JP2019078297A - Monitoring system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、停電時においてバルブを強制的に全閉方向へ動作させるためにスプリングを利用するスプリングリターン型の電動アクチュエータを監視する監視システムに関するものである。 The present invention relates to a monitoring system that monitors a spring return type electric actuator that uses a spring to forcibly operate a valve in a fully closed direction at the time of a power failure.
現在、停電時においてバルブを強制的に全閉方向へ動作させるためにスプリングを利用するスプリングリターン型のアクチュエータがある(特許文献1参照)。
しかし、従来のスプリングリターン型のアクチュエータには、停電後に所望の全閉位置までバルブをリターン動作させることができたかどうかを外部に通知する機能が設けられていなかったのでリターン動作の異常は、外部の環境条件から推定するしかなかった。
At present, there is a spring return type actuator that uses a spring to forcibly operate the valve in a fully closed direction at the time of a power failure (see Patent Document 1).
However, since the conventional spring return type actuator was not provided with a function to notify the outside whether or not the valve could be returned to the desired fully closed position after a power failure, the abnormality in the return operation is an external I could only estimate from the environmental conditions of
スプリングリターン型のアクチュエータでは、スプリング、減速機などの機構部品が故障すると、停電時にバルブを全閉位置までリターン動作させることができない。しかしながら、上記のとおり停電後に通信またはアナログ出力などの方法により外部に通知する機能をアクチュエータが備えていないため、リターン動作の結果を外部から確認することが難しいという問題点があった。 In a spring return type actuator, when mechanical parts such as a spring and a reduction gear fail, the valve can not return to the fully closed position at the time of a power failure. However, as described above, there is a problem that it is difficult to confirm the result of the return operation from the outside because the actuator does not have the function of notifying the outside by a method such as communication or analog output after a power failure.
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、スプリングリターン型の電動アクチュエータの停電時のリターン動作の結果を外部から確認することができる監視システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a monitoring system capable of externally confirming the result of the return operation at the time of a power failure of the spring return type electric actuator.
本発明の監視システムは、バルブの開度を制御するように構成された電動アクチュエータと、この電動アクチュエータを監視するように構成されたホスト装置とを備え、前記ホスト装置は、前記電動アクチュエータに対して第1のコマンドを送信するように構成された第1のコマンド送信部と、前記第1のコマンドに応じて前記電動アクチュエータから送信される、前記バルブの開度を示す第1のレスポンスを受信するように構成された第1のレスポンス受信部とを備え、前記電動アクチュエータは、外部から電源が供給される通電時に制御信号に応じてモータによって前記バルブを駆動するように構成された駆動部と、前記通電時に外部から指令された開度目標値と前記バルブの開度とが一致するように前記制御信号を出力するように構成された開度制御部と、前記電源が遮断された停電時に前記バルブを所定の開度位置までリターン動作させるように構成されたスプリングユニットと、電気エネルギーを蓄えるように構成された蓄電部と、この蓄電部に蓄積された電気エネルギーを用いて前記停電時に動作し、前記第1のコマンドを受信するように構成された第1のコマンド受信部と、前記蓄電部に蓄積された電気エネルギーを用いて前記停電時に動作し、前記リターン動作が完了した場合、または停電から一定の許容時間の経過後に前記バルブが前記所定の開度位置に達していないエラーが発生した場合は前記第1のコマンドを受信したときに、前記第1のレスポンスを前記ホスト装置に送信するように構成された第1のレスポンス送信部とを備えることを特徴とするものである。 The monitoring system of the present invention comprises an electric actuator configured to control the opening of a valve, and a host device configured to monitor the electric actuator, wherein the host device is for the electric actuator. A first command transmitting unit configured to transmit a first command, and a first response indicating the degree of opening of the valve transmitted from the electric actuator in response to the first command And a driving unit configured to drive the valve by a motor in response to a control signal when power is supplied from the outside. The control signal is output such that the target opening degree commanded from the outside at the time of energization is equal to the opening degree of the valve. An opening control unit, a spring unit configured to return the valve to a predetermined opening position at the time of a power failure in which the power is shut off, and a power storage unit configured to store electric energy. The first command receiver configured to operate at the time of the power failure using the electrical energy stored in the storage unit and configured to receive the first command, and using the electrical energy stored in the storage unit Operation at the time of the power failure, when the return operation is completed, or when an error occurs in which the valve does not reach the predetermined opening position after a certain allowable time has elapsed since the A first response transmitting unit configured to transmit the first response to the host device when received; and That.
また、本発明の監視システムの1構成例において、前記ホスト装置は、前記電動アクチュエータに対して第2のコマンドを周期的に送信するように構成された第2のコマンド送信部と、前記第2のコマンドに応じて前記電動アクチュエータから送信される、前記電動アクチュエータの状態を示す第2のレスポンスを受信するように構成された第2のレスポンス受信部とをさらに備え、前記電動アクチュエータは、前記第2のコマンドを受信するように構成された第2のコマンド受信部と、前記通電時に前記第2のコマンドを受信したときに通電状態を示す前記第2のレスポンスを前記ホスト装置に送信し、前記停電時に前記リターン動作が完了した場合は前記第2のコマンドを受信したときにリターン完了状態を示す前記第2のレスポンスを前記ホスト装置に送信し、前記エラーが発生した場合は前記第2のコマンドを受信したときにエラー発生状態を示す前記第2のレスポンスを前記ホスト装置に送信するように構成された第2のレスポンス送信部とをさらに備え、前記ホスト装置の第1のコマンド送信部は、リターン完了状態を示す前記第2のレスポンスまたはエラー発生状態を示す前記第2のレスポンスを受信したときに、この第2のレスポンスを送信した前記電動アクチュエータに対して前記第1のコマンドを送信することを特徴とするものである。 Further, in one configuration example of the monitoring system of the present invention, the host device is configured to periodically transmit a second command to the electric actuator, and the second command transmitting unit. And a second response receiving unit configured to receive a second response indicating a state of the electric actuator, which is transmitted from the electric actuator in response to a command of A second command receiving unit configured to receive the second command, and the second response indicating an energized state when the second command is received at the time of energizing, to the host device; When the return operation is completed at the time of a power failure, the second response indicating the return completed state is received when the second command is received. A second response configured to transmit to the host device, and to transmit the second response indicating an error occurrence state to the host device when the second command is received when the error occurs And a transmission unit, wherein the first command transmission unit of the host device receives the second response indicating a return completion state or the second response indicating an error occurrence state. The first command may be sent to the electric actuator that has sent a response.
また、本発明の監視システムの1構成例において、前記ホスト装置は、外部のシステムから、前記電動アクチュエータへの電源が遮断されたことを示す停電検出信号を受けるように構成された停電検出信号入力部と、前記停電検出信号入力部が前記停電検出信号を受け取ったときに、前記電動アクチュエータに対して第2のコマンドを送信するように構成された第2のコマンド送信部と、前記第2のコマンドに応じて前記電動アクチュエータから送信される、前記電動アクチュエータの状態を示す第2のレスポンスを受信するように構成された第2のレスポンス受信部とをさらに備え、前記電動アクチュエータは、前記第2のコマンドを受信するように構成された第2のコマンド受信部と、前記停電時に前記リターン動作が完了した場合は前記第2のコマンドを受信したときにリターン完了状態を示す前記第2のレスポンスを前記ホスト装置に送信し、前記エラーが発生した場合は前記第2のコマンドを受信したときにエラー発生状態を示す前記第2のレスポンスを前記ホスト装置に送信するように構成された第2のレスポンス送信部とをさらに備え、前記ホスト装置の第1のコマンド送信部は、リターン完了状態を示す前記第2のレスポンスまたはエラー発生状態を示す前記第2のレスポンスを受信したときに、この第2のレスポンスを送信した前記電動アクチュエータに対して前記第1のコマンドを送信することを特徴とするものである。
また、本発明の監視システムの1構成例において、前記ホスト装置は、前記電動アクチュエータから、電源が遮断されたことを示す停電検出信号を受けるように構成された停電検出信号入力部と、前記停電検出信号入力部が前記停電検出信号を受け取ったときに、この停電検出信号を出力した電動アクチュエータに対して第2のコマンドを送信するように構成された第2のコマンド送信部と、前記第2のコマンドに応じて前記電動アクチュエータから送信される、前記電動アクチュエータの状態を示す第2のレスポンスを受信するように構成された第2のレスポンス受信部とをさらに備え、前記電動アクチュエータは、前記第2のコマンドを受信するように構成された第2のコマンド受信部と、前記停電時に前記リターン動作が完了した場合は前記第2のコマンドを受信したときにリターン完了状態を示す前記第2のレスポンスを前記ホスト装置に送信し、前記エラーが発生した場合は前記第2のコマンドを受信したときにエラー発生状態を示す前記第2のレスポンスを前記ホスト装置に送信するように構成された第2のレスポンス送信部と、前記停電検出信号をON/OFFの電圧または電流の形式で出力するように構成されたデジタル/アナログ出力部と、前記停電時に前記停電検出信号を前記デジタル/アナログ出力部を介して出力するように構成された停電検出信号出力部とをさらに備え、前記ホスト装置の第1のコマンド送信部は、リターン完了状態を示す前記第2のレスポンスまたはエラー発生状態を示す前記第2のレスポンスを受信したときに、この第2のレスポンスを送信した前記電動アクチュエータに対して前記第1のコマンドを送信することを特徴とするものである。
また、本発明の監視システムの1構成例において、前記ホスト装置は、前記電動アクチュエータから、電源が遮断されたことを示す停電検出データを受信するように構成されたデータ受信部をさらに備え、前記電動アクチュエータは、前記停電時に前記リターン動作が完了した場合または前記エラーが発生した場合に前記停電検出データを前記ホスト装置に送信するように構成されたデータ送信部とをさらに備え、前記ホスト装置の第1のコマンド送信部は、前記データ受信部が前記停電検出データを受信したときに、この停電検出データを送信した電動アクチュエータに対して前記第1のコマンドを送信することを特徴とするものである。
In one configuration example of the monitoring system of the present invention, the host device is configured to receive a power failure detection signal indicating that the power supply to the electric actuator is shut off from an external system. A second command transmitting unit configured to transmit a second command to the electric actuator when the power failure detection signal input unit receives the power failure detection signal; And a second response receiving unit configured to receive a second response indicating a state of the electric actuator, which is transmitted from the electric actuator in response to a command. A second command receiving unit configured to receive a command from the command and the previous operation if the return operation is completed at the time of the power failure When the second command is received, the second response indicating the return completion state is transmitted to the host device, and when the error occurs, the second command is received and the error occurrence state is indicated. And a second response transmitting unit configured to transmit a second response to the host device, wherein the first command transmitting unit of the host device is configured to transmit the second response or the second response indicating a return completion state. When the second response indicating the error occurrence state is received, the first command is transmitted to the electric actuator that has transmitted the second response.
Further, in one configuration example of the monitoring system of the present invention, the host device is configured to receive a power failure detection signal indicating that the power is shut off from the electric actuator, and the power failure detection signal input unit; A second command transmission unit configured to transmit a second command to the electric actuator that has output the power failure detection signal when the detection signal input unit receives the power failure detection signal; And a second response receiving unit configured to receive a second response indicating a state of the electric actuator, which is transmitted from the electric actuator in response to a command of A second command receiving unit configured to receive two commands, and the return operation is completed at the time of the power failure When the second command is received, the second response indicating the return completion state is transmitted to the host device, and when the error occurs, the second command is received and the error occurrence state is indicated. A second response transmitting unit configured to transmit the second response to the host device; and a digital / analog configured to output the power failure detection signal in the form of an ON / OFF voltage or current The host device further comprises: an output unit; and a power failure detection signal output unit configured to output the power failure detection signal via the digital / analog output unit at the time of the power failure, wherein the first command transmission unit of the host device When the second response indicating the return completion status or the second response indicating the error occurrence status is received, the second response It is characterized in transmitting the first command to the electric actuator that sent the.
In one configuration example of the monitoring system of the present invention, the host device further includes a data receiving unit configured to receive power failure detection data indicating that the power is shut off from the electric actuator, The electric actuator further includes a data transmission unit configured to transmit the power failure detection data to the host device when the return operation is completed at the time of the power failure or when the error occurs. The first command transmission unit is characterized in that when the data reception unit receives the power failure detection data, the first command transmission unit transmits the first command to the electric actuator that has transmitted the power failure detection data. is there.
また、本発明の監視システムは、バルブの開度を制御するように構成された電動アクチュエータと、この電動アクチュエータを監視するように構成されたホスト装置とを備え、前記ホスト装置は、外部のシステムから、前記電動アクチュエータへの電源が遮断されたことを示す停電検出信号を受けるように構成された停電検出信号入力部と、この停電検出信号入力部が前記停電検出信号を受け取ったときに、前記電動アクチュエータから出力されている、前記バルブの開度を示す開度位置信号を確認するように構成された開度位置信号確認部とを備え、前記電動アクチュエータは、外部から電源が供給される通電時に制御信号に応じてモータによって前記バルブを駆動するように構成された駆動部と、前記通電時に外部から指令された開度目標値と前記バルブの開度とが一致するように前記制御信号を出力するように構成された開度制御部と、前記電源が遮断された停電時に前記バルブを所定の開度位置までリターン動作させるように構成されたスプリングユニットと、電気エネルギーを蓄えるように構成された蓄電部と、前記開度位置信号を電圧または電流の形式で出力するように構成されたアナログ出力部と、前記開度位置信号を前記アナログ出力部を介して外部に出力するように構成された開度位置信号出力部とを備えることを特徴とするものである。 Further, the monitoring system of the present invention includes an electric actuator configured to control the opening degree of a valve, and a host device configured to monitor the electric actuator, and the host device is an external system. A power failure detection signal input unit configured to receive a power failure detection signal indicating that power to the electric actuator is shut off, and the power failure detection signal input unit receives the power failure detection signal; And an opening degree position signal confirmation unit configured to check an opening degree position signal indicating an opening degree of the valve, which is output from the electric actuator, and the electric actuator is energized when power is supplied from the outside. A driving unit configured to drive the valve by a motor in response to a control signal, and an opening commanded from the outside during the energization An opening control unit configured to output the control signal so that the value and the opening degree of the valve coincide, and returning the valve to a predetermined opening position at the time of a power failure when the power is shut off A spring unit configured as described above, a storage unit configured to store electrical energy, an analog output unit configured to output the opening position signal in the form of voltage or current, and the opening position And an opening position signal output unit configured to output a signal to the outside through the analog output unit.
また、本発明の監視システムの1構成例において、前記電動アクチュエータは、前記停電時に前記リターン動作によって前記モータで発生する回生電力により前記蓄電部を充電するように構成された回生電力部をさらに備えることを特徴とするものである。
また、本発明の監視システムの1構成例において、前記電動アクチュエータは、前記通電時に前記蓄電部を充電するように構成された充電部をさらに備えることを特徴とするものである。
また、本発明の監視システムの1構成例において、前記電動アクチュエータは、前記通電時に前記蓄電部を充電するように構成された充電部と、前記停電時に前記リターン動作によって前記モータで発生する回生電力により前記蓄電部を充電するように構成された回生電力部とをさらに備えることを特徴とするものである。
また、本発明の監視システムの1構成例において、前記電動アクチュエータは、前記モータで発生する余剰の回生電力を消費するように構成された回生電力処理部をさらに備えることを特徴とするものである。
In one configuration example of the monitoring system of the present invention, the electric actuator further includes a regenerative power unit configured to charge the power storage unit with regenerative power generated by the motor by the return operation at the time of the power failure. It is characterized by
In one configuration example of the monitoring system of the present invention, the electric actuator further includes a charging unit configured to charge the power storage unit when the power is supplied.
Further, in one configuration example of the monitoring system of the present invention, the electric actuator is a charging unit configured to charge the storage unit at the time of the energization, and regenerative electric power generated by the motor by the return operation at the time of the power failure. And a regenerative power unit configured to charge the power storage unit.
In one configuration example of the monitoring system of the present invention, the electric actuator further includes a regenerative power processing unit configured to consume excess regenerative power generated by the motor. .
本発明では、ホスト装置に第1のコマンド送信部と第1のレスポンス受信部とを設け、電動アクチュエータに第1のコマンド受信部と第1のレスポンス送信部とを設ける。ホスト装置は、電動アクチュエータに対して第1のコマンドを送信することにより、電動アクチュエータから、バルブの開度を示す第1のレスポンスを取得することができる。その結果、本発明では、電動アクチュエータのメンテナンス性の向上に貢献することができる。ホスト装置は、第1のレスポンスが示すバルブの開度が全閉あるいは全開になっていないときに、スプリングリターン型の電動アクチュエータのリターン動作が正常に終了していないことを認識できる。 According to the present invention, the host device is provided with the first command transmission unit and the first response reception unit, and the electric actuator is provided with the first command reception unit and the first response transmission unit. The host device can obtain the first response indicating the opening degree of the valve from the electric actuator by transmitting the first command to the electric actuator. As a result, the present invention can contribute to the improvement of the maintainability of the electric actuator. The host device can recognize that the return operation of the spring-return type electric actuator is not normally completed when the opening degree of the valve indicated by the first response is not fully closed or fully open.
また、本発明では、ホスト装置に第2のコマンド送信部と第2のレスポンス受信部とを設け、電動アクチュエータに第2のコマンド受信部と第2のレスポンス送信部とを設ける。ホスト装置は、電動アクチュエータに対して第2のコマンドを周期的に送信し、電動アクチュエータからリターン完了状態を示す第2のレスポンスまたはエラー発生状態を示す第2のレスポンスを受信したときに、電動アクチュエータに対して第1のコマンドを送信することにより、電動アクチュエータから第1のレスポンスを取得することができる。 Further, in the present invention, the host apparatus is provided with the second command transmission unit and the second response reception unit, and the electric actuator is provided with the second command reception unit and the second response transmission unit. The host device periodically transmits a second command to the electric actuator, and receives a second response indicating the return completed state or a second response indicating the error occurrence state from the electric actuator. The first response can be acquired from the electric actuator by transmitting the first command to the controller.
また、本発明では、ホスト装置が外部のシステムから停電検出信号を受信したときに、電動アクチュエータに対して第2のコマンドを送信し、電動アクチュエータからリターン完了状態を示す第2のレスポンスまたはエラー発生状態を示す第2のレスポンスを受信したときに、電動アクチュエータに対して第1のコマンドを送信することにより、電動アクチュエータから第1のレスポンスを取得することができる。本発明では、ホスト装置と電動アクチュエータとの間の通信量を削減することができる。 Further, in the present invention, when the host apparatus receives a power failure detection signal from an external system, the second command is transmitted to the electric actuator, and the second response or error generation indicating the return completed state from the electric actuator is generated. When the second response indicating the state is received, the first response can be obtained from the electric actuator by transmitting the first command to the electric actuator. According to the present invention, the amount of communication between the host device and the electric actuator can be reduced.
また、本発明では、ホスト装置が電動アクチュエータから停電検出信号を受信したときに、電動アクチュエータに対して第2のコマンドを送信し、電動アクチュエータからリターン完了状態を示す第2のレスポンスまたはエラー発生状態を示す第2のレスポンスを受信したときに、電動アクチュエータに対して第1のコマンドを送信することにより、電動アクチュエータから第1のレスポンスを取得することができる。本発明では、ホスト装置と電動アクチュエータとの間の通信量を削減することができる。 Further, in the present invention, when the host device receives a power failure detection signal from the electric actuator, the second command is transmitted to the electric actuator, and a second response or an error occurrence state indicating a return completion state from the electric actuator. The first response can be acquired from the electric actuator by transmitting the first command to the electric actuator when receiving the second response indicating. According to the present invention, the amount of communication between the host device and the electric actuator can be reduced.
また、本発明では、ホスト装置が電動アクチュエータから停電検出データを受信したときに、電動アクチュエータに対して第1のコマンドを送信することにより、電動アクチュエータから第1のレスポンスを取得することができる。本発明では、ホスト装置と電動アクチュエータとの間の通信量を削減することができる。 Further, according to the present invention, when the host device receives the power failure detection data from the electric actuator, the first response can be acquired from the electric actuator by transmitting the first command to the electric actuator. According to the present invention, the amount of communication between the host device and the electric actuator can be reduced.
また、本発明では、電動アクチュエータが開度位置信号を出力し、ホスト装置が外部のシステムから停電検出信号を受信したときに電動アクチュエータから出力されている開度位置信号を確認することにより、電動アクチュエータのリターン動作の結果を確認することができる。 Further, in the present invention, when the electric actuator outputs the opening position signal and the host device receives the power failure detection signal from the external system, the electric actuator checks the opening position signal output from the electric actuator. The result of the return operation of the actuator can be confirmed.
また、本発明では、電動アクチュエータに回生電力部を設けることにより蓄電部を充電することができ、この蓄電部に蓄積された電気エネルギーを用いて停電時に動作結果通知部を動作させることができる。 Further, in the present invention, the storage unit can be charged by providing the regenerative power unit in the electric actuator, and the operation result notification unit can be operated at the time of a power failure using the electric energy stored in the storage unit.
また、本発明では、電動アクチュエータに充電部を設けることにより蓄電部を充電することができ、この蓄電部に蓄積された電気エネルギーを用いて停電時に動作結果通知部を動作させることができる。 Further, according to the present invention, the storage unit can be charged by providing the charging unit in the electric actuator, and the operation result notification unit can be operated at the time of a power failure using the electrical energy stored in the storage unit.
また、本発明では、電動アクチュエータに回生電力処理部を設けることにより、モータで発生する余剰の回生電力を消費させることができ、回生電力による回路等の破損を防ぐことができる。 Further, according to the present invention, by providing the regenerative power processing unit in the electric actuator, it is possible to consume surplus regenerative power generated by the motor, and to prevent damage to a circuit or the like due to the regenerative power.
[第1の実施例]
以下、本発明の第1の実施例について図面を参照して説明する。図1は本実施例に係る監視システムの構成を示すブロック図である。監視システムは、電源系統101に接続された1乃至複数の電動アクチュエータ100と、電動アクチュエータ100から送信される開度位置レスポンスにより電動アクチュエータ100のリターン動作の結果を監視するホスト装置103とから構成される。電動アクチュエータ100とホスト装置103との間は、ネットワーク104を介して接続されている。
First Embodiment
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a monitoring system according to the present embodiment. The monitoring system includes one or more
図2は電動アクチュエータ100の構成を示すブロック図である。電動アクチュエータ100は、ボール弁やバタフライ弁等のバルブ200に取り付けられ、電動調節弁として一体化される。また、電動アクチュエータ100は、図示しないコントローラとの間で、情報の授受を行う。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the
電動アクチュエータ100は、外部電源(図1の配電盤102)から供給される電源電圧からメイン電源電圧を生成するメイン電源部1と、外部からの電源の遮断を検出する停電検出部2と、メイン電源部1からのメイン電源電圧と後述する蓄電部の電圧のうちどちらかを選択して出力するメイン電源切替部3と、電動アクチュエータ全体を制御する制御部4と、コントローラからの開度目標信号を処理して制御部4へ開度目標値を出力する開度目標処理部5と、制御系電源電圧を生成する制御電源部6と、電源が遮断された停電時にバネ力によりバルブ200を第1の方向(例えば閉方向)にリターン動作させるスプリングユニット7と、スプリングユニット7のバネ力に抗してバルブ200を第2の方向(例えば開方向)に動作させる駆動力を発生するモータ8と、制御部4からの制御信号に応じてモータ8へ駆動電圧を出力するモータ駆動部9と、モータ8の出力を減速させてバルブ200を操作する減速機10と、バルブ200の開度を測定する位置センサ11と、電気エネルギーを蓄える電気2重層コンデンサからなる蓄電部12と、停電時にリターン動作によってモータ8で発生する回生電力により蓄電部12を充電する回生電力部13と、メイン電源切替部3から電源電圧の供給を受けて動作し、ホスト装置103と通信するための通信部14とを備えている。モータ8とモータ駆動部9と減速機10とは、駆動部15を構成している。
The
図3は制御部4の構成を示すブロック図である。制御部4は、外部から電源が供給される通電時に開度目標値に応じてバルブ200の開度を制御する開度制御部40と、ホスト装置103から送信されたリターン確認コマンド(第2のコマンド)を受信するリターン確認コマンド受信部41(第2のコマンド受信部)と、ホスト装置103からリターン確認コマンドを受信したときに、通電時の場合には通電状態を示すリターン確認レスポンス(第2のレスポンス)をホスト装置103に送信し、リターン動作が完了した場合にはリターン完了状態を示すリターン確認レスポンスをホスト装置103に送信し、停電から一定の許容時間の経過後にバルブ200が所定の開度位置に達していないエラーが発生した場合にはエラー発生状態を示すリターン確認レスポンスをホスト装置103に送信するリターン確認レスポンス送信部42(第2のレスポンス送信部)と、ホスト装置103から送信された開度位置コマンド(第1のコマンド)を受信する開度位置コマンド受信部43(第1のコマンド受信部)と、ホスト装置103から開度位置コマンドを受信したときに、バルブ200の開度を示す開度位置レスポンス(第1のレスポンス)をホスト装置103に送信する開度位置レスポンス送信部44(第1のレスポンス送信部)と、情報記憶のための記憶部45とから構成される。本実施例の記憶部45は、制御部4の動作のためのプログラムと共に、動作に必要なパラメータとして、後述する許容時間を予め記憶している。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the
図4はホスト装置103の構成を示すブロック図である。ホスト装置103は、電動アクチュエータ100に対してリターン確認コマンドを周期的に送信するリターン確認コマンド送信部1030(第2のコマンド送信部)と、電動アクチュエータ100から送信されたリターン確認レスポンスを受信するリターン確認レスポンス受信部1031(第2のレスポンス受信部)と、電動アクチュエータ100に対して開度位置コマンドを送信する開度位置コマンド送信部1032(第1のコマンド送信部)と、電動アクチュエータ100から送信された開度位置レスポンスを受信する開度位置レスポンス受信部1033(第1のレスポンス受信部)と、情報記憶のための記憶部1034とから構成される。本実施例の記憶部1034は、ホスト装置103の動作のためのプログラムを予め記憶している。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the
以下、本実施例の監視システムの動作を説明する。図5はホスト装置103の動作を説明するフローチャート、図6は通電時の電動アクチュエータ100の動作を説明するフローチャートである。
ホスト装置103は、電源が投入されると、後述する動作のためのプログラムを記憶部1034から読み出す初期設定処理を行う(図5ステップS100)。
The operation of the monitoring system of this embodiment will be described below. FIG. 5 is a flow chart for explaining the operation of the
When the power is turned on, the
次に、ホスト装置103のリターン確認コマンド送信部1030は、電動アクチュエータ100に対してリターン確認コマンドを送信する(図5ステップS101)。
ホスト装置103のリターン確認レスポンス受信部1031は、リターン確認コマンドに応じて電動アクチュエータ100から送信されるリターン確認レスポンスを受信するまで待つ(図5ステップS102)。
Next, the return confirmation
The return confirmation
ホスト装置103は、リターン完了状態を示すリターン確認レスポンスまたはエラー発生状態を示すリターン確認レスポンスを受信するまで(図5ステップS103においてYES)、ステップS101,S102の処理を一定時間毎に行う。
The
続いて、ホスト装置103の開度位置コマンド送信部1032は、リターン確認レスポンス受信部1031がリターン完了状態を示すリターン確認レスポンスまたはエラー発生状態を示すリターン確認レスポンスを受信したときに、このリターン確認レスポンスを送信した電動アクチュエータ100に対して開度位置コマンドを送信する(図5ステップS104)。
Subsequently, the opening degree position
ホスト装置103の開度位置レスポンス受信部1033は、開度位置コマンドに応じて電動アクチュエータ100から送信される開度位置レスポンスを受信する(図5ステップS105)。
The opening degree position
ここでは電動アクチュエータ100が1台の場合について説明しているが、複数の電動アクチュエータ100がネットワーク104に接続されている場合には、電動アクチュエータ毎にステップS101〜S105の処理を行うようにすればよい。
Here, the case of one
一方、電動アクチュエータ100のメイン電源部1は、外部電源(図1の配電盤102)から電源電圧が供給されると、この電源電圧から所定のメイン電源電圧を生成する。なお、外部電源から供給される電源電圧は交流でも直流でもよい。外部電源から供給される電源電圧が交流の場合には、メイン電源部1の内部で整流・平滑し、さらに降圧して所望のメイン電源電圧を生成すればよい。電動アクチュエータ100の停電検出部2は、メイン電源部1からメイン電源電圧が供給されているため、停電検出信号は出力しない。
On the other hand, when the power supply voltage is supplied from the external power supply (
電動アクチュエータ100のメイン電源切替部3は、停電検出部2からの停電検出信号の入力がないため、メイン電源部1からのメイン電源電圧を選択して出力する。これにより、メイン電源電圧がメイン電源切替部3を介して制御電源部6に供給される。また、メイン電源電圧は、メイン電源部1からモータ駆動部9に直接供給される。
The main power
制御電源部6は、メイン電源電圧から所定の制御系電源電圧を生成する。制御系電源電圧は、制御部4と位置センサ11と通信部14とに供給される。制御電源部6から制御系電源電圧が供給されることにより、電動アクチュエータ100の制御部4が起動する。
起動した制御部4は、後述する動作のためのプログラムを記憶部45から読み出す初期設定処理を行う(図6ステップS200)。
The control
The activated
次に、制御部4が起動すると、制御部4の開度制御部40は、開度目標処理部5からバルブ200の開度目標値θref(°)を取得する。開度目標処理部5は、メイン電源部1からメイン電源電圧の供給を受けて動作し、図示しないコントローラから開度目標信号を受信して、この開度目標信号が示す開度目標値θref(°)を制御部4へ出力する。
Next, when the
開度制御部40は、開度目標値θref(°)と位置センサ11によって測定されたバルブ200の開度の実測値(実開度)とを比較し、開度目標値θref(°)と実開度とが一致するように、モータ駆動部9へモータ制御信号を出力する。モータ駆動部9は、モータ制御信号に応じてモータ8へ駆動電圧を出力する。これにより、モータ8が駆動され、このモータ8の駆動力が減速機10を介してバルブ200の弁軸に伝わり、この弁軸に軸着された弁体を操作することによりバルブ200の開度が調整される。こうして、バルブ200の開度をθref(°)にする(図6ステップS201)。位置センサ11は、減速機10を介してバルブ200の弁軸の変位量を検出し、バルブ開度の実測値(実開度)を制御部4へ送る。なお、コントローラは、必要に応じて開度目標値θref(°)を適宜変更することは言うまでもない。
次に、制御部4のリターン確認レスポンス送信部42は、リターン確認コマンド受信部41が通信部14を介してホスト装置103からのリターン確認コマンドを受信すると(図6ステップS202においてYES)、リターン確認レスポンスを通信部14を介してホスト装置103に送信する(図6ステップS203)。ここでは、電動アクチュエータ100が通電状態のため、リターン確認レスポンス送信部42は、通電状態を示すリターン確認レスポンスをホスト装置103に送信する。
以上のようなステップS201〜S203の処理が電源が遮断されるまで継続される。
Next, when the return confirmation
The processes of steps S201 to S203 as described above are continued until the power is shut off.
次に、停電時の電動アクチュエータ100の動作を図7、図8を参照して説明する。図7は停電時の回生電力部13の動作を説明するフローチャート、図8は停電時の停電検出部2とメイン電源切替部3と制御部4の動作を説明するフローチャートである。
Next, the operation of the
スプリングユニット7は、バルブ200が常に第1の方向(例えば閉方向)に動くように力を付与する構造となっている。一方、停電時、モータ8は、スプリングユニット7のバネ力に抗してバルブ200を第1の方向と反対の第2の方向(例えば開方向)に動作させるように駆動力を発生する。
The
何らかの理由により外部電源(図1の配電盤102)からメイン電源部1への電源電圧供給が停止すると、メイン電源部1がメイン電源電圧を生成できなくなるため、モータ8への駆動電圧供給も断たれる。スプリングユニット7は、モータ8への駆動電圧供給が絶たれ、モータ8の駆動力が消滅すると、バルブ200が第1の方向(本実施例では閉方向)に動くように弁軸を回転させる。こうして、バルブ200を所定の開度位置(本実施例では全閉位置)までリターン動作させることができる。以上のようなスプリングユニット7の構造は特許文献1に開示されている。
When the supply of power supply voltage from the external power supply (
スプリングユニット7がバルブ200の弁軸を回転させると、減速機10を介して弁軸と連結されているモータ8が回転するので、モータ8に回生電力が発生する。
電動アクチュエータ100の回生電力部13は、モータ8に回生電力が発生すると(図7ステップS300においてYES)、この回生電力の供給を受けて動作を開始し、回生電力により蓄電部12を充電する(図7ステップS301)。
When the
When regenerative electric power is generated in motor 8 (YES in step S300 in FIG. 7), regenerative
回生電力部13は、蓄電部12の蓄電電圧(電気2重層コンデンサの端子間電圧)が例えば定格電圧に達すると(図7ステップS302においてYES)、蓄電部12の充電を停止する(図7ステップS303)。
一方、電動アクチュエータ100の停電検出部2は、上記のようにメイン電源部1がメイン電源電圧を生成できなくなると(図8ステップS400においてYES)、停電検出信号を出力する(図8ステップS401)。
On the other hand, when the main
メイン電源切替部3は、停電検出部2から停電検出信号が出力されると、蓄電部12の蓄電電圧を選択して出力する(図8ステップS402)。これにより、蓄電部12の蓄電電圧がメイン電源切替部3を介して制御電源部6に供給される。制御電源部6は、蓄電部12の蓄電電圧を降圧して所定の制御系電源電圧を生成する。
When the power failure detection signal is output from the power
次に、制御部4のリターン確認レスポンス送信部42は、停電検出部2から停電検出信号が出力された後に、位置センサ11によって測定されたバルブ200の開度が所定の開度(本実施例では全閉)に達したときに(図8ステップS403においてYES)、リターン動作が完了したものと判断する。
Next, in the return confirmation
リターン動作が完了した場合、リターン確認レスポンス送信部42は、リターン確認コマンド受信部41が通信部14を介してホスト装置103からのリターン確認コマンドを受信すると(図8ステップS404においてYES)、リターン確認レスポンスを通信部14を介してホスト装置103に送信する(図8ステップS405)。ここでは、電動アクチュエータ100がリターン完了状態のため、リターン確認レスポンス送信部42は、リターン完了状態を示すリターン確認レスポンスをホスト装置103に送信する。
If the return confirmation
続いて、制御部4の開度位置レスポンス送信部44は、開度位置コマンド受信部43が通信部14を介してホスト装置103からの開度位置コマンドを受信すると(図8ステップS406においてYES)、位置センサ11によって測定されたバルブ200の開度を示す開度位置レスポンスを通信部14を介してホスト装置103に送信する(図8ステップS407)。
Subsequently, in the opening degree position
また、リターン確認レスポンス送信部42は、停電検出信号が出力された時点から一定の許容時間が経過したときに位置センサ11によって測定されたバルブ200の開度が所定の開度(本実施例では全閉)に達していない場合(図8ステップS408においてYES)、リターン動作にエラーが発生したものと判断する。
In addition, the return confirmation
エラーが発生した場合、リターン確認レスポンス送信部42は、リターン確認コマンド受信部41が通信部14を介してホスト装置103からのリターン確認コマンドを受信すると(図8ステップS409においてYES)、リターン確認レスポンスを通信部14を介してホスト装置103に送信する(図8ステップS410)。ここでは、電動アクチュエータ100がエラー発生状態のため、リターン確認レスポンス送信部42は、エラー発生状態を示すリターン確認レスポンスをホスト装置103に送信する。
When an error occurs, when the return confirmation
続いて、開度位置レスポンス送信部44は、開度位置コマンド受信部43が通信部14を介してホスト装置103からの開度位置コマンドを受信すると(図8ステップS411においてYES)、開度位置レスポンスを通信部14を介してホスト装置103に送信する(図8ステップS412)。
Subsequently, when the opening position
なお、位置センサ11の電源はメイン電源切替部3を通じて供給されるので、停電後においても位置センサ11が動作することは可能である。
許容時間は、スプリングユニット7がバルブ200をリターン動作させるのに必要な時間よりも長く、かつ蓄電部12に蓄積された電力で電動アクチュエータ100が動作可能な時間よりも短い時間に設定される。
In addition, since the power supply of the
The allowable time is set longer than the time required for the
以上のように、本実施例では、停電時にモータ8に発生する回生電力により制御部4を動作させることにより、リターン動作の結果を電動アクチュエータ100からホスト装置103に通知することができる。また、ホスト装置103は、電動アクチュエータ100に対してリターン確認コマンドを一定時間毎に送信し、電動アクチュエータ100からリターン完了状態を示すリターン確認レスポンスまたはエラー発生状態を示すリターン確認レスポンスを受信したときに、電動アクチュエータ100に対して開度位置コマンドを送信することにより、電動アクチュエータ100から開度位置レスポンスを取得することができる。
As described above, in the present embodiment, the
[第2の実施例]
次に、本発明の第2の実施例について説明する。図9は本実施例に係る監視システムの構成を示すブロック図であり、図1と同一の構成には同一の符号を付してある。監視システムは、1つの電源系統101に接続された1乃至複数の電動アクチュエータ100aと、電動アクチュエータ100aのリターン動作の結果を監視するホスト装置103aとから構成される。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of a monitoring system according to the present embodiment, and the same reference numerals as in FIG. 1 denote the same components. The monitoring system includes one or more
図10は電動アクチュエータ100aの構成を示すブロック図であり、図2と同一の構成には同一の符号を付してある。電動アクチュエータ100aは、メイン電源部1と、停電検出部2と、メイン電源切替部3と、制御部4aと、開度目標処理部5と、制御電源部6と、スプリングユニット7と、モータ8と、モータ駆動部9と、減速機10と、位置センサ11と、蓄電部12と、回生電力部13と、通信部14とを備えている。
FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the
図11は制御部4aの構成を示すブロック図であり、図3と同一の構成には同一の符号を付してある。制御部4aは、開度制御部40と、リターン確認コマンド受信部41と、リターン確認レスポンス送信部42と、開度位置コマンド受信部43と、開度位置レスポンス送信部44と、記憶部45aとから構成される。本実施例の記憶部45aは、制御部4aの動作のためのプログラムと共に、動作に必要なパラメータとして、第1の実施例で説明した許容時間を予め記憶している。
FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of the
図12はホスト装置103aの構成を示すブロック図である。ホスト装置103aは、リターン確認コマンド送信部1030aと、リターン確認レスポンス受信部1031と、開度位置コマンド送信部1032と、開度位置レスポンス受信部1033と、記憶部1034aと、外部のシステムから、電動アクチュエータ100aへの電源が遮断されたことを示す停電検出信号を受ける停電検出信号入力部1035とから構成される。本実施例の記憶部1034aは、ホスト装置103aの動作のためのプログラムを予め記憶している。
FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of the
以下、本実施例の監視システムの動作を説明する。図13はホスト装置103aの動作を説明するフローチャート、図14は通電時の電動アクチュエータ100aの動作を説明するフローチャートである。
ホスト装置103aは、電源が投入されると、後述する動作のためのプログラムを記憶部1034aから読み出す初期設定処理を行う(図13ステップS500)。
The operation of the monitoring system of this embodiment will be described below. FIG. 13 is a flow chart for explaining the operation of the
When the power is turned on, the
次に、ホスト装置103aのリターン確認コマンド送信部1030aは、停電検出信号入力部1035が、電動アクチュエータ100aへの電源が遮断されたことを示す停電検出信号を外部のシステム(不図示)から受け取ったときに(図13ステップS501においてYES)、電動アクチュエータ100aに対してリターン確認コマンドを送信する(図13ステップS502)。
ホスト装置103aのリターン確認レスポンス受信部1031は、リターン確認コマンドに応じて電動アクチュエータ100aから送信されるリターン確認レスポンスを受信するまで待つ(図13ステップS503)。
Next, the return confirmation
The return confirmation
続いて、ホスト装置103aの開度位置コマンド送信部1032は、リターン確認レスポンス受信部1031がリターン完了状態を示すリターン確認レスポンスまたはエラー発生状態を示すリターン確認レスポンスを受信したときに(ステップS503においてYES)、このリターン確認レスポンスを送信した電動アクチュエータ100aに対して開度位置コマンドを送信する(図13ステップS504)。停電検出信号を出力するシステムとしては、例えば電動アクチュエータ100aが設置された施設を監視する中央監視システムがある。
Subsequently, the opening degree position
ホスト装置103aの開度位置レスポンス受信部1033は、開度位置コマンドに応じて電動アクチュエータ100aから送信される開度位置レスポンスを受信する(図13ステップS505)。
The opening
ここでは電動アクチュエータ100aが1台の場合について説明しているが、複数の電動アクチュエータ100aがネットワーク104に接続されている場合には、各電動アクチュエータ100aに対して同時に、もしくは時間をずらしながら開度位置コマンドを送信すればよい。
Here, the case of one
通電時の電動アクチュエータ100aの開度制御部40の動作(図14ステップS201)は、第1の実施例で説明したとおりである。また、停電時の回生電力部13の動作は、図7で説明した第1の実施例の動作と同じである。
The operation (step S201 in FIG. 14) of the opening
図15は停電時の停電検出部2とメイン電源切替部3と制御部4aの動作を説明するフローチャートである。停電時の停電検出部2とメイン電源切替部3と制御部4aの動作(図15ステップS600〜S612)は、図8のステップS400〜S412で説明した動作と同じである。他の構成は第1の実施例で説明したとおりである。
FIG. 15 is a flow chart for explaining the operation of the power
以上のように、本実施例では、ホスト装置103aが中央監視システム等から停電検出信号を受信したときに、電動アクチュエータ100aに対して開度位置コマンドを送信することにより、電動アクチュエータ100aから開度位置レスポンスを取得することができる。また、本実施例では、ホスト装置103aが中央監視システム等から停電検出信号を受信したときに、電動アクチュエータ100aに対してリターン確認コマンドを1回だけ送信すればよいので、ホスト装置103aと電動アクチュエータ100aとの間の通信量を削減することができる。
As described above, in the present embodiment, when the
[第3の実施例]
次に、本発明の第3の実施例について説明する。図16は本実施例に係る監視システムの構成を示すブロック図であり、図1、図9と同一の構成には同一の符号を付してある。監視システムは、電源系統101に接続された1乃至複数の電動アクチュエータ100bと、電動アクチュエータ100bのリターン動作の結果を監視するホスト装置103bとから構成される。
Third Embodiment
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 16 is a block diagram showing the configuration of a monitoring system according to this embodiment, and the same reference numerals are given to the same components as in FIG. 1 and FIG. The monitoring system includes one or more
図17は電動アクチュエータ100bの構成を示すブロック図であり、図2、図10と同一の構成には同一の符号を付してある。電動アクチュエータ100bは、メイン電源部1と、停電検出部2と、メイン電源切替部3と、制御部4bと、開度目標処理部5と、制御電源部6と、スプリングユニット7と、モータ8と、モータ駆動部9と、減速機10と、位置センサ11と、蓄電部12と、回生電力部13と、通信部14と、制御電源部6から制御系電源電圧の供給を受けて動作し、ホスト装置103bに停電検出信号を出力するデジタル/アナログ出力部16とを備えている。
FIG. 17 is a block diagram showing the configuration of the
図18は制御部4bの構成を示すブロック図であり、図3、図11と同一の構成には同一の符号を付してある。制御部4bは、開度制御部40と、リターン確認コマンド受信部41と、リターン確認レスポンス送信部42と、開度位置コマンド受信部43と、開度位置レスポンス送信部44と、記憶部45bと、停電時に停電検出信号をデジタル/アナログ出力部16を介して出力する停電検出信号出力部46とから構成される。本実施例の記憶部45bは、制御部4bの動作のためのプログラムと共に、動作に必要なパラメータとして、第1の実施例で説明した許容時間を予め記憶している。
FIG. 18 is a block diagram showing the configuration of the
図19はホスト装置103bの構成を示すブロック図である。ホスト装置103bは、リターン確認コマンド送信部1030bと、リターン確認レスポンス受信部1031と、開度位置コマンド送信部1032と、開度位置レスポンス受信部1033と、記憶部1034bと、電動アクチュエータ100bからの停電検出信号を受ける停電検出信号入力部1035bとから構成される。本実施例の記憶部1034bは、ホスト装置103bの動作のためのプログラムを予め記憶している。
FIG. 19 is a block diagram showing the configuration of the
以下、本実施例の監視システムの動作を説明する。図20はホスト装置103bの動作を説明するフローチャートである。
ホスト装置103bは、電源が投入されると、後述する動作のためのプログラムを記憶部1034bから読み出す初期設定処理を行う(図20ステップS700)。
The operation of the monitoring system of this embodiment will be described below. FIG. 20 is a flowchart for explaining the operation of the
When the power is turned on, the
次に、ホスト装置103bのリターン確認コマンド送信部1030bは、停電検出信号入力部1035bが電動アクチュエータ100bから停電検出信号を受け取ったときに(図20ステップS701においてYES)、停電検出信号を出力した電動アクチュエータ100bに対してリターン確認コマンドを送信する(図20ステップS702)。
ホスト装置103bのリターン確認レスポンス受信部1031は、リターン確認コマンドに応じて電動アクチュエータ100bから送信されるリターン確認レスポンスを受信するまで待つ(図20ステップS703)。
Next, when the power failure detection
The return confirmation
続いて、ホスト装置103bの開度位置コマンド送信部1032は、リターン確認レスポンス受信部1031がリターン完了状態を示すリターン確認レスポンスまたはエラー発生状態を示すリターン確認レスポンスを受信したときに(ステップS703においてYES)、このリターン確認レスポンスを送信した電動アクチュエータ100bに対して開度位置コマンドを送信する(図20ステップS704)。
Subsequently, the opening degree position
ホスト装置103bの開度位置レスポンス受信部1033は、開度位置コマンドに応じて電動アクチュエータ100bから送信される開度位置レスポンスを受信する(図20ステップS705)。
The opening
ここでは電動アクチュエータ100bが1台の場合について説明しているが、各電動アクチュエータ100bの停電検出信号出力端子とホスト装置103bの停電検出信号入力端子との間は個別に接続されているので、ホスト装置103bは、停電検出信号を出力した電動アクチュエータ100bに対して開度位置コマンドを送信することが可能である。
Although the case where the number of the
通電時の電動アクチュエータ100bの動作は、図14で説明した電動アクチュエータ100aの動作と同じなので、説明は省略する。停電時の回生電力部13の動作は、図7で説明した第1の実施例の動作と同じである。
The operation of the
図21は停電時の停電検出部2とメイン電源切替部3と制御部4bの動作を説明するフローチャートである。
停電時の停電検出部2とメイン電源切替部3の動作(図21ステップS800〜S802)は、図8のステップS400〜S402で説明した動作と同じなので、説明は省略する。
FIG. 21 is a flow chart for explaining the operation of the power
The operations of the power
制御部4bの停電検出信号出力部46は、停電検出部2から停電検出信号が出力されると、停電検出信号をデジタル/アナログ出力部16を介してホスト装置103bに出力する(図21ステップS803)。このとき、デジタル/アナログ出力部16は、停電検出信号をON/OFFの電圧または電流の形式で、デジタル出力またはアナログ出力してもよい。ただし、停電時の電動アクチュエータ100bは蓄電部12に蓄積された電力で動作するため、ON/OFFの電圧の形式で、デジタル出力で出力することが望ましい。
When the power failure detection signal is output from the power
制御部4bのリターン確認コマンド受信部41とリターン確認レスポンス送信部42と開度位置コマンド受信部43と開度位置レスポンス送信部44の動作(図21ステップS804〜S813)は、図8のステップS403〜S412で説明した動作と同じである。
Operations of the return confirmation
他の構成は第1の実施例で説明したとおりである。本実施例では、ホスト装置103bが電動アクチュエータ100bから停電検出信号を受信したときに、電動アクチュエータ100bに対して開度位置コマンドを送信することにより、電動アクチュエータ100bから開度位置レスポンスを取得することができる。また、本実施例では、ホスト装置103bが電動アクチュエータ100bから停電検出信号を受信したときに、電動アクチュエータ100bに対してリターン確認コマンドを1回だけ送信すればよいので、ホスト装置103bと電動アクチュエータ100bとの間の通信量を削減することができる。
The other configuration is as described in the first embodiment. In this embodiment, when the
[第4の実施例]
次に、本発明の第4の実施例について説明する。図22は本実施例の電動アクチュエータ100cの構成を示すブロック図であり、図2、図10、図17、図17と同一の構成には同一の符号を付してある。電動アクチュエータ100cは、メイン電源部1と、停電検出部2と、メイン電源切替部3と、制御部4と、開度目標処理部5と、制御電源部6と、スプリングユニット7と、モータ8と、モータ駆動部9と、減速機10と、位置センサ11と、蓄電部12と、回生電力部13cと、通信部14と、モータ8で発生する余剰の回生電力を消費する回生電力処理部20とを備えている。
Fourth Embodiment
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 22 is a block diagram showing the configuration of the
第1〜第3の実施例において、モータ8からの回生電力が大きくなり過ぎると、過電圧異常が発生し、蓄電部12や回生電力部13、モータ駆動部9等が破損する可能性がある。そこで、本実施例の回生電力部13cは、第1の実施例の回生電力部13と同様に、蓄電部12の蓄電電圧が所定の定格電圧に達するまで蓄電部12を充電し、蓄電部12の蓄電電圧が定格電圧に達した時点で充電を停止して、モータ8からの回生電力を回生電力処理部20に消費させる。回生電力処理部20としては、回生抵抗などがあるが、もちろん他の電力を消費できる方法でもよい。
In the first to third embodiments, when the regenerative power from the
他の構成は第1の実施例で説明したとおりである。こうして、本実施例では、回生電力処理部20を設けることにより、モータ8で発生する余剰の回生電力によって蓄電部12や回生電力部13c、モータ駆動部9等が破損する虞を無くすことができる。
The other configuration is as described in the first embodiment. Thus, in the present embodiment, by providing the regenerative
なお、本実施例では、回生電力部13cと回生電力処理部20とを第1の実施例に適用した例で説明したが、これに限るものではなく、第2、第3の実施例において回生電力部13の代わりに回生電力部13cを用い、回生電力処理部20を追加してもよいことは言うまでもない。
In the present embodiment, the
[第5の実施例]
次に、本発明の第5の実施例について説明する。図23は本実施例の電動アクチュエータ100dの構成を示すブロック図であり、図2、図10、図17、図22と同一の構成には同一の符号を付してある。電動アクチュエータ100dは、メイン電源部1と、停電検出部2と、制御部4dと、開度目標処理部5と、制御電源部6と、スプリングユニット7と、モータ8と、モータ駆動部9と、減速機10と、位置センサ11と、蓄電部12dと、通信部14と、外部から電源が供給される通電時に蓄電部12dを充電する充電部21とを備えている。
Fifth Embodiment
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. FIG. 23 is a block diagram showing the configuration of the
図24は制御部4dの構成を示すブロック図であり、図3、図11、図18と同一の構成には同一の符号を付してある。制御部4dは、開度制御部40と、リターン確認コマンド受信部41と、リターン確認レスポンス送信部42と、開度位置コマンド受信部43と、開度位置レスポンス送信部44と、記憶部45dと、充電部21による蓄電部12dの充電を制御する充電制御部47と、蓄電部12dの容量を演算する容量演算部48とから構成される。
FIG. 24 is a block diagram showing the configuration of the
以下、本実施例の電動アクチュエータ100dの動作を説明する。図25は電源投入時の電動アクチュエータ100dの動作を説明するフローチャートである。
電動アクチュエータ100dの充電部21は、メイン電源部1からのメイン電源電圧を入力とし、蓄電部12dへ充電電流を出力して蓄電部12dの充電を開始する(図25ステップS900)。本実施例では、制御電源部6は、蓄電部12dの蓄電電圧から所定の制御系電源電圧を生成する。制御電源部6から制御系電源電圧が供給されることにより、電動アクチュエータ100dの制御部4dが起動する。
Hereinafter, the operation of the
The charging
起動した制御部4dは、後述する動作のためのプログラムを記憶部45dから読み出す初期設定処理を行う(図25ステップS901)。
次に、制御部4dの容量演算部48は、蓄電部12dの容量を演算する(図25ステップS902)。本実施例では、蓄電部12dとして電気2重層コンデンサを用いているので、蓄電部12dの容量値は、電気2重層コンデンサの静電容量値CC(F)である。容量演算部48の動作を図26を用いて説明する。
The activated
Next, the
まず、容量演算部48は、充電開始から時間T1(s)経過後の蓄電部12dの蓄電電圧(電気2重層コンデンサの端子間電圧)CV1(V)を測定する(図26ステップS1000)。続いて、容量演算部48は、充電開始から時間T2(s)経過後の蓄電部12dの蓄電電圧CV2(V)を測定する(図26ステップS1001)。T2>T1であることは言うまでもない。
First,
そして、容量演算部48は、測定した蓄電電圧CV1,CV2(V)を基に蓄電部12dの容量値(電気2重層コンデンサの静電容量値)CC(F)を演算する。ここで、充電部21による蓄電部12dの充電方法には、定電流充電方法と、充電部21の抵抗と蓄電部12dの電気2重層コンデンサとからなるRC直列回路により蓄電部12dを充電する方法(充電電流が時間と共に変化する方法)とがある。容量演算部48は、定電流Iにより蓄電部12dを充電する定電流充電方法の場合(図26ステップS1002においてYES)、以下の式(1)により容量値CC(F)を演算する(図26ステップS1003)。
Then,
また、容量演算部48は、充電部21の抵抗と蓄電部12dの電気2重層コンデンサとからなるRC直列回路により蓄電部12dを充電する方法の場合(ステップS1002においてNO)、以下の式(2)により容量値CC(F)を演算する(図26ステップS1004)。
Further, in the case of a method of charging
式(2)においてR(Ω)は充電部21の抵抗の抵抗値、Eは充電部21がRC直列回路に印加する充電電源電圧値である。式(2)のf(CC)は、0<CC<CCmaxに必ず、解をもつので、二分法やニュートン法などの数値解析で解を求めることにより、容量値CC(F)を演算することができる(CCmax(F)は初期静電容量範囲の最大値)。以上で、容量演算部48の処理が終了する。本実施例では、電気2重層コンデンサの容量値CC(F)を演算することにより、電気2重層コンデンサの劣化を予知でき電動アクチュエータのメンテナンス性の向上に貢献することができる。
In Formula (2), R ((ohm)) is a resistance value of resistance of the
制御部4dの開度制御部40とリターン確認コマンド受信部41とリターン確認レスポンス送信部42の動作(図25ステップS903〜S905)は、図6のステップS201〜S203で説明した動作と同じなので、説明は省略する。
Operations of the opening
制御部4dの充電制御部47は、蓄電部12dの蓄電電圧CV(V)を測定する(図25ステップS906)。そして、充電制御部47は、CV<CVh、すなわち蓄電部12dの蓄電電圧CV(V)が所定の蓄電電圧上限値CVh(V)に達していない場合(図25ステップS907においてNO)、ステップS903に戻る。
こうして、蓄電部12dの蓄電電圧CV(V)が蓄電電圧上限値CVh(V)に達するまでステップS903〜S907の処理が繰り返し実行される。
Thus, the process of steps S903 to S907 is repeatedly performed until the stored voltage CV (V) of the
充電制御部47は、CV≧CVh、すなわち蓄電部12dの蓄電電圧CV(V)が蓄電電圧上限値CVh(V)以上になると(ステップS907においてYES)、充電部21による蓄電部12dの充電を停止させる(図25ステップS908)。
以上で、電源投入時の制御部4dの動作が終了し、以降は通常動作に移行する。
Thus, the operation of the
図27は通常時の電動アクチュエータ100dの動作を説明するフローチャートである。制御部4dの開度制御部40とリターン確認コマンド受信部41とリターン確認レスポンス送信部42の動作(図27ステップS1100〜S1102)は、図6のステップS201〜S203で説明した動作と同じなので、説明は省略する。なお、コントローラは、必要に応じて開度目標値θref(°)を適宜変更することは言うまでもない。
FIG. 27 is a flow chart for explaining the operation of the
次に、制御部4dの充電制御部47は、蓄電部12dの蓄電電圧CV(V)を測定する(図27ステップS1103)。そして、充電制御部47は、CV≦CVl、すなわち蓄電部12dの蓄電電圧CV(V)が所定の蓄電電圧下限値CVl(V)以下の場合(図27ステップS1104においてYES)、充電部21による蓄電部12dの充電を開始させる(図27ステップS1105)。
こうして、蓄電部12dの蓄電電圧CV(V)が蓄電電圧下限値CVl(V)を上回るまでステップS1100〜S1105の処理が繰り返し実行される。
Next,
Thus, the process of steps S1100 to S1105 is repeatedly executed until the stored voltage CV (V) of the
充電制御部47は、CV>CVl、すなわち蓄電部12dの蓄電電圧CV(V)が蓄電電圧下限値CVl(V)を上回ると(ステップS1104においてNO)、蓄電部12dの蓄電電圧CV(V)が蓄電電圧上限値CVh(V)以上かどうかを判定する(図27ステップS1106)。
充電制御部47は、CV<CVh、すなわち蓄電部12dの蓄電電圧CV(V)が蓄電電圧上限値CVh(V)未満の場合(ステップS1106においてNO)、充電部21による蓄電部12dの充電を継続させる(図27ステップS1107)。
こうして、蓄電部12dの蓄電電圧CV(V)が蓄電電圧上限値CVh(V)以上になるまでステップS1100〜S1107の処理が繰り返し実行される。
When CV <CVh, that is, when stored voltage CV (V) of
Thus, the process of steps S1100 to S1107 is repeatedly performed until the stored voltage CV (V) of the
充電制御部47は、CV≧CVh、すなわち蓄電部12dの蓄電電圧CV(V)が蓄電電圧上限値CVh(V)以上になると(ステップS1106においてYES)、充電部21による蓄電部12dの充電を停止させ(図27ステップS1108)、ステップS1100に戻る。以上の図27の処理が電源が遮断されるまで継続される。
次に、停電時の電動アクチュエータ100dの動作を図28を参照して説明する。何らかの理由により外部電源からメイン電源部1への電源電圧供給が停止し、メイン電源部1がメイン電源電圧を生成できなくなると(図28ステップS1200においてYES)、停電検出部2は、停電検出信号を出力する(図28ステップS1201)。
Next, the operation of the
制御部4dのリターン確認コマンド受信部41とリターン確認レスポンス送信部42と開度位置コマンド受信部43と開度位置レスポンス送信部44の動作(図28ステップS1202〜S1211)は、図8のステップS403〜S412で説明した動作と同じなので、説明は省略する。
なお、制御電源部6は蓄電部12dの蓄電電圧から制御系電源電圧を生成するので、停電時においても制御部4dが動作可能なことは言うまでもない。
Operations of the return confirmation
Since control
他の構成は第1の実施例で説明したとおりである。本実施例では、停電時に蓄電部12dに蓄えられている電力により制御部4dを動作させることにより、第1の実施例と同様の効果を得ることができる。
The other configuration is as described in the first embodiment. In the present embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained by operating the
なお、本実施例では、制御部4dと蓄電部12dと充電部21とを第1の実施例に適用した例で説明したが、第2、第3の実施例においてメイン電源切替部3と蓄電部12と回生電力部13の代わりに蓄電部12dを設け、充電部21を追加すると共に、制御部4a,4bに充電制御部47と容量演算部48とを追加するようにしてもよい。
In this embodiment, the
[第6の実施例]
次に、本発明の第6の実施例について説明する。図29は本実施例の電動アクチュエータ100eの構成を示すブロック図であり、図2、図10、図17、図22、図23と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施例の電動アクチュエータ100eは、第5の実施例の電動アクチュエータ100dに回生電力処理部20eを追加したものである。
Sixth Embodiment
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. FIG. 29 is a block diagram showing the configuration of the
回生電力処理部20eは、停電時のリターン動作によってモータ8で発生する回生電力を消費する。回生電力処理部20eとしては、回生抵抗などがあるが、もちろん他の電力を消費できる方法でもよい。
本実施例では、モータ8からの回生電力を蓄電部12dの充電に使用しないが、回生電力が大きくなり過ぎると、モータ駆動部9等が破損する可能性がある。回生電力処理部20eを設けることにより、モータ駆動部9等が破損する虞を無くすことができる。
The regenerative
In this embodiment, although the regenerative power from the
[第7の実施例]
次に、本発明の第7の実施例について説明する。図30は本実施例の電動アクチュエータ100fの構成を示すブロック図であり、図2、図10、図17、図22、図23、図29と同一の構成には同一の符号を付してある。電動アクチュエータ100fは、メイン電源部1と、停電検出部2と、制御部4dと、開度目標処理部5と、制御電源部6と、スプリングユニット7と、モータ8と、モータ駆動部9と、減速機10と、位置センサ11と、蓄電部12dと、停電時にモータ8で発生する回生電力により蓄電部12dを充電する回生電力部13と、通信部14と、充電部21と、充電部21と蓄電部12dとの間を接続する逆流防止ダイオード28と、回生電力部13と蓄電部12dとの間を接続する逆流防止ダイオード29とを備えている。
Seventh Embodiment
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described. FIG. 30 is a block diagram showing the configuration of the
通電時の電動アクチュエータ100fの動作は、図25〜図27で説明した動作と同じなので、説明は省略する。
停電時に回生電力部13が蓄電部12dを充電する動作は、図7で説明した動作と同様である。また、停電時の停電検出部2と制御部4dの動作は、図28で説明した動作と同じである。他の構成は第5の実施例で説明したとおりである。
The operation of the
The operation of the
本実施例では、逆流防止ダイオード28,29を介して充電部21、回生電力部13と蓄電部12dとの間を接続することにより、メイン電源切替部を設けることなく、第1の実施例と同様の効果を得ることができる。また、本実施例では、停電時に回生電力部13によって蓄電部12dを充電するので、第5の実施例と比較して停電時における制御部4dの作動時間を長くすることができる。
In this embodiment, the charging
なお、本実施例では、制御部4dと蓄電部12dと充電部21と逆流防止ダイオード28,29とを第1の実施例に適用した例で説明したが、第2、第3の実施例においてメイン電源切替部3と蓄電部12の代わりに蓄電部12dと充電部21と逆流防止ダイオード28,29とを設け、制御部4a,4bに充電制御部47と容量演算部48とを追加するようにしてもよい。
In this embodiment, the
[第8の実施例]
次に、本発明の第8の実施例について説明する。図31は本実施例の電動アクチュエータ100gの構成を示すブロック図であり、図2、図10、図17、図22、図23、図29、図30と同一の構成には同一の符号を付してある。電動アクチュエータ100gは、メイン電源部1と、停電検出部2と、制御部4dと、開度目標処理部5と、制御電源部6と、スプリングユニット7と、モータ8と、モータ駆動部9と、減速機10と、位置センサ11と、蓄電部12dと、回生電力部13cと、通信部14と、回生電力処理部20と、充電部21と、逆流防止ダイオード28,29とを備えている。
Eighth Embodiment
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described. FIG. 31 is a block diagram showing the configuration of an
第7の実施例において、モータ8からの回生電力が大きくなり過ぎると、過電圧異常が発生し、蓄電部12dや回生電力部13、モータ駆動部9等が破損する可能性がある。そこで、本実施例の回生電力部13cは、回生電力部13と同様に、蓄電部12dの蓄電電圧が所定の定格電圧に達するまで蓄電部12dを充電し、蓄電部12dの蓄電電圧が定格電圧に達した時点で充電を停止して、モータ8からの回生電力を回生電力処理部20に消費させる。
In the seventh embodiment, when the regenerative power from the
他の構成は第7の実施例で説明したとおりである。こうして、本実施例では、回生電力処理部20を設けることにより、モータ8で発生する余剰の回生電力によって蓄電部12dや回生電力部13c、モータ駆動部9等が破損する虞を無くすことができる。
The other configuration is as described in the seventh embodiment. Thus, in the present embodiment, by providing the regenerative
なお、本実施例では、制御部4dと蓄電部12dと回生電力部13cと回生電力処理部20と充電部21と逆流防止ダイオード28,29とを第1の実施例に適用した例で説明したが、第2、第3の実施例においてメイン電源切替部3と蓄電部12と回生電力部13の代わりに蓄電部12dと回生電力部13cと回生電力処理部20と充電部21と逆流防止ダイオード28,29とを設け、制御部4a,4bに充電制御部47と容量演算部48とを追加するようにしてもよい。
In the present embodiment, the
第5〜第8の実施例では、蓄電部12dの蓄電電圧CV(V)が蓄電電圧上限値CVh(V)以上になったと判断した時点で、充電制御部47が充電を停止させるようにしているが、充電開始から標準充電時間CTが経過した時点で充電を停止させるようにしてもよく、第5〜第8の実施例に限るものではない。
In the fifth to eighth embodiments, when it is determined that the storage voltage CV (V) of the
また、第5〜第8の実施例では、充電部21による蓄電部12dの充電方法として、定電流充電方法とRC直列回路による充電方法とを説明したが、これら以外の充電方法であってもよい。
In the fifth to eighth embodiments, the constant current charging method and the charging method using the RC series circuit have been described as the method of charging the
[第9の実施例]
第3の実施例では、電動アクチュエータ100bからホスト装置103bに停電検出信号を出力しているが、電動アクチュエータから、電源が遮断されたことを示す停電検出データを送信するようにしてもよい。この場合の電動アクチュエータの制御部4hの構成を図32に示し、ホスト装置103hの構成を図33に示す。
[The ninth embodiment]
In the third embodiment, although the power failure detection signal is output from the
電動アクチュエータの制御部4hは、開度制御部40と、開度位置コマンド受信部43と、開度位置レスポンス送信部44と、記憶部45hと、停電時に停電検出データをホスト装置103hに送信するデータ送信部50とから構成される。本実施例の記憶部45hは、制御部4hの動作のためのプログラムと共に、動作に必要なパラメータとして、第1の実施例で説明した許容時間を予め記憶している。
The
ホスト装置103hは、開度位置コマンド送信部1032hと、開度位置レスポンス受信部1033と、記憶部1034hと、電動アクチュエータから停電検出データを受信するデータ受信部1036とから構成される。本実施例の記憶部1034hは、ホスト装置103hの動作のためのプログラムを予め記憶している。
The
以下、本実施例の監視システムの動作を説明する。図34はホスト装置103hの動作を説明するフローチャートである。
ホスト装置103hは、電源が投入されると、後述する動作のためのプログラムを記憶部1034hから読み出す初期設定処理を行う(図34ステップS1300)。
The operation of the monitoring system of this embodiment will be described below. FIG. 34 is a flowchart for explaining the operation of the
When the power is turned on, the
次に、ホスト装置103hの開度位置コマンド送信部1032hは、データ受信部1036が電動アクチュエータから停電検出データを受信したときに(図34ステップS1301においてYES)、停電検出データを送信した電動アクチュエータに対して開度位置コマンドを送信する(図34ステップS1302)。
Next, when the
ホスト装置103hの開度位置レスポンス受信部1033は、開度位置コマンドに応じて電動アクチュエータ100から送信される開度位置レスポンスを受信する(図34ステップS1303)。
The opening
図35は停電時の電動アクチュエータの動作を説明するフローチャートである。停電時の停電検出部2とメイン電源切替部3の動作(図35ステップS1400〜S1402)は、図8のステップS400〜S402で説明した動作と同じなので、説明は省略する。
FIG. 35 is a flow chart for explaining the operation of the electric actuator at the time of a power failure. The operations of the power
制御部4hのデータ送信部50は、停電検出部2から停電検出信号が出力された後に、位置センサ11によって測定されたバルブ200の開度が所定の開度(本実施例では全閉)に達したときに(図35ステップS1403においてYES)、リターン動作が完了したものと判断する。リターン動作が完了した場合、データ送信部50は、停電検出データを通信部14を介してホスト装置103hに送信する(図35ステップS1405)。
After the power failure detection signal is output from the power
また、データ送信部50は、停電検出信号が出力された時点から一定の許容時間が経過したときに位置センサ11によって測定されたバルブ200の開度が所定の開度(本実施例では全閉)に達していない場合(図35ステップS1408においてYES)、リターン動作にエラーが発生したものと判断する。エラーが発生した場合、データ送信部50は、エラー状態を示す停電検出データを通信部14を介してホスト装置103hに送信する(図35ステップS1410)。
Further, the
制御部4hの開度位置コマンド受信部43と開度位置レスポンス送信部44の動作(図35ステップS1406,S1407,S1411,S1412)は、図8のステップS406,S407,S411,S412で説明した動作と同じである。
Operations of the opening degree position
他の構成は第1の実施例で説明したとおりである。こうして、本実施例では、第3の実施例と同様の効果を得ることができる。また、本実施例では、電動アクチュエータがリターン動作が完了した場合またはエラーが発生した場合にデータ通信により停電検出データをホスト装置103hに送信し、ホスト装置103hがリターン確認コマンドを送る必要がなくなるので、第3の実施例と比較して通信量を削減することができる。また、本実施例では、信号線を介して停電検出信号をホスト装置103hに送る必要がなくなるので、第3の実施例と比較して信号線を削減することができる。
The other configuration is as described in the first embodiment. Thus, in the present embodiment, the same effect as that of the third embodiment can be obtained. Further, in the present embodiment, when the electric actuator completes the return operation or when an error occurs, the power failure detection data is transmitted to the
ただし、各電動アクチュエータが停電検出データを同時に送信することによる停電検出データの衝突を回避するため、各電動アクチュエータのデータ送信部50は、停電検出部2から停電検出信号が出力された時点から所定の送信待機時間が経過したときに、停電検出データを送信することが望ましい(図35ステップS1404,S1405,S1409,S1410)。送信待機時間は、1つの電源系統に複数の電動アクチュエータが接続されている場合に、これらの電動アクチュエータの各々について異なる値になるように予め設定しておけばよい。
However, in order to avoid the collision of the blackout detection data due to simultaneous transmission of blackout detection data by each electric actuator, the
送信待機時間は、許容時間よりも長く、かつ各電動アクチュエータの蓄電部12にそれぞれ蓄積された電力で各電動アクチュエータが動作可能な時間よりも短くなるように電動アクチュエータ毎に設定される。具体的には、送信待機時間Ttwは、次式のように設定すればよい(図36)。
Ttw=Tr+Ta+(N−1)Tw ・・・(3)
The transmission standby time is set for each of the electric actuators so as to be longer than the allowable time and shorter than the time during which each of the electric actuators can operate with the electric power stored in the
Ttw = Tr + Ta + (N-1) Tw (3)
Trはスプリングユニット7がバルブ200をリターン動作させるのに必要なリターン時間、Taは許容時間、Twは待機時間(通信処理時間に対して充分に余裕のある時間)、Nは電動アクチュエータ毎に異なる待機番号である(N=1,2,3,・・・・)。
Tr is a return time required for the
本実施例では、電動アクチュエータの制御部4hとホスト装置103hの構成を第1の実施例に適用した場合について説明しているが、第4〜第8の実施例に適用してもよいことは言うまでもない。制御部4hとホスト装置103hの構成を第5〜第8の実施例に適用する場合には、制御部4hに充電制御部47と容量演算部48とを追加すればよい。
In this embodiment, the case where the configuration of the
[第10の実施例]
図37は本実施例に係る監視システムの構成を示すブロック図であり、図1、図9、図16と同一の構成には同一の符号を付してある。監視システムは、1つの電源系統101に接続された1乃至複数の電動アクチュエータ100iと、電動アクチュエータ100iのリターン動作の結果を監視するホスト装置103iとから構成される。
Tenth Embodiment
FIG. 37 is a block diagram showing the configuration of a monitoring system according to this embodiment, and the same reference numerals as in FIGS. 1, 9 and 16 denote the same components. The monitoring system includes one or more
図38は電動アクチュエータ100iの構成を示すブロック図であり、図2、図10、図17、図22、図23、図29、図30と同一の構成には同一の符号を付してある。電動アクチュエータ100iは、メイン電源部1と、停電検出部2と、メイン電源切替部3と、制御部4iと、開度目標処理部5と、制御電源部6と、スプリングユニット7と、モータ8と、モータ駆動部9と、減速機10と、位置センサ11と、蓄電部12と、回生電力部13と、制御電源部6から制御系電源電圧の供給を受けて動作し、停電時の開度位置信号を電圧または電流の形式で出力するアナログ出力部30とを備えている。
FIG. 38 is a block diagram showing the configuration of the
図39は制御部4iの構成を示すブロック図であり、図3、図11、図18、図24、図32と同一の構成には同一の符号を付してある。制御部4iは、開度制御部40と、記憶部45iと、停電時に開度位置信号をアナログ出力部30を介して出力する開度位置信号出力部51とから構成される。本実施例の記憶部45iは、制御部4iの動作のためのプログラムと共に、動作に必要なパラメータとして、第1の実施例で説明した許容時間を予め記憶している。
FIG. 39 is a block diagram showing the configuration of the
図40はホスト装置103iの構成を示すブロック図である。ホスト装置103iは、記憶部1034iと、外部のシステムから、電動アクチュエータ100iへの電源が遮断されたことを示す停電検出信号を受ける停電検出信号入力部1035と、停電検出信号入力部1035が停電検出信号を受け取ったときに、電動アクチュエータ100iから出力されている開度位置信号を確認する開度位置信号確認部1037とから構成される。本実施例の記憶部1034iは、ホスト装置103iの動作のためのプログラムを予め記憶している。
FIG. 40 is a block diagram showing the configuration of the
通電時の電動アクチュエータ100iの開度制御部40の動作は、第1の実施例で説明したとおりである。
次に、停電時の電動アクチュエータ100iの動作を説明する。図41は停電時の停電検出部2とメイン電源切替部3と制御部4iの動作を説明するフローチャートである。
停電時の停電検出部2とメイン電源切替部3の動作(図41ステップS1500〜S1502)は、図8のステップS400〜S402で説明した動作と同じなので、説明は省略する。
The operation of the opening
Next, the operation of the
The operations of the power
制御部4iの開度位置信号出力部51は、停電検出部2から停電検出信号が出力された後に、位置センサ11によって測定されたバルブ200の開度が所定の開度(本実施例では全閉)に達したときに(図41ステップS1503においてYES)、リターン動作が完了したものと判断する。そして、開度位置信号出力部51は、位置センサ11によって測定されたバルブ200の開度を示す開度位置信号をアナログ出力部30を介して外部に出力する(図41ステップS1504)。
The opening degree position
また、開度位置信号出力部51は、停電検出信号が出力された時点から一定の許容時間が経過したときに位置センサ11によって測定されたバルブ200の開度が所定の開度(本実施例では全閉)に達していない場合(図41ステップS1505においてYES)、リターン動作にエラーが発生したものと判断する。そして、開度位置信号出力部51は、位置センサ11によって測定されたバルブ200の開度を示す開度位置信号をアナログ出力部30を介して外部に出力する(図41ステップS1506)。
Further, the opening position
アナログ出力部30は、開度位置信号を4−20mAの電流出力形式で出力してもよいし、1−5Vまたは0−5Vの電圧出力形式で出力してもよい。ただし、停電時の電動アクチュエータ100iは蓄電部12に蓄積された電力で動作するため、電流の出力値が小さい方が望ましい。したがって、停電時の開度位置信号を電圧出力形式で出力することが望ましい。
上記の例では、停電時のみ開度位置信号を出力しているが、これに限るものではなく、開度位置信号出力部51は通電時においても開度位置信号を出力してもよい。
The
In the above example, although the opening position signal is output only at the time of a power failure, the present invention is not limited to this, and the opening position
図42はホスト装置103iの動作を説明するフローチャートである。ホスト装置103iは、電源が投入されると、後述する動作のためのプログラムを記憶部1034iから読み出す初期設定処理を行う(図42ステップS1600)。
FIG. 42 is a flowchart for explaining the operation of the
次に、ホスト装置103iの開度位置信号確認部1037は、停電検出信号入力部1035が、電動アクチュエータ100iへの電源が遮断されたことを示す停電検出信号を外部のシステム(不図示)から受け取ったときに(図42ステップS1601においてYES)、各電動アクチュエータ100iから出力されている開度位置信号を確認する(図42ステップS1602)。上記と同様に、停電検出信号を出力するシステムとしては、例えば電動アクチュエータ100iが設置された施設を監視する中央監視システムがある。
Next, the opening degree position
図43、図44を用いて本実施例の信号の出力例を説明する。図43(A)は通電時にアナログ出力部30から出力される電圧出力形式の開度位置信号を示している。図43(B)は停電時にリターン動作が正常に終了した場合にアナログ出力部30から出力される電圧出力形式の開度位置信号を示している。図43(C)は停電時にエラーが発生した場合にアナログ出力部30から出力される電圧出力形式の開度位置信号を示している。エラーが発生した場合には、アナログ出力部30は、アンダーレンジの出力と、停電時の現在のバルブ200の開度位置を示す電圧の出力とを交互に繰り返す。外部のホスト装置は、アンダーレンジの出力によりエラーが発生したことを認識できる。
An output example of the signal of the present embodiment will be described using FIGS. 43 and 44. FIG. FIG. 43 (A) shows an opening position signal in the voltage output format which is output from the
図44(A)は通電時にアナログ出力部30から出力される電圧出力形式の開度位置信号の別の例を示している。図44(B)は停電時にリターン動作が正常に終了した場合にアナログ出力部30から出力される電圧出力形式の開度位置信号の別の例を示している。図44(C)は停電時にエラーが発生した場合にアナログ出力部30から出力される電圧出力形式の開度位置信号を示している。エラーが発生した場合には、アナログ出力部30は、オーバーレンジの出力と、停電時の現在のバルブ200の開度位置を示す電圧の出力とを交互に繰り返す。外部のホスト装置は、オーバーレンジの出力によりエラーが発生したことを認識できる。消費電力のことを考え、図43と図44のアクセス方法を比較すると、図43の方が望ましい。
FIG. 44A shows another example of the opening position signal in the voltage output format output from the
他の構成は第1の実施例で説明したとおりである。本実施例では、ホスト装置103iは、停電時の開度位置信号が全閉あるいは全開になっていないことにより、電動アクチュエータ100iに異常が発生したことを検知できる。
なお、停電時の開度位置信号を確実に確認するため、開度位置信号確認部1037は、停電検出信号入力部1035が停電検出信号を受け取った時点から一定時間後に開度位置信号を確認すればよい。
The other configuration is as described in the first embodiment. In the present embodiment, the
In addition, in order to reliably confirm the opening position signal at the time of the power failure, the opening position
本実施例では、電動アクチュエータの制御部4iとホスト装置103iの構成を第1の実施例に適用した場合について説明しているが、第4〜第8の実施例に適用してもよいことは言うまでもない。制御部4iとホスト装置103iの構成を第5〜第8の実施例に適用する場合には、制御部4iに充電制御部47と容量演算部48とを追加すればよい。
Although this embodiment describes the case where the configurations of the
第1〜第10の実施例では、蓄電部12,12dにおける蓄電素子として電気2重層コンデンサを用いているが、これに限るものではなく、例えばリチウムイオンキャパシタなどの、蓄電できる素子であれば適用可能である。
また、第1〜第10の実施例では、開度目標値を開度目標処理部5で処理しているが、ホスト装置103,103a,103b,103h,103iから送信された開度目標コマンドを通信部14で処理して開度目標値を得るようにしてもよい。
In the first to tenth embodiments, an electric double layer capacitor is used as an electric storage element in the
In the first to tenth embodiments, although the opening target value is processed by the opening
また、第1〜第10の実施例では、停電時にバルブ200を全閉位置までリターン動作させる例について説明しているが、スプリングユニット7は停電時にバルブ200を全開位置までリターン動作させるようにしてもよい。
In the first to tenth embodiments, an example in which the
第1〜第10の実施例のホスト装置103,103a,103b,103h,103iと制御部4,4a,4b,4d,4h,4iの各々は、CPU(Central Processing Unit)、記憶装置および外部とのインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。各装置のCPUは、記憶装置に格納されたプログラムに従って第1〜第10の実施例で説明した処理を実行する。
The
本発明は、スプリングリターン型の電動アクチュエータに適用することができる。 The present invention can be applied to a spring return type electric actuator.
1…メイン電源部、2…停電検出部、3…メイン電源切替部、4,4a,4b,4d,4h,4i…制御部、5…開度目標処理部、6…制御電源部、7…スプリングユニット、8…モータ、9…モータ駆動部、10…減速機、11…位置センサ、12,12d…蓄電部、13,13c…回生電力部、14…通信部、15…駆動部、16…デジタル/アナログ出力部、20,20e…回生電力処理部、21…充電部、28,29…逆流防止ダイオード、30…アナログ出力部、40…開度制御部、41…リターン確認コマンド受信部、42…リターン確認レスポンス送信部、43…開度位置コマンド受信部、44…開度位置レスポンス送信部、45,45a,45b,45d…記憶部、46…停電検出信号出力部、47…充電制御部、48…容量演算部、50…データ送信部、51…開度位置信号出力部、100,100a〜100g、100i…電動アクチュエータ、200…バルブ、101…電源系統、102…配電盤、103,103a,103b,103h、103i…ホスト装置、104…ネットワーク、1030,1030a,1030b…リターン確認コマンド送信部、1031…リターン確認レスポンス受信部、1032,1032b,1032h…開度位置コマンド送信部、1033…開度位置レスポンス受信部、1034,1034a,1034b…記憶部、1035,1035b…停電検出信号入力部、1036…データ受信部、1037…開度位置信号確認部。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
この電動アクチュエータを監視するように構成されたホスト装置とを備え、
前記ホスト装置は、
前記電動アクチュエータに対して第1のコマンドを送信するように構成された第1のコマンド送信部と、
前記第1のコマンドに応じて前記電動アクチュエータから送信される、前記バルブの開度を示す第1のレスポンスを受信するように構成された第1のレスポンス受信部とを備え、
前記電動アクチュエータは、
外部から電源が供給される通電時に制御信号に応じてモータによって前記バルブを駆動するように構成された駆動部と、
前記通電時に外部から指令された開度目標値と前記バルブの開度とが一致するように前記制御信号を出力するように構成された開度制御部と、
前記電源が遮断された停電時に前記バルブを所定の開度位置までリターン動作させるように構成されたスプリングユニットと、
電気エネルギーを蓄えるように構成された蓄電部と、
この蓄電部に蓄積された電気エネルギーを用いて前記停電時に動作し、前記第1のコマンドを受信するように構成された第1のコマンド受信部と、
前記蓄電部に蓄積された電気エネルギーを用いて前記停電時に動作し、前記リターン動作が完了した場合、または停電から一定の許容時間の経過後に前記バルブが前記所定の開度位置に達していないエラーが発生した場合は前記第1のコマンドを受信したときに、前記第1のレスポンスを前記ホスト装置に送信するように構成された第1のレスポンス送信部とを備えることを特徴とする監視システム。 An electric actuator configured to control the degree of opening of the valve;
A host device configured to monitor the electric actuator;
The host device is
A first command transmission unit configured to transmit a first command to the electric actuator;
And a first response receiving unit configured to receive a first response indicating the opening degree of the valve, which is transmitted from the electric actuator in response to the first command.
The electric actuator is
A driving unit configured to drive the valve by a motor according to a control signal when power is supplied from the outside;
An opening degree control unit configured to output the control signal such that the opening degree target value instructed from the outside at the time of energization is equal to the opening degree of the valve;
A spring unit configured to return the valve to a predetermined opening position at the time of a power failure in which the power is shut off;
A storage unit configured to store electrical energy;
A first command receiving unit configured to operate at the time of the power failure using the electrical energy stored in the storage unit and to receive the first command;
An error that operates at the time of the power failure using the electrical energy stored in the power storage unit, and the valve does not reach the predetermined opening position after the return operation is completed or after a certain allowable time has passed since the power failure And a first response transmitting unit configured to transmit the first response to the host device when the first command is received when the event occurs.
前記ホスト装置は、
前記電動アクチュエータに対して第2のコマンドを周期的に送信するように構成された第2のコマンド送信部と、
前記第2のコマンドに応じて前記電動アクチュエータから送信される、前記電動アクチュエータの状態を示す第2のレスポンスを受信するように構成された第2のレスポンス受信部とをさらに備え、
前記電動アクチュエータは、
前記第2のコマンドを受信するように構成された第2のコマンド受信部と、
前記通電時に前記第2のコマンドを受信したときに通電状態を示す前記第2のレスポンスを前記ホスト装置に送信し、前記停電時に前記リターン動作が完了した場合は前記第2のコマンドを受信したときにリターン完了状態を示す前記第2のレスポンスを前記ホスト装置に送信し、前記エラーが発生した場合は前記第2のコマンドを受信したときにエラー発生状態を示す前記第2のレスポンスを前記ホスト装置に送信するように構成された第2のレスポンス送信部とをさらに備え、
前記ホスト装置の第1のコマンド送信部は、リターン完了状態を示す前記第2のレスポンスまたはエラー発生状態を示す前記第2のレスポンスを受信したときに、この第2のレスポンスを送信した前記電動アクチュエータに対して前記第1のコマンドを送信することを特徴とする監視システム。 In the monitoring system according to claim 1,
The host device is
A second command transmission unit configured to periodically transmit a second command to the electric actuator;
And a second response receiving unit configured to receive a second response indicating the state of the electric actuator, which is transmitted from the electric actuator in response to the second command.
The electric actuator is
A second command receiver configured to receive the second command;
When the second response indicating the energized state is received when the second command is received at the time of energization, and the return operation is completed at the time of the power failure, the second command is received The host device transmits the second response indicating the return completion state to the host device, and when the error occurs, the host device transmits the second response indicating the error occurrence state when the second command is received. And a second response transmission unit configured to transmit to the
When the first command transmission unit of the host device receives the second response indicating the return completion state or the second response indicating the error occurrence state, the electric actuator transmits the second response. Transmitting the first command to the monitoring system.
前記ホスト装置は、
外部のシステムから、前記電動アクチュエータへの電源が遮断されたことを示す停電検出信号を受けるように構成された停電検出信号入力部と、
前記停電検出信号入力部が前記停電検出信号を受け取ったときに、前記電動アクチュエータに対して第2のコマンドを送信するように構成された第2のコマンド送信部と、
前記第2のコマンドに応じて前記電動アクチュエータから送信される、前記電動アクチュエータの状態を示す第2のレスポンスを受信するように構成された第2のレスポンス受信部とをさらに備え、
前記電動アクチュエータは、
前記第2のコマンドを受信するように構成された第2のコマンド受信部と、
前記停電時に前記リターン動作が完了した場合は前記第2のコマンドを受信したときにリターン完了状態を示す前記第2のレスポンスを前記ホスト装置に送信し、前記エラーが発生した場合は前記第2のコマンドを受信したときにエラー発生状態を示す前記第2のレスポンスを前記ホスト装置に送信するように構成された第2のレスポンス送信部とをさらに備え、
前記ホスト装置の第1のコマンド送信部は、リターン完了状態を示す前記第2のレスポンスまたはエラー発生状態を示す前記第2のレスポンスを受信したときに、この第2のレスポンスを送信した前記電動アクチュエータに対して前記第1のコマンドを送信することを特徴とする監視システム。 In the monitoring system according to claim 1,
The host device is
A power failure detection signal input unit configured to receive, from an external system, a power failure detection signal indicating that power to the electric actuator has been cut off;
A second command transmitting unit configured to transmit a second command to the electric actuator when the power failure detection signal input unit receives the power failure detection signal;
And a second response receiving unit configured to receive a second response indicating the state of the electric actuator, which is transmitted from the electric actuator in response to the second command.
The electric actuator is
A second command receiver configured to receive the second command;
When the return operation is completed at the time of the power failure, the second response indicating the return completed state is transmitted to the host apparatus when the second command is received, and the second error is generated when the error occurs. A second response transmitting unit configured to transmit the second response indicating an error occurrence state to the host device when a command is received;
When the first command transmission unit of the host device receives the second response indicating the return completion state or the second response indicating the error occurrence state, the electric actuator transmits the second response. Transmitting the first command to the monitoring system.
前記ホスト装置は、
前記電動アクチュエータから、電源が遮断されたことを示す停電検出信号を受けるように構成された停電検出信号入力部と、
前記停電検出信号入力部が前記停電検出信号を受け取ったときに、この停電検出信号を出力した電動アクチュエータに対して第2のコマンドを送信するように構成された第2のコマンド送信部と、
前記第2のコマンドに応じて前記電動アクチュエータから送信される、前記電動アクチュエータの状態を示す第2のレスポンスを受信するように構成された第2のレスポンス受信部とをさらに備え、
前記電動アクチュエータは、
前記第2のコマンドを受信するように構成された第2のコマンド受信部と、
前記停電時に前記リターン動作が完了した場合は前記第2のコマンドを受信したときにリターン完了状態を示す前記第2のレスポンスを前記ホスト装置に送信し、前記エラーが発生した場合は前記第2のコマンドを受信したときにエラー発生状態を示す前記第2のレスポンスを前記ホスト装置に送信するように構成された第2のレスポンス送信部と、
前記停電検出信号をON/OFFの電圧または電流の形式で出力するように構成されたデジタル/アナログ出力部と、
前記停電時に前記停電検出信号を前記デジタル/アナログ出力部を介して出力するように構成された停電検出信号出力部とをさらに備え、
前記ホスト装置の第1のコマンド送信部は、リターン完了状態を示す前記第2のレスポンスまたはエラー発生状態を示す前記第2のレスポンスを受信したときに、この第2のレスポンスを送信した前記電動アクチュエータに対して前記第1のコマンドを送信することを特徴とする監視システム。 In the monitoring system according to claim 1,
The host device is
A power failure detection signal input unit configured to receive a power failure detection signal indicating that the power is shut off from the electric actuator;
A second command transmission unit configured to transmit a second command to the electric actuator that has output the power failure detection signal when the power failure detection signal input unit receives the power failure detection signal;
And a second response receiving unit configured to receive a second response indicating the state of the electric actuator, which is transmitted from the electric actuator in response to the second command.
The electric actuator is
A second command receiver configured to receive the second command;
When the return operation is completed at the time of the power failure, the second response indicating the return completed state is transmitted to the host apparatus when the second command is received, and the second error is generated when the error occurs. A second response transmitting unit configured to transmit the second response indicating an error occurrence state to the host device when a command is received;
A digital / analog output unit configured to output the power failure detection signal in the form of an ON / OFF voltage or current;
And a blackout detection signal output unit configured to output the blackout detection signal via the digital / analog output unit at the time of the blackout.
When the first command transmission unit of the host device receives the second response indicating the return completion state or the second response indicating the error occurrence state, the electric actuator transmits the second response. Transmitting the first command to the monitoring system.
前記ホスト装置は、
前記電動アクチュエータから、電源が遮断されたことを示す停電検出データを受信するように構成されたデータ受信部をさらに備え、
前記電動アクチュエータは、
前記停電時に前記リターン動作が完了した場合または前記エラーが発生した場合に前記停電検出データを前記ホスト装置に送信するように構成されたデータ送信部とをさらに備え、
前記ホスト装置の第1のコマンド送信部は、前記データ受信部が前記停電検出データを受信したときに、この停電検出データを送信した電動アクチュエータに対して前記第1のコマンドを送信することを特徴とする監視システム。 In the monitoring system according to claim 1,
The host device is
The electric actuator further includes a data receiving unit configured to receive power failure detection data indicating that the power is shut off.
The electric actuator is
A data transmission unit configured to transmit the power failure detection data to the host device when the return operation is completed at the time of the power failure or when the error occurs.
When the data receiving unit receives the power failure detection data, the first command transmitting unit of the host device transmits the first command to the motorized actuator that has transmitted the power failure detection data. And monitoring system.
この電動アクチュエータを監視するように構成されたホスト装置とを備え、
前記ホスト装置は、
外部のシステムから、前記電動アクチュエータへの電源が遮断されたことを示す停電検出信号を受けるように構成された停電検出信号入力部と、
この停電検出信号入力部が前記停電検出信号を受け取ったときに、前記電動アクチュエータから出力されている、前記バルブの開度を示す開度位置信号を確認するように構成された開度位置信号確認部とを備え、
前記電動アクチュエータは、
外部から電源が供給される通電時に制御信号に応じてモータによって前記バルブを駆動するように構成された駆動部と、
前記通電時に外部から指令された開度目標値と前記バルブの開度とが一致するように前記制御信号を出力するように構成された開度制御部と、
前記電源が遮断された停電時に前記バルブを所定の開度位置までリターン動作させるように構成されたスプリングユニットと、
電気エネルギーを蓄えるように構成された蓄電部と、
前記開度位置信号を電圧または電流の形式で出力するように構成されたアナログ出力部と、
前記開度位置信号を前記アナログ出力部を介して外部に出力するように構成された開度位置信号出力部とを備えることを特徴とする監視システム。 An electric actuator configured to control the degree of opening of the valve;
A host device configured to monitor the electric actuator;
The host device is
A power failure detection signal input unit configured to receive, from an external system, a power failure detection signal indicating that power to the electric actuator has been cut off;
When the power failure detection signal input unit receives the power failure detection signal, the opening position signal confirmation configured to confirm the opening position signal indicating the opening of the valve, which is output from the electric actuator Equipped with
The electric actuator is
A driving unit configured to drive the valve by a motor according to a control signal when power is supplied from the outside;
An opening degree control unit configured to output the control signal such that the opening degree target value instructed from the outside at the time of energization is equal to the opening degree of the valve;
A spring unit configured to return the valve to a predetermined opening position at the time of a power failure in which the power is shut off;
A storage unit configured to store electrical energy;
An analog output configured to output the opening position signal in the form of voltage or current;
And an opening position signal output unit configured to output the opening position signal to the outside through the analog output unit.
前記電動アクチュエータは、前記停電時に前記リターン動作によって前記モータで発生する回生電力により前記蓄電部を充電するように構成された回生電力部をさらに備えることを特徴とする監視システム。 The monitoring system according to any one of claims 1 to 6.
The monitoring system according to claim 1, wherein the electric actuator further includes a regenerative power unit configured to charge the power storage unit with regenerative power generated by the motor by the return operation at the time of the power failure.
前記電動アクチュエータは、前記通電時に前記蓄電部を充電するように構成された充電部をさらに備えることを特徴とする監視システム。 The monitoring system according to any one of claims 1 to 6.
The monitoring system according to claim 1, wherein the electric actuator further comprises a charging unit configured to charge the storage unit when the power is supplied.
前記電動アクチュエータは、
前記通電時に前記蓄電部を充電するように構成された充電部と、
前記停電時に前記リターン動作によって前記モータで発生する回生電力により前記蓄電部を充電するように構成された回生電力部とをさらに備えることを特徴とする監視システム。 The monitoring system according to any one of claims 1 to 6.
The electric actuator is
A charging unit configured to charge the storage unit when the power is supplied;
And a regenerative power unit configured to charge the power storage unit with the regenerative power generated by the motor by the return operation at the time of the power failure.
前記電動アクチュエータは、前記モータで発生する余剰の回生電力を消費するように構成された回生電力処理部をさらに備えることを特徴とする監視システム。 The monitoring system according to any one of claims 7 to 9.
The monitoring system according to claim 1, further comprising: a regenerative power processor configured to consume the surplus regenerative power generated by the motor.
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