JP7166993B2 - electropneumatic regulator - Google Patents

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本発明は、主弁部を動作させる給気用制御弁および排気用制御弁と、給気用制御弁および排気用制御弁を制御する制御部と、を備える電空レギュレータであって、制御部は、制御装置から指示される目標圧力値に基づいて、給気用制御弁または排気用制御弁を制御し、主弁部を動作させることで、制御流体の出力圧力値を調整する電空レギュレータに関するものである。 The present invention provides an electro-pneumatic regulator comprising an air supply control valve and an exhaust control valve that operate a main valve section, and a control section that controls the air supply control valve and the exhaust control valve, the control section is an electro-pneumatic regulator that adjusts the output pressure value of the control fluid by controlling the control valve for air supply or the control valve for exhaust based on the target pressure value indicated by the control device and operating the main valve unit. It is about.

電空レギュレータは、入力ポートから入力される制御流体の、出力ポートにおける出力圧力値を、主弁部により調整する流体制御機器である。出力圧力値の調整は、電空レギュレータに接続される外部の制御装置から指示される目標圧力値に基づいて、電空レギュレータに内蔵される制御部が、給気用制御弁と排気用制御弁の開閉を制御し、主弁部を動作させることで行われる。制御部は、出力ポートにおける制御流体の出力圧力値を圧力センサで検出し、その出力圧力値と目標圧力値との圧力差に基づいて、給気用制御弁と排気用制御弁をパルス幅変調(Pulse Width Modulation(PWM))駆動により制御する。これにより、電空レギュレータは、制御流体の出力圧力値を目標圧力値に精度良く調整できる。 An electropneumatic regulator is a fluid control device that adjusts the output pressure value at an output port of a control fluid input from an input port by a main valve section. The adjustment of the output pressure value is based on the target pressure value indicated by an external control device connected to the electro-pneumatic regulator. It is performed by controlling the opening and closing of the valve and operating the main valve. The control unit detects the output pressure value of the control fluid at the output port with a pressure sensor, and pulse width modulates the air supply control valve and the exhaust control valve based on the pressure difference between the output pressure value and the target pressure value. (Pulse Width Modulation (PWM)) control. Thereby, the electropneumatic regulator can accurately adjust the output pressure value of the control fluid to the target pressure value.

このような電空レギュレータに用いられる給気用制御弁と排気用制御弁は、出力圧力値を平衡状態から目標圧力値へ調整する際に、給気用制御弁または排気用制御弁の開弁動作がオンとなる周期(パルスの周期)と、開弁動作がオンとなっている時間(パルス幅)と、の比であるDuty比が大きい状態(すなわち高Duty比状態)になるなど、非常に高頻度で動作が繰り返される。 The control valve for air supply and the control valve for exhaust used in such an electro-pneumatic regulator are required to open the control valve for supply or the control valve for exhaust when adjusting the output pressure value from the equilibrium state to the target pressure value. The duty ratio, which is the ratio of the period during which the operation is turned on (pulse period) and the time during which the valve opening operation is turned on (pulse width), is in a state where the duty ratio is large (i.e., a high duty ratio state). The action is repeated with high frequency.

高頻度で動作が繰り返される給気用制御弁と排気用制御弁は、使用方法によっては、電空レギュレータの使用開始から短期間で異常が生じるおそれがある。例えば、給気用制御弁や排気用制御弁において、長時間に渡って高Duty比状態を継続されると(過剰動作状態)、給気用制御弁と排気用制御弁の寿命を低下させ、ひいては電空レギュレータの製品寿命を低下させることになるのである。給気用制御弁と排気用制御弁に異常が生じた場合、作業者は電空レギュレータを、新しいものと交換する必要がある。 Depending on the method of use, the air supply control valve and the exhaust control valve, which are repeatedly operated at high frequency, may malfunction in a short period of time after the start of use of the electro-pneumatic regulator. For example, if the high duty ratio state continues for a long time (excessive operation state) in the air supply control valve and the exhaust control valve, the life of the air supply control valve and the exhaust control valve will be shortened. As a result, the product life of the electropneumatic regulator is shortened. When an abnormality occurs in the air supply control valve and the exhaust control valve, the operator needs to replace the electropneumatic regulator with a new one.

作業者が電空レギュレータに異常が生じたことを容易に知ることができる電空レギュレータとして、特許文献1に開示される電空レギュレータが知られている。 2. Description of the Related Art An electro-pneumatic regulator disclosed in Patent Document 1 is known as an electro-pneumatic regulator that allows an operator to easily know that an abnormality has occurred in the electro-pneumatic regulator.

特許文献1に開示される電空レギュレータは、2色の発光素子によって、電空レギュレータの動作状態を表示することができるものである。例えば、発光素子として、赤色のLEDと緑色のLEDを備えることで、電空レギュレータの動作が、安定状態である場合には緑色のLEDのみ発光させることで緑色の表示をし、不安定状態である場合には赤色と緑色のLEDを発光させてオレンジ色の表示をし、異常状態である場合には赤色のLEDのみを発光させて赤色の表示をすることができるため、作業者は、表示される色によって電空レギュレータの動作状態を容易に知ることが可能である。 The electro-pneumatic regulator disclosed in Patent Literature 1 can display the operating state of the electro-pneumatic regulator with a two-color light-emitting element. For example, by providing a red LED and a green LED as light-emitting elements, when the operation of the electro-pneumatic regulator is in a stable state, only the green LED emits light to display green, and in an unstable state. In some cases, the red and green LEDs are illuminated to display an orange color, and in an abnormal state, only the red LED is illuminated to display a red color. It is possible to easily know the operating state of the electro-pneumatic regulator by the color displayed.

特許第4615753号公報Japanese Patent No. 4615753

しかしながら、上記従来技術には次のような問題があった。
上記の電空レギュレータは、2色の発光素子によって、稼働中の電空レギュレータが、安定状態にあるか、不安定状態にあるか、異常状態にあるか知ることができるものの、動作状態によっては短期間で異常が生じやすい給気用制御弁と排気用制御弁の動作状態を知ることができない。給気用制御弁と排気用制御弁の動作状態を知ることができないと、過剰動作状態が頻繁に繰り返されてしまうなど、作業者が給気用制御弁と排気用制御弁に短期間で異常を生じさせる原因に気付くことができないおそれがある。当該原因に作業者が気付くことができないと、電空レギュレータの寿命を縮める結果となり、高頻度で電空レギュレータの交換を行わなければならなくなる。高頻度で電空レギュレータの交換を行うこととなると、例えば電空レギュレータが半導体製造装置に取り付けられている場合には、電空レギュレータの交換を行うために半導体製造装置の稼働を停止させなければならず、電空レギュレータの交換を高頻度に行うこととなると、半導体の生産効率の低下を招くおそれがある。
However, the above prior art has the following problems.
With the above electro-pneumatic regulator, it is possible to know whether the electro-pneumatic regulator in operation is in a stable state, an unstable state, or an abnormal state by means of two-color light-emitting elements. It is not possible to know the operation states of the air supply control valve and the exhaust control valve, which tend to malfunction in a short period of time. If the operation status of the air supply control valve and the exhaust control valve cannot be known, the operator may experience problems with the supply control valve and exhaust control valve in a short period of time, such as frequent repetition of excessive operation. You may not be able to notice the cause of the If the operator cannot notice the cause, the life of the electropneumatic regulator will be shortened, and the electropneumatic regulator will have to be replaced frequently. If the electro-pneumatic regulator is to be replaced frequently, for example, if the electro-pneumatic regulator is attached to the semiconductor manufacturing equipment, the operation of the semiconductor manufacturing equipment must be stopped in order to replace the electro-pneumatic regulator. However, if the electropneumatic regulator is replaced frequently, the production efficiency of semiconductors may be lowered.

本発明は、上記問題点を解決するためのものであり、給気用制御弁および排気用制御弁の動作状態を容易に監視することができ、電空レギュレータの寿命の低減を防ぐことが可能な電空レギュレータを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is intended to solve the above-mentioned problems, and it is possible to easily monitor the operation states of the air supply control valve and the exhaust control valve and prevent the life of the electro-pneumatic regulator from being shortened. It is an object of the present invention to provide an electropneumatic regulator that is

上記課題を解決するために、本発明の電空レギュレータは、次のような構成を有している In order to solve the above problems, the electropneumatic regulator of the present invention has the following configuration .

(1)主弁部を動作させる給気用制御弁および排気用制御弁と、給気用制御弁および排気用制御弁を制御する制御部と、を備える電空レギュレータであって、制御部は、制御装置から指示される目標圧力値に基づいて、給気用制御弁または排気用制御弁を制御し、主弁部を動作させることで、制御流体の出力圧力値を調整する電空レギュレータにおいて、制御部は、出力圧力値と、目標圧力値と、の圧力差に基づき給気用制御弁および排気用制御弁の動作状態を監視すること、圧力差は、出力圧力値から目標圧力値を減ずることで算出されること、圧力差が、正の値であり、第1の所定範囲内にあるときに、制御部は、排気用制御弁が、開弁動作がオンとなる周期と開弁動作がオンとなっている時間との比であるDuty比が大きい高Duty比状態にあると判断すること、圧力差が、負の値であり、第2の所定範囲内にあるときに、制御部は、給気用制御弁が、高Duty比状態にあると判断すること、所定の時間以上、圧力差が第1の所定範囲内にあるとき、制御部は、排気用制御弁が、過剰動作状態にあると判断すること、所定の時間以上、圧力差が第2の所定範囲内にあるとき、制御部は、給気用制御弁が、過剰動作状態にあると判断すること、所定の時間は、電空レギュレータが前記目標圧力値に基づいて前記出力圧力値の調整を行うために避けることができない高Duty比状態が継続される時間である継続時間よりも長い時間であること、第1の所定範囲および第2の所定範囲は、継続時間の開始時点における前記圧力差の値と、継続時間の終了時点における前記圧力差の値と、により定まること、を特徴とする。 (1) An electro-pneumatic regulator comprising an air supply control valve and an exhaust control valve that operate a main valve unit, and a control unit that controls the air supply control valve and the exhaust control valve, wherein the control unit is , an electro-pneumatic regulator that adjusts the output pressure value of the control fluid by controlling the supply control valve or the exhaust control valve based on the target pressure value instructed by the control device and operating the main valve unit , the control unit monitors the operating states of the air supply control valve and the exhaust control valve based on the pressure difference between the output pressure value and the target pressure value, and the pressure difference determines the target pressure value from the output pressure value. When the pressure difference is a positive value and is within the first predetermined range, the control unit controls the cycle in which the valve opening operation is turned on and the valve opening period. Judging that the duty ratio, which is the ratio of the time when the operation is on, is in a high duty ratio state, and when the pressure difference is a negative value and is within the second predetermined range, the control The control unit determines that the air supply control valve is in a high duty ratio state, and when the pressure difference is within the first predetermined range for a predetermined time or longer, the control unit determines that the exhaust control valve is in an excessive state. when the pressure difference is within a second predetermined range for a predetermined time or longer, the control unit determines that the air supply control valve is in an over-operating state; The time is longer than the duration, which is the time during which the high duty ratio state that cannot be avoided for the electro-pneumatic regulator to adjust the output pressure value based on the target pressure value is continued; The first predetermined range and the second predetermined range are characterized by being determined by the value of the pressure difference at the start of the duration and the value of the pressure difference at the end of the duration.

(3)(2)に記載の電空レギュレータにおいて、制御部は記憶部を備えること、記憶部は、給気用制御弁および排気用制御弁が、高Duty比状態となった回数と、高Duty比状態であった時間の長さと、を少なくとも含む、給気用制御弁および排気用制御弁の動作状態を記憶すること、を特徴とする。 (3) In the electro-pneumatic regulator described in (2), the control unit includes a storage unit, and the storage unit stores the number of times the air supply control valve and the exhaust control valve are in the high duty ratio state and the high duty ratio state. It is characterized by storing the operation states of the air supply control valve and the exhaust control valve, including at least the length of time during which the duty ratio state has been maintained.

(4)(1)乃至(3)のいずれか1つに記載の電空レギュレータにおいて、電空レギュレータは、マスタを介して制御装置と接続されていること、複数の電空レギュレータが、単一のマスタを中心としたスター型接続により、マスタと接続され、フィールドネットワークを構成していること、を特徴とする。 (4) In the electropneumatic regulator according to any one of (1) to (3), the electropneumatic regulator is connected to a control device via a master; is connected to the master through a star-type connection centering on the master of the field network.

本発明の電空レギュレータは、上記構成を有することにより次のような作用・効果を有する。
(1)に記載の電空レギュレータによれば、給気用制御弁および排気用制御弁を制御する制御部が、出力圧力値と、目標圧力値と、の圧力差に基づき給気用制御弁および排気用制御弁の動作状態を監視することが可能であるため、給気用制御弁および排気用制御弁において、過剰動作状態となっていたとしても、作業者はそれに気付くことができ、過剰動作状態が頻繁に繰り返されてしまうことを防ぐことができる。過剰動作が頻繁に繰り返されてしまうことを防ぐことができれば、電空レギュレータの寿命の低減を防ぐことが可能であるため、電空レギュレータの交換が高頻度となることを防ぐことにつながる。電空レギュレータの交換が高頻度となることを防ぐことができれば、電空レギュレータが取り付けられている装置(例えば半導体製造装置)を、電空レギュレータの交換のために稼働を停止させる頻度を抑えることができ、生産効率(例えば半導体の生産効率)の低下を防ぐことができる。
The electro-pneumatic regulator of the present invention has the following functions and effects due to the above configuration.
According to the electropneumatic regulator described in (1), the control unit that controls the air supply control valve and the exhaust control valve controls the air supply control valve based on the pressure difference between the output pressure value and the target pressure value. Since it is possible to monitor the operating states of the air supply control valve and the exhaust control valve, even if the air supply control valve and the exhaust control valve are in an excessive operating state, the operator can notice it and prevent the excessive operation. It is possible to prevent the operating state from being repeated frequently. If it is possible to prevent frequent repetition of excessive operation, it is possible to prevent the life of the electro-pneumatic regulator from being shortened, which leads to prevention of frequent replacement of the electro-pneumatic regulator. If it is possible to prevent the electro-pneumatic regulator from being replaced frequently, the frequency of stopping the operation of the equipment to which the electro-pneumatic regulator is attached (for example, semiconductor manufacturing equipment) for the replacement of the electro-pneumatic regulator can be suppressed. It is possible to prevent a decrease in production efficiency (for example, production efficiency of semiconductors).

さらに、(1)に記載の電空レギュレータによれば、給気用制御弁と排気用制御弁のどちらかが過剰動作状態になった場合に、圧力差の値によって、給気用制御弁と排気用制御弁のどちらが過剰動作状態にあるのか監視が容易となり、電空レギュレータの寿命の低減を防ぐことが可能となる。 Furthermore, according to the electro-pneumatic regulator described in (1) , when either the air supply control valve or the exhaust control valve is in an excessive operation state, the pressure difference value determines whether the air supply control valve It becomes easy to monitor which of the exhaust control valves is in an over-operated state, and it is possible to prevent the life of the electro-pneumatic regulator from being shortened.

例えば、給気用制御弁が不必要な過剰動作状態になると想定されるのは、電空レギュレータの入力ポートに制御流体を供給していないにも関わらず、電空レギュレータが動作している場合などが考えられる。入力ポートに制御流体が供給されていないため、出力ポートにおける出力圧力値が目標圧力値に達することがないにも関わらず、給気用制御弁が出力圧力値を目標圧力値に近づけようと長時間に渡り高Duty比状態で動作し続けてしまう。そのため、給気用制御弁が過剰動作状態となってしまうのである。一方で、排気用制御弁が過剰動作状態になると想定されるのは、電空レギュレータの出力ポート側で背圧がかかり続ける場合である。この場合、出力圧力値を低減させようとして、排気用制御弁が長時間に渡り高Duty比状態で動作し続けてしまうため、排気用制御弁が過剰動作状態となってしまうのである。給気用制御弁と排気用制御弁のどちらが過剰動作状態にあるのか監視が容易となれば、作業者は、上記のような過剰動作状態の原因に対して対策を立てることが容易となり、電空レギュレータの寿命の低減を防ぐことが可能となる。 For example, an air supply control valve can be assumed to be in an unnecessary over-operated state if the electro-pneumatic regulator is operating while no control fluid is being supplied to the input port of the electro-pneumatic regulator. etc. can be considered. Since the control fluid is not supplied to the input port, the output pressure value at the output port does not reach the target pressure value. It will continue to operate in a high duty ratio state over time. As a result, the control valve for air supply ends up in an over-operated state. On the other hand, it is assumed that the exhaust control valve will be in an over-operated state when back pressure continues to be applied on the output port side of the electro-pneumatic regulator. In this case, since the exhaust control valve continues to operate in a high duty ratio state for a long time in an attempt to reduce the output pressure value, the exhaust control valve is in an excessive operation state. If it becomes easy to monitor which of the air supply control valve and the exhaust control valve is in an over-operated state, it will be easier for the operator to take countermeasures against the cause of the above-mentioned over-operated state. It is possible to prevent the life of the empty regulator from being shortened.

なお、過剰動作状態としては、電空レギュレータの使い方を誤り、不必要に高Duty比状態となってしまう場合と、電空レギュレータの使い方に無理があり、高Duty比状態となってしまう場合とが考えられる。 The excessive operation state includes the case where the electro-pneumatic regulator is used incorrectly, resulting in an unnecessarily high duty ratio state, and the case where the electro-pneumatic regulator is used unreasonably, resulting in a high duty ratio state. can be considered.

電空レギュレータの使い方を誤り、不必要に高Duty比状態となってしまう場合とは、上記のように、電空レギュレータの入力ポートに制御流体を供給していないにも関わらず、電空レギュレータが動作している場合や、電空レギュレータの出力ポート側で背圧がかかり続ける場合のことである。 When the electro-pneumatic regulator is used incorrectly and the duty ratio becomes unnecessarily high, as described above, the electro-pneumatic regulator is not supplied with control fluid to the input port of the electro-pneumatic regulator. is operating or there is a constant back pressure on the output port side of the electro-pneumatic regulator.

一方で、電空レギュレータの使い方に無理があり、高Duty比状態となってしまう場合とは、例えば、電空レギュレータが、塗装作業に用いられる塗料のエアブロー機器に用いられた場合であって、吹き付ける塗料の流量を無理に増大させた場合などが考えられる。図5は、エアブロー機器における電空レギュレータの、塗料の出力圧力値P2と、流量の関係を表したグラフである。出力圧力値P2は、指示される目標圧力値Pt2となるよう電空レギュレータにより調整される。しかし、作業者が、塗料の供給源の絞りを大きくするなどし、塗料の流量を増大させていったとき、流量がある流量F1を超えると、出力圧力値P2は、圧力を保てなくなり、目標圧力値Pt2に対して低下していく。出力圧力値P2が低下すると、給気用制御弁が、出力圧力値P2を目標圧力値Pt2まで上昇させようと長時間に渡り高Duty比状態で動作し続けてしまうため、作業者の望む流量を得ることができたとしても、給気用制御弁が過剰動作状態となってしまうのであり、電空レギュレータが無理に使用されている状態であると言える。そこで、本発明の電空レギュレータにより、給気用制御弁と排気用制御弁のどちらが過剰動作状態にあるのか監視が容易となれば、作業者は、電空レギュレータを無理に使用していることに気づくことができ、電空レギュレータの寿命の低減を防ぐよう対策を立てることができるようになる。 On the other hand, when the electro-pneumatic regulator is used unreasonably and a high duty ratio state occurs, for example, when the electro-pneumatic regulator is used in a paint air blower used in painting work, It is conceivable that the flow rate of the sprayed paint is forcibly increased. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the paint output pressure value P2 of the electropneumatic regulator in the air blower and the flow rate. The output pressure value P2 is adjusted by the electro-pneumatic regulator so as to reach the instructed target pressure value Pt2. However, when the operator increases the flow rate of the paint by, for example, increasing the throttle of the supply source of the paint, when the flow rate exceeds a certain flow rate F1, the output pressure value P2 cannot maintain the pressure. It decreases with respect to the target pressure value Pt2. When the output pressure value P2 decreases, the air supply control valve continues to operate in a high duty ratio state for a long time to increase the output pressure value P2 to the target pressure value Pt2. can be obtained, the control valve for air supply will be in an excessive operating state, and it can be said that the electro-pneumatic regulator is being used forcibly. Therefore, if the electro-pneumatic regulator of the present invention makes it easy to monitor which of the air supply control valve and the exhaust control valve is in an over-operated state, the operator will not be forced to use the electro-pneumatic regulator. can be noticed and countermeasures can be taken to prevent reduction of the life of the electro-pneumatic regulator.

(3)に記載の電空レギュレータによれば、記憶部に、高Duty比状態となった回数と、高Duty比状態であった時間の長さを少なくとも含む、給気用制御弁と排気用制御弁の動作状態が記憶されているため、当該動作状態に関する情報を蓄積することでビッグデータとすることが可能であり、当該ビッグデータにより、どの程度高Duty比状態が繰り返されれば電空レギュレータの寿命となるのか、ある程度予測することが可能となる。寿命の予測が可能となれば、電空レギュレータの寿命による予期せぬ異常発生を防止することができる。電空レギュレータの寿命による予期せぬ異常発生を防止することができれば、電空レギュレータが取り付けられている装置(例えば半導体製造装置)の稼働を、電空レギュレータの交換のために予期せず停止させてしまうおそれを防止でき、生産効率(例えば半導体の生産効率)の低下を防ぐことが可能である。 According to the electropneumatic regulator described in (3), the storage unit includes at least the number of times the high duty ratio state has occurred and the length of time the high duty ratio state has occurred. Since the operating state of the control valve is stored, it is possible to accumulate information related to the operating state and use it as big data. It is possible to predict to some extent whether the life will be If it becomes possible to predict the life of the electro-pneumatic regulator, it will be possible to prevent unexpected abnormalities from occurring due to the end of the life of the electro-pneumatic regulator. If it is possible to prevent unexpected abnormalities due to the life of the electro-pneumatic regulator, it is possible to unexpectedly stop the operation of the equipment to which the electro-pneumatic regulator is attached (e.g., semiconductor manufacturing equipment) in order to replace the electro-pneumatic regulator. It is possible to prevent the possibility that the production efficiency (for example, the production efficiency of semiconductors) is lowered.

また、従来は、電空レギュレータの寿命による予期せぬ異常発生によって電空レギュレータが取り付けられている装置を停止させてしまうことを防ぐために、電空レギュレータが寿命を迎える前に余裕を持って新しいものと交換していたため、交換頻度が多くなっていた。しかし、上記のように寿命を予測することができれば、寿命が近くなるまで電空レギュレータを使用することができ、交換頻度を抑えることができるため、コストの低減が可能である。 In addition, conventionally, in order to prevent the equipment to which the electro-pneumatic regulator is attached from stopping due to an unexpected abnormality occurring due to the life of the electro-pneumatic regulator, it is necessary to replace the electro-pneumatic regulator with a margin before the end of its life. Since it was exchanged for something else, the frequency of exchange increased. However, if the service life can be predicted as described above, the electro-pneumatic regulator can be used until the service life is nearly reached, and the frequency of replacement can be suppressed, thereby reducing costs.

(4)に記載の電空レギュレータによれば、複数の電空レギュレータの給気用制御弁および排気用制御弁の動作状態を容易に監視することができ、電空レギュレータの寿命の低減を防ぐことが可能である。 According to the electro-pneumatic regulator described in (4), it is possible to easily monitor the operation states of the air supply control valves and the exhaust control valves of the plurality of electro-pneumatic regulators, thereby preventing the life of the electro-pneumatic regulators from being shortened. It is possible.

複数の電空レギュレータが、単一のマスタを中心としたスター型接続により、マスタと接続され、フィールドネットワークを構成しているため、複数の電空レギュレータにおいて制御部が監視する給気用制御弁および排気用制御弁の動作状態に関する情報をマスタで集約して、制御装置に伝達可能である。よって、複数の電空レギュレータの給気用制御弁および排気用制御弁の動作状態を、容易に、一括して管理することができる。作業者は、複数の電空レギュレータにおける給気用制御弁および排気用制御弁が、高Duty比状態となっているか否か、容易に一括して知ることができ、複数の電空レギュレータにおいて不必要な高Duty比状態が頻繁に繰り返されてしまうことを防ぐことができる。これにより、複数の電空レギュレータの寿命の低減を防ぐことが可能である。 Multiple electro-pneumatic regulators are connected to the master through a star connection with a single master at the center to form a field network. and the operating state of the exhaust control valve can be collected by the master and transmitted to the control device. Therefore, it is possible to collectively manage the operation states of the air supply control valves and the exhaust control valves of the plurality of electropneumatic regulators. The operator can easily collectively know whether or not the air supply control valves and the exhaust control valves in the plurality of electro-pneumatic regulators are in a high duty ratio state, so that the malfunction in the plurality of electro-pneumatic regulators can be easily detected. Frequent repetition of the required high duty ratio state can be prevented. As a result, it is possible to prevent the life of the plurality of electropneumatic regulators from being shortened.

ここで、フィールドネットワークとは、例えばIO-Link(登録商標)のことを指す。従来の制御装置と電空レギュレータの接続においては、制御装置から電空レギュレータへ信号を伝達するケーブルと、電空レギュレータから制御装置へ信号を伝達するケーブルとを別々に接続する必要があったが、IO-Linkにおいては、マスタと電空レギュレータの間の接続は、3本線または4本線の非シールドケーブルが用いられるため、1本のケーブルで、マスタと電空レギュレータとの間の信号の授受を相互に行うことが可能となる。単一のマスタと、複数の電空レギュレータの制御部との間は、それぞれ1本ずつのケーブルを接続すれば足りるため、工場レイアウトを単純化することが可能となる。 Here, the field network refers to IO-Link (registered trademark), for example. In conventional connection between a control device and an electro-pneumatic regulator, it was necessary to separately connect a cable for transmitting signals from the control device to the electro-pneumatic regulator and a cable for transmitting signals from the electro-pneumatic regulator to the control device. , IO-Link uses a 3-wire or 4-wire unshielded cable for the connection between the master and the electro-pneumatic regulator. can be performed mutually. Since it is sufficient to connect one cable between the single master and the controllers of the plurality of electropneumatic regulators, the factory layout can be simplified.

電空レギュレータを用いて構成されたフィールドネットワークを示す図である。1 shows a field network configured using electropneumatic regulators; FIG. 電空レギュレータの回路図である。It is a circuit diagram of an electropneumatic regulator. PWM駆動と、出力圧力値と、目標圧力値との関係を表したグラフである。4 is a graph showing the relationship between PWM drive, output pressure value, and target pressure value. 出力圧力値と目標圧力値との圧力差と、時間との関係を表したグラフである。4 is a graph showing the relationship between the pressure difference between the output pressure value and the target pressure value and time. 塗料のエアブロー機器に電空レギュレータを用いた場合の出力圧力値と流量の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between an output pressure value and a flow rate at the time of using an electropneumatic regulator for the air blow apparatus of paint.

本発明の実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係る電空レギュレータ1A,1B,1Cを用いて構成されたフィールドネットワークを示す図である。
フィールドネットワークとは、例えばIO-Linkであり、制御装置としてのネットワークコントローラ2に、マスタ3を介して電空レギュレータ1A,1B,1Cが接続され、電空レギュレータ1A,1B,1Cは単一のマスタ3を中心としたスター型接続がなされている。なお、電空レギュレータ1A,1B,1Cの台数は、図1に示す3台に限定されるものでない。また、マスタ3も1台である必要はなく、ネットワークコントローラ2に複数のマスタ3を接続し、マスタ3を中心としたスター型接続を複数設けることができる。
An embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a diagram showing a field network configured using electropneumatic regulators 1A, 1B, and 1C according to this embodiment.
A field network is, for example, an IO-Link, and electropneumatic regulators 1A, 1B, and 1C are connected to a network controller 2 as a control device via a master 3. Electropneumatic regulators 1A, 1B, and 1C are connected to a single A star connection is made with the master 3 at the center. The number of electropneumatic regulators 1A, 1B, 1C is not limited to the three shown in FIG. Also, the number of masters 3 does not need to be one, and a plurality of masters 3 can be connected to the network controller 2 to provide a plurality of star connections centering on the masters 3 .

ネットワークコントローラ2と、マスタ3と、電空レギュレータ1A,1B,1Cとの接続には、3本線または4本線を有する非シールドケーブルが用いられ、ネットワークコントローラ2と電空レギュレータ1A,1B,1Cとの間においては相互に信号の授受が可能となっている。よって、ネットワークコントローラ2から、電空レギュレータ1A,1B,1Cに対して目標圧力値の指示を出すことが可能であるほか、電空レギュレータ1A,1B,1Cが、自身の異常を検知した場合には、ネットワークコントローラ2に異常が発生していることを通知したり、その通知に対して、ネットワークコントローラ2が、電空レギュレータ1A,1B,1Cに記憶されている動作状態(例えば、電空レギュレータ1A,1B,1Cに備えられた給気用制御弁12と排気用制御弁13の動作状態を指す。詳細は後述する。)の問い合わせをしたりすることが可能である。 An unshielded cable having three wires or four wires is used for connection between the network controller 2, the master 3, and the electropneumatic regulators 1A, 1B, and 1C. It is possible to send and receive signals between them. Therefore, the network controller 2 can instruct the electro-pneumatic regulators 1A, 1B, and 1C of the target pressure value, and the electro-pneumatic regulators 1A, 1B, and 1C can notifies the network controller 2 that an abnormality has occurred, and in response to the notification, the network controller 2 changes the operating states stored in the electropneumatic regulators 1A, 1B, and 1C (for example, the electropneumatic regulator It refers to the operation state of the air supply control valve 12 and the exhaust control valve 13 provided in 1A, 1B, and 1C.Details will be described later.).

従来のネットワークコントローラと電空レギュレータの接続においては、ネットワークコントローラから電空レギュレータへ信号を伝達するケーブルと、電空レギュレータからネットワークコントローラへ信号を伝達するケーブルとを別々に接続する必要があったが、IO-Linkにおいては、上記のように3本線または4本線の非シールドケーブルが用いられるため、1本のケーブルで、ネットワークコントローラ2と、電空レギュレータ1Aまたは電空レギュレータ1Bまたは電空レギュレータ1Cと、の間の信号の授受を相互に行うことが可能となる。よって、工場レイアウトを単純化することが可能となる。 In conventional connection between a network controller and an electro-pneumatic regulator, it was necessary to separately connect a cable for transmitting signals from the network controller to the electro-pneumatic regulator and a cable for transmitting signals from the electro-pneumatic regulator to the network controller. , IO-Link uses a 3-wire or 4-wire unshielded cable as described above, so a single cable can connect the network controller 2 and the electro-pneumatic regulator 1A, electro-pneumatic regulator 1B or electro-pneumatic regulator 1C. and can exchange signals between them. Therefore, it becomes possible to simplify the factory layout.

ネットワークコントローラ2は、図示しないCPU、ROM、RAMを有しており、CPUは、ROMに記憶された電空レギュレータ1A,1B,1Cの制御を行うためのプログラムに従って、RAMに一時的にデータを記憶させながら、電空レギュレータ1A,1B,1Cの制御を行う。ネットワークコントローラ2が行う電空レギュレータ1A,1B,1Cの制御とは、電空レギュレータ1A,1B,1Cに対して目標圧力値の指示を行うなど、電空レギュレータ1A,1B,1Cにおける圧力制御を実行することや、電空レギュレータ1A,1B,1Cにおいて異常が検知された際に、電空レギュレータ1A,1B,1Cに記憶されている動作状態の問い合わせを行うことなどを指す。 The network controller 2 has a CPU, ROM, and RAM (not shown). The CPU temporarily stores data in the RAM according to a program stored in the ROM for controlling the electropneumatic regulators 1A, 1B, and 1C. The electro-pneumatic regulators 1A, 1B and 1C are controlled while storing the information. The control of the electropneumatic regulators 1A, 1B, and 1C performed by the network controller 2 means the pressure control in the electropneumatic regulators 1A, 1B, and 1C, such as instructing the target pressure values to the electropneumatic regulators 1A, 1B, and 1C. It refers to executing, or inquiring about the operating states stored in the electro-pneumatic regulators 1A, 1B, and 1C when an abnormality is detected in the electro-pneumatic regulators 1A, 1B, and 1C.

マスタ3は、信号を入出力するユニットであり、マスタ3により、ネットワークコントローラ2と複数の電空レギュレータ1A,1B,1Cとは、個別にケーブル接続することなく、相互に信号を授受することができるため、ネットワークコントローラ2と電空レギュレータ1A,1B,1Cとの距離が離れていても、配線コストを削減することが可能である。 The master 3 is a unit for inputting and outputting signals, and the master 3 allows the network controller 2 and the plurality of electropneumatic regulators 1A, 1B, and 1C to exchange signals with each other without individual cable connection. Therefore, even if the distance between the network controller 2 and the electro-pneumatic regulators 1A, 1B, 1C is long, the wiring cost can be reduced.

ここで、電空レギュレータ1A,1B,1Cは、全て同一の電空レギュレータであり、以後、単に電空レギュレータ1とする。
電空レギュレータ1は、例えば、半導体製造装置のウエハに薬液を吐出するディスペンサ装置に使用される流体制御機器であり、図2に示すように、制御回路18(制御部の一例)と、制御回路18により制御される給気用制御弁12および排気用制御弁13と、給気用制御弁12および排気用制御弁13により動作される主弁部14と、制御流体を入力する入力ポート11と、制御流体を出力する出力ポート17と、からなる。
Here, the electropneumatic regulators 1A, 1B, and 1C are all the same electropneumatic regulator, and will be simply referred to as electropneumatic regulator 1 hereinafter.
The electropneumatic regulator 1 is, for example, a fluid control device used in a dispenser device that discharges a chemical solution onto a wafer of a semiconductor manufacturing apparatus. an air supply control valve 12 and an exhaust control valve 13 controlled by 18, a main valve section 14 operated by the air supply control valve 12 and the exhaust control valve 13, and an input port 11 for inputting a control fluid. , and an output port 17 for outputting the control fluid.

入力ポート11と、出力ポート17とは、主弁部14に連通している。入力ポート11は、制御流体の供給源に接続されており、制御流体(例えばエア)の供給がされる。主弁部14は図示しない弁体と弁座を備えており、該弁体と該弁座が当接離間することで制御流体の出力圧力値を調整する。そして、出力ポート17は、例えばディスペンサ装置のシリンジに接続され、出力圧力値に制御された制御流体をシリンジに出力する。出力圧力値とは、ネットワークコントローラ2から指示される目標圧力値に基づいて制御される値である。 The input port 11 and the output port 17 communicate with the main valve portion 14 . The input port 11 is connected to a supply source of control fluid and supplied with control fluid (for example, air). The main valve portion 14 has a valve body and a valve seat (not shown), and adjusts the output pressure value of the control fluid by contacting and separating the valve body and the valve seat. The output port 17 is connected to, for example, a syringe of the dispenser device, and outputs the control fluid controlled to the output pressure value to the syringe. The output pressure value is a value controlled based on the target pressure value indicated by the network controller 2 .

給気用制御弁12は、入力流路21を介して入力ポート11に接続され、流路24を介して主弁部14のパイロット室(図示せず)に接続されている。給気用制御弁12は、パイロット室へ給気を行うことで、主弁部14を動作させ、入力ポート11に入力される制御流体の、出力ポート17における出力圧力値を制御する。出力流路22には、圧力センサ16が配設されており、圧力センサ16により出力ポート17における制御流体の出力圧力値を検出する。 The air supply control valve 12 is connected to the input port 11 via an input flow path 21 and connected to a pilot chamber (not shown) of the main valve portion 14 via a flow path 24 . The air supply control valve 12 supplies air to the pilot chamber to operate the main valve portion 14 and controls the output pressure value at the output port 17 of the control fluid input to the input port 11 . A pressure sensor 16 is arranged in the output flow path 22 and detects the output pressure value of the control fluid at the output port 17 by the pressure sensor 16 .

排気流路23は、給気用制御弁12と主弁部14との間で流路24から分岐し、大気に開放された排気ポート15に接続されている。排気流路23には、排気用制御弁13が配設されている。また、排気用制御弁13には、排気ポート15が連通しており、排気用制御弁13は、主弁部14のパイロット室から流路24を介して排気ポート15に排気する制御流体を制御する。 The exhaust flow path 23 branches from the flow path 24 between the air supply control valve 12 and the main valve portion 14 and is connected to the exhaust port 15 open to the atmosphere. An exhaust control valve 13 is arranged in the exhaust flow path 23 . An exhaust port 15 communicates with the exhaust control valve 13, and the exhaust control valve 13 controls the control fluid that is exhausted from the pilot chamber of the main valve portion 14 to the exhaust port 15 through the flow path 24. do.

制御回路18は、給気用制御弁12と排気用制御弁13と圧力センサ16とに、それぞれ電気的に接続されている。制御回路18は、ネットワークコントローラ2にマスタ3を介して接続されており、ネットワークコントローラ2から、出力圧力値の目標値である目標圧力値の指示を受ける。制御回路18は、ネットワークコントローラ2から指示された目標圧力値に基づいて、給気用制御弁12または排気用制御弁13の開閉を制御し、主弁部14を動作させることで、入力ポート11に入力される制御流体の、出力ポート17における出力圧力値を調整する。 The control circuit 18 is electrically connected to the air supply control valve 12, the exhaust control valve 13, and the pressure sensor 16, respectively. The control circuit 18 is connected to the network controller 2 via the master 3 and receives from the network controller 2 instructions of a target pressure value, which is a target value of the output pressure value. The control circuit 18 controls the opening and closing of the air supply control valve 12 or the exhaust control valve 13 based on the target pressure value instructed by the network controller 2, and operates the main valve unit 14 to open the input port 11. adjusts the output pressure value at output port 17 of the control fluid input to .

また、制御回路18は、給気用制御弁12と排気用制御弁13の動作状態を監視する監視プログラムを記憶しており、給気用制御弁12と排気用制御弁13が、長時間に渡って高Duty比状態となる過剰動作状態になった場合や、異常が生じた場合に、それらを検知し、ネットワークコントローラ2に通知を行うことができる。高Duty比状態と、過剰動作状態についての詳細は後述する。 In addition, the control circuit 18 stores a monitoring program for monitoring the operation states of the air supply control valve 12 and the exhaust control valve 13, and the air supply control valve 12 and the exhaust control valve 13 are operated for a long period of time. If an excessive operation state with a high duty ratio occurs, or if an abnormality occurs, it can be detected and notified to the network controller 2 . Details of the high duty ratio state and the excessive operation state will be described later.

さらにまた、制御回路18は記憶部181を備えており、給気用制御弁12と排気用制御弁13の動作状態を記憶する。そして、ネットワークコントローラ2の求めに応じて、記憶されている給気用制御弁12と排気用制御弁13の動作状態を、ネットワークコントローラ2に伝達する。ここで、記憶される動作状態とは、給気用制御弁12および排気用制御弁13が、高Duty比状態となった回数と、高Duty比状態であった時間の長さを指す。 Furthermore, the control circuit 18 is provided with a storage section 181 for storing the operating states of the air supply control valve 12 and the exhaust control valve 13 . Then, in response to a request from the network controller 2 , the stored operating states of the air supply control valve 12 and the exhaust control valve 13 are transmitted to the network controller 2 . Here, the stored operating states refer to the number of times the air supply control valve 12 and the exhaust control valve 13 have been in the high duty ratio state and the length of time during which they have been in the high duty ratio state.

このような構成を有する電空レギュレータ1は、次のように動作する。
電空レギュレータ1は、ネットワークコントローラ2から目標圧力値を入力されると、制御回路18が、圧力センサ16が検出した出力圧力値を検出して目標圧力値と比較する。そして、制御回路18は、出力圧力値と目標圧力値との圧力差に基づいて給気用制御弁12と排気用制御弁13の開閉を制御する。給気用制御弁12と排気用制御弁13の開閉制御により、主弁部14のパイロット室に圧力変動が生じ、主弁部14の弁体を動作させる。これにより、電空レギュレータ1は、入力ポート11に入力された制御流体の出力ポート17における出力圧力値を、目標圧力値に達するよう調整し、出力ポート17から図示しないシリンジへ制御流体を供給する。
The electro-pneumatic regulator 1 having such a configuration operates as follows.
When the electro-pneumatic regulator 1 receives the target pressure value from the network controller 2, the control circuit 18 detects the output pressure value detected by the pressure sensor 16 and compares it with the target pressure value. The control circuit 18 controls opening and closing of the air supply control valve 12 and the exhaust control valve 13 based on the pressure difference between the output pressure value and the target pressure value. Due to the opening/closing control of the air supply control valve 12 and the exhaust control valve 13, pressure fluctuations occur in the pilot chamber of the main valve portion 14, and the valve element of the main valve portion 14 is operated. As a result, the electropneumatic regulator 1 adjusts the output pressure value at the output port 17 of the control fluid input to the input port 11 so as to reach the target pressure value, and supplies the control fluid from the output port 17 to a syringe (not shown). .

制御回路18が行う、給気用制御弁12と排気用制御弁13の開閉の制御は、PWM駆動により行われる。PWM駆動とは、給気用制御弁12または排気用制御弁13の開弁動作がオンとなる周期T(図3参照)を一定とし、開弁動作がオンとなっている時間(パルス幅Pw1,Pw2,Pw3,Pw4,Pw5,Pw6(図3参照))を変化させる方式であり、周期Tとパルス幅Pw1,Pw2,Pw3,Pw4,Pw5,Pw6の比であるDuty比を制御することで、給気用制御弁12と排気用制御弁13の開閉の制御を行う。 Control of the opening and closing of the air supply control valve 12 and the exhaust control valve 13 by the control circuit 18 is performed by PWM driving. PWM drive means that the cycle T (see FIG. 3) in which the valve opening operation of the air supply control valve 12 or the exhaust control valve 13 is turned on is set constant, and the time during which the valve opening operation is turned on (pulse width Pw1 , Pw2, Pw3, Pw4, Pw5, Pw6 (see FIG. 3)). , control the opening and closing of the air supply control valve 12 and the exhaust control valve 13 .

図3に示すグラフは、目標圧力値を0からP1まで変動させた場合の、PWM駆動と、出力圧力値Pと、目標圧力値Ptとの関係を表したものである。
図3上段のグラフは、出力圧力値の変動および目標圧力値の変動を表すグラフであり、波形Pが出力圧力値を表し、波形Ptが目標圧力値を表す。そして、図3中段のグラフは、給気用制御弁12(図中では便宜上、給気弁と表記している)のPWM駆動の状態を表しており、図3下段のグラフは、排気用制御弁13(図中では便宜上、排気弁と表記している)のPWM駆動の状態を表している。
The graph shown in FIG. 3 represents the relationship between the PWM drive, the output pressure value P, and the target pressure value Pt when the target pressure value is varied from 0 to P1.
The upper graph in FIG. 3 is a graph showing variations in the output pressure value and variations in the target pressure value, where the waveform P represents the output pressure value and the waveform Pt represents the target pressure value. The graph in the middle of FIG. 3 represents the PWM drive state of the air supply control valve 12 (indicated as an air supply valve in the drawing for convenience), and the graph in the lower part of FIG. 3 represents the exhaust control. The state of the PWM drive of the valve 13 (expressed as an exhaust valve in the drawing for convenience) is shown.

時点t0から時点t1においては、目標圧力値(波形Pt)が0であり、出力圧力値(波形P)も0で平衡状態にある。このとき、給気用制御弁12と排気用制御弁13は動作していない。 From time t0 to time t1, the target pressure value (waveform Pt) is 0 and the output pressure value (waveform P) is also 0, which is in equilibrium. At this time, the air supply control valve 12 and the exhaust control valve 13 are not operated.

このような状態の電空レギュレータ1に対し、時点t1において、目標圧力値(波形Pt)がP1に上昇している通り、出力圧力値(波形P)をP1とするよう目標圧力値(波形Pt)が制御回路18に入力される。すると、給気用制御弁12の開弁動作がオンとなり、まず全開状態となる。これにより、主弁部14が動作され、出力圧力値(波形P)が上昇を始める。この段階では、給気用制御弁12は動作がオンの状態が続いているため、動作状態としては安定しており、給気用制御弁12に対する負荷が大きくない。 For the electro-pneumatic regulator 1 in such a state, at time t1, the target pressure value (waveform Pt) is increased to P1 so that the output pressure value (waveform P) becomes P1. ) is input to the control circuit 18 . Then, the valve opening operation of the air supply control valve 12 is turned on, and the valve is first fully opened. As a result, the main valve portion 14 is operated, and the output pressure value (waveform P) begins to rise. At this stage, since the control valve 12 for air supply continues to be in the ON state, the operating state is stable and the load on the control valve 12 for air supply is not large.

時点t1からある一定の時間が経過し、時点t2からは出力圧力値(波形P)をP1に向けて微妙な調整が必要となるため、給気用制御弁12の開弁動作のオンとオフが繰り返されるようになる。給気用制御弁12の開弁動作がオンとなる周期Tに対して、オンとなっている時間(パルス幅Pw1,Pw2)が比較的長い状態、即ちDuty比が大きい状態であるため、給気用制御弁12の動作状態は、高Duty比状態にあるといえる。このような動作により、出力圧力値(波形P)は徐々にP1に近づいている。 A certain amount of time has passed since time t1, and the output pressure value (waveform P) needs to be finely adjusted from time t2 toward P1. becomes repeated. The period T during which the valve opening operation of the air supply control valve 12 is turned on is relatively long (pulse widths Pw1 and Pw2), that is, the duty ratio is large. It can be said that the air control valve 12 is in a high duty ratio state. Through such operations, the output pressure value (waveform P) gradually approaches P1.

給気用制御弁12の高Duty比状態は、出力圧力値(波形P)がP1に近づく時点t3まで続けられる。その後、出力圧力値(波形P)がP1に達すると(時点t4)、出力圧力値(波形P)は平衡状態となる。時点t3以降は、給気用制御弁12の動作は、オンとなる周期Tが一定なのに対して、パルス幅Pw3が小さくなるため、Duty比が小さくなり、給気用制御弁12に対する負荷が小さくなる。 The high duty ratio state of the air supply control valve 12 continues until time t3 when the output pressure value (waveform P) approaches P1. After that, when the output pressure value (waveform P) reaches P1 (time t4), the output pressure value (waveform P) is in an equilibrium state. After the time point t3, the operation of the air supply control valve 12 has a constant turn-on cycle T, but the pulse width Pw3 becomes smaller, so the duty ratio becomes smaller and the load on the air supply control valve 12 becomes smaller. Become.

次に、時点t5において、目標圧力値(波形Pt)が0となっている通り、出力圧力値(波形P)を0とするよう目標圧力値(波形Pt)が入力される。すると、排気用制御弁13の開弁動作がオンとなり、まず全開状態となる。これにより、主弁部14が動作され、出力圧力値(波形P)が下降を始める。この段階では、排気用制御弁13は動作がオンの状態が続いているため、動作状態としては安定しており、排気用制御弁13に対する負荷が大きくない。 Next, at time t5, the target pressure value (waveform Pt) is input so that the output pressure value (waveform P) is 0 as the target pressure value (waveform Pt) is 0. Then, the valve opening operation of the exhaust control valve 13 is turned on, and the exhaust control valve 13 is first fully opened. As a result, the main valve portion 14 is operated, and the output pressure value (waveform P) begins to drop. At this stage, since the exhaust control valve 13 continues to be in the ON state, the operating state is stable and the load on the exhaust control valve 13 is not large.

時点t5からある一定の時間が経過し、時点t6からは出力圧力値(波形P)を0に向けて微妙な調整が必要となるため、排気用制御弁13の開弁動作のオンとオフが繰り返されるようになる。排気用制御弁13の開弁動作がオンとなる周期Tに対して、オンとなっている時間(パルス幅Pw4,Pw5)が比較的長い状態、即ちDuty比が大きい状態であるため、排気用制御弁13の動作状態は、高Duty比状態にあるといえる。このような動作により、出力圧力値(波形P)は徐々に0に近づいている。 A certain amount of time has passed since time t5, and from time t6, the output pressure value (waveform P) needs to be finely adjusted toward 0. Therefore, the valve opening operation of the exhaust control valve 13 is turned on and off. becomes repetitive. With respect to the cycle T in which the valve opening operation of the exhaust control valve 13 is turned on, the period during which the exhaust control valve 13 is turned on (pulse widths Pw4 and Pw5) is relatively long, that is, the duty ratio is large. It can be said that the operating state of the control valve 13 is in a high duty ratio state. Through such operations, the output pressure value (waveform P) gradually approaches zero.

排気用制御弁13の高Duty比状態は、出力圧力値(波形P)が0に近づく時点t7まで続けられる。その後、出力圧力値(波形P)が0となると、出力圧力値(波形P)は平衡状態となる。時点t7以降は、排気用制御弁13の動作は、オンとなる周期Tが一定なのに対して、パルス幅Pw6が小さくなるため、Duty比が小さくなり、排気用制御弁13に対する負荷が小さくなる。 The high duty ratio state of the exhaust control valve 13 continues until time t7 when the output pressure value (waveform P) approaches zero. After that, when the output pressure value (waveform P) becomes 0, the output pressure value (waveform P) enters an equilibrium state. After time t7, the exhaust control valve 13 operates with a constant ON period T, but the pulse width Pw6 decreases, so the duty ratio decreases and the load on the exhaust control valve 13 decreases.

以上のように、電空レギュレータ1が制御流体の圧力制御を行うにおいて、給気用制御弁12および排気用制御弁13が高Duty比状態となることは避けられないが、高Duty比状態は、給気用制御弁12および排気用制御弁13に対する負担が大きいため、長時間に渡って高Duty比状態が行われる過剰動作状態が繰り返されると、電空レギュレータ1の使用開始から短期間で、給気用制御弁12や排気用制御弁13に、異常が生じるおそれがある。 As described above, when the electro-pneumatic regulator 1 performs pressure control of the control fluid, it is unavoidable that the air supply control valve 12 and the exhaust control valve 13 are in a high duty ratio state. Since the burden on the air supply control valve 12 and the exhaust control valve 13 is large, if the excessive operation state in which the high duty ratio state is performed for a long time is repeated, , the air supply control valve 12 and the exhaust control valve 13 may malfunction.

例えば、給気用制御弁12が不必要な過剰動作状態になると想定されるのは、電空レギュレータ1の入力ポート11に制御流体を供給していないにも関わらず、電空レギュレータ1が動作している場合などが考えられる。この場合、入力ポート11に制御流体が供給されていないために、出力ポート17における出力圧力値が目標圧力値に達することはないにも関わらず、給気用制御弁12が出力圧力値を目標圧力値に近づけようと長時間に渡り高Duty比状態で動作し続けてしまう。そのため、給気用制御弁12が過剰動作状態となってしまうのである。一方で、排気用制御弁13が過剰動作状態になると想定されるのは、電空レギュレータ1の出力ポート17側で背圧がかかり続ける場合である。この場合、出力圧力値を低減させようとして、排気用制御弁13が長時間に渡り高Duty比状態で動作し続けてしまうため、排気用制御弁13が過剰動作状態となってしまうのである。 For example, it is assumed that the air supply control valve 12 is in an unnecessary over-operated state because the electro-pneumatic regulator 1 operates even though the input port 11 of the electro-pneumatic regulator 1 is not supplied with control fluid. It is conceivable that the In this case, since the control fluid is not supplied to the input port 11, the output pressure value at the output port 17 does not reach the target pressure value. It continues to operate in a high duty ratio state for a long time in order to approach the pressure value. As a result, the air supply control valve 12 will be in an excessive operation state. On the other hand, it is assumed that the exhaust control valve 13 is in an over-operated state when back pressure continues to be applied on the output port 17 side of the electro-pneumatic regulator 1 . In this case, since the exhaust control valve 13 continues to operate in a high duty ratio state for a long time in an attempt to reduce the output pressure value, the exhaust control valve 13 will be in an excessive operation state.

したがって、短期間で給気用制御弁12や排気用制御弁13に異常が生じることを防止するため、給気用制御弁12や排気用制御弁13が過剰動作状態となっているかどうか、監視が必要である。そのような中、出願人は、給気用制御弁12および排気用制御弁13の動作状態と、出力圧力値と目標圧力値との圧力差と、の間に一定の関係性を見出した。そこで、本実施形態に係る電空レギュレータ1の制御回路18は、給気用制御弁12および排気用制御弁13の動作状態を監視する監視プログラムにより、出力圧力値と、目標圧力値との圧力差に基づき給気用制御弁12および排気用制御弁13の動作状態を監視するものとしている。 Therefore, in order to prevent an abnormality in the air supply control valve 12 and the exhaust control valve 13 from occurring in a short period of time, it is monitored whether the air supply control valve 12 and the exhaust control valve 13 are in an excessive operating state. is required. Under such circumstances, the applicant found a certain relationship between the operating states of the air supply control valve 12 and the exhaust control valve 13 and the pressure difference between the output pressure value and the target pressure value. Therefore, the control circuit 18 of the electro-pneumatic regulator 1 according to the present embodiment uses a monitoring program for monitoring the operating states of the air supply control valve 12 and the exhaust control valve 13 to control the pressure between the output pressure value and the target pressure value. The operating states of the air supply control valve 12 and the exhaust control valve 13 are monitored based on the difference.

どのようにして動作状態を監視するのか、以下に具体的に説明する。
図3に示す出力圧力値(波形P)から目標圧力値(波形Pt)を減ずることで圧力差を求めた場合、当該圧力差の時間経過に伴う変動を表したのが図4のグラフ中の波形Pdである。
How to monitor the operating state will be specifically described below.
When the pressure difference is obtained by subtracting the target pressure value (waveform Pt) from the output pressure value (waveform P) shown in FIG. 3, the graph in FIG. waveform Pd.

図3において、時点t1から時点t4までは、出力圧力値(波形P)が目標圧力値(波形Pt)よりも小さく、時点t4から時点t5の間では、出力圧力値(波形P)と目標圧力値(波形Pt)が略同一となっているため、給気用制御弁12が稼働している間(時点t1から時点t5まで)の圧力差(波形Pd)は、図4に示すように0以下となっている。 In FIG. 3, from time t1 to time t4, the output pressure value (waveform P) is smaller than the target pressure value (waveform Pt), and from time t4 to time t5, the output pressure value (waveform P) and the target pressure Since the values (waveform Pt) are substantially the same, the pressure difference (waveform Pd) during operation of the air supply control valve 12 (from time t1 to time t5) is 0 as shown in FIG. It is below.

そして、給気用制御弁12が稼働している時点t1から時点t5までの間において、時点t1から時点t2における給気用制御弁12は、上述の通り安定状態となっており、この間の圧力差(波形Pd)は、Pd5~Pd6の範囲A3内にあることが分かる。 During the period from time t1 to time t5 when the air supply control valve 12 is in operation, the air supply control valve 12 from time t1 to time t2 is in a stable state as described above. It can be seen that the difference (waveform Pd) is within the range A3 from Pd5 to Pd6.

また、時点t2から時点t3における給気用制御弁12は、上述の通り、Duty比が大きい高Duty比状態となっており、この間の圧力差(波形Pd)は、Pd4~Pd5の範囲A2内にあることが分かる。 Further, the air supply control valve 12 from time t2 to time t3 is in a high duty ratio state with a large duty ratio as described above, and the pressure difference (waveform Pd) during this time is within the range A2 of Pd4 to Pd5. It can be seen that there is

さらにまた、時点t3から時点t5における給気用制御弁12は、上述の通り、Duty比が小さい負荷の小さい状態となっており、この間の圧力差(波形Pd)は、0~Pd4の範囲A1内にあることが分かる。 Furthermore, from the time t3 to the time t5, the air supply control valve 12 is in a light load state with a small duty ratio as described above, and the pressure difference (waveform Pd) during this time is in the range A1 of 0 to Pd4. you know it's inside.

したがって、圧力差(波形Pd)の値が範囲A2内にあるときは、給気用制御弁12が高Duty比状態にあることを示すことになる。 Therefore, when the value of the pressure difference (waveform Pd) is within the range A2, it indicates that the air supply control valve 12 is in the high duty ratio state.

一方、図3において、時点t5から時点t8までは、出力圧力値(波形P)が目標圧力値(波形Pt)よりも大きく、時点t8以降は、出力圧力値(波形P)と目標圧力値(波形Pt)が略同一となっているため、排気用制御弁13が稼働している間(時点t5以降)は、圧力差(波形Pd)は、図4に示すように0以上となっている。 On the other hand, in FIG. 3, from time t5 to time t8, the output pressure value (waveform P) is greater than the target pressure value (waveform Pt), and after time t8, the output pressure value (waveform P) and the target pressure value ( Since the waveform Pt) is substantially the same, the pressure difference (waveform Pd) is 0 or more as shown in FIG. 4 while the exhaust control valve 13 is operating (after time t5). .

そして、排気用制御弁13が稼働している時点t5以降において、時点t5から時点t6における排気用制御弁13は、上述の通り安定状態となっており、この間の圧力差(波形Pd)は、Pd2~Pd3の範囲A6内にあることが分かる。 After time t5 when the exhaust control valve 13 is in operation, the exhaust control valve 13 from time t5 to time t6 is in a stable state as described above, and the pressure difference (waveform Pd) during this period is It can be seen that it is within the range A6 from Pd2 to Pd3.

また、時点t6から時点t7における排気用制御弁13は、上述の通り、Duty比が大きい高Duty比状態となっており、この間の圧力差(波形Pd)は、Pd1~Pd2の範囲A5内にあることが分かる。 As described above, the exhaust control valve 13 from time t6 to time t7 is in a high duty ratio state with a large duty ratio, and the pressure difference (waveform Pd) during this time is within the range A5 of Pd1 to Pd2. I know there is.

さらにまた、時点t8以降における排気用制御弁13は、上述の通り、Duty比が小さい負荷の小さい状態となっており、この間の圧力差(波形Pd)は、0~Pd1の範囲A4内にあることが分かる。 Furthermore, after time t8, the exhaust control valve 13 is in a light load state with a small duty ratio as described above, and the pressure difference (waveform Pd) during this time is within the range A4 of 0 to Pd1. I understand.

したがって、圧力差(波形Pd)の値が範囲A5内にあるときは、排気用制御弁13が高Duty比状態にあることを示すことになる。 Therefore, when the value of the pressure difference (waveform Pd) is within the range A5, it indicates that the exhaust control valve 13 is in the high duty ratio state.

以上のように、圧力差(波形Pd)と、給気用制御弁12および排気用制御弁13の動作状態の間に一定の関係性を見出すことができるため、本実施形態に係る電空レギュレータ1の制御回路18は、出力圧力値(波形P)から目標圧力値(波形Pt)を減ずることで算出される圧力差(波形Pd)が、正の値であり、範囲A5にあるときに、排気用制御弁13が、高Duty比状態にあると判断し、圧力差が、負の値であり、範囲A2内にあるときに、給気用制御弁12が高Duty比状態にあると判断するものとしている。 As described above, since a certain relationship can be found between the pressure difference (waveform Pd) and the operation states of the air supply control valve 12 and the exhaust control valve 13, the electropneumatic regulator according to the present embodiment 1 control circuit 18, when the pressure difference (waveform Pd) calculated by subtracting the target pressure value (waveform Pt) from the output pressure value (waveform P) is positive and within range A5, Judging that the exhaust control valve 13 is in a high duty ratio state, and the pressure difference is a negative value and is within the range A2, it is judged that the air supply control valve 12 is in a high duty ratio state. It is assumed that

そして、給気用制御弁12または排気用制御弁13が高Duty比状態にあると判断したとき、その高Duty比状態が継続される時間を監視し、所定の時間を超えて高Duty比状態にある場合に、給気用制御弁12または排気用制御弁13が過剰動作状態にあると判断するものとしている。なお、所定の時間とは、図3中の、時点t2から時点t3の間と、時点t6から時点t7の間のように、電空レギュレータ1を動作させるにおいて避けることができない高Duty比状態が継続される時間よりも長い時間であり、電空レギュレータ1の仕様により適宜設定されるものである。 Then, when it is determined that the air supply control valve 12 or the exhaust control valve 13 is in the high duty ratio state, the time for which the high duty ratio state continues is monitored, and the high duty ratio state exceeds the predetermined time. , it is determined that the air supply control valve 12 or the exhaust control valve 13 is in an excessive operation state. It should be noted that the predetermined time is a high duty ratio state that cannot be avoided in operating the electro-pneumatic regulator 1, such as between time t2 and time t3 and between time t6 and time t7 in FIG. This time is longer than the continuous time, and is appropriately set according to the specifications of the electro-pneumatic regulator 1 .

また、制御回路18が備える記憶部181は、給気用制御弁12および排気用制御弁13が、高Duty比状態となった回数と、高Duty比状態であった時間の長さを含む動作状態を記憶する。よって、電空レギュレータ1は、電空レギュレータ1に異常が起きたことを通知するだけでなく、記憶された動作状態をネットワークコントローラ2に通知することが可能である。例えば、異常が起きたことの通知を受けたネットワークコントローラ2が、具体的な動作状態の問い合わせを制御回路18にし、その回答として、記憶部181に記憶された動作状態をネットワークコントローラ2に伝達することができる。 In addition, the storage unit 181 provided in the control circuit 18 stores the number of times the air supply control valve 12 and the exhaust control valve 13 are in the high duty ratio state and the length of time in the high duty ratio state. Store state. Therefore, the electro-pneumatic regulator 1 can not only notify the electro-pneumatic regulator 1 that an abnormality has occurred, but also notify the network controller 2 of the stored operating state. For example, the network controller 2 that has received the notification of the occurrence of an abnormality makes a specific inquiry about the operating state to the control circuit 18, and as a reply, transmits the operating state stored in the storage unit 181 to the network controller 2. be able to.

伝達された動作状態を保管しておけば、異常が生じた電空レギュレータ1の、高Duty比状態となった回数と、高Duty比状態であった時間の長さをビッグデータとすることが可能であり、高Duty比状態となった回数と高Duty比状態であった時間の長さによって、電空レギュレータ1の寿命をある程度予測することが可能となる。寿命予測が可能となれば、電空レギュレータ1の寿命による予期せぬ異常発生を防止することができる。電空レギュレータ1が取り付けられている半導体製造装置の稼働を、電空レギュレータ1の交換のために予期せず停止させてしまうおそれを防止でき、半導体の生産効率の低下を防ぐことが可能である。 If the transmitted operating state is stored, the number of times the electro-pneumatic regulator 1 with an abnormality has entered the high duty ratio state and the length of time during which the high duty ratio state has been maintained can be used as big data. It is possible to predict the life of the electro-pneumatic regulator 1 to some extent based on the number of high duty ratio states and the length of time in the high duty ratio state. If the life expectancy can be predicted, it is possible to prevent unexpected abnormalities from occurring due to the end of the life of the electro-pneumatic regulator 1 . It is possible to prevent the possibility of unexpectedly stopping the operation of the semiconductor manufacturing apparatus to which the electro-pneumatic regulator 1 is attached in order to replace the electro-pneumatic regulator 1, and to prevent the production efficiency of semiconductors from being lowered. .

また、上記のように寿命を予測することができれば、寿命が近くなるまで電空レギュレータ1を使用することができ、交換頻度を抑えることができるため、コストの低減が可能である。 Moreover, if the service life can be predicted as described above, the electro-pneumatic regulator 1 can be used until the service life is nearing the end, and the frequency of replacement can be reduced, thereby reducing costs.

以上説明したように、本実施形態の電空レギュレータ1によれば、
(1)主弁部14を動作させる給気用制御弁12および排気用制御弁13と、給気用制御弁12および排気用制御弁13を制御する制御部(制御回路18)と、を備える電空レギュレータ1であって、制御部(制御回路18)は、制御装置(ネットワークコントローラ2)から指示される目標圧力値に基づいて、給気用制御弁12または排気用制御弁13を制御し、主弁部14を動作させることで、制御流体の出力圧力値を調整する電空レギュレータ1において、制御部(制御回路18)は、出力圧力値と、目標圧力値と、の圧力差に基づき給気用制御弁12および排気用制御弁13の動作状態を監視すること、を特徴とするので、給気用制御弁12および排気用制御弁13を制御する制御部(制御回路18)が、出力圧力値と、目標圧力値と、の圧力差に基づき給気用制御弁12および排気用制御弁13の動作状態を監視することが可能であるため、給気用制御弁12および排気用制御弁13において、不必要な高Duty比が行われていたとしても、作業者はそれに気付くことができ、不必要な高Duty比が頻繁に繰り返されてしまうことを防ぐことができる。不必要な高Duty比が頻繁に繰り返されてしまうことを防ぐことができれば、電空レギュレータ1の寿命の低減を防ぐことが可能であるため、電空レギュレータ1の交換が高頻度となることを防ぐことにつながる。電空レギュレータ1の交換が高頻度となることを防ぐことができれば、電空レギュレータ1が取り付けられている装置(例えば半導体製造装置)を、電空レギュレータ1の交換のために稼働を停止させる頻度を抑えることができ、生産効率(例えば半導体の生産効率)の低下を防ぐことができる。
As described above, according to the electropneumatic regulator 1 of this embodiment,
(1) Provided with an air supply control valve 12 and an exhaust control valve 13 that operate the main valve section 14, and a control section (control circuit 18) that controls the air supply control valve 12 and the exhaust control valve 13. In the electro-pneumatic regulator 1, a control section (control circuit 18) controls the air supply control valve 12 or the exhaust control valve 13 based on the target pressure value indicated by the control device (network controller 2). In the electro-pneumatic regulator 1 that adjusts the output pressure value of the control fluid by operating the main valve portion 14, the control portion (control circuit 18) operates based on the pressure difference between the output pressure value and the target pressure value. Since it is characterized by monitoring the operation states of the air supply control valve 12 and the exhaust control valve 13, the control unit (control circuit 18) that controls the air supply control valve 12 and the exhaust control valve 13 is Since it is possible to monitor the operation states of the air supply control valve 12 and the exhaust control valve 13 based on the pressure difference between the output pressure value and the target pressure value, In the valve 13, even if unnecessary high duty ratio is performed, the operator can notice it, and can prevent unnecessary high duty ratio from being repeated frequently. If it is possible to prevent frequent repetition of unnecessary high duty ratios, it is possible to prevent the life of the electro-pneumatic regulator 1 from being shortened. lead to prevention. If it is possible to prevent the replacement of the electro-pneumatic regulator 1 from becoming too frequent, the frequency of stopping the operation of a device (for example, a semiconductor manufacturing device) to which the electro-pneumatic regulator 1 is attached to replace the electro-pneumatic regulator 1 can be suppressed, and a decrease in production efficiency (for example, production efficiency of semiconductors) can be prevented.

(2)(1)に記載の電空レギュレータ1において、圧力差は、出力圧力値から目標圧力値を減ずることで算出されること、圧力差が、正の値であり、第1の所定範囲内A2にあるときに、制御部(制御回路18)は、排気用制御弁13が、開弁動作がオンとなる周期と開弁動作がオンとなっている時間との比であるDuty比が大きい高Duty比状態にあると判断すること、圧力差が、負の値であり、第2の所定範囲内A4にあるときに、制御部(制御回路18)は、給気用制御弁12が、高Duty比状態にあると判断すること、所定の時間以上、排気用制御弁13が高Duty比状態であるとき、制御部(制御回路18)は、排気用制御弁13が、過剰動作状態にあると判断すること、所定の時間以上、給気用制御弁12が高Duty比状態であるとき、制御部(制御回路18)は、給気用制御弁12が、過剰動作状態にあると判断すること、を特徴とするので、給気用制御弁12と排気用制御弁13のどちらかが高Duty比状態になった場合に、圧力差の値によって、給気用制御弁12と排気用制御弁13のどちらが高Duty比状態にあるのか監視が容易となる。 (2) In the electropneumatic regulator 1 described in (1), the pressure difference is calculated by subtracting the target pressure value from the output pressure value, the pressure difference is a positive value, and is within the first predetermined range. When it is in A2, the control unit (control circuit 18) controls the exhaust control valve 13 so that the duty ratio is Determining that it is in a large high duty ratio state, the pressure difference is a negative value, and when it is within the second predetermined range A4, the control unit (control circuit 18) determines that the air supply control valve 12 is , determining that the exhaust control valve 13 is in the high duty ratio state, and when the exhaust control valve 13 is in the high duty ratio state for a predetermined time or longer, the control unit (control circuit 18) determines that the exhaust control valve 13 is in the excessive operation state When the air supply control valve 12 is in a high duty ratio state for a predetermined time or longer, the control unit (control circuit 18) determines that the air supply control valve 12 is in an excessive operation state Since it is characterized by judging, when either the air supply control valve 12 or the exhaust control valve 13 is in a high duty ratio state, depending on the value of the pressure difference, the air supply control valve 12 and the exhaust It becomes easy to monitor which one of the control valves 13 for high duty ratio is in the high duty ratio state.

例えば、給気用制御弁12が過剰動作状態になると想定されるのは、電空レギュレータ1の入力ポート11に制御流体を供給していないにも関わらず、電空レギュレータ1が動作している場合などが考えられる。入力ポート11に制御流体が供給されていないため、出力ポート17における出力圧力値が目標圧力値に達することがないにも関わらず、給気用制御弁12が出力圧力値を目標圧力値に近づけようと長時間に渡り高Duty比状態で動作し続けてしまう。そのため、給気用制御弁12が過剰動作状態となってしまうのである。一方で、排気用制御弁13が過剰動作状態になると想定されるのは、電空レギュレータ1の出力ポート17側で背圧がかかり続ける場合である。この場合、出力圧力値を低減させようとして、排気用制御弁13が長時間に渡り高Duty比状態で動作し続けてしまうため、排気用制御弁13が過剰動作状態となってしまうのである。給気用制御弁12と排気用制御弁13のどちらが過剰動作状態にあるのか監視が容易となれば、作業者は、上記のような過剰動作状態の原因に対して対策を立てるのが容易となる。よって、電空レギュレータ1の寿命の低減を防ぐことが可能となる。 For example, it is assumed that the air supply control valve 12 is in an over-operated state because the electro-pneumatic regulator 1 is operating even though the input port 11 of the electro-pneumatic regulator 1 is not supplied with control fluid. Such cases can be considered. Although the output pressure value at the output port 17 does not reach the target pressure value because the control fluid is not supplied to the input port 11, the air supply control valve 12 brings the output pressure value closer to the target pressure value. However, it continues to operate in a high duty ratio state for a long time. As a result, the air supply control valve 12 will be in an excessive operation state. On the other hand, it is assumed that the exhaust control valve 13 is in an over-operated state when back pressure continues to be applied on the output port 17 side of the electro-pneumatic regulator 1 . In this case, since the exhaust control valve 13 continues to operate in a high duty ratio state for a long time in an attempt to reduce the output pressure value, the exhaust control valve 13 will be in an excessive operation state. If it becomes easy to monitor which of the air supply control valve 12 and the exhaust control valve 13 is in the over-operated state, it will be easier for the operator to take countermeasures against the cause of the over-operated state as described above. Become. Therefore, it becomes possible to prevent the life of the electro-pneumatic regulator 1 from being shortened.

(3)(2)に記載の電空レギュレータ1において、制御部(制御回路18)は記憶部181を備えること、記憶部181は、給気用制御弁12および排気用制御弁13が、高Duty比状態となった回数と、高Duty比状態であった時間の長さと、を少なくとも含む、給気用制御弁12および排気用制御弁13の動作状態を記憶すること、を特徴とするので、記憶部181に、高Duty比状態となった回数と、高Duty比状態であった時間の長さを少なくとも含む、給気用制御弁12と排気用制御弁13の動作状態が記憶されているため、当該動作状態に関する情報を蓄積することでビッグデータとすることが可能であり、当該ビッグデータにより、どの程度高Duty比状態が繰り返されれば電空レギュレータ1の寿命となるのか、ある程度予測することが可能となる。寿命の予測が可能となれば、電空レギュレータ1の寿命による予期せぬ異常発生を防止することができる。電空レギュレータ1の寿命による予期せぬ異常発生を防止することができれば、電空レギュレータ1が取り付けられている装置(例えば半導体製造装置)の稼働を、電空レギュレータ1の交換のために予期せず停止させてしまうおそれを防止でき、生産効率(例えば半導体の生産効率)の低下を防ぐことが可能である。 (3) In the electro-pneumatic regulator 1 described in (2), the control section (control circuit 18) includes a storage section 181, and the storage section 181 stores the air supply control valve 12 and the exhaust control valve 13 in high It is characterized by storing the operation states of the air supply control valve 12 and the exhaust control valve 13, including at least the number of times the duty ratio state has occurred and the length of time the high duty ratio state has occurred. The operating states of the air supply control valve 12 and the exhaust control valve 13 are stored in the storage unit 181, including at least the number of times the high duty ratio state has occurred and the length of time the high duty ratio state has occurred. Therefore, by accumulating information about the operating state, it is possible to make big data, and from the big data, it is possible to predict to some extent how many times the high duty ratio state will be repeated until the end of the life of the electro-pneumatic regulator 1. It becomes possible to If it becomes possible to predict the service life, it is possible to prevent unexpected abnormalities from occurring due to the service life of the electro-pneumatic regulator 1 . If it is possible to prevent the occurrence of an unexpected abnormality due to the life of the electro-pneumatic regulator 1, the operation of a device (for example, a semiconductor manufacturing device) to which the electro-pneumatic regulator 1 is attached can be expected for replacement of the electro-pneumatic regulator 1. In this way, it is possible to prevent the possibility of stopping the production process without fail, and to prevent a decrease in production efficiency (for example, production efficiency of semiconductors).

また、上記のように寿命を予測することができれば、寿命が近くなるまで電空レギュレータ1を使用することができ、交換頻度を抑えることができるため、コストの低減が可能である。 Moreover, if the service life can be predicted as described above, the electro-pneumatic regulator 1 can be used until the service life is nearing the end, and the frequency of replacement can be reduced, thereby reducing costs.

(4)(1)乃至(3)のいずれか1つに記載の電空レギュレータ1において、電空レギュレータ1は、マスタ3を介して制御装置(ネットワークコントローラ2)と接続されていること、複数の電空レギュレータ1が、単一のマスタ3を中心としたスター型接続により、マスタ3と接続され、フィールドネットワークを構成していること、を特徴とするので、複数の電空レギュレータ1の給気用制御弁12および排気用制御弁13の動作状態を容易に監視することができ、電空レギュレータ1の寿命の低減を防ぐことが可能である。 (4) In the electropneumatic regulator 1 according to any one of (1) to (3), the electropneumatic regulator 1 is connected to a control device (network controller 2) via a master 3; are connected to the master 3 through a star connection centering on a single master 3 to form a field network. It is possible to easily monitor the operating states of the air control valve 12 and the exhaust control valve 13 and prevent the life of the electro-pneumatic regulator 1 from being shortened.

複数の電空レギュレータ1が、単一のマスタ3を中心としたスター型接続により、マスタ3と接続され、フィールドネットワークを構成しているため、複数の電空レギュレータ1において制御部(制御回路18)が監視する給気用制御弁12および排気用制御弁13の動作状態に関する情報をマスタ3で集約して、制御装置(ネットワークコントローラ2)に伝達可能である。よって、複数の電空レギュレータ1の給気用制御弁12および排気用制御弁13の動作状態を、容易に、一括して管理することができる。作業者は、複数の電空レギュレータ1における給気用制御弁12および排気用制御弁13が、高Duty比状態となっているか否か、容易に一括して知ることができ、複数の電空レギュレータ1において不必要な高Duty比状態が頻繁に繰り返されてしまうことを防ぐことができる。これにより、複数の電空レギュレータ1の寿命の低減を防ぐことが可能である。 A plurality of electro-pneumatic regulators 1 are connected to the master 3 through a star connection centering on a single master 3 to form a field network. ) can be collected by the master 3 and transmitted to the control device (network controller 2). Therefore, the operating states of the air supply control valves 12 and the exhaust control valves 13 of the plurality of electropneumatic regulators 1 can be easily collectively managed. The operator can easily collectively know whether or not the air supply control valves 12 and the exhaust control valves 13 in the plurality of electropneumatic regulators 1 are in the high duty ratio state. Frequent repetition of an unnecessary high duty ratio state in the regulator 1 can be prevented. Thereby, it is possible to prevent the life of the plurality of electropneumatic regulators 1 from being shortened.

ここで、フィールドネットワークとは、例えばIO-Link(登録商標)のことを指す。従来の制御装置と電空レギュレータの接続においては、制御装置から電空レギュレータへ信号を伝達するケーブルと、電空レギュレータから制御装置へ信号を伝達するケーブルとを別々に接続する必要があったが、IO-Linkにおいては、マスタ3と電空レギュレータ1の間の接続は、3本線または4本線の非シールドケーブルが用いられるため、1本のケーブルで、マスタ3と電空レギュレータ1との間の信号の授受を相互に行うことが可能となる。単一のマスタ3と、複数の電空レギュレータ1の制御部(制御回路18)との間は、それぞれ1本ずつのケーブルを接続すれば足りるため、工場レイアウトを単純化することが可能となる。 Here, the field network refers to IO-Link (registered trademark), for example. In conventional connection between a control device and an electro-pneumatic regulator, it was necessary to separately connect a cable for transmitting signals from the control device to the electro-pneumatic regulator and a cable for transmitting signals from the electro-pneumatic regulator to the control device. , IO-Link uses a 3-wire or 4-wire unshielded cable for the connection between the master 3 and the electro-pneumatic regulator 1. signals can be exchanged with each other. Since it is sufficient to connect one cable between the single master 3 and the control units (control circuits 18) of the plurality of electropneumatic regulators 1, the factory layout can be simplified. .

なお、上記の実施形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に、その要旨を逸脱しない範囲内で様々な改良、変形が可能である。
例えば、上記実施形態においては、電空レギュレータ1を半導体製造装置のディスペンサ装置に使用される流体制御機器であることとしているが、これに限定されるものでなく、その他の空気圧制御機器に使用することが可能である。
It should be noted that the above-described embodiment is merely an example, and does not limit the present invention in any way. Therefore, the present invention can naturally be improved and modified in various ways without departing from the scope of the invention.
For example, in the above embodiment, the electro-pneumatic regulator 1 is a fluid control device used in a dispenser device of a semiconductor manufacturing apparatus, but it is not limited to this and can be used in other pneumatic control devices. It is possible.

1 電空レギュレータ
2 ネットワークコントローラ(制御装置の一例)
11 入力ポート
12 給気用制御弁
13 排気用制御弁
14 主弁部
17 出力ポート
18 制御回路(制御部の一例)
1 electropneumatic regulator 2 network controller (an example of a control device)
11 Input port 12 Air supply control valve 13 Exhaust control valve 14 Main valve section 17 Output port 18 Control circuit (an example of control section)

Claims (3)

主弁部を動作させる給気用制御弁および排気用制御弁と、前記給気用制御弁および前記排気用制御弁を制御する制御部と、を備える電空レギュレータであって、前記制御部は、制御装置から指示される目標圧力値に基づいて、前記給気用制御弁または前記排気用制御弁を制御し、前記主弁部を動作させることで、制御流体の出力圧力値を調整する電空レギュレータにおいて、
前記制御部は、前記出力圧力値と、前記目標圧力値と、の圧力差に基づき前記給気用制御弁および前記排気用制御弁の動作状態を監視すること、
前記圧力差は、前記出力圧力値から前記目標圧力値を減ずることで算出されること、
前記圧力差が、正の値であり、第1の所定範囲内にあるときに、前記制御部は、前記排気用制御弁が、開弁動作がオンとなる周期と開弁動作がオンとなっている時間との比であるDuty比が大きい高Duty比状態にあると判断すること、
前記圧力差が、負の値であり、第2の所定範囲内にあるときに、前記制御部は、前記給気用制御弁が、前記高Duty比状態にあると判断すること、
所定の時間以上、前記圧力差が第1の所定範囲内にあるとき、前記制御部は、前記排気用制御弁が、過剰動作状態にあると判断すること、
所定の時間以上、前記圧力差が第2の所定範囲内にあるとき、前記制御部は、前記給気用制御弁が、過剰動作状態にあると判断すること、
前記所定の時間は、電空レギュレータが前記目標圧力値に基づいて前記出力圧力値の調整を行うために避けることができない前記高Duty比状態が継続される時間である継続時間よりも長い時間であること、
前記第1の所定範囲および前記第2の所定範囲は、前記継続時間の開始時点における前記圧力差の値と、前記継続時間の終了時点における前記圧力差の値と、により定まること、
を特徴とする電空レギュレータ。
An electro-pneumatic regulator comprising: an air supply control valve and an exhaust control valve that operate a main valve unit; and a control unit that controls the air supply control valve and the exhaust control valve, wherein the control unit is , based on the target pressure value instructed from the control device, the control valve for air supply or the control valve for exhaust is controlled, by operating the main valve portion, the electric power that adjusts the output pressure value of the control fluid In an empty regulator,
wherein the control unit monitors operating states of the air supply control valve and the exhaust control valve based on a pressure difference between the output pressure value and the target pressure value;
the pressure difference is calculated by subtracting the target pressure value from the output pressure value;
When the pressure difference is a positive value and is within a first predetermined range, the control unit controls the cycle in which the exhaust control valve is turned on and the valve opening operation is turned on. Determining that it is in a high duty ratio state in which the duty ratio, which is the ratio of the time it is held, is large,
When the pressure difference is a negative value and is within a second predetermined range, the control unit determines that the air supply control valve is in the high duty ratio state;
when the pressure difference is within a first predetermined range for a predetermined time or longer, the control unit determines that the exhaust control valve is in an over-operating state;
when the pressure difference is within a second predetermined range for a predetermined time or longer, the control unit determines that the air supply control valve is in an over-operating state;
The predetermined time is longer than the duration of the high duty ratio state that cannot be avoided for the electro-pneumatic regulator to adjust the output pressure value based on the target pressure value . to be,
The first predetermined range and the second predetermined range are determined by the value of the pressure difference at the start of the duration and the value of the pressure difference at the end of the duration;
An electropneumatic regulator characterized by:
請求項1に記載の電空レギュレータにおいて、
前記制御部は記憶部を備えること、
前記記憶部は、前記給気用制御弁および前記排気用制御弁が、前記高Duty比状態となった回数と、前記高Duty比状態であった時間の長さと、を少なくとも含む、前記給気用制御弁および前記排気用制御弁の動作状態を記憶すること、
を特徴とする電空レギュレータ。
The electropneumatic regulator of claim 1, wherein
The control unit comprises a storage unit;
The storage unit stores at least the number of times that the air supply control valve and the exhaust control valve are in the high duty ratio state and the length of time that the high duty ratio state has been in the air supply. storing the operating states of the exhaust control valve and the exhaust control valve;
An electropneumatic regulator characterized by:
請求項1または2に記載の電空レギュレータにおいて、
前記電空レギュレータは、マスタを介して前記制御装置と接続されていること、
複数の前記電空レギュレータが、単一の前記マスタを中心としたスター型接続により、前記マスタと接続され、フィールドネットワークを構成していること、
を特徴とする電空レギュレータ。
The electropneumatic regulator according to claim 1 or 2,
the electropneumatic regulator is connected to the control device via a master;
a plurality of the electropneumatic regulators are connected to the master through a star connection centering on the single master to form a field network;
An electropneumatic regulator characterized by:
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