JP2019078298A - 監視システム - Google Patents

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Abstract

【課題】バッテリー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。【解決手段】ホスト装置１０３は、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し、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、バルブの開度を示す開度位置レスポンスを受信する。電動アクチュエータ１００は、通電時に開度目標値に応じてバルブ２００の開度を制御し、停電時に蓄電部２に蓄積されているエネルギーを用いてバルブ２００を所定の開度位置までリターン動作させる。また、電動アクチュエータ１００は、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バルブ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は開度位置コマンドを受信したときに、開度位置レスポンスをホスト装置１０３に送信する。【選択図】 図１

Description

本発明は、蓄電部に蓄えられている電気エネルギーによって停電時にモータを強制的に駆動しバルブを所定の開度位置までリターン動作させるバッテリー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。
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したスプリングリターン型の電動アクチュエータがある。しかし、スプリングリターン型の電動アクチュエータは、スプリングの付勢力が通常時のモータ駆動に対して抵抗として働くので、その抵抗に打ち勝つためにトルクの大きなモータを使用しなくてはならず、電動アクチュエータの大型化・重量化・コストアップをもたらすという問題点を有している。
これらの問題点を解決できる手段として、電気２重層コンデンサなどの蓄電部に蓄えられている電気エネルギーによって停電時にモータを強制的に駆動しバルブを所定の開度位置までリターン動作させるバッテリーリターン型の電動アクチュエータが提案されている（特許文献１参照）。
バッテリーリターン型の電動アクチュエータでは、通電時に行われる蓄電部への充電が不十分な場合、あるいは減速機などの機構部品が故障した場合、停電時にバルブを所定の開度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、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。
特許第５９１２９６１号公報
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、バッテリー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。
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、制御信号に応じてバルブを駆動するように構成された駆動部と、外部から電源が供給される通電時に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、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、前記電源が遮断された停電時に前記蓄電部に蓄積されている電気エネルギーを用いて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リターン制御部と、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。
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。
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。
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、制御信号に応じてバルブを駆動するように構成された駆動部と、外部から電源が供給される通電時に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、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、前記電源が遮断された停電時に前記蓄電部に蓄積されている電気エネルギーを用いて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リターン制御部と、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。
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、前記通電時に外部から電源供給を受けて第１の電源電圧を生成するように構成された第１の電源部と、前記蓄電部の蓄電電圧を昇圧した第２の電源電圧を生成するように構成された昇圧部と、前記通電時に前記第１の電源電圧を選択して出力し、前記停電時に前記第２の電源電圧を選択して出力するように構成された電源切替部と、この電源切替部の出力電圧から、前記開度制御部と前記リターン制御部とに供給する第３の電源電圧を生成するように構成された第２の電源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、前記通電時に外部から電源供給を受けて第１の電源電圧を生成するように構成された第１の電源部と、前記蓄電部の蓄電電圧を昇圧した第２の電源電圧を生成するように構成された昇圧部と、前記通電時に前記第１の電源電圧を選択して出力し、前記停電時に前記第２の電源電圧を選択して出力するように構成された電源切替部と、前記蓄電部の蓄電電圧から、前記開度制御部と前記リターン制御部とに供給する第３の電源電圧を生成するように構成された第２の電源部とをさらに備えることを特徴とするものである。
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所定の開度になっていないときに、バッテリー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。
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。
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。
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。
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。
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。
図１は、本発明の第１の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。 図２は、本発明の第１の実施例に係る電動アクチュエータの構成を示すブロック図である。 図３は、本発明の第１の実施例に係る電動アクチュエータの制御部の構成を示すブロック図である。 図４は、本発明の第１の実施例に係るホスト装置の構成を示すブロック図である。 図５は、本発明の第１の実施例に係るホスト装置の動作を説明するフローチャートである。 図６は、本発明の第１の実施例に係る電動アクチュエータの電源投入時の動作を説明するフローチャートである。 図７は、本発明の第１の実施例に係る制御部の容量演算部の動作を説明するフローチャートである。 図８は、本発明の第１の実施例に係る電動アクチュエータの通常時の動作を説明するフローチャートである。 図９は、本発明の第１の実施例に係る電動アクチュエータの停電時の動作を説明するフローチャートである。 図１０は、本発明の第２の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。 図１１は、本発明の第２の実施例に係る電動アクチュエータの構成を示すブロック図である。 図１２は、本発明の第２の実施例に係る電動アクチュエータの制御部の構成を示すブロック図である。 図１３は、本発明の第２の実施例に係るホスト装置の構成を示すブロック図である。 図１４は、本発明の第２の実施例に係るホスト装置の動作を説明するフローチャートである。 図１５は、本発明の第２の実施例に係る電動アクチュエータの電源投入時の動作を説明するフローチャートである。 図１６は、本発明の第２の実施例に係る電動アクチュエータの通常時の動作を説明するフローチャートである。 図１７は、本発明の第２の実施例に係る電動アクチュエータの停電時の動作を説明するフローチャートである。 図１８は、本発明の第３の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。 図１９は、本発明の第３の実施例に係る電動アクチュエータの構成を示すブロック図である。 図２０は、本発明の第３の実施例に係る電動アクチュエータの制御部の構成を示すブロック図である。 図２１は、本発明の第３の実施例に係るホスト装置の構成を示すブロック図である。 図２２は、本発明の第３の実施例に係るホスト装置の動作を説明するフローチャートである。 図２３は、本発明の第３の実施例に係る電動アクチュエータの停電時の動作を説明するフローチャートである。 図２４は、本発明の第４の実施例に係る電動アクチュエータの制御部の構成を示すブロック図である。 図２５は、本発明の第４の実施例に係るホスト装置の構成を示すブロック図である。 図２６は、本発明の第４の実施例に係るホスト装置の動作を説明するフローチャートである。 図２７は、本発明の第４の実施例に係る電動アクチュエータの停電時の動作を説明するフローチャートである。 図２８は、送信待機時間を説明する図である。 図２９は、本発明の第５の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。 図３０は、本発明の第５の実施例に係る電動アクチュエータの構成を示すブロック図である。 図３１は、本発明の第５の実施例に係る電動アクチュエータの制御部の構成を示すブロック図である。 図３２は、本発明の第５の実施例に係るホスト装置の構成を示すブロック図である。 図３３は、本発明の第５の実施例に係る電動アクチュエータの停電時の動作を説明するフローチャートである。 図３４は、本発明の第５の実施例に係るホスト装置の動作を説明するフローチャートである。 図３５は、本発明の第１０の実施例に係る信号の出力例を説明する図である。 図３６は、本発明の第１０の実施例に係る信号の別の出力例を説明する図である。 図３７は、本発明の第６の実施例に係る電動アクチュエータの構成を示すブロック図である。 図３８は、本発明の第７の実施例に係る電動アクチュエータの構成を示すブロック図である。 図３９は、本発明の第８の実施例に係る電動アクチュエータの構成を示すブロック図である。
［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。
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。
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（第１の電源電圧）を生成するメイン電源部１（第１の電源部）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２と、外部から電源が供給される通電時に蓄電部２を充電する充電部３と、蓄電部２の電圧を昇圧する昇圧部４と、外部からの電源の遮断を検出する停電検出部５と、メイン電源部１からのメイン電源電圧と昇圧部４からの昇圧電源電圧（第２の電源電圧）のうちどちらかを選択して出力するメイン電源切替部６と、コントローラからの開度目標信号を処理して制御部８へ開度目標値を出力する開度目標処理部７と、アクチュエータ全体を制御する制御部８と、制御系電源電圧（第３の電源電圧）を生成する制御電源部９（第２の電源部）と、駆動電圧に応じて動作するモータ１０と、制御部８からの制御信号に応じてモータ１０へ駆動電圧を出力するモータ駆動部１１と、モータ１０の出力を減速させてバルブ２００を操作する減速機１２と、バルブ２００の開度を測定する位置センサ１３と、制御系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１０とモータ駆動部１１と減速機１２とは、駆動部１５を構成している。
図３は制御部８の構成を示すブロック図である。制御部８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８０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８１（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８２（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８３（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８４（第１のレスポンス送信部）と、情報記憶のための記憶部８５と、充電部３による蓄電部２の充電を制御する充電制御部８６と、停電時に昇圧部４に対して昇圧イネーブル信号を出力する昇圧制御部８７と、停電時に蓄電部２に蓄積されているエネルギーを用いてバルブ２００を所定の開度位置まで動作させるリターン制御部８８と、蓄電部２の容量を演算する容量演算部８９と、蓄電部２に蓄積されているエネルギーの値を演算する充電エネルギー演算部９０と、電源の投入時に開度目標値が示す位置から所定の開度位置までバルブ２００を動作させるのに必要なエネルギーの値を演算する必要エネルギー演算部９１とから構成される。本実施例の記憶部８５は、制御部８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。
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。
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は電源投入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）。
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）。
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。
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）。
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）。
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。
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５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。
電動アクチュエータ１００のメイン電源切替部６は、停電検出部５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６を介して制御電源部９とモータ駆動部１１とに供給される。電動アクチュエータ１００の制御電源部９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８と位置センサ１３と通信部１４とに供給される。制御電源部９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８が起動する。
起動した制御部８は、後述する動作のためのプログラムを記憶部８５から読み出す初期設定処理を行う（図６ステップＳ２００）。
制御部８の充電制御部８６は、充電部３へ充電イネーブル信号を出力する（図６ステップＳ２０１）。この充電イネーブル信号の出力に応じて、充電部３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２へ充電電流を出力して蓄電部２の充電を開始する。また、制御部８が起動すると、制御部８の開度制御部８０は、開度目標処理部７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７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８へ出力する。
次に、制御部８の容量演算部８９は、蓄電部２の容量を演算する（図６ステップＳ２０２）。本実施例では、蓄電部２として電気２重層コンデンサを用いているので、蓄電部２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８９の動作を図７を用いて説明する。
まず、容量演算部８９は、充電開始から時間Ｔ１（ｓ）経過後の蓄電部２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７ステップＳ３００）。続いて、容量演算部８９は、充電開始から時間Ｔ２（ｓ）経過後の蓄電部２の蓄電電圧ＣＶ２（Ｖ）を測定する（図７ステップＳ３０１）。Ｔ２＞Ｔ１であることは言うまでもない。
そして、容量演算部８９は、測定した蓄電電圧ＣＶ１，ＣＶ２（Ｖ）を基に蓄電部２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３による蓄電部２の充電方法には、定電流充電方法と、充電部３の抵抗と蓄電部２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２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８９は、定電流Ｉにより蓄電部２を充電する定電流充電方法の場合（図７ステップＳ３０２においてＹＥＳ）、以下の式（１）により容量値ＣＣ（Ｆ）を演算する（図７ステップＳ３０３）。
Figure 2019078298
また、容量演算部８９は、充電部３の抵抗と蓄電部２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２を充電する方法（充電電流が時間と共に変化する方法）の場合（ステップＳ３０２においてＮＯ）、以下の式（２）により容量値ＣＣ（Ｆ）を演算する（図７ステップＳ３０４）。
Figure 2019078298
式（２）においてＲ（Ω）は充電部３の抵抗の抵抗値、Ｅは充電部３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８９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。
次に、制御部８の充電エネルギー演算部９０は、蓄電部２に蓄積されているエネルギーＣＰ（Ｊ）を演算する。具体的には、充電エネルギー演算部９０は、蓄電部２の蓄電電圧ＣＶ（Ｖ）を測定する（図６ステップＳ２０３）。そして、充電エネルギー演算部９０は、容量演算部８９によって演算された蓄電部２の容量値ＣＣ（Ｆ）と測定した蓄電電圧ＣＶ（Ｖ）とを基に式（３）によりエネルギーＣＰ（Ｊ）を演算する（図６ステップＳ２０４）。
Figure 2019078298
制御部８の必要エネルギー演算部９１は、現在の開度目標位置から所定の開度位置（本実施例では全閉位置）までバルブ２００をリターン動作させるのに必要なエネルギーである開度目標充電エネルギーＣＰｒｅｆ（Ｊ）を式（４）により演算する（図６ステップＳ２０５）。
Figure 2019078298
式（４）において、ＭＴ（Ｎ．ｍ）はバルブ２００の既知の弁軸の負荷トルク値、Ｎ（ｒｐｍ）は減速機１２によって駆動されるバルブ２００の弁軸の既知の回転数、ＣＴＰ（Ｗ）は制御部８が消費する既知の電力値（停電時に動作するリターン確認コマンド受信部８１とリターン確認レスポンス送信部８２と開度位置コマンド受信部８３と開度位置レスポンス送信部８４とリターン制御部８８と昇圧制御部８７の消費電力値）、θopen（°）はバルブ２００の全開開度値、Ｔopen（ｓ）はバルブ２００が全閉位置から全開位置まで達するのに必要な既知の時間である全開動作時間値、ηmc（％）は減速機１２の既知の機械効率、ηmt（％）はモータ１０の既知の効率、ηps（％）は昇圧部４の既知の効率である。トルクＭＴ（Ｎ．ｍ）と回転数Ｎ（ｒｐｍ）と全開動作時間Ｔopen（ｓ）と減速機１２の機械効率ηmc（％）とモータ１０の効率ηmt（％）とは、駆動部１５の性能を表している。
制御部８の充電制御部８６は、ＣＰ＜ＣＰｒｅｆ、すなわち蓄電部２に蓄積されているエネルギーＣＰ（Ｊ）が開度目標充電エネルギーＣＰｒｅｆ（Ｊ）に達していない場合（図６ステップＳ２０６においてＮＯ）、バルブ２００のリターン動作に必要な充電が不十分と判断して、充電イネーブル信号の出力を継続し、充電部３による蓄電部２の充電を継続させる（図６ステップＳ２０７）。
制御部８のリターン確認レスポンス送信部８２は、リターン確認コマンド受信部８１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Ｓ２０８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Ｓ２０９）。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８２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。こうして、蓄電部２に蓄積されているエネルギーＣＰ（Ｊ）が開度目標充電エネルギーＣＰｒｅｆ（Ｊ）に達するまでステップＳ２０３〜Ｓ２０９の処理が繰り返し実行される。
制御部８の開度制御部８０は、ＣＰ≧ＣＰｒｅｆ、すなわち蓄電部２に蓄積されているエネルギーＣＰ（Ｊ）が開度目標充電エネルギーＣＰｒｅｆ（Ｊ）以上になると（ステップＳ２０６においてＹＥＳ）、開度目標値θrefと位置センサ１３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１１へモータ制御信号を出力する。モータ駆動部１１は、モータ制御信号に応じてモータ１０へ駆動電圧を出力する。これにより、モータ１０が駆動され、このモータ１０の駆動力が減速機１２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Ｓ２１０）。位置センサ１３は、減速機１２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８へ送る。
図６のステップＳ２１１，Ｓ２１２の処理は、ステップＳ２０８，Ｓ２０９で説明したとおりである。
次に、制御部８の充電制御部８６は、ＣＰ＜ＣＰｈｉｇｈ、すなわち蓄電部２に蓄積されているエネルギーＣＰ（Ｊ）が所定の充電エネルギー上限値ＣＰｈｉｇｈ（Ｊ）に達していない場合（図６ステップＳ２１３においてＮＯ）、ステップＳ２０３に戻る。
こうして、蓄電部２に蓄積されているエネルギーＣＰ（Ｊ）が充電エネルギー上限値ＣＰｈｉｇｈ（Ｊ）に達するまでステップＳ２０３〜Ｓ２１３の処理が繰り返し実行される。
充電エネルギー上限値ＣＰｈｉｇｈ（Ｊ）は、全開位置から所定の開度位置（本実施例では全閉位置）までバルブ２００をリターン動作させるのに必要なエネルギーである全開リターン充電電力に、蓄電部２の自己放電するエネルギーの分を加えた値である。実用上は全開リターン充電電力の数十％増しの値に設定すればよい。
充電制御部８６は、ＣＰ≧ＣＰｈｉｇｈ、すなわち蓄電部２に蓄積されているエネルギーＣＰ（Ｊ）が充電エネルギー上限値ＣＰｈｉｇｈ（Ｊ）以上になると（ステップＳ２１３においてＹＥＳ）、充電イネーブル信号の出力を停止し、充電部３による蓄電部２の充電を停止させる（図６ステップＳ２１４）。
以上で、電源投入時の制御部８の動作が終了し、以降は通常動作に移行する。
図８は通常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。バルブ２００の開度をθref（°）にする処理（図８ステップＳ４００）は、ステップＳ２１０で説明したとおりである。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８の充電エネルギー演算部９０は、蓄電部２の蓄電電圧ＣＶ（Ｖ）を測定する（図８ステップＳ４０１）。そして、充電エネルギー演算部９０は、ステップＳ２０２において容量演算部８９によって演算された蓄電部２の容量値ＣＣ（Ｆ）とステップＳ４０１で測定した蓄電電圧ＣＶ（Ｖ）とを基に式（３）により、蓄電部２に蓄積されているエネルギーＣＰ（Ｊ）を演算する（図８ステップＳ４０２）。
制御部８の充電制御部８６は、ＣＰ≦ＣＰｌｏｗ、すなわち蓄電部２に蓄積されているエネルギーＣＰ（Ｊ）が所定の充電エネルギー下限値ＣＰｌｏｗ（Ｊ）以下の場合（図８ステップＳ４０３においてＹＥＳ）、充電部３へ充電イネーブル信号を出力し、充電部３による蓄電部２の充電を開始させる（図８ステップＳ４０４）。
制御部８のリターン確認レスポンス送信部８２は、リターン確認コマンド受信部８１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Ｓ４０５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Ｓ４０６）。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８２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。こうして、蓄電部２に蓄積されているエネルギーＣＰ（Ｊ）が充電エネルギー下限値ＣＰｌｏｗ（Ｊ）を上回るまでステップＳ４００〜Ｓ４０６の処理が繰り返し実行される。
充電エネルギー下限値ＣＰｌｏｗ（Ｊ）は、全開位置から所定の開度位置（本実施例では全閉位置）までバルブ２００をリターン動作させるのに必要なエネルギーである全開リターン充電電力である。
図８のステップＳ４０７，Ｓ４０８の処理は、ステップＳ４０５，Ｓ４０６で説明したとおりである。
充電制御部８６は、ＣＰ＞ＣＰｌｏｗ、すなわち蓄電部２に蓄積されているエネルギーＣＰ（Ｊ）が充電エネルギー下限値ＣＰｌｏｗ（Ｊ）を上回ると（ステップＳ４０３においてＮＯ）、エネルギーＣＰ（Ｊ）が所定の充電エネルギー上限値ＣＰｈｉｇｈ（Ｊ）以上かどうかを判定する（図８ステップＳ４０９）。
充電制御部８６は、ＣＰ＜ＣＰｈｉｇｈ、すなわち蓄電部２に蓄積されているエネルギーＣＰ（Ｊ）が充電エネルギー上限値ＣＰｈｉｇｈ（Ｊ）に達していない場合（ステップＳ４０９においてＮＯ）、充電イネーブル信号の出力を継続し、充電部３による蓄電部２の充電を継続させる（図８ステップＳ４１０）。
こうして、蓄電部２に蓄積されているエネルギーＣＰ（Ｊ）が充電エネルギー上限値ＣＰｈｉｇｈ（Ｊ）に達するまでステップＳ４００〜Ｓ４１０の処理が繰り返し実行される。
充電制御部８６は、ＣＰ≧ＣＰｈｉｇｈ、すなわち蓄電部２に蓄積されているエネルギーＣＰ（Ｊ）が充電エネルギー上限値ＣＰｈｉｇｈ（Ｊ）以上になると（ステップＳ４０９においてＹＥＳ）、充電イネーブル信号の出力を停止し、充電部３による蓄電部２の充電を停止させ（図８ステップＳ４１１）、ステップＳ４００に戻る。以上の図８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１００の動作を図９を参照して説明する。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（図９ステップＳ５００においてＹＥＳ）、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、停電検出部５は停電検出信号を出力する（図９ステップＳ５０１）。
制御部８の昇圧制御部８７は、停電検出部５から停電検出信号が出力されると、直ちに昇圧部４に対して昇圧イネーブル信号を出力する（図９ステップＳ５０２）。
この昇圧イネーブル信号の出力に応じて、昇圧部４は、蓄電部２の蓄電電圧（電気２重層コンデンサの端子間電圧）をメイン電源電圧と同等の値まで昇圧する（図９ステップＳ５０３）。
メイン電源切替部６は、停電検出部５から停電検出信号が出力されると、昇圧部４からの昇圧電源電圧を選択して出力する（図９ステップＳ５０４）。これにより、昇圧電源電圧がメイン電源切替部６を介して制御電源部９とモータ駆動部１１とに供給される。制御電源部９は、昇圧電源電圧を降圧して所定の制御系電源電圧を生成する。
制御部８のリターン制御部８８は、所定の開度位置（本実施例では全閉位置）と位置センサ１３によって測定されたバルブ２００の実開度とが一致するように、モータ駆動部１１へモータ制御信号を出力する。モータ駆動部１１は、モータ制御信号に応じてモータ１０へ駆動電圧を出力する。これにより、モータ１０が駆動され、バルブ２００の開度が調整される。こうして、バルブ２００を所定の開度位置までリターン動作させることができる（図９ステップＳ５０５）。
次に、制御部８のリターン確認レスポンス送信部８２は、停電検出部５から停電検出信号が出力された後に、位置センサ１３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９ステップＳ５０６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、リターン確認レスポンス送信部８２は、リターン確認コマンド受信部８１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９ステップＳ５０７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９ステップＳ５０８）。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８２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。
続いて、制御部８の開度位置レスポンス送信部８４は、開度位置コマンド受信部８３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９ステップＳ５０９においてＹＥＳ）、位置センサ１３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９ステップＳ５１０）。
また、リターン確認レスポンス送信部８２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１３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９ステップＳ５１１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、リターン確認レスポンス送信部８２は、リターン確認コマンド受信部８１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９ステップＳ５１２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９ステップＳ５１３）。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８２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。
続いて、開度位置レスポンス送信部８４は、開度位置コマンド受信部８３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９ステップＳ５１４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９ステップＳ５１５）。
なお、位置センサ１３には制御系電源電圧が供給されるので、停電後においても位置センサ１３が動作することは可能である。
許容時間は、駆動部１５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２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。
以上のように、本実施例では、停電時に蓄電部２に蓄積されている電気エネルギーを用いて制御部８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。
［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１０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。
図１１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、蓄電部２と、充電部３と、昇圧部４と、停電検出部５と、メイン電源切替部６と、開度目標処理部７と、制御部８ａと、制御電源部９と、モータ１０と、モータ駆動部１１と、減速機１２と、位置センサ１３と、通信部１４とを備えている。
図１２は制御部８ａ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８ａは、開度制御部８０と、リターン確認コマンド受信部８１と、リターン確認レスポンス送信部８２と、開度位置コマンド受信部８３と、開度位置レスポンス送信部８４と、記憶部８５ａと、充電制御部８６と、昇圧制御部８７と、リターン制御部８８と、容量演算部８９と、充電エネルギー演算部９０と、必要エネルギー演算部９１とから構成される。本実施例の記憶部８５ａは、制御部８ａ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。
図１３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。
以下、本実施例の監視システムの動作を説明する。図１４はホスト装置１０３ａ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１４ステップＳ６００）。
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１４ステップＳ６０１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１４ステップＳ６０２）。
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１４ステップＳ６０３）。
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Ｓ６０３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１４ステップＳ６０４）。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。
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１４ステップＳ６０５）。
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。
図１５は電源投入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、図１６は通常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。
図１５のステップＳ２００〜Ｓ２１４の処理は、図６で説明したとおりなので、説明は省略する。また、図１６のステップＳ４００〜Ｓ４１１の処理は、図８で説明したとおりである。
図１７は停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。停電時の停電検出部５と昇圧部４とメイン電源切替部６と制御部８ａの動作（図１７ステップＳ７００〜Ｓ７１５）は、図９のステップＳ５００〜Ｓ５１５で説明した動作と同じなので、説明は省略する。他の構成は第１の実施例で説明したとおりである。
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。
［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１８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１０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。
図１９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１１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、蓄電部２と、充電部３と、昇圧部４と、停電検出部５と、メイン電源切替部６と、開度目標処理部７と、制御部８ｂと、制御電源部９と、モータ１０と、モータ駆動部１１と、減速機１２と、位置センサ１３と、通信部１４と、制御電源部９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。
図２０は制御部８ｂの構成を示すブロック図であり、図３、図１２と同一の構成には同一の符号を付してある。制御部８ｂは、開度制御部８０と、リターン確認コマンド受信部８１と、リターン確認レスポンス送信部８２と、開度位置コマンド受信部８３と、開度位置レスポンス送信部８４と、記憶部８５ｂと、充電制御部８６と、昇圧制御部８７と、リターン制御部８８と、容量演算部８９と、充電エネルギー演算部９０と、必要エネルギー演算部９１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９２とから構成される。本実施例の記憶部８５ｂは、制御部８ｂ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。
図２１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。
以下、本実施例の監視システムの動作を説明する。図２２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２２ステップＳ８００）。
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２２ステップＳ８０１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２２ステップＳ８０２）。
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２２ステップＳ８０３）。
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Ｓ８０３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２２ステップＳ８０４）。
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２２ステップＳ８０５）。
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。
電源投入時と通常時の電動アクチュエータ１００ｂの動作は、図１５、図１６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。
図２３は停電時の電動アクチュエータ１００ｂ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５と昇圧制御部８７と昇圧部４とメイン電源切替部６とリターン制御部８８の動作（図２３ステップＳ９００〜Ｓ９０５）は、図９のステップＳ５００〜Ｓ５０５で説明した動作と同じなので、説明は省略する。
制御部８ｂの停電検出信号出力部９２は、停電検出部５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２３ステップＳ９０６）。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２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。
制御部８ｂのリターン確認コマンド受信部８１とリターン確認レスポンス送信部８２と開度位置コマンド受信部８３と開度位置レスポンス送信部８４の動作（図２３ステップＳ９０７〜Ｓ９１６）は、図１７のステップＳ７０６〜Ｓ７１５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。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。
第１〜第３の実施例では、蓄電部２に蓄積されているエネルギーＣＰ（Ｊ）が充電エネルギー上限値ＣＰｈｉｇｈ（Ｊ）以上になったと判断した時点で、充電制御部８６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１〜第３の実施例に限るものではない。
また、第１〜第３の実施例では、充電部３による蓄電部２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。
［第４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８ｃの構成を図２４に示し、ホスト装置１０３ｃの構成を図２５に示す。
電動アクチュエータの制御部８ｃは、開度制御部８０と、開度位置コマンド受信部８３と、開度位置レスポンス送信部８４と、記憶部８５ｃと、充電制御部８６と、昇圧制御部８７と、リターン制御部８８と、容量演算部８９と、充電エネルギー演算部９０と、必要エネルギー演算部９１と、停電時に停電検出データをホスト装置１０３ｃに送信するデータ送信部９３とから構成される。本実施例の記憶部８５ｃは、制御部８ｃ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。
ホスト装置１０３ｃは、開度位置コマンド送信部１０３２ｃと、開度位置レスポンス受信部１０３３と、記憶部１０３４ｃ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１０３４ｃは、ホスト装置１０３ｃの動作のためのプログラムを予め記憶している。
以下、本実施例の監視システムの動作を説明する。図２６はホスト装置１０３ｃの動作を説明するフローチャートである。
ホスト装置１０３ｃ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１０３４ｃから読み出す初期設定処理を行う（図２６ステップＳ１０００）。
次に、ホスト装置１０３ｃの開度位置コマンド送信部１０３２ｃ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２６ステップＳ１００１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２６ステップＳ１００２）。
ホスト装置１０３ｃ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２６ステップＳ１００３）。
電源投入時と通常時の電動アクチュエータの動作は、第３の実施例の電動アクチュエータ１００ｂの動作と同じである。
図２７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５と昇圧制御部８７と昇圧部４とメイン電源切替部６とリターン制御部８８の動作（図２７ステップＳ１１００〜Ｓ１１０５）は、図９のステップＳ５００〜Ｓ５０５で説明した動作と同じなので、説明は省略する。
制御部８ｃのデータ送信部９３は、電動アクチュエータの停電検出部５から停電検出信号が出力された後に、位置センサ１３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２７ステップＳ１１０６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９３は、停電検出データを通信部１４を介してホスト装置１０３ｃに送信する（図２７ステップＳ１１０８）。
また、データ送信部９３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１３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２７ステップＳ１１１１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９３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１０３ｃに送信する（図２７ステップＳ１１１３）。
制御部８ｃの開度位置コマンド受信部８３と開度位置レスポンス送信部８４の動作（図２７ステップＳ１１０９，Ｓ１１１０，Ｓ１１１４，Ｓ１１１５）は、図１７のステップＳ７０９，Ｓ７１０，Ｓ７１４，Ｓ７１５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。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１０３ｃに送信し、ホスト装置１０３ｃ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１０３ｃ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。
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９３は、停電検出部５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２７ステップＳ１１０７，Ｓ１１０８，Ｓ１１１２，Ｓ１１１３）。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。
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２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２８）。
Ｔｔｗ＝Ｔｒ＋Ｔａ＋（Ｎ−１）Ｔｗ ・・・（５）
Ｔｒはリターン制御部８８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，・・・・）。
［第５の実施例］
図２９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１０、図１８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１００ｄと、電動アクチュエータ１００ｄのリターン動作の結果を監視するホスト装置１０３ｄとから構成される。
図３０は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１１、図１９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、蓄電部２と、充電部３と、昇圧部４と、停電検出部５と、メイン電源切替部６と、開度目標処理部７と、制御部８ｄと、制御電源部９と、モータ１０と、モータ駆動部１１と、減速機１２と、位置センサ１３と、制御電源部９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１７とを備えている。
図３１は制御部８ｄの構成を示すブロック図であり、図３、図１２、図２０、図２４と同一の構成には同一の符号を付してある。制御部８ｄは、開度制御部８０と、記憶部８５ｄと、充電制御部８６と、昇圧制御部８７と、リターン制御部８８と、容量演算部８９と、充電エネルギー演算部９０と、必要エネルギー演算部９１と、停電時に開度位置信号をアナログ出力部１７を介して出力する開度位置信号出力部９４とから構成される。本実施例の記憶部８５ｄは、制御部８ｄ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。
図３２はホスト装置１０３ｄの構成を示すブロック図である。ホスト装置１０３ｄは、記憶部１０３４ｄと、外部のシステムから、電動アクチュエータ１００ｄ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１００ｄ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１０３４ｄは、ホスト装置１０３ｄの動作のためのプログラムを予め記憶している。
電源投入時と通常時の電動アクチュエータ１００ｄの動作は、図１５、図１６で説明した電動アクチュエータ１００ａの動作と同じである。
図３３は停電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。停電時の停電検出部５と昇圧制御部８７と昇圧部４とメイン電源切替部６とリターン制御部８８の動作（図３３ステップＳ１２００〜Ｓ１２０５）は、図９のステップＳ５００〜Ｓ５０５で説明した動作と同じなので、説明は省略する。
制御部８ｄの開度位置信号出力部９４は、停電検出部５から停電検出信号が出力された後に、位置センサ１３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３３ステップＳ１２０６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９４は、位置センサ１３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１７を介して外部に出力する（図３３ステップＳ１２０７）。
また、開度位置信号出力部９４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１３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３３ステップＳ１２０８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９４は、位置センサ１３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１７を介して外部に出力する（図３３ステップＳ１２０９）。
アナログ出力部１７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１００ｄは蓄電部２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。
図３４はホスト装置１０３ｄの動作を説明するフローチャートである。ホスト装置１０３ｄ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１０３４ｄから読み出す初期設定処理を行う（図３４ステップＳ１３００）。
次に、ホスト装置１０３ｄ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１００ｄ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３４ステップＳ１３０１においてＹＥＳ）、各電動アクチュエータ１００ｄから出力されている開度位置信号を確認する（図３４ステップＳ１３０２）。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１００ｄが設置された施設を監視する中央監視システムがある。
図３５、図３６を用いて本実施例の信号の出力例を説明する。図３５（Ａ）は通電時にアナログ出力部１７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３５（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１７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３５（Ｃ）は停電時にエラーが発生した場合にアナログ出力部１７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１７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。
図３６（Ａ）は通電時にアナログ出力部１７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３６（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１７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３６（Ｃ）は停電時にエラーが発生した場合にアナログ出力部１７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１７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３５と図３６のアクセス方法を比較すると、図３５の方が望ましい。
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１０３ｄは、停電時の開度位置信号が所定の開度を示す値になっていないことにより、電動アクチュエータ１００ｄ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。
また、本実施例では、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９４は通電時においても開度位置信号を出力してもよい。
［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３７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１１、図１９、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１００ｅは、メイン電源部１と、蓄電部２と、充電部３と、昇圧部４と、停電検出部５と、メイン電源切替部６と、開度目標処理部７と、制御部８と、制御電源部９ｅ（第２の電源部）と、モータ１０と、モータ駆動部１１と、減速機１２と、位置センサ１３と、通信部１４とを備えている。
第１〜第５の実施例の制御電源部９はメイン電源切替部６の出力から制御系電源電圧を生成するが、制御系電源電圧はメイン電源電圧よりも低い電圧なので、メイン電源切替部６の出力を制御電源部９に入力しなくてもよい。
本実施例の制御電源部９ｅは、蓄電部２の蓄電電圧から制御系電源電圧を生成して制御部８と位置センサ１３と通信部１４とに供給するものである。他の構成は第１の実施例で説明したとおりである。
なお、本実施例では、制御電源部９ｅ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５の実施例において制御電源部９の代わりに制御電源部９ｅを用いてもよいことは言うまでもない。
［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３８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１１、図１９、図３０、図３７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１ｆと、蓄電部２と、充電部３ｆと、昇圧部４と、停電検出部５ｆと、メイン電源切替部６と、開度目標処理部７と、制御部８と、制御電源部９と、モータ１０と、モータ駆動部１１と、減速機１２と、位置センサ１３と、通信部１４と、外部電源（図１の配電盤１０２）から供給される電源電圧を整流する整流部２０と、整流部２０によって整流された直流電圧を平滑化する平滑部２１とを備えている。
第１〜第６の実施例は、外部電源から供給される電源電圧が例えばＡＣ８５Ｖ〜ＡＣ２６４Ｖという高電圧の場合に対応する例である。これに対して、本実施例は、外部電源から供給される電源電圧が例えばＡＣ２４Ｖという低電圧に対応する例である。
整流部２０は、外部電源からの交流電源電圧を整流する。平滑部２１は、整流部２０によって整流された脈流の直流電圧を平滑化する。
本実施例のメイン電源部１ｆは、第１の実施例のメイン電源部１と同様にメイン電源電圧を生成するが、平滑部２１から出力される直流電源電圧を入力とする点が異なる。
充電部３ｆは、第１の実施例の充電部３と同様に制御部８からの充電イネーブル信号に応じて蓄電部２の充電を行うが、平滑部２１から出力される直流電源電圧を入力とする点が異なる。
停電検出部５ｆは、第１の実施例の停電検出部５と同様に電源の遮断を検出するが、平滑部２１から出力される直流電源電圧を入力とする点が異なる。
その他の構成は第１の実施例で説明したとおりである。
こうして、低電圧の外部電源に接続されるアクチュエータにおいても第１の実施例と同様の効果を得ることができる。上記の例では、外部電源から供給される電源電圧が交流の場合で説明しているが、外部電源から供給される電源電圧が直流でもよいことは言うまでもない。
また、本実施例では、メイン電源部１ｆと充電部３ｆと停電検出部５ｆと整流部２０と平滑部２１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５の実施例においてメイン電源部１と充電部３と停電検出部５の代わりにメイン電源部１ｆと充電部３ｆと停電検出部５ｆとを用い、整流部２０と平滑部２１とを追加するようにしてもよい。
［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３９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１１、図１９、図３０、図３７、図３８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１ｆと、蓄電部２と、充電部３ｆと、昇圧部４と、停電検出部５ｆと、メイン電源切替部６と、開度目標処理部７と、制御部８と、制御電源部９ｅと、モータ１０と、モータ駆動部１１と、減速機１２と、位置センサ１３と、通信部１４と、整流部２０と、平滑部２１とを備えている。
本実施例は、第７の実施例において制御電源部９の代わりに、第６の実施例で説明した制御電源部９ｅを用いたものである。他の構成は第７の実施例で説明したとおりである。
なお、本実施例では、メイン電源部１ｆと充電部３ｆと停電検出部５ｆと制御電源部９ｅと整流部２０と平滑部２１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５の実施例においてメイン電源部１と充電部３と停電検出部５と制御電源部９の代わりにメイン電源部１ｆと充電部３ｆと停電検出部５ｆと制御電源部９ｅとを用い、整流部２０と平滑部２１とを追加するようにしてもよい。
第１〜第８の実施例では、蓄電部２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８の実施例では、開度目標値を開度目標処理部７で処理しているが、ホスト装置１０３，１０３ａ〜１０３ｄ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。
また、第１〜第８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、停電時にバルブ２００を全開位置あるいは途中開度位置までリターン動作させるようにしてもよい。
第１〜第８の実施例のホスト装置１０３，１０３ａ〜１０３ｄと制御部８，８ａ〜８ｄ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８の実施例で説明した処理を実行する。
本発明は、バッテリー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。
１，１ｆ…メイン電源部、２…蓄電部、３，３ｆ…充電部、４…昇圧部、５，５ｆ…停電検出部、６…メイン電源切替部、７…開度目標処理部、８，８ａ〜８ｄ…制御部、９，９ｅ…制御電源部、１０…モータ、１１…モータ駆動部、１２…減速機、１３…位置センサ、１４…通信部、１５…駆動部、１６…デジタル／アナログ出力部、１７…アナログ出力部、２０…整流部、２１…平滑部、８０…開度制御部、８１…リターン確認コマンド受信部、８２…リターン確認レスポンス送信部、８３…開度位置コマンド受信部、８４…開度位置レスポンス送信部、８５，８５ａ，８５ｂ，８５ｃ，８５ｄ…記憶部、８６…充電制御部、８７…昇圧制御部、８８…リターン制御部、８９…容量演算部、９０…充電エネルギー演算部、９１…必要エネルギー演算部、９２…停電検出信号出力部、９３…データ送信部、９４…開度位置信号出力部、１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｄ〜１００ｇ…電動アクチュエータ、２００…バルブ、１０１…電源系統、１０２…配電盤、１０３，１０３ａ〜１０３ｄ…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、１０３２，１０３２ｃ…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〜１０３４ｄ…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。

Claims (8)

  1. 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、
    制御信号に応じてバルブを駆動するように構成された駆動部と、
    外部から電源が供給される通電時に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、
    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、
    前記電源が遮断された停電時に前記蓄電部に蓄積されている電気エネルギーを用いて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リターン制御部と、
    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。
  2. 請求項１記載の監視システムにおいて、
    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監視システム。
  3. 請求項１記載の監視システムにおいて、
    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監視システム。
  4. 請求項１記載の監視システムにおいて、
    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監視システム。
  5. 請求項１記載の監視システムにおいて、
    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監視システム。
  6. 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、
    制御信号に応じてバルブを駆動するように構成された駆動部と、
    外部から電源が供給される通電時に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、
    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、
    前記電源が遮断された停電時に前記蓄電部に蓄積されている電気エネルギーを用いて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リターン制御部と、
    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。
  7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の監視システムにおいて、
    前記電動アクチュエータは、
    前記通電時に外部から電源供給を受けて第１の電源電圧を生成するように構成された第１の電源部と、
    前記蓄電部の蓄電電圧を昇圧した第２の電源電圧を生成するように構成された昇圧部と、
    前記通電時に前記第１の電源電圧を選択して出力し、前記停電時に前記第２の電源電圧を選択して出力するように構成された電源切替部と、
    この電源切替部の出力電圧から、前記開度制御部と前記リターン制御部とに供給する第３の電源電圧を生成するように構成された第２の電源部とをさらに備えることを特徴とする監視システム。
  8. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の監視システムにおいて、
    前記電動アクチュエータは、
    前記通電時に外部から電源供給を受けて第１の電源電圧を生成するように構成された第１の電源部と、
    前記蓄電部の蓄電電圧を昇圧した第２の電源電圧を生成するように構成された昇圧部と、
    前記通電時に前記第１の電源電圧を選択して出力し、前記停電時に前記第２の電源電圧を選択して出力するように構成された電源切替部と、
    前記蓄電部の蓄電電圧から、前記開度制御部と前記リターン制御部とに供給する第３の電源電圧を生成するように構成された第２の電源部とをさらに備えることを特徴とする監視システム。
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