線４３，４４に接続される。巻線１３２は、巻線１３３，１３４に磁気結合される。処理回路７７からの出力は、信号重畳回路８２の制御送信駆動回路１３６に与えられ、巻線１３３が励振されて、開度を表わす制御信号が電力線４３，４４に重畳されて送信される。電動弁駆動装置６５からの電力線４３，４４に重畳された開度ならびに全開および全閉を表わす状態信号は、信号重畳回路８２で受信されて、もう１つの巻線１３４から、状態受信回路１３７に与えられ、その出力は処理回路７７に与えられる。

図７は、同期信号発生回路８１の具体的な構成を示す電気回路図である。電力線４３、４４には、抵抗１３８を介してホトカプラ１３９の発光ダイオード１４０が接続される。発光ダイオード１４０からの光は、受光素子１４１によって受光され、その出力は抵抗１４２によってクランプされ、交流の零クロス信号として、ライン１４３から処理回路７７に与えられる。

図８は、制御装置４２および受信駆動回路６６の動作を説明するための波形図である。図８（１）は、電力線４３、４４の交流波形を示す。同期信号発生回路８１からライン１４３に導出される零クロス信号は、図８（２）に示される。この零クロス信号は、電力線４３，４４の交流に同期して各１周期毎に発生されるが、実施の他の形態では、各半周期毎に発生されてもよい。

図８（１）の正の半周期を指令期間Ｗｃに予め設定し、それに後続する次の半周期を応答期間Ｗａに設定する。各指令期間Ｗｃおよび応答期間Ｗａでは、時刻ｔ０〜ｔ３およびｔ３〜ｔ６において、複数（たとえば３）の期間Ｗ１〜Ｗ３；Ｗ４〜Ｗ６に分割されて設定される。

図９は制御送信駆動回路１３６の具体的な構成を示す電気回路図であり、図１０はこの制御送信駆動回路１３６と後述の状態受信回路１３７などとの動作を併せて説明するための波形図である。発振回路１４４は、処理回路７７から図１０（１）に示される電動弁７６の開度の指令を表わす矩形波の信号が与えられることによって、周波数ｆ２で変調された図１０（２）に示される制御信号を導出する。この制御信号の周波数ｆ２は、電力線４３，４４の交流の周波数ｆ１とは異なり、たとえば１００ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚの範囲内で予め設定される周波数であり、たとえば１００ｋＨｚである。発振回路１４４からの制御信号は、反転回路１４５によって極性が設定され、トランジスタ１４６によって増幅され、パルストランス１３１の巻線１３３が励振され、これによって巻線１３２から結合コンデンサ１３５を経て電力線４３、４４に制御信号が重畳されて送信される。

図１１は、状態受信回路１３７の具体的な構成を示すブロック図である。パルストランス１３１の巻線１３４からの状態信号は、前述の図１０（２）と同様な波形を有し、この状態信号の周波数ｆ５は、電力線４３，４４の交流の周波数ｆ１とは異なる周波数であり、この実施の形態では、前述の制御信号の周波数ｆ２と同一の周波数に選ばれ、実施の他の形態では、制御信号の周波数ｆ２とは異なる、その他の周波数に選ばれてもよい。巻線１３４からの状態信号は、バンドパスフィルタ１４７によって濾波され、増幅回路１４８によって電圧増幅され、処理回路７７に与えられる。フィルタ１４７の出力は、図１０（３）に示される矩形波である。

図１２は、電動弁駆動装置６５の具体的な構成を示す電気回路図である。受信駆動回路６６の電源回路８６は、前述の電源回路７９と同様な構成を有し、同期信号発生回路８７は前述の同期信号発生回路８１と同様な構成を有する。

信号重畳回路８８は、前述の信号重畳回路８２に類似する構成を有する。パルストランス１５１は、巻線１５２〜１５４を有し、巻線１５２は、結合コンデンサ１５５を介して電力線４３，４４に接続される。処理回路８５からの状態信号は、状態送信駆動回路１５６から前述の周波数ｆ５で、パルストランス１５１の巻線１５３に与えられ、電力線４３、４４に重畳される。

制御装置４２からの電力線４３、４４を介して重畳された制御信号は、パルストランス１５１の巻線１５４から制御受信回路１５７に与えられ、その出力は処理回路８５に入力される。これらの状態送信駆動回路１５６および制御受信回路１５７は、前述の信号重畳回路８２の制御送信駆動回路１３６および状態受信回路１３７の構成にそれぞれ類似する。

モータ４７を含む電動弁７６を開および閉の方向へそれぞれ駆動して動作させるためのスイッチング回路９１、９２は、電力線４３と検出スイッチ４８，４９の各共通接点５１、５７との間に介在されるトライアック１６１、１６２と、各トライアック１６１，１６２のゲートにトリガ信号を与えるためのホトトライアックカプラ１６５，１６６をそれぞれ有する。これらのホトトライアックカプラ１６５、１６６に備えられる発光素子１７６，１７７には、処理回路８５からの電動弁７６を開および閉の方向へそれぞれ動作するための信号が与えられ、これによって、トライアック１６１、１６２が導通する。検出スイッチ４８，４９における全開の個別接点５２および全閉の個別接点５８の出力は、ライン９３，９４を介して、ホトカプラによって実現される結合回路９５，９６から処理回路８５に与えられる。結合回路９５，９６およびホトトライアックカプラ１６５，１６６は、電力線４３、４４と処理回路８５との電気的な絶縁をするために役立つ。

図１３は、制御装置４２における処理回路７７の全体の動作を説明するためのフローチャートである。処理回路７７は、中央処理回路１７１とメモリ１７２とを含み、これらの協動によって図１３の動作が実行される。ステップａ０から初期設定のステップａ１に移り、メモリ１７２のタイマＴＭＲ１が計時する計数値を零とし、全開状態を表わすメモリセルＬ１１および全閉状態を表わすメモリセルＬ１２ならびにエラー状態を示すメモリセルＬ１３の出力を遮断する。ポテンショメータ６０の出力をストアするメモリセルＰＴ１を、そのアナログ出力が零となるように設定する。

ステップａ２では、同期信号発生回路８１から図８（２）に示される零クロス信号の立上りがあるかどうかが判断され、その零クロス信号の立上りがあれば、次のステップａ３においてタイマＴＭＲ１の計数値を零とし、立上りがなければ、ステップａ４において１だけインクリメントして計時する。このような図１３に示されるステップａ２〜ａ１３の動作が繰返されるたびに、タイマＴＭＲ１は、図８（１）に示される電力線４３、４４の交流の１周期における各半周期毎の指令期間Ｗｃおよび応答期間Ｗａ毎の複数（たとえば３）に分割された各期間Ｗ１〜Ｗ３；Ｗ４〜Ｗ６を時刻ｔ０〜ｔ６において計時して設定することができる。

ステップａ５では、タイマＴＭＲ１の計数値に従ってステップａ６〜ａ１1が、表１のとおりに実行される。

先ず、指令期間Ｗｃでは、タイマＴＭＲ１の時刻ｔ０におけるステップａ６で、可変抵抗器７１からの電動弁７６の開度を表わす指令信号に応答し、開度の指令値ｋ（％）に対応する制御信号の制御時間間隔Ｗｋ（後述の図８（６）を参照）を演算する。指令値ｋは、全閉０％〜全開１００％に定められる。

図８（３）は、指令期間Ｗｃの分割された期間Ｗ１において、時刻ｔ０から予め定める時間Ｗｋ０だけ経過して発生される基準制御信号ＰＳａ１と、指令期間Ｗｃに後続する応答期間Ｗａの分割された期間Ｗ４において、時刻ｔ０から予め定める時間Ｗｐ０だけ経過して発生される基準検出信号ＰＳａ２との波形をそれぞれ示す。

図８（４）は、制御オフセット値Ｗ０１および検出オフセット値Ｗ０２を説明する便宜のために示す波形図である。この図８（４）では、指令期間Ｗｃの期間Ｗ１において発生される基準制御信号ＰＳａ１と、その指令期間Ｗｃにおいて基準制御信号ＰＳａ１から予め定める一定の制御オフセット値Ｗ０１だけ経過して後続する制御補助信号ＰＳｃ１との波形がそれぞれ示される。制御オフセット値Ｗ０１は、基準制御信号ＰＳａ１の信号持続幅Ｗａ１を超える値（Ｗａ１ ＜ Ｗ０１）に選ばれる。

図８（４）ではまた、指令期間Ｗｃに後続する応答期間Ｗａの期間Ｗ４において発生される基準検出信号ＰＳａ２と、その応答期間Ｗａにおいて基準検出信号ＰＳａ２から予め定める一定の検出オフセット値Ｗ０２だけ経過して後続する検出補助信号ＰＳｃ２との波形がそれぞれ示される。検出オフセット値Ｗ０２は、基準発生信号ＰＳａ２の信号持続幅Ｗａ２を超える値（Ｗａ２ ＜ Ｗ０２）に選ばれる。

図８（５）は、指令期間Ｗｃの期間Ｗ１において発生される基準制御信号ＰＳａ１と、期間Ｗ３において発生される指令値ｋが全開１００％である開度設定信号ＰＳｂ３との波形を示す。全開指令値ｋ＝１００％の制御時間間隔をＷｓ１とし、全開１００％未満の制御時間間隔をＷｋとするとき、式１が成り立つ。
ｋ（％） ＝ ( Ｗｋ ／ Ｗｓ１ ) × １００ …（１）

図８（５）における基準制御信号ＰＳａ１と開度設定信号ＰＳｂ３との時間差は、（Ｗｓ１ ＋ Ｗ０１）に定められる。

図８（６）の指令期間Ｗｃでは、期間Ｗ１において発生される基準制御信号ＰＳａ１と、期間Ｗ１〜Ｗ３において発生される指令値ｋの開度設定信号ＰＳｂ１との波形が示される。基準制御信号ＰＳａ１と指令値ｋの開度設定信号ＰＳｂ１との時間差は、（Ｗｋ ＋ Ｗ０１）に定められる。すなわち、開度設定信号ＰＳｂ１は、基準制御信号ＰＳａ１の発生から時間（Ｗｋ ＋ Ｗ０１）だけ経過して発生される。これによって、基準制御信号ＰＳａ１と開度設定信号ＰＳｂ１とが時間的に重ならず、ずれることが確実である。したがって、制御時間間隔Ｗｋが、零またはごく小さい値であっても、伝送することができる。基準制御信号ＰＳａ１と開度設定信号ＰＳｂ１、ＰＳｂ３とは、制御信号を構成する。

図８（５）はまた、応答期間Ｗａの期間Ｗ４において発生される基準検出信号ＰＳａ２と、期間Ｗ６において発生される検出値ｐが全開１００％である開度検出信号ＰＳｂ４との波形を示す。全開検出値ｐ＝１００％の検出時間間隔をＷｓ２とし、全開１００％未満の検出時間間隔をＷｐとするとき、式２が成り立つ。
ｐ（％） ＝ ( Ｗｐ ／ Ｗｓ２ ) × １００ …（２）

図８（５）における基準検出信号ＰＳａ２と開度検出信号ＰＳｂ４との時間差は、（Ｗｓ２ ＋ Ｗ０２）に定められる。

図８（６）の応答期間Ｗａでは、期間Ｗ４において発生される基準検出信号ＰＳａ２と、期間Ｗ４〜Ｗ６において発生される指令値ｐの開度検出信号ＰＳｂ２との波形が示される。基準検出信号ＰＳａ２と指令値ｐの開度検出信号ＰＳｂ２との時間差は、（Ｗｐ＋ Ｗ０２）に定められる。すなわち、開度検出信号ＰＳｂ２は、基準検出信号ＰＳａ２の発生から時間（Ｗｐ ＋ Ｗ０２）だけ経過して発生される。これによって、基準検出信号ＰＳａ２と開度検出信号ＰＳｂ２とが時間的に重ならず、ずれることが確実である。したがって、検出時間間隔Ｗｐが、零またはごく小さい値であっても、伝送することができる。基準検出信号ＰＳａ２と開度検出信号ＰＳｂ２、ＰＳｂ４とは、状態信号を構成する。

制御信号の制御時間間隔Ｗｋおよび状態信号の検出時間間隔Ｗｐを図８（６）のように伝送するとき、図８（４）の制御補助信号ＰＳｃ１および検出補助信号ＰＳｃ２はいずれも発生されない。

期間Ｗ１においてステップａ７で開度指令の基準制御信号ＰＳａ１の出力処理が行なわれ、期間Ｗ２〜Ｗ３においてステップａ８で指令値ｋの開度設定信号ＰＳｂ１の出力処理が行なわれる。すなわち、ステップａ７、ａ８で、電力線４３，４４には指令期間Ｗｃにおける分割された期間Ｗ１〜Ｗ３において、図８（５）に示される指令値ｋのための基準制御信号ＰＳａ１と開度設定信号ＰＳｂ１とがそれぞれ交流に重畳されて送信される。

次に、応答期間Ｗａでは、電力線４３，４４の交流に重畳された状態信号を受信する。期間Ｗ４においてステップａ９で、基準検出信号ＰＳａ２が受信処理され、期間Ｗ５〜Ｗ６においてステップａ１０で、開度検出信号ＰＳｂ２が受信処理される。これによって、状態信号の検出時間間隔（図８のＷｐ）に対応する開度の検出値ｐ（％）を演算する。検出値ｐは、全閉０％〜全開１００％に定められる。

このようなタイマＴＭＲ１の計数値が表１に規定されていない値であれば、ステップａ１１で処理を行なわない。

ステップａ１２で、エラー検出の処理を行なう。ステップａ１３で、メモリセルＬ１１〜Ｌ１３にストアされている状態信号の内容を、出力回路７８に与え、メモリセルＰＴ１にストアされている状態信号の内容を、開度出力回路８０に与える。

図１４は、図１３のステップａ６における開度の指令値ｋから制御信号の制御時間間隔Ｗｋを設定する動作を説明するためのフローチャートである。指令期間Ｗｃでは、ステップｂ０からステップｂ１に移り、可変抵抗器７１による開度のアナログ指令値ｋを読み取り、次のステップｂ２において、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換し、ステップｂ３で、前述の式１の関係に基づいて制御時間間隔をＷｋが演算されて設定される。こうしてステップｂ４では一連の動作を終了する。

図１５は、図１３のステップａ７における基準制御信号ＰＳａ１を出力処理する動作を説明するためのフローチャートである。ステップｃ０からステップｃ１に移り、処理回路７７は、図８（５）における指令期間Ｗｃの期間Ｗ１において、信号重畳回路８２における図９の制御送信駆動回路１３６における発振回路１４４に図１０（１）に示される矩形波の閉指令の信号を与える。これによって発振回路１４４からの図１０（２）に示される周波数ｆ２を有する出力は、パルストランス１３１および結合コンデンサ１３５を経て、電力線４３，４４に図８（５）に示される基準制御信号ＰＳａ１として、電力線４３，４４に重畳して送信される。ステップｃ２では、タイマＴＭＲ１によって、時刻ｔ０から基準制御信号ＰＳａ１が発生されるまでの時間Ｗｋ０を、計数する。こうしてステップｃ３では一連の動作を終了する。

図１６は、図１３のステップａ８における開度指令の開度設定信号ＰＳｂ１を出力処理する動作を説明するためのフローチャートである。ステップｄ０からステップｄ１に移り、処理回路７７は、指令期間Ｗｃの期間Ｗ１〜Ｗ３において、時間Ｗｋ０と制御時間間隔をＷｋと制御オフセット値Ｗ０１との和（＝ Ｗｋ０ ＋ Ｗｋ ＋ Ｗ０１）である送信時刻を演算する。ステップｄ２では、タイマＴＭＲ１による時刻ｔ０から期間Ｗ1〜Ｗ３における前記送信時刻で、開度設定信号ＰＳｂ１が、信号重畳回路８２から電力線４３，４４に重畳して送信される。

図１７は、図１３のステップａ９における検出された開度を表わす状態信号の基準検出信号ＰＳａ２を受信処理する動作を説明するためのフローチャートである。応答期間Ｗａの期間Ｗ４において、ステップｅ０からステップｅ１に移り、電力線４３、４４の交流に重畳された図１０（２）の波形を有する基準検出信号ＰＳａ２が受信されて、図１１の状態受信回路１３７から図１０（３）の矩形波が与えられたかが判断される。基準検出信号ＰＳａ２が受信されれば、次のステップｅ２では、時刻ｔ０から基準検出信号ＰＳａ２が受信されるまでの時間Ｗｐ０が演算される。こうしてステップｅ３では一連の動作を終了する。

図１８は、図１３のステップａ１０における検出された開度を表わす状態信号の開度検出信号ＰＳｂ２を受信処理する動作を説明するためのフローチャートである。応答期間Ｗａの期間Ｗ５において、ステップｈ０からステップｈ１に移り、電力線４３、４４に重畳された開度検出信号ＰＳｂ２が受信されると、ステップｈ２で、時刻ｔ３からのタイマＴＭＲ１の計数値から時間Ｗｐ０と検出オフセット値Ｗ０２とを減算した差（＝ ＴＭＲ１ − Ｗｐ０ − Ｗ０２）である検出時間間隔Ｗｐが求められる。開度検出信号ＰＳｂ２が受信されなければ、ステップｈ３に移る。ステップｈ３では一連の動作を終了する。

図１９は、図１３のステップａ１２のエラー検出動作を説明するためのフローチャートである。ステップｉ０からステップｉ１に移り、電動弁７６の開度の動作時間、すなわち図８（５）に示される基準制御信号ＰＳａ１、開度設定信号ＰＳｂ１が発生されてから、基準検出信号ＰＳａ２、開度検出信号ＰＳｂ２が受信されるまでの時間を監視する。ステップｉ２では、この監視している開度の動作時間が、予め定める値を超えてタイムオーバしたかを判断し、そうであれば、ステップｉ３においてメモリセルＥＲＲ１を論理「０」から論理「１」に設定する。こうしてステップｉ４では一連の動作を終了する。実施の他の形態では、各零クロス信号の相互の時間間隔を監視し、断線などが生じて予め定める値を超えたとき、メモリセルＥＲＲ１を論理「１」に設定するようにしてもよい。

図２０は、図１３のステップａ１３における電動弁７６の開度ならびに全開または全閉の状態信号の出力処理をするための動作を説明するためのフローチャートである。ステップｊ０からステップｊ１に移り、タイマＴＭＲ１の計数値が期間Ｗ６に到達すると、ステップｊ２で、受信されたポテンショメータ６０による検出出力から、前述の式２に基づいて検出値ｐを演算する。ステップｊ３では、検出値ｐがデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換され、メモリセルＰＴ１へストアされ、開度出力回路８０に出力される。

ステップｊ４では、検出値ｐが１００％であるかが判断され、そうであれば、メモリセルＬ１１の全開状態を表わす出力を導出し、そうでなければ、メモリセルＬ１１の出力を遮断する。ステップｊ４〜ｊ６の動作は、検出値ｐが０％であって、全閉であるかの判断に関しても、同様に実行され、メモリセルＬ１２のストア動作が行なわれる。電動弁７６の全開および全閉の状態は、検出スイッチ４８、４９からも得られて、受信される。全開および全閉の状態は、全開／全閉出力回路７８に出力される。

ステップｊ７では、図１９におけるエラーの発生を表わすメモリセルＥＲＲ１が論理「１」であるかが判断され、そうであれば、次のステップｊ８に移り、メモリセルＬ１３のエラーが発生していることを表わす出力が導出されて、出力回路７８のエラー表示灯１１７が点灯される。ステップｊ７でメモリセルＥＲＲ１が論理「１」でなければ、エラー表示灯１１７は消灯している。こうしてステップｊ９では一連の動作を終了する。

図２１は、図１２に示される電動弁駆動装置６５の受信駆動回路６６に含まれる処理回路８５の全体の動作を説明するためのフローチャートである。処理回路８５は、前述の処理回路７７に類似し、中央処理回路１７４とメモリ１７５とを含み、これらの協動によって図２１の動作が実行される。ステップｍ０から初期設定のステップｍ１に移り、メモリ１７５のタイマＴＭＲ２が計時する計数値を零とし、スイッチング回路９１、９２をいずれも遮断してモータ４７を停止する。

ステップｍ２では、同期信号発生回路８７から図８（２）に示される零クロス信号の立上りがあるかどうかが判断され、その零クロス信号の立上りがあれば、次のステップｍ３においてタイマＴＭＲ２の計数値を零とし、立上りがなければ、ステップｍ４において１だけインクリメントして計時する。このような図２１に示されるステップｍ２〜ｍ１２の動作が繰返されるたびに、タイマＴＭＲ２は、図８（１）に示される電力線４３、４４の１周期における各半周期毎の指令期間Ｗｃおよび応答期間Ｗａ毎の複数（たとえば３）に分割された各期間Ｗ１〜Ｗ３；Ｗ４〜Ｗ６を時刻ｔ０〜ｔ６において計時して設定することができる。

ステップｍ５では、タイマＴＭＲ２の計数値に従ってステップｍ６〜ｍ１１が、表２のとおりに実行される。

先ず、指令期間Ｗｃでは、分割された期間Ｗ１においてステップｍ６で、電力線４３，４４に重畳して送信されてきた目標とする開度に対応する指令値ｋのための基準制御信号ＰＳａ１の受信処理を行なう。その後、期間Ｗ２〜Ｗ３においてステップｍ７で、基準制御信号ＰＳａ１に後続する開度設定信号ＰＳｂ１の受信処理を行なう。

時刻ｔ３においてステップｍ８で、ポテンショメータ６０によって検出された開度に対応して、基準検出信号ＰＳａ２と開度検出信号ＰＳｂ２との検出時間間隔Ｗｐを演算して設定する。

次に、応答期間Ｗａでは、分割された期間Ｗ４においてステップｍ９で、検出した開度に対応する検出値ｐのための基準検出信号ＰＳａ２を、電力線４３，４４に重畳して送信して出力処理する。その後、期間Ｗ４〜Ｗ６においてステップｍ１０で、基準検出信号ＰＳａ２に後続する開度検出信号ＰＳｂ２を出力処理する。このようなタイマＴＭＲ１の計数値が表１に規定されていない値であれば、ステップｍ１１で処理を行なわない。ステップｍ１２では、指令値ｋと検出値ｐとによって、モータ４７を比例制御することによってバタフライ弁１０５の弁体１０７を正逆角変位駆動して、指令値ｋの目標とする開度を達成する。

図２２は、図２１のステップｍ６における基準制御信号ＰＳａ１の受信処理を行なう動作を説明するためのフローチャートである。ステップｎ０からステップｎ１に移り、処理回路８５は、図８（２）における指令期間Ｗｃの期間Ｗ１において、電動弁７６の開度の指令値ｋのための基準制御信号ＰＳａ１が、電力線４３，４４に重畳されて、図１２の制御受信回路１５７から図１０（３）の矩形波で与えられたかが判断され、そうであれば、ステップｎ２において、タイマＴＭＲ２によって、時刻ｔ０から基準制御信号ＰＳａ１が発生されるまでの時間Ｗｋ０（図８（５）を参照）を、計数する。こうしてステップｎ３では一連の動作を終了する。

図２３は、図２１のステップｍ７における開度設定信号ＰＳｂ１の受信処理を行なう動作を説明するためのフローチャートである。ステップｑ０からステップｑ１に移り、処理回路８５は、図８（２）における指令期間Ｗｃの期間Ｗ２、Ｗ３において、電動弁７６の開度のための開度設定信号ＰＳｂ１が、電力線４３，４４に重畳されて、図１２の制御受信回路１５７から図１０（３）の矩形波で与えられたかが判断される。開度設定信号ＰＳｂ１が受信されれば、ステップｑ２で、時刻ｔ０からのタイマＴＭＲ２の計数値から時間Ｗｋ０と制御オフセット値Ｗ０１とを減算した差（＝ ＴＭＲ２ − Ｗｋ０ ― Ｗ０１）である制御時間間隔Ｗｋが求められる。開度設定信号ＰＳｂ１が受信されなければ、ステップｑ３に移る。ステップｑ３では一連の動作を終了する。

図２４は、図２１のステップｍ８における開度の検出値ｐから状態信号の検出時間間隔Ｗｐを設定する動作を説明するためのフローチャートである。応答期間Ｗａでは、ステップｒ０からステップｒ１に移り、ポテンショメータ６０からの開度のアナログ出力を読み取り、次のステップｒ２において、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換し、ステップｒ３で、前述の式１の関係に基づいて検出値ｐに対応する検出時間間隔Ｗｐが演算されて設定される。こうしてステップｒ４では一連の動作を終了する。

図２５は、図２１のステップｍ９における検出値ｐのための基準検出信号ＰＳａ２を、電力線４３，４４に重畳して送信して出力処理する動作を説明するためのフローチャートである。応答期間Ｗａの分割された期間Ｗ４において、ステップｓ０からステップｓ１に移り、処理回路８５は、信号重畳回路８８の状態送信駆動回路１５６に図１０（１）に示される矩形波の信号を与える。これによって状態送信駆動回路１５６からの図１０（２）に示される周波数ｆ２を有する出力は、パルストランス１５１および結合コンデンサ１５５を経て、図８（５）に示される基準検出信号ＰＳａ２として、電力線４３，４４に重畳して送信される。ステップｓ２では、タイマＴＭＲ２によって、時刻ｔ０から基準検出信号ＰＳａ２が送信されるまでの時間Ｗｐ０が演算される。こうしてステップｓ３では一連の動作を終了する。

図２６は、図２１のステップｍ１０における検出値ｐのための基準検出信号ＰＳａ２に後続する開度検出信号ＰＳｂ２を、電力線４３，４４に重畳して送信して出力処理する動作を説明するためのフローチャートである。応答期間Ｗａの分割された期間Ｗ４、Ｗ５において、ステップｕ０からステップｕ１に移り、時間Ｗｐ０と検出時間間隔Ｗｐと検出オフセット値Ｗ０２との和（＝ Ｗｐ０ ＋ Ｗｐ ＋ Ｗ０２）である送信時刻を演算する。ステップｕ２では、タイマＴＭＲ２による時刻ｔ０から期間Ｗ４〜Ｗ６おける前記送信時刻で、開度検出信号ＰＳｂ２が、信号重畳回路８２を経て送信される。こうしてステップｕ３では一連の動作を終了する。

図２７は、図２１のステップｍ１２における指令値ｋと検出値ｐとによって、モータ４７を駆動制御して、指令値ｋの目標とする開度を達成する動作を説明するためのフローチャートである。ステップｖ０からステップｖ１に移り、タイマＴＭＲ２の計数値が期間Ｗ６であれば、次のステップｖ２で、ポテンショメータ６０からの開度のアナログ出力を読み取り、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換し、検出値ｐの現在値ＰＴＶ（％）としてメモリ１７５にストアする。

ステップｖ３では、前述の図２４のステップｒ３で得られた指令値ｋの制御時間間隔Ｗｋから、式１と同様な関係に基づいて、式３によって現在の目標値ＣＭＶを求める。
ＣＭＶ（％） ＝ ( Ｗｋ ／ Ｗｓ１ ) × １００ …（３）

ステップｖ４では、電動弁７６の式３による開度の現在の目標値ＣＭＶと現在値ＰＴＶとを比較して、ステップｖ５〜ｖ７を選択的に実行する。

現在の目標値ＣＭＶが現在値ＰＴＶを超えるとき、ステップｖ５を実行してモータ４７を電動弁７６の閉方向に駆動する。現在の目標値ＣＭＶが現在値ＰＴＶ未満であるとき、ステップｖ６を実行してモータ４７を電動弁７６の開方向に駆動する。現在の目標値ＣＭＶが現在値ＰＴＶと等しいとき、ステップｖ７を実行してモータ４７を停止する。こうしてステップｖ８では一連の動作を終了する。

図２８は、本発明の実施の他の形態の動作を説明するための波形図である。この実施の形態は、前述の実施の形態に類似し、図２８（１）〜（５）は、前述の図８（１）〜（３）、（５）、（６）にそれぞれ対応する。注目すべきは、制御オフセット値Ｗ０１および検出オフセット値Ｗ０２の両者は、零に設定される（Ｗ０１ ＝ Ｗ０２ ＝ ０）。これによって、制御時間間隔Ｗｋを、基準制御信号ＰＳａ１の信号持続幅Ｗａ１を超える値の範囲で、伝送することができ、検出時間間隔Ｗｐを、基準検出信号ＰＳａ２の信号持続幅Ｗａ２を超える値の範囲で、伝送することができる。

本発明の実施のさらに他の形態では、制御オフセット値Ｗ０１および検出オフセット値Ｗ０２のいずれか一方を零に選んでもよい。

実施の他の形態では、指令期間Ｗｃにおいて、基準制御信号ＰＳａ１のみが発生され、指令期間Ｗｃの経過時、開度設定信号ＰＳｂ１が発生されていないとき、指令値ｋ＝０であるものとして設定し、応答期間Ｗａにおいて、基準検出信号ＰＳａ２のみが発生され、応答期間Ｗａの経過時、開度検出信号ＰＳｂ２が発生されていないとき、検出値ｐ＝０であるものとして設定してもよい。

図２９は、本発明の実施のさらに他の形態の一部の簡略化して示す電気回路図である。この実施の形態は、前述の実施の形態に類似し、対応する部分には同一の参照符を付す。注目すべきはこの実施の形態では、電動弁駆動装置６５の受信駆動回路６６に備えられる電源回路８６に代えて、電源回路１９１によって実現される。電源回路１９１には、信号重畳回路８８に備えられるパルストランス１５１の受信のための巻線１５４の出力が与えられ、電動弁駆動装置６５における処理回路８５などの構成要素に直流電力が供給される。巻線１５４の出力は、電源回路１９１において、ダイオード１９２によって整流され、コンデンサ１９３によって平滑され、高電位Ｖｃｃが得られる。コンデンサ１９３は、たとえば電気二重層キャパシタなどによって実現され、大容量化されてもよい。こうして電源回路１９１は、制御装置４２から電力線４３，４４に重畳されて受信される制御信号を、直流化して電力を供給する。これによって電動弁駆動装置６５の構成の可及的簡素化が図られる。

本発明は、液体、気体、粉体などの流体を輸送する通路に介在される、たとえばバタフライ弁、ボール弁などの開閉または流量制御のための、さらには圧力制御のための弁に関連して、広範囲に実施することができる。本発明は、配線数を減少することを可能にするので、制御装置と電動弁駆動装置との距離が短くても、有利に実施される。本発明は、電動弁だけでなく、伝送する情報量が比較的少ない他の技術分野でも、実施可能であり、その他の電力消費装置のために実施することができる。

４１ 交流電源
４２ 制御装置
４７ モータ
４８、４９ 検出スイッチ
６５ 電動弁駆動装置
６６ 受信駆動回路
６７ 電動弁装置
７１ 可変抵抗器
７７、８５ 処理回路
７６ 電動弁
７８ 全開／全閉出力回路
７９、８６、１９１ 電源回路
８０ 開度出力回路
８１、８７ 同期信号発生回路
８２、８８ 信号重畳回路
９１、９２ スイッチング回路
１０５ バタフライ弁
１３１、１５１ パルストランス
１３６ 制御送信駆動回路
１３７ 状態受信回路
１５６ 状態送信駆動回路
１５７ 制御受信回路
１７１、１７４ 中央処理回路
１７２、１７５ メモリ
Ｗｃ 指令期間
Ｗａ 応答期間
Ｗｋ 制御時間間隔
Ｗｐ 検出時間間隔
Ｗ０１ 制御オフセット値
Ｗ０２ 検出オフセット値
Ｗａ１、Ｗａ２ 信号持続幅
ＰＳａ１ 基準制御信号
ＰＳｂ１ 開度設定信号
ＰＳａ２ 基準検出信号
ＰＳｂ２ 開度検出信号
信号持続幅Ｗａ１

Claims (12)

1. 交流電源から電力線を介して電力が供給される電動弁を開度制御する、電動弁の開度制御装置において、
   （ａ）制御装置であって、
   電動弁を開度制御する指令信号を発生する手段と、
   前記指令信号に応答し、指令信号の開度を表わす制御信号を、電力線の交流の周波数ｆ１とは異なる周波数ｆ２で、予め設定された制御伝送態様で、電力線に重畳して送信する制御送信手段とを有する制御装置と、
   （ｂ）電動弁駆動装置であって、
   電動弁を駆動して開度を変化する駆動手段と、
   電力線を介して受信した制御伝送態様の制御信号に応答し、電動弁を前記開度に駆動する駆動手段を駆動させる開度受信手段とを有する電動弁駆動装置とを含むことを特徴とする電動弁の開度制御装置。
2. 制御送信手段の制御信号による開度を表わす制御伝送態様は、
   電力線の交流に同期して、
   開度に対応する制御時間間隔（図８、図２８のＷｋ）によって予め設定された態様であることを特徴とする請求項１に記載の電動弁の開度制御装置。
3. 制御伝送態様によって表わされる開度に対応する制御時間間隔（図８、図２８のＷｋ）は、基準制御信号と、その基準制御信号に後続する開度設定信号との時間差に関連する値で伝送されることを特徴とする請求項２に記載の電動弁の開度制御装置。
4. 制御伝送態様の前記時間差に関連する値は、制御時間間隔Ｗｋと、基準制御信号の信号持続幅Ｗａ１を超える予め定める制御オフセット値Ｗ０１（Ｗａ１ ＜ Ｗ０１）とを加算した値（＝ Ｗｋ ＋ Ｗ０１）であることを特徴とする請求項３に記載の電動弁の開度制御装置。
5. 制御伝送態様によって表わされる開度に対応する制御時間間隔（図８、図２８のＷｋ）は、
   電力線の交流の各半周期または各１周期を、１または複数倍した期間内に、設定されることを特徴とする請求項２〜４のうちの１つに記載の電動弁の開度制御装置。
6. 電動弁駆動装置は、
   電動弁の開度を検出する検出手段と、
   検出手段からの出力に応答し、電力線の交流の周波数ｆ１とは異なる周波数ｆ２で、開度を表わす状態信号を、制御伝送態様とは異なる予め設定された検出伝送態様で、電力線に重畳して送信する状態送信手段とを有し、
   制御装置は、
   電力線を介して受信した検出伝送態様の状態信号を受信し、開度を表わす出力をする状態受信手段を有することを特徴とする請求項１〜５のうちの１つに記載の電動弁の開度制御装置。
7. 制御送信手段の制御伝送態様は、電力線の交流に同期した指令期間（図８、図２８のＷｃ）内に予め設定され、
   状態送信手段の検出伝送態様は、電力線の交流に同期して、指令期間（図８、図２８のＷｃ）とは異なる応答期間（図８、図２８のＷａ）内に予め設定されることを特徴とする請求項６に記載の電動弁の開度制御装置。
8. 指令期間と応答期間（図８、図２８のＷｃとＷａ）とは、
   電力線の交流の各半周期または各１周期を、１または複数倍した相互に異なる期間にそれぞれ設定されることを特徴とする請求項７に記載の電動弁の開度制御装置。
9. 状態送信手段の状態信号による開度を表わす検出伝送態様は、
   電力線の交流に同期して、
   開度に対応する検出時間間隔（図８、図２８のＷｐ）によって予め設定された態様であることを特徴とする請求項６〜８のうちの１つに記載の電動弁の開度制御装置。
10. 検出伝送態様によって表わされる開度に対応する検出時間間隔（図８、図２８のＷｐ）は、基準検出信号と、その基準検出信号に後続する開度検出信号との時間差に関連する値で伝送されることを特徴とする請求項９に記載の電動弁の開度制御装置。
11. 検出伝送態様の前記時間差に関連する値は、検出時間間隔Ｗｐと、基準検出信号の信号持続幅Ｗａ２を超える予め定める検出オフセット値Ｗ０２（Ｗａ２ ＜ Ｗ０２）とを加算した値（＝ Ｗｐ ＋ Ｗ０２）であることを特徴とする請求項１０に記載の電動弁の開度制御装置。
12. 検出伝送態様によって表わされる開度に対応する検出時間間隔（図８、図２８のＷｐ）は、
    電力線の交流の各半周期または各１周期を、１または複数倍した期間内に、設定されることを特徴とする請求項請求項９〜１１のうちの１つに記載の電動弁の開度制御装置。

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