JPH0784649A - Flow rate control unit having both of constant flow rate function and variable flow rate function - Google Patents

Flow rate control unit having both of constant flow rate function and variable flow rate function

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JPH0784649A
JPH0784649A JP25089793A JP25089793A JPH0784649A JP H0784649 A JPH0784649 A JP H0784649A JP 25089793 A JP25089793 A JP 25089793A JP 25089793 A JP25089793 A JP 25089793A JP H0784649 A JPH0784649 A JP H0784649A
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JP
Japan
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flow rate
control
controller
valve
function
Prior art date
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Pending
Application number
JP25089793A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshio Nishizawa
敏夫 西沢
Tetsuo Koyanagi
徹郎 小柳
Yoshio Hosokawa
喜生 細川
Hiroyuki Kajiyama
浩行 梶山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kitz Corp
Original Assignee
Kitz Corp
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Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a device capable of executing accurate flow rate control by simple operation without being affected by a pressure difference generated before and after a flow rate control valve or pressure variation in a pipe. CONSTITUTION:A controller 5 measures a current flow rate from the output of a flow rate sensor 4 and controls a flow rate control valve 3 so that the current flow rate is approximately the same as an optionally specified set flow rate. In this case, the specified set flow rate is allowed to have some optional deviation, continuous control or inching control is automatically selected in accordance with the degree of a control error to control the valve 3, a controlled flow rate by one control is optionally set up, and the valve 3 is controlled so that the current flow rate is within the range of the deviation. A minimum control flow rate and a maximum control flow rate are optionally set up in the controller 5 as flow rate values in the specified set flow rate control and zero span is automatically controlled so that the minimum value and maximum value of analog input values are respectively set up as the minimum control flow rate and the maximum control flow rate.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は定流量機能と変流量機能
を同時に持つ流量制御ユニットに関し、特に、配管を流
れる液体の流量を設定・指示された値で正確に一定に保
つことができ、また、必要に応じて液体の流量を設定・
指示された値で正確に変化させることができる定流量機
能と変流量機能を同時に持つ流量制御ユニットに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flow rate control unit having a constant flow rate function and a variable flow rate function at the same time. In particular, the flow rate of a liquid flowing through a pipe can be accurately maintained at a set and instructed value. In addition, set the liquid flow rate as necessary.
The present invention relates to a flow rate control unit that has a constant flow rate function and a variable flow rate function that can be accurately changed with an indicated value.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来よりフィードバック制御において、
配管を流れる液体の流量制御は、配管途中に主機である
制御バルブと、温度、圧力、濃度、pH等の検出センサ
を直列的に配設し、この検出センサの出力を調節器の入
力部に接続すると共に、制御バルブの制御線をコントロ
ーラのバルブ制御部に接続することで、予め定められた
数値になるように制御バルブの開度の制御を行なうこと
が一般的に行なわれている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in feedback control,
To control the flow rate of the liquid flowing through the pipe, a control valve, which is the main engine, and a detection sensor for temperature, pressure, concentration, pH, etc. are arranged in series in the middle of the pipe, and the output of this detection sensor is input to the regulator. It is common practice to connect the control line of the control valve to the valve control section of the controller as well as to control the opening of the control valve so that the value becomes a predetermined value.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような従来例でいう制御バルブの開度制御とは、実際
には液体の通過面積(制御バルブの開口面積)の制御で
ある。ここで、配管を流れる液体の流量Q、液体の流速
V、液体の通過面積Sの関係は、
However, the opening control of the control valve in the conventional example as described above is actually the control of the passage area of the liquid (the opening area of the control valve). Here, the relationship among the flow rate Q of the liquid flowing through the pipe, the flow velocity V of the liquid, and the passage area S of the liquid is

【数1】 の式で表すことができる。[Equation 1] Can be expressed by

【0004】しかし、制御バルブの液体通過面積を直接
制御することは不可能であるため、外部的にアクチュエ
ータ等を用いて制御バルブのステムを操作することで、
開度制御を行なっている。このように、制御バルブの開
度を整数的に制御しても、制御バルブの通過面積は比例
的に変化せず二次関数的に変化する。さらに、制御バル
ブの口径が同じであってもバルブの種類やメーカーによ
り、この特性は異なったものとなっている。
However, since it is impossible to directly control the liquid passage area of the control valve, it is possible to externally operate the stem of the control valve by using an actuator or the like.
The opening is controlled. Thus, even if the opening of the control valve is controlled in an integer, the passage area of the control valve does not change proportionally but changes quadratically. Furthermore, even if the control valve has the same diameter, this characteristic varies depending on the type and manufacturer of the valve.

【0005】従って、制御バルブの開度を整数的に変化
させる現在の制御方法は、流量は二次関数的に変化する
ので、各メーカーはバルブの種類や口径毎に実験を行な
い流量特性を求めている。また、バルブの開度と流量が
比例的に制御されるためにリニア特性が求められるが、
この特性を持つバルブを得ることは事実上不可能である
ので、イコールパーセント特性を持つバルブの開発がさ
れている。
Therefore, in the current control method in which the opening of the control valve is changed in an integer manner, the flow rate changes in a quadratic function. Therefore, each manufacturer conducts an experiment for each valve type and diameter to obtain the flow rate characteristic. ing. Also, linear characteristics are required because the valve opening and flow rate are controlled proportionally,
Since it is virtually impossible to obtain a valve having this characteristic, a valve having an equal percent characteristic has been developed.

【0006】上記したイコールパーセント特性を持つバ
ルブにより正確な流量制御を行なうためには、正確なイ
コールパーセント特性を持つバルブが必要とされる。こ
のために、バルブは一台毎に試験を行ないながら製作せ
ざるおえないので、価格的に非常に高価なものになるの
が現状である。
In order to perform accurate flow rate control with the above-mentioned valve having the equal percent characteristic, a valve having the accurate equal percent characteristic is required. For this reason, the valves have to be manufactured while testing each one, so that the price is very expensive at present.

【0007】さらに重要なことは、液体制御において、
配管内の圧力は常に変動しており、この圧力の変化が制
御バルブの前後の差圧の変化に現れ、同一開度では通過
流量は二次関数的に変化が起こることである。この差圧
ΔPは、液体の流速V、重力加速度2gとの関係におい
て、
More importantly, in liquid control,
The pressure in the pipe is constantly changing, and this change in pressure appears in the change in differential pressure before and after the control valve, and the flow rate of passage changes quadratically at the same opening. This pressure difference ΔP is related to the flow velocity V of the liquid and the gravitational acceleration 2g,

【数2】 の式で表される。よって、この式により配管を流れる液
体の流量Qは、
[Equation 2] It is expressed by the formula. Therefore, the flow rate Q of the liquid flowing through the pipe by this equation is

【数3】 であるから、[Equation 3] Therefore,

【数4】 の式を導くことができるので、この式によって、例えば
バルブの開度が60%のとき、ΔPが1kgf/cm2から
3kgf/cm2に変動した場合、流量の増加率は約233
%に及ぶ。ΔPは変動要素、2gは一定であるから、流
量Qを一定にするためには液体の通過面積Sを二次関数
的に変化させる必要があり、さらに、これを開度に変え
て制御することは不可能である。
[Equation 4] Since the equation can be derived, for example, when the valve opening is 60% and ΔP changes from 1 kgf / cm 2 to 3 kgf / cm 2 , the flow rate increase rate is about 233.
%. Since ΔP is a variable element and 2g is constant, it is necessary to change the passage area S of the liquid in a quadratic function in order to keep the flow rate Q constant. Is impossible.

【0008】ΔPが変化してもQを一定にすることを定
流量機能と称し、正確な流量制御にとって重要な事項で
ある。ポンプ等液体の搬送源と制御バルブが1対1であ
っても、流量の増減により配管内の圧力損失が変動す
る。この状態で、制御バルブの流量特性によりバルブ開
度で正確な流量制御を行なうためには、制御バルブの前
後差圧を常に一定にするべく制御を行なうか、差圧によ
り開度の補正制御を行なう必要が発生する。
Keeping Q constant even if ΔP changes is called a constant flow rate function and is an important matter for accurate flow rate control. Even if the liquid supply source such as a pump and the control valve are in a one-to-one relationship, the pressure loss in the pipe varies due to the increase or decrease in the flow rate. In this state, in order to perform accurate flow rate control based on the valve opening according to the flow characteristics of the control valve, control is performed so that the differential pressure across the control valve is always constant, or the opening is corrected by the differential pressure. The need arises.

【0009】差圧の一定制御や補正制御は高度の技術で
価格的に非常に高価であり、汎用として実用的ではな
い。さらに、一つの搬送源の同一配管上に幾つかの制御
バルブがあり、それぞれが独自な流量制御を行なうと、
一つの制御バルブの制御結果が他の制御バルブの前後差
圧に影響し、前記した差圧制御や補正制御を行なうと非
常に複雑な制御となるために膨大な設備と費用を必要と
する。
The constant control and the correction control of the differential pressure are high-priced techniques, are very expensive in price, and are not practical as a general purpose. Furthermore, if there are several control valves on the same pipe of one carrier, and each performs its own flow control,
The control result of one control valve influences the differential pressure across the other control valve, and if the above-mentioned differential pressure control or correction control is performed, it becomes a very complicated control, which requires enormous equipment and cost.

【0010】また、制御バルブの開度による流量制御で
制御の正確さを求める場合は、制御バルブの正確な開角
度制御が必要とされ、ポジショナやアクチュエータの高
分解能化が要求される。例えば、電気式アクチュエータ
においては、従来の分解能は1/300程度であった
が、現在では1/1000程度の高分解能の製品が製造
されているが、アクチュエータを高分解能化するために
は複雑な技術や多くの電子部品を必要とし、価格が汎用
アクチュエータと比較して大幅に高価となる。しかし、
制御バルブの開度による流量の制御は、制御バルブの流
量特性が改善され、制御バルブの開度を制御するアクチ
ュエータの高分解能化が実現しても、配管内の圧力変動
に対しては、その技術は影響しないために開度指示によ
る正確な流量制御は不可能である。
Further, when the accuracy of control is required by controlling the flow rate by the opening of the control valve, it is necessary to accurately control the opening angle of the control valve, and it is necessary to increase the resolution of the positioner and the actuator. For example, in the electric actuator, the conventional resolution was about 1/300, but nowadays, products with high resolution of about 1/1000 are manufactured, but it is complicated to increase the resolution of the actuator. It requires technology and many electronic components, and the price is significantly higher than that of general-purpose actuators. But,
The flow rate control based on the opening of the control valve improves the flow rate characteristics of the control valve, and even if the resolution of the actuator that controls the opening of the control valve is increased, it is possible Since the technology does not affect, accurate flow rate control by opening instruction is impossible.

【0011】温度、圧力等のセンサによるフィードバッ
ク制御においては、適切な調節器を設置することにより
実用に供する程度の制御精度を得ることができる。この
調節器は電子式で、バルブのオーバー・アンダーシュー
トを防止したり、微小な変化の影響を排除するための偏
差の設定等ができ、PI、DI、PID制御などにより
正確な制御を行なうための制御ソフトが付加されてい
る。
In feedback control using a sensor for temperature, pressure, etc., it is possible to obtain practical control accuracy by installing an appropriate regulator. This regulator is an electronic type that can prevent overshoot and undershoot of the valve, set deviations to eliminate the influence of minute changes, etc., and perform accurate control by PI, DI, PID control, etc. The control software of is added.

【0012】調節器からの信号は信号量とバルブの開度
が比例するもので、流量との関係は、温度、pH、圧力
等に変換され設定値との偏差としてフィードバックされ
るまで流量は補正されない。例えば、90°開閉式バル
ブで0〜10VDCにおいて、0VDCではバルブの開
度は全閉で、10VDCが入力されるとバルブは90°
全開に制御されるが、流量は、その設定された場所とポ
ンプ等の液体輸送設備との圧力損失差により左右される
ので、流量と入力信号とのゼロスパン設定はできない。
The signal from the controller is proportional to the signal amount and the valve opening. The relationship between the flow rate and the flow rate is converted into temperature, pH, pressure, etc., and the flow rate is corrected until it is fed back as a deviation from the set value. Not done. For example, at 0 to 10 VDC with a 90 ° open / close valve, the valve opening is fully closed at 0 VDC, and when 10 VDC is input, the valve is 90 °.
Although it is controlled to be fully opened, the flow rate depends on the pressure loss difference between the set location and liquid transportation equipment such as a pump, so zero span setting cannot be performed between the flow rate and the input signal.

【0013】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、簡単な操作で正確
な流量の制御を行なうことができ、しかも、非常に安価
な流量制御ユニットを汎用的に提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to make it possible to accurately control the flow rate by a simple operation, and at the same time, a very inexpensive flow rate control unit. To provide a general purpose.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、配管に装入された流量制御バルブの流
入側又は流出側に流量センサを配設し、この流量センサ
の出力線をコントローラの入力部に接続すると共に、流
量制御バルブの制御線をコントローラのバルブ制御部に
接続することで、液体輸送設備から配管を介して適宜個
所に液体を供給する設備において、コントローラに、流
量センサの検出出力による流量測定手段と、指示設定流
量設定手段と、流量測定手段による現在流量と任意に設
定した指示設定流量とを比較する比較演算手段と、この
比較演算手段の演算結果に基づいて流量制御バルブの開
閉を行なうバルブ制御手段を設けることで、現在流量が
任意の指示設定流量と略同一となるように流量制御バル
ブを開閉制御して、単位時間あたりの流量が一定となる
ことを特徴とする構成とした。
In order to achieve the above object, the present invention provides a flow rate sensor on the inflow side or the outflow side of a flow rate control valve installed in a pipe, and outputs the flow rate sensor. By connecting the line to the input part of the controller and connecting the control line of the flow rate control valve to the valve control part of the controller, in the facility that supplies the liquid from the liquid transportation facility to the appropriate place through the pipe, to the controller, A flow rate measuring means based on the detection output of the flow rate sensor, an instruction set flow rate setting means, a comparison calculation means for comparing the current flow rate by the flow rate measurement means and an arbitrarily set instruction flow rate, and a calculation result of the comparison calculation means. By providing valve control means for opening and closing the flow control valve, the flow control valve is controlled to open and close so that the current flow rate is almost the same as the desired set flow rate. Flow rate per unit time has a structure characterized by comprising a constant.

【0015】この場合、指示設定流量設定手段において
入力される指示設定流量に任意量の偏差を持たせ、この
偏差の大きさにより連続制御または段階的制御の何れか
を自動選択し、制御誤差の大きいときは流量制御バルブ
を連続制御し、制御誤差が小さいときは流量制御バルブ
をインチング制御し、これらの制御において、1回の制
御の制御流量を任意に設定可能とすることで、現在流量
が正確かつスピーディーにこの偏差の範囲となるように
流量制御バルブを制御するようにし、また、指示設定流
量設定手段において、許容流量制御範囲内の任意の制御
最小流量と制御最大流量をコントローラに流量数値とし
て設定し、アナログ入力値の最小値を制御最小流量と
し、アナログ入力値の最大値を制御最大流量にすること
で自動的に流量のゼロスパン調整され、信号量と流量の
関係を逆に設定可能とすることができる。また、コント
ローラに表示部を設け、この表示部に現在流量、積算流
量或は停止積算流量等の表示と、コントローラに設定又
は各手段の処理中に記憶した各種数値情報を表示さるこ
とを可能とし、また、コントローラに異常発生告知手段
を設け、比較演算手段で得られた値が、指示設定流量設
定手段で与えられた値に対して定められた許容値より外
れたときに異常と判断し、配管を流れる液体が流量不足
或は流量過剰であることを表示部に表示すると同時に外
部に出力し、さらに、コントローラに計時手段を設け、
比較演算手段で得られた値が許容値より外れたときに、
任意の一定時間連続して許容値外である場合に異常と判
断し、配管を流れる液体が流量不足或は流量過剰である
ことを表示部に表示して同時に外部に出力すると同時
に、制御を続行させるか停止させるかを選択可能な構成
としている。
In this case, the instruction set flow rate input by the instruction set flow rate setting means is allowed to have an arbitrary amount of deviation, and either continuous control or stepwise control is automatically selected according to the magnitude of the deviation to control the control error. When the flow rate control valve is large, the flow rate control valve is continuously controlled. When the control error is small, the flow rate control valve is inching controlled. In these controls, the control flow rate for one control can be set arbitrarily, so that the current flow rate is The flow control valve is controlled so that this deviation range is accurately and speedily, and in the set flow rate setting means, the controller can set any control minimum flow rate and control maximum flow rate within the allowable flow rate control range to the controller. The minimum analog input value is set as the control minimum flow rate, and the maximum analog input value is set as the control maximum flow rate. Is span adjustment, it can be configurable relationships of signal quantity and flow reversed. In addition, the controller is provided with a display unit, and it is possible to display the current flow rate, accumulated flow rate, stopped accumulated flow rate, etc. on this display unit and various numerical information stored in the controller during setting or processing of each means. Also, the controller is provided with an abnormality occurrence notifying means, and when the value obtained by the comparison calculating means is out of the allowable value set for the value given by the instruction setting flow rate setting means, it is judged as an abnormality, Indication of insufficient or excessive flow rate of the liquid flowing through the pipe is displayed on the display unit, and at the same time, output to the outside.
When the value obtained by the comparison operation means deviates from the allowable value,
If it is outside the allowable value for a certain period of time continuously, it is judged to be abnormal, and the display indicates that the flow rate of the liquid flowing in the pipe is insufficient or excessive, and at the same time, it is output to the outside and the control is continued. The configuration is such that it can be selected to be started or stopped.

【0016】上記の構成は、コントローラはマイクロコ
ンピュータシステムにより構成され、これに数値設定ス
イッチ、表示部、及び入出力ドライバ等を設けることで
流量測定手段、指示設定流量設定手段、比較演算手段、
バルブ制御手段、異常発生告知手段、計時手段を実現
し、表示部にLCD、LED或はランプを用い、また、
コントローラに遠隔制御手段を設け、コントローラの遠
隔操作を行なうことができるようにし、さらに、コント
ローラに任意に設定変更可能なアドレス設定手段を設
け、各コントローラ毎に異なるアドレスを付与すること
で複数のコントローラを個別に遠隔制御することができ
るようにするのが好ましい。
In the above construction, the controller is composed of a microcomputer system, and by providing a numerical setting switch, a display section, an input / output driver, etc., the flow rate measuring means, the instruction setting flow rate setting means, the comparison calculating means,
A valve control means, an abnormality occurrence notification means, and a timekeeping means are realized, and an LCD, an LED, or a lamp is used for the display section.
The controller is provided with remote control means so that the controller can be operated remotely. Further, the controller is provided with address setting means capable of arbitrarily changing settings, and a plurality of controllers are provided by assigning different addresses to each controller. It is preferable to be able to individually control each.

【0017】[0017]

【作用】流量センサは、瞬時毎の流量に応じて可変する
電圧、電流、周波数、パルス或は電気抵抗等として出力
し、この検出出力はコントローラに送られる。コントロ
ーラで受信された検出出力は、コントローラの流量測定
手段によって測定時点における現在流量(瞬間流量)を
測定する。次に、コントローラの比較演算手段は、数値
設定スイッチ又はアナログ入力信号で入力設定される指
示設定流量設定手段により、予め設定された指示設定流
量値と流量測定手段で得られた瞬間流量との比較を行な
う。そして、コントローラのバルブ制御手段は、比較演
算手段の演算結果に基づき、出力ドライバを介して流量
制御バルブの開閉制御を行ない、液体の流量が指示設定
流量設定手段により予め設定された指示設定流量となる
ように調整を行なう。
The flow rate sensor outputs as a voltage, current, frequency, pulse or electric resistance that varies according to the instantaneous flow rate, and this detection output is sent to the controller. The detection output received by the controller measures the current flow rate (instantaneous flow rate) at the time of measurement by the flow rate measuring means of the controller. Next, the comparison operation means of the controller compares the preset instruction set flow rate value with the instantaneous flow rate obtained by the flow rate measurement means by the instruction set flow rate setting means input and set by the numerical setting switch or the analog input signal. Do. Then, the valve control means of the controller controls the opening and closing of the flow rate control valve via the output driver based on the calculation result of the comparison calculation means, and the flow rate of the liquid becomes equal to the preset set flow rate set by the preset set flow rate setting means. Adjust so that

【0018】この場合、コントローラは、配管を流れる
液体の流量が常に指示設定流量値となるように制御バル
ブの開閉操作を行うが、指示設定流量設定手段により設
定される指示設定流量値に偏差を任意に設定できるの
で、液体の輸送手段等における配管内の外乱や他の制御
ユニットの制御の結果による過剰制御を防止し、同一流
量制御系全体の不安定制御を防止することができる。さ
らに、制御誤差が大きいときは連続制御で流量制御バル
ブを素速く制御し、他方、制御誤差が小さいときはイン
チング制御(微少量制御)で流量制御バルブを繰り返し
段階的に制御して設定偏差内に収束させ、オーバーシュ
ートやアンダーシュート制御によるハンチングを防止し
ている。このとき、インチング制御において、1回の制
御量を任意に設定可能としたので、差圧や液体の種類に
よる不安定制御を防止することができる。
In this case, the controller performs the opening / closing operation of the control valve so that the flow rate of the liquid flowing through the pipe is always the instructed set flow rate value. However, the deviation is caused in the instructed set flow rate value set by the instructed set flow rate setting means. Since it can be set arbitrarily, it is possible to prevent the excessive control due to the disturbance in the pipe in the liquid transportation means or the like and the result of the control of other control units, and to prevent the unstable control of the entire same flow rate control system. Further, when the control error is large, the flow control valve is quickly controlled by continuous control, while when the control error is small, the flow control valve is repeatedly controlled stepwise by the inching control (fine amount control) to set the deviation within the set deviation. To prevent hunting due to overshoot or undershoot control. At this time, in the inching control, the control amount for one time can be arbitrarily set, so that the unstable control due to the differential pressure or the type of liquid can be prevented.

【0019】また、流量の指示制御においてコントロー
ラに任意の制御最小流量と制御最大流量を設定すると、
アナログ入力信号の最小値が制御最小流量となり、アナ
ログ入力信号の最大値が制御最大流量に自動的にゼロス
パン調整される。この場合、制御最大流量及び制御最小
流量とを逆に設定することにより、信号量と流量の関係
を逆にすることもできる。
Further, in the flow rate instruction control, if an arbitrary control minimum flow rate and control maximum flow rate are set in the controller,
The minimum value of the analog input signal becomes the control minimum flow rate, and the maximum value of the analog input signal is automatically zero-span adjusted to the control maximum flow rate. In this case, the relationship between the signal amount and the flow rate can be reversed by setting the control maximum flow rate and the control minimum flow rate in reverse.

【0020】コントローラには、LCD、LED或はラ
ンプ等の表示部を有しており、これにより、流量測定手
段で測定した瞬間流量や積算流量或は停止積算流量等の
表示を行なっている他、コントローラに設定又は各手段
の処理中に記憶した各種数値情報や動作状態の表示を行
なっている。また、コントローラに設けた異常発生告知
手段によれば、配管を流れる液体の流量値が許容値より
外れたときに異常と判断し、流量不足或は流量過剰であ
ることを表示部に表示すると同時に、外部に異常発生情
報を出力している。さらに、コントローラに設けた計時
手段によれば、比較演算手段で得られた流量値が偏差外
であったときに、任意に設定した時間以上に連続して偏
差外であるときに異常と判断し、配管を流れる液体が流
量不足或は流量過剰であることを表示部に表示すると同
時に、外部に異常発生情報を出力し、異常発生と判断さ
れたとき、そのまま制御を継続させるか、制御を停止さ
せるかを選択可能としている。
The controller has a display unit such as an LCD, an LED, a lamp, etc., thereby displaying the instantaneous flow rate, the accumulated flow rate or the stopped accumulated flow rate measured by the flow rate measuring means. The controller displays various numerical information stored in the controller or stored during the processing of each means and the operating state. Further, according to the abnormality notification means provided in the controller, when the flow rate value of the liquid flowing through the pipe is out of the allowable value, it is determined to be abnormal, and at the same time, the display section displays that the flow rate is insufficient or excessive. , The abnormality information is output to the outside. Further, according to the timing means provided in the controller, when the flow rate value obtained by the comparison calculation means is out of the deviation, it is judged to be abnormal when it is continuously out of the deviation for an arbitrarily set time or longer. , When the flow rate of the liquid flowing through the pipe is insufficient or excessive, the error information is output to the outside at the same time, and when it is judged that an abnormality has occurred, the control is continued or the control is stopped. It is possible to select whether to make it.

【0021】また、コントローラに設けた遠隔制御手段
によれば、外部のホストコンピュータ等によって、上記
したような指示流量や指示流量に対する偏差の設定及び
変更、瞬間流量表示、積算流量表示、停止積算流量表
示、動作状態表示、その他コントローラに設定又は各手
段の処理中に記憶した各種数値情報等の各制御を遠隔で
操作することができる。さらに、遠隔制御手段に設けた
アドレス設定手段によれば、各コントローラ毎に異なる
アドレスを付与することができる。従って、1台のホス
トコンピュータに複数台のコントローラをスレーブさせ
ることができ、前記した遠隔操作を各コントローラ毎に
それぞれ条件等を変えて個別に制御することができる。
Further, according to the remote control means provided in the controller, an external host computer or the like can set and change the above-mentioned instructed flow rate and the deviation with respect to the instructed flow rate, an instantaneous flow rate display, an integrated flow rate display, a stop integrated flow rate. Each control such as display, operation state display, and various numerical information set in the controller or stored during processing of each unit can be remotely operated. Further, according to the address setting means provided in the remote control means, different addresses can be given to the respective controllers. Therefore, one host computer can be made to slave a plurality of controllers, and the above-mentioned remote operation can be individually controlled by changing conditions and the like for each controller.

【0022】[0022]

【実施例】これより、本発明の流量制御ユニットの一実
施例について図面を用いて説明を行う。図1は、定量或
は変量で液体の流量制御を行うためのユニット本体1の
構成を示す回路図である。この図によれば、例えば、空
気調和機に冷温水を供給するポンプ等の液体輸送設備
(図示せず)の配管2の適宜位置に流量制御バルブ3が
装入され、この流量制御バルブ3の流入側に流量センサ
4を配設し、この流量センサ4の出力線6をコントロー
ラ5に接続すると共に、流量制御バルブ3の制御線7を
コントローラ5に接続した構成となっている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the flow rate control unit of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a unit main body 1 for controlling the flow rate of a liquid in a fixed amount or a variable amount. According to this figure, for example, a flow rate control valve 3 is installed at an appropriate position of a pipe 2 of a liquid transportation facility (not shown) such as a pump for supplying cold / hot water to an air conditioner. The flow rate sensor 4 is disposed on the inflow side, the output line 6 of the flow rate sensor 4 is connected to the controller 5, and the control line 7 of the flow rate control valve 3 is connected to the controller 5.

【0023】図2及び図3はコントローラ5の詳細な構
成を示しており、図2の構成は、いわゆるデジタル入力
タイプのコントローラ5のブロックダイヤグラムであ
り、コントロールパネル(図示せず)にて直接数値入力
して設定流量の制御を行うものである。一方、図3の構
成は、アナログ入力タイプのコントローラ5のブロック
ダイヤグラムであり、電流値、電圧値或は抵抗値等のア
ナログ量を入力し、その値の大小によって指示設定流量
の制御を行うものである。なお、何れの方式を用いるか
は、実施に応じて選択するものとする。
2 and 3 show the detailed structure of the controller 5. The structure of FIG. 2 is a block diagram of a so-called digital input type controller 5, and the numerical values are directly displayed on a control panel (not shown). The input is used to control the set flow rate. On the other hand, the configuration of FIG. 3 is a block diagram of the analog input type controller 5, in which an analog amount such as a current value, a voltage value or a resistance value is input, and the instruction set flow rate is controlled according to the magnitude of the value. Is. Which method is used depends on the implementation.

【0024】図2に示す本実施例のデジタル入力タイプ
のコントローラ5は、マイクロコンピュータシステムに
より構成されている。本実施例ではMPU500に流量
センサ入力部501、スイッチ入力部503、LED表
示器による表示部504、バルブ制御部505、バルブ
異常出力部506、通信部507等を設け、さらに、M
PU500のROM502等にソフトウェアを搭載する
ことによって流量測定手段、指示設定流量設定手段、比
較演算手段、バルブ制御手段、異常発生告知手段、計時
手段、遠隔制御手段を構成している。
The digital input type controller 5 of this embodiment shown in FIG. 2 is constituted by a microcomputer system. In this embodiment, the MPU 500 is provided with a flow sensor input unit 501, a switch input unit 503, a display unit 504 with an LED display, a valve control unit 505, a valve abnormality output unit 506, a communication unit 507, and the like.
By installing software in the ROM 502 or the like of the PU 500, a flow rate measuring unit, an instruction setting flow rate setting unit, a comparison calculation unit, a valve control unit, an abnormality occurrence notification unit, a time counting unit, and a remote control unit are configured.

【0025】上記においてスイッチ入力部は503は数
値設定スイッチを含み、後述する指示設定流量値、指示
設定流量に付加する偏差量、停止積算流量値、制御流量
の最大値及び最小値、乗数、その他の各種数値の設定を
行なう他、制御開始、制御停止、リセット、通信アドレ
ス設定、制御遅延時間設定、流量下限制御方法、その他
の選択等を行なうために用いられる。また、表示部50
4は、表示現在の瞬間流量、積算流量、停止積算流量の
各流量と設定された瞬間流量、積算流量、停止積算流量
の各流量及びコントローラ5、流量制御バルブ3、配管
2の流量の異常発生の表示に用いられる。なお、本実施
例では、表示部504にLED表示器を表示手段として
用いているが、LED表示器の代りにLCD表示器やラ
ンプ等を用いることもできる。
In the above, the switch input unit 503 includes a numerical value setting switch, and an instruction set flow rate value, a deviation amount added to the instruction set flow rate, a stop integrated flow rate value, a maximum value and a minimum value of the control flow rate, a multiplier, etc. It is used to set various numerical values, control start, control stop, reset, communication address setting, control delay time setting, flow rate lower limit control method, and other selections. In addition, the display unit 50
Numeral 4 indicates each of the displayed instantaneous flow rate, accumulated flow rate, stopped accumulated flow rate and set instantaneous flow rate, accumulated flow rate, stopped accumulated flow rate, and controller 5, flow control valve 3, and pipe 2 Used to display. In this embodiment, the LED display is used as the display means in the display unit 504, but an LCD display, a lamp or the like may be used instead of the LED display.

【0026】一方、図3に示す本実施例のアナログ入力
タイプのコントローラ5も、マイクロコンピュータシス
テムにより構成されている。本実施例ではMPU500
に流量センサ入力部501、スイッチ入力部503、L
CD表示器による表示部504、バルブ制御部505、
バルブ異常出力部506、通信部507、アナログ指示
入力部508、アンプ部509及びアナログ回路用電源
部510等を設け、さらに、MPU500のROM50
2等にソフトウェアを搭載することによって流量測定手
段、指示設定流量設定手段、比較演算手段、バルブ制御
手段、異常発生告知手段、計時手段、遠隔制御手段を構
成している。
On the other hand, the analog input type controller 5 of this embodiment shown in FIG. 3 is also constituted by a microcomputer system. In this embodiment, the MPU500
Flow sensor input section 501, switch input section 503, L
A display unit 504 by a CD display, a valve control unit 505,
A valve abnormality output unit 506, a communication unit 507, an analog instruction input unit 508, an amplifier unit 509, an analog circuit power supply unit 510, and the like are provided, and the ROM 50 of the MPU 500 is further provided.
By installing software in 2 or the like, a flow rate measuring means, an instruction setting flow rate setting means, a comparison calculation means, a valve control means, an abnormality occurrence notification means, a time counting means, and a remote control means are configured.

【0027】上記においてアナログ指示入力部508及
びアンプ部509は、調節器(図示せず)の出力による
アナログ値によって後述する指示設定流量値、制御流量
の最大値及び最小値等の指示設定を行なうために用いら
れる。また、スイッチ入力部503は、指示設定流量に
付加する偏差量、停止積算流量値、乗数、その他の各種
数値の設定を行なう他、制御開始、制御停止、リセッ
ト、通信アドレス設定、制御遅延時間設定、流量下限制
御方法、その他の選択等を行なうために用いられる。表
示部504は、表示現在の瞬間流量、積算流量、停止積
算流量の各流量と設定された瞬間流量、積算流量、停止
積算流量の各流量及びコントローラ5、流量制御バルブ
3、配管2の流量の異常発生の表示に用いられる。ま
た、この他に表示部504は、電源、センサ入力、
制御中、流量過剰、流量不足、バルブ全開、
バルブ全閉等を表示している。さらに、〜の状態を
オープンコレクタ、または、信号として出力している。
なお、本実施例では表示部504にLCD表示器を表示
手段としているが、LCD表示器の代りにLED表示器
やランプ等を用いることもできる。
In the above, the analog instruction input section 508 and the amplifier section 509 perform instruction setting such as an instruction set flow rate value, a maximum value and a minimum value of the control flow rate, which will be described later, by an analog value output from a controller (not shown). Used for. Further, the switch input unit 503 sets the deviation amount to be added to the instruction set flow rate, the stop integrated flow rate value, the multiplier, and various other numerical values, as well as control start, control stop, reset, communication address setting, control delay time setting. , The flow rate lower limit control method, and other selections. The display unit 504 displays the current instantaneous flow rate, the integrated flow rate, the stop integrated flow rate, the set instantaneous flow rate, the integrated flow rate, the stop integrated flow rate, the controller 5, the flow control valve 3, and the flow rate of the pipe 2. It is used to display anomalies. In addition to this, the display unit 504 has a power source, a sensor input,
During control, excessive flow, insufficient flow, valve fully open,
It indicates that the valve is fully closed. Further, the states of to are output as an open collector or a signal.
Although the LCD unit is used as the display means in the display unit 504 in this embodiment, an LED display, a lamp or the like may be used instead of the LCD display.

【0028】流量制御バルブ3は、弁本体に電動式アク
チュエータを搭載したものを用いているが、高分解能の
ものは必要なく、汎用的電源電圧で動作する安価な汎用
品を用いている。また、コントローラ5の設定や仕様を
若干変更するだけで、圧縮空気等の流体式アクチュエー
タも用いることができる。この場合、アクチュエータが
搭載される弁本体自体の流量特性等を考慮する必要はな
い。つまり、リニア特性やイコールパーセント特性を持
つような高価な弁本体を用いる必要はなく、最も安価
な、いわゆるON−OFFタイプのものであればどの様
なものでも使用することができる。流量センサ4は、配
管2を流れる流量に応じてパルス数が変化するもの、周
波数が変化するもの、電流値が変化するもの、電圧値が
変化するものを用いることができる。本実施例のコント
ローラ5では、例えばパルス数が変化するもの及び電流
値が変化するものを取扱うことができるので、実施に応
じて端子にて適宜選択する。
The flow control valve 3 uses a valve main body having an electric actuator mounted therein, but it does not require a high resolution one, and an inexpensive general-purpose product that operates with a general-purpose power supply voltage is used. Also, a fluid type actuator such as compressed air can be used by only slightly changing the settings and specifications of the controller 5. In this case, it is not necessary to consider the flow rate characteristics of the valve body itself on which the actuator is mounted. That is, it is not necessary to use an expensive valve body having a linear characteristic or an equal percent characteristic, and any cheapest so-called ON-OFF type can be used. The flow rate sensor 4 may be one in which the number of pulses changes according to the flow rate flowing through the pipe 2, one in which the frequency changes, one in which the current value changes, or one in which the voltage value changes. Since the controller 5 of the present embodiment can handle, for example, the one in which the number of pulses changes and the one in which the current value changes, the terminal 5 is appropriately selected according to the implementation.

【0029】次に、図4のフローチャートに従って、本
実施例の作用を説明する。まず、コントローラ5の電源
を投入してスイッチ入力部503の制御開始スイッチを
ONすると、表示部504の電源表示、制御中表示が点
灯する。そして、コントローラ5が流量センサ4の検出
出力を受信すると、表示部504のセンサ入力表示が点
灯する。このとき、センサ入力表示は、配管2を流れる
流体の流速に応じてフリッカ点滅をする。つまり、流速
の速いときは短い間隔で点滅し、逆に、流速の遅いとき
は長い間隔で点滅を行う。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. First, when the controller 5 is turned on and the control start switch of the switch input unit 503 is turned on, the power supply display and the control-in-progress display of the display unit 504 are turned on. Then, when the controller 5 receives the detection output of the flow rate sensor 4, the sensor input display of the display unit 504 is turned on. At this time, the sensor input display blinks flicker according to the flow velocity of the fluid flowing through the pipe 2. In other words, when the flow velocity is fast, it blinks at short intervals, and conversely, when the flow velocity is slow, it blinks at long intervals.

【0030】流量センサ4は、瞬時毎の流量に応じて変
化するパルス、例えば電圧パルスを出力し、この検出出
力は流量センサ入力部501を介してMPU500に送
られる。MPU500では、流量測定手段によって測定
時点における現在流量(瞬間流量)が測定されてMPU
500内のメモリに積算されると共に、測定結果は比較
演算手段に送られる。このとき、表示部504には、表
示現在の瞬間流量、積算流量、停止積算流量の各流量や
設定された瞬間流量、積算流量、停止積算流量の各流量
が表示される。なお、表示の切り替えは、スイッチ入力
部503によって行われる。また、本実施例では流量セ
ンサ4にパルス出力タイプのものを用いているが、他の
タイプのものを用いるときはスイッチ入力部503で切
り替えを行う。
The flow rate sensor 4 outputs a pulse, for example, a voltage pulse, which changes according to the instantaneous flow rate, and the detection output is sent to the MPU 500 via the flow rate sensor input section 501. In the MPU 500, the current flow rate (instantaneous flow rate) at the time of measurement is measured by the flow rate measurement means, and the MPU
The measurement result is sent to the comparison operation means while being accumulated in the memory in 500. At this time, the display unit 504 displays the display current instantaneous flow rate, integrated flow rate, stop integrated flow rate, set instantaneous flow rate, integrated flow rate, and stop integrated flow rate. The switching of the display is performed by the switch input unit 503. Further, in the present embodiment, the pulse output type is used for the flow rate sensor 4, but when another type is used, switching is performed by the switch input unit 503.

【0031】コントローラ5(MPU500)の指示設
定流量設定手段には、スイッチ入力部503によって、
配管2にどの位の流量で制御するかの数値情報が予め入
力設定されており、比較演算手段は、指示設定流量設定
手段で指示された指示設定流量値と流量測定手段で得ら
れた瞬間流量との比較をリアルタイムで行なう。そし
て、コントローラ5(MPU500)のバルブ制御手段
は、比較演算手段の演算結果に基づき、バルブ制御部5
05を介して流量制御バルブ3の開閉制御を行ない、液
体の流量の指示設定流量が予め設定された偏差内のとき
流量制御バルブ3の開度を維持する。なお、動作の状況
に応じて、表示部504の流量過剰表示、流量不足表
示、バルブ全開表示、バルブ全閉表示等が適宜点灯す
る。
A switch input unit 503 is provided to the instruction setting flow rate setting means of the controller 5 (MPU 500).
Numerical information on how much flow rate to control is set in the pipe 2 in advance, and the comparison calculation means sets the instruction set flow rate value instructed by the instruction set flow rate setting means and the instantaneous flow rate obtained by the flow rate measurement means. Is compared in real time. Then, the valve control unit of the controller 5 (MPU 500) is based on the calculation result of the comparison calculation unit and the valve control unit 5
The opening / closing control of the flow rate control valve 3 is performed via 05, and the opening degree of the flow rate control valve 3 is maintained when the instruction set flow rate of the liquid flow rate is within a preset deviation. It should be noted that the flow rate excess display, the flow rate insufficient display, the valve fully open display, the valve fully closed display, and the like of the display unit 504 are appropriately turned on according to the operation status.

【0032】この場合コントローラ5は、配管2を流れ
る液体の流量が常に指示設定流量値となるように流量制
御バルブ3の開閉操作を行うが、本実施例では、指示設
定流量設定手段により設定される指示設定流量値に任意
量の偏差を与えているので、測定した瞬間流量が演算の
結果、この偏差内であればバルブ制御手段は流量制御バ
ルブ3の開閉制御を行なわない。つまり、コントローラ
5は、この偏差を外れたときのみに流量制御バルブ3の
開閉制御を行ない、全システム系の液体の流量が偏差内
に収まるように調整している。なお、上記した指示流量
値を中心とする偏差は、コントローラ5のスイッチ入力
部503で設定され、偏差の量は任意に設定変更するこ
とができる。また、1回に制御を行う制御量を任意に設
定することにより、制御分解能の低い制御バルブにおけ
る制御のオーバーシュート、アンダーシュートが発生し
て、不安定制御になることを防止している。
In this case, the controller 5 opens and closes the flow rate control valve 3 so that the flow rate of the liquid flowing through the pipe 2 is always at the instructed set flow rate value. In this embodiment, it is set by the instructed set flow rate setting means. Since an arbitrary amount of deviation is given to the indicated set flow rate value, the valve control means does not control the opening / closing of the flow rate control valve 3 if the measured instantaneous flow rate is within this deviation as a result of the calculation. That is, the controller 5 controls the opening and closing of the flow rate control valve 3 only when the deviation is out of this range, and adjusts the flow rates of the liquids of all system systems so as to be within the deviation. The deviation around the indicated flow rate value is set by the switch input unit 503 of the controller 5, and the deviation amount can be arbitrarily changed. Further, by arbitrarily setting the control amount for performing the control at one time, it is possible to prevent unstable control due to overshoot or undershoot of control in the control valve having a low control resolution.

【0033】本実施例では、流量制御バルブ3の前後の
差圧が生じても、約7〜20秒程度で指示設定流量設定
手段で指示された指示設定流量値となる。また、このよ
うな定流量機能は、他の制御系の相互干渉を最小限とす
るので全システム系がハンチングを起こすことがない。
従って、本実施例のユニット本体1を、例えば空気調和
機に冷温水を供給する液体輸送設備(図示せず)に適用
した場合には、冷温水の流量を一定に保つことができる
ので正確な室温制御や適正流量制御ができ、熱エネルギ
の省エネルギ、ポンプ動力の省エネルギ及び室内環境の
向上が図れるようになる。
In the present embodiment, even if a differential pressure across the flow control valve 3 occurs, the command set flow rate value instructed by the command set flow rate setting means is reached in about 7 to 20 seconds. Further, since such a constant flow rate function minimizes mutual interference of other control systems, hunting does not occur in the entire system.
Therefore, when the unit main body 1 of the present embodiment is applied to, for example, a liquid transportation facility (not shown) that supplies cold / hot water to an air conditioner, the flow rate of the cold / hot water can be kept constant, so that it is accurate. Room temperature control and proper flow rate control can be performed, and heat energy, pump power, and indoor environment can be improved.

【0034】本実施例のコントローラ5は、流量が30
cc以上で最大流量は無限流量まで一種類で制御できる。
流量センサ4は、配管2内を流れる流体の流速をパルス
数やアナログ電流値の変化により検出するので、配管2
の口径に応じて1パルス当たりの流量や1アナログ単位
当たりの流量をコントローラ5に設定することにより、
一種類のコントローラ5で流量が30cc以上で最大流量
は無限流量のユニット本体1が構成可能となる。
The controller 5 of this embodiment has a flow rate of 30.
With cc or more, the maximum flow rate can be controlled with one type up to infinite flow rate.
The flow rate sensor 4 detects the flow velocity of the fluid flowing in the pipe 2 by the change in the number of pulses or the analog current value.
By setting the flow rate per pulse or the flow rate per analog unit in the controller 5 according to the diameter of
With one type of controller 5, the unit body 1 with a flow rate of 30 cc or more and an infinite maximum flow rate can be configured.

【0035】また、コントローラ5が図3に示すアナロ
グ入力タイプの場合は、コントローラ5に各シリーズ毎
の許容流量制御範囲内で任意の制御最小流量と最大流量
を設定すると、流量制御のためのアナログ信号の最低値
が制御最小流量となり、アナログ信号の最大値が制御最
大流量に自動的に設定される。この場合、信号量と制御
最小流量と制御最小流量の値が逆に設定可能である。例
えば、3l/min〜80l/minの許容制御流量を持つユニ
ット本体1において、制御入力信号に0〜10VDCを
使用し、最小流量を3l/min、最大流量を50l/minに
制御したい場合に、コントローラ5にMIN=3l/mi
n、MAX=50l/minと設定すれば、自動的に、0V
DCが入力されれば単位当たり瞬間流量を3l/minに自
動設定し、10VDCが入力されれば単位当たり瞬間流
量が50l/minに自動設定される。従って、入力信号量
と単位当たり瞬間流量設定が完全に比例する流量ゼロス
パンが自動的に設定される。これにより、本実施例のユ
ニット本体1の構成を空気調和機へ冷温水を供給する液
体輸送設備(図示せず)に適用した場合、複数の空気調
和機を同時に稼働開始しても、圧力損失差(空気調和機
の設置階数)による空調の立上がり時間差は発生しな
い。
When the controller 5 is the analog input type shown in FIG. 3, if the controller 5 is set with an arbitrary control minimum flow rate and maximum flow rate within the allowable flow control range for each series, the analog for flow rate control is set. The minimum value of the signal becomes the control minimum flow rate, and the maximum value of the analog signal is automatically set to the control maximum flow rate. In this case, the signal amount, the control minimum flow rate, and the control minimum flow rate can be set in reverse. For example, in the unit main body 1 having an allowable control flow rate of 3 l / min to 80 l / min, when 0 to 10 VDC is used for the control input signal and it is desired to control the minimum flow rate to 3 l / min and the maximum flow rate to 50 l / min, MIN = 3l / mi for controller 5
If you set n and MAX = 50l / min, it will automatically be 0V.
If DC is input, the instantaneous flow rate per unit is automatically set to 3 l / min, and if 10 VDC is input, the instantaneous flow rate per unit is automatically set to 50 l / min. Therefore, a zero-span flow rate is automatically set in which the input signal amount and the instantaneous flow rate setting per unit are perfectly proportional. Accordingly, when the configuration of the unit main body 1 of the present embodiment is applied to a liquid transportation facility (not shown) that supplies cold / hot water to an air conditioner, even if a plurality of air conditioners start operating at the same time, pressure loss There is no air conditioning rise time difference due to the difference (number of floors where the air conditioner is installed).

【0036】さらに、コントローラ5(MPU500)
の異常発生告知手段よれば、配管2を流れる液体の流量
値が許容値より外れたときに異常と判断し、流量過剰で
あれば表示部504の流量過剰表示を点灯させ、流量不
足であれば表示部504の流量不足表示を点灯させてい
る。また、この異常発生告知手段は制御バルブ3の異常
監視も行っており、バルブ制御手段がバルブ制御部50
5を介して流量制御バルブ3の制御指令が出たにも拘ら
ず、任意の一定時間をおいても流量制御バルブ3が動作
しない場合は、表示部504に異常が発生したことを表
示させると共に、異常出力部506或は通信部507を
介して外部に異常発生情報を出力している。なお、上記
した許容値や時間は、スイッチ入力部503で任意に設
定変更が可能である。
Further, the controller 5 (MPU500)
According to the abnormality occurrence notification means, the abnormality is judged when the flow rate value of the liquid flowing through the pipe 2 is out of the allowable value, and if the flow rate is excessive, the excess flow rate display of the display unit 504 is turned on, and if the flow rate is insufficient. The insufficient flow rate display on the display unit 504 is turned on. In addition, this abnormality occurrence notifying means also monitors the abnormality of the control valve 3, and the valve control means is operated by the valve control unit 50.
If the flow control valve 3 does not operate even after an arbitrary fixed time although the control command for the flow control valve 3 is issued via 5, the display unit 504 displays that an abnormality has occurred. The abnormality occurrence information is output to the outside through the abnormality output unit 506 or the communication unit 507. The above-mentioned allowable value and time can be arbitrarily changed by the switch input unit 503.

【0037】しかし、配管2内は様々な原因に起因する
流量の変化が生じ、この流量の変化が大きいと、指示設
定流量設定手段に定めた値(偏差内)に制御するまでの
時間を要する。流量の変動は一過性であることも少なく
なく、この場合にリアルタイムで異常の判断を行うと制
御が成り立たない。このため、本実施例ではコントロー
ラ5に設けた計時手段によって、比較演算手段で得られ
た演算値が偏差外であったときに、任意時間以上連続し
て偏差外であるときに異常と判断し、流量過剰であれば
表示部504の流量過剰表示を点灯させ、流量不足であ
れば表示部504の流量不足表示を点灯させている。な
お、計時手段の設定時間は、使用状況に応じてスイッチ
入力部503で、例えば0〜999秒の間で任意に設定
変更が可能である。
However, the flow rate changes in the pipe 2 due to various causes, and if this flow rate change is large, it takes time to control to the value (within the deviation) defined by the instruction setting flow rate setting means. . The fluctuation of the flow rate is often transient, and in this case, if the abnormality is judged in real time, the control cannot be established. For this reason, in this embodiment, when the calculation value obtained by the comparison calculation means is outside the deviation, the time measuring means provided in the controller 5 judges that the deviation is abnormal when the deviation is continuously outside the deviation for an arbitrary time or more. If the flow rate is excessive, the flow rate excess display on the display unit 504 is turned on, and if the flow rate is insufficient, the flow rate insufficient display on the display unit 504 is turned on. The set time of the time measuring means can be arbitrarily changed by the switch input unit 503, for example, in the range of 0 to 999 seconds, depending on the use situation.

【0038】配管2を流れる液体の流速が低下してある
一定以下となると、流量の測定制度や流量制御バルブ3
の制御精度が悪化する。そして、コントローラ5の異常
発生告知手段は、表示部504の流量不足表示を点灯さ
せたり、通信部507を介して異常が発生したことを外
部に知らせる。このような場合、0〜100%の比例制
御入力があっても、一定流速に達したときに流量制御バ
ルブ3を全閉にして流量を0l/minにするか、制御精度
を無視してそのまま制御を継続させるかの選択をスイッ
チ入力部503で行えるようにしてある。また、配管2
を流れる液体の流速が上昇してある一定以上になった場
合についても、上記と同様に制御方式の選択が可能であ
る。
When the flow velocity of the liquid flowing through the pipe 2 drops below a certain level, the accuracy of flow rate measurement and the flow control valve 3
The control accuracy of is deteriorated. Then, the abnormality occurrence notification means of the controller 5 lights up the insufficient flow rate display on the display unit 504 or notifies the outside that an abnormality has occurred via the communication unit 507. In such a case, even if there is a proportional control input of 0 to 100%, when the constant flow velocity is reached, the flow rate control valve 3 is fully closed to make the flow rate 0 l / min, or the control accuracy is ignored and the flow rate is kept as it is. The switch input unit 503 can select whether to continue the control. Also, piping 2
Even when the flow velocity of the liquid flowing through the liquid is increased to a certain level or more, the control method can be selected in the same manner as described above.

【0039】本実施例のコントローラ5に設けた通信部
507による遠隔制御手段によれば、通信回線8を介し
て外部のホストコンピュータ等(図示せず)によって、
上記したような全ての表示、設定変更を遠隔で操作する
ことができる。この遠隔制御手段には、例えばRS−2
32C規格の通信インターフェイスを採用しているが、
この他にも様々な規格の通信インターフェイスを用いる
ことができる。また、本実施例の遠隔制御手段にはアド
レス設定手段を設けている。これによれば、複数の異な
る配管2毎にユニット本体1を設置した場合、各コント
ローラ5毎に異なるアドレスを付与することができる。
従って、1台のホストコンピュータに複数台のコントロ
ーラ5をスレーブさせることができ、前記した遠隔操作
を各コントローラ5毎にそれぞれ条件等を変えて個別に
制御することができる。
According to the remote control means by the communication section 507 provided in the controller 5 of this embodiment, an external host computer or the like (not shown) can be used via the communication line 8.
All the above-mentioned displays and setting changes can be operated remotely. This remote control means is, for example, RS-2.
It uses a 32C standard communication interface,
Besides this, communication interfaces of various standards can be used. Further, the remote control means of this embodiment is provided with address setting means. According to this, when the unit main body 1 is installed for each of a plurality of different pipes 2, a different address can be given to each controller 5.
Therefore, a plurality of controllers 5 can be slaved to one host computer, and the remote operation described above can be individually controlled by changing the conditions and the like for each controller 5.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上の説明で明らかな通り、本発明によ
れば、指示設定流量と瞬間流量をリアルタイムで比較演
算しており、流量制御バルブの前後において差圧が生じ
ても、ただちに流量制御バルブの開度調整を行い流量制
御を行うことができるので、容易且つ正確な定流量制御
を行うことができる。特に、同一配管系統に幾つもの流
量制御バルブが設置され、それぞれが任意の流量制御を
行う場合において、配管内に圧力変化が発生しても、短
時間に指示設定された流量に補正制御が可能である。ま
た、指示設定された流量そのものを正確に制御ができ
る。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the instruction set flow rate and the instantaneous flow rate are compared and calculated in real time, and even if a differential pressure occurs before and after the flow rate control valve, the flow rate control is performed immediately. Since it is possible to control the flow rate by adjusting the opening degree of the valve, it is possible to easily and accurately control the constant flow rate. In particular, when multiple flow control valves are installed in the same piping system and each performs arbitrary flow control, even if pressure changes occur in the piping, correction control can be performed to the set flow rate in a short time. Is. Further, the flow rate itself set and instructed can be accurately controlled.

【0041】しかも、流量制御バルブには、リニア特性
やイコールパーセント特性を持つ高価なバルブや高分解
能のアクチュエータを用いる必要はなく、コントローラ
も汎用部品で安価に製造できるので、非常にコストパフ
ォーマンスに優れたシステムを提供することができる。
また、従来のシステムのようにハンチングを起こすこと
はなく、流量制御バルブの動きも小さいのでバルブの寿
命が大幅に延び、システムの保守が容易であり、さら
に、必要な流量のみを流すので、液体輸送手段や熱エネ
ルギの省エネルギ効果が大きい。また、本発明の流量制
御ユニットにおける表示部のLED等による流量過不
足、バルブ全開・全閉の点灯や、外部に出力される異常
発生情報やバルブ全開・全閉情報を見ることにより、本
ユニットの故障か流体の搬送設備であるポンプや配管に
基づく不良かが簡単に判別が可能である等の優れた効果
を有するものである。
Moreover, it is not necessary to use an expensive valve having a linear characteristic or an equal percent characteristic or a high-resolution actuator for the flow control valve, and the controller can be manufactured at low cost with general-purpose parts, so that it is very cost effective. It is possible to provide an improved system.
Also, unlike conventional systems, hunting does not occur, the movement of the flow control valve is small, the life of the valve is greatly extended, system maintenance is easy, and only the required flow rate is passed, so liquid The energy saving effect of transportation means and heat energy is great. Further, by checking the flow rate excess and deficiency by the LED or the like of the display unit of the flow rate control unit of the present invention, lighting of the valve fully opened / closed, and the abnormality occurrence information and valve fully opened / closed information output to the outside, this unit It has an excellent effect that it is possible to easily discriminate whether the failure is due to the failure or the failure due to the pump or the piping which is the fluid transportation facility.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】ユニット本体の構成を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a unit body.

【図2】デジタル入力タイプのコントローラの構成を示
すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a digital input type controller.

【図3】アナログ入力タイプのコントローラの構成を示
すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of an analog input type controller.

【図4】定流量制御のためのフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart for constant flow rate control.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 配管 3 流量制御バルブ 4 流量センサ 5 コントローラ 2 Piping 3 Flow control valve 4 Flow sensor 5 Controller

フロントページの続き (72)発明者 梶山 浩行 千葉県千葉市美浜区中瀬1丁目10番1 株 式会社キッツ内Front page continuation (72) Inventor Hiroyuki Kajiyama 1-10-1 Nakase, Mihama-ku, Chiba Chiba Prefecture

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 配管に装入された流量制御バルブの流入
側または流出側に流量センサを配設し、この流量センサ
の出力線をコントローラの入力部に接続すると共に、流
量制御バルブの制御線をコントローラのバルブ制御部に
接続することで、液体輸送設備から配管を介して適宜個
所に液体を供給する設備において、コントローラに、流
量センサの検出出力による流量測定手段と、指示設定流
量設定手段と、流量測定手段による現在流量と任意に設
定した指示設定流量とを比較する比較演算手段と、この
比較演算手段の演算結果に基づいて流量制御バルブの開
閉を行なうバルブ制御手段を設けることで、現在流量が
任意の指示設定流量と略同一となるように流量制御バル
ブを開閉制御して、単位時間あたりの流量が一定となる
ことを特徴とする定流量機能と変流量機能を同時に持つ
流量制御ユニット。
1. A flow rate sensor is disposed on an inflow side or an outflow side of a flow rate control valve inserted in a pipe, an output line of the flow rate sensor is connected to an input part of a controller, and a control line of the flow rate control valve. By connecting to the valve control unit of the controller, in the equipment that supplies the liquid from the liquid transportation equipment to the appropriate place through the pipe, the controller is provided with the flow rate measuring means by the detection output of the flow rate sensor and the instruction setting flow rate setting means. By providing the comparison calculation means for comparing the current flow rate by the flow rate measurement means with the arbitrarily set instruction set flow rate, and the valve control means for opening and closing the flow control valve based on the calculation result of this comparison calculation means, The flow rate control valve is controlled to be opened and closed so that the flow rate is substantially the same as an arbitrary instruction set flow rate, and the flow rate per unit time is constant. A flow rate control unit that has both a flow rate function and a variable flow rate function.
【請求項2】 指示設定流量設定手段において入力され
る指示設定流量に任意量の偏差を持たせ、この偏差の大
きさにより連続制御または段階的制御の何れかを自動選
択し、制御誤差の大きいときは流量制御バルブを連続制
御し、制御誤差が小さいときは流量制御バルブをインチ
ング制御し、これらの制御において、1回の制御の制御
流量を任意に設定可能とすることで、現在流量が正確か
つスピーディーにこの偏差の範囲となるように流量制御
バルブを制御する請求項1記載の定流量機能と変流量機
能を同時に持つ流量制御ユニット。
2. An instruction set flow rate input by the instruction set flow rate setting means is allowed to have an arbitrary amount of deviation, and either continuous control or stepwise control is automatically selected according to the magnitude of the deviation, and a large control error occurs. The flow rate control valve is continuously controlled when the control error is small, and the flow rate control valve is inching-controlled when the control error is small. The flow rate control unit having the constant flow rate function and the variable flow rate function at the same time, which controls the flow rate control valve so that the deviation falls within the range of speed.
【請求項3】 指示設定流量設定手段において、許容流
量制御範囲内の任意の制御最小流量と制御最大流量をコ
ントローラに流量数値として設定し、アナログ入力値の
最小値を制御最小流量とし、アナログ入力値の最大値を
制御最大流量にすることで自動的に流量のゼロスパン調
整され、信号量と流量の関係を逆に設定可能な請求項1
又は2記載の定流量機能と変流量機能を同時に持つ流量
制御ユニット。
3. The instruction set flow rate setting means sets arbitrary control minimum flow rate and control maximum flow rate within the allowable flow rate control range as flow rate numerical values in the controller, and sets the minimum analog input value as the control minimum flow rate, and analog input The zero span of the flow rate is automatically adjusted by setting the maximum value to the control maximum flow rate, and the relationship between the signal amount and the flow rate can be set reversely.
Alternatively, a flow rate control unit having the constant flow rate function and the variable flow rate function described in 2 at the same time.
【請求項4】 コントローラに表示部を設け、この表示
部に現在流量、積算流量或は停止積算流量等の表示と、
コントローラに設定又は各手段の処理中に記憶した各種
数値情報を表示させることが可能な請求項1乃至3記載
の定流量機能と変流量機能を同時に持つ流量制御ユニッ
ト。
4. A controller is provided with a display unit, and the display unit displays a current flow rate, an integrated flow rate, a stop integrated flow rate, and the like.
4. A flow rate control unit having a constant flow rate function and a variable flow rate function at the same time, which is capable of displaying various numerical information stored in the controller during setting or processing of each means.
【請求項5】 コントローラに異常発生告知手段を設
け、比較演算手段で得られた値が、指示設定流量設定手
段で与えられた値に対して定められた許容値より外れた
ときに異常と判断し、配管を流れる液体が流量不足或は
流量過剰であることを表示部に表示すると同時に外部に
出力する請求項1乃至4記載の定流量機能と変流量機能
を同時に持つ流量制御ユニット。
5. The controller is provided with an abnormality occurrence notifying means, and when the value obtained by the comparison calculating means is out of an allowable value set for the value given by the instruction setting flow rate setting means, it is judged as an abnormality. 5. A flow rate control unit having a constant flow rate function and a variable flow rate function according to claim 1, wherein the liquid flow through the pipe is output to the outside at the same time when the display shows that the flow rate is insufficient or excessive.
【請求項6】 コントローラに計時手段を設け、比較演
算手段で得られた値が許容値より外れたときに、任意の
一定時間連続して許容値外である場合に異常と判断し、
配管を流れる液体が流量不足或は流量過剰であることを
表示部に表示して同時に外部に出力すると同時に、制御
を続行させるか停止させるかを選択可能な請求項1乃至
5記載の定流量機能と変流量機能を同時に持つ流量制御
ユニット。
6. The controller is provided with timing means, and when the value obtained by the comparison operation means deviates from the allowable value, it is judged to be abnormal if continuously out of the allowable value for an arbitrary fixed time,
6. The constant flow rate function according to claim 1, wherein it is possible to display on the display unit that the flow rate of the liquid flowing through the pipe is insufficient or excessive and output it to the outside at the same time, and at the same time, to select whether to continue or stop the control. And a flow rate control unit that simultaneously has a variable flow rate function.
【請求項7】 コントローラはマイクロコンピュータシ
ステムにより構成され、これに数値設定スイッチ、表示
部、及び入出力ドライバ等を設けることで流量測定手
段、指示設定流量設定手段、比較演算手段、バルブ制御
手段、異常発生告知手段、計時手段を実現した請求項1
乃至6記載の定流量機能と変流量機能を同時に持つ流量
制御ユニット。
7. The controller comprises a microcomputer system, and by providing a numerical setting switch, a display unit, an input / output driver, etc., to the flow rate measuring means, instruction setting flow rate setting means, comparison calculation means, valve control means, Claim 1 which realized the abnormality occurrence notification means and the timekeeping means.
6. A flow rate control unit having the constant flow rate function and the variable flow rate function described in 6 at the same time.
【請求項8】 表示部にLCD、LED或はランプを用
いた請求項1乃至7記載の定流量機能と変流量機能を同
時に持つ流量制御ユニット。
8. A flow rate control unit having a constant flow rate function and a variable flow rate function at the same time, wherein an LCD, an LED or a lamp is used for the display section.
【請求項9】 コントローラに遠隔制御手段を設け、コ
ントローラの遠隔操作を行なうことができる請求項1乃
至8記載の定流量機能と変流量機能を同時に持つ流量制
御ユニット。
9. A flow rate control unit having a constant flow rate function and a variable flow rate function at the same time according to claim 1, wherein the controller is provided with remote control means, and the controller can be operated remotely.
【請求項10】 コントローラに任意に設定変更可能な
アドレス設定手段を設け、各コントローラ毎に異なるア
ドレスを付与することで複数のコントローラを個別に遠
隔制御することができる請求項1乃至9記載の定流量機
能と変流量機能を同時に持つ流量制御ユニット。
10. The constant controller according to claim 1, wherein the controller is provided with an address setting unit whose setting can be arbitrarily changed, and a plurality of controllers can be individually controlled remotely by assigning different addresses to each controller. A flow rate control unit that has both a flow rate function and a variable flow rate function.
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