JPH1182405A - バルブポジショナ - Google Patents
バルブポジショナInfo
- Publication number
- JPH1182405A JPH1182405A JP25065497A JP25065497A JPH1182405A JP H1182405 A JPH1182405 A JP H1182405A JP 25065497 A JP25065497 A JP 25065497A JP 25065497 A JP25065497 A JP 25065497A JP H1182405 A JPH1182405 A JP H1182405A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- angle
- tan
- value
- calculation
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Servomotors (AREA)
- Indication Of The Valve Opening Or Closing Status (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高速制御を可能としながら弁開度が大きくな
っても小さい演算誤差が維持できるように改良したバル
ブポジショナを提供するにある。 【解決手段】 上位機器から調節弁のストローク（st）
を制御する弁開度信号（ＶS）が伝送線を介して入力さ
れ回路電源を生成すると共に弁開度信号（ＶS）に対応
するセットポイント（sp）に変換するインターフエイス
手段と、先のストローク（st）を角度信号（Ｖst）に変
換する角度センサと、規定角度（θ(n)）に対する規定t
anθ(n)値の関係が予め格納された演算テーブルと、先
のセットポイント（sp）から先の角度センサのtanθst
値を求めこのtanθst値と先の規定tanθ(n)値との大小
関係から先の規定角度（θ(n)）を介して入力角度（θ
i1）を求める定期演算手段と、先の角度信号（Ｖst）に
対応する角度信号（θO）と先の入力角度（θi1）との
偏差を演算してこの偏差がゼロになるように先の調節弁
を制御するバルブ制御手段とを具備するようにしたもの
である。
っても小さい演算誤差が維持できるように改良したバル
ブポジショナを提供するにある。 【解決手段】 上位機器から調節弁のストローク（st）
を制御する弁開度信号（ＶS）が伝送線を介して入力さ
れ回路電源を生成すると共に弁開度信号（ＶS）に対応
するセットポイント（sp）に変換するインターフエイス
手段と、先のストローク（st）を角度信号（Ｖst）に変
換する角度センサと、規定角度（θ(n)）に対する規定t
anθ(n)値の関係が予め格納された演算テーブルと、先
のセットポイント（sp）から先の角度センサのtanθst
値を求めこのtanθst値と先の規定tanθ(n)値との大小
関係から先の規定角度（θ(n)）を介して入力角度（θ
i1）を求める定期演算手段と、先の角度信号（Ｖst）に
対応する角度信号（θO）と先の入力角度（θi1）との
偏差を演算してこの偏差がゼロになるように先の調節弁
を制御するバルブ制御手段とを具備するようにしたもの
である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、調節弁の弁開度を
入力信号に応じて制御するバルブポジショナに係り、特
に、高速制御を可能としながら弁開度が大きくなっても
小さい演算誤差が維持できるように改良したバルブポジ
ショナに関する。
入力信号に応じて制御するバルブポジショナに係り、特
に、高速制御を可能としながら弁開度が大きくなっても
小さい演算誤差が維持できるように改良したバルブポジ
ショナに関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は従来のバルブポジショナの構成を
示すブロック図である。１０はポジショナであり、この
ポジショナ１０は調節計などの上位機器１１から伝送線
１２を介して伝送される弁開度信号ＶSに対応して調節
弁１３のストロークstを制御する。
示すブロック図である。１０はポジショナであり、この
ポジショナ１０は調節計などの上位機器１１から伝送線
１２を介して伝送される弁開度信号ＶSに対応して調節
弁１３のストロークstを制御する。
【０００３】ポジショナ１０は、インターフエイス回路
１４、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）１５、ＲＡＭ（ラ
ンダムアクセスメモリ）、ＲＯＭ（リードオンリーメモ
リ）などで構成される記憶装置１６、デジタル／アナロ
グ（Ｄ／Ａ）変換器１７、電空変換器１８、角度センサ
１９、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器２０などで
構成されている。
１４、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）１５、ＲＡＭ（ラ
ンダムアクセスメモリ）、ＲＯＭ（リードオンリーメモ
リ）などで構成される記憶装置１６、デジタル／アナロ
グ（Ｄ／Ａ）変換器１７、電空変換器１８、角度センサ
１９、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器２０などで
構成されている。
【０００４】インターフエイス回路１４には、上位機器
１１側から伝送線１２を介して弁開度信号ＶSと共にポ
ジショナ１０で使用される電力をも伝送されるが、イン
ターフエイス回路１４は弁開度信号ＶSに対応するデジ
タルのセットポイントspを分離し或いは変換して出力す
ると共に内部で使用する回路電圧Ｖbを生成する。
１１側から伝送線１２を介して弁開度信号ＶSと共にポ
ジショナ１０で使用される電力をも伝送されるが、イン
ターフエイス回路１４は弁開度信号ＶSに対応するデジ
タルのセットポイントspを分離し或いは変換して出力す
ると共に内部で使用する回路電圧Ｖbを生成する。
【０００５】また、インターフエイス回路１４は、調節
弁１３のストロークstに対応するリードバック値rbを伝
送線１２を介して上位機器１１側にフイードバックする
機能をも有している。
弁１３のストロークstに対応するリードバック値rbを伝
送線１２を介して上位機器１１側にフイードバックする
機能をも有している。
【０００６】これらの機能を実現するために使用される
伝送線１２は、２線式の伝送路で形成され、４〜２０ｍ
Ａの電流信号にデジタル信号を重畳させた伝送形式、或
いはフイールドバス形式の伝送形式の何れをも採用する
ことができる。
伝送線１２は、２線式の伝送路で形成され、４〜２０ｍ
Ａの電流信号にデジタル信号を重畳させた伝送形式、或
いはフイールドバス形式の伝送形式の何れをも採用する
ことができる。
【０００７】角度センサ１９は、弁開度信号ＶSに対応
する調節弁１３のストロークstをアナログの角度信号Ｖ
stに変換して、この角度信号Ｖstをアナログ／デジタル
変換器２０に伝送する。アナログ／デジタル変換器２０
はこの角度信号Ｖstをデジタル信号に変換して角度信号
θOとしてマイクロプロセッサ１５に出力する。
する調節弁１３のストロークstをアナログの角度信号Ｖ
stに変換して、この角度信号Ｖstをアナログ／デジタル
変換器２０に伝送する。アナログ／デジタル変換器２０
はこの角度信号Ｖstをデジタル信号に変換して角度信号
θOとしてマイクロプロセッサ１５に出力する。
【０００８】マイクロプロセッサ１５は、インターフエ
イス回路１４から出力されるセットポイントspと角度信
号θOとの偏差がゼロになるように、演算してデジタル
／アナログ変換器１７に偏差信号ＶD2を出力すると共に
角度信号θOに対応するリードバック値rbを演算してイ
ンターフエイス回路１４に送出する。
イス回路１４から出力されるセットポイントspと角度信
号θOとの偏差がゼロになるように、演算してデジタル
／アナログ変換器１７に偏差信号ＶD2を出力すると共に
角度信号θOに対応するリードバック値rbを演算してイ
ンターフエイス回路１４に送出する。
【０００９】偏差信号ＶDはデジタル／アナログ変換器
１７でアナログ信号に変換され、さらに電空変換器１８
で空気圧信号Ｐoutに変換されて、調節弁１３のストロ
ークstを制御する。
１７でアナログ信号に変換され、さらに電空変換器１８
で空気圧信号Ｐoutに変換されて、調節弁１３のストロ
ークstを制御する。
【００１０】次に、以上のマイクロプロセッサ１５によ
る演算内容は、図７に示す演算ブロック図と、図８
（Ａ）（Ｂ）に示す各演算フローチャート図、図９に示
す変数定義図とを用いてさらに詳細に説明する。
る演算内容は、図７に示す演算ブロック図と、図８
（Ａ）（Ｂ）に示す各演算フローチャート図、図９に示
す変数定義図とを用いてさらに詳細に説明する。
【００１１】ポジショナ１０の回路電源は２線の伝送線
１２から、例えば４〜２０ｍＡなどの電流信号の一部を
用いてインターフエイス回路１４により生成されるの
で、回路で消費できる電力には限界がある。
１２から、例えば４〜２０ｍＡなどの電流信号の一部を
用いてインターフエイス回路１４により生成されるの
で、回路で消費できる電力には限界がある。
【００１２】一方、調節弁１３の弁開度の制御は、マイ
クロプロセッサ１５によりデジタル的に実行されるの
で、そのバルブ制御の演算周期を高速化しなければ、調
節弁１３の制御性が悪くなる。
クロプロセッサ１５によりデジタル的に実行されるの
で、そのバルブ制御の演算周期を高速化しなければ、調
節弁１３の制御性が悪くなる。
【００１３】高速化のためには、マイクロプロセッサ１
５のクロック周波数を高くして演算を実行しなければな
らないが、全体として一様に演算の周期を高くすると消
費電力が増大する。
５のクロック周波数を高くして演算を実行しなければな
らないが、全体として一様に演算の周期を高くすると消
費電力が増大する。
【００１４】そこで、マイクロプロセッサ１５による演
算は、演算の性質にしたがって、演算周期を変更するこ
ととし、高速の演算を必要としない定期演算部ＣＡＣ２
と、高速の演算を必要とするバルブ制御演算部ＶＣＣと
に分離して演算を実行し、制御性と低消費電力とを両立
させる。
算は、演算の性質にしたがって、演算周期を変更するこ
ととし、高速の演算を必要としない定期演算部ＣＡＣ２
と、高速の演算を必要とするバルブ制御演算部ＶＣＣと
に分離して演算を実行し、制御性と低消費電力とを両立
させる。
【００１５】具体的には、定期演算部ＣＡＣ２は、セッ
トポイントspを取り込んで入力角度θi2を求める角度演
算と、角度信号θOからリードバック値rbを求めるリー
ドバック演算を実行する。
トポイントspを取り込んで入力角度θi2を求める角度演
算と、角度信号θOからリードバック値rbを求めるリー
ドバック演算を実行する。
【００１６】また、バルブ制御演算部ＶＣＣは、入力角
度θi2と角度信号θOとの偏差を求め、必要に応じて比
例・積分・微分などの演算を実行して偏差信号ＶD2とし
て出力する。そして、全体として、フイードバックルー
プが構成されようにして、セットポイントspに対応する
位置に調節弁１３のストロークstを高速に制御する。
度θi2と角度信号θOとの偏差を求め、必要に応じて比
例・積分・微分などの演算を実行して偏差信号ＶD2とし
て出力する。そして、全体として、フイードバックルー
プが構成されようにして、セットポイントspに対応する
位置に調節弁１３のストロークstを高速に制御する。
【００１７】次に、図８（Ａ）に示すフロー図と図９に
示す変数定義図とを用いて、セットポイントspを入力角
度θi2に変換するためのマクローリン展開による近似計
算をするtan-1演算について説明する。
示す変数定義図とを用いて、セットポイントspを入力角
度θi2に変換するためのマクローリン展開による近似計
算をするtan-1演算について説明する。
【００１８】先ず、図９を参照して、角度センサ１９の
基準点Ｚに対して調節弁１３のステムのストロークstの
変化範囲であるスパンをspan、ステムから基準点Ｚまで
の距離をL、基準点Ｚのステム換算値をｂとすれば、セ
ットポイントspと入力角度θi 2との関係は、 ｘ＝［（sp*span／１００）−ｂ］／L （１） θi2＝tan-1ｘ （２） で示される。
基準点Ｚに対して調節弁１３のステムのストロークstの
変化範囲であるスパンをspan、ステムから基準点Ｚまで
の距離をL、基準点Ｚのステム換算値をｂとすれば、セ
ットポイントspと入力角度θi 2との関係は、 ｘ＝［（sp*span／１００）−ｂ］／L （１） θi2＝tan-1ｘ （２） で示される。
【００１９】ここで、図８（Ａ）のステップ１におい
て、インターフエイス回路１４から出力されるセットポ
イントsp（％）が入力される。次に、記憶装置１６に格
納されている演算プログラムを用いてステップ２に示
す、つまり（１）式の演算が実行される。
て、インターフエイス回路１４から出力されるセットポ
イントsp（％）が入力される。次に、記憶装置１６に格
納されている演算プログラムを用いてステップ２に示
す、つまり（１）式の演算が実行される。
【００２０】次に、ステップ３に移行する。ここでは、
マクローリン展開による近似演算により（２）式に示す
演算が実行される。その近似式は、 θi2＝tan-1ｘ＝ｘ−（１／３）＊ｘ3＋（１／５）＊ｘ5−（１／７） ＊ｘ7＋…… （３） 但し、（｜ｘ｜＜＝１、〈 〉±ｉ） ｉ：虚数 で示される。
マクローリン展開による近似演算により（２）式に示す
演算が実行される。その近似式は、 θi2＝tan-1ｘ＝ｘ−（１／３）＊ｘ3＋（１／５）＊ｘ5−（１／７） ＊ｘ7＋…… （３） 但し、（｜ｘ｜＜＝１、〈 〉±ｉ） ｉ：虚数 で示される。
【００２１】この近似演算プログラムも記憶装置１６に
格納されており、これを用いてステップ３の演算を実行
して、ステップ４に至り、入力角度θi2の近似値を算出
できる。
格納されており、これを用いてステップ３の演算を実行
して、ステップ４に至り、入力角度θi2の近似値を算出
できる。
【００２２】この計算は、次数を増やせば、演算誤差が
小さくなるが、演算時間に制限があるので、無制限に次
数を増やすことはできない。ここでは、第３項までの近
似演算を行う。
小さくなるが、演算時間に制限があるので、無制限に次
数を増やすことはできない。ここでは、第３項までの近
似演算を行う。
【００２３】さらに、定期演算部ＣＡＣ２は、角度信号
θOからリードバック値rbをマクローリン展開により計
算するが、その近似計算を図８（Ｂ）に示すフロー図と
図９に示す変数定義図とを用いて以下に説明する。
θOからリードバック値rbをマクローリン展開により計
算するが、その近似計算を図８（Ｂ）に示すフロー図と
図９に示す変数定義図とを用いて以下に説明する。
【００２４】リードバック値rbは、図９を参照してθ＝
θ0とおいて、 rb＝［（L＊tanθ0＋ｂ）／span］＊１００（％） （４） の関係がある。
θ0とおいて、 rb＝［（L＊tanθ0＋ｂ）／span］＊１００（％） （４） の関係がある。
【００２５】ここで、図８（Ｂ）のステップ１から演算
を開始する。ステップ２において、簡単のため、ｘ＝θ
0とおき、ステップ３に移行する。ここでは、角度セン
サ１９からアナログ／デジタル変換器２０を介して角度
信号ｘ（＝θO）が定期演算部ＣＡＣ２に入力され、マ
イクロプロセッサ１５は記憶装置１６に格納されている
マクローリン展開によるtan演算と、（４）式に示すリ
ードバック値rb演算が実行される。
を開始する。ステップ２において、簡単のため、ｘ＝θ
0とおき、ステップ３に移行する。ここでは、角度セン
サ１９からアナログ／デジタル変換器２０を介して角度
信号ｘ（＝θO）が定期演算部ＣＡＣ２に入力され、マ
イクロプロセッサ１５は記憶装置１６に格納されている
マクローリン展開によるtan演算と、（４）式に示すリ
ードバック値rb演算が実行される。
【００２６】マクローリン展開によるtan演算は、 tan(x)＝ｘ＋（１／３）＊ｘ3＋（２／１５）＊ｘ5＋（１７／３１５） ＊ｘ7＋…… （５） 但し、（｜ｘ｜＜π／２） で近似され、その演算結果は記憶装置１６に格納される
が、実際には、演算時間の制限があるので、上式の第３
項までの計算で近似される。
が、実際には、演算時間の制限があるので、上式の第３
項までの計算で近似される。
【００２７】次に、リードバック演算を行う。マイクロ
プロセッサ１５は、（５）式のtan演算の結果と記憶装
置１６に格納されている（４）式に示すリードバック演
算プログラムを用いて、リードバック値rbの演算を実行
して、記憶装置１６に格納してステップ４に至る演算を
繰り返す。
プロセッサ１５は、（５）式のtan演算の結果と記憶装
置１６に格納されている（４）式に示すリードバック演
算プログラムを用いて、リードバック値rbの演算を実行
して、記憶装置１６に格納してステップ４に至る演算を
繰り返す。
【００２８】マイクロプロセッサ１５は、記憶装置１６
に格納されたこのリードバック値rbをインターフエイス
回路１４を介して伝送線１２に重畳させて上位機器１２
に伝送する。
に格納されたこのリードバック値rbをインターフエイス
回路１４を介して伝送線１２に重畳させて上位機器１２
に伝送する。
【００２９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ようなバルブポジショナは、定期演算部ＣＡＣ２におい
て実行されるtan-1演算とtan演算での近似計算で用いる
マクローリン展開の際に大きな誤差を生じるという問題
がある。
ようなバルブポジショナは、定期演算部ＣＡＣ２におい
て実行されるtan-1演算とtan演算での近似計算で用いる
マクローリン展開の際に大きな誤差を生じるという問題
がある。
【００３０】以上の点について、図１０、図１１で示す
特性図を用いて説明する。図１０は横軸に角度信号θ
O(deg)を、縦軸にtanθOをとったときのtanθO演算の誤
差の関係を示したものである。θOは±２０degを過ぎた
時点から演算誤差が急激に増加する。
特性図を用いて説明する。図１０は横軸に角度信号θ
O(deg)を、縦軸にtanθOをとったときのtanθO演算の誤
差の関係を示したものである。θOは±２０degを過ぎた
時点から演算誤差が急激に増加する。
【００３１】図１１は横軸にtanθi2を、縦軸に入力角
度θi2(deg)をとったときのtan-1演算の誤差の関係を示
したものである。tan-1θi2も±０．４（約２０deg）を
過ぎた時点から演算誤差が急激に増加する。
度θi2(deg)をとったときのtan-1演算の誤差の関係を示
したものである。tan-1θi2も±０．４（約２０deg）を
過ぎた時点から演算誤差が急激に増加する。
【００３２】（３）式で示すtan-1ｘの演算で第３項ま
での近似により５次の演算をすると、ｘ2＝ｘ*ｘ、ｘ3＝
ｘ2*ｘ、ｘ5＝ｘ2*ｘ3であるので、５回の浮動小数点の
掛算と、２回の浮動小数点の加算が必要である。
での近似により５次の演算をすると、ｘ2＝ｘ*ｘ、ｘ3＝
ｘ2*ｘ、ｘ5＝ｘ2*ｘ3であるので、５回の浮動小数点の
掛算と、２回の浮動小数点の加算が必要である。
【００３３】ここで、精度を上げるために、７次の演算
まで行なうことにすると、ｘ7＝ｘ5*ｘ2となるので、更
に２回の掛算と、１回の加算が必要になり、合計で７回
の浮動小数点の掛算と３回の浮動小数点の加算が必要と
なる。これはtanｘの演算についても同様である。
まで行なうことにすると、ｘ7＝ｘ5*ｘ2となるので、更
に２回の掛算と、１回の加算が必要になり、合計で７回
の浮動小数点の掛算と３回の浮動小数点の加算が必要と
なる。これはtanｘの演算についても同様である。
【００３４】マイクロプロセッサ１５により、このよう
にtan-1ｘとtanｘの演算のような重い浮動小数点演算を
行うのは、負担が大きく、演算に時間がかかり過ぎると
いう問題点もある。
にtan-1ｘとtanｘの演算のような重い浮動小数点演算を
行うのは、負担が大きく、演算に時間がかかり過ぎると
いう問題点もある。
【００３５】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めの本発明の主な構成は、上位機器から調節弁のストロ
ーク（st）を制御する弁開度信号（ＶS）が伝送線を介
して入力され回路電源を生成すると共に弁開度信号（Ｖ
S）に対応するセットポイント（sp）に変換するインタ
ーフエイス手段と、先のストローク（st）を角度信号
（Ｖst）に変換する角度センサと、規定角度（θ(n)）
に対する規定tanθ(n)値の関係が予め格納された演算テ
ーブルと、先のセットポイント（sp）から先の角度セン
サのtanθs t値を求めこのtanθst値と先の規定tanθ(n)
値との大小関係から先の規定角度（θ(n)）を介して入
力角度（θi1）を求める定期演算手段と、先の角度信号
（Ｖst）に対応する角度信号（θO）と先の入力角度
（θi1）との偏差を演算してこの偏差がゼロになるよう
に先の調節弁を制御するバルブ制御手段とを具備するよ
うにしたものである。
めの本発明の主な構成は、上位機器から調節弁のストロ
ーク（st）を制御する弁開度信号（ＶS）が伝送線を介
して入力され回路電源を生成すると共に弁開度信号（Ｖ
S）に対応するセットポイント（sp）に変換するインタ
ーフエイス手段と、先のストローク（st）を角度信号
（Ｖst）に変換する角度センサと、規定角度（θ(n)）
に対する規定tanθ(n)値の関係が予め格納された演算テ
ーブルと、先のセットポイント（sp）から先の角度セン
サのtanθs t値を求めこのtanθst値と先の規定tanθ(n)
値との大小関係から先の規定角度（θ(n)）を介して入
力角度（θi1）を求める定期演算手段と、先の角度信号
（Ｖst）に対応する角度信号（θO）と先の入力角度
（θi1）との偏差を演算してこの偏差がゼロになるよう
に先の調節弁を制御するバルブ制御手段とを具備するよ
うにしたものである。
【００３６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を用いて説明する。図１は本発明の実施形態の１例
である。なお、図６、図７に示す従来のポジショナと同
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。
て図を用いて説明する。図１は本発明の実施形態の１例
である。なお、図６、図７に示す従来のポジショナと同
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。
【００３７】ポジショナ２１の構成として、インターフ
エイス回路１４、デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器
１７、電空変換器１８、角度センサ１９、アナログ／デ
ジタル（Ａ／Ｄ）変換器２０などは、図６に示す構成と
ほぼ同一であるが、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）２２
の演算内容と、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、Ｒ
ＯＭ（リードオンリーメモリ）などで構成される記憶装
置２３の記憶内容などが異なっている。
エイス回路１４、デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器
１７、電空変換器１８、角度センサ１９、アナログ／デ
ジタル（Ａ／Ｄ）変換器２０などは、図６に示す構成と
ほぼ同一であるが、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）２２
の演算内容と、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、Ｒ
ＯＭ（リードオンリーメモリ）などで構成される記憶装
置２３の記憶内容などが異なっている。
【００３８】次に、記憶装置２３に記憶されているデー
タとプログラムを用いてマイクロプロセッサ２２により
実行される機能を中心とした機能ブロックを図２に示
し、この演算内容について図３〜図５を用いて説明す
る。
タとプログラムを用いてマイクロプロセッサ２２により
実行される機能を中心とした機能ブロックを図２に示
し、この演算内容について図３〜図５を用いて説明す
る。
【００３９】先ず、図２に示す機能ブロック図について
説明する。バルブ制御演算部ＶＣＣの機能は基本的に図
７に示すバルブ制御演算の機能と同一であるが、定期演
算部ＣＡＣ１の機能は図７に示す定期演算部ＣＡＣ２の
演算機能と異なり、演算テーブルＡＲＴが付加されてい
る。
説明する。バルブ制御演算部ＶＣＣの機能は基本的に図
７に示すバルブ制御演算の機能と同一であるが、定期演
算部ＣＡＣ１の機能は図７に示す定期演算部ＣＡＣ２の
演算機能と異なり、演算テーブルＡＲＴが付加されてい
る。
【００４０】以上の定期演算部ＣＡＣ２での演算の内容
について、図３に示す演算テーブルＡＲＴの構成と、こ
れを用いる図４と図５に示すフローチャート図をそれぞ
れ用いて説明する。図３は記憶装置２３の中のリードオ
ンリーメモリＲＯＭに格納されている演算テーブルＡＲ
Ｔのデータの格納状態を示している。
について、図３に示す演算テーブルＡＲＴの構成と、こ
れを用いる図４と図５に示すフローチャート図をそれぞ
れ用いて説明する。図３は記憶装置２３の中のリードオ
ンリーメモリＲＯＭに格納されている演算テーブルＡＲ
Ｔのデータの格納状態を示している。
【００４１】この場合は、簡単のため、規定角度θ(ｎ)
をＹ１〜Ｙ８まで８分割し、Ｙ１＝０deg、Ｙ８＝９０d
egに対応させ、これらの間を等分に割り当てて、規定角
度θ(ｎ)に対応する規定tanθ(n)の値が演算テーブルＡ
ＲＴとしてリードオンリーメモリＲＯＭに予め格納され
ている。
をＹ１〜Ｙ８まで８分割し、Ｙ１＝０deg、Ｙ８＝９０d
egに対応させ、これらの間を等分に割り当てて、規定角
度θ(ｎ)に対応する規定tanθ(n)の値が演算テーブルＡ
ＲＴとしてリードオンリーメモリＲＯＭに予め格納され
ている。
【００４２】図４は図２におけるtan-1演算の手順を示
したフローチャート図である。先ず、演算速度の向上を
図るために、リードオンリーメモリＲＯＭから演算テー
ブルＡＲＴを記憶装置２３の中のランダムアクセスメモ
リＲＡＭにロードする。
したフローチャート図である。先ず、演算速度の向上を
図るために、リードオンリーメモリＲＯＭから演算テー
ブルＡＲＴを記憶装置２３の中のランダムアクセスメモ
リＲＡＭにロードする。
【００４３】次に、インターフエイス回路１４からステ
ップ１においてセットポイントsp（％）値を取り込み、
このセットポイントsp値を用いてマイクロプロセッサ２
２は（１）式の演算を行い、ｘ値を算出（ステップ２）
して、記憶装置２３の所定領域に格納する。
ップ１においてセットポイントsp（％）値を取り込み、
このセットポイントsp値を用いてマイクロプロセッサ２
２は（１）式の演算を行い、ｘ値を算出（ステップ２）
して、記憶装置２３の所定領域に格納する。
【００４４】この後、マイクロプロセッサ２２は、この
ｘ値、つまりtanθi1から入力角度θi1を算出する演算t
an-1ｘ、換言すれば、図３に示す演算テーブルＡＲＴに
おいてtanθ（ｎ）（Ｘ１〜Ｘ８）からθ（ｎ）（Ｙ１
〜Ｙ８）を求める演算を実行するが、その演算手順を以
下に説明する。
ｘ値、つまりtanθi1から入力角度θi1を算出する演算t
an-1ｘ、換言すれば、図３に示す演算テーブルＡＲＴに
おいてtanθ（ｎ）（Ｘ１〜Ｘ８）からθ（ｎ）（Ｙ１
〜Ｙ８）を求める演算を実行するが、その演算手順を以
下に説明する。
【００４５】ここでは、入力角度θi1としてＸ１〜Ｘ８
の中央で分割してＹ１〜Ｙ４の何れかに確定する場合に
ついて説明するが、Ｙ５〜Ｙ８の何れかに入力角度θi1
を確定する場合も同様な演算を実行するので、その説明
は省略する。
の中央で分割してＹ１〜Ｙ４の何れかに確定する場合に
ついて説明するが、Ｙ５〜Ｙ８の何れかに入力角度θi1
を確定する場合も同様な演算を実行するので、その説明
は省略する。
【００４６】先ず、ステップ３において、Ｘ１〜Ｘ８の
中央値Ｘ４に対してｘ値（＝tanθi 1）が大きいか否か
の判断をする。ｘ＜Ｘ４が成立する場合は、ステップ４
に移行する。ステップ４では、Ｘ１〜Ｘ４の中央値Ｘ２
に対してｘ値の大小を判断する。この結果、ｘ＜Ｘ２が
成立する場合は、ステップ５に移行する。
中央値Ｘ４に対してｘ値（＝tanθi 1）が大きいか否か
の判断をする。ｘ＜Ｘ４が成立する場合は、ステップ４
に移行する。ステップ４では、Ｘ１〜Ｘ４の中央値Ｘ２
に対してｘ値の大小を判断する。この結果、ｘ＜Ｘ２が
成立する場合は、ステップ５に移行する。
【００４７】ステップ５では、Ｘ１に対するｘの大小を
判断し、ｘ＜Ｘ１が成立する場合はステップ６に移行し
てθi1＝Ｙ１として確定し、ｘ＜Ｘ１が成立しない場合
はステップ７に移行してθi1＝Ｙ２として確定する。
判断し、ｘ＜Ｘ１が成立する場合はステップ６に移行し
てθi1＝Ｙ１として確定し、ｘ＜Ｘ１が成立しない場合
はステップ７に移行してθi1＝Ｙ２として確定する。
【００４８】また、ステップ４において、ｘ＜Ｘ２が成
立しない場合は、ステップ８に移行してＸ３に対するｘ
の大小を判断し、ｘ＜Ｘ３が成立する場合はステップ９
に移行してθi1＝Ｙ３として確定し、ｘ＜Ｘ３が成立し
ない場合はステップ１０に移行してθi1＝Ｙ４として確
定する。
立しない場合は、ステップ８に移行してＸ３に対するｘ
の大小を判断し、ｘ＜Ｘ３が成立する場合はステップ９
に移行してθi1＝Ｙ３として確定し、ｘ＜Ｘ３が成立し
ない場合はステップ１０に移行してθi1＝Ｙ４として確
定する。
【００４９】以上のようにして、tanθi1から入力角度
θi1を算出するマイクロプロセッサ２２の演算は、演算
テーブルＡＲＴからもっとも近い値を順次に選択する条
件分岐の判断をするだけで良いので、従来のようなマク
ローリン展開による近似計算よりは明らかに演算速度は
速くなる。精度をあげるためには、単に分割を増やせば
よい。
θi1を算出するマイクロプロセッサ２２の演算は、演算
テーブルＡＲＴからもっとも近い値を順次に選択する条
件分岐の判断をするだけで良いので、従来のようなマク
ローリン展開による近似計算よりは明らかに演算速度は
速くなる。精度をあげるためには、単に分割を増やせば
よい。
【００５０】なお、演算テーブルＡＲＴにおける離散的
に格納された規定角度（θ(n)）と規定tanθ(n)値の分
割データを少なくしてこれらの間を直線で結んで中間デ
ータを補間演算により求めるようにしても従来に比べて
演算速度が向上する。
に格納された規定角度（θ(n)）と規定tanθ(n)値の分
割データを少なくしてこれらの間を直線で結んで中間デ
ータを補間演算により求めるようにしても従来に比べて
演算速度が向上する。
【００５１】図５は図２におけるtan演算の手順を示し
たフローチャート図である。先ず、演算速度の向上を図
るために、リードオンリーメモリＲＯＭから演算テーブ
ルＡＲＴを記憶装置２３の中のランダムアクセスメモリ
ＲＡＭにロードしておく。
たフローチャート図である。先ず、演算速度の向上を図
るために、リードオンリーメモリＲＯＭから演算テーブ
ルＡＲＴを記憶装置２３の中のランダムアクセスメモリ
ＲＡＭにロードしておく。
【００５２】次に、角度センサ１９、アナログ／デジタ
ル変換器２０を介して角度信号θ0を取り込み、この角
度信号θ0を用いてマイクロプロセッサ２２は演算テー
ブルＡＲＴを参照してtanθ0の演算を行なう。
ル変換器２０を介して角度信号θ0を取り込み、この角
度信号θ0を用いてマイクロプロセッサ２２は演算テー
ブルＡＲＴを参照してtanθ0の演算を行なう。
【００５３】この場合は、図３における格納データの選
択をＹ１〜Ｙ８からＸ１〜Ｘ８へと図４の場合とは逆に
選定して、角度信号θ0からtanθ0を求めるだけである
ので、その説明は省略する。
択をＹ１〜Ｙ８からＸ１〜Ｘ８へと図４の場合とは逆に
選定して、角度信号θ0からtanθ0を求めるだけである
ので、その説明は省略する。
【００５４】この後、マイクロプロセッサ２２は、求め
られたtanθ0を用いて（４）式の演算を実行してリード
バック値rbを求める。この場合も従来のようなマクロー
リン展開による近似計算を用いないので、演算速度は速
くなり、分割を増やすことにより演算誤差の小さくする
ことができる。
られたtanθ0を用いて（４）式の演算を実行してリード
バック値rbを求める。この場合も従来のようなマクロー
リン展開による近似計算を用いないので、演算速度は速
くなり、分割を増やすことにより演算誤差の小さくする
ことができる。
【００５５】
【発明の効果】以上、発明の実施の形態と共に具体的に
説明したように本発明によれば、規定角度に対する規定
tanの関係が予め格納された演算テーブルを用いて、tan
とtan- 1とを実行するようにしたので、演算速度を高速
化しながら弁開度が大きくなっても小さい演算誤差が維
持できるメリットがある。
説明したように本発明によれば、規定角度に対する規定
tanの関係が予め格納された演算テーブルを用いて、tan
とtan- 1とを実行するようにしたので、演算速度を高速
化しながら弁開度が大きくなっても小さい演算誤差が維
持できるメリットがある。
【図１】本発明の１実施の形態を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】図１に示す実施形態における機能ブロック図で
ある。
ある。
【図３】図２における機能を実現するための演算テーブ
ルの構成を示す構成図である。
ルの構成を示す構成図である。
【図４】図２における機能を実現する手順を示す第１の
フローチャート図である。
フローチャート図である。
【図５】図２における機能を実現する手順を示す第２の
フローチャート図である。
フローチャート図である。
【図６】従来のポジショナの構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図７】図６に示すポジショナにおける機能を示す機能
ブロック図である。
ブロック図である。
【図８】図７における機能を実現する手順を示すフロー
チャート図である。
チャート図である。
【図９】図８の演算をするときの変数を定義する変数定
義図である
義図である
【図１０】図６に示すポジショナの問題点を説明する第
１の特性図である。
１の特性図である。
【図１１】図６に示すポジショナの問題点を説明する第
２の特性図である。
２の特性図である。
１０ ポジショナ １１ 上位機器 １２ 伝送線 １３ 調節弁 １４ インターフエイス回路 １５、２２ マイクロプロセッサ １６、２３ 記憶装置 １９ 角度センサ ＣＡＣ１、ＣＡＣ２ 定期演算部 ＶＣＣ バルブ制御演算部 ＡＲＴ 演算テーブル
Claims (5)
- 【請求項１】上位機器から調節弁のストロークを制御す
る弁開度信号が伝送線を介して入力され回路電源を生成
すると共に弁開度信号に対応するセットポイントに変換
するインターフエイス手段と、前記ストロークを角度信
号に変換する角度センサと、規定角度に対する規定tan
値の関係が予め格納された演算テーブルと、前記セット
ポイントから前記角度センサのtan値を求めこのtan値と
前記規定tan値との大小関係から前記規定角度を介して
入力角度を求める定期演算手段と、前記角度信号に対応
する角度信号と前記入力角度との偏差を演算してこの偏
差がゼロになるように前記調節弁を制御するバルブ制御
手段とを具備するようにしたことを特徴とするバルブポ
ジショナ。 - 【請求項２】前記角度信号と前記演算テーブルの規定角
度との大小関係から前記規定tan値を介して前記角度セ
ンサのtan値を求めこのtan値を用いて前記ストロークの
位置を示すリードバック値を演算するリードバック演算
手段と、前記リードバック値は前記インターフエイス手
段を介して前記伝送線から前記上位機器にリードバック
することを特徴とする請求項１記載のバルブポジショ
ナ。 - 【請求項３】前記弁開度信号は直流の電流信号で前記伝
送線を介して伝送され、前記リードバック値はデジタル
信号として前記電流信号に重畳して前記伝送線を介して
逆送されることを特徴とする請求項１又は２記載のバル
ブポジショナ。 - 【請求項４】前記伝送線は前記弁開度信号も前記リード
バック値も共にデジタル信号として伝送されるフイール
ドバス対応であることを特徴とする請求項１又は２記載
のバルブポジショナ。 - 【請求項５】前記演算テーブルにおける離散的に格納さ
れた規定角度に対する規定tan値の補間値を折れ線によ
る近似演算により求めることを特徴とする請求項１又は
２又は３又は４記載のバルブポジショナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25065497A JPH1182405A (ja) | 1997-09-16 | 1997-09-16 | バルブポジショナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25065497A JPH1182405A (ja) | 1997-09-16 | 1997-09-16 | バルブポジショナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1182405A true JPH1182405A (ja) | 1999-03-26 |
Family
ID=17211079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25065497A Withdrawn JPH1182405A (ja) | 1997-09-16 | 1997-09-16 | バルブポジショナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1182405A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11166655A (ja) * | 1997-12-08 | 1999-06-22 | Yamatake Corp | 電空ポジショナ |
-
1997
- 1997-09-16 JP JP25065497A patent/JPH1182405A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11166655A (ja) * | 1997-12-08 | 1999-06-22 | Yamatake Corp | 電空ポジショナ |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2000116199A (ja) | 電動機制御装置 | |
| US9287817B2 (en) | Control system | |
| JPH1182405A (ja) | バルブポジショナ | |
| JPH0778007A (ja) | プログラマブルコントローラ用アナログ信号処理装置 | |
| JP2955728B2 (ja) | ボイラ主蒸気温度制御方法及び装置 | |
| JPS59218505A (ja) | 閉ル−プによる油圧制御装置 | |
| JPS63276604A (ja) | プロセス制御装置 | |
| WO1990013857A1 (fr) | Procede de commande de mode de glissement | |
| JPH07203672A (ja) | Ｐｗｍ制御方式を用いた電源装置 | |
| JP2000003204A (ja) | 制御方法及び制御装置 | |
| JP3204061B2 (ja) | 電空ポジショナ | |
| JPH01116705A (ja) | サンプリング方式 | |
| JPH01240903A (ja) | 評価関数の重み決定方法 | |
| JPH11322216A (ja) | エレベータ調整装置 | |
| JPH03215178A (ja) | サーボモータの保護方法 | |
| JPH05103475A (ja) | インバータの正弦波近似ｐｗｍ信号発生装置 | |
| JP2647428B2 (ja) | 自動制御システムの制御装置 | |
| JPH0341178Y2 (ja) | ||
| JP2596232B2 (ja) | 交流電動機の制御装置 | |
| JPH04250501A (ja) | 制御装置 | |
| JPH05119852A (ja) | 制御装置 | |
| JP2000152628A (ja) | サイクロコンバータ制御装置 | |
| JPH02194723A (ja) | 正弦波ｐｗｍ信号発生装置 | |
| JP2003058202A (ja) | 調節弁制御装置および調節弁制御方法 | |
| JPH07219610A (ja) | 調節計 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040315 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040518 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20040712 |