JPH04136583A - 電空ポジショナ及び電空変換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は空気式調節弁の弁開度或いは電空変換器の空気
圧出力を監視する電空ポジショナ或いは電空変換器に関
する。

〈従来の技術〉 改良のベースとなる電空ポジショナの従来の技術として
特開平２−９８６０３に記載された技術を第３図に示し
これについて説明する １０は弁を操作する電流信号を出力するコンＩ−ローラ
、２０はコントローラ１０からの電流信号１１を受けて
対応する空気圧信号Ｐを出力する電空ポジショナである
。

コントローラ１０は、定電圧回路１１、演算増幅器１２
、トランジスタ１３、抵抗１４、弁開度などを検出する
検出回路１５などにより構成されている。これ等のうち
、演算増幅器１２の（＋）入力端には弁を操作する電流
信号１１を制御する制御電圧Ｖｃが印加される。

電空ポジショナ２０は、電流信号１１が流れるマグネジ
１〜ユニツト２１、ビーム２２、ノズル２３、パイロッ
トリレー２４、フィードバックベロズ２５、ポテンショ
メータなどで構成されたインピーダンス可変素子２６、
調節弁からの弁リフトの変位が伝わる伝達軸２７などに
より構成されている。

次に、以上のように構成された回路の動作について説明
する。

制御電圧Ｖｃに対応してコントローラ１０から電空ポジ
ショナ２０に２本の伝送線１１．１２を介して伝送され
た４〜２０ｍＡの電流信号■１は、マグネットユニット
２１により力Ｆ１に変換されてビーム２２に力を与える
。

ビーム２２はこの力Ｆ１を受けて変位し、ノズル２３に
ノズル背圧を与える。この変位に応じたノズル背圧は、
矢印ＡＲで示す空気圧源が与えられたパイロットリレー
２４により増幅され、０゜２〜１ｋｇｆ／ｃｍ２の空気
圧信号Ｐに変換される。この空気圧信号Ｐはフィードバ
ックベローズ２５にフィードバックされ、ビーム２５に
力ＦＰを与えてビーム２２を再平衡させる。

この空気圧信号Ｐは調節弁のエアモータ（図示せず）を
駆動し、調節弁のり７１〜を動かすか、このリフトの変
位は伝達軸２７を伝わってポテンショメータで構成され
たインピーダンス可変素子２６の可動子を回転させて変
位に対応した抵抗値に設定する。

このインピーダンス可変素子２６に生じた電圧降下ｖＰ
はマグネットユニット２１の電圧降下ＶＩと共に伝送線
１１．１２を介してコントローラ１０に発信される。

コントローラ１０はこれ等の電圧降下（ｖ１＋ＶＰ）か
ら電圧降下Ｖ１を減算して電圧降下ｖＰのみを検出して
弁開度を知るが、この場合に、抵抗工４の抵抗値をマグ
ネットユニット２１の内部抵抗と同一の値に設定するこ
とにより、この抵抗１４の両端にはマグネットユニット
２１での電圧降下Ｖｌと同一の電圧降下Ｖ１を発生させ
るので、検出回路１５はこの電圧降下ｖ１を用いて電圧
降下（Ｖｌ−１−ＶＰ）から電圧降下ｖ１を減算しｖｐ
、つまり弁開度を知る。

〈発明が解決しようとする課Ｕ〉 しかしながら、このような従来の電空ポジショナ２０は
可変インピーダンス素子としてボテンシゴメータを使用
しているので、この可変インピーンス素子が断線をする
と伝送線１１、！２の間が切断され、電空ポジショナと
して全く機能しなくなり、調節弁の弁開度が不定となり
この調節弁により制御されているプロセス全体に大きな
影ぜを与えることとなる。

く課題を解決するための手段〉 本発明は、以上の課題を解決するために、コントローラ
から２本の信号線を介して電流信号を入力端に受けこの
電流信号を電流／空気圧変換回路により空気圧信号に変
換し或いはこれに関連する弁開度に変換する電空変換器
或いは電空ポジショナ−であって、空気圧信号或いは弁
開度によってインピーダンスが変化するインピーダンス
可変素子と電流／空気圧変換回路の入力部をなすマグネ
ットユニットとが入力端の間に直列に接続された直列回
路と、インピーダンス可変素子に並列に接続され正常な
状態ではこのインピーダンス可変素子のインピーダンス
に比べて誤差が許容出来る程度に大きなインピーダンス
を有する並列素子とを具備し、正常状態ではインピーダ
ンス可変素子のインピーダンスに応じた電圧をコントロ
ーラに空気圧信号あるいは弁開度信号として出力しイン
ピーダンス可変素子が断線したときにはこの異常状態を
コントローラに出力するのを主要な構成としたものであ
る。

く作　用〉 正常状態では、空気圧信号或いは弁開度によってインピ
ーダンスが変化するインピーダンス可変素子とマグネッ
トユニットに電流信号が流れこれ等の両端にそれぞれ電
圧を発生させ、これ等の電圧の和の電圧が入力端に発生
ずる。

この和の電圧はコントローラ側に伝送線を介して伝送さ
れコントローラ側でこれ等の電圧のうちインピーダンス
可変素子の両端の電圧を取り出してこれを空気圧信号或
いは弁開度信号として知らせる。

次に、インピーダンス可変素子が断線をした異常状態で
は、このインピーダンス可変素子の両端に接続された並
列素子に電流信号が流れこれにより発生する大きな電圧
が異常信号として伝送線を介してコントローラに伝送さ
れ、これにより異常を知らせる。

く実錐例〉 次に、本発明の実施例について図を用いて説明する。第
１図は電空ポジショナの実施例の構成を示すブロック図
である。なお、従来の構成と同一の機能を有する部分つ
いては同一の符号を付して適宜にその説明を省略する。

コントローラ１０の構成は基本的に第３図に示す構成と
同一である。

電空ポジショナ３０の入力端Ｔ１、’ｌ’２には弁開度
によってインピーダンスが変化するインピータンス可変
素子２６とマグネットユニット２１との直列回路が接続
されている。

このインピーダンス可変素子２６の両端には並列素子と
して機能するツェナダイオード３１が接続されている。

この場合のツェナダイオード３１のツェナー電圧Ｖｚは
インピーダンス可変素子２６の両端の電圧Ｖｐに対して
Ｖｚ＞ＶＰの関係になるようなツェナータイオードを選
択して使用する。

このような構成にすることにより、正常状態ではツェナ
ダイオード３１には殆ど電流が流れないので、ツェナダ
イオード３１のない第３図に示す場合と同様に動作する
。

しかし、インピーダンス可変素子２６としてのポテンシ
ョメータが断線すると電流信号１１はツェナダイオード
３１に流れることとなるが、ポジショナ３０は正常に動
作していながら、入力端ＴＩ、’Ｉ’２の間の電圧は大
きな電圧（Ｖ　Ｉ　＋Ｖｚ　）となる。

コントローラ１０の検出回路１５はこれ等がら電圧Ｖｚ
を抽出するが、この電圧Ｖｚを異常信号レベルとして設
定しておけばコントローラ１ｏは異常の検知が可能であ
る。

ツェナダイオード３１の代わりにｎ個のダイオードを直
列に接続する構成でも良い、この場合には、ダイオード
の立上り電圧をＶｆとすれば直列接続するＭＪ数ｎはｎ
−Ｖｆ＞Ｖｐで求めることができる。このときの異常信
号の検出レベルはｎ・Ｖｆとなる。

さらに、ツェナダイオード３１の代わりに固定抵抗を接
続する構成でも良い。

この場合には、正常動作のときはインビルダンス可変素
子２６の抵抗値をＲｐ、固定抵抗の抵抗値をＲとすれば Ｖｐ＝Ｒ−Ｒｐ　−Ｉ　１／　（Ｒ＋Ｒｐ）の電圧をコ
ントローラに伝送しているが、インとダンス可変素子２
６が断線したときは、Ｖｐ＝Ｒ−１１ の電圧となるが、この電圧を異常信号レベルに設定して
おけばコントローラ１０”Ｃ異常を検知することが出来
る。正常動作のとき、Ｒの値をＲｐに比べて極力大きく
選定しておくことにより、インピーダンス可変素子２６
による電圧変化はＲにょる影響を受は誼くすることがで
きる。

第２図は電空変換器４０の構成を示すブロック図である
。

この場合は、可変インピーダンス素子４１の抵抗が空気
圧信号Ｐに比例して変化する構成とすることによりコン
トローラ１０で第１図に示す場合と同様にして異常を検
知することができる。

〈発明の効果〉 以上、実施例と共に具体的に説明したように本発明によ
れば、マグネットユニットと直列に接続されたインピー
ダンス可変素子に並列に接続された所定の並列素子を設
けることにより、インピーダンス可変素子が断線しても
電流信号が並列素子に流れて電空ポジショナ或いは電空
変換器として正常に機能し続けながら、異常としてあら
かじめ設定した電圧をコントローラに電圧信号として出
力してコントローラ側で異常を検知することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例の構成を示すブロック図、第
２図は本発明の他の実施例の構成を示すブロック図、第
３図は従来の電空ポジショナの構成を示すブロック図で
ある。 １０・・・コントローラ、１１・・・定電圧回路、１５
・・・検出回路、２０．３０・・・電空ポジショナ、２
１・・・マグネットユニット、２６．４１・・・可変イ
ンピーダンス素子、２７・・・伝達軸、３１・・・ツェ
ナダイオード、４０・・・電空変換器。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）コントローラから２本の信号線を介して電流信号
   を入力端に受けこの電流信号を電流／空気圧変換回路に
   より空気圧信号に変換して空気式調節弁の弁開度を制御
   する電空ポジショナーであって、前記空気圧式調節弁の
   弁開度によってインピーダンスが変化するインピーダン
   ス可変素子と前記電流／空気圧変換回路の入力部をなす
   マグネットユニットとが前記入力端の間に直列に接続さ
   れた直列回路と、前記インピーダンス可変素子に並列に
   接続され正常な状態ではこのインピーダンス可変素子の
   インピーダンスに比べて誤差が許容出来る程度に大きな
   インピーダンスを有する並列素子とを具備し、正常状態
   では前記インピーダンス可変素子のインピーダンスに応
   じた電圧を前記コントローラに弁開度信号として出力し
   前記インピーダンス可変素子が断線したときにはこの異
   常状態を前記コントローラに出力することを特徴とする
   電空ポジショナ。
2. （２）コントローラから２本の信号線を介して電流信号
   を入力端に受けこの電流信号を電流／空気圧変換回路に
   より空気圧信号に変換する電空変換器であって、前記空
   気圧信号によってインピーダンスが変化するインピーダ
   ンス可変素子と前記電流／空気圧変換回路の入力部をな
   すマグネットユニットとが前記入力端の間に直列に接続
   された直列回路と、前記インピーダンス可変素子に並列
   に接続され正常な状態ではこのインピーダンス可変素子
   のインピーダンスに比べて誤差が許容出来る程度に大き
   なインピーダンスを有する並列素子とを具備し、正常状
   態では前記インピーダンス可変素子のインピーダンスに
   応じた電圧を前記コントローラに空気圧信号として出力
   し前記インピーダンス可変素子が断線したときにはこの
   異常状態を前記コントローラに出力することを特徴とす
   る電空変換器。