JPH06109003A - Electropneumatic positioner - Google Patents
Electropneumatic positionerInfo
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- JPH06109003A JPH06109003A JP26020592A JP26020592A JPH06109003A JP H06109003 A JPH06109003 A JP H06109003A JP 26020592 A JP26020592 A JP 26020592A JP 26020592 A JP26020592 A JP 26020592A JP H06109003 A JPH06109003 A JP H06109003A
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- Supply Devices, Intensifiers, Converters, And Telemotors (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、制御装置などから制御
信号が伝送されこの電流信号に対応して調節弁（コント
ロールバルブ）の弁開度を制御するために使用する電空
ポジショナに係り、特に、弁開度検出部の異常に対して
安全に作動するように改良した電空ポジショナに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electropneumatic positioner used for controlling a valve opening of a control valve (control valve) in response to a control signal transmitted from a control device, In particular, the present invention relates to an electropneumatic positioner improved so as to operate safely with respect to an abnormality in the valve opening detection section.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図４は従来の電空ポジショナの構成を示
す構成図である。１０は空気圧作動のコントロールバル
ブであり、入力された空気圧信号に対応してバルブステ
ム１１を上下に変位させる。このバルブステム１１の上
下により下方に設けられたバルブ（弁）１２の開度を制
御する。2. Description of the Related Art FIG. 4 is a configuration diagram showing a configuration of a conventional electropneumatic positioner. Reference numeral 10 is a pneumatically actuated control valve, which vertically displaces the valve stem 11 in response to an inputted pneumatic signal. The opening and closing of the valve 12 provided below the valve stem 11 is controlled.
【０００３】さらに、バルブステム１１にはクランプピ
ン１３が設けられており、このクランプピン１３はフイ
ードバックレバー１４の端部近傍の中央に細長く形成さ
れた係合孔１５に挿入され左右に移動可能なように係合
されている。Further, the valve stem 11 is provided with a clamp pin 13, and the clamp pin 13 is inserted into an elongated engaging hole 15 near the end of the feedback lever 14 and is movable left and right. Are engaged.
【０００４】また、コントロールバルブ（調節弁）１０
の側面にはバルブポジショナ本体１６が固定されてい
る。このバルブポジショナ本体１６の側面にはフイード
バック軸１７が固定され、このフイードバック軸１７は
フイードバックレバー１４の回転変位により回動可能な
ように固定されている。A control valve (control valve) 10
A valve positioner body 16 is fixed to the side surface of the. A feedback shaft 17 is fixed to the side surface of the valve positioner main body 16, and the feedback shaft 17 is fixed so as to be rotatable by the rotational displacement of the feedback lever 14.
【０００５】このバルブポジショナ本体１６には、バル
ブ１２の開度を制御するための４〜２０ｍＡの電流信号
Ｉ0が外部の調節計などの制御装置などから伝送され、
フイードバックレバー１４を介して伝達されたバルブス
テム１１の変位に対応して発生する帰還信号と電流信号
Ｉ0との偏差に対応する空気圧信号を作りこれをコント
ロールバルブ１０に出力する演算機能などが収納されて
いる。A current signal I 0 of 4 to 20 mA for controlling the opening of the valve 12 is transmitted to the valve positioner body 16 from an external controller or other control device.
A calculation function for generating an air pressure signal corresponding to the deviation between the feedback signal generated in response to the displacement of the valve stem 11 transmitted through the feedback lever 14 and the current signal I 0 and outputting this to the control valve 10 is stored. Has been done.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような電空ポジショナは、力平衡式となっており、弁開
度をクランプピン１３とフイードバックレバー１４で構
成されるリンク機構により回転信号に変換し、バルブポ
ジショナ本体１６に帰還するようになっているので、こ
れらのリンク機構部は弁開度によって激しく運動し、摩
耗／破損などを起こすことが多い。However, the electropneumatic positioner as described above is of the force balance type, and the valve opening is converted into a rotation signal by the link mechanism composed of the clamp pin 13 and the feedback lever 14. However, since the valve mechanism is returned to the valve positioner main body 16, these link mechanism parts often move violently depending on the valve opening degree, and often cause wear / damage.
【０００７】特に、破損が生じると、弁１２を含めて全
体としてシステムが構成されている関係で、弁１２の開
度信号がフイードバックレバー１４を介してバルブポジ
ショナ本体１６に帰還されず調節弁の制御が不能にな
り、制御系に混乱を及ぼすという問題がある。In particular, when the breakage occurs, the opening signal of the valve 12 is not returned to the valve positioner main body 16 via the feedback lever 14 because the system including the valve 12 is configured as a whole. There is a problem that control is disabled and the control system is confused.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の課題を
解決するための主な構成として、調節弁の弁開度を制御
する制御信号と帰還信号との偏差に対応してこれを空気
圧信号に変換する電空変換手段と、この空気圧信号に対
応する先の調節弁の弁開度を弁開度信号に変換する弁開
度検出手段と、先の空気圧信号を圧力信号に変換する圧
力変換部と、先の圧力信号と前記弁開度信号とを切り換
える切換手段と、先の弁開度信号を所定値と比較演算し
この大小関係から先の切換手段を切り換える制御信号を
出力する比較演算手段と、先の切換手段により切り換え
られた信号に所定の演算を施して先の帰還信号として出
力する演算手段とを具備するようにしたものである。The present invention has a main structure for solving the above-mentioned problems, in which a control signal for controlling a valve opening of a control valve and a feedback signal are provided in correspondence with a deviation between the control signal and the feedback signal. Electro-pneumatic converting means for converting into a signal, valve opening detecting means for converting the valve opening of the previous control valve corresponding to this air pressure signal into a valve opening signal, and pressure for converting the previous air pressure signal into a pressure signal A conversion unit, a switching means for switching between the preceding pressure signal and the valve opening signal, and a comparison operation for comparing the preceding valve opening signal with a predetermined value and outputting a control signal for switching the preceding switching means based on this magnitude relationship. The calculation means and the calculation means for performing a predetermined calculation on the signal switched by the previous switching means and outputting it as the previous feedback signal are provided.
【０００９】[0009]
【作 用】電空変換手段は調節弁の弁開度を制御する制
御信号と帰還信号との偏差に対応してこれを空気圧信号
に変換する。弁開度検出手段はこの空気圧信号に対応す
る調節弁の弁開度を弁開度信号に変換する。[Operation] The electro-pneumatic conversion means converts the control signal for controlling the valve opening of the control valve and the feedback signal into a pneumatic signal corresponding to the deviation between the feedback signal and the feedback signal. The valve opening detection means converts the valve opening of the control valve corresponding to this air pressure signal into a valve opening signal.
【００１０】圧力変換部は先の空気圧信号を圧力信号に
変換し、切換手段は先の圧力信号と前記弁開度信号とを
切り換える。そして、この後、比較演算手段は先の弁開
度信号を所定値と比較演算しこの大小関係から先の切換
手段を切り換える制御信号を出力する。The pressure converter converts the previous air pressure signal into a pressure signal, and the switching means switches between the previous pressure signal and the valve opening signal. After that, the comparison calculation means compares the previous valve opening signal with a predetermined value and outputs a control signal for switching the previous switching means based on this magnitude relationship.
【００１１】演算手段は先の切換手段により切り換えら
れた信号に所定の演算を施して先の帰還信号として出力
する。このようにして、弁開度検出手段で異常を起こし
てもこの部分を自動的に切り離して、電空変換器の構成
として調節弁の弁開度を制御することができる。The arithmetic means performs a predetermined arithmetic operation on the signal switched by the former switching means and outputs it as the former feedback signal. In this way, even if an abnormality occurs in the valve opening detection means, this portion can be automatically separated, and the valve opening of the control valve can be controlled as a configuration of the electropneumatic converter.
【００１２】[0012]
【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実施例の構成を示すブロック
図である。制御装置（図示せず）からは、２本の伝送線
を介してバルブの開度を制御するための４〜２０ｍＡの
電流信号Ｉ0が電空ポジショナ２０に伝送される。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of one embodiment of the present invention. From the control device (not shown), a current signal I 0 of 4 to 20 mA for controlling the opening of the valve is transmitted to the electropneumatic positioner 20 via two transmission lines.
【００１３】この電流信号Ｉ0は信号変換回路２１で電
圧信号Ｖ0に変換されて差動増幅器などで構成される加
算点２２に出力される。また、この信号変換回路２１は
電流／電圧変換のほかにこの電流信号Ｉ0を用いて電空
ポジショナ２０で使用する回路電圧をも作る。This current signal I 0 is converted into a voltage signal V 0 by the signal conversion circuit 21 and output to the addition point 22 formed of a differential amplifier or the like. In addition to the current / voltage conversion, the signal conversion circuit 21 also uses this current signal I 0 to generate the circuit voltage used in the electropneumatic positioner 20.
【００１４】さらに、加算点２２には電圧信号Ｖ0のほ
かに帰還信号Ｖfも入力され、加算点２２ではこれらの
偏差が演算されて偏差信号Ｖdとして電空変換回路２３
に出力される。Further, the feedback signal V f is input to the addition point 22 in addition to the voltage signal V 0 , and the deviations thereof are calculated at the addition point 22 to obtain the deviation signal V d as the electropneumatic conversion circuit 23.
Is output to.
【００１５】電空変換回路２３は、給気圧ＳＵＰが供給
されており、この偏差信号Ｖdをこれに対応する空気圧
信号Ｐ0に変換して、空気圧で作動する調節弁２４と圧
力変換器２５にそれぞれ出力する。圧力変換器２５は空
気圧信号Ｐ0を対応する電気信号である圧力信号Ｖaに変
換する。The electro-pneumatic conversion circuit 23 is supplied with the supply pressure SUP, converts the deviation signal V d into a corresponding air pressure signal P 0 , and operates the control valve 24 and the pressure converter 25 operated by air pressure. Output to each. The pressure converter 25 converts the air pressure signal P 0 into a pressure signal V a which is a corresponding electric signal.
【００１６】調節弁２４は空気圧信号Ｐ0に対応してそ
のステム２６を変位させバルブ２７の弁開度を制御す
る。このステム２６の変位はステム２６と機械的に連動
する弁開度検出器２８に出力され、ここで弁開度に対応
する電気信号である弁開度信号ＶSに変換される。The control valve 24 displaces its stem 26 in response to the air pressure signal P 0 and controls the valve opening of the valve 27. The displacement of the stem 26 is output to a valve opening detector 28 mechanically interlocked with the stem 26, where it is converted into a valve opening signal V S which is an electric signal corresponding to the valve opening.
【００１７】スイッチＳＷの切換端の一方には弁開度信
号ＶSが、その他方には圧力信号Ｖaがそれぞれ印加され
ている。そして、その共通端から切り換えられた信号が
演算回路２９に出力される。演算回路２９はスイッチＳ
Ｗによって切り換えられた信号を所定のスパンなどに調
整された電圧レベルの帰還信号Ｖfに演算して加算点２
２に帰還する。A valve opening signal V S is applied to one of the switching ends of the switch SW, and a pressure signal V a is applied to the other. Then, the signal switched from the common end is output to the arithmetic circuit 29. The arithmetic circuit 29 is a switch S
A signal switched by W is calculated as a feedback signal V f of a voltage level adjusted to a predetermined span or the like to add point 2
Return to 2.
【００１８】また、ヒステリシス付きの比較演算器３０
には圧力信号Ｖaと弁開度信号ＶSとが入力され、比較演
算器３０はこれらの大小を比較して、その出力信号ＶC
によりスイッチＳＷを切り換える。Further, the comparison calculator 30 with hysteresis
A pressure signal V a and a valve opening signal V S are input to the comparator, and the comparison calculator 30 compares the magnitudes of these signals and outputs the output signal V C.
To switch the switch SW.
【００１９】次に、以上のように構成された電空ポジシ
ョナの動作について説明する。電空変換回路２３は電流
信号Ｉ0に対応する電圧信号Ｖ0と帰還信号Ｖfとの偏差
である偏差信号Ｖdを対応する空気圧信号Ｐ0に変換して
調節弁２４のバルブ２７の弁開度を制御する。Next, the operation of the electropneumatic positioner configured as described above will be described. The electro-pneumatic conversion circuit 23 converts the deviation signal V d , which is the deviation between the voltage signal V 0 corresponding to the current signal I 0 and the feedback signal V f , into the corresponding air pressure signal P 0 , and the valve of the valve 27 of the control valve 24. Control the opening.
【００２０】この弁開度はステム２６の変位として弁開
度検出器２８に入力され、ここで弁開度信号ＶSに変換
される。弁開度信号ＶSはスイッチＳＷ、演算回路２９
を介して帰還信号Ｖfとして加算点２２に帰還される。
この結果として、電流信号Ｉ0に対応する弁開度に制御
される。This valve opening degree is input to the valve opening degree detector 28 as a displacement of the stem 26, and converted into a valve opening degree signal V S here. The valve opening signal V S is a switch SW and an arithmetic circuit 29.
Is fed back to the addition point 22 as a feedback signal V f via.
As a result, the valve opening corresponding to the current signal I 0 is controlled.
【００２１】次に、この場合のスイッチＳＷの切り換え
動作について説明する。比較演算器３０には圧力信号Ｖ
aと弁開度信号ＶSとが入力され、これらの差に対応して
スイッチＳＷを切り換える。Next, the switching operation of the switch SW in this case will be described. The pressure signal V is applied to the comparison calculator 30.
a and the valve opening signal V S are input, and the switch SW is switched according to the difference between them.
【００２２】たとえば、｜圧力信号Ｃ1・Ｖa−弁開度信
号Ｃ2・ＶS｜≦Ｋ1（Ｋ1は定数、Ｃ 1とＣ2は定数或いは
関数）の関係にあるときは、弁開度検出器２８は正常と
判断され、スイッチＳＷを弁開度検出器２８側に切り換
えて弁開度信号ＶSを演算回路２９に出力するように切
り換える。したがって、この場合は電空ポジショナとし
て動作する。なお、Ｃ1とＣ2は圧力信号Ｖaと弁開度信
号ＶSの特性によって適宜に選択される。For example, | pressure signal C1・ Va-Valve opening signal
Issue C2・ VS│ ≦ K1(K1Is a constant, C 1And C2Is a constant or
Function), the valve opening detector 28 is normal.
Judgment is made and the switch SW is switched to the valve opening detector 28 side.
Therefore, the valve opening signal VSTo output to the arithmetic circuit 29
Replace. Therefore, in this case, use the electro-pneumatic positioner.
Works. Note that C1And C2Is the pressure signal VaAnd valve opening signal
Issue VSIt is appropriately selected according to the characteristics of.
【００２３】｜圧力信号Ｃ1・Ｖa−弁開度信号Ｃ2・ＶS
｜＞Ｋ2（Ｋ2は定数）の関係にあるときは、弁開度検出
器２８は異常と判断され、スイッチＳＷを圧力変換器２
５側に切り換えて圧力信号Ｖaを演算回路２９に出力す
るように切り換える。したがって、この場合は電空変換
器として動作する。Pressure signal C 1 · V a −Valve opening signal C 2 · V S
When there is a relation of |> K 2 (K 2 is a constant), the valve opening detector 28 is determined to be abnormal, and the switch SW is set to the pressure converter 2
The pressure signal V a is switched to the 5 side to output the pressure signal V a to the arithmetic circuit 29. Therefore, in this case, it operates as an electropneumatic converter.
【００２４】このようにして、激しい機械的運動を繰り
返す部分を有する弁開度検出器２８の部分の故障・破損
などに起因する異常を検知し、異常の際には切り離して
電空変換器の構成に切り換えて調節弁の制御を継続させ
ることができる。In this way, an abnormality resulting from a failure or damage of the valve opening detector 28 having a portion that repeats intense mechanical motion is detected, and when an abnormality is detected, the abnormality is disconnected and the electropneumatic converter is disconnected. The control of the control valve can be continued by switching to the configuration.
【００２５】図２は本発明の第２の実施例の構成を示す
ブロック図である。この構成は、比較演算器３０の入力
として弁開度信号ＶSと偏差信号Ｖdとを用いることによ
り、これ等の大小関係から弁開度信号ＶSと圧力信号Ｖa
とを切り換えるようにしたものであり、図１の場合と同
様に動作する。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment of the present invention. In this configuration, the valve opening signal V S and the deviation signal V d are used as inputs to the comparison calculator 30, so that the valve opening signal V S and the pressure signal V a can be determined based on their magnitude relationship.
And are switched and operates in the same manner as in the case of FIG.
【００２６】図３は本発明の第３の実施例の構成を示す
ブロック図である。この構成は、比較演算器３０の入力
として弁開度信号ＶSと電流信号Ｉ0に対応する電圧信号
Ｖ0とを用いることにより、これ等の大小関係から弁開
度信号ＶSと圧力信号Ｖaとを切り換えるようにしたもの
であり、この場合も図１の場合と同様に動作する。FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the third embodiment of the present invention. This configuration uses the valve opening signal V S and the voltage signal V 0 corresponding to the current signal I 0 as inputs to the comparison calculator 30, so that the valve opening signal V S and the pressure signal can be determined based on their magnitude relationship. It is arranged to switch between V a and V a , and in this case also the same operation as in the case of FIG. 1 is performed.
【００２７】なお、いままでの実施例では、入力信号と
して電流信号Ｉ０を用いる構成として説明したが、これ
に限られず、例えばデジタル信号或いは周波数信号など
何でも良い。In the above embodiments, the current signal I0 is used as the input signal, but the present invention is not limited to this, and any signal such as a digital signal or a frequency signal may be used.
【００２８】さらに、調節弁としては、リニア形として
説明したが、これに限られず、例えばロータリ形で構成
しても良い。また、弁開度検出器２８だけが調節弁２４
のボデイに固定され、その他の電空ポジショナの部分は
調節弁２４から離れた場所に設置しても良い。Further, although the control valve has been described as a linear type, it is not limited to this and may be, for example, a rotary type. Further, only the valve opening detector 28 is provided with the control valve 24.
Other parts of the electropneumatic positioner, which are fixed to the body of the vehicle, may be installed away from the control valve 24.
【発明の効果】以上、実施例と共に具体的に説明したよ
うに、第１請求項に記載された発明によれば、比較演算
器により圧力変換器と弁開度検出器の出力を監視してこ
の結果によりこれらの出力を切り換える構成としたの
で、弁開度検出器、又は弁開度検出器と調節弁との間の
結合部が異常を起こしたときでも、調節弁を制御不能に
するのではなく、弁開度検出器を切り離して電空変換器
の構成に自動的に切り換えて、継続して調節弁の弁開度
を制御することができる。この他、異常になった弁開度
検出器は修理・交換することにより自動的に電空ポジシ
ョナの構成に戻すこともできる。第２請求項から第４請
求項に記載された発明についても同様である。さらに、
第５請求項に記載された発明によれば、第１請求項から
第４請求項に記載された発明の効果に加えて、弁開度検
出器だけが調節弁に固定されその他の電空ポジショナの
部分（本体）は調節弁から離れた場所に設置する構成で
あるので、配管振動の大きいとき、環境が劣悪のとき、
或いは操作性に難点があるときなどには本体を自由な位
置に配置することができる。As described above in detail with the embodiments, according to the invention described in the first aspect, the outputs of the pressure converter and the valve opening detector are monitored by the comparison calculator. Since these outputs are switched on the basis of this result, the control valve cannot be controlled even when an abnormality occurs in the valve opening detector or the connecting portion between the valve opening detector and the control valve. Instead, the valve opening detector can be disconnected to automatically switch to the electro-pneumatic converter configuration, and the valve opening of the control valve can be continuously controlled. In addition, the abnormal valve opening detector can be automatically returned to the electro-pneumatic positioner configuration by repairing or replacing. The same applies to the inventions described in the second to fourth claims. further,
According to the invention described in claim 5, in addition to the effects of the invention described in claims 1 to 4, only the valve opening detector is fixed to the control valve, and other electropneumatic positioners are provided. Since the part (main body) is installed at a place away from the control valve, when the pipe vibration is large, when the environment is poor,
Alternatively, the main body can be arranged at a free position when there is a difficulty in operability.
【図１】本発明の１実施例の構成を示すブロック図であ
る。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第２の実施例の構成を示すブロック図
である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a second exemplary embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第３の実施例の構成を示すブロック図
である。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a third exemplary embodiment of the present invention.
【図４】従来の電空ポジショナの構成を示す構成図であ
る。FIG. 4 is a configuration diagram showing a configuration of a conventional electropneumatic positioner.
【符号の説明】 １０ コントロールバルブ １１ バルブステム １２ 弁 １３ クランプピン １４ フイードバックレバー １６ バルブポジショナ本体 １７ フイードバック軸 ２０ 電空ポジショナ ２３ 電空変換回路 ２４ 調節弁 ２５ 圧力変換器 ２６ ステム ２７ バルブ ２８ 弁開度検出器 ２９ 演算回路 ３０ 比較演算器[Explanation of symbols] 10 control valve 11 valve stem 12 valve 13 clamp pin 14 feedback lever 16 valve positioner body 17 feedback shaft 20 electropneumatic positioner 23 electropneumatic conversion circuit 24 control valve 25 pressure converter 26 stem 27 valve 28 valve opening Detector 29 Calculation circuit 30 Comparison calculator
フロントページの続き (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Front page continuation (72) Inventor Takeshi Nishijima 2-39 Nakamachi, Musashino City, Tokyo Yokogawa Electric Co., Ltd.
Claims (5)
信号との偏差に対応してこれを空気圧信号に変換する電
空変換手段と、この空気圧信号に対応する前記調節弁の
弁開度を弁開度信号に変換する弁開度検出手段と、前記
空気圧信号を圧力信号に変換する圧力変換部と、前記圧
力信号と前記弁開度信号とを切り換える切換手段と、前
記弁開度信号を所定値と比較演算しこの大小関係から前
記切換手段を切り換える制御信号を出力する比較演算手
段と、前記切換手段により切り換えられた信号に所定の
演算を施して前記帰還信号として出力する演算手段とを
具備することを特徴とする電空ポジショナ。1. An electro-pneumatic converting means for converting a control signal for controlling a valve opening of a control valve and a feedback signal into an air pressure signal, and a valve of the control valve corresponding to the air pressure signal. A valve opening detection means for converting the opening into a valve opening signal, a pressure conversion unit for converting the air pressure signal into a pressure signal, a switching means for switching between the pressure signal and the valve opening signal, and the valve opening. Of the frequency signal with a predetermined value and outputs a control signal for switching the switching means based on this magnitude relationship; and a calculation for performing a predetermined calculation on the signal switched by the switching means and outputting the feedback signal. An electropneumatic positioner comprising:
ことを特徴とする請求項１に記載の電空ポジショナ。2. The electropneumatic positioner according to claim 1, wherein the air pressure signal is used as the predetermined value.
特徴とする請求項１に記載の電空ポジショナ。3. The electropneumatic positioner according to claim 1, wherein the deviation is used as the predetermined value.
とを特徴とする請求項１に記載の電空ポジショナ。4. The electropneumatic positioner according to claim 1, wherein the current signal is used as the predetermined value.
たことを特徴とする請求項１に記載の電空ポジショナ。5. The electropneumatic positioner according to claim 1, wherein the valve opening detection means is fixed to the control valve.
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|---|---|---|---|
| JP26020592A JP3223433B2 (en) | 1992-09-29 | 1992-09-29 | Electro-pneumatic positioner |
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|---|---|---|---|---|
| CN104913100A (en) * | 2014-03-11 | 2015-09-16 | 阿自倍尔株式会社 | Positioner |
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|---|---|---|---|---|
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