JPS61139809A - 流量制御装置 - Google Patents
流量制御装置Info
- Publication number
- JPS61139809A JPS61139809A JP26225484A JP26225484A JPS61139809A JP S61139809 A JPS61139809 A JP S61139809A JP 26225484 A JP26225484 A JP 26225484A JP 26225484 A JP26225484 A JP 26225484A JP S61139809 A JPS61139809 A JP S61139809A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flow rate
- valve
- air pressure
- control
- 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.)
- Pending
Links
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
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、工業用プロセス等において用いられる空気作
動式の調節弁の制御装置に関する。
動式の調節弁の制御装置に関する。
従来の空気式調節弁の基本的な制御は次のような構成で
行なわれていた。＄２図はその構成をポジショナを有す
る調節弁の場合で示している。７は空気式の調節弁、８
は電磁流量計や差圧流量計による流量検出端、９はステ
ム位置つまり弁開度を検出する手段、１０はポジショナ
、１１はコントローラでるる。
行なわれていた。＄２図はその構成をポジショナを有す
る調節弁の場合で示している。７は空気式の調節弁、８
は電磁流量計や差圧流量計による流量検出端、９はステ
ム位置つまり弁開度を検出する手段、１０はポジショナ
、１１はコントローラでるる。
この構成による制御の動作を説明すると、説定値がコン
トローラ１１に入力されると、コントローラ１１は流量
検出端８から流量信号と祝足値の差からその補正分に相
当する電気信号をポジショナ１０を介することによって
空気圧の信号に変え。
トローラ１１に入力されると、コントローラ１１は流量
検出端８から流量信号と祝足値の差からその補正分に相
当する電気信号をポジショナ１０を介することによって
空気圧の信号に変え。
調節弁７に与える。調節弁７の弁開度はこれを検出する
手段９（ポジショナの一部となっている）を介して空気
圧信号に補正を加えて正確な弁位置を決定しようという
ものである。またポジショナ１０を使わず、電・空変換
器を用いて単純に空気圧を加える方法やブースタに裏っ
て空気圧を増巾して空気圧を供給する方法などがある。
手段９（ポジショナの一部となっている）を介して空気
圧信号に補正を加えて正確な弁位置を決定しようという
ものである。またポジショナ１０を使わず、電・空変換
器を用いて単純に空気圧を加える方法やブースタに裏っ
て空気圧を増巾して空気圧を供給する方法などがある。
以上のような制御方法で、流量検出端８は必要不可欠の
要素であるが、電磁流量計や差圧流虚計などによる流量
検出を配管途中に設けることは作業上かなりの手間にな
るばかりでなく、コスト的にも非常に高価になるもので
ある。本発明は、流量検出端を必要とせず、調節弁の弁
開度とアクチュエータに供給される空気圧より流体流量
を推定し、この推定流量によって調節弁を制御し工つと
いうものである。
要素であるが、電磁流量計や差圧流虚計などによる流量
検出を配管途中に設けることは作業上かなりの手間にな
るばかりでなく、コスト的にも非常に高価になるもので
ある。本発明は、流量検出端を必要とせず、調節弁の弁
開度とアクチュエータに供給される空気圧より流体流量
を推定し、この推定流量によって調節弁を制御し工つと
いうものである。
本発明の基本的な構成を第１図に示す。１は調節弁で弁
開度検出手段２を有しており、制御手段３からの電気信
号が電・全変換器４を介して調節弁１のアクチュエータ
に与えられている。またこの空気圧は圧力検出手段５に
よって検出し、上記弁開度検出手段２からの信号と供に
演算手段６に入力され、演算手段６は弁開度信号と空気
圧信号から流量全演算し、制御手段３にフィードバック
信号を与える。ここで演算手段６は弁開度と空気圧の信
号で流ｉｔを推定するが、この方法としては、計算式に
よる演算または弁開度と空気圧と流量の関係を使用する
弁毎に求めておく方法がある。以下計算式にエフＲｔを
推定する場合の原理について説明する。
開度検出手段２を有しており、制御手段３からの電気信
号が電・全変換器４を介して調節弁１のアクチュエータ
に与えられている。またこの空気圧は圧力検出手段５に
よって検出し、上記弁開度検出手段２からの信号と供に
演算手段６に入力され、演算手段６は弁開度信号と空気
圧信号から流量全演算し、制御手段３にフィードバック
信号を与える。ここで演算手段６は弁開度と空気圧の信
号で流ｉｔを推定するが、この方法としては、計算式に
よる演算または弁開度と空気圧と流量の関係を使用する
弁毎に求めておく方法がある。以下計算式にエフＲｔを
推定する場合の原理について説明する。
調節弁ｌは単座弁等の駆動軸に沿った方向に流体の圧力
を受けやすい形状の弁で６９、調節弁の一次側と二次側
の差圧は弁体、駆動軸を介してアクチュエータに伝わっ
ているので、弁を所望の位置に保持するために、この差
圧に比例した空気圧が与えられる。ところで流量と差圧
は矢のような関係がめる。
を受けやすい形状の弁で６９、調節弁の一次側と二次側
の差圧は弁体、駆動軸を介してアクチュエータに伝わっ
ているので、弁を所望の位置に保持するために、この差
圧に比例した空気圧が与えられる。ところで流量と差圧
は矢のような関係がめる。
ｑ＝ｏｖｙ’７Ｆ ・・・・・・・・・
・・・・・・■ここでＱは流量、ΔＰは弁の一次側と二
次側の差圧、Ｃｖは弁の形状等によって決まる定数であ
る。
・・・・・・■ここでＱは流量、ΔＰは弁の一次側と二
次側の差圧、Ｃｖは弁の形状等によって決まる定数であ
る。
このときＯｖは弁が全開の時の値であるので、ここで弁
開度ｍを考慮した式は例えばリニア弁では、Ｑ＝αｍｎ
・・・・・・・・・・・・・・・■とな
る。αは定数である。この弁開度ｍを考慮した式は弁の
構造によって異なるので、今Ｃマがｍの関数ということ
でＯｖ（ｍ）と表わすと、Ｑ ＝ Ｏｖ （ｍ）６丁
・・・・・・・・・・・・・・・■となｐ１
弁開度ｍと弁の一次側と二次側の差圧ΔＰがわかれば流
量Ｑが演算できることを示す。そしてΔＰはアクチュエ
ータに与えられる空気圧と比例しているので、弁開度と
空気圧から流量が演算できる。
開度ｍを考慮した式は例えばリニア弁では、Ｑ＝αｍｎ
・・・・・・・・・・・・・・・■とな
る。αは定数である。この弁開度ｍを考慮した式は弁の
構造によって異なるので、今Ｃマがｍの関数ということ
でＯｖ（ｍ）と表わすと、Ｑ ＝ Ｏｖ （ｍ）６丁
・・・・・・・・・・・・・・・■となｐ１
弁開度ｍと弁の一次側と二次側の差圧ΔＰがわかれば流
量Ｑが演算できることを示す。そしてΔＰはアクチュエ
ータに与えられる空気圧と比例しているので、弁開度と
空気圧から流量が演算できる。
次に第１図に示した基本的構成図の作用を説明する。新
しい説定値が制御手段３に入力されると現在の流量との
差分に相当する補正電気信号を電・全変換器４に与え、
変換された空気圧は調節弁７のアクチュエータに与えら
れて弁を駆動する。この時の空気圧は圧力検出器５で、
弁開度は弁開度検出手段２で検出され、これらの２つの
信号は演算手段６に入力されて流量が演算される。この
流量値が制御手段３にフィードバック信号として与えら
れて流量を設定値に保つように働く。
しい説定値が制御手段３に入力されると現在の流量との
差分に相当する補正電気信号を電・全変換器４に与え、
変換された空気圧は調節弁７のアクチュエータに与えら
れて弁を駆動する。この時の空気圧は圧力検出器５で、
弁開度は弁開度検出手段２で検出され、これらの２つの
信号は演算手段６に入力されて流量が演算される。この
流量値が制御手段３にフィードバック信号として与えら
れて流量を設定値に保つように働く。
次に本発明による実施例を図面に従ってさらに詳細に説
明する。第３図は演算手段としてマイコンを利用したも
ので、制御手段２０は公知のコントローラで、入力され
た説足値に応じて電気信号を出力する。電−全変換器１
９を介して空気圧信号に変換された信号は調節弁２１の
アクチュエータに与えられ、弁を駆動する。この時の調
節弁２１は単座弁のような流体圧力を）け、その圧力特
性を駆動軸方向に直接伝えやすい弁が有利だが、ケージ
弁のような流体圧力を受けにくい構造を目的として作ら
れた弁であっても、弁に力Ｕわる圧力がめる特性を持ち
、それが空気圧として検出されさえすれば良いので、逆
にその構造を多少圧力を受けるように変えたものを用い
れば、それほど弁駆動力を必要とせずにアクチュエータ
に負担をかけず。
明する。第３図は演算手段としてマイコンを利用したも
ので、制御手段２０は公知のコントローラで、入力され
た説足値に応じて電気信号を出力する。電−全変換器１
９を介して空気圧信号に変換された信号は調節弁２１の
アクチュエータに与えられ、弁を駆動する。この時の調
節弁２１は単座弁のような流体圧力を）け、その圧力特
性を駆動軸方向に直接伝えやすい弁が有利だが、ケージ
弁のような流体圧力を受けにくい構造を目的として作ら
れた弁であっても、弁に力Ｕわる圧力がめる特性を持ち
、それが空気圧として検出されさえすれば良いので、逆
にその構造を多少圧力を受けるように変えたものを用い
れば、それほど弁駆動力を必要とせずにアクチュエータ
に負担をかけず。
しかも流量制御も可能となる。弁特性はリニア弁。
イコールパーセント弁、クイックオープニング弁のいず
れでも良く、それぞれの特性によって計算式を変更する
だけでろる。この時の演算式はＩＪ ニア弁については
前述の０式に示したとうりであるが、イコールパーセン
ト弁に関しては。
れでも良く、それぞれの特性によって計算式を変更する
だけでろる。この時の演算式はＩＪ ニア弁については
前述の０式に示したとうりであるが、イコールパーセン
ト弁に関しては。
Ｑ＝α（ａｅ−＜’−”）＋ｂ）ｙ’？ ・・・・・
・・・・・・・・・・■となり、クイックオープニング
弁に関しては、Ｑ＝ｋ（α（１＋ ” Ｌｎｍ）＋β）
斤 ・・・・・・・・・・・・・・・■で表わせる。た
だしＱは流量、Ｐは空気圧、α。
・・・・・・・・・・■となり、クイックオープニング
弁に関しては、Ｑ＝ｋ（α（１＋ ” Ｌｎｍ）＋β）
斤 ・・・・・・・・・・・・・・・■で表わせる。た
だしＱは流量、Ｐは空気圧、α。
β、ａ、ｂ、には定数である。これらの式はＰを調節弁
の一次側と二次側の差圧とした時に成り立つ式であるが
、空気圧が差圧と比例しているので空気圧の関数式とし
て比例定数を含めて■、■式のように表すことができる
。
の一次側と二次側の差圧とした時に成り立つ式であるが
、空気圧が差圧と比例しているので空気圧の関数式とし
て比例定数を含めて■、■式のように表すことができる
。
弁駆動時の空気圧１弁開度はそれぞれ公知の圧力検出手
段１７、弁開度検出手段１８によって検出され電気信号
として演一手段としてのマイコン１２に与えられる。！
イコン１２は入力信号を切り換えるマルチプレクサ１４
と、アナログ信号をデジタル信号に変換する人／Ｄ変換
器１５と、入力信号の演算を行うマイクロプロセッサ−
３（以下ＯＰＵと略称する）と、メモリ（ＲＯＭ／ＲＡ
Ｍ）１６から成９、上記圧力検出手段１７と弁開度検出
手段１８からの信号はマルチプレクサ１４に入力される
。マルチプレクサ１４は０ＰＵ１３の信号に従って圧力
信号または弁開度信号を選択的に出力し１人／Ｄ変換器
１５を介してデジタル信号として０ＰＵ１３に入力され
る。メモリ１６のＲＯＭには演算用のプログラムや計算
式等が書き込まれており、このプログラムに従って０Ｐ
Ｕ１３はマルチプレクサ１４の制御や演算をメモリ１６
のＲＡＭとのデータの授受等によって処理し、流量信号
として得られた値をコントローラ２０にフィードバック
する。コントローラ２０はフィードバックされた流量値
と設定値とを比較し、流量の補正量に相当する信号を再
び出力する。
段１７、弁開度検出手段１８によって検出され電気信号
として演一手段としてのマイコン１２に与えられる。！
イコン１２は入力信号を切り換えるマルチプレクサ１４
と、アナログ信号をデジタル信号に変換する人／Ｄ変換
器１５と、入力信号の演算を行うマイクロプロセッサ−
３（以下ＯＰＵと略称する）と、メモリ（ＲＯＭ／ＲＡ
Ｍ）１６から成９、上記圧力検出手段１７と弁開度検出
手段１８からの信号はマルチプレクサ１４に入力される
。マルチプレクサ１４は０ＰＵ１３の信号に従って圧力
信号または弁開度信号を選択的に出力し１人／Ｄ変換器
１５を介してデジタル信号として０ＰＵ１３に入力され
る。メモリ１６のＲＯＭには演算用のプログラムや計算
式等が書き込まれており、このプログラムに従って０Ｐ
Ｕ１３はマルチプレクサ１４の制御や演算をメモリ１６
のＲＡＭとのデータの授受等によって処理し、流量信号
として得られた値をコントローラ２０にフィードバック
する。コントローラ２０はフィードバックされた流量値
と設定値とを比較し、流量の補正量に相当する信号を再
び出力する。
以上のように調節弁とは別に設けてい友流竜検出端を一
切必要とせず、童気圧検出手段と弁開度検出手段は調節
弁に付属させることができ、それぞれの信号を取り出す
だけであるので、取り付は作業は従来の取り付け□とな
んら変わるところがない。第４図は他の実施例を示す図
でらるが、これは上記第３図の実施例における制御手段
２０と演算手段Ｕの機能ｔ−１つのマイコン２２に持た
せたものである。なお第３図と同じ装置には同じ番号を
付しである。現在コントローラにはほとんどマイコンを
利用しており、このマイコンで前述した流量の演算をさ
せれば、別個に演算手段としてのマイコンを用意する必
要もなくなる。
切必要とせず、童気圧検出手段と弁開度検出手段は調節
弁に付属させることができ、それぞれの信号を取り出す
だけであるので、取り付は作業は従来の取り付け□とな
んら変わるところがない。第４図は他の実施例を示す図
でらるが、これは上記第３図の実施例における制御手段
２０と演算手段Ｕの機能ｔ−１つのマイコン２２に持た
せたものである。なお第３図と同じ装置には同じ番号を
付しである。現在コントローラにはほとんどマイコンを
利用しており、このマイコンで前述した流量の演算をさ
せれば、別個に演算手段としてのマイコンを用意する必
要もなくなる。
ところで１以上の実施例における演算は計算式によって
流量を求めるものであるが、空気圧、弁開度、流量の関
係を必要精度を満たす程度の°流量が得られるように多
点にわ九って記憶させておいても実現でき、弁特性が弁
毎に求められるという効果も有する。
流量を求めるものであるが、空気圧、弁開度、流量の関
係を必要精度を満たす程度の°流量が得られるように多
点にわ九って記憶させておいても実現でき、弁特性が弁
毎に求められるという効果も有する。
本発明は従来の空気式調節弁による流量制御に必要不可
欠であった流量計を用いないＲ，量制御方法を実現して
、コスト的には、高価な流量計を必要としなくなったと
いう点でかなりのコストノでフオーマンスがはかれ１作
業的にも配管途中に流量計を設ける必要がないので、調
節弁の取り付は作業のみで良くなった。さらに、弁開度
検出手段からの信号を演算手段と並列に電・互変換器の
入力側に戻してやれば従来のポジショナとしての機能も
有することになり、弁開匿をさらに正確に保持できると
いう効果も生まれる。
欠であった流量計を用いないＲ，量制御方法を実現して
、コスト的には、高価な流量計を必要としなくなったと
いう点でかなりのコストノでフオーマンスがはかれ１作
業的にも配管途中に流量計を設ける必要がないので、調
節弁の取り付は作業のみで良くなった。さらに、弁開度
検出手段からの信号を演算手段と並列に電・互変換器の
入力側に戻してやれば従来のポジショナとしての機能も
有することになり、弁開匿をさらに正確に保持できると
いう効果も生まれる。
第１図は本発明による流量制御の構成を示す機能ブロッ
ク図、第２図は従来の技術を示す図、第３図は本発明に
よる一実施例を示す図、第４図は本発明による他の実施
例を示す図である。 １・・・調節弁、２・・・弁開度検出手段、３・・・制
御手段％４・・・電・互変換器、５・・・圧力検出手段
、６・・・演算手段、１２．２２・・・マイコン％ ２
０・・・コント特許出願人 山武ノ・ネウエル株式会
社代理人 弁理士 松 下 義 治第１図 第２図 第３図 第４図
ク図、第２図は従来の技術を示す図、第３図は本発明に
よる一実施例を示す図、第４図は本発明による他の実施
例を示す図である。 １・・・調節弁、２・・・弁開度検出手段、３・・・制
御手段％４・・・電・互変換器、５・・・圧力検出手段
、６・・・演算手段、１２．２２・・・マイコン％ ２
０・・・コント特許出願人 山武ノ・ネウエル株式会
社代理人 弁理士 松 下 義 治第１図 第２図 第３図 第４図
Claims (1)
- １、流体の流量を調節する調節弁と、該調節弁の弁開度
を検出する弁開度検出手段と、上記調節弁に与えられる
空気圧信号の空気圧を検出する空気圧検出手段と、上記
弁開度検出手段と上記空気圧検出手段からの信号を入力
として流量を演算する演算手段と、該演算手段からの流
量信号と設定値とから制御信号を与える制御手段と、該
制御手段からの制御信号を空気圧信号に変換し、上記調
節弁に与える電・空変換器を具備することを特徴とする
流量制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26225484A JPS61139809A (ja) | 1984-12-12 | 1984-12-12 | 流量制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26225484A JPS61139809A (ja) | 1984-12-12 | 1984-12-12 | 流量制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61139809A true JPS61139809A (ja) | 1986-06-27 |
Family
ID=17373219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26225484A Pending JPS61139809A (ja) | 1984-12-12 | 1984-12-12 | 流量制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61139809A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6340676U (ja) * | 1986-08-29 | 1988-03-16 | ||
| JPS63188210A (ja) * | 1987-01-30 | 1988-08-03 | Kubota Ltd | 流量制御装置 |
| JP2012207747A (ja) * | 2011-03-30 | 2012-10-25 | Azbil Corp | ポジショナ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61136113A (ja) * | 1984-12-06 | 1986-06-24 | Kurimoto Iron Works Ltd | 流量計測機能を具えた流量調整弁 |
-
1984
- 1984-12-12 JP JP26225484A patent/JPS61139809A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61136113A (ja) * | 1984-12-06 | 1986-06-24 | Kurimoto Iron Works Ltd | 流量計測機能を具えた流量調整弁 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6340676U (ja) * | 1986-08-29 | 1988-03-16 | ||
| JPS63188210A (ja) * | 1987-01-30 | 1988-08-03 | Kubota Ltd | 流量制御装置 |
| JP2012207747A (ja) * | 2011-03-30 | 2012-10-25 | Azbil Corp | ポジショナ |
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