JP2023042357A - Control device, control program, and control method for dc pump - Google Patents

Control device, control program, and control method for dc pump Download PDF

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Abstract

To provide a control device, a control program, and a control method for a DC pump which can accurately deliver a required amount of liquid by suppressing pulsation at the time of low delivery while maintaining a flow rate at a normal use.SOLUTION: A control device for a DC pump includes: actuator control means 201 which PWM controls the drive of an actuator 300 by using a first control signal P1 including a predefined PWM signal in a normal operation state of the DC pump 500; unstable state detecting means 202 for detecting an unstable state of an operation of the DC pump; control signal generation means 203 for generating, when the unstable state is detected by the unstable state detecting means, a second control signal P2 by performing the PWM control of the first control signal at a predefined variable cycle; and accurate liquid delivery means 204 for accurately delivering, in the state where the unstable state is detected, the liquid by periodically setting the DC pump ON and OFF by inputting to the actuator control means the second control signal generated by the control signal generating means.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、例えば純水製造装置、純水採水装置等に搭載されるDCポンプの制御装置、制御プログラムおよび制御方法に関する。 The present invention relates to a control device, a control program, and a control method for a DC pump installed in, for example, a pure water production apparatus, a pure water sampling apparatus, or the like.

研究機関などにおいて、ダイヤフラム式等のDCポンプ(直流式液体ポンプなどとも呼称される)が搭載された純水製造装置などが用いられている。 2. Description of the Related Art In research institutes and the like, a pure water production apparatus equipped with a diaphragm-type DC pump (also called a DC liquid pump or the like) is used.

このような純水製造装置および制御方法に関する技術は種々提案されている(例えば、特許文献1)。 Various technologies related to such a pure water production apparatus and control method have been proposed (for example, Patent Document 1).

特開2010-75912号公報JP 2010-75912 A

ところで、上述のような純水製造装置などには、精密な実験等を行うために、採水流量を滴下レベルまで低下させ、必要量の精密な採水を行うことができる機能が求められる。 By the way, in order to conduct precise experiments and the like, the pure water production apparatus as described above is required to have a function of reducing the water sampling flow rate to a dripping level and accurately sampling the necessary amount of water.

ここで、純水製造装置等に搭載されているDCポンプ(ダイヤフラム式)を一般的なPWM(パルス幅変調)制御で駆動した際に、所定の出力を下回るとDCポンプの脈動によって、送液が途切れるようになる。そして、さらに出力を下げると、DCポンプに電圧を印加しているにも関わらずDCポンプ自体が動作しなくなるという問題を生じることが分かった。 Here, when the DC pump (diaphragm type) installed in the pure water production equipment is driven by general PWM (Pulse Width Modulation) control, when the output falls below a predetermined level, the pulsation of the DC pump causes the liquid to be sent. becomes interrupted. Further, it was found that if the output is further lowered, the problem arises that the DC pump itself stops operating even though the voltage is applied to the DC pump.

なお、脈動自体はDCポンプの二次側に減圧弁を設置するなどの措置で抑制可能であるが、通常使用時(ポンプ最大出力時など)における流量まで低下してしまうという不都合を生じる。 The pulsation itself can be suppressed by measures such as installing a pressure reducing valve on the secondary side of the DC pump.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、通常使用時における流量を保持すると共に、低出力時の脈動を抑制し、必要量の精密な送液を行うことができるDCポンプの制御装置、制御プログラムおよび制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and controls a DC pump that can maintain the flow rate during normal use, suppress pulsation during low output, and perform precise liquid feeding of the required amount. It aims at providing an apparatus, a control program, and a control method.

上記目的を達成するため、本発明の実施形態に係るDCポンプの制御装置は、送液を行うDCポンプが備えるアクチュエータの駆動を制御するDCポンプの制御装置であって、前記DCポンプの通常運転状態において所定のPWM信号から成る第1制御信号を用いて前記アクチュエータの駆動をPWM制御するアクチュエータ制御手段と、前記DCポンプの動作の不安定状態を検出する不安定状態検出手段と、前記不安定状態検出手段によって前記不安定状態が検出された場合に、前記第1制御信号について所定の可変周期によるPWM制御を行って第2制御信号を生成する制御信号生成手段と、前記不安定状態が検出された状態において、前記制御信号生成手段で生成された第2制御信号を前記アクチュエータ制御手段に入力して前記DCポンプを周期的にオン、オフさせて精密な送液を行う精密送液手段と、を備えることを要旨とする。 In order to achieve the above object, a DC pump control device according to an embodiment of the present invention is a DC pump control device for controlling the driving of an actuator provided in a DC pump that transfers liquid, wherein the DC pump is in normal operation. actuator control means for PWM-controlling the driving of the actuator using a first control signal composed of a predetermined PWM signal in a state; unstable state detection means for detecting an unstable state of operation of the DC pump; control signal generating means for generating a second control signal by PWM-controlling the first control signal with a predetermined variable cycle when the unstable state is detected by the state detecting means; and detecting the unstable state. precision liquid feeding means for inputting the second control signal generated by the control signal generating means to the actuator control means in this state to periodically turn on and off the DC pump to perform precise liquid feeding; The gist is to provide

これにより、通常使用時における流量を保持すると共に、低出力時の脈動を抑制し、必要量の精密な送液を行うことができる。したがって、実験等において滴下状態の微量の採水が可能となり利便性が向上する。 As a result, the flow rate during normal use can be maintained, pulsation during low output can be suppressed, and a required amount of liquid can be accurately fed. Therefore, it is possible to sample a very small amount of dripped water in an experiment or the like, thereby improving convenience.

また、前記アクチュエータは、送液を行うダイヤフラム機構を駆動するDCモータを含むようにできる。 Further, the actuator can include a DC motor that drives a diaphragm mechanism that transfers liquid.

これにより、一般的な構成のDCポンプにおいて低出力時の脈動を抑制し、必要量の精密な送液を行うことができる。 As a result, pulsation at low output can be suppressed in a DC pump having a general configuration, and a required amount of liquid can be precisely sent.

また、前記制御信号生成手段は、前記第2制御信号の1パルスが、前記DCポンプが安定的に動作する範囲内の最低出力となるように前記第2制御信号を生成するようにできる。 Further, the control signal generating means can generate the second control signal such that one pulse of the second control signal is the lowest output within a range in which the DC pump operates stably.

これにより、必要量のより精密な送液を行うことが可能となる。 This makes it possible to deliver the required amount of liquid more precisely.

また、前記第2制御信号は、デューティ比が異なる複数種のPWM制御波形を含むようにしてもよい。 Also, the second control signal may include a plurality of types of PWM control waveforms with different duty ratios.

これにより、比較的容易な手法によって、通常使用時における流量を保持すると共に、低出力時の脈動を抑制し、必要量の精密な送液を実現することができる。 As a result, by a relatively easy method, it is possible to maintain the flow rate during normal use, suppress pulsation during low output, and realize precise liquid transfer of the required amount.

また、前記不安定状態検出手段で検出される前記不安定状態は、前記DCポンプによる送液の脈動状態が所定の基準値を超えた状態、或いは前記DCポンプによる送液が停止した状態を含むようにできる。 Further, the unstable state detected by the unstable state detecting means includes a state in which the pulsating state of liquid transfer by the DC pump exceeds a predetermined reference value, or a state in which liquid transfer by the DC pump is stopped. can be done.

これにより、比較的容易な手法によって、不安定状態を検出することができる。 Thereby, an unstable state can be detected by a relatively easy method.

本発明の他の実施形態に係る制御プログラムは、送液を行うDCポンプが備えるアクチュエータの駆動を制御するDCポンプの制御プログラムであって、前記DCポンプの通常運転状態において所定のPWM信号から成る第1制御信号を用いて前記アクチュエータの駆動をPWM制御するアクチュエータ制御ステップと、前記DCポンプの動作の不安定状態を検出する不安定状態検出ステップと、前記不安定状態検出ステップで前記不安定状態が検出された場合に、前記第1制御信号について所定の可変周期によるPWM制御を行って第2制御信号を生成する制御信号生成ステップと、前記不安定状態が検出された状態において、前記制御信号生成ステップで生成された第2制御信号を入力して前記DCポンプを周期的にオン、オフさせて精密な送液を行う精密送液ステップと、を有し、前記DCポンプの制御部が備えるコンピュータで実行されることを要旨とする。 A control program according to another embodiment of the present invention is a control program for a DC pump that controls driving of an actuator provided in a DC pump that transfers liquid, and consists of a predetermined PWM signal in a normal operating state of the DC pump. an actuator control step of PWM-controlling the driving of the actuator using a first control signal; an unstable state detection step of detecting an unstable state of operation of the DC pump; is detected, a control signal generation step of performing PWM control with a predetermined variable cycle on the first control signal to generate a second control signal; and in a state where the unstable state is detected, the control signal a precision liquid feeding step of inputting the second control signal generated in the generating step and periodically turning on and off the DC pump to perform precise liquid feeding, wherein the controller of the DC pump comprises It is gist to be executed on a computer.

これにより、通常使用時における流量を保持すると共に、低出力時の脈動を抑制し、必要量の精密な送液を行うことができる。したがって、実験等において滴下状態の微量の採水が可能となり利便性が向上する。 As a result, the flow rate during normal use can be maintained, pulsation during low output can be suppressed, and a required amount of liquid can be accurately fed. Therefore, it is possible to sample a very small amount of dripped water in an experiment or the like, thereby improving convenience.

また、本発明の他の実施形態に係る制御方法は、送液を行うDCポンプが備えるアクチュエータの駆動を制御するDCポンプの制御方法であって、前記DCポンプの通常運転状態において所定のPWM信号から成る第1制御信号を用いて前記アクチュエータの駆動をPWM制御するアクチュエータ制御過程と、前記DCポンプの動作の不安定状態を検出する不安定状態検出過程と、前記不安定状態が検出された場合に、前記第1制御信号について所定の可変周期によるPWM制御を行って第2制御信号を生成する制御信号生成過程と、前記不安定状態が検出された状態において、前記制御信号生成過程で生成された第2制御信号を入力して前記DCポンプを周期的にオン、オフさせて精密な送液を行う精密送液過程と、を有することを要旨とする。 Further, a control method according to another embodiment of the present invention is a DC pump control method for controlling driving of an actuator provided in a DC pump for liquid transfer, wherein a predetermined PWM signal is generated in a normal operation state of the DC pump. an actuator control process for PWM-controlling the drive of the actuator using a first control signal consisting of; an unstable state detection process for detecting an unstable state of operation of the DC pump; and when the unstable state is detected a control signal generating process for generating a second control signal by performing PWM control with a predetermined variable cycle on the first control signal; and a precision liquid feeding step of inputting a second control signal to periodically turn on and off the DC pump to perform precise liquid feeding.

これにより、通常使用時における流量を保持すると共に、低出力時の脈動を抑制し、必要量の精密な送液を行うことができる。したがって、実験等において滴下状態の微量の採水が可能となり利便性が向上する。 As a result, the flow rate during normal use can be maintained, pulsation during low output can be suppressed, and a required amount of liquid can be accurately fed. Therefore, it is possible to sample a very small amount of dripped water in an experiment or the like, thereby improving convenience.

本発明によれば、通常使用時における流量を保持すると共に、低出力時の脈動を抑制し、必要量の精密な送液を行うことができるDCポンプの制御装置、制御プログラムおよび制御方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the present invention, there is provided a DC pump controller, a control program, and a control method capable of maintaining a flow rate during normal use, suppressing pulsation during low output, and accurately feeding a required amount of liquid. can do.

実施の形態に係るDCポンプの制御装置を備える純水採水装置の全体構成を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram showing the overall configuration of a pure water sampling apparatus including a control device for a DC pump according to an embodiment; FIG. ダイヤフラム式のDCポンプの構成例を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram showing a configuration example of a diaphragm-type DC pump; FIG. 実施の形態に係るDCポンプの制御装置の機能構成を示す機能ブロック図である。1 is a functional block diagram showing the functional configuration of a control device for a DC pump according to an embodiment; FIG. DCポンプの通常採水運転時の第1制御信号に相当するPWM波形を示す波形図(a)と、DCポンプの精密採水運転時の第2制御信号に相当するPWM波形を示す波形図(b)である。A waveform diagram (a) showing a PWM waveform corresponding to the first control signal during normal water sampling operation of the DC pump, and a waveform diagram (a) showing a PWM waveform corresponding to the second control signal during precision water sampling operation of the DC pump ( b). 実施の形態に係るDCポンプの制御装置で実行されるDCポンプの制御処理の処理手順を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing a processing procedure of a DC pump control process executed by the DC pump control device according to the embodiment; 実施の形態に係るDCポンプの制御装置で実行可能な第1の精密送液処理の処理手順を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing a processing procedure of a first precision liquid feeding process that can be executed by the DC pump control device according to the embodiment; 実施の形態に係るDCポンプの制御装置で実行可能な第2の精密送液処理の処理手順を示すフローチャートである。9 is a flow chart showing a processing procedure of a second precision liquid feeding process that can be executed by the control device for the DC pump according to the embodiment; DCポンプの流速制御出力を示すグラフである。Fig. 3 is a graph showing the flow rate control output of a DC pump; DCポンプの安定動作域および不安定動作域での制御信号の切り替えの例を示す説明図(a)~(d)である。4A to 4D are explanatory diagrams (a) to (d) showing examples of control signal switching in the stable operation region and the unstable operation region of the DC pump.

図1から図9を参照して、本発明の実施の形態に係るDCポンプの制御装置等について説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A DC pump control device and the like according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 9. FIG.

(純水採水装置の構成例)
まず、本実施の形態に係るDCポンプの制御装置200の詳細な説明を行うに先立って、この制御装置200を適用可能な純水採水装置M1の構成例について図1を参照して説明する。なお、純水採水装置M1は、図示しない純水製造装置等に接続することができる。
(Configuration example of pure water sampling device)
First, prior to detailed description of the control device 200 for the DC pump according to the present embodiment, an example configuration of a pure water sampling device M1 to which the control device 200 can be applied will be described with reference to FIG. . The pure water sampling device M1 can be connected to a pure water production device (not shown) or the like.

ここで、図1は、本実施の形態に係るDCポンプの制御装置200を備える純水採水装置M1の全体構成を示す概略構成図である。 Here, FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the overall configuration of a pure water sampling apparatus M1 including a DC pump control device 200 according to the present embodiment.

図1に示す純水採水装置M1は、図示しない純水製造装置等で製造された純水Wを実験等で使用するビーカー、メスシリンダー等の容器に供給して必要量の純水Wを採水するための装置である。 The pure water sampler M1 shown in FIG. 1 supplies pure water W produced by a pure water producing device (not shown) to a container such as a beaker or graduated cylinder used in an experiment or the like to obtain a required amount of pure water W. A device for sampling water.

図1に示すように、純水採水装置M1は、純水Wを貯留する純水タンク101を備える。 As shown in FIG. 1, the pure water sampling device M1 includes a pure water tank 101 that stores pure water W. As shown in FIG.

純水タンク101にはダイヤフラム式などのDCポンプ500が接続されている。DCポンプ500は、後述する電磁石用のコイル301等を有するアクチュエータ300を備える。 A diaphragm-type DC pump 500 is connected to the pure water tank 101 . The DC pump 500 includes an actuator 300 having an electromagnet coil 301 and the like, which will be described later.

DCポンプ500の排出側には、純水Wの流量を検出する流量センサSN1が配置されている。また、流量センサSN1の下流には純水Wの流量を調節する電磁弁102が設けられている。電磁弁102の下流には純水Wを排出する採水口103が設けられている。 A flow rate sensor SN1 for detecting the flow rate of the pure water W is arranged on the discharge side of the DC pump 500 . A solenoid valve 102 for adjusting the flow rate of the pure water W is provided downstream of the flow rate sensor SN1. A water sampling port 103 for discharging pure water W is provided downstream of the electromagnetic valve 102 .

また、DCポンプ500には、アクチュエータ300の駆動を制御してポンプ出力を1~100%の範囲で制御可能な制御装置200が接続されている。 Also, the DC pump 500 is connected to a control device 200 capable of controlling the drive of the actuator 300 to control the pump output within a range of 1 to 100%.

制御装置200は、例えばマイクロコンピュータ等で構成され、流量センサSN1からの検出信号がフィードバック入力されるように構成されている。 The control device 200 is composed of, for example, a microcomputer or the like, and is configured so that a detection signal from the flow sensor SN1 is fed back.

なお、制御装置200は、DCポンプ500への出力の監視機能を有しており、設定に応じて出力を調整できるように構成されている。この監視機能により、DCポンプ500の過負荷、過電流などの異常検知を実現している。 The control device 200 has a function of monitoring the output to the DC pump 500 and is configured to adjust the output according to the setting. This monitoring function realizes detection of abnormalities such as overload and overcurrent of the DC pump 500 .

また、流量センサSN1は、測定レンジを変更可能なセンサを用いてもよい。また、測定レンジの異なる複数の流量センサを用いるようにしてもよい。 Moreover, the flow rate sensor SN1 may use a sensor whose measurement range can be changed. Also, a plurality of flow rate sensors with different measurement ranges may be used.

制御装置200には、所定出力のDC電源(直流電源)250が接続されている。また、制御装置200には、タッチパネル等で構成される表示操作パネル260が接続され、採水流量を1~100%の範囲で設定することができるように構成されている。 A DC power supply (direct current power supply) 250 with a predetermined output is connected to the control device 200 . Further, the control device 200 is connected to a display operation panel 260 composed of a touch panel or the like, and is configured so that the water sampling flow rate can be set within a range of 1 to 100%.

なお、純水採水装置M1によって実際に送液を行う際は、制御装置200からDCポンプ500に駆動信号(第1制御信号P1または第2制御信号P2)を出力すると共に、電磁弁102にも所定の駆動信号を出力して、配管経路を開放する。 When the pure water sampling device M1 actually feeds the liquid, the control device 200 outputs a drive signal (first control signal P1 or second control signal P2) to the DC pump 500, and the electromagnetic valve 102 also outputs a predetermined drive signal to open the piping route.

この際に、配管内部に圧力が加わるのを回避するために、DCポンプ500と電磁弁102のそれぞれの駆動信号の出力に時間差を設けるようにしてもよい。 At this time, in order to avoid applying pressure to the inside of the piping, a time difference may be provided between the outputs of the driving signals of the DC pump 500 and the electromagnetic valve 102, respectively.

このような構成の純水採水装置M1は、制御装置200の制御により、採水口103から排出される純水Wの流量(流速)を1~100%の範囲でコントロールすることが可能となっている。 The pure water sampling device M1 having such a configuration can control the flow rate (flow velocity) of the pure water W discharged from the water sampling port 103 in the range of 1 to 100% by the control of the control device 200. ing.

なお、制御装置200の適用範囲は、純水採水装置M1には限定されず、各種液体の精密な送液を必要とするデバイスであれば適用可能である。 Note that the application range of the control device 200 is not limited to the pure water sampler M1, and can be applied to any device that requires precise feeding of various liquids.

また、制御装置200による具体的な制御内容等は後述の記載により明らかとなる。 Further, the specific contents of control by the control device 200 will be clarified by the description below.

(ダイヤフラム式のDCポンプの構成例)
図2を参照して、本実施形態に係るDCポンプの制御装置200で制御可能なダイヤフラム式のDCポンプ500の構成例について説明する。
(Configuration example of diaphragm type DC pump)
A configuration example of a diaphragm type DC pump 500 that can be controlled by the DC pump control device 200 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

ここで、図2はDCポンプ500の構成例を示す概略構成図である。 Here, FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a configuration example of the DC pump 500. As shown in FIG.

DCポンプ500は、ポンプ本体400とアクチュエータ300とから構成されている。 DC pump 500 is composed of pump body 400 and actuator 300 .

アクチュエータ300は、制御装置200に接続されて、後述する第1制御信号P1または第2制御信号P2を構成するパルス電流が供給される電磁石用のコイル301と、コイル301を図上左右方向に進退可能なコア部302と、コア部302から図上右側に延伸されるプランジャ305と、コア部302を図上右側に付勢するスプリング304とを備える。 The actuator 300 is connected to the control device 200 and is supplied with a pulse current constituting a first control signal P1 or a second control signal P2, which will be described later. a flexible core portion 302, a plunger 305 extending rightward in the drawing from the core portion 302, and a spring 304 for biasing the core portion 302 rightward in the drawing.

このような構成により、アクチュエータ300のプランジャ305は、コイル301に供給される第1制御信号P1または第2制御信号P2を構成するパルス電流によって図上左右方向に所定周期の往復運動を行う。 With such a configuration, the plunger 305 of the actuator 300 reciprocates in the horizontal direction in the drawing at a predetermined cycle by the pulse current that constitutes the first control signal P1 or the second control signal P2 supplied to the coil 301 .

ポンプ本体400は、アクチュエータ300のプランジャ305に接続されて図上の左右方向に往復運動されるダイヤフラム450を備える。また、ダイヤフラム450の往復運動に伴うポンプ室内の容積変化により、純水W等の液体は、吸込口401、バルブ402を介して図上の上方に吸い上げられる。吸い上げられた純水W等の液体は、図上、上方に位置するバルブ405および吐出口404を介して排出されるように構成されている。 The pump body 400 includes a diaphragm 450 that is connected to the plunger 305 of the actuator 300 and reciprocates horizontally in the figure. Further, due to the volume change in the pump chamber accompanying the reciprocating motion of the diaphragm 450 , liquid such as pure water W is sucked upward in the figure via the suction port 401 and the valve 402 . The sucked liquid such as pure water W is discharged through a valve 405 and a discharge port 404 located at the top in the figure.

ここで、このような構成のダイヤフラム式のDCポンプ500は、その機構の性質上、送液時に脈動が発生する。尤も高出力時はポンプ回転数が早いために脈動はある程度平滑化されるが、低出力時になるとポンプ回転数が遅くなり脈動は顕著になるという不都合があった。 Here, in the diaphragm type DC pump 500 having such a configuration, pulsation occurs during liquid feeding due to the nature of its mechanism. Although the pulsation is smoothed to some extent when the output is high, the pulsation is smoothed to some extent.

そのため、DCポンプ500を第1制御信号P1により、通常のPWM制御で駆動し続けた場合には、ある一定の出力を下回るとDCポンプ500の脈動によって、送液が途切れるようになり、さらに出力を下げた場合には、電圧を印加しているのにも関わらずDCポンプ500が動作しなくなり、送液できない事態となる。 Therefore, when the DC pump 500 continues to be driven by the normal PWM control by the first control signal P1, the pulsation of the DC pump 500 interrupts the liquid supply when the output falls below a certain level, and the output is lowered, the DC pump 500 does not operate even though the voltage is applied, and the liquid cannot be delivered.

このような不都合を解消するため本発明では、後述するように第1制御信号P1または第2制御信号P2を所定のタイミングで切り替えることにより、通常使用時における流量を保持すると共に、低出力時の脈動を抑制し、必要量の精密な送液を行うようにDCポンプ500を制御することができる。 In order to solve such a problem, the present invention switches the first control signal P1 or the second control signal P2 at a predetermined timing, as will be described later, to maintain the flow rate during normal use and at the time of low output. The DC pump 500 can be controlled to suppress pulsation and deliver the required amount of precise liquid.

なお、本実施の形態に係る制御装置200で制御可能なDCポンプは、図2に示すような構成のダイヤフラム式のDCポンプ500に限定されず、ベローズ式DCポンプ、チューブ式DCポンプ、DCモータ等を用いたギアポンプ、ロータリーポンプ、スクリューポンプなどに広く適用可能である。 Note that the DC pump that can be controlled by the control device 200 according to the present embodiment is not limited to the diaphragm type DC pump 500 configured as shown in FIG. It is widely applicable to gear pumps, rotary pumps, screw pumps, etc.

(DCポンプの制御装置の機能構成例)
図3を参照して、本実施の形態に係るDCポンプの制御装置の機能構成の例について説明する。
(Example of functional configuration of control device for DC pump)
An example of the functional configuration of the DC pump control device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

ここで、図3は、実施の形態に係るDCポンプ500等の制御装置200の機能構成を示す機能ブロック図である。 Here, FIG. 3 is a functional block diagram showing the functional configuration of the control device 200 such as the DC pump 500 according to the embodiment.

DCポンプ500等の制御装置200は、純水W等の送液を行うDCポンプ500等が備えるアクチュエータ300の駆動を制御するマイクロコンピュータ等で構成される。 A control device 200 for the DC pump 500 or the like is composed of a microcomputer or the like for controlling the drive of the actuator 300 provided in the DC pump 500 or the like for feeding the pure water W or the like.

図3に示すように、制御装置200は、DCポンプ500の通常運転状態において所定のPWM信号から成る第1制御信号P1を用いてアクチュエータ300の駆動をPWM制御するアクチュエータ制御手段201を備える。 As shown in FIG. 3, the control device 200 includes actuator control means 201 for PWM-controlling the driving of the actuator 300 using a first control signal P1 composed of a predetermined PWM signal in the normal operating state of the DC pump 500 .

また、制御装置200は、DCポンプ500の動作の不安定状態を検出する不安定状態検出手段202を備える。 The control device 200 also includes unstable state detection means 202 for detecting an unstable state of operation of the DC pump 500 .

また、制御装置200は、不安定状態検出手段202によって不安定状態が検出された場合に、第1制御信号P1について所定の可変周期によるPWM制御を行って第2制御信号P2を生成する制御信号生成手段203を備える。 Further, when the unstable state detection means 202 detects an unstable state, the control device 200 performs PWM control with a predetermined variable cycle on the first control signal P1 to generate a second control signal P2. A generating means 203 is provided.

さらに、不安定状態が検出された状態において、制御信号生成手段203で生成された第2制御信号P2をアクチュエータ制御手段201に入力してDCポンプ500を周期的にオン、オフさせて精密な送液を行う精密送液手段204を備える。 Further, when the unstable state is detected, the second control signal P2 generated by the control signal generating means 203 is input to the actuator control means 201 to periodically turn on and off the DC pump 500 to perform precise transmission. Precise liquid feeding means 204 for liquid is provided.

このような構成の制御装置200によれば、DCポンプ500等について、通常使用時における流量を保持すると共に、低出力時の脈動を抑制し、必要量の精密な送液を行うことが可能となる。したがって、実験等において滴下状態(例えば、10ml/min以下)の微量の採水が可能となり利便性が向上する。 According to the control device 200 having such a configuration, it is possible to maintain the flow rate of the DC pump 500 and the like during normal use, suppress pulsation during low output, and precisely feed the necessary amount of liquid. Become. Therefore, it is possible to sample a very small amount of water in a dripping state (for example, 10 ml/min or less) in an experiment or the like, thereby improving convenience.

また、アクチュエータ300は、例えば図2で示したように、純水W等の送液を行うダイヤフラム機構などを駆動する電磁石装置やDCモータを含むようにできる。これにより、一般的な構成のDCポンプ500等において低出力時の脈動を抑制し、必要量の精密な送液を行うことができる。 Further, the actuator 300 can include, for example, an electromagnet device or a DC motor for driving a diaphragm mechanism for feeding pure water W or the like, as shown in FIG. As a result, it is possible to suppress the pulsation at the time of low output in the DC pump 500 or the like having a general configuration, and to precisely feed the necessary amount of liquid.

また、制御信号生成手段203は、第2制御信号P2の1パルスが、DCポンプ500等が安定的に動作する範囲内の最低出力となるように第2制御信号P2を生成するようにするとよい。これにより、必要量のより精密な送液を行うことが可能となる。 Further, the control signal generating means 203 preferably generates the second control signal P2 so that one pulse of the second control signal P2 is the minimum output within the range in which the DC pump 500 and the like operate stably. . This makes it possible to deliver the required amount of liquid more precisely.

また、第2制御信号P2は、デューティ比が異なる複数種のPWM制御波形を含むようにできる。これにより、比較的容易な手法によって、通常使用時における流量を保持すると共に、低出力時の脈動を抑制し、必要量の精密な送液を実現することができる。 Also, the second control signal P2 can include a plurality of types of PWM control waveforms with different duty ratios. As a result, by a relatively easy method, it is possible to maintain the flow rate during normal use, suppress pulsation during low output, and realize precise liquid transfer of the required amount.

また、不安定状態検出手段202で検出される不安定状態は、DCポンプ500等による送液の脈動状態が所定の基準値を超えた状態、或いはDCポンプ500等による送液が停止した状態を含むようにできる。 The unstable state detected by the unstable state detection means 202 is a state in which the pulsating state of liquid transfer by the DC pump 500 or the like exceeds a predetermined reference value, or a state in which liquid transfer by the DC pump 500 or the like is stopped. can be included.

即ち、DCポンプ500等のポンプ出力を変化させていく中で、ポンプ動作が不安定(脈動が顕著な状態、駆動していない状態など)になったことをフィードバッグ信号により検出し、不安定になる出力域においては、通常のPWM制御している第1制御を可変周期でPWM制御して、DCポンプ500等を周期的にオン、オフさせるようにできる。この際に、入力する第2制御信号P2の1パルスはDCポンプ500等が安定的に動作する範囲での最低出力とする。 That is, while the pump output of the DC pump 500 or the like is being changed, it is detected by a feedback signal that the pump operation has become unstable (a state in which pulsation is pronounced, a state in which the pump is not being driven, etc.), and the unstable state is detected. , the first control, which is normally PWM-controlled, can be PWM-controlled at a variable cycle to periodically turn on and off the DC pump 500 and the like. At this time, one pulse of the input second control signal P2 is the lowest output within the range in which the DC pump 500 and the like operate stably.

これにより、比較的容易な手法によって、不安定状態を検出することができる。 Thereby, an unstable state can be detected by a relatively easy technique.

なお、より具体的な制御方法等については後述する。 A more specific control method and the like will be described later.

(第1制御信号と第2制御信号の例)
図4を参照して、DCポンプ500等の制御に用いられる第1制御信号P1と第2制御信号P2の例について説明する。
(Example of first control signal and second control signal)
An example of the first control signal P1 and the second control signal P2 used to control the DC pump 500 and the like will be described with reference to FIG.

図4(a)は、DCポンプ500等の通常採水運転時の第1制御信号P1に相当するPWM波形を示す波形図、図4(b)は、DCポンプ500等の精密採水運転時の第2制御信号P2に相当するPWM波形を示す波形図である。 FIG. 4A is a waveform diagram showing a PWM waveform corresponding to the first control signal P1 during normal water sampling operation of the DC pump 500 or the like, and FIG. 2 is a waveform diagram showing a PWM waveform corresponding to the second control signal P2 of FIG.

まず、PWM制御は、入力信号の大きさをある一定の周期Tに対してのデューティ比(ON:OFF比)に置き換えて行われる制御である。目的とする入力信号の大きさXとデューティ比は例えば下記のように等しくなる。 First, PWM control is control performed by replacing the magnitude of an input signal with a duty ratio (ON:OFF ratio) with respect to a certain period T. FIG. The magnitude X of the target input signal and the duty ratio are equal, for example, as follows.

入力信号X=100% デューティ比(100:0)
入力信号X= 50% デューティ比(50:50)
入力信号X= 0% デューティ比(0:100)
ここで、図4(a)に示すように、DCポンプ500等の通常採水運転時の第1制御信号(ポンプPWM出力信号)P1として、例えばパルスP1a、P1b間の周期を20kHzとする場合を想定する。
Input signal X=100% Duty ratio (100:0)
Input signal X = 50% duty ratio (50:50)
Input signal X = 0% Duty ratio (0:100)
Here, as shown in FIG. 4(a), as the first control signal (pump PWM output signal) P1 during the normal water sampling operation of the DC pump 500 or the like, for example, when the period between the pulses P1a and P1b is 20 kHz, assume.

この場合に、第1制御信号P1を用いた通常のPWM制御において出力を低下させるほど、DCポンプ500等の脈動は顕著になる。そして、さらに出力を低下させると、純水W等の送液が途切れるようになり、最終的にはDCポンプ500等を駆動するのに必要な時間分の信号が印加されなくなり、DCポンプ500等が動作しない事態となる。したがって、第1制御信号P1のみを用いるPWM制御では、滴下レベルの精密な採水を行うことができなかった。 In this case, the more the output is reduced in the normal PWM control using the first control signal P1, the more noticeable the pulsation of the DC pump 500 and the like. If the output is further reduced, the supply of the pure water W or the like is interrupted, and finally the signal for the time required to drive the DC pump 500 or the like is no longer applied, and the DC pump 500 or the like is not applied. does not work. Therefore, in the PWM control using only the first control signal P1, it was not possible to accurately sample the dripping level.

そこで、本発明では、DCポンプ500等が所定以上に脈動したり、駆動しなかったりする低出力時においては、第1制御信号(ポンプPWM出力信号)P1とは異なる第2制御信号(ポンプPWM出力信号)P2を用いた制御を行う。 Therefore, in the present invention, the second control signal (pump PWM Output signal) P2 is used for control.

即ち、図4(b)に示す例では、例えばパルスP2a、P2b間の周期が20kHzの場合において、パルスP2a、P2b、P2c…のPWM設定値を第1制御信号P1の場合の15%としている。 That is, in the example shown in FIG. 4B, for example, when the period between the pulses P2a and P2b is 20 kHz, the PWM setting values of the pulses P2a, P2b, P2c, . .

また、図4(b)に示す例において、第2制御信号(ポンプPWM出力信号)P2のポンプ出力時間は、ポンプ出力値(%)/15(%)×ポンプ出力N%周期(ms)で算出される。なお、ポンプ出力N%周期の設定範囲は、5~2000msとすることができる。 In the example shown in FIG. 4B, the pump output time of the second control signal (pump PWM output signal) P2 is pump output value (%)/15 (%)×pump output N% period (ms). Calculated. The setting range of the pump output N% period can be 5 to 2000 ms.

ここで、第2制御信号(ポンプPWM出力信号)P2の汎用化の例について説明する。 Here, an example of generalization of the second control signal (pump PWM output signal) P2 will be described.

例えば、第2制御信号P2において、周期がTである波形をAとする。そして、波形Aのデューティ比はDCポンプ500等が安定的に動作する範囲での出力値Yとする。 For example, in the second control signal P2, let A be a waveform with a cycle of T. The duty ratio of the waveform A is set to the output value Y within a range in which the DC pump 500 and the like operate stably.

次いで、波形Aについて波形Aの周期とは異なる周期T’(T<<T’)でさらにPWM制御を行い、それを波形Bとする。 Next, the waveform A is further subjected to PWM control with a period T' (T<<T') different from the period of the waveform A, and the resulting waveform B is obtained.

この制御における入力信号の大きさXは、波形Aのデューティ比ではなく、波形Bのデューティ比となる。 The magnitude X of the input signal in this control is not the duty ratio of waveform A, but the duty ratio of waveform B. FIG.

そして、周期T及び周期T’を可変のパラメータとし、入力信号の大きさに合わせて周期Tや周期T’を調整することにより、第1制御信号P1を用いた通常時のPWM制御では駆動できないような低出力時においても安定的なポンプ動作が可能となる。 Then, by using the period T and the period T' as variable parameters and adjusting the period T and the period T' according to the magnitude of the input signal, it is impossible to drive with the normal PWM control using the first control signal P1. Stable pump operation is possible even at such a low output.

また大きな周期で断続的にDCポンプ500等を駆動することで、滴下レベルの送液を実現でき、精密な量の送液が可能となる。 Further, by intermittently driving the DC pump 500 or the like at a large cycle, it is possible to realize liquid transfer at a dripping level, and it is possible to transfer a precise amount of liquid.

このように、第1制御信号P1を用いた通常のPWM制御ではポンプ出力は13%程度が下限値となり、流量も150mL/min程度が性能限界となっていた。これに対して、第2制御信号P2を適宜用いた制御では、滴下レベル(採水流量10mL/min以下)の送液が可能となった。 Thus, in the normal PWM control using the first control signal P1, the lower limit of the pump output is about 13%, and the performance limit of the flow rate is about 150 mL/min. On the other hand, in the control using the second control signal P2 appropriately, it was possible to transfer the liquid at a dropping level (water sampling flow rate of 10 mL/min or less).

(DCポンプの制御処理について)
図5のフローチャートを参照して、DCポンプの制御装置200で実行されるDCポンプの制御処理の処理手順について説明する。
(Regarding control processing of the DC pump)
The procedure of the DC pump control process executed by the DC pump control device 200 will be described with reference to the flowchart of FIG.

なお、本処理は、制御装置200が備えるOS(オペレーティングシステム)と所定のアプリケーションプログラムとの協働により実現することができる。但し、各種機能の一部または全部をハードウェアで実現するようにしてもよい。 Note that this process can be realized by cooperation between an OS (operating system) provided in the control device 200 and a predetermined application program. However, some or all of the various functions may be realized by hardware.

本処理が開始されると、まずステップS10で、第1制御信号(ポンプPWM出力信号)P1を用いてアクチュエータ300を駆動して、DCポンプ500等について通常時の運転を行う。 When this process is started, first, in step S10, the actuator 300 is driven using the first control signal (pump PWM output signal) P1, and the DC pump 500 and the like are operated normally.

次いで、ステップS11では、DCポンプ500等の不安定状態(所定以上の脈動の発生状態や、アクチュエータ300の停止状態など)を検出したか否かが判定される。 Next, in step S11, it is determined whether or not an unstable state of the DC pump 500 or the like (a state in which pulsation of a predetermined level or more occurs, a stopped state of the actuator 300, etc.) is detected.

なお、検出したか否かの判定は、例えば後述のポンプ出力α%を閾値として行うことができる。 It should be noted that the determination as to whether or not it has been detected can be made using, for example, a pump output α%, which will be described later, as a threshold.

判定結果が「No」の場合にはステップS10に戻って通常運転を継続し、「Yes」の場合にはステップS12に移行する。 When the determination result is "No", the process returns to step S10 to continue normal operation, and when the determination result is "Yes", the process proceeds to step S12.

ステップS12では、上述のような手法によって第2制御信号(ポンプPWM出力信号)P2を生成してステップS13に移行する。 In step S12, the second control signal (pump PWM output signal) P2 is generated by the method described above, and the process proceeds to step S13.

ステップS13では、第2制御信号(ポンプPWM出力信号)P2を用いて滴下レベル等の精密な送液を行って処理を終了する。 In step S13, the second control signal (pump PWM output signal) P2 is used to carry out accurate liquid feeding such as the drop level, and the process ends.

なお、DCポンプ500等は、ポンプの安定動作域(100%~α%)の連続出力(10kHz~30kHzのPWM出力)が可能である。 The DC pump 500 and the like are capable of continuous output (PWM output of 10 kHz to 30 kHz) in the stable operating range (100% to α%) of the pump.

このような処理により、DCポンプ500等の脈動現象が発生する不安定動作域(1%~α%)の制御、出力設定値に応じて、ポンプ出力周期を自動的に制御することが可能である。 With such processing, it is possible to control the unstable operation range (1% to α%) where the DC pump 500 or the like causes pulsation, and automatically control the pump output period according to the output setting value. be.

なお、ステップS11におけるDCポンプ500等の不安定状態の判定閾値については、使用ポンプの特性により調整が必要である。 It should be noted that the threshold for determining the unstable state of the DC pump 500 and the like in step S11 needs to be adjusted according to the characteristics of the pump used.

また、判定方法には主に次の2種類が考えられる。 In addition, the following two types of determination methods are mainly conceivable.

a)微小流量を計測できる高精度の流量センサを用いて自動判別し、チューニングする方法
b)安価で精度の低い流量センサを用いる場合は、微小流量制御領域の出力テーブルを手動設定する方法
各判定方法に基づく送液処理について、後述の第1の精密送液処理および第2の精密送液処理として後述する。
a) A method of automatic determination and tuning using a high-precision flow sensor capable of measuring minute flow rates b) A method of manually setting the output table for the minute flow rate control region when using an inexpensive and low-accuracy flow sensor Each judgment The liquid feeding process based on the method will be described later as a first precision liquid feeding process and a second precision liquid feeding process.

(第1の精密送液処理について)
上記判定方法a)に基づく第1の精密送液処理の処理手順について、図6のフローチャートを参照して説明する。
(Regarding the first precision liquid transfer process)
A processing procedure of the first precision liquid feeding processing based on the determination method a) will be described with reference to the flowchart of FIG.

なお、第1の精密送液処理は、制御装置(マイクロコンピュータ等)200が備えるCPU等への1msごと割り込み処理として実行することができる。 Note that the first precision liquid transfer process can be executed as an interrupt process every 1 ms to the CPU or the like of the control device (microcomputer or the like) 200 .

ステップS20では、流量測定結果≦不安定動作流量か否かが判定され、「Yes」の場合にはステップS21に移行する。 In step S20, it is determined whether flow rate measurement result≦unstable operation flow rate, and if "Yes", the process proceeds to step S21.

ステップS21では、ポンプ出力時間を計算してステップS22に移行する。ステップS22では、1msカウンタを「1」インクリメントしてステップS23に移行する。 In step S21, the pump output time is calculated, and the process proceeds to step S22. In step S22, the 1 ms counter is incremented by "1" and the process proceeds to step S23.

ステップS23では、1msカウンタ≧ポンプ出力周期か判定される。 In step S23, it is determined whether 1 ms counter≧pump output period.

判定結果が「No」の場合にはステップS25に移行し、「Yes」の場合にはステップS24に移行する。 If the determination result is "No", the process proceeds to step S25, and if "Yes", the process proceeds to step S24.

ステップS24では、1msカウンタを「0」にリセットしてステップS25に移行する。 In step S24, the 1 ms counter is reset to "0" and the process proceeds to step S25.

ステップS25では、1msカウンタ≧ポンプ出力時間か判定される。判定結果が「Yes」の場合にはステップS26でPWM設定値を「0」に設定してステップS27に移行する。 In step S25, it is determined whether 1 ms counter≧pump output time. If the determination result is "Yes", the PWM setting value is set to "0" in step S26, and the process proceeds to step S27.

また、判定結果が「No」の場合にはステップS28に移行して、PWM設定値を「α%」に設定してステップS27に移行する。 If the determination result is "No", the process proceeds to step S28, sets the PWM set value to "α%", and proceeds to step S27.

ステップS27では、PWM設定値、PWM出力設定を行って処理を終了する。 In step S27, the PWM setting value and the PWM output are set, and the process ends.

一方、ステップS20で「No」と判定された場合にはステップS29に移行する。ステップS29では、PWM設定値=ポンプ出力値としてステップS30に移行する。 On the other hand, if the determination in step S20 is "No", the process proceeds to step S29. In step S29, the PWM set value=pump output value, and the process proceeds to step S30.

ステップS30では、ポンプ出力α%について、α>PWM設定値であるかが判定される。 In step S30, it is determined whether or not α>PWM set value for the pump output α%.

判定決定が「No」の場合にはステップS27に移行し、「Yes」の場合にはステップS31に移行する。 When the determination is "No", the process proceeds to step S27, and when the determination is "Yes", the process proceeds to step S31.

ステップS31では、α=PWM設定値としてステップS27に移行する。 In step S31, α=PWM set value, and the process proceeds to step S27.

この処理により、微小流量を計測できる高精度の流量センサを用いた構成において、より精密な送液を行うことが可能となる。 This processing enables more precise liquid transfer in a configuration using a highly accurate flow rate sensor capable of measuring minute flow rates.

なお、例えば以下の場合も上記判定方法a)に当てはまるものとなる。 For example, the following cases also apply to the above determination method a).

イ)一定時間当たりの流量の変動幅が一定の範囲を超えたとき。例えば、1secあたりに流量が±10%の変動がみられる場合などが該当する。 b) When the fluctuation width of the flow rate per fixed time exceeds a fixed range. For example, this applies when the flow rate fluctuates by ±10% per second.

ロ)出力0%以外において流量0ml/minを一定時間以上検出したとき。例えば、出力15%において流量0ml/minを0.5秒確認した場合などが該当する。 b) When a flow rate of 0 ml/min has been detected for a certain period of time or longer at an output other than 0%. For example, this corresponds to the case where a flow rate of 0 ml/min is confirmed for 0.5 seconds at an output of 15%.

また、図6に示す処理では、上記判定方法a)により、不安定出力域を自動判断できるため「α」の値は自動、手動の何れでも設定可能である。 Further, in the process shown in FIG. 6, the unstable output range can be automatically determined by the determination method a) described above, so the value of "α" can be set either automatically or manually.

(第2の精密送液処理について)
上記判定方法b)に基づく第2の精密送液処理の処理手順について、図7のフローチャートを参照して説明する。
(Regarding the second precision liquid transfer process)
A processing procedure of the second precision liquid feeding processing based on the determination method b) will be described with reference to the flowchart of FIG.

なお、第2の精密送液処理は、制御装置(マイクロコンピュータ等)200が備えるCPU等への1msごと割り込み処理として実行することができる。 The second precision liquid feeding process can be executed as an interrupt process every 1 ms to the CPU or the like of the control device (microcomputer or the like) 200 .

まず、ステップS40では、1%<ポンプ出力値<α%であるかが判定される。そして、判定結果が「Yes」の場合にはステップS41に移行する。 First, in step S40, it is determined whether 1%<pump output value<α%. Then, if the determination result is "Yes", the process proceeds to step S41.

ステップS41では、ポンプ出力時間を計算してステップS42に移行する。 In step S41, the pump output time is calculated, and the process proceeds to step S42.

ステップS42では、1msカウンタを「1」インクリメントしてステップS43に移行する。 In step S42, the 1 ms counter is incremented by "1" and the process proceeds to step S43.

ステップS43では、1msカウンタ≧ポンプ出力周期か判定される。判定結果が「No」の場合にはステップS45に移行し、「Yes」の場合にはステップS44に移行する。 In step S43, it is determined whether 1 ms counter≧pump output cycle. If the determination result is "No", the process proceeds to step S45, and if "Yes", the process proceeds to step S44.

ステップS44では、1msカウンタを「0」にリセットしてステップS45に移行する。 In step S44, the 1 ms counter is reset to "0" and the process proceeds to step S45.

ステップS45では、1msカウンタ≧ポンプ出力時間か判定される。判定結果が「Yes」の場合にはステップS46でPWM設定値を「0」に設定してステップS47に移行する。 In step S45, it is determined whether 1 ms counter≧pump output time. If the determination result is "Yes", the PWM setting value is set to "0" in step S46, and the process proceeds to step S47.

また、判定結果が「No」の場合にはステップS48に移行して、PWM設定値を「α%」に設定してステップS47に移行する。 If the determination result is "No", the process proceeds to step S48, sets the PWM set value to "α%", and proceeds to step S47.

ステップS47では、PWM設定値、PWM出力設定を行って処理を終了する。 In step S47, the PWM set value and PWM output are set, and the process ends.

一方、ステップS40で「No」と判定された場合にはステップS49に移行する。ステップS49では、PWM設定値=ポンプ出力値としてステップS47に移行する。 On the other hand, if the determination in step S40 is "No", the process proceeds to step S49. In step S49, the PWM set value=pump output value, and the process proceeds to step S47.

この処理により、安価で精度の低い流量センサを用いる構成において、より精密な送液を行うことが可能となる。 By this process, it is possible to perform more precise liquid transfer in a configuration using an inexpensive and low-accuracy flow sensor.

なお、図7に示す処理では、上記判定方法b)により、出力テーブルを手動調整する必要があるため、「α」の値は手動でのみ設定可能である。 In the processing shown in FIG. 7, the value of "α" can only be set manually because the output table needs to be manually adjusted by the determination method b).

なお、図8は、上述のような精密送液処理を行った場合のDCポンプ500等の流速制御出力を示すグラフである。このグラフは、設定入力(0~100%)とポンプ出力電圧(V)の関係を示している。 Note that FIG. 8 is a graph showing the flow rate control output of the DC pump 500 and the like when the precision liquid feeding process as described above is performed. This graph shows the relationship between the set input (0-100%) and the pump output voltage (V).

図8のグラフを見ると分かるように、設定入力(0~100%)において流速制御結果は略フラットな線形を示し、設定の全域において滑らかな採水が可能である。 As can be seen from the graph in FIG. 8, the flow rate control result shows a substantially flat linearity at the setting input (0 to 100%), and smooth water sampling is possible over the entire setting range.

(安定動作域から不安定動作域でのポンプ信号の切り替えについて)
図9(a)~(d)は、DCポンプの安定動作域および不安定動作域での制御信号の切り替えの例を示す説明図である。
(Regarding the switching of the pump signal from the stable operating area to the unstable operating area)
FIGS. 9A to 9D are explanatory diagrams showing examples of control signal switching in the stable operation region and the unstable operation region of the DC pump.

図9(a)~(d)は、安定動作域~不安定動作域に移行する部分の段階的な波形を示す。 FIGS. 9(a) to 9(d) show stepwise waveforms in the transition from the stable operating region to the unstable operating region.

図9(a)は、安定動作域においての最小出力値αが15%であるとした場合において、ポンプ出力16%時(=安定域)のポンプ制御信号P10(P10a、P10b…)を例示し、第1制御信号P1の出力16%時の波形に相当する。 FIG. 9(a) illustrates pump control signals P10 (P10a, P10b, . , corresponds to the waveform at 16% output of the first control signal P1.

図9(b)は、安定動作域においての最小出力値αが15%であるとした場合において、ポンプ出力15%時(=安定域)のポンプ制御信号P11(P11a、P11b…)を例示し、第1制御信号P1の出力15%時の波形に相当する。 FIG. 9(b) illustrates pump control signals P11 (P11a, P11b, . , corresponds to the waveform when the output of the first control signal P1 is 15%.

図9(c)は、安定動作域においての最小出力値αが15%であるとした場合において、ポンプ出力14%時(=安定域)のポンプ制御信号P12(P12a、P12b…)を例示し、第2制御信号P2の出力14%時の波形に相当する。 FIG. 9(c) illustrates pump control signals P12 (P12a, P12b, . , corresponds to the waveform when the output of the second control signal P2 is 14%.

図9(d)は、安定動作域においての最小出力値αが15%であるとした場合において、ポンプ出力13%時(=安定域)のポンプ制御信号P13(P13a、P13b…)を例示し、第2制御信号P2の出力13%時の波形に相当する。 FIG. 9(d) illustrates pump control signals P13 (P13a, P13b, . , corresponds to the waveform when the output of the second control signal P2 is 13%.

以上、本発明のDCポンプの制御装置等を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。 As described above, the DC pump control device and the like of the present invention have been described based on the illustrated embodiments, but the present invention is not limited to this, and the configuration of each part may be any configuration having similar functions. can be replaced with

M1 純水採水装置
200 制御装置
201 アクチュエータ制御手段
202 不安定状態検出手段
203 制御信号生成手段
204 精密送液手段
300 アクチュエータ
500 DCポンプ
P1 第1制御信号
P2 第2制御信号
SN1 流量センサ
M1 Pure water sampling device 200 Control device 201 Actuator control means 202 Unstable state detection means 203 Control signal generation means 204 Precise liquid feeding means 300 Actuator 500 DC pump P1 First control signal P2 Second control signal SN1 Flow rate sensor

Claims (7)

送液を行うDCポンプが備えるアクチュエータの駆動を制御するDCポンプの制御装置であって、
前記DCポンプの通常運転状態において所定のPWM信号から成る第1制御信号を用いて前記アクチュエータの駆動をPWM制御するアクチュエータ制御手段と、
前記DCポンプの動作の不安定状態を検出する不安定状態検出手段と、
前記不安定状態検出手段によって前記不安定状態が検出された場合に、前記第1制御信号について所定の可変周期によるPWM制御を行って第2制御信号を生成する制御信号生成手段と、
前記不安定状態が検出された状態において、前記制御信号生成手段で生成された第2制御信号を前記アクチュエータ制御手段に入力して前記DCポンプを周期的にオン、オフさせて精密な送液を行う精密送液手段と、
を備えることを特徴とするDCポンプの制御装置。
A control device for a DC pump that controls driving of an actuator provided in a DC pump that transfers liquid,
actuator control means for PWM-controlling the driving of the actuator using a first control signal composed of a predetermined PWM signal in a normal operating state of the DC pump;
unstable state detection means for detecting an unstable state of operation of the DC pump;
control signal generation means for generating a second control signal by performing PWM control with a predetermined variable cycle on the first control signal when the unstable state is detected by the unstable state detection means;
In the state where the unstable state is detected, the second control signal generated by the control signal generating means is input to the actuator control means to periodically turn on and off the DC pump to perform precise liquid feeding. A precision liquid feeding means for performing
A controller for a DC pump, comprising:
前記アクチュエータは、送液を行うダイヤフラム機構を駆動するDCモータを含むことを特徴とする請求項1に記載のDCポンプの制御装置。 2. The controller for a DC pump according to claim 1, wherein the actuator includes a DC motor that drives a diaphragm mechanism that transfers liquid. 前記制御信号生成手段は、前記第2制御信号の1パルスが、前記DCポンプが安定的に動作する範囲内の最低出力となるように前記第2制御信号を生成することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のDCポンプの制御装置。 3. The control signal generating means generates the second control signal such that one pulse of the second control signal is the lowest output within a range in which the DC pump operates stably. 3. The control device for a DC pump according to claim 1 or 2. 前記第2制御信号は、デューティ比が異なる複数種のPWM制御波形を含むことを特徴とする請求項1から請求項3の何れか1項に記載のDCポンプの制御装置。 4. The DC pump controller according to claim 1, wherein the second control signal includes a plurality of types of PWM control waveforms with different duty ratios. 前記不安定状態検出手段で検出される前記不安定状態は、前記DCポンプによる送液の脈動状態が所定の基準値を超えた状態、或いは前記DCポンプによる送液が停止した状態を含むことを特徴とする請求項1から請求項4の何れか1項に記載のDCポンプの制御装置。 The unstable state detected by the unstable state detection means includes a state in which the pulsating state of liquid transfer by the DC pump exceeds a predetermined reference value, or a state in which liquid transfer by the DC pump is stopped. 5. The control device for a DC pump according to any one of claims 1 to 4. 送液を行うDCポンプが備えるアクチュエータの駆動を制御するDCポンプの制御プログラムであって、
前記DCポンプの通常運転状態において所定のPWM信号から成る第1制御信号を用いて前記アクチュエータの駆動をPWM制御するアクチュエータ制御ステップと、
前記DCポンプの動作の不安定状態を検出する不安定状態検出ステップと、
前記不安定状態検出ステップで前記不安定状態が検出された場合に、前記第1制御信号について所定の可変周期によるPWM制御を行って第2制御信号を生成する制御信号生成ステップと、
前記不安定状態が検出された状態において、前記制御信号生成ステップで生成された第2制御信号を入力して前記DCポンプを周期的にオン、オフさせて精密な送液を行う精密送液ステップと、
を有し、前記DCポンプの制御部が備えるコンピュータで実行されることを特徴とするDCポンプの制御プログラム。
A control program for a DC pump that controls driving of an actuator provided in a DC pump that transfers liquid,
an actuator control step of PWM-controlling the driving of the actuator using a first control signal composed of a predetermined PWM signal in a normal operating state of the DC pump;
an unstable state detection step of detecting an unstable state of operation of the DC pump;
a control signal generation step of performing PWM control with a predetermined variable cycle on the first control signal to generate a second control signal when the unstable state is detected in the unstable state detection step;
A precision liquid feeding step of inputting the second control signal generated in the control signal generating step to periodically turn on and off the DC pump to perform precise liquid feeding in a state where the unstable state is detected. and,
A control program for a DC pump, characterized by being executed by a computer provided with a control unit of the DC pump.
送液を行うDCポンプが備えるアクチュエータの駆動を制御するDCポンプの制御方法であって、
前記DCポンプの通常運転状態において所定のPWM信号から成る第1制御信号を用いて前記アクチュエータの駆動をPWM制御するアクチュエータ制御過程と、
前記DCポンプの動作の不安定状態を検出する不安定状態検出過程と、
前記不安定状態が検出された場合に、前記第1制御信号について所定の可変周期によるPWM制御を行って第2制御信号を生成する制御信号生成過程と、
前記不安定状態が検出された状態において、前記制御信号生成過程で生成された第2制御信号を入力して前記DCポンプを周期的にオン、オフさせて精密な送液を行う精密送液過程と、
を有することを特徴とするDCポンプの制御方法。
A control method for a DC pump that controls driving of an actuator provided in a DC pump that transfers liquid,
an actuator control process for PWM-controlling the drive of the actuator using a first control signal composed of a predetermined PWM signal in a normal operating state of the DC pump;
an unstable state detection process for detecting an unstable state of operation of the DC pump;
a control signal generating step of performing PWM control with a predetermined variable period on the first control signal to generate a second control signal when the unstable state is detected;
A precision liquid feeding process in which the second control signal generated in the control signal generating process is input in a state where the unstable state is detected, and the DC pump is periodically turned on and off to perform precise liquid feeding. and,
A method of controlling a DC pump, comprising:
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