JP2916847B2 - ポジショナ - Google Patents
ポジショナInfo
- Publication number
- JP2916847B2 JP2916847B2 JP6329893A JP6329893A JP2916847B2 JP 2916847 B2 JP2916847 B2 JP 2916847B2 JP 6329893 A JP6329893 A JP 6329893A JP 6329893 A JP6329893 A JP 6329893A JP 2916847 B2 JP2916847 B2 JP 2916847B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- control
- signal
- valve
- air pressure
- opening
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- Expired - Lifetime
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- Servomotors (AREA)
- Supply Devices, Intensifiers, Converters, And Telemotors (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、流体の流量などの制御
バルブの開度調整を行なうポジショナに関する。
バルブの開度調整を行なうポジショナに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の制御バルブの開度調整を
行なうポジショナとして、例えば図４に示されるような
ものがある。 このポジショナは、外部コントローラか
らのバルブの開度を設定するバルブ開度設定信号を受け
る制御部３０と、制御部３０からの制御信号に応じて外
部の圧力供給源からの空気圧を制御して出力する電空変
換部３１と、この制御された空気圧によりバルブ８を駆
動する駆動部３４と、ポジションセンサ３５とを備え、
ポジションセンサ３５の出力がＡ／Ｄコンバータ３６を
介して制御部３０へフィードバックされるようになって
いる。
行なうポジショナとして、例えば図４に示されるような
ものがある。 このポジショナは、外部コントローラか
らのバルブの開度を設定するバルブ開度設定信号を受け
る制御部３０と、制御部３０からの制御信号に応じて外
部の圧力供給源からの空気圧を制御して出力する電空変
換部３１と、この制御された空気圧によりバルブ８を駆
動する駆動部３４と、ポジションセンサ３５とを備え、
ポジションセンサ３５の出力がＡ／Ｄコンバータ３６を
介して制御部３０へフィードバックされるようになって
いる。
【０００３】図５は上記駆動部とポジションセンサのレ
イアウト例を示し、内部に図示しないダイアフラムなど
を備える駆動部３４がバルブボデー４０にフレーム３７
を介して取り付けられ、上記ダイアフラムとバルブボデ
ー内の弁体とがステム３８により連結されてダイアフラ
ムの変位が弁体に伝達されるようになっている。ポジシ
ョンセンサ３５は、レバー３９を備えた回転型のポテン
ショメータ４１で構成され、フレーム３７に支持され
て、そのレバー３９をステム３８に設けられたピン４２
と連結させてある。これにより、同図の（ｂ）に示すよ
うに、ポジションセンサは上記ピン位置ｙで代表される
ステム３８の変位を角度位置θを表わす信号として出力
する。
イアウト例を示し、内部に図示しないダイアフラムなど
を備える駆動部３４がバルブボデー４０にフレーム３７
を介して取り付けられ、上記ダイアフラムとバルブボデ
ー内の弁体とがステム３８により連結されてダイアフラ
ムの変位が弁体に伝達されるようになっている。ポジシ
ョンセンサ３５は、レバー３９を備えた回転型のポテン
ショメータ４１で構成され、フレーム３７に支持され
て、そのレバー３９をステム３８に設けられたピン４２
と連結させてある。これにより、同図の（ｂ）に示すよ
うに、ポジションセンサは上記ピン位置ｙで代表される
ステム３８の変位を角度位置θを表わす信号として出力
する。
【０００４】このポジショナにおいては、バルブの開度
設定信号Ｒを受けて制御部３０が電空変換部３１へ制御
信号を出力する。電空変換部３１では空圧源から供給さ
れる空気圧をこの制御信号に応じて調整して駆動部３４
に送出する。駆動部３４は空気圧を受けてステム３８を
ストローク変位させてバルブの開度を変化させる。こう
してバルブの開度制御が行なわれると、ポジションセン
サ３５は上記レバー角度を検出して、その検出値をＡ／
Ｄコンバータ３６を介して制御部３０へ送出する。制御
部３０ではこの角度位置上での目標値と現在値との偏差
を求めて、Ｇａｐ型ＰＩＤ制御を行なう。
設定信号Ｒを受けて制御部３０が電空変換部３１へ制御
信号を出力する。電空変換部３１では空圧源から供給さ
れる空気圧をこの制御信号に応じて調整して駆動部３４
に送出する。駆動部３４は空気圧を受けてステム３８を
ストローク変位させてバルブの開度を変化させる。こう
してバルブの開度制御が行なわれると、ポジションセン
サ３５は上記レバー角度を検出して、その検出値をＡ／
Ｄコンバータ３６を介して制御部３０へ送出する。制御
部３０ではこの角度位置上での目標値と現在値との偏差
を求めて、Ｇａｐ型ＰＩＤ制御を行なう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記ＰＩＤ制御の際、
目標を複数段階にセットしながら偏差を与えるようにし
ているが、上記従来のポジショナでは、最終目標値に対
する偏差が１％以内に入った後、０．１〜０．５％程度
のふらつきが発生してしまうのが実情であった。この現
象は、効率上の観点からＧａｐ内の積分ゲインが大きく
されているため、バルブあるいは駆動部におけるシール
パッキンの摩擦抵抗のためステムの作動が滑らかでない
ときなどにとくに生じやすい。したがって、本発明は、
上記従来の問題点に鑑み、バルブ開度目標値近傍におけ
るふらつきの発生がないようにしたポジショナを提供す
ることを目的とする。
目標を複数段階にセットしながら偏差を与えるようにし
ているが、上記従来のポジショナでは、最終目標値に対
する偏差が１％以内に入った後、０．１〜０．５％程度
のふらつきが発生してしまうのが実情であった。この現
象は、効率上の観点からＧａｐ内の積分ゲインが大きく
されているため、バルブあるいは駆動部におけるシール
パッキンの摩擦抵抗のためステムの作動が滑らかでない
ときなどにとくに生じやすい。したがって、本発明は、
上記従来の問題点に鑑み、バルブ開度目標値近傍におけ
るふらつきの発生がないようにしたポジショナを提供す
ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このため本発明は、図１
に示すように、バルブ開度設定信号が入力される制御手
段１と、制御手段１からの制御信号に応じて制御された
空気圧を出力する電空変換手段６と、この制御された空
気圧によりバルブ８を駆動する駆動手段７とを備えるポ
ジショナにおいて、バルブ８の開度に対応する位置信号
を出力する開度検出手段９と、駆動手段７への前記空気
圧を検出し、空気圧信号を出力する圧力検出手段１０と
を備え、制御手段１は、バルブ開度設定信号と位置信号
を比較する比較手段４と、位置信号を用いたフィードバ
ック制御により制御値を演算する第１の制御演算手段２
と、空気圧信号を用いたフィードバック制御により制御
値を演算する第２の制御演算手段３と、前記第１および
第２の制御演算手段の出力を切り替える切り替え手段５
とからなり、バルブ開度設定信号と位置信号の偏差が所
定幅以上のとき第１の制御演算手段２の出力を前記制御
信号とし、前記偏差が所定幅内に入ると第２の制御演算
手段３の出力を前記制御信号とするように構成されたも
のとした。
に示すように、バルブ開度設定信号が入力される制御手
段１と、制御手段１からの制御信号に応じて制御された
空気圧を出力する電空変換手段６と、この制御された空
気圧によりバルブ８を駆動する駆動手段７とを備えるポ
ジショナにおいて、バルブ８の開度に対応する位置信号
を出力する開度検出手段９と、駆動手段７への前記空気
圧を検出し、空気圧信号を出力する圧力検出手段１０と
を備え、制御手段１は、バルブ開度設定信号と位置信号
を比較する比較手段４と、位置信号を用いたフィードバ
ック制御により制御値を演算する第１の制御演算手段２
と、空気圧信号を用いたフィードバック制御により制御
値を演算する第２の制御演算手段３と、前記第１および
第２の制御演算手段の出力を切り替える切り替え手段５
とからなり、バルブ開度設定信号と位置信号の偏差が所
定幅以上のとき第１の制御演算手段２の出力を前記制御
信号とし、前記偏差が所定幅内に入ると第２の制御演算
手段３の出力を前記制御信号とするように構成されたも
のとした。
【０００７】
【作用】バルブ開度設定信号に基づく設定開度と開度検
出手段９で検出されるバルブの実開度との偏差が比較手
段４でチェックされる。この偏差が所定幅以上である間
は、第１の制御演算手段２により、開度検出手段９から
の開度位置信号のフィードバックによる制御演算が行な
われ、切り替え手段５を介してその制御信号が制御手段
１の出力として電空変換手段６へ送出される。偏差が所
定幅内に入ると、切り替え手段５が第２の制御演算手段
３の制御信号を制御手段１の出力とする。第２の制御演
算手段３では、圧力検出手段１０からの空気圧信号を用
いたフィードバック制御により制御演算して制御信号を
出力する。ここでは、開度位置信号を用いないから、バ
ルブのシールパッキンの摩擦抵抗などの影響を受けない
制御が行なわれる。
出手段９で検出されるバルブの実開度との偏差が比較手
段４でチェックされる。この偏差が所定幅以上である間
は、第１の制御演算手段２により、開度検出手段９から
の開度位置信号のフィードバックによる制御演算が行な
われ、切り替え手段５を介してその制御信号が制御手段
１の出力として電空変換手段６へ送出される。偏差が所
定幅内に入ると、切り替え手段５が第２の制御演算手段
３の制御信号を制御手段１の出力とする。第２の制御演
算手段３では、圧力検出手段１０からの空気圧信号を用
いたフィードバック制御により制御演算して制御信号を
出力する。ここでは、開度位置信号を用いないから、バ
ルブのシールパッキンの摩擦抵抗などの影響を受けない
制御が行なわれる。
【０００８】
【実施例】図２は本発明の実施例を示す図である。制御
部２０には外部コントローラからバルブの開度を設定す
るバルブ開度設定信号Ｒが入力される。制御部２０から
の制御信号に応じて外部の圧力供給源からの空気圧を制
御して出力する電空変換部２１が設けられ、電空変換部
２１からの制御圧を受けるパイロット弁２３の出力によ
り駆動部２４がバルブ８を駆動する。
部２０には外部コントローラからバルブの開度を設定す
るバルブ開度設定信号Ｒが入力される。制御部２０から
の制御信号に応じて外部の圧力供給源からの空気圧を制
御して出力する電空変換部２１が設けられ、電空変換部
２１からの制御圧を受けるパイロット弁２３の出力によ
り駆動部２４がバルブ８を駆動する。
【０００９】バルブ８には開度検出手段としてのポジシ
ョンセンサ２５が組み付けられ、ポジションセンサ２５
の出力がＡ／Ｄコンバータ２６を介して制御部２０へフ
ィードバックされるようになっている。さらにパイロッ
ト弁２３の出力圧を検出する圧力センサ２７が設けら
れ、圧力センサ２７の検出出力がＡ／Ｄコンバータ２８
を介して制御部２０に入力されるようになっている。
ョンセンサ２５が組み付けられ、ポジションセンサ２５
の出力がＡ／Ｄコンバータ２６を介して制御部２０へフ
ィードバックされるようになっている。さらにパイロッ
ト弁２３の出力圧を検出する圧力センサ２７が設けら
れ、圧力センサ２７の検出出力がＡ／Ｄコンバータ２８
を介して制御部２０に入力されるようになっている。
【００１０】図３には、制御部２０における処理の流れ
が示される。まずステップ１０１において、外部コント
ローラからバルブの開度を設定するバルブ開度設定信号
Ｒが入力されるとともに、ステップ１０２でポジション
センサ２５の出力がＡ／Ｄコンバータ２６を介して入力
される。ステップ１０３では、バルブ開度設定信号Ｒに
基づく設定開度とポジションセンサ２５からのフィード
バック信号である実開度との偏差ｅがチェックされる。
が示される。まずステップ１０１において、外部コント
ローラからバルブの開度を設定するバルブ開度設定信号
Ｒが入力されるとともに、ステップ１０２でポジション
センサ２５の出力がＡ／Ｄコンバータ２６を介して入力
される。ステップ１０３では、バルブ開度設定信号Ｒに
基づく設定開度とポジションセンサ２５からのフィード
バック信号である実開度との偏差ｅがチェックされる。
【００１１】ここで、上記偏差ｅが所定幅Ｐｅ、例えば
１％以上である間は、ステップ１０４に進んで、その偏
差を変数に含んでＰＩＤ制御が行なわれ、上記入力され
たバルブ開度設定信号に対応して偏差を縮める方向に制
御値が演算されて、電空変換部２１への制御信号が出力
される。そして、ステップ１０３のチェックで偏差が所
定幅Ｐｅより小さくなると、ステップ１０５に進んで、
圧力センサ２７からＡ／Ｄコンバータ２８を介して入力
されるパイロット弁２３のそのときの圧力値が記憶され
る。
１％以上である間は、ステップ１０４に進んで、その偏
差を変数に含んでＰＩＤ制御が行なわれ、上記入力され
たバルブ開度設定信号に対応して偏差を縮める方向に制
御値が演算されて、電空変換部２１への制御信号が出力
される。そして、ステップ１０３のチェックで偏差が所
定幅Ｐｅより小さくなると、ステップ１０５に進んで、
圧力センサ２７からＡ／Ｄコンバータ２８を介して入力
されるパイロット弁２３のそのときの圧力値が記憶され
る。
【００１２】このあと、ステップ１０６において、パイ
ロット弁２７の出力圧がこの記憶された圧力値に保持さ
れるように、圧力センサ２７の検出出力をフィードバッ
ク信号として制御値が演算され、制御信号として出力さ
れる。ステップ１０１〜１０２、１０４が発明の第１の
制御演算手段を構成し、ステップ１０５〜１０６が第２
の制御演算手段を構成している。またステップ１０３は
比較手段および切り替え手段を兼ねている。
ロット弁２７の出力圧がこの記憶された圧力値に保持さ
れるように、圧力センサ２７の検出出力をフィードバッ
ク信号として制御値が演算され、制御信号として出力さ
れる。ステップ１０１〜１０２、１０４が発明の第１の
制御演算手段を構成し、ステップ１０５〜１０６が第２
の制御演算手段を構成している。またステップ１０３は
比較手段および切り替え手段を兼ねている。
【００１３】この実施例は以上のように構成され、バル
ブ開度の制御において先ずはポジションセンサからの開
度位置信号によるフィードバックで制御し、バルブ開度
設定信号に基づく設定開度との偏差が所定範囲内に入っ
た後は圧力センサによりそのときのパイロット弁出力圧
を測定記憶して、その出力圧を維持するようにしたか
ら、バルブシールパッキンの摩擦抵抗などの影響を受け
ず、このため設定開度付近になってからのふらつきがな
くなり、またこれによってバルブ開度整定までの制御時
間が短縮される結果、応答性が向上するという効果があ
る。
ブ開度の制御において先ずはポジションセンサからの開
度位置信号によるフィードバックで制御し、バルブ開度
設定信号に基づく設定開度との偏差が所定範囲内に入っ
た後は圧力センサによりそのときのパイロット弁出力圧
を測定記憶して、その出力圧を維持するようにしたか
ら、バルブシールパッキンの摩擦抵抗などの影響を受け
ず、このため設定開度付近になってからのふらつきがな
くなり、またこれによってバルブ開度整定までの制御時
間が短縮される結果、応答性が向上するという効果があ
る。
【００１４】なお、実施例では駆動手段への空気圧検出
をパイロット弁出力圧を検出する圧力センサにより行な
っているが、これに限らず、例えばパイロット弁を駆動
する電空変換部の出力圧を検出して、目標とする設定開
度付近における圧力フィードバックに用いることもでき
る。さらにまた、ポジションセンサの形式もとくに限定
されるものではない。
をパイロット弁出力圧を検出する圧力センサにより行な
っているが、これに限らず、例えばパイロット弁を駆動
する電空変換部の出力圧を検出して、目標とする設定開
度付近における圧力フィードバックに用いることもでき
る。さらにまた、ポジションセンサの形式もとくに限定
されるものではない。
【００１５】
【発明の効果】以上のとおり、本発明は、バルブの実開
度位置を検出する開度検出手段に加え、駆動手段への空
気圧を検出する圧力検出手段を備え、設定開度とバルブ
の実開度との偏差が所定幅に入るまでは実開度位置信号
を用いたフィードバック制御を行ない、偏差が所定幅に
入ったあとは空気圧信号を用いたフィードバック制御に
切り替えるものとしたから、バルブの開度が設定開度付
近になってからのふらつきがなくなるとともに、応答性
が向上するという効果がある
度位置を検出する開度検出手段に加え、駆動手段への空
気圧を検出する圧力検出手段を備え、設定開度とバルブ
の実開度との偏差が所定幅に入るまでは実開度位置信号
を用いたフィードバック制御を行ない、偏差が所定幅に
入ったあとは空気圧信号を用いたフィードバック制御に
切り替えるものとしたから、バルブの開度が設定開度付
近になってからのふらつきがなくなるとともに、応答性
が向上するという効果がある
【図１】本発明の構成を示すブロック図である。
【図２】発明の実施例を示す図である。
【図３】実施例における処理の流れを示すフローチャー
トである。
トである。
【図４】従来例を示す図である。
【図５】駆動部とポテンショメータのレイアウトを示す
図である。
図である。
１ 制御手段 ２ 第１の制御演算手段 ３ 第２の制御演算手段 ４ 比較手段 ５ 切り替え手段 ６ 電空変換手段 ７ 駆動手段 ８ バルブ ９ 開度検出手段 １０ 圧力検出手段 ２０ 制御部 ２１ 電空変換部 ２３ パイロット弁 ２４ 駆動部 ２５ ポジションセンサ ２６、２８ Ａ／Ｄコンバータ ２７ 圧力センサ ３０ 制御部 ３１ 電空変換部 ３４ 駆動部 ３５ ポジションセンサ ３６ Ａ／Ｄコンバータ ３７ フレーム ３８ ステム ３９ レバー ４０ バルブボディ ４１ ポテンショメータ ４２ ピン Ｒ バルブ開度設定信号
Claims (1)
- 【請求項１】 バルブ開度設定信号が入力される制御手
段と、該制御手段からの制御信号に応じて制御された空
気圧を出力する電空変換手段と、この制御された空気圧
によりバルブを駆動する駆動手段とを備えるポジショナ
において、前記バルブの開度に対応する位置信号を出力
する開度検出手段と、駆動手段への前記空気圧を検出
し、空気圧信号を出力する圧力検出手段とを備え、前記
制御手段は、バルブ開度設定信号と位置信号を比較する
比較手段と、位置信号を用いたフィードバック制御によ
り制御値を演算する第１の制御演算手段と、空気圧信号
を用いたフィードバック制御により制御値を演算する第
２の制御演算手段と、前記第１および第２の制御演算手
段の出力を切り替える切り替え手段とからなり、バルブ
開度設定信号と位置信号の偏差が所定幅以上のとき第１
の制御演算手段の出力を前記制御信号とし、前記偏差が
所定幅内に入ると第２の制御演算手段の出力を前記制御
信号とするように構成したことを特徴とするポジショ
ナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6329893A JP2916847B2 (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | ポジショナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6329893A JP2916847B2 (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | ポジショナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06249201A JPH06249201A (ja) | 1994-09-06 |
| JP2916847B2 true JP2916847B2 (ja) | 1999-07-05 |
Family
ID=13225275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6329893A Expired - Lifetime JP2916847B2 (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | ポジショナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2916847B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5548158B2 (ja) * | 2011-03-30 | 2014-07-16 | アズビル株式会社 | ポジショナ |
-
1993
- 1993-02-26 JP JP6329893A patent/JP2916847B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06249201A (ja) | 1994-09-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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