JPH0510302A - 電流/圧力変換装置 - Google Patents

電流/圧力変換装置

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JPH0510302A
JPH0510302A JP16186991A JP16186991A JPH0510302A JP H0510302 A JPH0510302 A JP H0510302A JP 16186991 A JP16186991 A JP 16186991A JP 16186991 A JP16186991 A JP 16186991A JP H0510302 A JPH0510302 A JP H0510302A
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JP
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JP16186991A
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English (en)
Inventor
Atsushi Kimura
惇 木村
Masaaki Yamaguchi
正明 山口
Takeshi Iwamoto
雄 岩本
Ryusaku Kubota
龍作 久保田
Tsuyoshi Nishijima
剛志 西島
Hiroshi Hayashi
寛 林
Yasuo Kasahara
康男 笠原
Akira Inoue
晃 井上
Minoru Midorikawa
稔 翠川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電流/圧力変換装置に異常が生じたときに安
全側に作動させるように改良した電流/圧力変換装置を
提供するにある。 【構成】 入力信号と帰還信号との偏差信号が正常動作
範囲を外れたことを検出して異常信号として出力する異
常検出手段と、この異常信号が出力された時間を時間信
号として出力すると共に先の異常信号が消滅したときに
リセットすることが出来るタイマ手段と、この時間信号
が所定時間のあいだ継続したことを検出して異常継続信
号を出力する異常時間検出手段と、この異常継続信号に
より安全側に動作するように電気空気変換素子の駆動信
号を制御する駆動手段とを具備する電流/圧力変換装置
である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、2本の伝送線を介して
伝送された電流を用いて対応する空気圧信号などに変換
する電流/圧力変換装置に係り、特に、この電流/圧力
変換装置に異常が生じたときに安全側に作動させるよう
に改良した電流/圧力変換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図7は従来の電流/圧力変換装置の1例
を示すブロック図である。この場合は電空変換器の場合
を例にとってある。調節計などから2本の伝送線を介し
て伝送された電流信号は電圧信号Vi に変換されて偏差
アンプ10の非反転入力端(+)に入力される。この偏
差アンプ10の反転入力端には帰還信号Vf が入力さ
れ、これ等の偏差が演算されてその出力端に偏差信号V
d として出力される。
【0003】この偏差信号Vd は電気/空気変換駆動回
路11に出力され、電気/空気変換駆動回路11は電気
/空気変換素子12を駆動する駆動信号を出力する。給
気圧Ps が供給された電気/空気変換素子12はこの駆
動信号を対応する空気圧Pn に変換する。
【0004】空気圧増幅器13は給気圧Ps が供給され
ておりこの空気圧Pn を増幅して出力空気圧Po として
出力する。この出力空気圧Po は圧力センサ14により
電気信号に変換されさらに増幅器15により増幅されて
帰還信号Vf として偏差アンプ10の反転入力端(−)
に出力される。以上の構成により、電流信号はこれに対
応する出力空気圧Po に変換される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような電流/圧力変換装置は各種プラントのプロセスコ
ントロ−ルの操作端に使用するので、この装置を構成す
る電気回路、あるいは圧力センサなどがショ−ト、オ−
プン、出力不定などの故障を生じたときは、故障個所、
故障状況によっては出力空気圧が発生しなかったり、供
給圧側に増大したりするなど様々な状態になる。このた
め、故障内容によって安全側に動作しなかったときに
は、例えば化学反応の加速による暴走などプラントの事
故につながる可能性が大きくなる。
【0006】
【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、信号電流が2本の伝送線を介して伝送
され帰還信号との偏差が偏差アンプで演算されこの偏差
信号により電気空気変換素子が駆動されて空気圧信号に
変換されて出力されると共にこの空気圧信号が電気信号
に変換されて帰還信号として出力される電流/圧力変換
装置に係り、先の偏差信号が正常動作範囲を外れたこと
を検出して異常信号として出力する異常検出手段と、こ
の異常信号が出力された時間を時間信号として出力する
と共に先の異常信号が消滅したときにリセットすること
が出来るタイマ手段と、この時間信号が所定時間のあい
だ継続したことを検出して異常継続信号を出力する異常
時間検出手段と、この異常継続信号により安全側に動作
するように電気空気変換素子の駆動信号を制御する駆動
手段とを具備するようにしたものである。
【0007】
【作 用】異常検出手段は信号電流に対応する電圧と帰
還信号との偏差が偏差アンプで演算されて出力された偏
差信号が正常動作範囲を外れたことを検出して異常信号
として出力する。
【0008】タイマ手段はこの異常信号が出力された時
間を時間信号として出力すると共に先の異常信号が消滅
したときにリセットする。異常時間検出手段はこの時間
信号が所定時間のあいだ継続したことを検出して異常継
続信号を出力する。駆動手段はこの異常継続信号により
安全側に動作するように電気空気変換素子の駆動信号を
制御する。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例について図を用いて説
明する。図1は本発明の1実施例の要部の構成を示すブ
ロック図である。なお、図7に示す従来の電流/圧力変
換装置と同一の機能を有する部分には同一の符号を付し
て適宜にその説明を省略する。
【0010】偏差アンプ10の出力に現れる偏差信号V
d は、駆動回路16を介して電気/空気変換素子12に
出力される。一方、この偏差信号Vd は異常検出手段と
して機能するウインドコンパレ−タ17にも入力され
る。このウインドコンパレ−タ17は偏差信号Vd が正
常動作範囲を越えたことを検出して異常信号VA を出力
する。
【0011】タイマ回路18は、積分回路INGと放電
回路DCGで構成され、積分回路INGは異常信号VA
が出力された時間を時間信号VTとして出力し、放電回
路DCGは異常信号VA が消滅したときに積分回路IN
Gをリセットする。
【0012】この時間信号VT は、異常時間検出手段と
して機能するコンパレ−タ19に出力され、コンパレ−
タ19は時間信号VT が所定時間のあいだ継続したこと
を検出して異常継続信号Vc を駆動回路16に出力す
る。そして、駆動回路16は異常継続信号Vc により偏
差信号Vd が電気/空気変換素子12に出力されないよ
うにする。
【0013】図2は図1に示すブロック図をさらに詳細
に示す回路図である。ウインドコンパレ−タ17は、抵
抗R1 、R2 、R3 、比較器Q1 、Q2 、ダイオ−ドD
1 、D2 などで構成されている。
【0014】電源電圧Vccは抵抗R1 、R2 、R3
直列回路で分圧されて、R1 とR2 の接続点に比較電圧
r1、R2 とR3 の接続点に比較電圧Vr2を発生させ
る。そして、比較器Q1 の非反転入力端(+)と比較器
2 の反転入力端(−)には偏差信号Vd が印加され、
比較器Q1 の反転入力端(−)には比較電圧Vr1が、比
較器Q2 の非反転入力端(+)には比較電圧Vr2がそれ
ぞれ印加されている。これ等の比較器Q1 、Q2 の出力
は、それぞれダイオ−ドD1 、D2 を介してこれ等のカ
ソ−ドに異常信号VA として出力される。
【0015】タイマ回路18は抵抗R4 、R5 、コンデ
ンサC1 などで構成されている。抵抗R4 とコンデンサ
1 とで積分回路INGを構成し、抵抗R5 で放電回路
DCGを構成している。そして、異常信号VA が出力さ
れた時間を時間信号VT として出力すると共にコンデン
サC1 に充電された電荷を放電させる。コンパレ−タ1
9は抵抗R6 、R7 、比較器Q3 、ダイオ−ドD3 など
で構成されている。電源電圧Vccを抵抗R6 とR7
分圧し、この分圧点に閾電圧V THを得ている。
【0016】比較器Q3 の非反転入力端(+)には閾電
圧VTHが、反転入力端(−)には時間信号VT がそれぞ
れ印加され、その出力端はダイオ−ドD3 を介して駆動
回路16のトランジスタQ4 のベ−スに接続されてい
る。そして、入力された時間信号VT は閾電圧VTHで設
定される電圧に対応する所定時間の経過後に異常継続信
号Vc を駆動回路16に出力し、異常な値である偏差信
号Vd が抵抗R8 を介してトランジスタQ4 のベ−スに
印加されるのをカットする。
【0017】次に、以上のように構成された図2に示す
回路の動作について、図3に示す特性図と図4に示す波
形図を用いて説明する。図3は偏差信号Vdと異常信号
A との関係を示すウインドコンパレ−タの特性を示し
ている。この例では、電源電圧Vccは5ボルトとし、
比較器Q1 とQ 2 は0ボルトまでスイングするものとし
てある。偏差信号Vd は1〜3ボルトの範囲で正常動作
するものとして、Vr1=3ボルト、Vr2=1ボルトに設
定してある。
【0018】従って、偏差信号Vd が1〜3ボルトの正
常範囲(図4(a))にあれば、異常信号VA (図4
(b))は図3で斜線で示す範囲にあり、ゼロボルトと
なっている。従って、VT (図4(c))はゼロボルト
であり、ダイオ−ドD3 には逆バイアスが印加された状
態(図4(d))となり、全体としてオ−プン状態とな
っているので、偏差信号Vd は抵抗R8 を介してそのま
ま駆動回路16のトランジスタQ4 のベ−スにベ−ス電
圧VB (図4(e))として印加され、正常動作を続け
る。
【0019】しかし、故障などにより偏差信号Vd が1
〜3ボルトの範囲を越えると(図4(a))、異常信号
A (図3)は比較器Q1 とQ2 の飽和電圧4ボルトか
らダイオ−ドD1 、D2 の順方向電圧0.6ボルトを差
し引いた3.4ボルトの電圧に固定される(図4
(b))。このため、この異常信号VA が抵抗R4 を介
してコンデンサC1 を充電し、時間信号VT は図4
(c)に示すように徐々に増加する。
【0020】一方、この異常な偏差信号Vd によりトラ
ンジスタQ4 のベ−ス電圧VB は図4(e)に示すよう
に電圧が高くなり出力空気圧P0 を増加させるように動
作させ、非安全側に移行する。しかし、この非安全側に
移行する時間は、時間信号VT がまもなく閾値電圧V TH
に達することにより、異常継続信号Vc が図4(d)に
示すようにハイレベルからロ−レベルに反転し、これに
伴ないトランジスタQ4 のベ−ス電圧VB は図4(e)
に示すようにD3 の順方向電圧である0.6ボルトに移
行し、出力空気圧P0 を減少させるように動作させ、安
全側に移行することとなる。
【0021】図5は本発明の他の実施例の要部を示す回
路図である。ウインドコンパレ−タ20は比較器Q1
2 の出力端をオ−プンコレクタ方式で結合するように
したものである。このため、比較器Q1 とQ2 の出力端
は抵抗R9 を介して電源電圧Vccにプルアップされる
と共に抵抗R10を介してトランジスタQ5 のベ−スに接
続されている。
【0022】トランジスタQ5 のコレクタは抵抗R11
介して電源電圧Vccに接続され、そのエミッタは共通
電位点COMに接続されている。そして、このコレクタ
から異常信号VA ´が取り出されている。この異常信号
A ´はタイマ回路21に出力されている。タイマ回路
21は抵抗R4 とコンデンサC1 とで構成され、この場
合のリセットはトランジスタQ5 のコレクタ/エミッタ
間のオン抵抗で代用されている。
【0023】リセットのときはトランジスタQ5 の飽和
電圧が図6に示すようにゼロにならずにVCE(sat )だ
け残るので、異常信号VA ´もVCE(sat )だけ残る。
このため、VTH>VCE(sat )に選定する必要がある
が、基本的には図1に示す回路と同様に動作する。
【0024】なお、以上の説明は電空変換器をベ−スと
して説明したが、本発明は出力空気圧P0 によりバルブ
を駆動しその開度を変位/電気変換手段を介して帰還信
号V f に変換しこれを偏差アンプ10に帰還するように
すればポジショナ−にも適用することができる。
【0025】
【発明の効果】以上、実施例により具体的に説明したよ
うに本発明によれば、電流/圧力変換装置の故障を偏差
アンプの出力である偏差信号で検出して出力空気圧を安
全側に動作させるように電気/空気変換素子を駆動する
ようにしたので、故障が生じても安全側に移行する動作
をし、制御装置の中に組み込んでもフエ−ルセ−フを実
現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例の構成を示す要部ブロック図
である。
【図2】図1に示す実施例の詳細を示す回路図である。
【図3】図2に示す回路の動作を説明する特性図であ
る。
【図4】図1に示す実施例の動作を説明する波形図であ
る。
【図5】本発明の他の実施例の構成を示す要部回路図で
ある。
【図6】図5に示す回路の動作を説明する特性図であ
る。
【図7】従来の電流/圧力変換装置の構成を示すブロッ
ク図である。
【符号の説明】
10 偏差アンプ 11 電気/空気変換素子駆動回路 12 電気/空気変換素子 13 空気圧増幅器 14 圧力センサ 16 駆動回路 17、20 ウインドウコンパ−レ−タ 18、21 タイマ回路 19 コンパレ−タ Vi 電圧信号 Vf 帰還信号 Vd 偏差信号 VA 異常信号 VT 時間信号 VC 異常継続信号 VTH 閾値電圧
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保田 龍作 東京都武蔵野市中町2丁目9番32号 横河 電機株式会社内 (72)発明者 西島 剛志 東京都武蔵野市中町2丁目9番32号 横河 電機株式会社内 (72)発明者 林 寛 東京都武蔵野市中町2丁目9番32号 横河 電機株式会社内 (72)発明者 笠原 康男 東京都武蔵野市中町2丁目9番32号 横河 電機株式会社内 (72)発明者 井上 晃 東京都武蔵野市中町2丁目9番32号 横河 電機株式会社内 (72)発明者 翠川 稔 東京都武蔵野市中町2丁目9番32号 横河 電機株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】信号電流が2本の伝送線を介して伝送され
    帰還信号との偏差が偏差アンプで演算されこの偏差信号
    により電気空気変換素子が駆動されて空気圧信号に変換
    されて出力されると共にこの空気圧信号が電気信号に変
    換されて前記帰還信号として出力される電流/圧力変換
    装置において、 前記偏差信号が正常動作範囲を外れたことを検出して異
    常信号として出力する異常検出手段と、この異常信号が
    出力された時間を時間信号として出力すると共に前記異
    常信号が消滅したときにリセットすることが出来るタイ
    マ手段と、この時間信号が所定時間のあいだ継続したこ
    とを検出して異常継続信号を出力する異常時間検出手段
    と、この異常継続信号により安全側に動作するように前
    記電気空気変換素子の駆動信号を制御する駆動手段とを
    具備することを特徴とする電流/圧力変換装置。
  2. 【請求項2】前記空気圧信号によりバルブを駆動しその
    開度を変位/電気変換手段を介して前記帰還信号とする
    特許請求の範囲第1項記載の電流/圧力変換装置。
JP16186991A 1991-07-02 1991-07-02 電流/圧力変換装置 Pending JPH0510302A (ja)

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JP16186991A Pending JPH0510302A (ja) 1991-07-02 1991-07-02 電流/圧力変換装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012215699A (ja) * 2011-03-31 2012-11-08 Kunitoshi Koga カセッテ収納袋の開口保持機
JP2013088917A (ja) * 2011-10-14 2013-05-13 Azbil Corp ポジショナ

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