JPH0118938Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、バルブやドアなどの開閉制御また
はその他の被制御側の制御に用いられる電動アク
チユエータを、中央監視制御室などの遠隔地から
２本の信号線を介して操作する電動アクチユエー
タの遠隔制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

石油化学プラントなどにおけるバルブ装置は、
そのバルブの数が多く、かつ距離的に広い地区に
施設されるため、これらのバルブの開閉制御およ
びバルブの開閉状態は、中央のコントロール室な
どにおいて遠隔制御並びに監視される。この場
合、バルブの開、停、閉の信号伝達並びに全開、
全閉の位置表示伝達には、それらの回線以外に監
視回線などで６〜７本の信号線を必要とする。こ
のため、プラントの規模が大きくなるに伴つて信
号線が多くなり、計装費が高くなる。このような
問題を解消したものとして、電動バルブアクチユ
エータ２線式遠隔操作装置がある。この装置は、
中央コントロール室の制御側装置の弁の開弁を指
令する開弁スイツチ、同じく閉弁を指令する閉弁
スイツチが、互いに逆極性となつたダイオードを
介して並列接続され、この何れかのスイツチをオ
ン操作すると、これらに直列するダイオードに応
じて半波整流波が２本の信号線を通じて被制御側
装置に送られ、この被制御側装置のリレー回路に
おいて、一対のダイオードのうちの前記制御側装
置のダイオードと同極性に接続されたダイオード
によつて一対のリレーが選択作動され、このリレ
ーの作動に対応して制御回路の一対の作動用リレ
ーが選択作動され、かつ制御側装置とは別の電源
を介して自己保持され、この作動用リレーの作動
により一対の電磁接触器が選択作動され、この選
択作動された電磁接触器を介して３相交流電源か
ら電動アクチユエータとしてのモータに電源供給
され、モータが、正または逆方向に回転して弁を
開または閉の何れかの方向に駆動するようになつ
ている。このように電源からの交流を半波整流し
て正方向および負方向の２種の信号とすることに
より、２本の信号線で弁を開閉制御し、かつ被制
御側装置の弁の全開および全閉の両位置の判別を
正方向および負方向の信号として制御側装置に伝
送し、全開、全閉の表示を行なえるようになつて
いる。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記２線式遠隔操作装置では、
被制御側装置の電源が停電となつた場合や、弁の
故障または電動アクチユエータの過負荷などの異
常状態が発生した場合に、これを制御側装置にお
いて監視することができない問題がある。そこ
で、このような異常発生を監視するための信号線
を別に設ければ、前述の問題は解消するが、この
装置の本来の目的である２本の信号線のみで電動
弁の開閉操作および全開、全閉の表示を行なえる
経済性がなくなることになり、近年の規模が拡大
する傾向にある各種工業プラントの計装に対応で
きない。

この考案は、このような従来の問題点に鑑みて
なされたものであり、２本の信号線のみで、電動
アクチユエータの制御の他に、被制御側装置の異
常発生をも制御側装置で監視することができるよ
うな電動アクチユエータ遠隔制御装置を提供する
ことを技術的課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

この考案は、上記した課題を達成するための技
術的手段として、電動アクチユエータ遠隔制御装
置を以下のように構成した。すなわち、この考案
に係る電動アクチユエータ遠隔制御装置は、制御
側装置と被制御側装置とを２本の信号線で接続
し、前記被制御側装置に、前記制御側装置の操作
により前記両信号線を介して送られる２種の制御
信号を判別して一対のリレーを選択作動するリレ
ー回路と、前記リレーの作動に対応して選択作動
され、前記制御側装置とは別の電源を介して自己
保持する一対の作動用リレーを有する制御回路
と、この作動用リレーの作動により選択作動され
る一対の電磁接触器を介して給電され、正、逆の
何れかの方向に駆動される電動アクチユエータと
を備えた電動アクチユエータ遠隔制御装置におい
て、前記リレー回路における前記両信号線がそれ
ぞれ接続される一対の入力端子間に、被制御側装
置の異常発生により閉となる接点を接続するとと
もに、前記制御側装置に、前記接点の閉により前
記両信号線を介して閉成される異常表示回路を設
けたことを特徴として構成されている。

〔作用〕

電動アクチユエータ遠隔制御装置を上記構成と
したことにより、通常時には接点が開状態であ
り、両信号線を通じて制御側装置から送られる制
御信号によりリレー回路の一対のリレーが選択作
動され、このリレーの作動により対応する作動用
リレーが選択作動されて自己保持し、さらにオン
状態を自己保持する作動用リレーにより一対の電
磁接触器が選択作動され、この電磁接触器を通じ
て電動アクチユエータが正転または逆転され、例
えば電動弁が開方向または閉方向に作動される。

ここで、被制御側装置に異常が発生した場合、
例えば被制御側装置の制御回路の電源が停電した
場合、リレー回路の両入力端子間にリレーのｂ接
点を接続してこのリレーを制御回路に介挿接続し
ておけば、停電に伴いリレーが無励磁となつてｂ
接点が閉じ、このｂ接点によつてリレー回路が短
絡されるとともに、この閉状態のｂ接点および２
本の信号線を介して制御側装置の異常表示回路が
閉成され、被制御側装置の異常を表示する。

〔実施例〕

以下、この考案の好適な実施例について図面を
参照しながら説明する。

第１図は、この考案の１実施例に係る電動アク
チユエータ遠隔制御装置の電気回路図を示し、中
央コントロール室に設けられた制御側装置１と、
弁Ｖの近くに設けられた被制御側装置２とは、２
本の信号線３，４により接続されている。

制御側装置１には、弁Ｖの開弁を指令する開弁
スイツチS₁、同じく閉弁を指令する閉弁スイツチ
S₂および開弁作動または閉弁作動の停止を指令す
る停止スイツチS₃を備えており、さらに、被制御
側装置における弁Ｖの全開時、または全閉時に発
信する信号を受けてランプL₁により弁Ｖの全開
状態を表示させるリレーＡと、同じくその全閉時
の信号を受けランプL₂により弁の全閉状態を表
示させるリレーＢとを備えている。

被制御側装置２には、リレーS₁，S₂，S₃によつ
て選択作動するリレーＣ，Ｄを有するリレー回路
８を備え、このリレー回路８は、弁開閉用モータ
Ｍを制御する制御回路９を制御し、この制御回路
９は、制御側装置１とは別の電源７から電力供給
される。そして、制御回路９は、開弁作動用リレ
ーＥと閉弁作動用リレーＦとを備え、開弁作動用
リレーＥはアクチユエータ部１１の３相交流電源
１０とモータＭ間に設けた電磁接触器Mg₁を励磁
回路（図示せず）を介して作動し、モータＭを正
転させて弁Ｖを開弁方向に制御する。また、開弁
作動用リレーＦは、前記電磁接触器と並列接続し
た他の電磁接触器Mg₂を作動し、モータＭへ印加
する３相交流電源１０の相を切り換え、モータＭ
を逆転し、弁Ｍを閉弁方向へ制御する。

モータＭは、回転数をその回転方向に応じて加
減計数され、その計数値に応じて作動するリミツ
トスイツチLS₁〜LS₆により弁Ｖの全開および全
閉が検出される。リミツトスイツチLS₁，LS₅は、
弁Ｖの全開時のみオフとなり、それ以外の状態で
はオン状態を保持する。また、リミツトスイツチ
LS₂，LS₆は、弁Ｖの全閉時のみオフとなり、そ
れ以外の状態ではオン状態を保持する。さらに、
リミツトスイツチLS₃は、弁Ｖの全開時のみオン
となり、リミツトスイツチLS₄は全閉時のみオン
となり、開閉過程では何れのリミツトスイツチ
LS₃，LS₄もオフ状態である。

リレーＣは、リミツトスイツチLS₁、ツエナダ
イオードZ₁およびダイオードD₁と直列接続され、
一方、リレーＤは、リミツトスイツチLS₂、ツエ
ナダイオードZ₂およびダイオードD₂と直列接続
され、この２つの直列回路は、信号線３，４の入
力端子３Ｔ，４Ｔに並列接続される。また、入力
端子３Ｔ，４Ｔには、上記リミツトスイツチLS₃
とダイオードD₃の直列回路およびリミツトスイ
ツチLS₄とダイオードD₄の直列回路が並列接続さ
れている。上記ダイオードD₁，D₂は互いに逆極
性に接続され、またダイオードD₃，D₄も互いに
逆極性接続され、さらに、ツエナダイオードZ₁，
Z₂も互いに逆極性に接続されており、直列するツ
エナダイオードZ₁，Z₂とダイオードD₁，D₂とは、
ツエナ電圧Vzを得る方向に接続されている。そ
れにより、制御側装置１の開弁スイツチS₁をオン
すれば、交流電源５の電源トランス６の電圧V₁
が、リレーＣのダイオードD₁と同極性に接続さ
れたダイオードD₅を通じ開方向制御信号Cpとし
て両入力端子３Ｔ，４Ｔ間に印加される。一方、
閉弁スイツチS₂をオンすれば、電圧V₁がリレー
ＤのダイオードD₂と同極性に接続されたダイオ
ードD₆を通じ閉方向制御信号C_Nとして両入力端
子３Ｔ，４Ｔ間に印加される。この時、リミツト
スイツチLS₁，LS₂は弁Ｖが開閉途中にあるので
オンしている。また、停止スイツチS₃をオンすれ
ば、このスイツチS₃に連動するスイツチS₃′がオ
ンし、かつスイツチS₃″がオフするので、ダイオ
ードD₅，D₆の両方を介して電圧V₁が両入力端子
３Ｔ，４Ｔ間に印加される。この電圧V₁は、ツ
エナダイオードZ₁，Z₂のツエナ電圧Vzよりも十
分に大きな電圧であつて、リレーＣ，Ｄはそれぞ
れツエナ電圧Vzを超えた電圧で作動する。

開弁スイツチS₁または閉弁スイツチS₂をオン操
作すると、オンされたスイツチS₁またはS₂に直列
接続されたダイオードD₅またはD₆によつて交流
電圧V₁の半波整流波が入力端子３Ｔ，４Ｔ間に
印加され、この半波整流波、すなわち開方向また
は閉方向制御信号CpまたはC_Nが、オン状態のス
イツチS₁またはS₂と直列するダイオードD₅また
はD₆と同極性のダイオードD₁またはD₂により判
別され、リレーＣまたはＤを選択的に作動する。
従つて、開弁スイツチS₁はリレーＣを、かつ閉弁
スイツチS₂はリレーＤを作動する。このリレーＣ
またはＤの作動は、制御回路９の開弁作動用リレ
ーＥまたは閉弁作動用リレーＦを作動し、前述の
ようにモータＭを正方向ａまたは逆方向ｂに回転
させて弁Ｖの開閉が行なわれる。この両作動用リ
レーＥ，Ｆは、自己保持接点Ea₁，Fa₁を備える。
従つて、リレーＥ，Ｆは、一旦作動すれば自己保
持され、弁Ｖを開方向または閉方向に作動すると
ともに、リミツトスイツチLS₁またはLS₂が全開
または全閉状態を検知してオフした時に無励磁と
なる。

また、開弁作動用リレーＥの給電回路には、リ
レーＤのブレーク接点Db₁（常時オンで、リレー
の作動時にオフ）、リレーＣのメーク接点Ca₁（常
時オフで、リレーの作動時にオン）および閉弁作
動用リレーＦのブレーク接点Fb₁が直列接続され
ているとともに、リレーＤのブレーク接点Db₂と
自己保持接点Ea₁との直列回路が、前記メーク接
点Ca₁に並列接続され、一方、閉弁作動用リレー
Ｆの給電回路には、リレーＣのブレーク接点
Cb₁、リレーＤのメーク接点Da₁および開弁作動
用リレーＥのブレーク接点Eb₁が直列接続されて
いるとともに、リレーＣのブレーク接点Cb₂と自
己保持接点Fa₁の直列回路が、前記メーク接点
Da₁に並列接続されており、これらにより、両リ
レーＥ，Ｆが同時に作動するのを防止し、弁Ｖの
開閉動作を停止するようになつている。すなわ
ち、停止スイツチS₃のオンによつて両リレーＣ，
Ｄおよび両作動用リレーＥ，Ｆが同時に励磁され
ると、それぞれのブレーク接点Fb₁，Eb₁がオフ
状態となり、両作動用リレーＥ，Ｆは自己保持さ
れずに瞬時に無励磁状態となり、モータＭが停止
する。

弁開閉動作が終了すると、弁Ｖの全開時にリミ
ツトスイツチLS₃が閉じ、同じく全閉時にリミツ
トスイツチLS₄が閉じ、この閉状態のリミツトス
イツチLS₃またはLS₄およびダイオードD₃または
D₄を介して入力端子３Ｔ，４Ｔが短絡され、制
御側装置１において、リレーＡ，Ｂに対し互いに
逆極性に接続したダイオードD₇，D₈がリレーＡ，
Ｂを介して電気的に並列接続されることになり、
この並列回路を介して両入力端子３Ｔ，４Ｔ間に
電圧V₂が常時印加され、この電圧により、前述
の両入力端子３Ｔ，４Ｔを短絡したダイオード
D₃またはD₄の極性に対応するリレーＡまたはＢ
が励磁され、そのリレーＡまたはＢのメーク接点
Aa₁またはBa₁がオン状態となり、ランプL₁また
はL₂が点灯して全開または全閉を表示する。

次に、この考案の要部となる構成について説明
すると、制御回路９の電源７に、これの停電検知
用のリレーＧが接続され、このリレーＧのｂ接点
Gbが、両入力端子３Ｔ，４Ｔ間に接続されてい
る。また、制御側装置１において、両リレーＡ，
Ｂの各メーク接点Aa₂，Ba₂と異常表示用ランプ
L₃とが直列接続された異常表示回路が、前述の
ランプL₁，L₂からなる表示部に並列接続されて
いる。

前記実施例において、弁開閉動作は前述の通り
であるが、無人の被制御側装置２の制御回路９の
電源７が停電した場合、リレーＧが無励磁状態と
なつてこのリレーＧの接点Gbが閉じ、この閉じ
られたｂ接点Gbにより両入力端子３Ｔ，４Ｔ間
が短絡される。従つて、制御側装置１の交流電圧
V₂による電流が、両リレーＡ，Ｂを通つて信号
線３、ｂ接点Gbおよび信号線４に流れ、両リレ
ーＡ，Ｂが共に励磁されてこれらのメーク接点
Aa₂，Ba₂が共にオン状態となり、異常表示用ラ
ンプL₃の点灯回路が閉成され、このランプL₃の
点灯により異常を表示して操作員に停電を報知す
る。

前記実施例では停電を監視する場合について説
明したが、次に第２図により被制御側装置の機器
の故障を検知表示する場合について説明する。第
２図は、電動アクチユエータの保安装置として
従来から用いられているトルクリミツトスイツチ
２０を示す図であり、これを第１図の装置に用い
る場合について簡単にその作動を説明する。斜線
で示す電動アクチユエータボデイ２１には交流ま
たは直流モータＭと、操作端としての、例えば弁
Ｖ（図示せず）が内蔵されている。上記モータＭ
のステータ２２はボデイ２１に固定し、そのロー
タ２３はモータ軸２４に係合している。モータ軸
２４の一方の端にウオーム２５を設け、これの、
例えば時計方向の回転によつてウオーム歯車２６
が矢印ｂ方向に、かつ反時計方向の回転により矢
印ａ方向に回転する。このウオーム歯車２６の軸
２７に図示しない弁Ｖの弁軸が直結または連動す
るので、上記ａまたはｂ方向の回転は弁Ｖの閉、
開の動作となる。弁Ｖが正常に開閉する場合は、
上記ウオーム２５のウオーム歯車軸２７の中心線
２７Ｃに対する関係位置は変位しないで可逆回転
する。しかしながら、弁Ｖが故障して上記ウオー
ム歯車軸２７に過大な負荷がかかつた場合には、
モータ軸２４の他方の端に設けたトルクスプリン
グ機構２８が作動してウオーム２５、従つてモー
タ軸２４を変位させる。今、弁Ｖの故障が弁閉の
操作中に発生したとすれば、ウオーム２５は矢印
Ｃ方向に引つ張られ、モータ軸２４はモータ軸の
軸受２９の左側のトルクスプリング３１の弾撥力
に抗して変位する。また、弁開の操作中の故障の
場合は、右側のトルクスプリング３３の弾撥力に
抗してモータ軸２４は矢印ｄ方向に変位する。こ
のようなモータ軸２４の変位がウオーム軸３４と
連動するレバー機構３５を介してトルクリミツト
スイツチ２０を作動させ、全閉側接点２０Ｌまた
は全開側接点２０Ｐを閉成する。第２図は、上
記トルクリミツトスイツチ２０の接点２０Ｌ，２
０Ｐを第１図に示した装置に設けた回路図（部分
図）である。すなわち、第１図で示した被制御側
装置２のリレー回路８内において、その入力端子
３Ｔ，４Ｔ間に、第１図のｂ接点Gbに代えて上
記トルクリミツトスイツチ２０の全開側接点２０
Ｐと全閉側接点２０Ｌとを並列に設けたものであ
る。この接点２０Ｐ，２０Ｌの設置によつて前述
した弁Ｖの故障は、第１図の装置と同様に制御側
装置１のリレーＡ，Ｂを作動させ、ランプL₃を
点灯させ、故障を警報する。

尚、この考案は以上説明した通りであるが、前
記説明並びに図示例に限定されるものではなく、
請求の範囲を逸脱しない限り種々の変形例をも包
含し得る。例えば、操作端を含む電動アクチユエ
ータの保護装置としてはトルクリミツトスイツチ
に限らず、モータの過負荷に起因してモータを焼
損する恐れのある過電流を自動的に阻止する熱動
安全器、温度リレー、サーモスタツト、さらに各
種の過電流継電器を用いることができ、これら
を、第１図の入力端子３Ｔ，４Ｔ間に接続すれば
よい。また、第１図のｂ接点Gbと第２図の機
器保護接点２０Ｐ，２０Ｌとを並列接続してもよ
い。

〔考案の効果〕

この考案は以上説明したように構成されかつ作
用するので、以下のような効果を奏する。すなわ
ち、この考案の電動アクチユエータ遠隔制御装置
によれば、２本の信号線のみで被制御側装置の電
動アクチユエータの遠隔制御の他に、被制御側装
置の電源の停電や機器の異常などを検知して表示
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の１実施例に係る電動アクチ
ユエータ遠隔制御装置の電気回路図、第２図，
はこの考案の他の実施例の作動説明図および部
分回路図である。 １……制御側装置、２……被制御側装置、３，
４……信号線、３Ｔ，４Ｔ……入力端子、７……
電源、８……リレー回路、９……制御回路、Ｃ，
Ｄ……リレー回路のリレー、Ｅ，Ｆ……作動用リ
レー、Mg₁，Mg₂……電磁接触器、Ｍ……モータ
（電動アクチユエータ）、Gb，２０Ｐ，２０Ｌ…
…接点、L₃……異常表示用ランプ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 制御側装置と被制御側装置とを２本の信号線で
   接続し、前記被制御側装置に、前記制御側装置の
   操作により前記両信号線を介して送られる２種の
   制御信号を判別して一対のリレーを選択作動する
   リレー回路と、前記リレーの作動に対応して選択
   作動され、前記制御側装置とは別の電源を介して
   自己保持する一対の作動用リレーを有する制御回
   路と、この作動用リレーの作動により選択作動さ
   れる一対の電磁接触器を介して給電され、正、逆
   の何れかの方向に駆動される電動アクチユエータ
   とを備えた電動アクチユエータ遠隔制御装置にお
   いて、前記リレー回路における前記両信号線がそ
   れぞれ接続される一対の入力端子間に、被制御側
   装置の異常発生により閉となる接点を接続すると
   ともに、前記制御側装置に、前記接点の閉により
   前記両信号線を介して閉成される異常表示回路を
   設けたことを特徴とする電動アクチユエータ遠隔
   制御装置。