JP3511458B2 - 電空ポジショナ - Google Patents
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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- G05B19/231—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for point-to-point control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude
- G05B19/234—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for point-to-point control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude with current or torque feedback only
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/2278—Pressure modulating relays or followers
- Y10T137/2409—With counter-balancing pressure feedback to the modulating device
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/7722—Line condition change responsive valves
- Y10T137/7758—Pilot or servo controlled
- Y10T137/7761—Electrically actuated valve
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、入力電気信号を
空気圧に変換する電空変換部を有し、その変換した空気
圧を調節弁の操作器へ与え、この操作器を介して流体の
流れる通路を開閉する調節弁の弁開度を制御する電空ポ
ジショナに関するものである。
空気圧に変換する電空変換部を有し、その変換した空気
圧を調節弁の操作器へ与え、この操作器を介して流体の
流れる通路を開閉する調節弁の弁開度を制御する電空ポ
ジショナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】空気圧サーボ機構の一種であるポジショ
ナの機能と電空変換器を合わせ持つ電空ポジショナにお
いては、現場に設置（新規あるいは交換）して実際に調
節弁を制御する前に、各種の設定、ゼロ／スパン調整、
制御パラメータのチューニングを作業者が行っている。
なお、ゼロ／スパン調整や制御パラメータのチューニン
グは、定期のメンテナンス時にも行う。
ナの機能と電空変換器を合わせ持つ電空ポジショナにお
いては、現場に設置（新規あるいは交換）して実際に調
節弁を制御する前に、各種の設定、ゼロ／スパン調整、
制御パラメータのチューニングを作業者が行っている。
なお、ゼロ／スパン調整や制御パラメータのチューニン
グは、定期のメンテナンス時にも行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電空ポジショナでは、上述した各種の設定やゼロ／スパ
ン調整，制御パラメータのチューニングを作業者が行っ
ており、作業者への負担が大きく、ミスも多かった。他
社の調節弁と組み合わせた場合はなおさらであった。
電空ポジショナでは、上述した各種の設定やゼロ／スパ
ン調整，制御パラメータのチューニングを作業者が行っ
ており、作業者への負担が大きく、ミスも多かった。他
社の調節弁と組み合わせた場合はなおさらであった。
【０００４】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、現場への設
置や定期のメンテナンスに際して、作業者の負担を軽減
すると共にミスもなくすことのできる電空ポジショナを
提供することにある。
なされたもので、その目的とするところは、現場への設
置や定期のメンテナンスに際して、作業者の負担を軽減
すると共にミスもなくすことのできる電空ポジショナを
提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、第１発明（請求項１に係る発明）は、自動設
定指令を受けて、入力電気信号を空気圧に変換する際の
駆動信号を最小信号および最大信号とした時の調節弁の
弁開度位置を最小弁開度位置および最大弁開度位置とし
て求め、この最小弁開度位置と最大弁開度位置との相対
的位置関係と調節弁の弁栓形式から駆動信号が最小信号
である場合の調節弁の弁開度位置を求め、この求めた弁
開度位置から入力電気信号の最大信号および最小信号が
調節弁の弁開度を全開／全閉の何れの方向に制御する信
号であるのかを設定する自動設定手段を設けたものであ
る。この発明によれば、自動設定指令を与えると、駆動
信号を最小信号および最大信号とした時の最小弁開度位
置と最大弁開度位置との相対的位置関係と調節弁の弁栓
形式から駆動信号が最小信号である場合の調節弁の弁開
度位置が求められ、この求めた弁開度位置から入力電気
信号の最大信号および最小信号が調節弁の弁開度を全開
／全閉の何れの方向に制御する信号であるのかが自動的
に設定される。
るために、第１発明（請求項１に係る発明）は、自動設
定指令を受けて、入力電気信号を空気圧に変換する際の
駆動信号を最小信号および最大信号とした時の調節弁の
弁開度位置を最小弁開度位置および最大弁開度位置とし
て求め、この最小弁開度位置と最大弁開度位置との相対
的位置関係と調節弁の弁栓形式から駆動信号が最小信号
である場合の調節弁の弁開度位置を求め、この求めた弁
開度位置から入力電気信号の最大信号および最小信号が
調節弁の弁開度を全開／全閉の何れの方向に制御する信
号であるのかを設定する自動設定手段を設けたものであ
る。この発明によれば、自動設定指令を与えると、駆動
信号を最小信号および最大信号とした時の最小弁開度位
置と最大弁開度位置との相対的位置関係と調節弁の弁栓
形式から駆動信号が最小信号である場合の調節弁の弁開
度位置が求められ、この求めた弁開度位置から入力電気
信号の最大信号および最小信号が調節弁の弁開度を全開
／全閉の何れの方向に制御する信号であるのかが自動的
に設定される。
【０００６】
【０００７】第２発明（請求項２に係る発明）は、自動
設定指令を受けて、入力電気信号を空気圧に変換する際
の駆動信号を最小信号および最大信号とした時の調節弁
の弁開度位置を最小弁開度位置および最大弁開度位置と
して求め、この最小弁開度位置と最大弁開度位置との相
対的位置関係と電空ポジショナ自身の動作形式と調節弁
の弁栓形式から操作器の動作形式を求め、この求めた操
作器の動作形式と電空ポジショナ自身の動作形式と調節
弁の弁栓形式から、入力電気信号の最大信号および最小
信号が調節弁の弁開度を全開／全閉の何れの方向に制御
する信号であるのかを設定する自動設定手段を設けたも
のである。この発明によれば、操作器の動作形式が不明
である場合にも、入力電気信号の最大信号および最小信
号が調節弁の弁開度を全開／全閉の何れの方向に制御す
る信号であるのかを自動的に設定することができる。
設定指令を受けて、入力電気信号を空気圧に変換する際
の駆動信号を最小信号および最大信号とした時の調節弁
の弁開度位置を最小弁開度位置および最大弁開度位置と
して求め、この最小弁開度位置と最大弁開度位置との相
対的位置関係と電空ポジショナ自身の動作形式と調節弁
の弁栓形式から操作器の動作形式を求め、この求めた操
作器の動作形式と電空ポジショナ自身の動作形式と調節
弁の弁栓形式から、入力電気信号の最大信号および最小
信号が調節弁の弁開度を全開／全閉の何れの方向に制御
する信号であるのかを設定する自動設定手段を設けたも
のである。この発明によれば、操作器の動作形式が不明
である場合にも、入力電気信号の最大信号および最小信
号が調節弁の弁開度を全開／全閉の何れの方向に制御す
る信号であるのかを自動的に設定することができる。
【０００８】第３発明（請求項３に係る発明）は、第１
発明において、調節弁の開度に応じた電気信号出力を送
信する手段と、駆動信号が最小信号である場合の調節弁
の弁開度位置から、異常時における調節弁の開度に応じ
た電気信号出力を決定する手段と設けたものである。第
４発明（請求項４に係る発明）は、第２発明において、
調節弁の開度に応じた電気信号出力を送信する手段と、
電空ポジショナ自身の動作形式と操作器の動作形式と調
節弁の弁栓形式から、異常時における調節弁の開度に応
じた電気信号出力を決定する手段とを設けたものであ
る。この第３，第４発明によれば、入力電気信号の最大
信号および最小信号が調節弁の弁開度を全開／全閉の何
れの方向に制御する信号であるのかの自動設定に加え
て、異常時における調節弁の開度に応じた電気信号出
力、すなわち異常時に弁を全閉にするのか全開にするの
かが自動的に設定される。
発明において、調節弁の開度に応じた電気信号出力を送
信する手段と、駆動信号が最小信号である場合の調節弁
の弁開度位置から、異常時における調節弁の開度に応じ
た電気信号出力を決定する手段と設けたものである。第
４発明（請求項４に係る発明）は、第２発明において、
調節弁の開度に応じた電気信号出力を送信する手段と、
電空ポジショナ自身の動作形式と操作器の動作形式と調
節弁の弁栓形式から、異常時における調節弁の開度に応
じた電気信号出力を決定する手段とを設けたものであ
る。この第３，第４発明によれば、入力電気信号の最大
信号および最小信号が調節弁の弁開度を全開／全閉の何
れの方向に制御する信号であるのかの自動設定に加え
て、異常時における調節弁の開度に応じた電気信号出
力、すなわち異常時に弁を全閉にするのか全開にするの
かが自動的に設定される。
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】第５発明（請求項５に係る発明）は、自動
メンテナンス指令を受けて、入力電気信号の最大信号お
よび最小信号が調節弁の弁開度を全開／全閉の何れの方
向に制御する信号であるのかを設定し、続いて、調節弁
の弁開度を制御する際の基準となるゼロ点位置を求めて
記憶したうえで、調節弁の実際の全開度位置であるスパ
ン位置を求めて記憶し、続いて、操作器のサイズと操作
器のヒステリシスレベルを決定し、この決定した操作器
のサイズおよび操作器のヒステリシスレベルに基づいて
予め作成されている制御パラメータテーブルから対応す
るパラメータ候補を選び出し、この選び出したパラメー
タ候補を現在設定されている対応する制御パラメータと
置き換える自動メンテナンス手段を設けたものである。
この発明によれば、自動メンテナンス指令を与えると、
自動設定→ゼロ／スパン調整→自動チューニングが連続
して行われる。
メンテナンス指令を受けて、入力電気信号の最大信号お
よび最小信号が調節弁の弁開度を全開／全閉の何れの方
向に制御する信号であるのかを設定し、続いて、調節弁
の弁開度を制御する際の基準となるゼロ点位置を求めて
記憶したうえで、調節弁の実際の全開度位置であるスパ
ン位置を求めて記憶し、続いて、操作器のサイズと操作
器のヒステリシスレベルを決定し、この決定した操作器
のサイズおよび操作器のヒステリシスレベルに基づいて
予め作成されている制御パラメータテーブルから対応す
るパラメータ候補を選び出し、この選び出したパラメー
タ候補を現在設定されている対応する制御パラメータと
置き換える自動メンテナンス手段を設けたものである。
この発明によれば、自動メンテナンス指令を与えると、
自動設定→ゼロ／スパン調整→自動チューニングが連続
して行われる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態に基づ
き詳細に説明する。図２はこの発明を適用してなる調節
弁制御システムのシステム構成図である。同図におい
て、１はコントローラ、２は調節弁、３は調節弁２の弁
開度を制御する電空ポジショナ、Ｌ１，Ｌ２はコントロ
ーラ１と電空ポジショナ３との間を接続する通信線であ
る。この通信線Ｌ１，Ｌ２を介してコントローラ１より
電空ポジショナ３へ４〜２０ｍＡの入力電流Ｉが設定値
データとして与えられる。
き詳細に説明する。図２はこの発明を適用してなる調節
弁制御システムのシステム構成図である。同図におい
て、１はコントローラ、２は調節弁、３は調節弁２の弁
開度を制御する電空ポジショナ、Ｌ１，Ｌ２はコントロ
ーラ１と電空ポジショナ３との間を接続する通信線であ
る。この通信線Ｌ１，Ｌ２を介してコントローラ１より
電空ポジショナ３へ４〜２０ｍＡの入力電流Ｉが設定値
データとして与えられる。
【００１５】電空ポジショナ３は、通信ライン駆動部３
Ａと、データ処理制御部３Ｂと、電空変換部３Ｃと、角
度センサ（ＶＴＤ）３Ｄとを備えている。通信ライン駆
動部３Ａはコントローラ１との間でデータの通信を行う
インターフェイス３Ａ１を有している。
Ａと、データ処理制御部３Ｂと、電空変換部３Ｃと、角
度センサ（ＶＴＤ）３Ｄとを備えている。通信ライン駆
動部３Ａはコントローラ１との間でデータの通信を行う
インターフェイス３Ａ１を有している。
【００１６】データ処理制御部３Ｂは、ＣＰＵ３Ｂ１と
メモリ３Ｂ２とを有し、コントローラ１からの通信ライ
ン駆動部３Ａを介する設定値データを受けてこれを処理
し、コントローラ１からの入力電流Ｉ＝４ｍＡに対して
電空変換部３Ｃへのコイル駆動電流ＩＭを０ｍＡとし、
入力電流Ｉ＝２０ｍＡに対して電空変換部３Ｃへのコイ
ル駆動電流ＩＭを最大値とし、電空変換部３Ｃを通して
電空変換信号（空気圧）を調節弁２へ供給する。調節弁
２は、電空ポジショナ２からの電空変換信号を受ける操
作器２Ａを備えており、この操作器２Ａを介して弁２Ｃ
の開度が制御される。
メモリ３Ｂ２とを有し、コントローラ１からの通信ライ
ン駆動部３Ａを介する設定値データを受けてこれを処理
し、コントローラ１からの入力電流Ｉ＝４ｍＡに対して
電空変換部３Ｃへのコイル駆動電流ＩＭを０ｍＡとし、
入力電流Ｉ＝２０ｍＡに対して電空変換部３Ｃへのコイ
ル駆動電流ＩＭを最大値とし、電空変換部３Ｃを通して
電空変換信号（空気圧）を調節弁２へ供給する。調節弁
２は、電空ポジショナ２からの電空変換信号を受ける操
作器２Ａを備えており、この操作器２Ａを介して弁２Ｃ
の開度が制御される。
【００１７】角度センサ３Ｄは、弁２Ｃの開度をフィー
ドバックレバー（図３に示す４）の回転角度位置（レバ
ー角位置）として検出するセンサで、その検出したレバ
ー角位置をデータ処理制御部３Ｂへ送る。データ処理制
御部３Ｂは、角度センサ３Ｄからのレバー角位置に基づ
き、弁２Ｃの開度をフィードバック制御する。また、デ
ータ処理制御部３Ｂは、このレバー角位置に基づいて弁
２Ｃの開度に応じた電気信号出力を通信ライン駆動部３
Ａから通信線Ｌ１，Ｌ２を介してコントローラ１へ送信
することもできる。
ドバックレバー（図３に示す４）の回転角度位置（レバ
ー角位置）として検出するセンサで、その検出したレバ
ー角位置をデータ処理制御部３Ｂへ送る。データ処理制
御部３Ｂは、角度センサ３Ｄからのレバー角位置に基づ
き、弁２Ｃの開度をフィードバック制御する。また、デ
ータ処理制御部３Ｂは、このレバー角位置に基づいて弁
２Ｃの開度に応じた電気信号出力を通信ライン駆動部３
Ａから通信線Ｌ１，Ｌ２を介してコントローラ１へ送信
することもできる。
【００１８】次に、データ処理制御部３Ｂに設けた本実
施の形態特有の機能について、図３を参照しながら説明
する。図３は電空ポジショナ３の角度センサ３Ｄと調節
弁２との配置関係を示す図である。調節弁２は操作器２
Ａと弁軸２Ｂと弁２Ｃとを備えている。操作器２Ａは、
ダイアフラムを有してなり、電空変換部３Ｃからの導入
空気圧に応じ弁軸２Ｂを上下動させて、弁２Ｃの開度を
調整する。
施の形態特有の機能について、図３を参照しながら説明
する。図３は電空ポジショナ３の角度センサ３Ｄと調節
弁２との配置関係を示す図である。調節弁２は操作器２
Ａと弁軸２Ｂと弁２Ｃとを備えている。操作器２Ａは、
ダイアフラムを有してなり、電空変換部３Ｃからの導入
空気圧に応じ弁軸２Ｂを上下動させて、弁２Ｃの開度を
調整する。
【００１９】この弁軸２Ｂのリフト位置、すなわち弁２
Ｃの開度を検出するべく、角度センサ３Ｄと弁軸２Ｂと
の間にフィードバックレバー４が連結されている。フィ
ードバックレバー４は、弁軸２Ｂのリフト位置に応じて
角度センサ３Ｄの中心Ｏを軸心として、回動する。この
フィードバックレバー４の回転角度位置（レバー角位
置）から弁２Ｃの開度を知ることができる。
Ｃの開度を検出するべく、角度センサ３Ｄと弁軸２Ｂと
の間にフィードバックレバー４が連結されている。フィ
ードバックレバー４は、弁軸２Ｂのリフト位置に応じて
角度センサ３Ｄの中心Ｏを軸心として、回動する。この
フィードバックレバー４の回転角度位置（レバー角位
置）から弁２Ｃの開度を知ることができる。
【００２０】〔実施の形態１：自動設定（第１〜第４発
明）〕 データ処理制御部３Ｂは、自動設定指令が与えられる
と、図１に示すフローチャートに従って「全閉／全開位
置」，「操作器動作の形式」，「入力電流設定値」，
「異常時電気信号出力方向（バーンアウト方向）」を自
動設定する。この場合、データ処理制御部３Ｂへの自動
設定指令は、電空ポジショナ３に設けられた図示せぬス
イッチを作業者が操作することによって与えられるが、
インターフェイス３Ａ１を介して図示せぬ設定器より与
えるようにしてもよく、コントローラ１から与えるよう
にしてもよい。
明）〕 データ処理制御部３Ｂは、自動設定指令が与えられる
と、図１に示すフローチャートに従って「全閉／全開位
置」，「操作器動作の形式」，「入力電流設定値」，
「異常時電気信号出力方向（バーンアウト方向）」を自
動設定する。この場合、データ処理制御部３Ｂへの自動
設定指令は、電空ポジショナ３に設けられた図示せぬス
イッチを作業者が操作することによって与えられるが、
インターフェイス３Ａ１を介して図示せぬ設定器より与
えるようにしてもよく、コントローラ１から与えるよう
にしてもよい。
【００２１】図１に示したフローチャートにおいて、ス
テップ１０１では「全閉／全開位置」を決定する。この
「全閉／全開位置」は調節弁２の弁栓形式から決定す
る。すなわち、弁座より弁栓が上にあるタイプを正栓と
し（図４（ａ）参照）、弁座より弁栓が下にあるタイプ
を逆栓とし（図４（ｂ）参照）、正栓はＶＡＣＴ ＝１
とし、逆栓はＶＡＣＴ ＝−１とし、正栓では全閉位置
ＸSHUT＝−ＶＡＣＴ ＝−１（閉＝下）、全開位置ＸOP
EN＝ＶＡＣＴ ＝１（開＝上）とし、逆栓では全閉位置
ＸSHUT＝−ＶＡＣＴ ＝１（閉＝上）、全開位置ＸOPEN
＝ＶＡＣＴ ＝−１（開＝下）とする。なお、この場
合、調節弁２の弁栓形式は予めデータとして入力されて
いるものとする。
テップ１０１では「全閉／全開位置」を決定する。この
「全閉／全開位置」は調節弁２の弁栓形式から決定す
る。すなわち、弁座より弁栓が上にあるタイプを正栓と
し（図４（ａ）参照）、弁座より弁栓が下にあるタイプ
を逆栓とし（図４（ｂ）参照）、正栓はＶＡＣＴ ＝１
とし、逆栓はＶＡＣＴ ＝−１とし、正栓では全閉位置
ＸSHUT＝−ＶＡＣＴ ＝−１（閉＝下）、全開位置ＸOP
EN＝ＶＡＣＴ ＝１（開＝上）とし、逆栓では全閉位置
ＸSHUT＝−ＶＡＣＴ ＝１（閉＝上）、全開位置ＸOPEN
＝ＶＡＣＴ ＝−１（開＝下）とする。なお、この場
合、調節弁２の弁栓形式は予めデータとして入力されて
いるものとする。
【００２２】ステップ１０２ではコイル駆動電流ＩＭを
コントローラ１からの入力電流Ｉ＝４ｍＡに応じた０ｍ
Ａとする。すなわち、電空変換部３Ｃへのコイル駆動電
流ＩＭを最小値とする。これにより、ＩＭ＝０ｍＡに応
じた空気圧が電空変換部３Ｃを介して調節弁２の操作器
２Ａへ与えられ、弁２Ｃの開度がＩＭ＝０ｍＡに応じた
開度位置に調整される。そして、弁２Ｃが静止状態とな
ったことを確認のうえ（ステップ１０３）、その時の弁
２Ｃの開度位置をＸＩMIN として記憶する（ステップ１
０４）。
コントローラ１からの入力電流Ｉ＝４ｍＡに応じた０ｍ
Ａとする。すなわち、電空変換部３Ｃへのコイル駆動電
流ＩＭを最小値とする。これにより、ＩＭ＝０ｍＡに応
じた空気圧が電空変換部３Ｃを介して調節弁２の操作器
２Ａへ与えられ、弁２Ｃの開度がＩＭ＝０ｍＡに応じた
開度位置に調整される。そして、弁２Ｃが静止状態とな
ったことを確認のうえ（ステップ１０３）、その時の弁
２Ｃの開度位置をＸＩMIN として記憶する（ステップ１
０４）。
【００２３】ステップ１０５ではコイル駆動電流ＩＭを
コントローラ１からの入力電流２０ｍＡに応じた値とす
る。すなわち、電空変換部３Ｃへのコイル駆動電流ＩＭ
を最大値とする。これにより、ＩＭ＝最大値に応じた空
気圧が電空変換部３Ｃを介して調節弁２の操作器２Ａへ
与えられ、弁２Ｃの開度がＩＭ＝最大値に応じた開度位
置に調整される。そして、弁２Ｃが静止状態となったこ
とを確認のうえ（ステップ１０６）、その時の弁２Ｃの
開度位置をＸＩMAX として記憶する（ステップ１０
７）。
コントローラ１からの入力電流２０ｍＡに応じた値とす
る。すなわち、電空変換部３Ｃへのコイル駆動電流ＩＭ
を最大値とする。これにより、ＩＭ＝最大値に応じた空
気圧が電空変換部３Ｃを介して調節弁２の操作器２Ａへ
与えられ、弁２Ｃの開度がＩＭ＝最大値に応じた開度位
置に調整される。そして、弁２Ｃが静止状態となったこ
とを確認のうえ（ステップ１０６）、その時の弁２Ｃの
開度位置をＸＩMAX として記憶する（ステップ１０
７）。
【００２４】この場合、ステップ１０５〜１０７の処理
は、ステップ１０２〜１０４の処理の前に行うようにし
てもよい。すなわち、ステップ１０５〜１０７の処理と
ステップ１０２〜１０４の処理とを入れ替え、ステップ
１０５〜１０７の処理を行った後にステップ１０２〜１
０４の処理を行うようにしてもよい。
は、ステップ１０２〜１０４の処理の前に行うようにし
てもよい。すなわち、ステップ１０５〜１０７の処理と
ステップ１０２〜１０４の処理とを入れ替え、ステップ
１０５〜１０７の処理を行った後にステップ１０２〜１
０４の処理を行うようにしてもよい。
【００２５】ステップ１０８では、ステップ１０４で記
憶した弁開度位置ＸＩMIN とステップ１０７で記憶した
弁開度位置ＸＩMAX との相対的位置関係と調節弁２の弁
栓形式ＶＡＣＴ から、コイル駆動電流ＩＭが０ｍＡで
ある場合の調節弁２の弁開度位置ＸI0を求める。この実
施の形態では、下記の（１）式より、コイル駆動電流Ｉ
Ｍが０ｍＡである場合の調節弁２の弁開度位置ＸI0を求
める（ＸI0＝１：全開、ＸI0＝−１：全閉）。但し、
（１）式において、Ｓｇｎ（Ｘ）は、Ｘ≧０で「１」、
Ｘ＜０で「−１」となる関数とする。 ＸI0＝Ｓｇｎ（ＸＩMIN −ＸＩMAX ）*ＶＡＣＴ ・・・・（１）
憶した弁開度位置ＸＩMIN とステップ１０７で記憶した
弁開度位置ＸＩMAX との相対的位置関係と調節弁２の弁
栓形式ＶＡＣＴ から、コイル駆動電流ＩＭが０ｍＡで
ある場合の調節弁２の弁開度位置ＸI0を求める。この実
施の形態では、下記の（１）式より、コイル駆動電流Ｉ
Ｍが０ｍＡである場合の調節弁２の弁開度位置ＸI0を求
める（ＸI0＝１：全開、ＸI0＝−１：全閉）。但し、
（１）式において、Ｓｇｎ（Ｘ）は、Ｘ≧０で「１」、
Ｘ＜０で「−１」となる関数とする。 ＸI0＝Ｓｇｎ（ＸＩMIN −ＸＩMAX ）*ＶＡＣＴ ・・・・（１）
【００２６】ステップ１０９では、コイル駆動電流ＩＭ
が０ｍＡである場合の調節弁２の弁開度位置ＸI0と電空
ポジショナ３自身の動作形式ＰＡＣＴ と調節弁の弁栓
形式ＶＡＣＴ から操作器２Ａの動作形式ＡＡＣＴ
（ＡＡＣＴ ＝１：正動作、ＡＡＣＴ ＝−１：逆動
作）を求める。この実施の形態では、下記の（２）式よ
り、操作器２Ａの動作形式ＡＡＣＴ を求める。 ＡＡＣＴ ＝ＸI0*ＰＡＣＴ *ＶＡＣＴ ・・・・（２）
が０ｍＡである場合の調節弁２の弁開度位置ＸI0と電空
ポジショナ３自身の動作形式ＰＡＣＴ と調節弁の弁栓
形式ＶＡＣＴ から操作器２Ａの動作形式ＡＡＣＴ
（ＡＡＣＴ ＝１：正動作、ＡＡＣＴ ＝−１：逆動
作）を求める。この実施の形態では、下記の（２）式よ
り、操作器２Ａの動作形式ＡＡＣＴ を求める。 ＡＡＣＴ ＝ＸI0*ＰＡＣＴ *ＶＡＣＴ ・・・・（２）
【００２７】但し、ＰＡＣＴ ＝１は電空ポジショナ３
の特性が正動作型ポジショナ（正ポ）であることを示
し、ＰＡＣＴ ＝−１は電空ポジショナ３の特性が逆動
作型ポジショナ（逆ポ）であることを示す。正ポではコ
イル駆動電流ＩＭが大きくなると調節弁２へ送られる出
力空気圧が大きくなる。逆ポではコイル駆動電流ＩＭが
大きくなると調節弁２へ送られる出力空気圧が小さくな
る。なお、この場合、電空ポジショナ３自身の動作形式
は予めデータとして入力されているものとする。また、
操作器２Ａの正動作（ＡＡＣＴ ＝１）とは、電空ポジ
ショナ３から空気が送られると弁軸２Ｂが下がるタイプ
で、逆動作（ＡＡＣＴ ＝−１）とは、電空ポジショナ
３から空気が送られると弁軸２Ｂが上がるタイプである
ことを示す。
の特性が正動作型ポジショナ（正ポ）であることを示
し、ＰＡＣＴ ＝−１は電空ポジショナ３の特性が逆動
作型ポジショナ（逆ポ）であることを示す。正ポではコ
イル駆動電流ＩＭが大きくなると調節弁２へ送られる出
力空気圧が大きくなる。逆ポではコイル駆動電流ＩＭが
大きくなると調節弁２へ送られる出力空気圧が小さくな
る。なお、この場合、電空ポジショナ３自身の動作形式
は予めデータとして入力されているものとする。また、
操作器２Ａの正動作（ＡＡＣＴ ＝１）とは、電空ポジ
ショナ３から空気が送られると弁軸２Ｂが下がるタイプ
で、逆動作（ＡＡＣＴ ＝−１）とは、電空ポジショナ
３から空気が送られると弁軸２Ｂが上がるタイプである
ことを示す。
【００２８】また、ステップ１０９では、コイル駆動電
流ＩＭが０ｍＡである場合の調節弁２の弁開度位置ＸI0
から入力電流Ｉの最大値（２０ｍＡ）および最小値（４
ｍＡ）が調節弁２の弁開度を全開／全閉の何れの方向に
制御する信号であるのかを設定する。この実施の形態で
は、ＸI0＝−１の場合、すなわち全閉の場合、全閉時電
流（４ｍＡ）＜全開時電流（２０ｍＡ）とする。また、
ＸI0＝１の場合、すなわち全開の場合、全閉時電流（２
０ｍＡ）＞全開時電流（４ｍＡ）とする。
流ＩＭが０ｍＡである場合の調節弁２の弁開度位置ＸI0
から入力電流Ｉの最大値（２０ｍＡ）および最小値（４
ｍＡ）が調節弁２の弁開度を全開／全閉の何れの方向に
制御する信号であるのかを設定する。この実施の形態で
は、ＸI0＝−１の場合、すなわち全閉の場合、全閉時電
流（４ｍＡ）＜全開時電流（２０ｍＡ）とする。また、
ＸI0＝１の場合、すなわち全開の場合、全閉時電流（２
０ｍＡ）＞全開時電流（４ｍＡ）とする。
【００２９】また、ステップ１０９では、コイル駆動電
流ＩＭが０ｍＡである場合の調節弁２の弁開度位置ＸI0
から異常時電気信号出力方向（バーンアウト方向）を決
定する。この実施の形態では、ＸI0＝−１の場合、すな
わち全閉の場合、調節弁２の弁開度を強制的に全閉とす
る。また、ＸI0＝１の場合、すなわち全開の場合、調節
弁２の弁開度を強制的に全開とする。なお、異常時電気
信号出力方向をコイル駆動電流ＩＭが０ｍＡである場合
の弁開度位置ＸI0から決定する理由は、異常時とは、例
えば電空ポジショナ３への電源供給が遮断されたり、電
空ポジショナ３の内部メモリ３Ｂ２が壊れた場合など、
もはや、電空ポジショナ３が調節弁２の弁開度を制御で
きなくなった状態のことであり、即ち、コイル駆動電流
ＩＭを流せなくなるからである。
流ＩＭが０ｍＡである場合の調節弁２の弁開度位置ＸI0
から異常時電気信号出力方向（バーンアウト方向）を決
定する。この実施の形態では、ＸI0＝−１の場合、すな
わち全閉の場合、調節弁２の弁開度を強制的に全閉とす
る。また、ＸI0＝１の場合、すなわち全開の場合、調節
弁２の弁開度を強制的に全開とする。なお、異常時電気
信号出力方向をコイル駆動電流ＩＭが０ｍＡである場合
の弁開度位置ＸI0から決定する理由は、異常時とは、例
えば電空ポジショナ３への電源供給が遮断されたり、電
空ポジショナ３の内部メモリ３Ｂ２が壊れた場合など、
もはや、電空ポジショナ３が調節弁２の弁開度を制御で
きなくなった状態のことであり、即ち、コイル駆動電流
ＩＭを流せなくなるからである。
【００３０】なお、上述した実施の形態では、コイル駆
動電流ＩＭが０ｍＡである場合の調節弁２の弁開度位置
ＸI0から入力電流設定値および異常時電気信号出力方向
を決定するようにしたが、電空ポジショナ３自身の動作
形式ＰＡＣＴ と操作器２Ａの動作形式ＡＡＣＴ と調
節弁２の弁栓形式ＶＡＣＴ から入力電流設定値および
異常時電気信号出力方向を決定するようにしてもよい。
動電流ＩＭが０ｍＡである場合の調節弁２の弁開度位置
ＸI0から入力電流設定値および異常時電気信号出力方向
を決定するようにしたが、電空ポジショナ３自身の動作
形式ＰＡＣＴ と操作器２Ａの動作形式ＡＡＣＴ と調
節弁２の弁栓形式ＶＡＣＴ から入力電流設定値および
異常時電気信号出力方向を決定するようにしてもよい。
【００３１】例えば、ＰＡＣＴ *ＡＡＣＴ *ＶＡＣＴ
＝−１の場合、全閉時電流（４ｍＡ）＜全開時電流
（２０ｍＡ）とし、ＰＡＣＴ *ＡＡＣＴ *ＶＡＣＴ
＝１の場合、全閉時電流（２０ｍＡ）＞全開時電流（４
ｍＡ）とする。また、ＰＡＣＴ*ＡＡＣＴ *ＶＡＣＴ
＝−１の場合、調節弁２の弁開度が全閉となるような出
力空気圧とし、ＰＡＣＴ *ＡＡＣＴ *ＶＡＣＴ ＝１
の場合、調節弁２の弁開度が全開となるような出力空気
圧とする。この場合、操作器２Ａの動作形式ＡＡＣＴ
は、予めデータとして入力するようにしてもよい。操作
器２Ａの動作形式ＡＡＣＴ を上記（２）式から求める
ようにすることにより、操作器２Ａの動作形式ＡＡＣＴ
が不明である場合でも入力電流設定値および異常時電
気信号出力方向の決定が可能となる。
＝−１の場合、全閉時電流（４ｍＡ）＜全開時電流
（２０ｍＡ）とし、ＰＡＣＴ *ＡＡＣＴ *ＶＡＣＴ
＝１の場合、全閉時電流（２０ｍＡ）＞全開時電流（４
ｍＡ）とする。また、ＰＡＣＴ*ＡＡＣＴ *ＶＡＣＴ
＝−１の場合、調節弁２の弁開度が全閉となるような出
力空気圧とし、ＰＡＣＴ *ＡＡＣＴ *ＶＡＣＴ ＝１
の場合、調節弁２の弁開度が全開となるような出力空気
圧とする。この場合、操作器２Ａの動作形式ＡＡＣＴ
は、予めデータとして入力するようにしてもよい。操作
器２Ａの動作形式ＡＡＣＴ を上記（２）式から求める
ようにすることにより、操作器２Ａの動作形式ＡＡＣＴ
が不明である場合でも入力電流設定値および異常時電
気信号出力方向の決定が可能となる。
【００３２】〔ゼロ／スパン調整〕
また、データ処理制御部３Ｂは、ゼロ／スパン調整指令
が与えられると、図５に示すフローチャートに従ってゼ
ロ／スパンの自動調整を行う。この場合、データ処理制
御部３Ｂへのゼロ／スパン調整指令は、電空ポジショナ
３に設けられた図示せぬスイッチを作業者が操作するこ
とによって与えられるが、インターフェイス３Ａ１を介
して図示せぬ設定器より与えるようにしてもよく、コン
トローラ１から与えるようにしてもよい。
が与えられると、図５に示すフローチャートに従ってゼ
ロ／スパンの自動調整を行う。この場合、データ処理制
御部３Ｂへのゼロ／スパン調整指令は、電空ポジショナ
３に設けられた図示せぬスイッチを作業者が操作するこ
とによって与えられるが、インターフェイス３Ａ１を介
して図示せぬ設定器より与えるようにしてもよく、コン
トローラ１から与えるようにしてもよい。
【００３３】図５に示したフローチャートにおいて、ス
テップ５０１では、全閉位置となるコイル駆動電流ＩＭ
SHUTを下記（３）式により決定する。ここで、ＩSHUT＝
１であればＩＭSHUTを最大値、ＩSHUT＝−１であればＩ
ＭSHUTを０ｍＡとする。 ＩSHUT＝ＰＡＣＴ *ＡＡＣＴ *ＶＡＣＴ ・・・・（３）
テップ５０１では、全閉位置となるコイル駆動電流ＩＭ
SHUTを下記（３）式により決定する。ここで、ＩSHUT＝
１であればＩＭSHUTを最大値、ＩSHUT＝−１であればＩ
ＭSHUTを０ｍＡとする。 ＩSHUT＝ＰＡＣＴ *ＡＡＣＴ *ＶＡＣＴ ・・・・（３）
【００３４】ステップ５０２では、ステップ５０１で決
定したＩＭSHUTを電空変換部３Ｃへ与える。これによ
り、ＩＭSHUTに応じた空気圧が電空変換部３Ｃを介して
調節弁２の操作器２Ａへ与えられ、弁２Ｃの開度がＩＭ
SHUTに応じた開度位置（全閉位置）に調整される。そし
て、弁２Ｃが静止状態となったことを確認のうえ（ステ
ップ５０３）、その時の弁２Ｃの開度位置Ｘ０をゼロ点
位置として記憶する（ステップ５０４）。
定したＩＭSHUTを電空変換部３Ｃへ与える。これによ
り、ＩＭSHUTに応じた空気圧が電空変換部３Ｃを介して
調節弁２の操作器２Ａへ与えられ、弁２Ｃの開度がＩＭ
SHUTに応じた開度位置（全閉位置）に調整される。そし
て、弁２Ｃが静止状態となったことを確認のうえ（ステ
ップ５０３）、その時の弁２Ｃの開度位置Ｘ０をゼロ点
位置として記憶する（ステップ５０４）。
【００３５】ステップ５０５では全開位置となるコイル
駆動電流ＩＭOPENを下記（４）式により決定する。ここ
で、ＩOPEN＝１であればＩＭOPENを最大値、ＩOPEN＝−
１であればＩＭOPENを０ｍＡとする。この場合、（４）
式からも分かるように、全閉位置コイル駆動電流ＩＭSH
UTに対して逆のコイル駆動電流を全開位置コイル駆動電
流ＩＭOPENとする。 ＩOPEN＝ＩSHUT*（−１） ・・・・（４）
駆動電流ＩＭOPENを下記（４）式により決定する。ここ
で、ＩOPEN＝１であればＩＭOPENを最大値、ＩOPEN＝−
１であればＩＭOPENを０ｍＡとする。この場合、（４）
式からも分かるように、全閉位置コイル駆動電流ＩＭSH
UTに対して逆のコイル駆動電流を全開位置コイル駆動電
流ＩＭOPENとする。 ＩOPEN＝ＩSHUT*（−１） ・・・・（４）
【００３６】ステップ５０６では、ステップ５０５で決
定したＩＭOPENを電空変換部３Ｃへ与える。これによ
り、ＩＭOPENに応じた空気圧が電空変換部３Ｃを介して
調節弁２の操作器２Ａへ与えられ、弁２Ｃの開度がＩＭ
OPENに応じた開度位置（実際の全開位置に対して余裕を
みて大きめに設定されている最大開度位置、例えば１１
０％位置）に調整される。そして、弁２Ｃが静止状態と
なったことを確認のうえ（ステップ５０７）、その時の
弁２Ｃの開度位置を仮の全開位置Ｘ110 として記憶する
（ステップ５０８）。
定したＩＭOPENを電空変換部３Ｃへ与える。これによ
り、ＩＭOPENに応じた空気圧が電空変換部３Ｃを介して
調節弁２の操作器２Ａへ与えられ、弁２Ｃの開度がＩＭ
OPENに応じた開度位置（実際の全開位置に対して余裕を
みて大きめに設定されている最大開度位置、例えば１１
０％位置）に調整される。そして、弁２Ｃが静止状態と
なったことを確認のうえ（ステップ５０７）、その時の
弁２Ｃの開度位置を仮の全開位置Ｘ110 として記憶する
（ステップ５０８）。
【００３７】ステップ５０９では、ステップ５０４で記
憶した全閉位置Ｘ０とステップ５０８で記憶した仮の全
開位置Ｘ110 から、下記（５）式によって実際の全開位
置Ｘ100 を求める。すなわち、仮の全開位置Ｘ110 をオ
ーバストローク補正することによって、実際の全開位置
Ｘ100 を求める。そして、この求めた実際の全開位置Ｘ
100 をスパン点位置として記憶する（ステップ５１
０）。したがって、この実施の形態２では、Ｘ110 をス
パン点位置と記憶する場合よりも精度が良くなる。 Ｘ100 ＝〔（Ｘ110 −Ｘ０）／１．１〕＋Ｘ０ ・・・・（５）
憶した全閉位置Ｘ０とステップ５０８で記憶した仮の全
開位置Ｘ110 から、下記（５）式によって実際の全開位
置Ｘ100 を求める。すなわち、仮の全開位置Ｘ110 をオ
ーバストローク補正することによって、実際の全開位置
Ｘ100 を求める。そして、この求めた実際の全開位置Ｘ
100 をスパン点位置として記憶する（ステップ５１
０）。したがって、この実施の形態２では、Ｘ110 をス
パン点位置と記憶する場合よりも精度が良くなる。 Ｘ100 ＝〔（Ｘ110 −Ｘ０）／１．１〕＋Ｘ０ ・・・・（５）
【００３８】なお、この例では、最大開度位置（オーバ
ストローク値）を例えば１１０％として固定値とした
が、強制全開値等を用いて可変としたり（強制全開値の
＋１％をオーバストロークとする）、測定スパン角度と
操作器情報より内蔵した標準スパン角表を参照して求め
たりしてもよい（オーバストロークを含むので直近の角
度を選択する）。
ストローク値）を例えば１１０％として固定値とした
が、強制全開値等を用いて可変としたり（強制全開値の
＋１％をオーバストロークとする）、測定スパン角度と
操作器情報より内蔵した標準スパン角表を参照して求め
たりしてもよい（オーバストロークを含むので直近の角
度を選択する）。
【００３９】〔自動チューニング〕
また、データ処理制御部３Ｂは、自動チューニング指令
が与えられると、図６に示すフローチャートに従ってＰ
ＩＤ制御パラメータの自動チューニングを行う。この場
合、データ処理制御部３Ｂへの自動チューニング指令
は、電空ポジショナ３に設けられた図示せぬスイッチを
作業者が操作することによって与えられるが、インター
フェイス３Ａ１を介して図示せぬ設定器より与えるよう
にしてもよく、コントローラ１から与えるようにしても
よい。
が与えられると、図６に示すフローチャートに従ってＰ
ＩＤ制御パラメータの自動チューニングを行う。この場
合、データ処理制御部３Ｂへの自動チューニング指令
は、電空ポジショナ３に設けられた図示せぬスイッチを
作業者が操作することによって与えられるが、インター
フェイス３Ａ１を介して図示せぬ設定器より与えるよう
にしてもよく、コントローラ１から与えるようにしても
よい。
【００４０】図６に示したフローチャートにおいて、ス
テップ６０１ではコイル駆動電流ＩＭをＩＭMIN （０ｍ
Ａ）に設定し、ステップ６０２ではコイル駆動電流ＩＭ
をＩＭMAX （最大値）に設定する。これにより、図７に
示すように、調節弁２の弁２Ｃの開度位置が０％位置か
ら１００％位置へと連続的に変化する。ステップ６０３
では、この時の応答時間、例えば１０％位置から９０％
位置に移行する時間Ｔｕｐを測定する。
テップ６０１ではコイル駆動電流ＩＭをＩＭMIN （０ｍ
Ａ）に設定し、ステップ６０２ではコイル駆動電流ＩＭ
をＩＭMAX （最大値）に設定する。これにより、図７に
示すように、調節弁２の弁２Ｃの開度位置が０％位置か
ら１００％位置へと連続的に変化する。ステップ６０３
では、この時の応答時間、例えば１０％位置から９０％
位置に移行する時間Ｔｕｐを測定する。
【００４１】ステップ６０４では、弁２Ｃの開度位置が
１００％位置に達した後、コイル駆動電流ＩＭをＩＭMI
N （０ｍＡ）に設定する。これにより、図７に示すよう
に、弁２Ｃの開度位置が１００％位置から０％位置へと
連続的に変化する。ステップ６０５では、この時の応答
時間、例えば９０％位置から１０％位置に移行する時間
Ｔｄｏｗｎを測定する。
１００％位置に達した後、コイル駆動電流ＩＭをＩＭMI
N （０ｍＡ）に設定する。これにより、図７に示すよう
に、弁２Ｃの開度位置が１００％位置から０％位置へと
連続的に変化する。ステップ６０５では、この時の応答
時間、例えば９０％位置から１０％位置に移行する時間
Ｔｄｏｗｎを測定する。
【００４２】ステップ６０６では、ステップ６０３で測
定したＴｕｐとステップ６０５で測定したＴｄｏｗｎと
の平均として、１０％位置〜９０％位置間の応答時間Ｔ
RES（ＴRES ＝（Ｔｕｐ＋Ｔｄｏｗｎ）／２）を求め
る。この場合、ＴｕｐとＴｄｏｗｎを平均するのは、Ｔ
ｕｐ≠Ｔｄｏｗｎの場合もあるからである。すなわち、
操作器２Ａには弁開度が大きくなる方向と小さくなる方
向でスピードの差があるものもあり、両者の平均をとる
ことによってより正確とすることができる。
定したＴｕｐとステップ６０５で測定したＴｄｏｗｎと
の平均として、１０％位置〜９０％位置間の応答時間Ｔ
RES（ＴRES ＝（Ｔｕｐ＋Ｔｄｏｗｎ）／２）を求め
る。この場合、ＴｕｐとＴｄｏｗｎを平均するのは、Ｔ
ｕｐ≠Ｔｄｏｗｎの場合もあるからである。すなわち、
操作器２Ａには弁開度が大きくなる方向と小さくなる方
向でスピードの差があるものもあり、両者の平均をとる
ことによってより正確とすることができる。
【００４３】ステップ６０７では、ステップ６０６で求
めた応答時間ＴRES より、図８に示す操作器サイズ−応
答時間テーブルから操作器２Ａのサイズを決定する。な
お、この例ではＴｕｐを測定してからＴｄｏｗｎを測定
するようにしたが、処理する順番を逆とし、Ｔｄｏｗｎ
を測定してからＴｕｐを測定するようにしてもよい。
めた応答時間ＴRES より、図８に示す操作器サイズ−応
答時間テーブルから操作器２Ａのサイズを決定する。な
お、この例ではＴｕｐを測定してからＴｄｏｗｎを測定
するようにしたが、処理する順番を逆とし、Ｔｄｏｗｎ
を測定してからＴｕｐを測定するようにしてもよい。
【００４４】次に、ステップ６０８では弁開度設定値Ｓ
Ｐを例えばＳＰ４０（４０％位置への設定値）に設定
し、ステップ６０９では弁開度設定値ＳＰを例えばＳＰ
６０（６０％位置への設定値）に設定する。これによ
り、図９に示すように、調節弁２の弁２Ｃの開度位置が
４０％位置から６０％位置へとステップ応答する。図９
（ａ）はヒステリシスレベルが小さい場合のステップ応
答を、図９（ｂ）はヒステリシスレベルが大きい場合の
ステップ応答を示している。
Ｐを例えばＳＰ４０（４０％位置への設定値）に設定
し、ステップ６０９では弁開度設定値ＳＰを例えばＳＰ
６０（６０％位置への設定値）に設定する。これによ
り、図９に示すように、調節弁２の弁２Ｃの開度位置が
４０％位置から６０％位置へとステップ応答する。図９
（ａ）はヒステリシスレベルが小さい場合のステップ応
答を、図９（ｂ）はヒステリシスレベルが大きい場合の
ステップ応答を示している。
【００４５】ステップ６１０では、このステップ応答に
際する誤差面積Ｅｓを測定し、この測定した誤差面積Ｅ
ｓより誤差の平均ＥＡを求める。この場合、誤差面積Ｅ
ｓはＥｓ＝∫t1 t2｜Ｅ｜ｄｔとして、誤差の平均ＥＡは
ＥＡ＝Ｅｓ／（ｔ２−ｔ１）として求める。そして、こ
の求めた誤差の平均ＥＡより、図１０に示すＨＹＳ−Ｅ
ＡテーブルからヒステリシスレベルＨＹＳを決定する
（ステップ６１１）。
際する誤差面積Ｅｓを測定し、この測定した誤差面積Ｅ
ｓより誤差の平均ＥＡを求める。この場合、誤差面積Ｅ
ｓはＥｓ＝∫t1 t2｜Ｅ｜ｄｔとして、誤差の平均ＥＡは
ＥＡ＝Ｅｓ／（ｔ２−ｔ１）として求める。そして、こ
の求めた誤差の平均ＥＡより、図１０に示すＨＹＳ−Ｅ
ＡテーブルからヒステリシスレベルＨＹＳを決定する
（ステップ６１１）。
【００４６】ステップ６１２では、ステップ６０７で決
定した操作器サイズとステップ６１１で決定したヒステ
リシスレベルＨＹＳとから、図１１に示すＰＩＤ制御パ
ラメータテーブルから対応するパラメータ候補を選び出
し、この選び出したパラメータ候補を現在設定されてい
る対応するＰＩＤ制御パラメータと置き換える。なお、
図１１において、ＫＰ，Ｔ１，ＴＤ，ＧＥ，ＧＫＰ，Ｇ
Ｔ１，ＧＴＤは、下記（６）式および（７）式で示され
る制御式のＰＩＤパラメータである。｜ｅ｜≦ＧＥのと
き、 Ｕ＝ＫＰ〔ｅ＋（１／ＴＩ）∫ｅｄｔ＋ＴＤ（ｄｅ／ｄｔ）〕 ・・・（６） ｜ｅ｜＞ＧＥのとき、 Ｕ＝ＧＫＰ〔ｅ＋（１／ＧＴＩ）∫ｅｄｔ＋ＧＴＤ（ｄｅ／ｄｔ）〕 ・・・ （７）
定した操作器サイズとステップ６１１で決定したヒステ
リシスレベルＨＹＳとから、図１１に示すＰＩＤ制御パ
ラメータテーブルから対応するパラメータ候補を選び出
し、この選び出したパラメータ候補を現在設定されてい
る対応するＰＩＤ制御パラメータと置き換える。なお、
図１１において、ＫＰ，Ｔ１，ＴＤ，ＧＥ，ＧＫＰ，Ｇ
Ｔ１，ＧＴＤは、下記（６）式および（７）式で示され
る制御式のＰＩＤパラメータである。｜ｅ｜≦ＧＥのと
き、 Ｕ＝ＫＰ〔ｅ＋（１／ＴＩ）∫ｅｄｔ＋ＴＤ（ｄｅ／ｄｔ）〕 ・・・（６） ｜ｅ｜＞ＧＥのとき、 Ｕ＝ＧＫＰ〔ｅ＋（１／ＧＴＩ）∫ｅｄｔ＋ＧＴＤ（ｄｅ／ｄｔ）〕 ・・・ （７）
【００４７】このようにすることによって、調節弁２が
他社のもので操作器サイズやヒステリシスレベルが不明
な場合でも、その操作器に適した制御パラメータに容易
にチューニングすることができる。
他社のもので操作器サイズやヒステリシスレベルが不明
な場合でも、その操作器に適した制御パラメータに容易
にチューニングすることができる。
【００４８】〔実施の形態２：自動メンテナンス（自動
設定，ゼロ／スパン調整、自動チューニング：第５発
明）〕実施の形態１ では自動設定，ゼロ／スパン調整、自動チ
ューニングを個々に行うものとして説明した。自動設定
は電空ポジショナ３を設置して実際に弁を制御する前に
だけ行うが、ゼロ／スパン調整、自動チューニングは定
期のメンテナンス時にも行う。この定期のメンテナンス
時を考慮して個々の指令によって自動設定，ゼロ／スパ
ン調整、自動チューニングを行えるようにしている。
設定，ゼロ／スパン調整、自動チューニング：第５発
明）〕実施の形態１ では自動設定，ゼロ／スパン調整、自動チ
ューニングを個々に行うものとして説明した。自動設定
は電空ポジショナ３を設置して実際に弁を制御する前に
だけ行うが、ゼロ／スパン調整、自動チューニングは定
期のメンテナンス時にも行う。この定期のメンテナンス
時を考慮して個々の指令によって自動設定，ゼロ／スパ
ン調整、自動チューニングを行えるようにしている。
【００４９】しかし、電空ポジショナ３を設置して実際
に弁を制御する前には、自動設定，ゼロ／スパン調整，
自動チューニングの各処理を必要とする。そこで、この
実施の形態２では、自動メンテナンス指令が与えられる
と、図１２に示すフローチャートに従って自動設定→ゼ
ロ／スパン調整→自動チューニングを連続して行うよう
にする。これにより、メンテナンス作業が、人為的なミ
スを排除して容易に行うことができるようになる。
に弁を制御する前には、自動設定，ゼロ／スパン調整，
自動チューニングの各処理を必要とする。そこで、この
実施の形態２では、自動メンテナンス指令が与えられる
と、図１２に示すフローチャートに従って自動設定→ゼ
ロ／スパン調整→自動チューニングを連続して行うよう
にする。これにより、メンテナンス作業が、人為的なミ
スを排除して容易に行うことができるようになる。
【００５０】この場合、図１に示したステップ１０４，
１０７に対応するステップ２０３，２０６でＸＩMIN ，
ＸＩMAX を記憶し、このＸＩMIN ，ＸＩMAX からステッ
プ１０８に対応するステップ２０７でコイル駆動電流Ｉ
Ｍが０ｍＡである場合の弁開度位置ＸI0を決定し、ステ
ップ１０９に対応するステップ２０８で「操作器の動作
形式」，「入力電流設定値」，「異常時電気信号出力方
向（バーンアウト方向）を決定する。
１０７に対応するステップ２０３，２０６でＸＩMIN ，
ＸＩMAX を記憶し、このＸＩMIN ，ＸＩMAX からステッ
プ１０８に対応するステップ２０７でコイル駆動電流Ｉ
Ｍが０ｍＡである場合の弁開度位置ＸI0を決定し、ステ
ップ１０９に対応するステップ２０８で「操作器の動作
形式」，「入力電流設定値」，「異常時電気信号出力方
向（バーンアウト方向）を決定する。
【００５１】そして、このステップ２０１〜２０８によ
る自動設定に続くステップ２０９，２１０にて、図５で
説明したと同様にしてゼロ／スパン調整を行う。さら
に、このゼロ／スパン調整に続くステップ２１１〜２２
０にて、図６で説明したと同様にして自動チューニング
を行う。
る自動設定に続くステップ２０９，２１０にて、図５で
説明したと同様にしてゼロ／スパン調整を行う。さら
に、このゼロ／スパン調整に続くステップ２１１〜２２
０にて、図６で説明したと同様にして自動チューニング
を行う。
【００５２】
【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、入力電気信号の最大信号および最小信号
が調節弁の弁開度を全開／全閉の何れの方向に制御する
信号であるのかの設定や、異常時における電気信号出力
方向、ゼロ／スパン調整、制御パラメータのチューニン
グなどが自動的に行われるものとなり、現場への設置や
定期のメンテナンスに際して、作業者の負担を軽減する
と共にミスもなくすことができるようになる。
発明によれば、入力電気信号の最大信号および最小信号
が調節弁の弁開度を全開／全閉の何れの方向に制御する
信号であるのかの設定や、異常時における電気信号出力
方向、ゼロ／スパン調整、制御パラメータのチューニン
グなどが自動的に行われるものとなり、現場への設置や
定期のメンテナンスに際して、作業者の負担を軽減する
と共にミスもなくすことができるようになる。
【図１】 自動設定指令が与えられた場合の電空ポジシ
ョナのデータ処理部が行う特徴的な動作を説明するため
のフローチャートである。
ョナのデータ処理部が行う特徴的な動作を説明するため
のフローチャートである。
【図２】 本発明を適用してなる調節弁制御システムの
システム構成図である。
システム構成図である。
【図３】 電空ポジショナの角度センサと調節弁との配
置関係を示す図である。
置関係を示す図である。
【図４】 調節弁の弁栓形式を説明する図である。
【図５】 ゼロ／スパン調整指令が与えられた場合の電
空ポジショナのデータ処理部が行う特徴的な動作を説明
するためのフローチャートである。
空ポジショナのデータ処理部が行う特徴的な動作を説明
するためのフローチャートである。
【図６】 自動チューニング指令が与えられた場合の電
空ポジショナのデータ処理部が行う特徴的な動作を説明
するためのフローチャートである。
空ポジショナのデータ処理部が行う特徴的な動作を説明
するためのフローチャートである。
【図７】 調節弁の弁開度位置の連続的な変化からの応
答時間の測定を説明する図である。
答時間の測定を説明する図である。
【図８】 操作器サイズ−応答時間テーブルを例示する
図である。
図である。
【図９】 ヒステリシスレベルが小さい場合および大き
い場合のステップ応答を例示する図である。
い場合のステップ応答を例示する図である。
【図１０】 ＨＹＳ（ヒステリシスレベル）−ＥＡ（誤
差の平均）テーブルを例示する図である。
差の平均）テーブルを例示する図である。
【図１１】 ＰＩＤ制御パラメータテーブルを例示する
図である。
図である。
【図１２】 自動メンテナンス指令が与えられた場合の
電空ポジショナのデータ処理部が行う特徴的な動作を説
明するためのフローチャートである。
電空ポジショナのデータ処理部が行う特徴的な動作を説
明するためのフローチャートである。
１…コントローラ、２…調節弁、２Ａ…操作器、２Ｂ…
弁軸、２Ｃ…弁、３…電空ポジショナ３Ａ…通信ライン
駆動部、３Ｂ…データ処理制御部、３Ｃ…電空変換部、
３Ｄ…角度センサ、Ｌ１，Ｌ２…通信線、４…フィード
バックレバー。
弁軸、２Ｃ…弁、３…電空ポジショナ３Ａ…通信ライン
駆動部、３Ｂ…データ処理制御部、３Ｃ…電空変換部、
３Ｄ…角度センサ、Ｌ１，Ｌ２…通信線、４…フィード
バックレバー。
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平７−180701（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−103202（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−101821（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−82405（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−175502（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−124877（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−144701（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F16K 37/00
F15B 9/07
Claims (5)
- 【請求項１】 入力電気信号を空気圧に変換する電空変
換部を有し、その変換した空気圧を調節弁の操作器へ与
え、この操作器を介して流体の流れる通路を開閉する前
記調節弁の弁開度を制御する電空ポジショナにおいて、 自動設定指令を受けて、入力電気信号を空気圧に変換す
る際の駆動信号を最小信号および最大信号とした時の前
記調節弁の弁開度位置を最小弁開度位置および最大弁開
度位置として求め、この最小弁開度位置と最大弁開度位
置との相対的位置関係と前記調節弁の弁栓形式から前記
駆動信号が最小信号である場合の前記調節弁の弁開度位
置を求め、この求めた弁開度位置から前記入力電気信号
の最大信号および最小信号が前記調節弁の弁開度を全開
／全閉の何れの方向に制御する信号であるのかを設定す
る自動設定手段を備えたことを特徴とする電空ポジショ
ナ。 - 【請求項２】 入力電気信号を空気圧に変換する電空変
換部を有し、その変換した空気圧を調節弁の操作器へ与
え、この操作器を介して流体の流れる通路を開閉する前
記調節弁の弁開度を制御する電空ポジショナにおいて、 自動設定指令を受けて、前記入力電気信号を空気圧に変
換する際の駆動信号を最小信号および最大信号とした時
の前記調節弁の弁開度位置を最小弁開度位置および最大
弁開度位置として求め、この最小弁開度位置と最大弁開
度位置との相対的位置関係と前記電空ポジショナ自身の
動作形式と前記調節弁の弁栓形式から前記操作器の動作
形式を求め、この求めた操作器の動作形式と前記電空ポ
ジショナ自身の動作形式と前記調節弁の弁栓形式から、
前記入力電気信号の最大信号および最小信号が前記調節
弁の弁開度を全開／全閉の何れの方向に制御する信号で
あるのかを設定する自動設定手段を備えたことを特徴と
する電空ポジショナ。 - 【請求項３】 請求項１において、前記調節弁の開度に
応じた電気信号出力を送信する手段と、前記駆動信号が
最小信号である場合の前記調節弁の弁開度位置から、異
常時における前記調節弁の開度に応じた電気信号出力を
決定する手段とを備えたことを特徴とする電空ポジショ
ナ。 - 【請求項４】 請求項２において、前記調節弁の開度に
応じた電気信号出力を送信する手段と、前記電空ポジシ
ョナ自身の動作形式と前記操作器の動作形式と前記調節
弁の弁栓形式から、異常時における前記調節弁の開度に
応じた電気信号出力を決定する手段とを備えたことを特
徴とする電空ポジショナ。 - 【請求項５】 入力電気信号を空気圧に変換する電空変
換部を有し、その変換した空気圧を調節弁の操作器へ与
え、この操作器を介して流体の流れる通路を開閉する前
記調節弁の弁開度を制御する電空ポジショナにおいて、自動メンテナンス指令を受けて、前記入力電気信号の最
大信号および最小信号が前記調節弁の弁開度を全開／全
閉の何れの方向に制御する信号であるのかを設定し、続
いて、前記調節弁の弁開度を制御する際の基準となるゼ
ロ点位置を求めて記憶したうえで、前記調節弁の実際の
全開度位置であるスパン位置を求めて記憶し、続いて、
前記操作器のサイズと前記操作器のヒステリシスレベル
を決定し、この決定した操作器のサイズおよび操作器の
ヒステリシスレベルに基づいて予め作成されている制御
パラメータテーブルから対応するパラメータ候補を選び
出し、この選び出したパラメータ候補を現在設定されて
いる対応する制御パラメータと置き換える自動メンテナ
ンス手段 を備えたことを特徴とする電空ポジショナ。
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|---|---|---|---|
| JP33750397A JP3511458B2 (ja) | 1997-12-08 | 1997-12-08 | 電空ポジショナ |
| DE69835069T DE69835069T2 (de) | 1997-12-08 | 1998-09-24 | Elektropneumatischer Stellantrieb |
| EP98118151A EP0921455B1 (en) | 1997-12-08 | 1998-09-24 | Electropneumatic positioner |
| US09/162,410 US5931180A (en) | 1997-12-08 | 1998-09-29 | Electropneumatic positioner |
| CN98122629A CN1081809C (zh) | 1997-12-08 | 1998-11-24 | 电动气动定位装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33750397A JP3511458B2 (ja) | 1997-12-08 | 1997-12-08 | 電空ポジショナ |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH11166655A JPH11166655A (ja) | 1999-06-22 |
| JP3511458B2 true JP3511458B2 (ja) | 2004-03-29 |
Family
ID=18309275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33750397A Expired - Lifetime JP3511458B2 (ja) | 1997-12-08 | 1997-12-08 | 電空ポジショナ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5931180A (ja) |
| EP (1) | EP0921455B1 (ja) |
| JP (1) | JP3511458B2 (ja) |
| CN (1) | CN1081809C (ja) |
| DE (1) | DE69835069T2 (ja) |
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| US9261867B2 (en) | 2012-03-12 | 2016-02-16 | Azbil Corporation | Parameter acquiring device and method, for defining data pairs for valve control in an opening and closing direction |
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| EP3070340A1 (en) | 2015-03-17 | 2016-09-21 | Azbil Corporation | Positioner |
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