JPH0526322Y2 - - Google Patents

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JPH0526322Y2
JPH0526322Y2 JP15636188U JP15636188U JPH0526322Y2 JP H0526322 Y2 JPH0526322 Y2 JP H0526322Y2 JP 15636188 U JP15636188 U JP 15636188U JP 15636188 U JP15636188 U JP 15636188U JP H0526322 Y2 JPH0526322 Y2 JP H0526322Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、電流信号に対応した弁開度を得る電
空ポジシヨナに係り、特に弁開度信号を伝送する
伝送回路の改良に関する。
[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention relates to an electropneumatic positioner that obtains a valve opening corresponding to a current signal, and particularly relates to an improvement of a transmission circuit that transmits a valve opening signal.

〈従来の技術〉 第2図は特願昭60−213799号「電空ポジシヨ
ナ」に示された電空ポジシヨナの構成の概要を示
すブロツク図である。
<Prior Art> FIG. 2 is a block diagram showing an outline of the structure of an electro-pneumatic positioner disclosed in Japanese Patent Application No. 1988-213799 entitled "Electro-pneumatic positioner".

10,11は調節計などからの例えば4〜
20mAなどの電流出力Ipを入力電流Ipとして受け
る入力端子である。12は入力処理回路であり、
入力端子10,11間に直列に挿入された抵抗1
21で入力電流Ipを電圧信号Viに変換し、またこ
の抵抗と直列に接続されたツエナダイオード12
2で回路の電源電圧Ebを作る。
10 and 11 are for example 4 to 4 from a controller etc.
This is an input terminal that receives current output I p such as 20 mA as input current I p . 12 is an input processing circuit;
Resistor 1 inserted in series between input terminals 10 and 11
21 converts the input current I p into a voltage signal V i , and a Zener diode 12 connected in series with this resistor.
Step 2 creates the circuit power supply voltage E b .

13は差動増幅器であり、電圧信号Viと帰還信
号Vfとの差を増幅する。この差動増幅器13の
出力Vpとパイロツトリレー14のステム変位に
関連した帰還信号Vpとの差電圧Vcによりフラツ
パ168を変位させる圧電アクチユエータ16を
差動的に駆動する。
A differential amplifier 13 amplifies the difference between the voltage signal V i and the feedback signal V f . The piezoelectric actuator 16 that displaces the flapper 168 is differentially driven by the differential voltage V c between the output V p of the differential amplifier 13 and the feedback signal V p related to the stem displacement of the pilot relay 14 .

圧電アクチユエータ16は圧電素子161,1
62を有しこれらの圧電素子は差電圧Vcにより
差動的に駆動され互いに逆方向に変位する。フラ
ツパ168に対向してノズル17が配置されてお
り、ノズル17のノズル背圧Pbは差電圧Vcに対
応して変化しこれがパイロツトリレー14に入力
される。
The piezoelectric actuator 16 includes piezoelectric elements 161,1
62, and these piezoelectric elements are driven differentially by a differential voltage V c and are displaced in opposite directions. A nozzle 17 is arranged opposite the flapper 168, and the nozzle back pressure Pb of the nozzle 17 changes in accordance with the differential voltage Vc , which is input to the pilot relay 14.

パイロツトリレー14はノズル背圧Pbを増幅
して空気圧出力Ppに変換すると共にステム141
を変位させる。この変位は、変位/電気信号変換
器19で帰還信号Vpに変換され差動増幅器13
の出力Vpとの差がとられる。
The pilot relay 14 amplifies the nozzle back pressure P b and converts it into a pneumatic output P p .
Displace. This displacement is converted into a feedback signal V p by the displacement/electrical signal converter 19, and the differential amplifier 13
The difference between the output V p and the output V p is taken.

バルブ20は空気圧出力Ppをバルブステム20
1の変位に変え、この変位は変位/電気信号変換
器21で帰還信号Vfに変換される。この変位/
電気信号変換器21は振動式力センサを用いて構
成され、一方の端部が固定された片持梁211の
エツチングされた振動部212に一対の圧電素子
213,214を配置させ、増幅器215と2個
の圧電素子が閉ループを構成するようにして振動
部212の固有周波数の自己発振をさせている。
片持梁211の他端にはバネ216を介してバル
ブステム201の変位Xを力に変換して入力する
ことにより、バルブステム201の変位Xつまり
弁開度に関連した周波数出力oを得ることができ
る。増幅器215の周波数出力oは周波数/電圧
変換回路217で帰還信号Vfに変換されて差動
増幅器13に帰還される。
The valve 20 connects the pneumatic output P p to the valve stem 20
1, and this displacement is converted into a feedback signal V f by a displacement/electrical signal converter 21. This displacement/
The electric signal converter 21 is constructed using a vibrating force sensor, and a pair of piezoelectric elements 213 and 214 are arranged on an etched vibrating part 212 of a cantilever beam 211 with one end fixed. The two piezoelectric elements form a closed loop to cause the vibration section 212 to self-oscillate at its natural frequency.
By converting the displacement X of the valve stem 201 into force and inputting it to the other end of the cantilever beam 211 via a spring 216, a frequency output o related to the displacement X of the valve stem 201, that is, the valve opening degree can be obtained. I can do it. The frequency output o of the amplifier 215 is converted into a feedback signal V f by the frequency/voltage conversion circuit 217 and fed back to the differential amplifier 13 .

以上が従来の電空ポジシヨナの本体部22の構
成であるが、この他に以下に記載する伝送部23
が接続されている。
The above is the configuration of the main body 22 of the conventional electro-pneumatic positioner. In addition, the transmission section 23 described below is also included.
is connected.

伝送回路24は帰還電圧Vfが入力されて出力
端子25,26に帰還電圧Vfのスパンに対応し
た4〜20mAの電流出力Ivを発信する。この出力
端子25,26には2線式の伝送線l1,l2の一端
側が接続されている。
The transmission circuit 24 receives the feedback voltage V f and outputs a current output I v of 4 to 20 mA corresponding to the span of the feedback voltage V f to output terminals 25 and 26 . One ends of two-wire transmission lines l 1 and l 2 are connected to the output terminals 25 and 26 .

この伝送線l1,l2の他端側には、受信回路27
と電源28との直列回路が接続され、電源28か
らは伝送回路24に電源の供給をすると共に伝送
回路24からは受信回路27に帰還信号Vfに対
応した電流を供給する。
A receiving circuit 27 is provided at the other end of the transmission lines l 1 and l 2 .
and a power supply 28 are connected, and the power supply 28 supplies power to the transmission circuit 24, and the transmission circuit 24 supplies a current corresponding to the feedback signal V f to the reception circuit 27.

〈考案が解決しようとする問題点〉 しかしながら、この従来の構成の電空ポジシヨ
ナは本体部22の回路電圧Ebを作るツエナダイ
オードの他に、この本体部22とは離れた位置で
バルブ20の弁開度を知るために設置される伝送
部23に別の外部電源28を必要とする面倒があ
る。
<Problems to be Solved by the Invention> However, the electropneumatic positioner with this conventional configuration, in addition to the Zener diode that generates the circuit voltage E b of the main body 22, also has a valve 20 connected to the valve 20 at a position away from the main body 22. There is a problem in that a separate external power source 28 is required for the transmission section 23 installed to determine the valve opening degree.

〈課題を解決するための手段〉 本考案は、以上の課題を解決するために、2本
の伝送線から電流信号が伝送されこの電流信号か
ら回路の動作に必要とする回路電源と電流信号に
対応した電圧信号を得ると共に電圧信号と帰還信
号との差信号に対応した出力信号によりバルブの
ステムを変位させると共にこの変位に対応した周
波数信号に関連した信号を帰還信号として電流信
号に対応した弁開度を得る電空ポジシヨナにおい
て、回路電源から電圧が供給され周波数信号に対
応し電流信号とは識別できる弁開度信号を伝送線
に重畳する重畳回路を具備するようにしたもので
ある。
<Means for Solving the Problems> In order to solve the above problems, the present invention transmits a current signal from two transmission lines and converts the current signal into a circuit power supply and a current signal necessary for circuit operation. Obtain a corresponding voltage signal, displace the stem of the valve with an output signal corresponding to the difference signal between the voltage signal and the feedback signal, and use a signal related to the frequency signal corresponding to this displacement as a feedback signal to control the valve corresponding to the current signal. An electro-pneumatic positioner for determining the opening is provided with a superimposition circuit that is supplied with voltage from a circuit power source and superimposes a valve opening signal on a transmission line that corresponds to a frequency signal and can be distinguished from a current signal.

〈作用〉 バルブのステムの変位を周波数信号に変換しこ
の周波数信号に関連した信号を帰還信号として入
力側に帰還する構成であるので、この周波数信号
を用いて回路電源で付勢された重畳回路により、
2本の伝送線に流れる電流出力とは識別できる周
波数信号或いはデジタル信号としてこの伝送線に
電流出力と重畳して送出して、例えばこの伝送線
に直列に挿入された抵抗の両端に発生する周波数
信号或いはデジタル信号を復元してバルブの弁開
度を検出する。従つて、本体部の電源とは別に別
電源を用意しなくてもバルブの弁開度を送信側で
知ることができる。
<Operation> Since the valve stem displacement is converted into a frequency signal and a signal related to this frequency signal is returned to the input side as a feedback signal, this frequency signal is used to control the superimposition circuit energized by the circuit power supply. According to
The current output flowing through two transmission lines is a frequency signal or a digital signal that is superimposed on the current output and sent to the transmission line, and is generated at both ends of a resistor inserted in series with the transmission line. The valve opening degree of the valve is detected by restoring the signal or digital signal. Therefore, the opening degree of the valve can be known on the transmitting side without having to prepare a power source separate from the power source for the main body.

〈実施例〉 以下、図面を用いて本考案の実施例について説
明する。第1図は本考案の1実施例の構成を示す
ブロツク図である。なお、第3図に示す従来の電
空ポジシヨナ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。
<Example> Hereinafter, an example of the present invention will be described using the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of one embodiment of the present invention. Note that parts having the same functions as those of the conventional electropneumatic positioner shown in FIG. 3 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate.

差動増幅器13はその非反転入力端(+)に電
圧信号Viが抵抗30を介して印加され、その反転
入力端(−)には帰還信号Vfが印加されこれ等
の差信号を増幅する。そして、この差動増幅器1
3の非反転入力端(+)と反転入力端(−)との
間にはコンデンサ31が接続され、抵抗30とコ
ンデンサ31で低域フイルタ32を構成してい
る。
The differential amplifier 13 has a voltage signal V i applied to its non-inverting input terminal (+) via a resistor 30, a feedback signal V f being applied to its inverting input terminal (-), and amplifies these difference signals. do. And this differential amplifier 1
A capacitor 31 is connected between the non-inverting input terminal (+) and the inverting input terminal (-) of No. 3, and the resistor 30 and capacitor 31 constitute a low-pass filter 32.

差動増幅器13の出力Vpは帰還信号Vpとの差
が演算されてアクチユエータ16を介してノズル
17のノズル背圧Pbの変化として出力され、こ
のノズル背圧Pbはパイロツトリレー14で増幅
されてバルブ20のバルブステム201を変位X
させる。
The difference between the output V p of the differential amplifier 13 and the feedback signal V p is calculated and output as a change in the nozzle back pressure P b of the nozzle 17 via the actuator 16 . It is amplified and the valve stem 201 of the valve 20 is displaced X
let

この変位Xは変位/電気信号変換器21で周波
数出力oに変換された後、アナログの帰還信号Vf
として差動増幅器13に帰還される。
This displacement
The signal is fed back to the differential amplifier 13 as a signal.

周波数出力oはバルブステム201の変位Xに
比例する信号である。この周波数出力oは重畳回
路33に入力され、ここで周波数出力oに対応し
た電圧パルスVoに変換して伝送線l2に出力する。
The frequency output o is a signal proportional to the displacement X of the valve stem 201. This frequency output o is input to the superimposition circuit 33, where it is converted into a voltage pulse V o corresponding to the frequency output o and output to the transmission line l2 .

この重畳回路33はトランジスタ331,33
2、抵抗333,334,335、コンデンサ3
36等から構成されている。抵抗333、トラン
ジスタ331と332のエミツタとコレクタ、及
び抵抗334が直列に接続された直列回路の一端
は共通電位点COMに接続されその他端はツエナ
ダイオード122に接続され、ここに電源電圧
Ebが印加されている。トランジスタ331と3
32のベースには周波数出力oが印加され、これ
等のコレクタからは共に抵抗335、コンデンサ
336を介して周波数出力oに対応する電圧パル
スVoが伝送線l2に出力されている。
This superimposition circuit 33 includes transistors 331, 33
2, resistor 333, 334, 335, capacitor 3
It is composed of 36 mag. One end of the series circuit in which the resistor 333, the emitters and collectors of the transistors 331 and 332, and the resistor 334 are connected in series is connected to the common potential point COM, and the other end is connected to the Zener diode 122, where the power supply voltage is connected.
E b is applied. Transistors 331 and 3
A frequency output o is applied to the base of 32, and a voltage pulse V o corresponding to the frequency output o is outputted from the collectors of these through a resistor 335 and a capacitor 336 to the transmission line l 2 .

このようにして伝送線l1,l2には入力電流Ip
重畳して電圧パルスVoが重畳されて調節計測に
伝送される。従つて、調節計測、つまりパネル計
器側ではこの伝送線l1,l2に直列に受信抵抗Rを
挿入することによつてその両端に発生するパルス
信号を受信することができる。このパルス信号は
弁開度に対応しているので、格別に電源を供給す
ることなくパネル計器側(送信側)でバルブ20
の弁開度を検出することができる。
In this way, the voltage pulse V o is superimposed on the input current I p on the transmission lines l 1 and l 2 and transmitted to the adjustment measurement. Therefore, in the control measurement, that is, on the panel instrument side, by inserting a receiving resistor R in series with the transmission lines l 1 and l 2 , it is possible to receive the pulse signal generated at both ends of the transmission lines l 1 and l 2 . Since this pulse signal corresponds to the valve opening degree, the valve 20 can be connected to the panel instrument side (transmission side) without any special power supply.
The valve opening degree can be detected.

一方、入力電流Ipとは逆極性になるように伝送
線l2側の入力端子11に直列にダイオード34が
挿入され、これと入力端子11との間に電圧パル
スVoが印加され、かつ差動増幅器13の入力端
には低域フイルタ32が挿入されているので、差
動増幅器13は周波数出力oの影響を受けること
はない。
On the other hand, a diode 34 is inserted in series with the input terminal 11 on the transmission line l2 side so that the polarity is opposite to that of the input current I p , and a voltage pulse V o is applied between this and the input terminal 11, and Since the low-pass filter 32 is inserted at the input end of the differential amplifier 13, the differential amplifier 13 is not affected by the frequency output o .

なお、第1図に示す実施例ではバルブ20の弁
開度を振動式センサで検出し周波数に変換した
が、これに限らず例えば磁歪ポテンシヨメータ、
変位/磁気抵抗変換手段、光又は容量変化を利用
した変位変換手段などで検出し、周波数信号又は
PWM信号に変換することにより第1図に示すも
のと同様に適用することができる。
Note that in the embodiment shown in FIG. 1, the valve opening degree of the valve 20 is detected by a vibration type sensor and converted into a frequency, but the invention is not limited to this, and for example, a magnetostrictive potentiometer,
A frequency signal or
By converting to a PWM signal, it can be applied in the same way as shown in FIG.

〈考案の効果〉 以上、実施例と共に具体的に説明したように本
考案によれば、バルブの弁開度に比例した信号を
本体以外の電源を使わずに伝送線を介して4〜
20mAの発生側、つまりパネル計器側で検出する
ことができる。
<Effects of the invention> As described above in detail with the embodiments, according to the invention, a signal proportional to the valve opening of the valve can be transmitted from
It can be detected on the 20mA generation side, that is, on the panel instrument side.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本考案の1実施例の構成を示すブロツ
ク図、第2図は従来の電空ポジシヨナの構成を示
すブロツク図である。 12……入力処理回路、13……差動増幅器、
14……パイロツトリレー、16……アクチユエ
ータ、19,21……変位/電気信号変換器、2
0……バルブ、22……本体部、23……伝送
部、24……伝送回路、32……低域フイルタ、
33……重畳回路、Vf……帰還信号、Vo……電
圧パルス、o……周波数出力、X……変位。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a conventional electropneumatic positioner. 12...Input processing circuit, 13...Differential amplifier,
14... Pilot relay, 16... Actuator, 19, 21... Displacement/electrical signal converter, 2
0... Valve, 22... Main body, 23... Transmission section, 24... Transmission circuit, 32... Low-pass filter,
33... Superposition circuit, V f ... Feedback signal, V o ... Voltage pulse, o ... Frequency output, X... Displacement.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 2本の伝送線から電流信号が伝送されこの電流
信号から回路の動作に必要とする回路電源と前記
電流信号に対応した電圧信号を得ると共に前記電
圧信号と帰還信号との差信号に対応した出力信号
によりバルブのステムを変位させると共にこの変
位に対応した周波数信号に関連した信号を前記帰
還信号として前記電流信号に対応した弁開度を得
る電空ポジシヨナにおいて、前記回路電源から電
圧が供給され前記周波数信号に対応し前記電流信
号とは識別できる弁開度信号を前記伝送線に重畳
する重畳回路を具備することを特徴とする電空ポ
ジシヨナ。
A current signal is transmitted from the two transmission lines, and from this current signal, a circuit power supply necessary for the operation of the circuit and a voltage signal corresponding to the current signal are obtained, and an output corresponding to the difference signal between the voltage signal and the feedback signal is obtained. In an electro-pneumatic positioner that displaces a valve stem in response to a signal and uses a signal related to a frequency signal corresponding to this displacement as the feedback signal to obtain a valve opening corresponding to the current signal, a voltage is supplied from the circuit power supply and the An electro-pneumatic positioner comprising a superimposition circuit that superimposes a valve opening signal on the transmission line that corresponds to the frequency signal and can be distinguished from the current signal.
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