JP2572967B2 - 電子制御装置内蔵弁駆動用電動アクチユエ−タ - Google Patents

電子制御装置内蔵弁駆動用電動アクチユエ−タ

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JP2572967B2 JP61134832A JP13483286A JP2572967B2 JP 2572967 B2 JP2572967 B2 JP 2572967B2 JP 61134832 A JP61134832 A JP 61134832A JP 13483286 A JP13483286 A JP 13483286A JP 2572967 B2 JP2572967 B2 JP 2572967B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、浄水場、排水処理システム、温調システ
ム、連続式浸炭炉制御システム等のシステムにおける流
体の流れを制御する弁のための弁駆動用の電動アクチュ
エータ、特に、内部に演算回路を有し、制御系の一部を
負担可能とする電子制御装置内蔵弁駆動用電動アクチュ
エータに関する。
〔従来の技術〕
浄水場、排水処理場等においては、複雑な配管路を一
つのシステムとして維持、管理する必要があることから
コンピュータを用いた中央情報システム化へ向いつつあ
る。配管路制御の基本となるファクタは管路中に設けら
れている種々の弁の開度であり、その弁の開度を制御す
るための駆動手段として、多くの形式の弁駆動用電動ア
クチュエータが知られている。
上記弁駆動用電動アクチュエータの一例を、第4図を
参照して概説する。第4図において、41は従来の弁駆動
用電動アクチュエータを示しており、外部からのアナロ
グ制御信号Aが開度コントロール部42に入力される。開
度コントロール部42は複数個の電磁リレー4Rに所定の信
号を出力し、該出力に応じてモータ43が回転し、減速機
44を介して弁45の開度を制御する。その間、減速機44の
状態を示す信号は、ポテンシオメータ46を介して開度コ
ントロール部42にフィードバックされ、所定の弁開度が
得られた時点でモータ43の作動は停止するように設定さ
れている。弁開度を指示するアナログ制御信号Aは、制
御ボード(図示省略)から送信される。前記制御ボード
からの信号がデジタル信号の場合には、途中にD/Aコン
バータを介在させ、アナログ信号に変換した後、開度コ
ントロール部42に入力される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来用いられている上記のような弁駆動用電動アクチ
ュエータ41は、電磁リレー4Rを中心とした制御機構を有
しているために、構成も簡単であり、単体として弁駆動
用電動アクチュエータ41を操作するのは容易であるとい
う利点はあるが、反面、リミットスイッチ、トルクスイ
ッチ等と電磁リレーとの組み合わせから成る制御部であ
るために、それは単に与えられた入力信号に応じて弁開
度を設定する機能を有するに過ぎないものである。
そして、弁駆動用電動アクチュエータ41の置かれた環
境に応じて弁開度を迅速に調節しようとする場合には、
全ての環境信号を外部に別置きされた中央制御装置へ送
り、その中央制御装置からの指令を受けて弁開度を制御
する必要があり、それは、アナログ制御信号Aによる送
受信であるため得に、制御数が多くなると、その制御数
に応じて信号回線も多くなり、更に、中央制御装置と弁
駆動用電動アクチュエータとが遠く離れている場合に
は、信号の送受信中に雑信号が混入し、誤作動の恐れが
あった。
更に、制御指令は、全て別置の中央制御装置から送信
されるため、弁駆動用電動アクチュエータのメンテナン
スのため、そのうちの1台の弁駆動用電動アクチュエー
タを停止するような場合でも、制御装置を停止する必要
があり、結果として、全ての弁駆動用電動アクチュエー
タを停止せねばならなかった。
更に、弁駆動用電動アクチュエータに用いられるリレ
ースイッチは、全てメカニカルなものであるために、そ
の制御部が大型化し、結果として、弁駆動用電動アクチ
ュエータ自体が大型化していた。
そこで、この発明の目的は、上記のような欠点を解決
することであり、シリアルデータ伝送系を用いて中央制
御装置即ち中央情報処理システム用コンピュータと直接
接続して情報を交換し、且つ、分散処理の可能な演算回
路を組み込んだ電子制御装置内蔵弁駆動用電動アクチュ
エータを提供することである。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明は、上記の目的を達成するために、次のよう
に構成されている。即ち、この発明は、流体の流れの管
路に配備された弁の弁開度制御系の全体を制御する中央
制御装置から離れた前記弁の近傍に設置されたケース内
に収容された電子制御装置内蔵弁駆動用電動アクチュエ
ータであって、前記弁を開閉駆動するため前記弁に連結
され且つ前記ケース内に収容された駆動手段、前記駆動
手段の駆動に関する情報を得るため前記管路に設けられ
た前記管路の流量を検出する流量計、前記中央制御装置
に対してシリアルデータ信号を送信又は受信するシリア
ル・インターフェイス部、及び前記管路の流量を適正量
に制御するため前記流量計による検出信号を前記シリア
ル・インターフェイス部を通じて前記中央制御装置に送
信することなく、前記流量計の検出信号に基づいて前記
駆動手段を駆動して前記弁による前記管路の開度を制御
するCPUを内蔵した前記ケース内に収容された演算コン
トロール部、を備えていることを特徴とする電子制御装
置内蔵弁駆動用電動アクチュエータに関する。
また、前記CPUを内蔵した前記演算コントロール部
は、前記駆動手段により開閉駆動される前記弁の周囲情
報について異常が生じたとの前記検出信号に応答して、
前記中央制御装置に検出信号を送信することなく、前記
弁の開閉駆動に必要な所定の演算を実行して前記弁の開
度制御を行うものである。
即ち、この電子制御装置内蔵弁駆動用電動アクチュエ
ータは、各種配管の流路中に設けられる前記弁の開度を
前記駆動手段により開閉駆動し、該前記駆動手段を備え
た前記弁開閉制御系の全体を中央管理装置で制御し、前
記駆動手段により開閉制御される前記弁の周囲情報等を
前記検知手段で検知して検出信号を出力し、前記駆動手
段と一つの前記ケース内に一体的に収容される前記演算
回路即ち演算手段により前記中央管理装置の制御動作の
一部を必要に応じて負担するように構成されている。
〔作用〕
この発明による電子制御装置内蔵弁駆動用電動アクチ
ュエータは、上記のように構成され、次のように作用す
る。即ち、この電子制御装置内蔵弁駆動用電動アクチュ
エータは、中央制御装置により弁開度制御系を形成する
駆動手段等の全体を直接的に制御するのに加え、中央制
御装置からの指令に基いて弁の開閉駆動を行う駆動手段
が設置される場所の近傍における流量、温度等の環境変
化に伴う制御を演算コントロール部が必要に応じて中央
制御装置に信号を送信即ち入力することなく行う。前記
演算コントロール部の必要に応じた制御は、例えば、中
央制御装置からの指令に基づく弁開度状態において弁の
周囲又は駆動手段の周囲状態が変化した場合等である。
〔実施例〕
以下、図面を参照して、この発明による電子制御装置
内蔵弁駆動用電動アクチュエータの実施例を説明する。
第1図において、1はこの発明による電子制御装置内
蔵弁駆動用電動アクチュエータの全体図を示している。
図示しないホストコンピュータ(中央制御装置)からの
シリアルデータ信号は、ホストコンピュータとは別に設
置されたケース20内に収容されている外部データ受信部
であるシリアルインターフェイス部2に入力し、演算コ
ントロール部3で所定のデータ処理が行われる。
演算コントロール部3からの出力信号は、ケース20内
に収容されているソリッドステートリレーRに送られ、
該信号に応じてモータ4が所要の回動を行って減速機5
を介して管路8に設置された弁6の開度を制御できる。
弁6の駆動による弁開度即ち移動量は、減速機5に設け
たポテンシオメータ7を介して演算コントロール部3へ
フィードバックされる。ここにおいて、ケース20内に収
容されているモータ4、減速機5、弁6等の駆動手段を
構成するメカニカルな部分は、公知の弁駆動用電動アク
チュエータに用いられているものと同様のものであるの
で、ここでは特に説明は行わない。第1図に示すものに
おいては、管路8に流量計9が設けられており、流量計
9からの信号はA/Dコンバータを介して演算コントロー
ル部3へフィードバックしている。
第2図は、第1図におけるシリアルインターフェイス
部2及び演算コントロール部3のブロック図を示してい
る。中央制御装置からの信号はシリアルI/Oポート10に
入力する。また、アクチュエータ1側近傍の諸情報は、
A/Dコンバータ11に入力している(第1図に示す例につ
いては流量計9からの信号)。それらの信号は、RAM12
に蓄積されると共に、ROM13内の所定のプログラムに対
応してCPU14にて所要の演算が行われ、その結果はRAM12
の値を変えつつ、出力ポート15からソリッドステートリ
レーRへ出力される。
第3図は、この発明による電子制御装置内蔵弁駆動用
電動アクチュエータの作動を示すブロック図である。
第2図及び第3図を参照して、この電子制御装置内蔵
弁駆動用電動アクチュエータの作動の一例を説明する。
今、ホストコンピュータから流量Q1/secの指令が発信さ
れると、その指令はシリアル信号データとして、シリア
ルI/Oポート10に入力される。A/Dコンバータ11には、現
在の流量情報Q2/sec、弁6の前後の1次圧P1、2次圧P2
等の情報が入力されている。ROM13には、一例として、
圧力Pと流量Q及び弁開度Kに基づくチャートが用意さ
れており、Q2,P1,P2のデータとROM13上の値に基づき所
定の演算がCPU14上で行われ、その結果によりRAM12中の
データを書き換えると共に、I/Oポート15から信号を出
力し、可逆モータ4及び減速機5を介して弁6の開度を
調節する。
弁6の開度は、刻々ポテンシオメータ7を経て演算コ
ントロール部3へフィードバックされる。流量計9での
流量信号Q2/secが設定値Q1/secとなった時点でモータ4
の作動は停止し、一定流量Q1/secが維持される。1次圧
P1又は2次圧P2に変動が生じた場合には、その信号はホ
ストコンピュータ即ち中央制御装置に送られることな
く、アクチュエータ側のCPU14即ち演算回路により所定
の演算が行われ、流量Q1/secに変動が生じないように、
弁6を開閉して弁開度を調節すための信号を出力する。
なお、上記においては、電動アクチュエータ1側の環
境に基づくデータとして、流量、圧力等を示したが、そ
のような外部データとしては、それに限らず、水温、気
温、液位等いかなるものも適用可能である。例えば、弁
6の出口側に設けた負荷装置が水温20℃±3℃を要求す
るものである場合、それ以外の水温を検知した時には、
弁6を閉じてしまうようなプログラムをROM13中に組み
込むことも可能である。
また、この発明による電子制御装置内蔵弁駆動用電動
アクチュエータは、例えば、次のようなものに適用でき
る。この電子制御装置内蔵弁駆動用電動アクチュエータ
は、浄水場において、複数の井戸等からポンプによって
着水井等へ水を送り込む流路に設け且つ温度、付帯状況
等によって制御される制御弁、又は着水井等から配水池
等へ水を送り込む流路に設け且つ温度、付帯状況等によ
って制御される制御弁等の弁駆動用電動アクチュエータ
として適用できる。
又は、この電子制御装置内蔵弁駆動用電動アクチュエ
ータは、排水処理工程において、排水を排水槽に溜め、
次いで粗調整槽、微細調整槽及び滞留槽から成る処理槽
へ排水槽から排水を送り込み、最後に放流しているが、
前記処理槽へ酸、アルカリ等の流体を投入しており、流
体の投入量を温度、付帯状況等によって制御弁で制御し
て決定している弁駆動用電動アクチュエータとして適用
できる。
或いは、この電子制御装置内蔵弁駆動用電動アクチュ
エータは、高温流体の流路と低温流体の流路とからの流
量を調節することによって所定の温度流体を得るような
温調システムにおいて、高温流体の流路と低温流体の流
路とに設けられたそれぞれの制御弁の弁駆動用電動アク
チュエータとして適用できる。
更に、この電子制御装置内蔵弁駆動用電動アクチュエ
ータは、前洗浄槽、加熱ゾーン、浸炭ゾーン、油槽、後
洗浄槽等から成る連続式浸炭炉制御システムにおいて、
加熱ゾーン、浸炭ゾーン、油槽等に添加ガス等を制御弁
を介して温度、付帯状況等によって制御して添加してい
る弁駆動用電動アクチュエータとして適用できる。
更に、この電子制御装置内蔵弁駆動用電動アクチュエ
ータは、ホストコンピュータと共に用いるのに加えて、
従来形のアナログ制御盤と共に用いることも勿論可能で
あり、その場合には、アナログ制御盤側にA/Dコンバー
タを介在させ、諸制御信号と共にシリアルデータ信号に
変換するコンバータを設置すればよいことは明らかで
る。
また、この電子制御装置内蔵弁駆動用電動アクチュエ
ータは、アクチュエータ側にシリアルインターフェイス
機能をもたせていることから、制御数が多くなっても回
線としては1本でよいことも先に記した通りである。
更に、この電子制御装置内蔵弁駆動用電動アクチュエ
ータは、演算回路に中央制御装置の制御動作の一部を中
央制御装置に検出信号を送信することなく負担させるこ
とによって、演算回路と中央制御装置とにいわゆる分散
制御を可能としたので、ホストコンピュータ側即ち中央
制御装置の制御動作の負担を軽減できると共に、各アク
チュエータのメンテナンス時等に、ホスト即ち中央制御
装置側を止めることなく、各アクチュエータ即ち駆動手
段側で独自に行い得るという実用上の大きな機能を有し
ている。
〔発明の効果〕
この発明による電子制御装置内蔵弁駆動用電動アクチ
ュエータは、上記のように構成されているので、コンピ
ュータを用いた中央情報処理システムのもとにある種々
の管路制御システムに用いられる弁駆動用電動アクチュ
エータとして、有効に用いることができ、情報の集中
化、制御の分散化等に特に適したものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明による電子制御装置内蔵弁駆動用電動
アクチュエータの概要説明図、第2図はこの発明による
電子制御装置内蔵弁駆動用電動アクチュエータに用いら
れる制御部のブロック図、第3図はこの発明による電子
制御装置内蔵弁駆動用電動アクチュエータの作動状態を
示すブロック図、及び第4図は従来の弁駆動用電動アク
チュエータの概要説明図。 1……電子制御装置内蔵弁駆動用電動アクチュエータ、
2……シリアルインターフェイス部、3……演算コント
ロール部、4……モータ、5……減速機、6……弁、R
……ソリッドステートリレー、20……ケース。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−120692(JP,A) 特開 昭58−211247(JP,A) 特開 昭59−212503(JP,A) 特開 昭58−200873(JP,A) 特開 昭60−233438(JP,A) 特開 昭60−253751(JP,A) 実開 昭57−71565(JP,U)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】流体の流れの管路に配備された弁の弁開度
    制御系の全体を制御する中央制御装置から離れた前記弁
    の近傍に設置されたケース内に収容された電子制御装置
    内蔵弁駆動用電動アクチュエータであって、前記弁を開
    閉駆動するため前記弁に連結され且つ前記ケース内に収
    容された駆動手段、前記駆動手段の駆動に関する情報を
    得るため前記管路に設けられた前記管路の流量を検出す
    る流量計、前記中央制御装置に対してシリアルデータ信
    号を送信又は受信するシリアル・インターフェイス部、
    及び前記管路の流量を適正量に制御するため前記流量計
    による検出信号を前記シリアル・インターフェイス部を
    通じて前記中央制御装置に送信することなく、前記流量
    計の検出信号に基づいて前記駆動手段を駆動して前記弁
    による前記管路の開度を制御するCPUを内蔵した前記ケ
    ース内に収容された演算コントロール部、を備えている
    ことを特徴とする電子制御装置内蔵弁駆動用電動アクチ
    ュエータ。
  2. 【請求項2】前記CPUを内蔵した前記演算コントロール
    部は、前記駆動手段により開閉駆動される前記弁の周囲
    情報について異常が生じたとの前記検出信号に応答し
    て、前記中央制御装置に検出信号を送信することなく、
    前記弁の開閉駆動に必要な所定の演算を実行して前記弁
    の開度制御を行うことを特徴とする特許請求の範囲第1
    項に記載の電子制御装置内蔵弁駆動用電動アクチュエー
    タ。
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DE3405774A1 (de) * 1984-02-17 1985-08-22 Heinz Buchs Lampert Vorrichtung zum gemeinsamen steuern eines fluidstromes und messen eines dem fluidstrom und einer zweiten groesse proportionalen wertes

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