JPH0783204A - 電空変換器及び電空ポジショナ - Google Patents

電空変換器及び電空ポジショナ

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JPH0783204A
JPH0783204A JP23312193A JP23312193A JPH0783204A JP H0783204 A JPH0783204 A JP H0783204A JP 23312193 A JP23312193 A JP 23312193A JP 23312193 A JP23312193 A JP 23312193A JP H0783204 A JPH0783204 A JP H0783204A
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JP
Japan
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signal
circuit
power supply
switching
voltage
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Pending
Application number
JP23312193A
Other languages
English (en)
Inventor
Atsushi Kimura
惇 木村
Tsuyoshi Nishijima
剛志 西島
Hiroshi Hayashi
寛 林
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 電流信号に異常が発生したときに出力である
空気圧信号或いは弁開度信号を制御してプロセスダウン
を防止する。 【構成】 電流信号を用いて回路電源を作る電源回路1
2と、電流信号に対応する電圧信号を発生させる信号検
出回路13と、電源回路の回路電源を監視して所定値を
越えたときに切換信号を出力する電源監視回路21と、
バッテリ20と、所定の保持信号を出力する信号発生回
路22と、回路電源とバックアップ電圧とを切り換える
第1切換手段と、電圧信号と保持信号とを切り換えて制
御信号を出力する第2切換手段と、制御信号に対応する
よう空気圧信号或いは弁開度信号を出力する空気圧制御
手段或いは弁開度制御手段19とを具備し、切換信号に
より第1切換手段と第2切換手段とを切り換える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、2本の伝送線を介して
伝送される電流信号を受信して対応する空気圧信号或い
は弁開度に変換するする電空変換器或いは電空ポジショ
ナに係り、特に、電流信号に異常が発生したときに出力
である空気圧信号或いは弁開度信号を制御してプロセス
ダウンを防止するように改良された電空変換器或いは電
空ポジショナに関する。
【0002】
【従来の技術】図5は従来の電空ポジショナの構成を示
す構成図である。10、11はコントローラなどから2
本の伝送線を介して伝送される電流信号Ii(例えば、
4〜20mAなど)を受信する入力端子である。
【0003】この入力端子10と11の間には、電源回
路12と入力抵抗で構成された信号検出回路13とが直
列に接続されている。電源回路12はツエナダイオード
等で構成されその両端に一定の回路電圧ECを発生させ
る。電源回路12と信号検出回路13との接続点は共通
電位点COMとされる。
【0004】信号検出回路13の両端に発生した信号電
圧Viは、抵抗R1、R2、R3と演算増幅器Q1で構成さ
れたレベルシフト回路14に出力される。回路電圧EC
で付勢され非反転入力端(+)が抵抗R3で共通電位点
COMに接続された演算増幅器Q1の反転入力端(−)
は、抵抗R1を介して信号検出回路13の一端に、また
抵抗R2を介して出力端にそれぞれ接続されている。
【0005】偏差増幅器15は、回路電圧ECで付勢さ
れ、その入力の一端にはレベルシフト回路14でレベル
シフトされた信号電圧ViSが、その他端には回路電圧E
Cで付勢された弁開度変換器16からの帰還信号Vfがそ
れぞれ入力されている。偏差増幅器15はこれらの信号
電圧ViSと帰還信号Vfが一致するようにその出力端に
制御信号V0を出力する。
【0006】空気圧変換回路17は、回路電圧ECで付
勢されると共に給気圧PSが供給され、制御信号V0に対
応する空気圧信号P0を出力する。この空気圧変換回路
17は、例えば、トルクモータ、ノズル/フラッパ機
構、パイロットリレーなどで構成されている。
【0007】制御弁18は、この空気圧信号P0により
ステムを変位させて弁開度を制御する。この弁開度は弁
開度変換器16で検出されて帰還信号Vfに変換して偏
差増幅器15に負帰還する。これらの偏差増幅器15、
空気圧変換回路17、弁開度変換器16などで弁開度制
御回路19を構成している。
【0008】以上の構成は、電空ポジショナをベースと
しているが、この空気圧信号P0を制御弁18を介さず
に、圧力/電気変換器に出力し変換された信号を帰還信
号として偏差増幅器15に負帰還すればそのまま電空変
換器となる。
【0009】
【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或いは電空変換器は、コントロー
ラなどから伝送された電流信号Iiを用いて回路電源と
しているので、例えばコントローラと電空ポジショナ等
とを結ぶ伝送線が断線したときのように、電流信号Ii
が電空ポジショナ等に入力されない事故が発生すると、
電空ポジショナ等の出力ダウンを引き起こす。
【0010】通常は、この出力ダウンはフェールセーフ
に対応するものになっているが、プラントなどに直接結
合している電空ポジショナ等の出力ダウンは、プラント
のダウンに直接結びつき大きな問題となる。
【0011】
【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、2本の伝送線を介して
電流信号が入力されこの電流信号を用いて回路電源を作
る電源回路と、この電源回路に直列に接続され先の電流
信号に対応する電圧信号を発生させる信号検出回路と、
先の電源回路の回路電源を監視して所定値を越えたとき
に切換信号を出力する電源監視回路と、先の電源回路の
電圧と同等のバックアップ電圧を有するバッテリと、先
の回路電源或いは先のバックアップ電圧で付勢され所定
の保持信号を出力する信号発生回路と、先の回路電源と
先のバックアップ電圧とを切り換える第1切換手段と、
先の電圧信号と先の保持信号とを切り換えて制御信号を
出力する第2切換手段と、給気圧が供給されこの制御信
号に対応するよう空気圧信号或いは弁開度信号を出力す
る空気圧制御手段或いは弁開度制御手段とを具備し、先
の切換信号により先の第1切換手段と第2切換手段とを
切り換えるようにしたものである。
【0012】
【作 用】電源回路は2本の伝送線を介して電流信号が
入力されこの電流信号を用いて回路電源を作る。そし
て、信号検出回路はこの電源回路に直列に接続され先の
電流信号に対応する電圧信号を発生させる。
【0013】電源監視回路は先の電源回路の回路電源を
監視して所定値を越えたときに切換信号を出力する。そ
して、信号発生回路は先の回路電源或いはこの電源回路
と同等の電圧を持つバッテリのバックアップ電圧で付勢
され所定の保持信号を出力する。
【0014】第1切換手段は先の回路電源と先のバック
アップ電圧とを切り換え、第2切換手段は先の電圧信号
と先の保持信号とを切り換えて制御信号を出力する。そ
して、空気圧制御手段或いは弁開度制御手段は、給気圧
が供給されこの制御信号に対応するよう空気圧信号或い
は弁開度信号を出力する。
【0015】電源監視回路から出力される先の切換信号
により先の第1切換手段と第2切換手段とを切り換え、
たとえ電流信号がダウンしたときでも、所定の制御信号
を出力し、プラントのダウンが生じるのを防止すること
ができる。
【0016】
【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は電空ポジショナを例にとったときの本発
明の1実施例としての構成図である。なお、図5に示す
従来の電空ポジショ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。
【0017】スイッチSW1の切換端の1端は電源回路
12の一端に、切換端の他端は一端が共通電位点COM
に接続されたバッテリ20の他端に、それぞれ接続され
ている。バッテリ20は回路電圧ECとほぼ同一のバッ
クアップ電圧VBをもつ。
【0018】さらに、スイッチSW1の共通端は、一端
が共通電位点COMに接続された電源監視回路21の他
端に接続されている。電源監視回路21は、回路電圧E
Cが導入され、この値を監視しており、所定値を越えた
らスイッチSW1をバッテリ20側に切り換える切換信
号VSを出力する。
【0019】また、一端が共通電位点COMに接続され
た信号発生回路22の他端は、スイッチSW1の共通端
に接続され、必要に応じて、レベルシフト回路14でレ
ベルシフトされた信号電圧ViSが入力されている。
【0020】そして、信号発生回路22は予め設定され
た保持電圧、或いは切り換え直前の信号電圧ViSがスイ
ッチSW2の切換端の一端に印加される。スイッチSW2
の切換端の他端には、常時、信号電圧ViSが印加され、
その共通端から偏差増幅器15の入力の一端に選択信号
SSが出力される。これらのスイッチSW1、SW2は切
換信号VSにより切り換えられる。
【0021】電源監視回路21、バッテリ20、信号発
生回路22、スイッチSW1、SW2などによりバックア
ップ回路23が構成される。選択信号VSS以降の構成に
ついては図5に示す構成と同一である。
【0022】次に、以上のように構成された図1に示す
実施例の動作について説明する。通常の状態ではスイッ
チSW1の共通端は電源回路12側に接続され、スイッ
チSW2の共通端はレベルシフト回路14側に接続され
ている。
【0023】この通常状態では、コントローラから2本
の伝送線を介して電流信号Iiが入力され、この電流信
号Iiにより電源回路12で回路電圧ECが作られて、内
部回路の電源として供給される。
【0024】一方、信号検出回路13で検出された電流
信号Iiは信号電圧Viに変換されてレベルシフト回路1
4に出力される。ここでレベルシフトされた信号電圧V
iSはスイッチSW2を介して選択信号VSSとして偏差増
幅器15の入力の一端に出力される。
【0025】偏差増幅器15の入力の他端には、弁開度
変換器16から帰還信号Vfが入力されており、偏差増
幅器15はこれらの選択信号VSSと帰還信号Vfとが一
致するように、つまり選択信号VSSに一致する弁開度に
なるように制御する。
【0026】一方、電流信号Iiがオフになったとき
は、この状態を電源監視回路21が監視しており、切換
信号VSを出力してスイッチSW1、SW2をバッテリ2
0側と信号発生回路22とに切り換える。
【0027】これにより、内部回路はバックアップ電圧
Bで付勢され、信号発生回路22は予め設定された保
持信号VHをスイッチSW2を介して選択信号VSSとして
偏差増幅器15の入力の一端に出力する。弁開度制御回
路19はこの保持信号VHに対応するように制御弁18
の弁開度を制御する。
【0028】この場合、信号発生回路22に信号電圧V
iSが、常時、印加される状態にしておき、スイッチSW
1、SW2がバックアップ状態に切り換えられる直前の値
をホールドし、このホールド値をバックアップ状態で信
号発生回路22から選択信号VSSとして出力することも
できる。
【0029】図2はバックアップ回路23とレベルシフ
ト回路14との切り換えをスムーズに行うように改良し
た構成を示す。レベルシフト回路14は抵抗R5を介し
て、信号発生回路22は抵抗R4と切換信号VSで制御さ
れるスイッチSW3との直列回路を介して、それぞれ偏
差増幅器15の入力の一端に接続されている。このよう
な構成にすることにより切り換えがスムーズに実行でき
る。
【0030】図3は図1に示す実施例の一部を改良した
変形実施例の構成図である。この実施例では給気圧PS
を検出してこの給気圧PSがないときに電源監視回路を
リセットしてバッテリの無駄使いを防止するようにした
ものである。
【0031】弁開度制御回路24として、この中に弁開
度制御回路19の構成のほかに圧力検出器25を内蔵し
て、給気圧PSを検出し、この給気圧PSがないときにリ
セッットするリセット信号VRを出力する。
【0032】また、バッアップ回路26として、このバ
ッアップ回路26のなかの電源監視回路27にセット/
リセット端子S/Rを設け、ここにリセット信号VR
出力する。このような構成により、給気圧PSがないと
きに電源監視回路27をリセットしてバッテリの無駄使
いを防止する。
【0033】図4は本発明の内容を電空変換器として実
現する実施例を示す構成図である。空気圧制御回路28
はパイロットリレー17の空気圧信号P1を電気信号で
ある帰還信号Vf1に変換する圧力変換回路29が、弁開
度制御回路19における弁開度変換器16の代わりに設
けられている。動作は制御対象が図1に示す弁開度の代
わりに空気圧信号P1である点を除いて図1の場合と同
じである。
【0034】
【発明の効果】以上、実施例と共に具体的に説明したよ
うに本発明によれば、回路電源と共に信号の伝送をも行
う電流信号が無くなったときにこれを電源監視回路で検
知してバックアップ電源に切り換えて所定の保持信号に
より設定された値で空気圧信号を出力するようにしたの
で、プロセスダウンを防ぐことができ、高信頼性の電空
変換器或いは電空ポジショナを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例の構成を示す電空ポジショナ
の構成図である。
【図2】図1に示す実施例の一部を改良した部分構成図
である。
【図3】図1に示す実施例の一部を改良した他の構成を
示す電空ポジショナの構成図である。
【図4】本発明の1実施例の構成を示す電空変換器の構
成図である。
【図5】従来の電空ポジショナの構成を示す構成図であ
る。
【符号の説明】
12 電源回路 13 信号検出回路 14 レベルシフト回路 15 偏差増幅器 16 弁開度変換器 17 パイロットリレー 18 制御弁 19、24 弁開度制御回路 20 バッテリ 21、27 電源監視回路 22 信号発生回路 23、26 バックアップ回路 28 空気圧制御回路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】2本の伝送線を介して電流信号が入力され
    この電流信号を用いて回路電源を作る電源回路と、この
    電源回路に直列に接続され前記電流信号に対応する電圧
    信号を発生させる信号検出回路と、前記電源回路の回路
    電源を監視して所定値を越えたときに切換信号を出力す
    る電源監視回路と、前記電源回路の電圧と同等のバック
    アップ電圧を有するバッテリと、前記回路電源或いは前
    記バックアップ電圧で付勢され所定の保持信号を出力す
    る信号発生回路と、前記回路電源と前記バックアップ電
    圧とを切り換える第1切換手段と、前記電圧信号と前記
    保持信号とを切り換えて制御信号を出力する第2切換手
    段と、給気圧が供給されこの制御信号に対応するよう空
    気圧信号を出力する空気圧制御手段とを具備し、前記切
    換信号により前記第1切換手段と第2切換手段とを切り
    換えることを特徴とする電空変換器。
  2. 【請求項2】2本の伝送線を介して電流信号が入力され
    この電流信号を用いて回路電源を作る電源回路と、この
    電源回路に直列に接続され前記電流信号に対応する電圧
    信号を発生させる信号検出回路と、前記電源回路の回路
    電源を監視して所定値を越えたときに切換信号を出力す
    る電源監視回路と、前記電源回路の電圧と同等のバック
    アップ電圧を有するバッテリと、前記回路電源或いは前
    記バックアップ電圧で付勢され所定の保持信号を出力す
    る信号発生回路と、前記回路電源と前記バックアップ電
    圧とを切り換える第1切換手段と、前記電圧信号と前記
    保持信号とを切り換えて制御信号を出力する第2切換手
    段と、給気圧が供給されこの制御信号に対応するよう弁
    開度信号を出力する弁開度制御手段とを具備し、前記切
    換信号により前記第1切換手段と第2切換手段とを切り
    換えることを特徴とする電空ポジショナ。
  3. 【請求項3】前記給気圧の有無を検出する空気圧検出手
    段を具備しこの空気圧検出手段の出力により前記電源監
    視回路の機能をセット/リセットすることを特徴とする
    請求項第1項記載の電空変換器。
  4. 【請求項4】前記給気圧の有無を検出する空気圧検出手
    段を具備しこの空気圧検出手段の出力により前記電源監
    視回路の機能をセット/リセットすることを特徴とする
    請求項第2項記載の電空ポジショナ。
JP23312193A 1993-09-20 1993-09-20 電空変換器及び電空ポジショナ Pending JPH0783204A (ja)

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