JPH05296201A - ポジショナ - Google Patents
ポジショナInfo
- Publication number
- JPH05296201A JPH05296201A JP12795492A JP12795492A JPH05296201A JP H05296201 A JPH05296201 A JP H05296201A JP 12795492 A JP12795492 A JP 12795492A JP 12795492 A JP12795492 A JP 12795492A JP H05296201 A JPH05296201 A JP H05296201A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- air pressure
- valve
- power
- positioner
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、２線の伝送線から４〜２０ｍＡの電
流信号を受けると共に、電力の供給を受けるポジショナ
において、空気圧信号から電力を得ることにより、内部
消費電力の供給能力を増加させることを目的とする。 【構成】以上の目的達成のために、ポジショナ内部の電
空変換部またはパイロットリレーの排気により、供給空
気圧源からの空気路内に生ずる空気の流れを利用して空
気圧発電部により電気を起こさせることにより実現し
た。
流信号を受けると共に、電力の供給を受けるポジショナ
において、空気圧信号から電力を得ることにより、内部
消費電力の供給能力を増加させることを目的とする。 【構成】以上の目的達成のために、ポジショナ内部の電
空変換部またはパイロットリレーの排気により、供給空
気圧源からの空気路内に生ずる空気の流れを利用して空
気圧発電部により電気を起こさせることにより実現し
た。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気信号を空気圧信号
に変換し、空気圧で駆動される機器に空気圧信号を与え
る電空変換器に関するものである。例えば、空気圧で駆
動されるアクチュエータを有する調節弁であって、上位
の機器からの電気信号による弁開度信号に応じて、調節
弁を制御するポジショナに使用される。特に２線式で電
流信号（例えば４〜２０ｍＡ）を送信し、その電流信号
から駆動電力を得るものにおいて有効である。
に変換し、空気圧で駆動される機器に空気圧信号を与え
る電空変換器に関するものである。例えば、空気圧で駆
動されるアクチュエータを有する調節弁であって、上位
の機器からの電気信号による弁開度信号に応じて、調節
弁を制御するポジショナに使用される。特に２線式で電
流信号（例えば４〜２０ｍＡ）を送信し、その電流信号
から駆動電力を得るものにおいて有効である。
【０００２】
【従来の技術】ポジショナは、通常入力信号として空気
圧を用いるものと電流信号を用いるものがあるが、本発
明は電流信号を入力信号としたポジショナであって、特
にその駆動電源を電流信号の中から取り出し、駆動しよ
うとする場合に有効である。つまり、例えば４〜２０ｍ
Ａの電流信号を調節弁の弁開度に対応させて２線の伝送
線によって送信するものとすれば、弁開度０パーセント
を４ｍＡ、１００パーセントを２０ｍＡと対応付け、そ
の間をリニアまたは特定の曲線になるような信号を与え
るよう設定されるのが普通である。この場合、４ｍＡ以
上の電流をポジショナで消費してしまうと、信号と弁開
度との対応がとれなくなってしまうので、この信号から
ポジショナが電源として利用できる最低の電流は最高で
も４ｍＡしか得られないようになっていた。
圧を用いるものと電流信号を用いるものがあるが、本発
明は電流信号を入力信号としたポジショナであって、特
にその駆動電源を電流信号の中から取り出し、駆動しよ
うとする場合に有効である。つまり、例えば４〜２０ｍ
Ａの電流信号を調節弁の弁開度に対応させて２線の伝送
線によって送信するものとすれば、弁開度０パーセント
を４ｍＡ、１００パーセントを２０ｍＡと対応付け、そ
の間をリニアまたは特定の曲線になるような信号を与え
るよう設定されるのが普通である。この場合、４ｍＡ以
上の電流をポジショナで消費してしまうと、信号と弁開
度との対応がとれなくなってしまうので、この信号から
ポジショナが電源として利用できる最低の電流は最高で
も４ｍＡしか得られないようになっていた。
【０００３】ところが、プロセス機器のインテリジェン
ト化が進み、それまでは入力に対して弁の開度を制御す
るのみの、所謂アクチュエータと言われる物において
も、故障診断やステータスを要求に応じて発信するとい
った通信機能を持ったポジショナも提案され、２線の入
力信号線、或いは別途通信線を設けて通信を行うことが
行われるようになった。この様な機能を実現するために
は、ポジショナ内部にマイクロプロセッサを登載し、プ
ログラムに従って各種処理を行う必要も出てきた。
ト化が進み、それまでは入力に対して弁の開度を制御す
るのみの、所謂アクチュエータと言われる物において
も、故障診断やステータスを要求に応じて発信するとい
った通信機能を持ったポジショナも提案され、２線の入
力信号線、或いは別途通信線を設けて通信を行うことが
行われるようになった。この様な機能を実現するために
は、ポジショナ内部にマイクロプロセッサを登載し、プ
ログラムに従って各種処理を行う必要も出てきた。
【０００４】以上のような結果、ポジショナ内部で消費
できる電力には制限があるというばかりでなく、機能の
増加の目的でマイクロプロセッサを搭載することによ
り、消費電力が著しく増大し、電力制限が更に厳しくな
り、通信機能等を充分発揮させることが困難になるとい
うことも問題があった。また、この様な問題のために新
たに電源ラインを設けることは、配線コスト上も、或い
は防爆雰囲気においては安全性においても有効ではな
く、通信のためにわざわさ電源ラインを設けるようなこ
とはできなかった。
できる電力には制限があるというばかりでなく、機能の
増加の目的でマイクロプロセッサを搭載することによ
り、消費電力が著しく増大し、電力制限が更に厳しくな
り、通信機能等を充分発揮させることが困難になるとい
うことも問題があった。また、この様な問題のために新
たに電源ラインを設けることは、配線コスト上も、或い
は防爆雰囲気においては安全性においても有効ではな
く、通信のためにわざわさ電源ラインを設けるようなこ
とはできなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
ポジショナは電源の制約が大きく、また、そのために電
源ラインを新たに設置するほどのコストもかけられず、
また、危険雰囲気においては、電源のための配線は爆発
の危険性を増すということからも、安全性の上からも弁
の監視を主にする通信のためだけに危険性を増すような
こともできなかった。以上のような制約から、電源の確
保が重要な課題となり、止むなく節電設計に頼るという
状況であった。本発明は、この様な問題点に鑑み、調節
弁で利用される空気圧源が高圧にも関わらず、実際には
かなりの空気圧が排気されていることに着目して、この
排気空気圧を有効利用しようとするものである。
ポジショナは電源の制約が大きく、また、そのために電
源ラインを新たに設置するほどのコストもかけられず、
また、危険雰囲気においては、電源のための配線は爆発
の危険性を増すということからも、安全性の上からも弁
の監視を主にする通信のためだけに危険性を増すような
こともできなかった。以上のような制約から、電源の確
保が重要な課題となり、止むなく節電設計に頼るという
状況であった。本発明は、この様な問題点に鑑み、調節
弁で利用される空気圧源が高圧にも関わらず、実際には
かなりの空気圧が排気されていることに着目して、この
排気空気圧を有効利用しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
するために本発明は、２線の伝送線を通じ、電流信号に
よって与えられる信号を対応した空気圧信号に変換し、
弁の制御を行うポジショナにおいて、電流信号を受信
し、所定の空気圧信号になるように制御する制御部と、
電流信号から駆動電流を得る電源部と、前記制御部から
の電気信号を空気圧信号に変換する電空変換部と、前記
電空変換部への供給空気圧管路の途中に挿入され、前記
電空変換部の消費空気圧に応じて発電を行い、前期電源
部に電力を供給する空気圧発電部とを有する構成をとる
ことにより課題を解決した。
するために本発明は、２線の伝送線を通じ、電流信号に
よって与えられる信号を対応した空気圧信号に変換し、
弁の制御を行うポジショナにおいて、電流信号を受信
し、所定の空気圧信号になるように制御する制御部と、
電流信号から駆動電流を得る電源部と、前記制御部から
の電気信号を空気圧信号に変換する電空変換部と、前記
電空変換部への供給空気圧管路の途中に挿入され、前記
電空変換部の消費空気圧に応じて発電を行い、前期電源
部に電力を供給する空気圧発電部とを有する構成をとる
ことにより課題を解決した。
【０００７】
【作用】調節弁に与えられる空気圧源の空気圧のうち、
電空変換器或いはパイロットリレーで消費された後排気
する分の空気圧によって生じる空気の流れを利用して発
電を行い、電源部に供給するものである。
電空変換器或いはパイロットリレーで消費された後排気
する分の空気圧によって生じる空気の流れを利用して発
電を行い、電源部に供給するものである。
【０００８】
【実施例】第１図に本発明の一実施例を示す。２線の伝
送線１１Ａ，１１Ｂを介してコントローラ（図示せず）
からの４〜２０ｍＡの電流信号により調節弁の開度信号
を与える。通常は例えば４ｍＡのときは０％（全閉）、
２０ｍＡのときは１００％（全開）の状態を設定する。
但し、この設定条件は自由であり、電流値と弁開度との
対応は、リニアであっても特定の曲線を描く特性であっ
てもよく、電流値と弁開度との対応を逆にすることも自
由である。しかし、殆どの制御機器での信号は４〜２０
ｍＡの電流信号が通常用いられ、この電流値を自由に設
定できるという意味ではない。
送線１１Ａ，１１Ｂを介してコントローラ（図示せず）
からの４〜２０ｍＡの電流信号により調節弁の開度信号
を与える。通常は例えば４ｍＡのときは０％（全閉）、
２０ｍＡのときは１００％（全開）の状態を設定する。
但し、この設定条件は自由であり、電流値と弁開度との
対応は、リニアであっても特定の曲線を描く特性であっ
てもよく、電流値と弁開度との対応を逆にすることも自
由である。しかし、殆どの制御機器での信号は４〜２０
ｍＡの電流信号が通常用いられ、この電流値を自由に設
定できるという意味ではない。
【０００９】与えられた弁開度信号は制御部２に入力さ
れ、前記入力信号に対する調節弁の調節信号を弁開度検
出器８の弁開度信号をフィードバック信号をもとに決定
し、電空変換部３に信号線１２を介して入力される。こ
の制御部はマイクロコンピュータを具備し、入力信号の
変換ばかりでなく通信部２２を介して伝送線１１Ａ，１
１Ｂの電流信号に重畳または時分割等の方法によってコ
ントローラ側に調節弁或いはポジショナ自身の診断情報
やステータス等を伝送することが可能である。
れ、前記入力信号に対する調節弁の調節信号を弁開度検
出器８の弁開度信号をフィードバック信号をもとに決定
し、電空変換部３に信号線１２を介して入力される。こ
の制御部はマイクロコンピュータを具備し、入力信号の
変換ばかりでなく通信部２２を介して伝送線１１Ａ，１
１Ｂの電流信号に重畳または時分割等の方法によってコ
ントローラ側に調節弁或いはポジショナ自身の診断情報
やステータス等を伝送することが可能である。
【００１０】前記電空変換部３は前記調節信号を空気圧
信号に変換する部分であり、例えばノズルフラッパ機構
により変換が行われる。この時、電空変換部３には供給
空気圧が空気路１５から与えられ、その圧力は５〜７Ｋ
ｇＦＳ／ｃｍ2 程度ある。
信号に変換する部分であり、例えばノズルフラッパ機構
により変換が行われる。この時、電空変換部３には供給
空気圧が空気路１５から与えられ、その圧力は５〜７Ｋ
ｇＦＳ／ｃｍ2 程度ある。
【００１１】電空変換部３で変換された空気圧信号は、
このままでは調節弁のアクチュエータ７を直接駆動する
には小さすぎるので、パイロットリレー４によって増幅
することになる。そして、このパイロットリレー４にも
供給空気圧が与えられている。このときの出力は調節弁
の大きさによっても異なるが、０．２〜２．４ＫｇＦＳ
／ｃｍ2 程度の圧力である。
このままでは調節弁のアクチュエータ７を直接駆動する
には小さすぎるので、パイロットリレー４によって増幅
することになる。そして、このパイロットリレー４にも
供給空気圧が与えられている。このときの出力は調節弁
の大きさによっても異なるが、０．２〜２．４ＫｇＦＳ
／ｃｍ2 程度の圧力である。
【００１２】この様に変換された空気圧信号は、空気路
１４を介して調節弁のアクチュエータ７に入力されて調
節弁を駆動する。
１４を介して調節弁のアクチュエータ７に入力されて調
節弁を駆動する。
【００１３】ところで、供給空気圧とアクチュエータの
駆動空気圧の差はかなりあり、この差分の空気圧は電空
変換部３またはパイロットリレー４で排気されることに
なる（３１，４１）。通常、この排気空気圧はアクチュ
エータが駆動されていない状態でも存在するので、空気
路１５には常に空気の流れが存在することになり、この
空気の流れを利用して空気路１５に挿入された空気圧発
電部５で電力を起こすものである。この空気圧発電部５
は空気の流れの存在するところならどこに置かれてもよ
く、ポジショナ１の内部にあってもよい。
駆動空気圧の差はかなりあり、この差分の空気圧は電空
変換部３またはパイロットリレー４で排気されることに
なる（３１，４１）。通常、この排気空気圧はアクチュ
エータが駆動されていない状態でも存在するので、空気
路１５には常に空気の流れが存在することになり、この
空気の流れを利用して空気路１５に挿入された空気圧発
電部５で電力を起こすものである。この空気圧発電部５
は空気の流れの存在するところならどこに置かれてもよ
く、ポジショナ１の内部にあってもよい。
【００１４】上記空気圧発電部５として考えられるの
は、タービン風車発電機、圧電素子を利用した発電機、
ボルテックスチューブ等により温度差を作り、ペルチェ
効果を利用した発電機等が挙げられる。
は、タービン風車発電機、圧電素子を利用した発電機、
ボルテックスチューブ等により温度差を作り、ペルチェ
効果を利用した発電機等が挙げられる。
【００１５】空気圧発電部５で発電された電力は、前記
制御部内部にあり、伝送線から電力として４ｍＡの電流
を取り出し、電源とすると共に、上記空気圧発電部５か
らの電力を例えばコンデンサのような蓄電手段に蓄える
ことによりポジショナ内部の電源として利用される。
制御部内部にあり、伝送線から電力として４ｍＡの電流
を取り出し、電源とすると共に、上記空気圧発電部５か
らの電力を例えばコンデンサのような蓄電手段に蓄える
ことによりポジショナ内部の電源として利用される。
【００１６】以上のように蓄積された電源は、制御部２
内のマイクロコンピュータ等の電子機器の電源となるば
かりでなく、マイクロコンピュータにより実現される各
種診断機能用のセンサ、例えば応力センサ、圧力センサ
等の主に調節弁７の動作確認や空気圧の圧力状態確認に
行うセンサの駆動源としても利用できる。
内のマイクロコンピュータ等の電子機器の電源となるば
かりでなく、マイクロコンピュータにより実現される各
種診断機能用のセンサ、例えば応力センサ、圧力センサ
等の主に調節弁７の動作確認や空気圧の圧力状態確認に
行うセンサの駆動源としても利用できる。
【００１７】また、本実施例では示さなかったが、制御
部２で行われる通信は、２線の伝送線を用いるばかりで
なく、別途通信専用線を設けてもよく、これによって通
信の自由度が増し、多種の機能が実現できるばかりでな
く、コントローラからの４〜２０ｍＡの信号電流を乱す
こともないので安定した動作が得られる。
部２で行われる通信は、２線の伝送線を用いるばかりで
なく、別途通信専用線を設けてもよく、これによって通
信の自由度が増し、多種の機能が実現できるばかりでな
く、コントローラからの４〜２０ｍＡの信号電流を乱す
こともないので安定した動作が得られる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明により、従
来はただ排気されていただけの供給空気圧を有効利用す
ることにより、ポジショナの電源を補助し、特にマイク
ロコンピュタにより実現される各種診断機能等の充実を
図れることになる。
来はただ排気されていただけの供給空気圧を有効利用す
ることにより、ポジショナの電源を補助し、特にマイク
ロコンピュタにより実現される各種診断機能等の充実を
図れることになる。
【００１９】また、常に空気圧により発電を行っている
ので、もし、２線の伝送線からの電流信号がなくなった
場合でも、その後の処理を実行できるので、フェイルセ
ーフ機能やアラーム機能により、大きな事故につながる
こともなくなるという効果もある。
ので、もし、２線の伝送線からの電流信号がなくなった
場合でも、その後の処理を実行できるので、フェイルセ
ーフ機能やアラーム機能により、大きな事故につながる
こともなくなるという効果もある。
【図１】本発明を適用した装置の一実施例を示す図
１１Ａ，１１Ｂ 伝送線 ２ 制御部 ３ 電空変換部 ４ パイロットリレー ５ 空気圧発電部 ６ 調節弁 ７ アクチュエータ ８ 弁開度検出器
Claims (1)
- 【請求項１】 ２線の伝送線を通じ、電流信号によって
与えられる信号を対応した空気圧信号に変換し、弁の制
御を行うポジショナにおいて、電流信号を受信し、所定
の空気圧信号になるように制御する制御部と、電流信号
から駆動電流を得る電源部と、前記制御部からの電気信
号を空気圧信号に変換する電空変換部と、前記電空変換
部への供給空気圧管路の途中に挿入され、前記電空変換
部の消費空気圧に応じて発電を行い、前期電源部に電力
を供給する空気圧発電部とを有することを特徴とする電
空変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12795492A JPH05296201A (ja) | 1992-04-22 | 1992-04-22 | ポジショナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12795492A JPH05296201A (ja) | 1992-04-22 | 1992-04-22 | ポジショナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05296201A true JPH05296201A (ja) | 1993-11-09 |
Family
ID=14972762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12795492A Pending JPH05296201A (ja) | 1992-04-22 | 1992-04-22 | ポジショナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05296201A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001517821A (ja) * | 1997-09-22 | 2001-10-09 | フィッシャー コントロールズ インターナショナル， インコーポレイテッド | インテリジェント圧力レギュレータ |
| US7539560B2 (en) * | 2007-01-05 | 2009-05-26 | Dresser, Inc. | Control valve and positioner diagnostics |
-
1992
- 1992-04-22 JP JP12795492A patent/JPH05296201A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001517821A (ja) * | 1997-09-22 | 2001-10-09 | フィッシャー コントロールズ インターナショナル， インコーポレイテッド | インテリジェント圧力レギュレータ |
| US7539560B2 (en) * | 2007-01-05 | 2009-05-26 | Dresser, Inc. | Control valve and positioner diagnostics |
| US7890216B2 (en) | 2007-01-05 | 2011-02-15 | Dresser, Inc. | Control valve and positioner diagnostics |
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