JPH0447309A - 電動バルブの位置決め制御装置 - 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〕 この発明は、モータにより駆動されるバルブの位置決め
制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来より、電動バルブの開度を制御する位置決め制御装
置とてしＰＩＤ制御装置を用いたものが良く知られてい
る。これは、制御目標値との間の偏差に基づいて制御信
号を生成するものて、制御信号を得るには各種の演算が
必要となる。

また、電動バルブに限られるものではないが、−数的な
位置決め制御方法として、第４図及び第５図に示すよう
なものがある。これは、制御対象であるバルブの現在位
置と制御すべき目標位置との偏差に基づいてバルブを駆
動するモータの制御を行うもので、第４図はバルブ位置
とモータの速度指令値との関係、第５図はバルブ位置と
モータ速度との関係をそれぞれ示している。この方法に
よると、バルブの現在位置と目標位置との偏差が充分大
きい間はモータが通常速度■１で駆動（回転）され、偏
差か一定値以下（位置決め開始偏差Ｄ）となった時にモ
ータの速度が減速されて所定の位置決め速度ｖ２でモー
タが駆動されるようになる。そして、目標位置Ｐの不感
帯Ｚに入った時にモータか停止される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記のような従来の電動バルブの位置決
め制御装置であっては、構成が複雑であり、また円滑で
安定した位置決め制御ができないという問題点かあった
。

すなわち、ＰＩＤ制御を用いる場合は、こわをハードウ
ェアて実現するには多数の回路部品が必要となり、コス
トか上昇すると共に装置が大形化し、また各種定数の設
定も煩雑である。ソフトウェアで実現するには積算、除
算が必要となり、数的なマイクロコンピュータでは実現
が困難である。

また、第４図、第５図に示すような制御を利用する場合
、通常位置決め開始偏差と位置決め速度は固定されてい
るので、バルブ本体を流れる流体の圧力変動やバルブ自
体の摩擦変動などモータに対する負荷変動が生じると、
上記位置決め開始偏差が不適当な値となって慣性力を軽
減できながったり、位置決め速度が不適当な値となって
オーバランが発生してハンチング等を起こすことがあり
、円滑で安定した位置決め制御ができない。更に、バル
ブ本体内の流体圧力によって生しるモータへの力にはモ
ータの駆動方向と同一方向の力と逆方向の力の二通りの
パターンがあるが、従来では特に対策を講していないの
で、同様に円滑で安定した位置決め制御ができない。

この発明は、このような問題点に着目してなされたもの
で、簡単な構成で、モータの負荷変動が生してもバルブ
の位置決め制御を円滑に安定して行うことができる電動
バルブの位置決め制御装置を得ることを目的としている
。

〔：１題を解決するための手段〕 この発明の電動バルブの位置決め制御装置は、モータに
より駆動されるバルブの位置決め制御装置において、バ
ルブの現在位置と制御すべき目標位置との偏差を検出す
る偏差検出手段と、その偏差が所定値以下になった時に
モータを減速して所定の位置決め速度で駆動し、上Ｊ己
偏差がなくなる目標位置の不感帯に人っだ時にモータを
停止するモータ駆動手段と、この不感帯に入るまてにモ
ータの速度が上記位置決め速度まで減速しない場合にモ
ータ駆動手段に対する上記偏差を拡大し、モータを停止
した後上記不感帯から外れ且つ目標位置に変化がない場
合に上記位置決め速度を減少させる変更手段とを備え、
バルブが閉じる方向に動作している時と開く方向に動作
している時とで上記偏差及び位置決め速度を変えるよう
に構成したものである。

（作用） この発明の電動バルブの位置決め制御においては、バル
ブの現在位置と目標位置との偏差が所定値以下になった
時にモータが減速され、目標位置の不感帯に入るとモー
タが停止される。その際、上記不感帯に入るまでにモー
タの速度が所定速度まで減速しない場合はモータ駆動手
段に対する上記偏差が拡大され、モータが停止した後上
記不感帯から外れ且つ目標位置に変化がない場合はモー
タの減速速度か減少される。また、バルブが閉じる方向
に動作している時と開く方向に動作している時とで上記
偏差及び減速速度が変更される。

（実施例〕 第１図はこの発明に係る電動バルブの位置決め制御装置
のハードウェア構成を示すブロック図である。

図において、１は制御対象であるバルブ、２はこのバル
ブ１を駆動するモータで、バルブ１には減速機３を介し
て駆動力が供給される。４はバルブ１の現在位置を検出
する位置検出手段、５はその検出信号（フィードバック
信号）とバルブ１の目標位置指令信号を比較してモータ
２の駆動を制御する制御部で、ＣＰＵ等から構成されて
いる。

６はこの制御部５からモータ２の回転停止指令及び速度
指令が人力されるモータ駆動手段で、バルブ１の現在位
置と制御すべき目標位置との偏差が所定値以下、つまり
位置決め開始偏差以下になった時にモータ２を減速して
所定の位置決め速度で駆動し、上記偏差がなくなる目標
位置の不感帯に入った時にモータ２を停止する。

なお、上記制御部５により、バルブ１の現在位置と目標
位置との偏差を検出する偏差検出手段と、上記不感帯に
入るまでにモータ２の速度が所定の位置決め速度まで減
速しない場合にモータ駆動手段６に対する上記偏差を拡
大し、モータ２を停止した後上記不感帯から外れ且つ目
標位置に変化がない場合に上記位置決め速度を減少させ
る変更手段とが構成されている。また、この制御部５に
より、バルブ１が閉じる方向に動作している時と開く方
向に動作している時とで上記偏差及び位置決め速度が変
えられるように構成されている。

次に、第２図及び第３図の説明図を用いて動作を説明す
る。第２図はバルブ位置と速度指令値の関係、第３図は
バルブ位置とモータ速度の関係をそれぞれ示しており、
上記のように、バルブ１の開方向駆動時における位置決
め開始偏差り、及び位置決め速度ｖ３と、バルブ１の閉
方向駆動時における位置決め開始偏差Ｄ２及び位置決め
速度ｖ４はそれぞれ異なっている。

制御部５は、外部からの目標位置指令信号を受は取ると
、位置検出手段４からの信号によりバルブ１の現在位置
を読み取る。そして、バルブ１の現在位置と目標位置と
の偏差を演算し、この偏差がモータ２の減速を開始する
位置決め開始偏差より大きい間は、モータ駆動手段６を
介してユーザ所望の通常速度ｖ１でモータ２を回転させ
る。この時、第２図に示すように、バルブ１が開方向に
駆動していれば開方向の位置決め開始偏差り３、バルブ
１が閉方向に駆動していれば閉方向の位置決め開始偏差
Ｄ２を用いる。

次に、上記演算した偏差が位置決め開始偏差より小さく
なった時、モータ２の速度を前述の位置決め速度まで減
少させる。この時も、第２図に示すように、バルブ１が
開方向に駆動していれば開方向の位置決め速度ｖ３まで
減速させ、バルブ１が閉方向に駆動していれば閉方向の
位置決め速度Ｖ４　　（Ｖ４　＞Ｖａ　）まで減速させ
る。そして、上記偏差が不感帯Ｚに入った時にモータ２
を停止させる。これにより、バルブ１を目標位置Ｐに制
御することができる。

ここで、上記モータ減速モードの時、制御部５はモータ
２が完全に位置決め速度まで減少したかどうかを位置検
出手段４からの信号データから判断し、減速が完全でな
ければ位置決め開始偏差を拡大する。その際、開方向の
位置決め開始偏差Ｄ１を用いた時はその開方向の偏差り
、を拡大し、閉方向の位置決め開始偏差Ｄ２を用いた時
はその閉方向の偏差Ｄ２を拡大する。また、モータ２を
停止させた後、目標位置Ｐに変化がなく、且つ不感帯Ｚ
に入らなかった場合（モータ停止モートからモータ減速
モードへ移行した場合あるいはモータ停止モードからモ
ータ通常回転モードへ移行した場合）は、位置決め速度
を減少させる。その際、同様に開方向の位置決め速度ｖ
３に制御した時はその速度ｖ３を減少させ、閉方向の位
置決め速度ｖ４に制御した時はその速度ｖ４を減少させ
る。

以上の動作は目標位置が変化することに雄り返されるが
、その際、上述の位置決め開始偏差及び位置決め速度の
制御データは順次変更され、モータ２の負荷変動に応じ
た最適なデータに近づく。

このため、円滑で安定した位置決め制御を行うことがで
きる。しかも、第１図のような簡単な構成にて可能であ
る。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、バルブの回転方向の
違いやその他の原因によるモータの負荷変動が生しても
、目標位置に対する位置決め開始偏差及びモータの位置
決め速度が順次変更され、簡単な構成で、バルブの位置
決め制御を円滑に安定して行うことができるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による電動バルブの位置決
め制御装置のハードウェア構成を示すブロック図、第２
図は第１図の装置におけるバルブ位置と速度指令値の関
係を示す説明図、第３図は第１図の装置におけるバルブ
位置とモータ速度の関係を示す説明図、第４図は従来装
置におけるバルブ位置と速度指令値の関係を示す説明図
、第５図は従来装置におけるバルブ位置とモータ速度の
関係を示す説明図である。 １・・・・・・バルブ ２−−・−・モータ ４・・・・・・位置検出手段 ５−・・・・制御部 （偏差検出手段、変更手段） ６−−−−−−モータ駆動手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. モータにより駆動されるバルブの位置決め制御装置にお
   いて、バルブの現在位置と制御すべき目標位置との偏差
   を検出する偏差検出手段と、その偏差が所定値以下にな
   った時にモータを減速して所定の位置決め速度で駆動し
   、上記偏差がなくなる目標位置の不感帯に入った時にモ
   ータを停止するモータ駆動手段と、この不感帯に入るま
   でにモータの速度が上記位置決め速度まで減速しない場
   合にモータ駆動手段に対する上記偏差を拡大し、モータ
   を停止した後上記不感帯から外れ且つ目標位置に変化が
   ない場合に上記位置決め速度を減少させる変更手段とを
   備え、バルブが閉じる方向に動作している時と開く方向
   に動作している時とで上記偏差及び位置決め速度を変え
   るようにしたことを特徴とする電動バルブの位置決め制
   御装置。