JP3057635B2 - Valve positioner - Google Patents

Valve positioner

Info

Publication number
JP3057635B2
JP3057635B2 JP9027800A JP2780097A JP3057635B2 JP 3057635 B2 JP3057635 B2 JP 3057635B2 JP 9027800 A JP9027800 A JP 9027800A JP 2780097 A JP2780097 A JP 2780097A JP 3057635 B2 JP3057635 B2 JP 3057635B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
valve
valve opening
control valve
control
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP9027800A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH10220618A (en
Inventor
晃 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
Priority to JP9027800A priority Critical patent/JP3057635B2/en
Publication of JPH10220618A publication Critical patent/JPH10220618A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3057635B2 publication Critical patent/JP3057635B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、調節弁の弁開度が
目標弁開度に一致するように空気圧により前記調節弁を
制御するバルブポジショナにおいて、特に前記目標弁開
度の変化に対する前記調節弁の応答時間を短縮すること
が可能なバルブポジショナに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a valve positioner for controlling the control valve by air pressure so that the valve opening of the control valve coincides with a target valve opening. The present invention relates to a valve positioner capable of shortening a response time of a valve.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のバルブポジショナは調節弁に取り
付けられた弁開度検出器からの弁開度信号と目標弁開度
信号とを一致させるように操作量である空気圧を制御す
るものであり、その制御アルゴリズムにはPID(Prop
ortional, Integration and Differential)制御を用い
ている。
2. Description of the Related Art A conventional valve positioner controls an air pressure as an operation amount so that a valve opening signal from a valve opening detector attached to a control valve matches a target valve opening signal. , Its control algorithm is PID (Prop
(ortional, Integration and Differential) control.

【0003】図6はこのような従来のバルブポジショナ
の一例を示す構成ブロック図である。図6において1は
減算器、2は制御回路、3はD/A変換器、4はトルク
モータ、5はパイロットリレー、6は調節弁、7は弁開
度検出器、8はA/D変換器、100は目標弁開度信
号、101は弁開度信号である。
FIG. 6 is a block diagram showing an example of such a conventional valve positioner. In FIG. 6, 1 is a subtractor, 2 is a control circuit, 3 is a D / A converter, 4 is a torque motor, 5 is a pilot relay, 6 is a control valve, 7 is a valve opening detector, and 8 is A / D conversion. , 100 is a target valve opening signal, and 101 is a valve opening signal.

【0004】また、1〜3及び8は制御手段50を、4
及び5は操作手段51を、7は検出手段52をそれぞれ
構成している。
[0004] Also, 1 to 3 and 8 denote control means 50 and 4.
And 5 constitute the operation means 51, and 7 constitute the detection means 52, respectively.

【0005】目標弁開度信号100は減算器1の加算入
力端子に入力され、減算器1の出力は制御回路2に接続
される。制御回路2からの制御信号はD/A変換器3に
接続され、D/A変換器3の出力はトルクモータ4に接
続される。
[0005] The target valve opening signal 100 is input to the addition input terminal of the subtractor 1, and the output of the subtracter 1 is connected to the control circuit 2. The control signal from the control circuit 2 is connected to the D / A converter 3, and the output of the D / A converter 3 is connected to the torque motor 4.

【0006】トルクモータ4からの空気圧信号はパイロ
ットリレー5に入力され、パイロットリレー5からの空
気圧信号は調節弁6に供給される。
An air pressure signal from the torque motor 4 is input to a pilot relay 5, and an air pressure signal from the pilot relay 5 is supplied to a control valve 6.

【0007】一方、弁開度検出器7は調節弁6に取り付
けられ、この弁開度検出器7の出力はA/D変換器8に
接続され、A/D変換器8の出力は弁開度信号101と
して減算器1の減算入力端子に接続される。
On the other hand, the valve opening detector 7 is attached to the control valve 6, the output of the valve opening detector 7 is connected to the A / D converter 8, and the output of the A / D converter 8 is the valve opening. It is connected to the subtraction input terminal of the subtractor 1 as the degree signal 101.

【0008】ここで、図6に示す従来例の動作を説明す
る。調節弁6の弁開度は弁開度検出器7により検出さ
れ、A/D変換器8を介して減算器1に入力され、上位
調節計等からの目標弁開度信号100との偏差が減算器
1で演算される。
Here, the operation of the conventional example shown in FIG. 6 will be described. The valve opening of the control valve 6 is detected by a valve opening detector 7 and is input to the subtractor 1 via an A / D converter 8 so that a deviation from a target valve opening signal 100 from an upper controller or the like is calculated. The operation is performed by the subtractor 1.

【0009】この偏差に基づき制御回路2は制御信号で
あるトルクモータ4の操作量をD/A変換器3を介して
トルクモータ4に供給する。
Based on this deviation, the control circuit 2 supplies an operation amount of the torque motor 4, which is a control signal, to the torque motor 4 via the D / A converter 3.

【0010】トルクモータ4はこの制御信号に基づき空
気圧信号を発生させ、この空気圧信号をパイロットリレ
ー5に供給する。パイロットリレー5ではこの空気圧信
号を適宜増幅して調節弁6のダイアフラム・アクチュエ
ータに供給する。
The torque motor 4 generates an air pressure signal based on the control signal, and supplies the air pressure signal to the pilot relay 5. The pilot relay 5 amplifies this pneumatic signal appropriately and supplies it to the diaphragm actuator of the control valve 6.

【0011】このダイアフラム・アクチュエータは空気
圧信号を力に変換して調節弁6の弁開度を変化させる。
The diaphragm actuator converts a pneumatic signal into a force to change the opening of the control valve 6.

【0012】このように変化した弁開度は弁開度検出器
7により検出されて、制御回路2に帰還されて更なる弁
開度の制御に用いられる。
The valve opening thus changed is detected by the valve opening detector 7 and fed back to the control circuit 2 to be used for further control of the valve opening.

【0013】即ち、このような制御を繰り返すことによ
り制御回路2では減算器1から供給される偏差を”0”
にするようにトルクモータ4の操作量を制御し、最終的
に調節弁6の弁開度を上位調節計等から入力される目標
弁開度信号100に一致させる。
That is, by repeating such control, the control circuit 2 reduces the deviation supplied from the subtracter 1 to "0".
Thus, the operation amount of the torque motor 4 is controlled so that the valve opening of the control valve 6 finally matches the target valve opening signal 100 input from a higher-order controller or the like.

【0014】さらに、PID制御のPID演算式につい
て図7を用いて説明する。図7はバルブポジショナのP
ID制御を説明するブロック図であり、図7において
1,50,100及び101は図6と同一符号を付して
あり、9は積分器、10は比例器、11は微分器、12
は増幅器である。また、13は操作量、14は操作量の
リミッタを示している。
Further, a PID operation expression of the PID control will be described with reference to FIG. Fig. 7 shows P of the valve positioner.
FIG. 7 is a block diagram for explaining ID control. In FIG. 7, 1, 50, 100, and 101 have the same reference numerals as in FIG. 6, 9 is an integrator, 10 is a proportional unit, 11 is a differentiator, 12
Is an amplifier. Reference numeral 13 denotes an operation amount, and reference numeral 14 denotes a limiter of the operation amount.

【0015】但し、積分器9、比例器10及び微分器1
1等の機能は実際には制御回路2中でソフトウェア的に
実現されるものであるが、説明の簡単のために上記機能
を積分器等回路的に説明する。
However, the integrator 9, the proportional unit 10, and the differentiator 1
Although the functions such as 1 are actually realized as software in the control circuit 2, the above functions will be described as circuits such as an integrator for the sake of simplicity.

【0016】図7において目標弁開度信号100を”s
p”、弁開度信号101を”pv”、演算周期を”Δ
t”、微分器11の微分利得及び微分時間を”1/γ”
及び”Td”、積分器9の積分時間を”Ti”、増幅器
12の利得を”Kp”とする。
In FIG. 7, the target valve opening signal 100 is set to "s".
p ”, the valve opening signal 101 is“ pv ”, and the calculation cycle is“ Δ ”.
t ”, the differential gain and the differential time of the differentiator 11 are set to“ 1 / γ ”
And "Td", the integration time of the integrator 9 is "Ti", and the gain of the amplifier 12 is "Kp".

【0017】この時、目標弁開度信号100と弁開度信
号101との偏差”err”は err(m)=sp(m)−pv(m) (1) となる。但し、”m”は現在測定した信号等を示すもの
であり、例えば、”m−1”は前回測定した信号等を示
すものである。
At this time, the deviation "err" between the target valve opening signal 100 and the valve opening signal 101 is err (m) = sp (m) -pv (m) (1). Here, "m" indicates a signal or the like measured at present, and for example, "m-1" indicates a signal or the like measured last time.

【0018】同様に、積分器9の出力”I”、比例器1
0の出力”P”及び微分器11の出力”D”はそれぞ
れ、 I(m)=I(m−1)+Δt/Ti×err(m) (2) P(m)=err(m) (3) D(m)=Td/(Δt+γ・Td) ×(err(m)−err(m−1)+γ・D(m−1)) ( 4) となる。
Similarly, the output "I" of the integrator 9 and the proportional unit 1
The output “P” of 0 and the output “D” of the differentiator 11 are I (m) = I (m−1) + Δt / Ti × err (m) (2) P (m) = err (m) ( 3) D (m) = Td / (Δt + γ · Td) × (err (m) −err (m−1) + γ · D (m−1)) (4)

【0019】また、操作量”u”は u(m)=Kp×(P(m)+I(m)+D(m)) (5) となる。The manipulated variable "u" is given by u (m) = Kp × (P (m) + I (m) + D (m)) (5)

【0020】また、調節弁6の弁開度が閉め切り等によ
り変化しなくなった(以下、飽和と呼ぶ。)場合には前
記偏差は”0”にならず、常に一定値のままになる。
When the valve opening of the control valve 6 does not change due to closing or closing (hereinafter referred to as saturation), the deviation does not become "0" but always remains at a constant value.

【0021】この状態で積分器9を動作させ続けると積
分器9の出力が無限に増加若しくは減少してしまうので
予め飽和条件を決めて積分器9の動作を制限する必要が
ある。
If the operation of the integrator 9 is continued in this state, the output of the integrator 9 will increase or decrease indefinitely. Therefore, it is necessary to limit the operation of the integrator 9 by determining a saturation condition in advance.

【0022】例えば、操作量の飽和条件の上限値及び下
限値をそれぞれ”satH”及び”satL”とした場
合、操作量のリミッタ14は、 u(m)≧satH 若しくは u(m)≦satL (6) なる条件を満たした場合、図7中”イ”に示すスイッチ
を”off”にして積分器9への偏差の入力を停止させ
る。
For example, when the upper limit value and the lower limit value of the saturation condition of the operation amount are “satH” and “satL”, respectively, the operation amount limiter 14 sets u (m) ≧ satH or u (m) ≦ satL ( 6) When the following condition is satisfied, the switch indicated by “A” in FIG. 7 is set to “off” to stop the input of the deviation to the integrator 9.

【0023】この時、積分器9の出力は前回積分した値
を維持することになり、すなわち、 I(m)=I(m−1) (7) となる。
At this time, the output of the integrator 9 maintains the value integrated last time, that is, I (m) = I (m-1) (7)

【0024】[0024]

【発明が解決しようとする課題】しかし、バルブポジシ
ョナでは調節弁6の閉め切り重視の観点から、目標弁開
度信号100が”0%(閉め切り状態)”の時に閉め切
るのではなく、例えば、”2〜3%”の目標弁開度信号
100で調節弁6を閉め切り状態にする。
However, in the valve positioner, from the viewpoint of emphasizing the closing of the control valve 6, the valve is not closed when the target valve opening signal 100 is "0% (closed state)". With the target valve opening signal 100 of 2 to 3%, the control valve 6 is closed.

【0025】このような設定条件下で、目標弁開度信号
100が”0%”であった場合には偏差が”0”になる
前に調節弁6が閉め切ってしまい、式(6)に示すよう
な飽和条件を満たすまで積分器9は偏差を積分し続ける
ことになる。
Under the above set conditions, if the target valve opening signal 100 is "0%", the control valve 6 is closed before the deviation becomes "0". The integrator 9 continues to integrate the deviation until the saturation condition as shown is satisfied.

【0026】図8はこのような状態を説明するタイミン
グ図であり、(a)は調節弁6の動作状態、(b)は目
標弁開度信号100、(c)は積分器9の出力信号をそ
れぞれ示している。
FIGS. 8A and 8B are timing charts for explaining such a state. FIG. 8A shows the operation state of the control valve 6, FIG. 8B shows the target valve opening signal 100, and FIG. 8C shows the output signal of the integrator 9. Are respectively shown.

【0027】目標弁開度信号100が”0%”の場合、
調節弁6が飽和して図8中”イ”に示す点で調節弁6の
動作が停止しても、図8中”ロ”に示す飽和点まで積分
器9の出力信号が減少するまで積分器9は動作し続け
る。
When the target valve opening signal 100 is "0%",
Even if the control valve 6 is saturated and the operation of the control valve 6 is stopped at the point indicated by “A” in FIG. 8, the integration is performed until the output signal of the integrator 9 decreases to the saturation point indicated by “B” in FIG. The vessel 9 continues to operate.

【0028】次に、図8中”ハ”に示す時点で目標弁開
度信号100が”5%”に切り換わっても図8中”ニ”
に示す動作点まで積分器9の出力信号が増加してくるま
で調節弁6の動作が始まらない。
Next, even if the target valve opening signal 100 is switched to "5%" at the point indicated by "c" in FIG. 8, "d" in FIG.
The operation of the control valve 6 does not start until the output signal of the integrator 9 increases to the operating point shown in FIG.

【0029】即ち、一旦、積分器9が飽和してしまうと
目標弁開度信号100を変化させても図8中”ホ”に示
す時間だけ調節弁6は応答しなくなると言った問題点が
あった。従って本発明が解決しようとする課題は、積分
器が飽和しても目標弁開度信号の変化に対する調節弁の
応答時間を短縮することが可能なバルブポジショナを実
現することにある。
That is, once the integrator 9 is saturated, even if the target valve opening signal 100 is changed, the control valve 6 does not respond for the time indicated by "e" in FIG. there were. Accordingly, an object of the present invention is to provide a valve positioner capable of shortening a response time of a control valve to a change in a target valve opening signal even when an integrator is saturated.

【0030】このような課題を達成するために、本発明
の第1では、調節弁の弁開度が目標弁開度に一致するよ
うに空気圧により前記調節弁を制御するバルブポジショ
ナにおいて、前記調節弁の弁開度を検出する検出手段
と、前記調節弁の弁開度を操作する操作手段と、前記検
出手段の出力と目標弁開度とが一致するように前記操作
手段を制御すると共に前記検出手段の出力がある一定の
幅で変化せず、且つ、前記検出手段の出力と前記目標弁
開度との偏差がある一定以上存在する状態が一定時間継
続した場合に前記調節弁が飽和状態であると判断して積
分時間を短縮し、検出手段の出力が変化するか、若しく
は、前記偏差が一定以下になった場合に前記調節弁の飽
和状態が解除されたと判断して積分時間を元の値に戻す
制御手段とを備えたことを特徴とするものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a valve positioner for controlling the control valve by air pressure so that the valve opening of the control valve coincides with a target valve opening. said detection means for detecting the valve opening of the valve, and operating means for operating the valve opening of said regulating valve and controls the operation means so that the output and the target valve opening degree of the detecting means matches The output of the detection means is constant
The output of the detection means and the target valve
A state in which the deviation from the opening exceeds a certain level for a certain period of time
If it continues, it is determined that the control valve is saturated and
Reduce the output time of the detection means
When the deviation falls below a certain value, the control valve becomes saturated.
Control means for determining that the sum state has been released and returning the integration time to the original value .

【0031】このような課題を達成するために、本発明
の第2では、調節弁の弁開度が目標弁開度に一致するよ
うに空気圧により前記調節弁を制御するバルブポジショ
ナにおいて、前記調節弁の弁開度を検出する検出手段
と、前記調節弁の弁開度を操作する操作手段と、前記検
出手段の出力と目標弁開度とが一致するように前記操作
手段を制御すると共に前記調節弁が飽和状態になった場
合に積分動作を停止する制御手段とを備えたことを特徴
とするものである。
In order to achieve such a task, the present invention
In a second aspect of the invention, in a valve positioner that controls the control valve by air pressure so that the valve opening of the control valve matches the target valve opening, detection means for detecting the valve opening of the control valve; Operating means for operating the valve opening degree, and controlling the operating means so that the output of the detecting means coincides with the target valve opening degree, and stops the integration operation when the control valve becomes saturated. And control means.

【0032】このような課題を達成するために、本発明
の第3では、 本発明の第2において、検出手段の出力が
ある一定の幅で変化せず、且つ、前記検出手段の出力と
前記目標弁開度との偏差がある一定以上存在する状態が
一定時間継続した場合に前記調節弁が飽和状態であると
判断し、検出手段の出力信号が変化するか、若しくは、
前記偏差が一定以下になった場合、或いは、目標弁開度
の値が変更された場合に前記調節弁の飽和状態が解除さ
れたと判断することを特徴とするものである。
In order to achieve such a task, the present invention
According to the third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, a state in which the output of the detecting means does not change at a certain fixed width and the deviation between the output of the detecting means and the target valve opening is present for a certain degree or more. If the control valve is determined to be saturated when continued for a certain period of time, the output signal of the detection means changes, or,
When the deviation has become equal to or less than a predetermined value, or when the value of the target valve opening is changed, it is determined that the saturation state of the control valve has been released.

【0033】[0033]

【0034】[0034]

【発明の実施の形態】以下本発明を図面を用いて詳細に
説明する。図1は本発明に係るバルブポジショナの一実
施例を示す回路図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of a valve positioner according to the present invention.

【0035】図1において1,3〜8,51,52,1
00及び101は図6と同一符号を付してあり、2aは
制御回路、1,2a,3及び8は制御手段50aを構成
している。また、基本的な接続関係についても図6と同
様であるので説明は省略する。
In FIG. 1, 1,3 to 8,51,52,1
Reference numerals 00 and 101 denote the same reference numerals as in FIG. 6, reference numeral 2a denotes a control circuit, and reference numerals 1, 2, 3 and 8 denote control means 50a. The basic connection relationship is the same as that in FIG.

【0036】ここで、図6に示す従来例と本実施例の違
いは調節弁6飽和時の積分器9の制御方法の違いであ
り、先ず、第1に調節弁6飽和時に積分器9の積分時間
を短縮する処理を図2及び図3を用いて説明する。
Here, the difference between the conventional example shown in FIG. 6 and the present embodiment is a difference in the control method of the integrator 9 when the control valve 6 is saturated. The process for reducing the integration time will be described with reference to FIGS.

【0037】図2は制御回路2aの動作を説明するフロ
ー図、図3は前記フロー図に対応する動作を説明するタ
イミング図である。
FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the control circuit 2a, and FIG. 3 is a timing chart for explaining the operation corresponding to the flowchart.

【0038】この時、弁開度検出器7の出力信号がある
一定の幅で変化せず、しかも、偏差がある一定以上存在
する状態が一定時間継続した場合に調節弁6が飽和状態
であると判断する。
At this time, if the output signal of the valve opening degree detector 7 does not change with a certain fixed width and the state where the deviation exists for a certain amount or more continues for a certain period of time, the control valve 6 is saturated. Judge.

【0039】また、弁開度検出器7の出力信号が変化す
るか、若しくは、偏差が一定以下になった場合には調節
弁6の飽和状態が解除されたと判断する。
If the output signal of the valve opening detector 7 changes or the deviation becomes smaller than a certain value, it is determined that the saturation state of the control valve 6 has been released.

【0040】そして、調節弁6が飽和状態であれば積分
時間”Ti”を短縮し、飽和状態が解除された場合には
積分時間”Ti”を元の値に戻す。
If the control valve 6 is saturated, the integration time "Ti" is reduced, and if the saturation is released, the integration time "Ti" is returned to the original value.

【0041】図2(a)に示すように弁開度信号101
の差が一定値”α”よりも小さいかどうかを判断し、弁
開度信号101の差が”α”以上であれば調節弁6の飽
和状態が解除されたと判断して図2(b)に示すよう
に”i=0”としてカウンタをリセットすると共に図2
(c)に示すように積分時間”Ti”を元の積分時間”
T1”に戻す。
As shown in FIG. 2A, the valve opening signal 101
Is determined to be smaller than a predetermined value “α”. If the difference between the valve opening signals 101 is equal to or larger than “α”, it is determined that the saturation state of the control valve 6 has been released, and FIG. The counter is reset by setting "i = 0" as shown in FIG.
As shown in (c), the integration time “Ti” is changed to the original integration time “
Return to T1 ".

【0042】そして、図2(d)に示すようにPID演
算を行って、図2(e)に示すように現在の弁開度信号
101を次回の処理のために保持する。
Then, the PID calculation is performed as shown in FIG. 2D, and the current valve opening signal 101 is held for the next processing as shown in FIG. 2E.

【0043】図2(a)において弁開度信号101の差
が”α”よりも小さければ、図2(f)に示すように偏
差が一定値”β”よりも大きいかどうかを判断する。
In FIG. 2A, if the difference between the valve opening signals 101 is smaller than "α", it is determined whether the deviation is larger than a constant value "β" as shown in FIG. 2F.

【0044】そして、偏差が”β”以下であれば調節弁
6の飽和状態が解除されたと判断して上述と同様に図2
(b)〜(e)の処理を行う。
If the deviation is equal to or less than "β", it is determined that the saturation state of the control valve 6 has been released, and the control valve 6 shown in FIG.
The processing of (b) to (e) is performed.

【0045】一方、偏差が”β”よりも大きければ図2
(g)に示すように、”i=i+1”としてカウンタを
カウントアップする。
On the other hand, if the deviation is larger than “β”, FIG.
As shown in (g), the counter is counted up as "i = i + 1".

【0046】さらに、図2(h)に示すように”i>δ
(δは一定値)”であれば図2(a)及び(f)の状態
が一定時間以上経過したものと判断、即ち、調節弁6が
飽和状態になったと判断して、図2(i)に示すように
積分時間”Ti”を短縮された積分時間”T2”とす
る。
Further, as shown in FIG. 2H, “i> δ
(Δ is a constant value) ", it is determined that the states of FIGS. 2 (a) and 2 (f) have passed for a predetermined time or more, that is, it is determined that the control valve 6 has become saturated, and FIG. ), The integration time “Ti” is set to a shortened integration time “T2”.

【0047】逆に、図2(h)において”i≦δ”であ
れば図2(c)〜(e)の処理を行う。
Conversely, if “i ≦ δ” in FIG. 2H, the processing of FIGS. 2C to 2E is performed.

【0048】また、図3において(a)は調節弁6の動
作状態、(b)は目標弁開度信号100、(c)は積分
器9の出力信号をそれぞれ示している。
In FIG. 3, (a) shows the operating state of the control valve 6, (b) shows the target valve opening signal 100, and (c) shows the output signal of the integrator 9.

【0049】また、図3中”イ”は図2のアルゴリズム
による積分器9の出力信号、図3中”ロ”は調節弁6が
飽和か否かに係わりなく積分時間が一定の場合の積分器
9の出力信号である。
In FIG. 3, "A" indicates an output signal of the integrator 9 according to the algorithm of FIG. 2, and "B" in FIG. 3 indicates an integration when the integration time is constant irrespective of whether the control valve 6 is saturated. It is an output signal of the device 9.

【0050】図3中”ハ”の時点で図2中(a),
(f)及び(h)の条件が成立すると積分時間が”T
2”に短縮されるので図3中”ニ”に示すように積分器
9の出力が急激に立ち下がり図3中”ホ”に示す積分器
9の飽和点まで減少する。
At the time of "c" in FIG. 3, (a) in FIG.
When the conditions (f) and (h) are satisfied, the integration time becomes “T
2 ", the output of the integrator 9 sharply falls as shown at" d "in FIG. 3 and decreases to the saturation point of the integrator 9 shown at" e "in FIG.

【0051】図3中”ヘ”に示す時点で目標弁開度信号
100が切り換わっても、積分時間が短縮されたままな
ので積分器9の出力信号は図3中”ト”に示す動作点ま
で急峻に立ち上がり図3中”チ”の点に到達する。
Even if the target valve opening signal 100 is switched at the time indicated by "f" in FIG. 3, the output signal of the integrator 9 becomes the operating point indicated by "g" in FIG. Up to the point "H" in FIG.

【0052】図3中”チ”の時点で調節弁6が動作して
調節弁6の飽和状態が解除されるので積分時間が元の
値”T1”に戻り、積分器9の出力信号が緩やかに上昇
する。
In FIG. 3, the control valve 6 operates at the point "h" to release the saturation state of the control valve 6, so that the integration time returns to the original value "T1", and the output signal of the integrator 9 becomes gentle. To rise.

【0053】従って、目標弁開度信号100を変化させ
て調節弁6が応答を開始するまでの時間は図3中”リ”
に示すようになり、図3中”ヌ”に示す積分時間が一定
の場合の応答を開始するまでの時間と比較して短縮され
ていることが分かる。
Accordingly, the time from the time when the target valve opening signal 100 is changed to the time when the control valve 6 starts responding is “R” in FIG.
It can be seen that the integration time indicated by “nu” in FIG. 3 is shorter than the time required to start the response when the response is constant.

【0054】この結果、調節弁6が飽和状態になった場
合に積分器9の積分時間を短縮することにより、目標弁
開度信号100を変化させて調節弁6が応答を開始する
までの時間を短縮することが可能になる。
As a result, when the control valve 6 is saturated, the integration time of the integrator 9 is shortened to change the target valve opening signal 100 and the time until the control valve 6 starts responding. Can be shortened.

【0055】第2に調節弁6飽和時に積分器9の動作を
停止する処理を図4及び図5を用いて説明する。
Second, a process for stopping the operation of the integrator 9 when the control valve 6 is saturated will be described with reference to FIGS.

【0056】図4は制御回路2aの動作を説明するフロ
ー図、図5は前記フロー図に対応する動作を説明するタ
イミング図である。
FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the control circuit 2a, and FIG. 5 is a timing chart for explaining the operation corresponding to the flowchart.

【0057】この時、弁開度検出器7の出力信号がある
一定の幅で変化せず、しかも、偏差がある一定以上存在
する状態が一定時間継続した場合に調節弁6が飽和状態
であると判断する。
At this time, when the output signal of the valve opening degree detector 7 does not change with a certain fixed width and the state where the deviation exists for a certain amount or more continues for a certain period of time, the control valve 6 is saturated. Judge.

【0058】また、弁開度検出器7の出力信号が変化す
るか、若しくは、偏差が一定以下になった場合、或い
は、目標弁開度信号100の値が変更された場合には調
節弁6の飽和状態が解除されたと判断する。
When the output signal of the valve opening detector 7 changes, or when the deviation becomes smaller than a certain value, or when the value of the target valve opening signal 100 changes, the control valve 6 changes. It is determined that the saturation state has been released.

【0059】そして、調節弁6が飽和状態であれば積分
器9の動作を停止させ、停止直前の出力信号を保持し、
飽和状態が解除された場合には積分器9の動作を開始さ
せる。
When the control valve 6 is saturated, the operation of the integrator 9 is stopped, and the output signal immediately before the stop is held.
When the saturated state is released, the operation of the integrator 9 is started.

【0060】図4(a)に示すように弁開度信号101
の差が一定値”α”よりも小さいかどうかを判断し、弁
開度信号101の差が”α”以上であれば調節弁6の飽
和状態が解除されたと判断して図4(b)に示すよう
に”i=0”としてカウンタをリセットすると共に図4
(c)に示すように積分器9を動作、若しくは、動作を
維持する。
As shown in FIG. 4A, the valve opening signal 101
Is determined to be smaller than a predetermined value "α", and if the difference between the valve opening signals 101 is equal to or larger than "α", it is determined that the saturation state of the control valve 6 has been released, and FIG. As shown in FIG. 4, the counter is reset by setting "i = 0", and FIG.
The integrator 9 is operated or the operation is maintained as shown in FIG.

【0061】そして、図4(d)に示すようにPID演
算を行って、図4(e)に示すように現在の目標弁開度
信号100、弁開度信号101及び積分器6の出力信号
を次回の処理のため保持する。
Then, the PID calculation is performed as shown in FIG. 4D, and the current target valve opening signal 100, the valve opening signal 101 and the output signal of the integrator 6 are obtained as shown in FIG. Is held for the next processing.

【0062】図4(a)にいおて弁開度信号101の差
が”α”よりも小さければ、図4(f)に示すように偏
差が一定値”β”よりも大きいかどうかを判断する。
In FIG. 4A, if the difference between the valve opening signals 101 is smaller than "α", it is determined whether the deviation is larger than a constant value "β" as shown in FIG. to decide.

【0063】そして、偏差が”β”以下であれば調節弁
6の飽和状態が解除されたと判断して上述と同様に図4
(b)〜(e)の処理を行う。
If the deviation is equal to or smaller than "β", it is determined that the saturation state of the control valve 6 has been released, and the same as in FIG.
The processing of (b) to (e) is performed.

【0064】一方、偏差が”β”よりも大きければ図4
(g)に示すように、”i=i+1”としてカウンタを
カウントアップする。
On the other hand, if the deviation is larger than “β”, FIG.
As shown in (g), the counter is counted up as "i = i + 1".

【0065】また、図4(h)に示すように”i>δ”
であれば図4(a)及び(f)の状態が一定時間以上経
過したものと判断し、また、”i≦δ”であれば図4
(c)〜(e)の処理を行う。
As shown in FIG. 4H, "i>δ"
If it is, it is determined that the states of FIGS. 4A and 4F have passed a predetermined time or more, and if “i ≦ δ”, it is determined that the state of FIG.
The processing of (c) to (e) is performed.

【0066】さらに、図4(i)に示すように目標弁開
度信号100に変更が無いかどうかを判断する。
Further, it is determined whether or not the target valve opening signal 100 has been changed as shown in FIG.

【0067】もし、図4(i)において目標弁開度信号
100が変更されていなければ調節弁6が飽和状態にな
ったと判断して図4(j)に示すように積分器9の動作
を停止すると共に、積分器9の出力信号を直前の出力値
に固定する。
If the target valve opening signal 100 is not changed in FIG. 4 (i), it is determined that the control valve 6 has become saturated, and the operation of the integrator 9 is performed as shown in FIG. 4 (j). At the same time, the output signal of the integrator 9 is fixed at the immediately preceding output value.

【0068】逆に、図4(i)において目標弁開度信号
100が変更されていれば、調節弁6の飽和状態が解除
されたと判断して図4(b)〜(e)の処理を行う。
Conversely, if the target valve opening signal 100 has been changed in FIG. 4 (i), it is determined that the saturation state of the control valve 6 has been released, and the processing of FIGS. 4 (b) to 4 (e) is performed. Do.

【0069】また、図5において(a)は調節弁6の動
作状態、(b)は目標弁開度信号100、(c)は積分
器9の出力信号をそれぞれ示している。
In FIG. 5, (a) shows the operating state of the control valve 6, (b) shows the target valve opening signal 100, and (c) shows the output signal of the integrator 9, respectively.

【0070】また、図5中”イ”は図4のアルゴリズム
による積分器9の出力信号、図5中”ロ”は調節弁6が
飽和か否かに係わりなく積分器9の動作を継続した場合
の積分器9の出力信号である。
In FIG. 5, "A" indicates the output signal of the integrator 9 according to the algorithm of FIG. 4, and "B" in FIG. 5 indicates that the operation of the integrator 9 is continued regardless of whether the control valve 6 is saturated. It is an output signal of the integrator 9 in the case.

【0071】図5中”ハ”の時点で図4中(a),
(f),(h)及び(i)の条件が成立すると積分器9
の動作が停止するので図5中”ニ”に示すように積分器
9の出力は一定値を保持する。
At the time of "c" in FIG. 5, (a) in FIG.
When the conditions (f), (h) and (i) are satisfied, the integrator 9
5 stops, the output of the integrator 9 keeps a constant value as indicated by "d" in FIG.

【0072】図5中”ホ”に示すように目標弁開度信号
100が切り換わると、図4中(i)の条件が不成立に
なるので積分器9の動作が再開され積分器9の出力信号
は図5中”ヘ”に示す動作点まで立ち上がり図5中”
ト”に到達し、調節弁6が動作する。
When the target valve opening signal 100 is switched as shown by "e" in FIG. 5, the condition of (i) in FIG. 4 is not satisfied, so that the operation of the integrator 9 is restarted and the output of the integrator 9 The signal rises to the operating point indicated by "F" in FIG.
And the control valve 6 operates.

【0073】従って、目標弁開度信号100を変化させ
て調節弁6が応答を開始するまでの時間は図5中”チ”
に示すようになり、図5中”リ”に示す積分器9の動作
を継続した場合の応答を開始するまでの時間と比較して
短縮されていることが分かる。
Accordingly, the time required for changing the target valve opening signal 100 and starting the response of the control valve 6 is "H" in FIG.
As shown in FIG. 5, it can be seen that the time required to start the response when the operation of the integrator 9 shown in FIG.

【0074】この結果、調節弁6が飽和状態になった場
合に積分器9の動作を停止することにより、目標弁開度
信号100を変化させて調節弁6が応答を開始するまで
の時間を短縮することが可能になる。
As a result, when the control valve 6 is saturated, the operation of the integrator 9 is stopped, thereby changing the target valve opening signal 100 to reduce the time until the control valve 6 starts responding. It becomes possible to shorten.

【0075】なお、図1に示す実施例では減算器1はデ
ィジタル信号を減算する減算器であるが、勿論、目標弁
開度信号100及び弁開度信号101をアナログ信号の
時点で減算した後にA/D変換して制御回路2aに取り
込んでも良い。
In the embodiment shown in FIG. 1, the subtractor 1 is a subtracter for subtracting a digital signal. Of course, the subtractor 1 subtracts the target valve opening signal 100 and the valve opening signal 101 at the time of an analog signal. The signal may be A / D converted and taken into the control circuit 2a.

【0076】[0076]

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば次のような効果がある。調節弁が飽和状
態になった場合に積分器の積分時間を短縮する、若しく
は、積分器の動作を停止することにより、積分器が飽和
しても目標弁開度信号の変化に対する調節弁の応答時間
を短縮することが可能なバルブポジショナが実現でき
る。
As is apparent from the above description,
According to the present invention, the following effects can be obtained. By reducing the integration time of the integrator when the control valve is saturated, or by stopping the operation of the integrator, the response of the control valve to a change in the target valve opening signal even when the integrator is saturated. A valve positioner that can reduce the time can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るバルブポジショナの一実施例を示
す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of a valve positioner according to the present invention.

【図2】制御回路の動作を説明するフロー図である。FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation of a control circuit.

【図3】図2のフロー図に対応する動作を説明するタイ
ミング図である。
FIG. 3 is a timing chart illustrating an operation corresponding to the flowchart of FIG. 2;

【図4】制御回路の動作を説明するフロー図である。FIG. 4 is a flowchart illustrating the operation of the control circuit.

【図5】図4のフロー図に対応する動作を説明するタイ
ミング図である。
FIG. 5 is a timing chart for explaining an operation corresponding to the flowchart of FIG. 4;

【図6】従来のバルブポジショナの一例を示す構成ブロ
ック図である。
FIG. 6 is a configuration block diagram illustrating an example of a conventional valve positioner.

【図7】バルブポジショナのPID制御を説明するブロ
ック図である。
FIG. 7 is a block diagram illustrating PID control of a valve positioner.

【図8】状態を説明するタイミング図である。FIG. 8 is a timing chart illustrating states.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 減算器 2,2a 制御回路 3 D/A変換器 4 トルクモータ 5 パイロットリレー 6 調節弁 7 弁開度検出器 8 A/D変換器 9 積分器 10 比例器 11 微分器 12 増幅器 13 操作量 14 操作量のリミッタ 50,50a 制御手段 51 操作手段 52 検出手段 100 目標弁開度信号 101 弁開度信号 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Subtractor 2, 2a Control circuit 3 D / A converter 4 Torque motor 5 Pilot relay 6 Control valve 7 Valve opening detector 8 A / D converter 9 Integrator 10 Proportional unit 11 Differentiator 12 Amplifier 13 Operation amount 14 Operating amount limiter 50, 50a Control means 51 Operating means 52 Detecting means 100 Target valve opening signal 101 Valve opening signal

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】調節弁の弁開度が目標弁開度に一致するよ
うに空気圧により前記調節弁を制御するバルブポジショ
ナにおいて、 前記調節弁の弁開度を検出する検出手段と、 前記調節弁の弁開度を操作する操作手段と、 前記検出手段の出力と目標弁開度とが一致するように前
記操作手段を制御すると共に前記検出手段の出力がある
一定の幅で変化せず、且つ、前記検出手段の出力と前記
目標弁開度との偏差がある一定以上存在する状態が一定
時間継続した場合に前記調節弁が飽和状態であると判断
して積分時間を短縮し、 検出手段の出力が変化するか、若しくは、前記偏差が一
定以下になった場合に前記調節弁の飽和状態が解除され
たと判断して積分時間を元の値に戻す 制御手段とを備え
たことを特徴とするバルブポジショナ。
1. A valve positioner for controlling the control valve by air pressure so that the valve opening of the control valve coincides with a target valve opening, detection means for detecting the valve opening of the control valve, and the control valve. Operating means for operating the valve opening degree, and controlling the operating means so that the output of the detecting means coincides with the target valve opening degree, and the output of the detecting means.
It does not change at a constant width, and the output of the detection means and the
The state where the deviation from the target valve opening exists more than a certain level is constant
It is determined that the control valve is saturated when the time has continued
To shorten the integration time and change the output of the detection means, or
The saturation of the control valve is released when the
And a control means for returning the integration time to the original value upon judging that the valve positioner has failed.
【請求項2】調節弁の弁開度が目標弁開度に一致するよ
うに空気圧により前記調節弁を制御するバルブポジショ
ナにおいて、 前記調節弁の弁開度を検出する検出手段と、 前記調節弁の弁開度を操作する操作手段と、 前記検出手段の出力と目標弁開度とが一致するように前
記操作手段を制御すると共に前記調節弁が飽和状態にな
った場合に積分動作を停止する制御手段とを備えたこと
を特徴とするバルブポジショナ。
2. A valve positioner for controlling the control valve by air pressure so that the valve opening of the control valve coincides with a target valve opening, a detecting means for detecting the valve opening of the control valve, and the control valve. Operating means for operating the valve opening degree, and controlling the operating means so that the output of the detecting means and the target valve opening degree coincide with each other, and stopping the integration operation when the control valve is saturated. A valve positioner comprising control means.
【請求項3】検出手段の出力がある一定の幅で変化せ
ず、且つ、前記検出手段の出力と前記目標弁開度との偏
差がある一定以上存在する状態が一定時間継続した場合
に前記調節弁が飽和状態であると判断し、 検出手段の出力信号が変化するか、若しくは、前記偏差
が一定以下になった場合、或いは、目標弁開度の値が変
更された場合に前記調節弁の飽和状態が解除されたと判
断することを特徴とする特許請求の範囲請求項2記載
バルブポジショナ。
3. The method according to claim 1, wherein the output of the detection means does not change within a certain width, and the state where the difference between the output of the detection means and the target valve opening degree exists for a certain time or more continues for a predetermined time. When the control valve is determined to be in a saturated state, the output signal of the detection means changes, or when the deviation becomes equal to or less than a predetermined value, or when the value of the target valve opening is changed, the control valve is changed. 3. The valve positioner according to claim 2, wherein it is determined that the saturated state has been released.
JP9027800A 1997-02-12 1997-02-12 Valve positioner Expired - Lifetime JP3057635B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9027800A JP3057635B2 (en) 1997-02-12 1997-02-12 Valve positioner

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9027800A JP3057635B2 (en) 1997-02-12 1997-02-12 Valve positioner

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10220618A JPH10220618A (en) 1998-08-21
JP3057635B2 true JP3057635B2 (en) 2000-07-04

Family

ID=12231063

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9027800A Expired - Lifetime JP3057635B2 (en) 1997-02-12 1997-02-12 Valve positioner

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3057635B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5313541B2 (en) * 2008-04-16 2013-10-09 株式会社キッツ Control device and control method for electric actuator
JP5199929B2 (en) * 2009-03-23 2013-05-15 株式会社ミツバ Variable nozzle control device for turbocharger
KR101107612B1 (en) * 2010-04-08 2012-01-25 주식회사 영텍 Torque motor for positioner
CN102624299B (en) * 2012-01-20 2014-04-09 中国科学院上海技术物理研究所 Anti-saturation PID (Proportion Integration Differentiation) control method for motor speed regulation system

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0697408B2 (en) * 1983-09-02 1994-11-30 株式会社ユニシアジェックス Electronic feedback control system for vehicle
JPH0648002B2 (en) * 1985-09-27 1994-06-22 横河電機株式会社 Electric Pneumatic Positioner
JPH05143105A (en) * 1991-11-19 1993-06-11 Amada Co Ltd Automatic control device
JPH07180701A (en) * 1993-12-24 1995-07-18 Yamatake Honeywell Co Ltd Electropneumatic positioner

Also Published As

Publication number Publication date
JPH10220618A (en) 1998-08-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3057635B2 (en) Valve positioner
JP4475027B2 (en) Turbine control device, control method thereof, and turbine system
JP2955728B2 (en) Boiler main steam temperature control method and apparatus
JP3297219B2 (en) Power amplifier for clutch and brake
JP3404480B2 (en) Turbine control device
JP2849943B2 (en) Power generation control device
JPS6137041Y2 (en)
JP2652019B2 (en) Refrigeration cycle frequency controller
JP2001050418A (en) Valve positioner
JPH07229405A (en) Method for controlling turbine bypass of combined plant
JP3716443B2 (en) Auxiliary steam pressure controller for soot blower
JPH11257018A (en) Steam by-pass system for steam turbine
JP3281747B2 (en) Disturbance suppression circuit for control system
JP2501893B2 (en) Output limit method of proportional-plus-integral controller
JP2666603B2 (en) Heater control device
JP2767595B2 (en) Position proportional control device
JPH0631285Y2 (en) Combustion control device
JPH05127701A (en) Controller
JPS62189505A (en) Feedback controller
JPH03123818A (en) Diagnostic device for analog output equipment
JPH10127099A (en) Turbine control device
JP2000010602A (en) Pid control method and its controller
JPH04275063A (en) Digital control power source
JP3937519B2 (en) Engine speed control device
JPH0313762Y2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080421

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090421

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090421

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100421

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100421

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110421

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120421

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130421

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130421

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140421

Year of fee payment: 14

EXPY Cancellation because of completion of term