JPH0346705B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、電動弁の開度のフイードバツク制御
を行い、弁体を設定開度に停止させる電動弁操作
器に関するものである。

＜従来の技術＞ 一般に、電動調節弁の弁体の開度を制御する閉
ループ制御系においては、開度設定値と実際の開
度との制御偏差に応じて電動弁を駆動制御し、制
御偏差をゼロにするように制御することにより弁
体を開度設定値に一致するよう停止させる。

ところで、このような制御系において、調節弁
が全閉または全開状態になつた後にも、閉ループ
制御系の何らかの異常によりモータに過電流が長
時間流れ続け、モータが損傷することがあるの
で、これを防止する目的で、従来では、調節弁が
全開または全閉状態になつたとを検出するリミツ
トスイツチを別途設け、このリミツトスイツチの
検出信号によりモータへの給電を停止する保護機
構を具備していた。ところが、このようなリミツ
トスイツチを設ける方式では、それとの余分な配
線灯を必要として構成が複雑化するとともにコス
ト高となる問題があつた。

また、リミツトスイツチを使用しない方式とし
て、電動弁のモータに流れる駆動電流を検出し、
この値が通常の駆動電流値を超える或る設定値以
上になつたときに電動モータへの給電を自動的に
停止させる自動停止機構を設けるとともに、モー
タの起動開始時から設定時間内においては、起動
時の静止慣性力による過負荷によつて自動停止機
構がモータを停止させるのを禁止するようにした
弁駆動装置が提案されている（実開昭57−130075
号公報参照）。この弁駆動装置は、電動弁の全閉
および全開状態の他に、弁体が異物を噛み込んで
設定開度以外の開度で停止した状態の何れをも、
リミツトスイツチを用いることなくモータに流れ
る過電流の検知により検出することができ、モー
タを自動的に停止させて焼損事故を未然に防止で
きる利点がある。

＜発明が解決しようとする課題＞ 然し乍ら、上述の弁駆動装置には次のような問
題がある。即ち、異物を含んだ流体の流量等を制
御する場合においては、この異物が弁体に頻繁に
噛みこまれても流体の流動圧力等の作用により極
めて短時間で除去されることが多い。ところが、
上述の装置では、弁体が異物を噛み込んで瞬間的
に停止することによりモータに過電流が流れた時
点でモータが停止するので、モータが頻繁に停止
することになり、このモータが停止する毎に自動
停止機構を手動解除してモータを起動させる煩雑
な操作をしければならない。しかも、モータが停
止した時点で異物が流体により弁体から除去され
ているか否かを外部から判別できないので、異物
が弁体から除去されている場合においても弁体を
一旦開いて流体の流量制御を再度やり直さなけれ
ばならない。

また、閉ループ制御系において開度設定値が全
閉に設定され、弁体が全閉状態になつて停止した
後にも閉ループ制御系の何らかの異物により閉動
作が継続されてモータが停止した場合、その後に
開方向の開度設定値が与えられても自動停止機構
が働いているため、これを手動解する必要があ
る。

そこで本発明は、弁体の全閉および全開状態の
他に、夾雑物等の異物がそのままでは除去不能状
態に弁体に噛み込まれた状態をそれぞれ確実に検
出してモータを自動的に停止することができ、そ
の後に弁体を反対方向に駆動するような制御入力
が加わつたときにはモータの制御を自動的に再開
する電動弁操作器を提供することを技術的課題と
するものである。

＜課題を解決するための手段＞ 本発明は、上記した課題を達成するための技術
的手段として、電動弁操作器を次のように構成し
た。即ち、電動弁の弁体の開度と開度設定値との
制御偏差を求め、この制御偏差に基づいて電動弁
の開度の制御信号を出力する制御装置と、該制御
信号に応じて上記電動弁のモータに駆動電流を供
給して該電動弁を駆動する駆動装置とを有する閉
ループ制御系を備えた電動弁操作器において、上
記駆動装置からモータへの供給電流を検出する電
流検出手段において検出された電流値が設定電流
値以上になつた時に過電流検出信号を出力する比
較手段と、この比較手段からの過電流検出信号の
連続入力時間を計時するとともに連続入力時間が
所定時間に達した時に停止指令信号を出力するす
るタイマ手段と、このタイマ手段から入力した停
止指令信号を保持して上記駆動装置から上記モー
タへの電流供給を停止させる出力遮断信号を出力
するとともに、上記制御偏差の極性の反転により
リセツトされて上記出力遮断信号の出力を停止す
る信号保持手段とを備えたことを特徴として構成
されている。

＜作用＞ 開度設定値が全閉または全開に設定されて電動
弁の弁体がモータにより閉方向または開方向に駆
動され、全閉または全開状態となつて弁体が停止
した時に、閉ループ制御系の制御装置の何らかの
異常により制御信号が出力され続けたとすると、
弁体が全閉位置または全開位置にあつて駆動が阻
止されているので、モータに流れる電流が急激に
増大しようとする。この時、電流検出手段による
モータへの供給電流の検出値が電流設定値よりも
大きくなつて比較手段から過電流検出信号が出力
され、タイマ手段が計時動作を開始し、この過電
流検出信号の入力が所定時間以上連続的に継続し
た時点で、タイマ手段がタイムアツプして停止指
令信号を出力し、この停止指令信号を信号保持手
段が保持して出力遮断信号を駆動装置に対し出力
し、駆動装置からモータへの電流供給が停止して
モータが停止する。従つて、モータに過電流が長
時間流れ続けることによる損傷や焼損を未然に防
止する。

その後、信号保持手段が、制御偏差の極性が変
わらない限りリセツトされることなく出力遮断信
号の出力を保持するので、誤操作等によつてもモ
ータに過電流が流れることはない。

また、弁体が異物を噛み込んで電動弁が開度設
定値とは異なる開度で停止した場合にも、モータ
の負荷が急激に増大して比較手段から過電流検出
信号が所定時間以上連続的に出力されるので、駆
動装置からモータへの電流の供給が停止される。
その後に、制御偏差の極性が反転しない限り信号
保持手段がリセツトされないので、弁体が一旦開
方向に駆動されてその間から異物が除去されない
限り、弁体が異物を噛み込んだ状態においてモー
タが閉方向に再度駆動されることはない。

更にまた、弁体が閉方向に駆動される時に異物
を噛み込んで瞬間的に停止した後に流体の流動圧
力の作用等により異物が極めて短時間で除去され
た場合、タイマ手段がタイムアツプする以前に比
較手段からの過電流検出信号の入力が無くなるの
で、タイマ手段から信号保持手段に対し停止指令
信号が出力されることがなく、駆動装置からモー
タへの電流供給を停止することがない。従つて、
異物が弁体に瞬間的に噛み込まれてモータに流れ
る過電流も損傷を与えない極めて短時間である程
度のことで電動弁を無闇に停止することがない。

＜実施例＞ 以下、本発明の好ましい一実施例について図面
を参照しながら詳述する。

図は本発明の一実施例を示し、弁体５とこれを
駆動するモータ４からなる電動弁１は、制御装置
２と駆動装置３を有する閉ループ制御系によりそ
の開度を制御される。制御装置２は、電動弁１の
弁体５の開度設定値ｒと実際の開度の検出値であ
る開度フイードバツク値ｘとの制御偏差ｚに応じ
て、弁体５の開度が設定値ｒになるような制御信
号ｃを駆動装置３に対し出力する。駆動装置３
は、制御信号ｃに応じて電動弁１のモータ４に電
流を供給し、電動弁１を駆動制御する。

電流検出器６は、モータ４の駆動電流を検出す
る。比較器７は、電流検出器６が検出したモータ
４への供給電流の検出値I_Xと予め定められた電流
設定値I_Sとの大小比較を行ない、I_X＞I_Sとなつた
時に過電流検出信号をタイマ回路８に対し出力す
る。タイマ回路８は、比較器７からの過電流検出
信号の連続出力時間を計時し、この過電流検出信
号が一定時間以上連続的に入力されてタイムアツ
プした時に停止指令信号をホールド回路９に対し
出力する。従つて、過電流検出信号の入力により
計時動作を開始ても、タイムアツプ以前に過電流
検出信号の入力が消滅した時点で計時動作を停止
し、停止指令信号を出力することはない。ホール
ド回路９は、タイマ回路８から入力された停止指
令信号を保持して駆動装置３に対し出力遮断信号
を出力し、それにより駆動装置３からモータ４へ
の電流の供給が停止される。また、ホールド回路
９には、開度設定値ｒと開度フイードバツク値ｘ
との制御偏差ｚが入力されており、出力遮断信号
を出力している状態において制御偏差ｚの極性が
変わつた時点でリセツトされ、出力遮断信号の出
力を停止する。

次に、前記実施例の作用について説明する。い
ま、開度設定値ｒが全閉に設定されて電動弁１の
弁体５がモータにより閉方向に駆動され、全閉状
態となつて弁体５が停止した時に、閉ループ制御
系の何らかの異常により制御信号ｃが出力され続
けたとすると、駆動装置３はこの制御信号ｃに応
じてモータ４にこれを閉方向に駆動すべき電流を
更に供給し続ける。この場合、弁体５が全閉位置
にあつて駆動が阻止された状態にあるので、モー
タ４に流れる電流が急激に増大しようとする。こ
の時、電流検出器６により検出したモータ４への
供給電流の検出値I_Xが電流設定値I_Sよりも大きく
なつて比較器７から過電流検出信号が出力され、
タイマ回路８が計時動作を開始する。そして、I_X
＞I_Sの過電流状態が連続的に所定時間継続してタ
イマ回路８がタイムアツプすると、ホールド回路
９がタイマ回路８から入力された停止指令信号を
保持して出力遮断信号を駆動装置３に対し出力
し、駆動装置３からモータ４への電流の供給が遮
断されてモータ４が停止し、モータ４に過電流が
長時間流れ続けることによる損傷や焼損を未然に
防止する。

ここで、モータ５の停止により比較器７からの
過電流検出信号およびタイマ回路８からの停止指
令信号はそれぞれ出力されなくなるが、ホールド
回路９は、制御偏差ｚの極性が変わらない限りリ
セツトされることなく出力遮断信号の出力を保持
する。従つて、全閉状態でモータ４が停止した後
に、誤操作等によりリセツトされ、モータ４が閉
方向に再駆動されることが絶無となる。

次に、開度設定値ｒが変更されて制御偏差の極
性が変わると、ホールド回路９がリセツトされて
出力遮断信号の出力を停止するので、駆動装置３
からモータ４への電流供給が自動的に再開され、
制御偏差ｚによる制御装置２の出力制御信号に基
づいて電動弁１が開方向へ駆動される。そして、
全開状態となつた時にフイードバツク制御系に何
らかの異常が発生してモータ４に過電流が流れた
場合には、前述と同様の動作によりモータ４への
電流の供給が停止される。

また、電動弁１が全閉または全開状態以外に、
例えば弁体５が異物を噛み込んで電動弁１が開度
設定値ｒとは異なる開度で停止した場合にも、モ
ータ４の負荷が急激に増大してI_X＞I_Sとなること
により、駆動装置３がモータ４への電流の供給を
停止する。その後、制御偏差ｚの極性が反転しな
い限りホールド回路９がリセツトされない。従つ
て、弁体５が一旦開方向に駆動されてその間から
異物が除去されない限り、弁体５が異物を噛み込
んだ状態においてモータ４が閉方向に再度駆動さ
れることは絶無となる。

また、弁体５が閉方向に駆動される過程におい
て異物を噛み込んで停止し、極めて短時間の経過
後に流体の流動圧力の作用等により異物が除去さ
れた時には、それと同時にモータ４の負荷が減少
してI_X＜I_Sとなり、タイマ回路８がタイムアツプ
する以前に比較器７からの過電流検出信号の出力
が無くなるので、タイマ回路８からホールド回路
９に対し停止指令信号が出力されることがなく、
駆動装置３がモータ４に対する電流供給を停止す
ることがない。従つて、異物が弁体５に瞬間的に
噛み込まれてモータ４に流れる過電流も損傷を与
えない極めて短時間である程度のことで電動弁１
を無闇に停止することがない。

＜発明の効果＞ 以上のように本発明の電動弁操作器によると、
弁体が全閉または全開状態或いは弁体が異物を噛
み込んで停止した場合には、モータを停止して過
電流による損傷や焼損を未然に防止することがで
きるとともに、これによるモータの停止後は、停
止前と制御偏差が逆極性になつた時に自動的にモ
ータの制御を再開するようにしたので、閉ループ
制御系の異常や誤操作等によりモータに過電流を
長時間流し続けるのを確実に防止することがで
き、しかも、弁体が異物を噛みこんで瞬間的に停
止し、モータに流れる過電流も損傷を与えない程
度であるような場合には、モータを妄りに停止し
ないようにしたので、流体の流量制御を正確に且
つ高能率を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例のブロツク構成図であ
る。 １……電動弁、２……制御装置、３……駆動装
置、４……モータ、５……弁体、６……電流検出
器（電流検出手段）、７……比較器（比較手段）、
８……タイマ回路（タイマ手段）、９……ホール
ド回路（信号保持手段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電動弁の弁体の開度と開度設定値との制御偏
   差を求め、この制御偏差に基づいて電動弁の開度
   の制御信号を出力する制御装置と、該制御信号に
   応じて上記電動弁のモータに駆動電流を供給して
   該電動弁を駆動する駆動装置とを有する閉ループ
   制御系を備えた電動弁操作器において、上記駆動
   装置からモータへの供給電流を検出する電流検出
   手段において検出された電流値が設定電流値以上
   になつた時に過電流検出信号を出力する比較手段
   と、この比較手段からの過電流検出信号の連続入
   力時間を計時するとともに連続入力時間が所定時
   間に達した時に停止指令信号を出力するするタイ
   マ手段と、このタイマ手段から入力した停止指令
   信号を保持して上記駆動装置から上記モータへの
   電流供給を停止させる出力遮断信号を出力すると
   ともに、上記制御偏差の極性の反転によりリセツ
   トされて上記出力遮断信号の出力を停止する信号
   保持手段とを備えたことを特徴とする電動弁操作
   器。