JP5646956B2 - 液体流量制御装置、液体流量制御方法および記憶媒体 - Google Patents
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Description
また、中流量用の流量制御弁23Bの制御流量範囲の上限値の1/2が、大流量用の流量制御弁23Bの制御流量範囲の下限値となっている。この関係は、シンプルな制御を行う上で非常に好都合である(詳細は後述する)。
ドット付きの部分は、該当する流量制御ユニット21に設定された一定流量の液体を流している状態(具体的には、例えば、該当する流量制御弁23を流れる薬液の流量が制御流量範囲の下限値に維持されるように流量制御弁23の開度が制御されており、かつその下流の開閉弁24が開いている状態)であることを示している。
単ハッチングの部分は、該当する流量制御ユニット21に要求された流量に基づいて流量を変更している状態(具体的には、例えば、該当する流量制御弁23の開度が制御流量範囲に対応する値に制御されて変化しており、かつその下流の開閉弁24が開いている状態)であることを示している。
クロスハッチングの部分は、該当する流量制御ユニット21に設定された一定流量の液体を流している状態(具体的には、例えば、該当する流量制御弁23を流れる薬液の流量が制御流量範囲の上限値に維持されるように流量制御弁23の開度が制御されており、かつその下流の開閉弁24が開いている状態)であることを示している。
その後要求総流量の増大に応じて直ちにコントローラ26Aに与えられる要求流量が増大し、これによって流量制御弁23Aの開度が増大に再び転じ、総流量が100ml/minを超えて増大してゆく(このときコントローラ26Bに与えられる要求流量は50ml/minに固定され、流量制御弁23Bを通過する薬液の流量が50ml/minに維持されるように制御されている)。
すなわち、相対的に大流量の制御流量範囲を有する流量制御弁の制御流量範囲の下限値が、相対的に小流量の制御流量範囲を有する流量制御弁の制御流量範囲の上限値の2分の1に等しくなっている。このことは、上述した第1の状態(流量制御ユニット21Aのみが開)から第2の状態(流量制御ユニット21A、21Bの両方が開)への切り換え時の操作が非常にシンプルになるという利点がある。すなわち、相対的に小流量の制御流量範囲を有する流量制御弁の流量を上限値まで上昇させた後に当該流量制御弁のコントローラに制御流量範囲の上限値の1/2の目標値を与えるとともに、それと同時に相対的に大流量の制御流量範囲を有する流量制御弁のコントローラに制御流量範囲の下限値に対応する目標値を与えた状態で当該流量制御弁に液体を流し始めるようにすることにより、シンプルな切り換えが実現できる。上述した第2の状態から第1の状態への切り換え時の操作も同様に非常にシンプルになるということも明らかである。しかしながら、上記の制御流量範囲の関係が成立していなかったとしても、例えば小流量用の流量制御弁23Aの制御流量範囲が10〜100ml/min、中流量用の流量制御弁23Bの制御流量範囲が40〜500ml/minであったとしても、第1の状態から第2の状態への切り換え(またはその逆の切り換え)の前後においても高い合計流量の精度が得られ、かつ合計流量を滑らかに変化させることができることに変わりはないことは明らかである。また、上記については、流量制御ユニット21Bと流量制御ユニット21Cとの関係においても同じことが言える。
10 液体供給部(薬液供給部)
20 液体流量制御装置(流量制御部)
21(21A、21B、21C) 流量制御ユニット
22 流量計
23(23A、23B、23C) 流量制御弁
24 開閉弁
26 制御器(コントローラ)
27 管路
28 コントローラ(上位コントローラ)
31 管路
32 希釈液供給源
50 制御コンピュータ(システムコントローラ)
51 記憶媒体
P1〜P10 液処理ユニット(洗浄ユニット)
Claims (11)
- 液体流量を制御するための液体流量制御装置において、
並列に設けられた複数の流量制御ユニットと、前記複数の流量制御ユニットを流れる液体の合計流量が前記複数の流量制御ユニットにより実現すべき総流量の要求値と同じになるように前記複数の流量制御ユニットを制御するように構成されたコントローラと、を備え、
前記複数の流量制御ユニットには、少なくとも第1の流量制御ユニットと第2の流量制御ユニットとが含まれており、
前記第1の流量制御ユニットは、第1の制御流量範囲を有する第1の流量制御弁を有しており、前記第2の流量制御ユニットは、第2の制御流量範囲を有する第2の流量制御弁を有しており、前記第1の制御流量範囲は前記第2の制御流量範囲よりも小流量側にあり、かつ、前記第1の制御流量範囲と前記第2の制御流量範囲に重複範囲があり、
前記コントローラは、第2の流量制御ユニットに液体が流れないで前記第1の流量制御ユニットに液体が流れている第1の状態から前記第1および第2の流量制御ユニットの合計流量を増大させてゆく過程において、前記合計流量が前記重複範囲内の予め定められた第1の閾値まで増大したことが検出されたときに、前記第1の状態から前記第1および第2の流量制御ユニットに液体が流れている第2の状態に移行させ、この移行のとき、前記第1および第2の流量制御ユニットの合計流量が変化しないように前記第1の流量制御ユニットの流量を減少させるとともに前記第2の流量制御ユニットへの液体の通流が開始されるように、かつ、前記第1の閾値からさらに流量を増大させてゆくときに、前記第2の流量制御ユニットの流量を前記第2の制御流量範囲内で固定しつつ前記第1の流量制御ユニットの流量を増加させるように、前記第1および第2の流量制御ユニットを制御し、
前記コントローラは、前記第2の状態から前記第1および第2の流量制御ユニットの合計流量を減少させてゆく過程において、前記第1および第2の流量制御ユニットの合計流量が前記第1の閾値よりも小さい前記重複範囲内の予め定められた第2の閾値まで減少するまで、前記第2の流量制御ユニットの流量を前記第2の制御流量範囲内で固定しつつ前記第1の流量制御ユニットの流量を減少させ、前記合計流量が第2の閾値まで減少したことが検出されたときに、前記第2の状態から前記第1の状態に移行させ、このとき、前記第1および第2の流量制御ユニットの合計流量が変化しないように、前記第1の流量制御ユニットの流量を増大させるとともに前記第2の流量制御ユニットへの液体の通流が停止されるように、前記第1および第2の流量制御ユニットを制御することを特徴とする液体流量制御装置。 - 前記コントローラは、前記第1および第2の流量制御ユニットの合計流量を増大させてゆく過程において前記第1の状態から前記第2の状態に移行させるときに、前記第2の制御流量範囲の下限値に対応する量だけ前記第1の流量制御ユニットの流量が減少し、かつ、前記第1および第2の流量制御ユニットの合計流量を減少させてゆく過程において前記第2の状態から前記第1の状態に移行させるときに、前記第2の流量制御ユニットの流量が前記第2の制御流量範囲の下限値に対応する値まで減少しており、かつ、前記第2の制御流量範囲の下限値に対応する量だけ前記第1の流量制御ユニットの流量が増大するように、前記第1および第2の流量制御ユニットを制御することを特徴とする請求項1に記載の液体流量制御装置。
- 前記複数の流量制御ユニットには、さらに第3の流量制御ユニットが含まれており、前記第3の流量制御ユニットは、第3の制御流量範囲を有する第3の流量制御弁を有しており、前記第3の制御流量範囲は、前記第2の制御流量範囲よりも大流量側にあって前記第2の制御流量範囲と重複範囲を有していることを特徴とする、請求項1又は2に記載の液体流量制御装置。
- 前記コントローラは、前記第1および第2の流量制御ユニットの合計流量を前記第1の閾値から前記第1の閾値よりも大きい第3の閾値よりも大きな値まで増大させてゆく過程において、前記合計流量が第3の閾値に達したことが検出されたとき、前記第2の流量制御ユニットの流量を固定しつつ前記第1の流量制御ユニットの流量を増加させている状態から、前記第1の流量制御ユニットの流量を固定しつつ前記第2の流量制御ユニットの流量を増加させる状態へと移行させ、かつ、前記第1および第2の流量制御ユニットの合計流量を第4の閾値より大きな値から前記第4の閾値よりも小さい値まで減少させてゆく過程において、合計流量が前記第4の閾値より大きいときには前記第1の流量制御ユニットの流量を固定しつつ前記第2の流量制御ユニットの流量を減少させ、前記合計流量が第4の閾値に達したことが検出されたとき、前記第2の流量制御ユニットの流量を固定しつつ前記第1の流量制御ユニットの流量を減少させている状態に移行させ、前記第3の閾値と前記第4の閾値が同一の値である、請求項1から3のうちのいずれか一項に記載の液体流量制御装置。
- 並列に設けられた前記複数の流量制御ユニットに液体を供給する共通の液体供給部をさらに備え、
前記各流量制御ユニットは、管路と、前記管路に介設された流量計および前記流量制御弁と、前記コントローラにより与えられた目標流量と前記流量計の測定値との偏差に基づいて前記目標流量が達成されるように前記流量制御弁の開度を制御する制御器とを有している、請求項1から4のうちのいずれか一項に記載の液体流量制御装置。 - 前記各流量制御ユニットは、前記管路に介設された開閉弁をさらに有しており、前記流量制御弁はニードルバルブである、請求項5に記載の液体流量制御装置。
- 少なくとも第1の流量制御ユニットと第2の流量制御ユニットとを含む並列に設けられた複数の流量制御ユニットを用いて、液体流量を制御する方法であって、前記複数の流量制御ユニットを流れる液体の合計流量が前記複数の流量制御ユニットにより実現すべき総流量の要求値と同じになるように液体流量を制御する方法において、
前記第1の流量制御ユニットは、第1の制御流量範囲を有する第1の流量制御弁を有しており、前記第2の流量制御ユニットは、第2の制御流量範囲を有する第2の流量制御弁を有しており、前記第1の制御流量範囲は前記第2の制御流量範囲よりも小流量側にあり、かつ、前記第1の制御流量範囲と前記第2の制御流量範囲に重複範囲があり、
第2の流量制御ユニットに液体が流れないで前記第1の流量制御ユニットに液体が流れている第1の状態から前記第1および第2の流量制御ユニットの合計流量を増大させてゆく過程において、前記合計流量が前記重複範囲内の予め定められた第1の閾値まで増大したことが検出されたときに、前記第1の状態から前記第1および第2の流量制御ユニットに液体が流れている第2の状態に移行させ、この移行のとき、前記第1および第2の流量制御ユニットの合計流量が変化しないように前記第1の流量制御ユニットの流量を減少させるとともに前記第2の流量制御ユニットへの液体の通流を開始し、かつ、前記第1の閾値からさらに流量を増大させてゆくときに、前記第2の流量制御ユニットの流量を前記第2の制御流量範囲内で固定しつつ前記第1の流量制御ユニットの流量を増加させ、
前記第2の状態から前記第1および第2の流量制御ユニットの合計流量を減少させてゆく過程において、前記第1および第2の流量制御ユニットの合計流量が前記第1の閾値より小さい前記重複範囲内の予め定められた第2の閾値まで減少するまで、前記第2の流量制御ユニットの流量を前記第2の制御流量範囲内で固定しつつ前記第1の流量制御ユニットの流量を減少させ、前記合計流量が第2の閾値まで減少したことが検出されたときに、前記第2の状態から前記第1の状態に移行させ、このとき、前記第1および第2の流量制御ユニットの合計流量が変化しないように、前記第1の流量制御ユニットの流量を増大させるとともに前記第2の流量制御ユニットへの液体の通流を停止させることを特徴とする方法。 - 前記第1および第2の流量制御ユニットの合計流量を増大させてゆく過程において前記第1の状態から前記第2の状態に移行させるときに、前記第2の制御流量範囲の下限値に対応する量だけ前記第1の流量制御ユニットの流量を減少させ、
前記第1および第2の流量制御ユニットの合計流量を減少させてゆく過程において前記第2の状態から前記第1の状態に移行させるときに、前記第2の流量制御ユニットの流量が前記第2の制御流量範囲の下限値に対応する値まで減少したときに、前記第2の制御流量範囲の下限値に対応する量だけ前記第1の流量制御ユニットの流量を増大させることを特徴とする請求項7に記載の方法。 - 前記方法に用いられる前記複数の流量制御ユニットには、さらに第3の流量制御ユニットが含まれており、前記第3の流量制御ユニットは、第3の制御流量範囲を有する第3の流量制御弁を有しており、前記第3の制御流量範囲は、前記第2の制御流量範囲よりも大流量側にあって前記第2の制御流量範囲と重複範囲を有していることを特徴とする、請求項7又は8に記載の方法。
- 前記第1および第2の流量制御ユニットの合計流量を前記第1の閾値から前記第1の閾値よりも大きい第3の閾値よりも大きな値まで増大させてゆく過程において、前記合計流量が第3の閾値に達したことが検出されたとき、前記第2の流量制御ユニットの流量を固定しつつ前記第1の流量制御ユニットの流量を増加させている状態から、前記第1の流量制御ユニットの流量を固定しつつ前記第2の流量制御ユニットの流量を増加させる状態へと移行させ、かつ、前記第1および第2の流量制御ユニットの合計流量を第4の閾値より大きな値から前記第4の閾値よりも小さい値まで減少させてゆく過程において、合計流量が前記第4の閾値より大きいときには前記第1の流量制御ユニットの流量を固定しつつ前記第2の流量制御ユニットの流量を減少させ、前記合計流量が第4の閾値に達したことが検出されたとき、前記第2の流量制御ユニットの流量を固定しつつ前記第1の流量制御ユニットの流量を減少させている状態に移行させ、前記第3の閾値と前記第4の閾値が同一の値であることを特徴とする、請求項7から9のうちのいずれか一項に記載の方法。
- 少なくとも第1の流量制御ユニットと第2の流量制御ユニットとを含む並列に設けられた複数の流量制御ユニットを備えた液体流量制御装置であって、前記第1の流量制御ユニットは、第1の制御流量範囲を有する第1の流量制御弁を有しており、前記第2の流量制御ユニットは、第2の制御流量範囲を有する第2の流量制御弁を有しており、前記第1の制御流量範囲は前記第2の制御流量範囲よりも小流量側にあり、かつ、前記第1の制御流量範囲と前記第2の制御流量範囲に重複範囲があり、液体流量制御装置において当該液体流量制御装置を制御するためのプログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、前記プログラムを前記液体流量制御装置の制御コンピュータが実行したときに、前記制御コンピュータが、前記複数の流量制御ユニットを制御して請求項7から10のうちのいずれか一項に記載された方法を実行させることを特徴とする記憶媒体。
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