JPH07180701A - 電空ポジショナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 入力信号に応じて調節弁の弁開度を制御する
電空ポジショナにおいて、ゼロ・スパン調整を容易に行
えるようにする。 【構成】 調節弁１の弁開度に対応するリフト位置を検
出する位置センサ２と、入力信号及び位置センサ２の検
出信号から制御信号を生成する制御部４と、その制御信
号に対応した空気圧信号を生成して調節弁１に送る電空
変換部５と、その空気圧信号から圧力値を検出して制御
部４に送る圧力センサ６とを備え、制御部４は、制御信
号を徐々に変化させることにより変化する圧力センサ６
の検出値と、予め設定された空気圧の下限値及び上限値
とを比較し、検出値が下限値になった時の弁開度に対応
するリフト位置をゼロ点とし、検出値が上限値になった
時の弁開度に対応するリフト位置をスパンとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流体の流れる通路を開
閉する調節弁の弁開度を入力信号に応じて制御する電空
ポジショナに関する。

【０００２】

【従来の技術】空気圧サーボ機構の一種であるポジショ
ナの機能と電空変換器を合わせ持つ電空ポジショナにお
いては、電空変換器からの出力で制御される調節弁の開
度を正確に検出するために、弁開度の基準となるゼロ点
と最大の開度を決めるスパンとを予め定めておくこと
（ゼロ・スパン調整）が必要である。そのため、従来の
電空ポジショナでは、現場で人間が目で見ながら、弁の
リフトの動きによりゼロ・スパン調整を行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電空ポ
ジショナは、多くの場合、プラントのようなプロセス制
御システムで用いられるため、現場で人間がゼロ・スパ
ン調整を行うことが困難な場合があり、また、ゼロ・ス
パン調整に時間もかかるという問題があった。

【０００４】従って、本発明の目的は、ゼロ・スパン調
整を容易に行えるようにした電空ポジショナを提供する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、入力信号に応
じて調節弁の弁開度を制御する電空ポジショナにおい
て、調節弁の弁開度に対応するリフト位置を検出する位
置センサと、入力信号及び位置センサの検出信号から弁
開度を制御するための制御信号を生成する制御部と、該
制御部からの制御信号に応じた空気圧信号を生成して調
節弁に送る電空変換部と、その空気圧信号から圧力値を
検出して制御部に送る圧力センサとを備え、制御部は、
制御信号を徐々に変化させることにより変化する圧力セ
ンサの検出値と、予め設定された空気圧の下限値及び上
限値とを比較し、前記検出値が下限値になった時の弁開
度に対応するリフト位置をゼロ点とし、前記検出値が上
限値になった時の弁開度に対応するリフト位置をスパン
とすることを特徴とする。

【０００６】

【作用】本発明の電空ポジショナにおいては、制御部か
ら調節弁の弁開度を制御するための制御信号を電空変換
部に送り、ここで制御信号に比例した空気圧信号を生成
する。この空気圧信号により、調節弁が駆動される。

【０００７】ゼロ・スパン調整の際には、制御部が制御
信号を徐々に変化させることにより上記空気圧信号を増
加または減少させていく。その増加または減少の間、制
御部は、圧力センサで検出された空気圧の値と、予め設
定された空気圧の下限値及び上限値とを比較し、検出値
が下限値になった時、圧力センサで検出されたリフト位
置をゼロ点とし、検出値が上限値になった時、圧力セン
サで検出されたリフト位置をスパンとする。

【０００８】

【実施例】図１は、本発明の実施例の構成を示すブロッ
ク図である。この実施例の電空ポジショナは、流体の流
れる通路を開閉する調節弁１の弁開度を示すリフト位置
を検出する位置センサ２と、外部から入力される信号を
受けて後述の制御信号の生成に必要な信号に変換する入
力変換部３と、この入力変換部３を介して入力された信
号及び位置センサ２の検出信号から調節弁１の弁開度を
制御する制御信号を生成する制御部４と、この制御部４
からの制御信号に応じた空気圧信号を生成して調節弁１
に供給する電空変換部５と、該空気圧信号から圧力値を
検出して入力変換部３に送る圧力センサ６とを備えてい
る。

【０００９】上記の構成において、入力変換部３は、図
示しないプロセスコントローラからの４〜２０ｍＡの電
流信号を受けてディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器
を含む。

【００１０】位置センサ２は、調節弁１の弁開度に対応
するリフト位置を検出し、フィードバック信号として入
力信号と合算し、入力変換部３に入力する。ここで変換
された信号は、制御部４に取り込まれる。

【００１１】制御部４は、入力変換部３から送られた信
号と位置センサの検出信号から、ＣＰＵで比較演算を行
い、その結果を制御信号ｕとして電空変換部５に送る。

【００１２】電空変換部５は、制御信号ｕに比例した空
気圧信号を生成し、調節弁１に供給する。この空気圧信
号の圧力は、圧力センサ６で検出される。この空気圧信
号により、調節弁１が流体の流れる通路を開閉する。

【００１３】上記実施例においては、電空ポジショナか
ら離れた場所で電空ポジショナとの間でディジタル信号
による双方向通信を行うことができる携帯式設定器７を
制御部４に接続することができる。その場合、制御部４
の入力側に出力通信部が設けられる。この出力通信部
は、他の部分に対して電気的に絶縁され、外部の電源に
より駆動される。外部に電源がない場合でも、通信部の
端子に携帯式設定器７を接続することにより、現場で電
空ポジショナと通信を行うことができる。なお、双方向
通信では、レンジ設定、制御パラメータ設定等の各種設
定のほか、電空ポジショナの自己診断結果、入力信号、
ポジショナの温度などの情報の監視が可能である。

【００１４】次に図２を参照して、実施例のゼロ・スパ
ン調整を説明する。

【００１５】初めに、制御部４のＣＰＵは、調節弁１の
開閉時の空気圧について予め設定した下限値（ＬＲＶ）
と上限値（ＵＲＶ）を、記憶部に取り込む（ステップＳ
Ｔ１）。

【００１６】次に、制御信号ｕを徐々に変化させる（Ｓ
Ｔ２）。この変化動作は、制御信号ｕをデューティ比で
０％から１００％まで増大させる場合と、１００％から
０％まで減少させる場合とを含むが、ここでは、制御信
号ｕを０％から１００％まで増大させる。これは、圧力
センサ６の検出値がＬＲＶになるまで行う。すなわち、
ＣＰＵは、制御信号ｕを増加させながら圧力センサ６の
検出値がＬＲＶになったかどうかをチェックし（ＳＴ
３）、“ＹＥＳ”になった時の位置（位置センサ２の検
出値）をゼロ点として記憶（登録）する（ＳＴ４）。

【００１７】更に、制御信号ｕを徐々に変化させる（Ｓ
Ｔ５）。ここでは、制御信号ｕを１００％から０％まで
減らしていく。これは、圧力センサ６の検出値がＵＲＶ
になるまで行う。すなわち、ＣＰＵは、制御信号ｕを減
少させながら圧力センサ６の検出値がＵＲＶになったか
どうかをチェックし（ＳＴ６）、“ＹＥＳ”になった時
の位置（位置センサ２の検出値）をスパンとして記憶
（登録）する（ＳＴ７）。かくして、ゼロ・スパン調整
が終了する。

【００１８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、制御部
で制御信号を徐々に変化させながら、圧力センサで検出
された空気圧信号の値と、予め設定された空気圧の下限
値及び上限値とを比較することで、ゼロ点とスパンを定
めるようにしたので、人手による調整が不要になると共
に、携帯式設定器を用いて現場から離れた場所でゼロ・
スパン調整を行うことも可能であり、その作業が従来よ
りもはるかに容易になるという効果が得られる。

【００１９】また、位置センサが壊れたときには圧力セ
ンサを制御ループに入れることで、冗長性を持たせるこ
とができるという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の構成を示すブロック図。

【図２】実施例のゼロ・スパン調整動作を示すフローチ
ャート。

【符号の説明】

１…調節弁、２…位置センサ、３…入力変換部、４…制
御部、５…電空変換部、６…圧力センサ、７…携帯式設
定器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力信号に応じて調節弁の弁開度を制御す
   る電空ポジショナにおいて、 前記調節弁の弁開度に対応するリフト位置を検出する位
   置センサと、 前記入力信号及び前記位置センサの検出信号から前記弁
   開度を制御するための制御信号を生成する制御部と、 該制御部からの制御信号に対応した空気圧信号を生成し
   て前記調節弁に送る電空変換部と、 前記空気圧信号から圧力値を検出して前記制御部に送る
   圧力センサとを備え、 前記制御部は、前記制御信号を徐々に変化させることに
   より変化する前記圧力センサの検出値と、予め設定され
   た空気圧の下限値及び上限値とを比較し、前記検出値が
   前記下限値になった時の弁開度に対応するリフト位置を
   ゼロ点とし、前記検出値が前記上限値になった時の弁開
   度に対応するリフト位置をスパンとすることを特徴とす
   る電空ポジショナ。