JPH07210253A - 流量制御弁のアクチュエータを制御するシステム - Google Patents
流量制御弁のアクチュエータを制御するシステムInfo
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- JPH07210253A JPH07210253A JP4304865A JP30486592A JPH07210253A JP H07210253 A JPH07210253 A JP H07210253A JP 4304865 A JP4304865 A JP 4304865A JP 30486592 A JP30486592 A JP 30486592A JP H07210253 A JPH07210253 A JP H07210253A
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- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D7/00—Control of flow
- G05D7/06—Control of flow characterised by the use of electric means
- G05D7/0617—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials
- G05D7/0629—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means
- G05D7/0635—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means by action on throttling means
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- Flow Control (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 流量制御弁アクチュエータ制御システムの改
良。 【構成】 流量制御弁前後の圧力降下測定値Δｐと設定
流量値Ｑsとを第１の機能ブロック５に入力し、この第
１の機能ブロック５で√（Δｐ0）・Ｑs／√Δｐ＝Ｃvs
を演算する。ここでΔｐ0は、異なる弁プラグ位置の関
数としてＣvの特性曲線を決定するために用いられる流
量制御弁前後の一定圧力降下である。前記値Ｃvsを第２
の機能ブロック７に入力し、これをこの第２の機能ブロ
ックで前記特性曲線に従って前記弁プラグのための位置
決めの値に変換し、この値で前記弁のアクチュエータ１
を制御する。
良。 【構成】 流量制御弁前後の圧力降下測定値Δｐと設定
流量値Ｑsとを第１の機能ブロック５に入力し、この第
１の機能ブロック５で√（Δｐ0）・Ｑs／√Δｐ＝Ｃvs
を演算する。ここでΔｐ0は、異なる弁プラグ位置の関
数としてＣvの特性曲線を決定するために用いられる流
量制御弁前後の一定圧力降下である。前記値Ｃvsを第２
の機能ブロック７に入力し、これをこの第２の機能ブロ
ックで前記特性曲線に従って前記弁プラグのための位置
決めの値に変換し、この値で前記弁のアクチュエータ１
を制御する。
Description
【０００１】本発明は、流量制御弁のアクチュエータを
制御する新規なシステムに関する。これは、ひとつの作
動条件から他の作動条件へと可変の作動パラメータを適
宜設定することを必要とする従来のコントローラを用い
ず、作動条件とは関係なくハンチングないしは遅れなし
に正しく精密に流量制御を行なえるシステムである。
制御する新規なシステムに関する。これは、ひとつの作
動条件から他の作動条件へと可変の作動パラメータを適
宜設定することを必要とする従来のコントローラを用い
ず、作動条件とは関係なくハンチングないしは遅れなし
に正しく精密に流量制御を行なえるシステムである。
【０００２】当該技術分野の現状から明かなように、弁
の流量制御は通常、ＰＩＤ型の制御ユニットで発する位
置決めコマンドで弁アクチュエータを制御することで行
なわれている。この制御ユニットは、設定流量値と従来
法で測定した有効流量値Ｑmとの間の差に基づいて作動
する有効流量値Ｑmはオリフィス板のふたつの端子に接
続した差圧センサと平方根演算器とにより、式Ｑm＝Ａ
Ｋ√Δｐを使い測定算出する。ここでＡはオリフィス板
のオリフィスの横断面積、Κはオリフィス板の特性係
数、Δｐはオリフィス板前後の圧力降下とする。
の流量制御は通常、ＰＩＤ型の制御ユニットで発する位
置決めコマンドで弁アクチュエータを制御することで行
なわれている。この制御ユニットは、設定流量値と従来
法で測定した有効流量値Ｑmとの間の差に基づいて作動
する有効流量値Ｑmはオリフィス板のふたつの端子に接
続した差圧センサと平方根演算器とにより、式Ｑm＝Ａ
Ｋ√Δｐを使い測定算出する。ここでＡはオリフィス板
のオリフィスの横断面積、Κはオリフィス板の特性係
数、Δｐはオリフィス板前後の圧力降下とする。
【０００３】しかしながらこの既知制御システムはいく
つかの欠点を有する。そのうちの主要なものは、ＰＩＤ
コントローラの存在である。ＰＩＤコントローラは、制
御しようとする変数（流量）のハンチングまたは流量を
設定値に調節することの遅れのほかに、もしも設定作動
パラメータが既に一致していないとすれば、プロセスの
ダイナミックレスポンスが変化するにつれて前記作動パ
ラメータの連続的な調節もまた要求されるのである。次
の欠点は、流量が制御できる範囲がせまいことである。
これはオリフィス板の作動限界によって決定される。オ
リフィス板の存在、設置および接続はこのシステムの全
体のコストおよび大きさに影響を与えるという別な欠点
をも生ずる。
つかの欠点を有する。そのうちの主要なものは、ＰＩＤ
コントローラの存在である。ＰＩＤコントローラは、制
御しようとする変数（流量）のハンチングまたは流量を
設定値に調節することの遅れのほかに、もしも設定作動
パラメータが既に一致していないとすれば、プロセスの
ダイナミックレスポンスが変化するにつれて前記作動パ
ラメータの連続的な調節もまた要求されるのである。次
の欠点は、流量が制御できる範囲がせまいことである。
これはオリフィス板の作動限界によって決定される。オ
リフィス板の存在、設置および接続はこのシステムの全
体のコストおよび大きさに影響を与えるという別な欠点
をも生ずる。
【０００４】後者の欠点は、有効流量Ｑmを差圧Δｐで
再び決定するという別の既知システムでは解決されてい
る。この場合、差圧Δｐは、ＣVを標準の一定差圧Δｐ0
でこの弁を流れる流量と定義する時、この一定差圧Δｐ
0が弁の前後に存在する時弁プラグの位置の関数として
Ｃvの値を与える、弁の特性曲線を使って制御弁自体の
前後で決定される。さらに詳しくは、流量Ｑmは、ふた
つの入力に弁前後の圧力降下をあらわす値と、弁プラグ
の位置をあらわす値とを受ける論理ユニットによって決
定される。この論理ユニットは式 から値を算出する。ここで、Ｃvの値は弁プラグ位置を
あらわす前述の値における前述特性曲線上から与えられ
る。このＱmの値はＰＩＤ型の制御ユニットで所要流量
すなわち設定流量と比較され、このＰＩＤユニットの出
力で弁アクチュエータのための新たな位置コマンドを提
供するのである。
再び決定するという別の既知システムでは解決されてい
る。この場合、差圧Δｐは、ＣVを標準の一定差圧Δｐ0
でこの弁を流れる流量と定義する時、この一定差圧Δｐ
0が弁の前後に存在する時弁プラグの位置の関数として
Ｃvの値を与える、弁の特性曲線を使って制御弁自体の
前後で決定される。さらに詳しくは、流量Ｑmは、ふた
つの入力に弁前後の圧力降下をあらわす値と、弁プラグ
の位置をあらわす値とを受ける論理ユニットによって決
定される。この論理ユニットは式 から値を算出する。ここで、Ｃvの値は弁プラグ位置を
あらわす前述の値における前述特性曲線上から与えられ
る。このＱmの値はＰＩＤ型の制御ユニットで所要流量
すなわち設定流量と比較され、このＰＩＤユニットの出
力で弁アクチュエータのための新たな位置コマンドを提
供するのである。
【０００５】しかしながらこの第２の型式の既知システ
ムでもＰＩＤコントローラの存在に関係する欠点のすべ
てが残る。
ムでもＰＩＤコントローラの存在に関係する欠点のすべ
てが残る。
【０００６】本発明の目的は、流量制御弁のアクチュエ
ータを、ハンチングないしは遅れなしに直接に、ことに
作動条件とは無関係に制御するシステムを提供すること
によって、上述の諸欠点を解決することにある。
ータを、ハンチングないしは遅れなしに直接に、ことに
作動条件とは無関係に制御するシステムを提供すること
によって、上述の諸欠点を解決することにある。
【０００７】これは、流量制御弁のアクチュエータのた
めの位置決めコマンドを、弁作動条件が変っても変らな
い特性曲線すなわち設定流量に対応するＣv値の特性曲
線上で得ることで実質的に達成される。
めの位置決めコマンドを、弁作動条件が変っても変らな
い特性曲線すなわち設定流量に対応するＣv値の特性曲
線上で得ることで実質的に達成される。
【０００８】換言すれば、弁を通って流れる流量Ｑおよ
びそのＣv値は前記式による関係を有するので、次の式
が成立する。
びそのＣv値は前記式による関係を有するので、次の式
が成立する。
【０００９】各設定流量Ｑsに対しては、精密な値Ｃvs
がある。これは弁前後の圧力降下Δｐを知ると上式から
容易に計算できる。弁を通って流れる流量Ｑsを達成す
るためにアクチュエータに供給すべき位置決めコマンド
の特定値は弁の特性曲線から直ちに得ることができる。
がある。これは弁前後の圧力降下Δｐを知ると上式から
容易に計算できる。弁を通って流れる流量Ｑsを達成す
るためにアクチュエータに供給すべき位置決めコマンド
の特定値は弁の特性曲線から直ちに得ることができる。
【０００１０】このようにすることにより、設定流量は
もはやＰＩＤコントローラによる比較で達成されるので
はなく、直接に達成されるようになる。
もはやＰＩＤコントローラによる比較で達成されるので
はなく、直接に達成されるようになる。
【００１１】従って、本発明は、流量制御弁前後の圧力
降下を測定する差圧センサと流量制御弁のアクチュエー
タに位置決めコマンドを与える演算ユニットとを包含す
る、流量制御弁のアクチュエータを制御するシステムに
おいて、前記演算ユニットが、前記差圧センサによって
測定した差圧値Δｐを与えられた入力と設定流量値Ｑs
を与えられた入力とを有する第１の機能ブロックから成
り、この第１の機能ブロックが、Δｐ0を弁特性曲線が
決定された前記流量制御弁前後の標準の一定圧力降下と
するとき√（Δｐ0）・Ｑs／√Δｐ＝Ｃvsの演算、すな
わち各種弁プラグ位置のための値Ｃvの変化の演算を実
行し、この第１の演算ブロックの出力を、前記特性曲線
のためのトランスジューサとして作用する第２の機能ブ
ロックに接続して、この第２の機能ブロックの出力にお
いて前記値Ｃvsに対応する前記弁プラグのための位置決
めコマンドを得て、このコマンドを前記アクチュエータ
に送ることを特徴とする、流量制御弁のアクチュエータ
を制御するシステムにある。
降下を測定する差圧センサと流量制御弁のアクチュエー
タに位置決めコマンドを与える演算ユニットとを包含す
る、流量制御弁のアクチュエータを制御するシステムに
おいて、前記演算ユニットが、前記差圧センサによって
測定した差圧値Δｐを与えられた入力と設定流量値Ｑs
を与えられた入力とを有する第１の機能ブロックから成
り、この第１の機能ブロックが、Δｐ0を弁特性曲線が
決定された前記流量制御弁前後の標準の一定圧力降下と
するとき√（Δｐ0）・Ｑs／√Δｐ＝Ｃvsの演算、すな
わち各種弁プラグ位置のための値Ｃvの変化の演算を実
行し、この第１の演算ブロックの出力を、前記特性曲線
のためのトランスジューサとして作用する第２の機能ブ
ロックに接続して、この第２の機能ブロックの出力にお
いて前記値Ｃvsに対応する前記弁プラグのための位置決
めコマンドを得て、このコマンドを前記アクチュエータ
に送ることを特徴とする、流量制御弁のアクチュエータ
を制御するシステムにある。
【００１２】以下、本発明を添付図面に例示した非限定
的な好適な実施例について詳述するが、本発明はこの特
定の実施例に限定されるものではなく、本発明の精神を
逸脱しないで幾多の変化変形がなし得ることはもちろん
である。たとえば液相の流量を制御する代りに、ガス相
の流量も制御することができる。この場合には、設定流
量値Ｑsを対応Ｃvs値に変換する前述の第１の機能ブロ
ックを、ガスのためこの変換を行なう、すなわち標準の
既知関係に従ってガスの圧力、温度および種類を考慮に
入れて変換を行なう新たな機能ブロックに置き換えるこ
とだけが必要である。
的な好適な実施例について詳述するが、本発明はこの特
定の実施例に限定されるものではなく、本発明の精神を
逸脱しないで幾多の変化変形がなし得ることはもちろん
である。たとえば液相の流量を制御する代りに、ガス相
の流量も制御することができる。この場合には、設定流
量値Ｑsを対応Ｃvs値に変換する前述の第１の機能ブロ
ックを、ガスのためこの変換を行なう、すなわち標準の
既知関係に従ってガスの圧力、温度および種類を考慮に
入れて変換を行なう新たな機能ブロックに置き換えるこ
とだけが必要である。
【００１３】図面において、符号１は流量制御弁２のア
クチュエータを示す。この流量制御弁にはセンサ３が接
続されており、これによって流量制御弁を横切る圧力降
下Δｐを測定する。センサ３の出力は接続４を介して第
１の機能ブロック５の入力に接続してあり、この第１の
機能ブロック５には設定流量値Ｑsも与えられる。
クチュエータを示す。この流量制御弁にはセンサ３が接
続されており、これによって流量制御弁を横切る圧力降
下Δｐを測定する。センサ３の出力は接続４を介して第
１の機能ブロック５の入力に接続してあり、この第１の
機能ブロック５には設定流量値Ｑsも与えられる。
【００１４】機能ブロック５はその入力値を式√（Δｐ
0）・Ｑs／√Δｐに従って処理する。ここでΔｐ0は弁
を横切る一定圧力降下をあらわす。この処理によって図
２に示す特性曲線７′すなわち弁プラグ位置Ｓに対する
値Ｃvの変化を決定する。
0）・Ｑs／√Δｐに従って処理する。ここでΔｐ0は弁
を横切る一定圧力降下をあらわす。この処理によって図
２に示す特性曲線７′すなわち弁プラグ位置Ｓに対する
値Ｃvの変化を決定する。
【００１５】従って、機能ブロック５の出力６では、圧
力降下Δｐのための流量Ｑsに対応する値Ｃvsがある。
次いでこの値Ｃvsを第２の機能ブロック７へ送る。ここ
では弁の特性曲線７′が記憶されており、機能ブロック
７の出力８には前記値Ｃvsに対応する値Ｓsが生ずる
（図２参照）。すなわち値Ｃvsが保証され流量Ｑsが達
成されるように弁アクチュエータが実質的にとる位置が
与えられる。次いで弁２のアクチュエータ１はこの値Ｓ
sを用いて位置決めされる。
力降下Δｐのための流量Ｑsに対応する値Ｃvsがある。
次いでこの値Ｃvsを第２の機能ブロック７へ送る。ここ
では弁の特性曲線７′が記憶されており、機能ブロック
７の出力８には前記値Ｃvsに対応する値Ｓsが生ずる
（図２参照）。すなわち値Ｃvsが保証され流量Ｑsが達
成されるように弁アクチュエータが実質的にとる位置が
与えられる。次いで弁２のアクチュエータ１はこの値Ｓ
sを用いて位置決めされる。
【図１】本発明により形成した、流量制御弁のアクチュ
エータ制御システムのブロック図である。
エータ制御システムのブロック図である。
【図２】上記流量制御弁の特性曲線すなわち弁前後の一
定圧力降下Δｐ0に対する弁プラグ位置Ｓについての値
Ｃvの変化を示すグラフである。
定圧力降下Δｐ0に対する弁プラグ位置Ｓについての値
Ｃvの変化を示すグラフである。
１ アクチュエータ ２ 流量制御弁 ３ センサ ４ 接続 ５ 第１の機能ブロック ６ 出力 ７ 第２の機能ブロック ７′ 特性曲線 ８ 出力 Ｑs 設定流量値 Ｃv 弁プラグ位置に対する値 Ｓ 弁プラグ位置 Δｐ 弁前後の圧力降下
Claims (1)
- 【請求項１】流量制御弁前後の圧力降下を測定する差圧
センサと流量制御弁のアクチュエータに位置決めコマン
ドを与える演算ユニットとを包含する、流量制御弁のア
クチュエータを制御するシステムにおいて、前記演算ユ
ニットが、前記差圧センサによって測定した差圧値Δｐ
を与えられた入力と設定流量値Ｑsを与えられた入力と
を有する第１の機能ブロックから成り、この第１の機能
ブロックが、Δｐ0を弁特性曲線が決定された前記流量
制御弁前後の標準の一定圧力降下とするとき√（Δ
ｐ0）・Ｑs／√Δｐ＝Ｃvsの演算、すなわち各種弁プラ
グ位置のための値Ｃvの変化の演算を実行し、この第１
の演算ブロックの出力を、前記特性曲線のためのトラン
スジューサとして作用する第２の機能ブロックに接続し
て、この第２の機能ブロックの出力において前記値Ｃvs
に対応する前記弁プラグのための位置決めコマンドを得
て、このコマンドを前記アクチュエータに送ることを特
徴とする、流量制御弁のアクチュエータを制御するシス
テム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT91A002746 | 1991-10-17 | ||
| ITMI912746A IT1251941B (it) | 1991-10-17 | 1991-10-17 | Sistema perfezionato di comando dell'attuatore di una valvola di regolazione della portata. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07210253A true JPH07210253A (ja) | 1995-08-11 |
Family
ID=11360884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4304865A Withdrawn JPH07210253A (ja) | 1991-10-17 | 1992-10-16 | 流量制御弁のアクチュエータを制御するシステム |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0540079B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07210253A (ja) |
| DE (1) | DE69206955T2 (ja) |
| FI (1) | FI924660A (ja) |
| IT (1) | IT1251941B (ja) |
| NO (1) | NO923982L (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006100852A1 (ja) * | 2005-03-24 | 2006-09-28 | Ebara Corporation | 流量制御装置及び方法 |
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| GB9804047D0 (en) | 1998-02-27 | 1998-04-22 | Normalair Garrett Ltd | Method of controlling a parameter |
| US7096093B1 (en) | 2000-02-14 | 2006-08-22 | Invensys Systems, Inc. | Intelligent valve flow linearization |
| FI120472B (fi) | 2006-06-06 | 2009-10-30 | Metso Automation Oy | Ohjausmenetelmä ja ohjausjärjestelmä virtausta säätävää venttiiliä varten |
| US11022985B2 (en) | 2011-12-16 | 2021-06-01 | Fluid Handling Llc | Discrete valve flow rate converter |
| DK3039500T3 (da) | 2013-08-26 | 2019-09-23 | Spraying Systems Co | Strømningsreguleringsventilsystem og -fremgangsmåde |
| EP2975308A1 (de) * | 2014-07-18 | 2016-01-20 | Möhlenhoff GmbH | Anordnung für ein Ventil |
| US9995098B2 (en) | 2014-10-08 | 2018-06-12 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Choke control tuned by flow coefficient for controlled pressure drilling |
| RU2721453C2 (ru) * | 2014-12-15 | 2020-05-19 | Флюид Хэндлинг ЭлЭлСи | Преобразователь расхода дискретного клапана |
| PT108396A (pt) * | 2015-04-22 | 2015-12-29 | Acail Gas Sa | Equipamento para controlo, medição e comunicação de uma grandeza física de contentor que contenha um fluido sob pressão |
| US10107052B2 (en) | 2016-02-05 | 2018-10-23 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Control of hydraulic power flowrate for managed pressure drilling |
| US10227838B2 (en) | 2016-05-10 | 2019-03-12 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Drilling system and method having flow measurement choke |
| DE102017119069A1 (de) * | 2017-08-21 | 2019-02-21 | Krones Ag | Verfahren zum Befüllen von Behältern mit einem Füllprodukt |
| US11702896B2 (en) | 2021-03-05 | 2023-07-18 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Flow measurement apparatus and associated systems and methods |
| US11661805B2 (en) | 2021-08-02 | 2023-05-30 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Real time flow rate and rheology measurement |
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| US4277832A (en) * | 1979-10-01 | 1981-07-07 | General Electric Company | Fluid flow control system |
| GB2123983B (en) * | 1982-07-15 | 1986-01-08 | Delta Technical Services Ltd | Pressure controllers |
| DE3700898A1 (de) * | 1987-01-14 | 1988-07-28 | Herion Werke Kg | Mengenregelventil |
| DE3931962A1 (de) * | 1989-09-25 | 1991-04-04 | Rexroth Mannesmann Gmbh | Ansteuerelektronik fuer ein elektrisch verstellbares stellglied |
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-
1991
- 1991-10-17 IT ITMI912746A patent/IT1251941B/it active IP Right Grant
-
1992
- 1992-10-13 EP EP92203140A patent/EP0540079B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-10-13 DE DE69206955T patent/DE69206955T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-10-14 FI FI924660A patent/FI924660A/fi unknown
- 1992-10-14 NO NO92923982A patent/NO923982L/no unknown
- 1992-10-16 JP JP4304865A patent/JPH07210253A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000104 |