JPS6220901A - Valve positioner - Google Patents

Valve positioner

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JPS6220901A
JPS6220901A JP16008485A JP16008485A JPS6220901A JP S6220901 A JPS6220901 A JP S6220901A JP 16008485 A JP16008485 A JP 16008485A JP 16008485 A JP16008485 A JP 16008485A JP S6220901 A JPS6220901 A JP S6220901A
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JP
Japan
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valve
signal
pressure chamber
air
pneumatic
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JP16008485A
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Japanese (ja)
Inventor
Masato Kuroda
正人 黒田
Masatoshi Fujiwara
正利 藤原
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Azbil Corp
Original Assignee
Azbil Corp
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Publication date
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Publication of JPS6220901A publication Critical patent/JPS6220901A/en
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Abstract

PURPOSE:To improve the extent of responsiveness, by connecting a valve driving pressure chamber directly to a pneumatic source and the atmosphere when the absolute value of deviation is larger than the specified value, and leading a pulse width modulated pneumatic signal into this valve driving pressure chamber when the deviation absolute valve is almost zero. CONSTITUTION:A large capacity feed valve 16 and a large capacity exhuast valve 18 both are connected to a driving pressure chamber 101 of a pneumatic control valve 10, while a three-way selector valve 14 is also connected to the chamber via an on-off selector valve 42. When the absolute value of deviation between input signal and a valve displacement in the pneumatic control valve 10 is larger than the specified value, the valve driving pressure chamber 101 is connected directly to a pneumatic source and the atmosphere via these large capacity feed and exhaust valves 16 and 18. And, when the deviation absolute value is almost zero, a pulse width modulated pneumatic signal is led into the valve driving pressure chamber 101 by the three-way selector valve 14. With this constitution, the valve is drivable at high speed so that the extent of responsiveness is improved.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、空気式調節弁に用いるバルブポジショナに関
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a valve positioner used in a pneumatic control valve.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の一般的なバルブポジショナは、入力信号と弁の変
位量との偏差を機械的変位量としてノズル争フラッパに
与え、このノズル・7ラツパのノズル背圧を空気圧信号
として取シ出した後、パイロットリレーで圧力増幅し調
節弁のエアーモータに供給するように構成されて匹る。
Conventional general valve positioners apply the deviation between the input signal and the valve displacement amount to the nozzle flapper as a mechanical displacement amount, and after extracting the nozzle back pressure of the nozzle flapper as a pneumatic signal, The pilot relay is configured to amplify the pressure and supply it to the air motor of the control valve.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかし、このような従来のバルブポジショナでは、入力
信号と弁の変位量との偏差が大きい場合に高速で応動さ
せることが困難であった。特にエアーモータの容量が大
きい場合には空気回路に空気圧信号の容量増幅用のブー
スターリレーを別途付加するなどして高速応動に対応さ
せる必要かあ  ・つた。
However, with such conventional valve positioners, it is difficult to respond at high speed when the deviation between the input signal and the amount of displacement of the valve is large. In particular, if the capacity of the air motor is large, it may be necessary to add a booster relay to the air circuit to amplify the capacity of the air pressure signal to support high-speed response.

また、上述したように従来のバルブポジショナItノズ
ル・7−yツバとパイロットリレーが用いられているが
、このノズル・7ラツパとパイロットリレーは平衡状態
であっても空気を消費する。
Further, as described above, the conventional valve positioner It nozzle, 7-y collar and pilot relay are used, but this nozzle, 7-y collar and pilot relay consume air even in a balanced state.

具体的には、セミブリード型パイロットリレーやブリー
ド型パイロットリレーを用いたバルブポジショナではノ
ズル部とパイロットリレ一部で5〜15Nt/mimの
空気消費がある。
Specifically, in a valve positioner using a semi-bleed type pilot relay or a bleed type pilot relay, air consumption is 5 to 15 Nt/min in the nozzle portion and a portion of the pilot relay.

平衡状態での空気消費を極力少なくしたパイロットリレ
ーとして、従来からノンブリード型パイロットリレーが
あるが、これとても空気消費が零ではなく、また、ノズ
ル部での空気消費は避けられない、しかもノンブリード
型パイロットリレーは応答性が悪いという欠点を有して
いる。
Non-bleed pilot relays have traditionally been used as pilot relays that minimize air consumption in an equilibrium state, but air consumption is not zero, and air consumption at the nozzle is unavoidable. Type pilot relays have the disadvantage of poor response.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

このような問題点を解決するために、本発明は、入力信
号と弁の開度との偏差を示すバルブ駆動信号をパルス幅
変調した後空気圧侶号に変換し、この空気圧信号によっ
て弁を駆動する手段に加え、バルブ駆動信号が示す偏差
の絶対値が所定値よりも大きいときに弁の駆動圧力室を
空気圧源または大気と連通させる手段と、バルブ駆動信
号の絶対値が零に近いときに前記パルス幅変調したバル
ブ駆動信号を空気圧信号に変換する手段と駆動圧力室と
の連通を封止する手段とを設けたものである。
In order to solve these problems, the present invention pulse-width modulates a valve drive signal that indicates the deviation between the input signal and the valve opening, converts it into a pneumatic pressure signal, and drives the valve with this pneumatic pressure signal. In addition to means for communicating the driving pressure chamber of the valve with an air pressure source or the atmosphere when the absolute value of the deviation indicated by the valve driving signal is larger than a predetermined value, and means for communicating the driving pressure chamber of the valve with an air pressure source or the atmosphere when the absolute value of the valve driving signal is close to zero. A means for converting the pulse width modulated valve driving signal into a pneumatic signal and a means for sealing communication with the driving pressure chamber are provided.

〔作用〕[Effect]

入力信号と弁の変位量との間に大きな偏差(絶対値)が
存在する場合、駆動圧力室は空気圧源または大気に直結
されることによりその圧力は、@、速に変化し弁の変位
量を大きく変化させる。つまシ大きな入力信号の変化に
対し高速に応答する。一方、バルブ駆動信号の絶対値が
零に近い平衡状針においては駆動圧力室内の圧力が封止
され、空気の消費が零となる。
If there is a large deviation (absolute value) between the input signal and the amount of valve displacement, the drive pressure chamber is directly connected to an air pressure source or the atmosphere, and its pressure changes to @, the amount of valve displacement. change significantly. Responds quickly to large input signal changes. On the other hand, in a balanced needle where the absolute value of the valve drive signal is close to zero, the pressure within the drive pressure chamber is sealed and air consumption becomes zero.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明のバルブポジショナの一実施例を示すブ
ロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the valve positioner of the present invention.

空気式調節弁10は駆動圧力室101とバルブ102と
を含み、駆動圧力室101に供給される空気圧によって
バルブ102の開閉調節がなされる。
The pneumatic control valve 10 includes a driving pressure chamber 101 and a valve 102, and the opening and closing of the valve 102 is controlled by air pressure supplied to the driving pressure chamber 101.

駆動圧力室101には空気管12が接続されてお9、こ
の空気・g12の曲端は後述するオン・オフ切換弁42
?介して三方切換弁14に接続されるとともに大容量給
気弁16および大容量排気弁18に接続されている。
An air pipe 12 is connected to the drive pressure chamber 101 9, and the bent end of this air g12 is connected to an on/off switching valve 42, which will be described later.
? It is connected to the three-way selector valve 14 through the valve, and also to the large-capacity air supply valve 16 and the large-capacity exhaust valve 18 .

三方切換弁14は、空気管12の他に圧力P1の空気圧
源に連通ずる空気管20および圧力P0の大気に連通ず
る空気管22と接続する。そして、空気管20と空気管
12の接続および空気管22と空気管12の接続の切シ
換えをパルス幅変調器24からゲート回路44を介して
送られる信号に応じて行なう。すなわち、当該信号が”
H”レベルのときには空気管22の開口部を塞いで空気
管20と空気管12を連通し、”L″レベルときには空
気管20の開口部を塞いで空気管22と空気v12を連
通する。
The three-way switching valve 14 is connected, in addition to the air line 12, to an air line 20 communicating with an air pressure source at a pressure P1 and an air line 22 communicating with the atmosphere at a pressure P0. The connection between the air pipe 20 and the air pipe 12 and the connection between the air pipe 22 and the air pipe 12 are switched in response to a signal sent from the pulse width modulator 24 via the gate circuit 44. In other words, the signal is “
When the level is "H", the opening of the air pipe 22 is closed and the air pipe 20 and the air pipe 12 are communicated with each other, and when the level is "L", the opening of the air pipe 20 is closed and the air pipe 22 is communicated with the air v12.

大容量給気弁16は、比較器26からの信号によシ空気
管20と空気管12との断続を行なうオン・オフ切換弁
であり、大容量排気弁18は、比較器28からの信号に
よシ空気管22と空気管12との断続を行なうオン・オ
フ切換弁である。
The large-capacity air supply valve 16 is an on/off switching valve that connects and disconnects the air pipe 20 and the air pipe 12 based on a signal from the comparator 26, and the large-capacity exhaust valve 18 receives a signal from the comparator 28. This is an on/off switching valve that connects and disconnects the air pipe 22 and the air pipe 12.

弁リフト検知器30は、バルブ102の位置を検出して
その位置に応じた電圧値V1を出力するものであシ、ロ
ータリーエンコーダやポテンショメータ等によp構成す
ることができる。
The valve lift detector 30 detects the position of the valve 102 and outputs a voltage value V1 according to the position, and can be configured with a rotary encoder, a potentiometer, or the like.

入力モジュール32は、入力端子34から入力される4
〜20mAの入力信号を電圧値V2に変換するものであ
シ、この電圧値V2は比較部36において弁リフト検知
器30からの電圧値v1と比較される。
The input module 32 receives 4 inputs from the input terminal 34.
The input signal of ~20 mA is converted into a voltage value V2, and this voltage value V2 is compared with the voltage value v1 from the valve lift detector 30 in the comparison section 36.

電圧値v1と電圧値V2との偏壬εは入力信号の指標す
るバルブ位置と実j県のバルブ位置との差を表すもので
あり、バルブ駆動信号としてパルス幅変調器24.比較
器26.比較器28および比較器40に入力される。
The deviation ε between the voltage value v1 and the voltage value V2 represents the difference between the valve position indicated by the input signal and the actual valve position, and is used as the valve drive signal by the pulse width modulator 24. Comparator 26. Input to comparator 28 and comparator 40.

パルス1幅変調器24は、第2図囚の特性図に示すよう
に、入力したバルブ、駆動信号Cが、−δ1≦C≦δ1
          −−−−−(1)を満足するとき
だけ、バルブ駆動信号Iをパルス幅変調する。ε=−δ
lのときのデユーティレシオを零とし、ε=δ1のとき
のデユーティレシオをrlJとし、(1)式を満足する
ときのεのデユーティレシオとの関係はリニアとなって
いる。
As shown in the characteristic diagram of FIG.
---- Pulse width modulate the valve drive signal I only when (1) is satisfied. ε=-δ
The duty ratio when l is zero, the duty ratio when ε=δ1 is rlJ, and the relationship between ε and the duty ratio when equation (1) is satisfied is linear.

第3図の波形図は、ε=εlのときすなわちデニーティ
レシオがr O,7Jのときのノくルス幅変調器24の
出力波形を示してお9.繰シ返し周期Tの70%2>E
 ”H″レベル残りの30%Z>E”L”レベルとなっ
ている。
The waveform diagram in FIG. 3 shows the output waveform of the Norse width modulator 24 when ε=εl, that is, when the density ratio is rO, 7J. 70% of repetition period T2>E
The remaining 30% of the “H” level is Z>E “L” level.

バルブ駆動信号εが、 C〈−δ1             ・・・・・(2
)を満足するときのパルス幅変調器24の出力は2値信
号における”L″レベルな9、バルブ駆動信号Cが、 C〉δ1              ・・・・・(3
)を満足するときのパルス幅変調器24の出力は2値信
号における”H”レベルとなる。
Valve drive signal ε is C〈-δ1...(2
), the output of the pulse width modulator 24 is the "L" level in the binary signal9, and the valve drive signal C is C>δ1...(3
), the output of the pulse width modulator 24 becomes an "H" level in a binary signal.

比較器26は、第2図(B)の特性図に示すように、バ
ルブ駆動信号Cが、 ε≧δ2 (ただし、δ2〉δ1)  ・・・・・(4
)を満足するときには、2値出力信号が”H″ルベルな
シ、 e〈δ2              @・・・・(5
)を満足するときには、2値出力信号が”L″レベルな
る。
As shown in the characteristic diagram of FIG. 2(B), the comparator 26 is configured such that the valve drive signal C satisfies the following condition: ε≧δ2 (where δ2>δ1) (4
), when the binary output signal is “H” level, e〈δ2 @・・・(5
), the binary output signal becomes "L" level.

大容量給気弁16は、比較器26からの信号が”H”レ
ベルのときには空気管20の開口部が開かれて空気管2
0と空気管12とが接続され、空気圧源(P8)と空気
式調節弁10の駆動圧力室101とが連通し、比較器2
6からの信号が”L”レベルのときには空気管20の開
口部が閉じられて空気管20と空気管12との接続が切
り離される。
When the signal from the comparator 26 is at "H" level, the large-capacity air supply valve 16 opens the opening of the air pipe 20.
0 and the air pipe 12 are connected, the air pressure source (P8) and the drive pressure chamber 101 of the pneumatic control valve 10 are connected, and the comparator 2
When the signal from 6 is at the "L" level, the opening of the air pipe 20 is closed and the connection between the air pipe 20 and the air pipe 12 is severed.

また、比較器28は、第2図(C)の特性図に示すよう
に、バルブ駆動信号Cが e≦−δ2 (ただし、−δ2く−δ1) ・・・(6
)を満足するときには、2値出力信号が′″H”レベル
となシ、 I〉−δ2               ”・・・・
(7)を満足するときには、2値出力信号が”L”レベ
ルとなる。
In addition, as shown in the characteristic diagram of FIG.
), the binary output signal becomes ``H'' level, I〉-δ2''...
When (7) is satisfied, the binary output signal becomes "L" level.

大容量排気弁18は、比較器28からの信号が“H”レ
ベルのときには空気管22の開口部が開かれて空気管2
2と空気管12とが接続され、空気式調節弁10の駆動
圧力室101と大気(P・)とが連通し、比較器28か
らの信号が“L”レベルのときには空気管22の開口部
が閉じられて空気管22と空気管12との接続が切夛離
される。
When the signal from the comparator 28 is at the "H" level, the large capacity exhaust valve 18 opens the opening of the air pipe 22.
2 and the air pipe 12 are connected, and the driving pressure chamber 101 of the pneumatic control valve 10 and the atmosphere (P) communicate with each other, and when the signal from the comparator 28 is at "L" level, the opening of the air pipe 22 is connected. is closed and the connection between the air pipe 22 and the air pipe 12 is severed.

比較器40は、第4図の特性図に示すように、入力した
バルブ駆動信号Cが、 一δ0〈eくaO・・・・・(8) (ただし、−Jlく−60<0.0<δ0<81 )を
満足するときだけ”L”レベルを出力し、その他のとき
は“H”レベルを出力する。
As shown in the characteristic diagram of FIG. 4, the comparator 40 has an input valve drive signal C that It outputs a "L" level only when satisfying <δ0<81), and outputs an "H" level in other cases.

比較器40の出力はオン・オフ切換弁42およびゲート
回路44に対して与えられる。
The output of comparator 40 is provided to on/off switching valve 42 and gate circuit 44.

オン・オフ切換弁42は、三方切換弁14に連通ずる空
気管121と駆動圧力室101に連通ずる空気管122
との間に設けられ、比較器40の出力が”L″レベルと
きには非連通状態となって駆動圧力室101内の圧力を
封止し、比較器40の出力が′H”レベルのときには連
通状態となる。
The on/off switching valve 42 includes an air pipe 121 communicating with the three-way switching valve 14 and an air pipe 122 communicating with the drive pressure chamber 101.
When the output of the comparator 40 is at the "L" level, it is in a non-communicating state to seal the pressure inside the drive pressure chamber 101, and when the output of the comparator 40 is at the 'H' level, it is in a communicating state. becomes.

ゲート回路44は、パルス幅変調器24と三方切換弁1
4の信号入力端子との間に設けられ、比較器40の出力
が”Lルベルのときには出力信号が”L’レベルとなフ
、比較器40の出力が”H”レベルのときにはパルス幅
変調器24の出力信号がそのまま出力される。
The gate circuit 44 includes the pulse width modulator 24 and the three-way switching valve 1.
When the output of the comparator 40 is at the "L" level, the output signal is at the "L" level, and when the output of the comparator 40 is at the "H" level, the output signal is at the "H" level. 24 output signals are output as they are.

したがって、ゲート回路44の出力はM5図に示すよう
に。
Therefore, the output of the gate circuit 44 is as shown in diagram M5.

■〔5く一δ1.−δO<l<aO)のときには”L”
レベルとなシ、 ■(g>δl〕のときには“H”レベルとなり。
■ [5 Kuichi δ1. “L” when −δO<l<aO)
When the level is ①(g>δl), the level becomes “H”.

■〔−δl≦C≦−δ0.δ0≦C≦δl〕のときには
パルス幅変調動作となる。
■ [-δl≦C≦-δ0. When δ0≦C≦δl], pulse width modulation operation is performed.

つぎに、本実施例の動作を説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained.

比較部36からのバルブ駆動信号Cの値が11例えば第
2図(4)に示したように(δ0(11(Jl)であっ
たとすると、パルス幅変調器24はパルス幅変調動作を
実行すると同時に、比較器26および28の出力は共に
”LI+レベル、飴方、比較器40の出力は”H″レベ
ルなる。
If the value of the valve drive signal C from the comparator 36 is 11 (δ0 (11 (Jl)), for example, as shown in FIG. At the same time, the outputs of the comparators 26 and 28 are both at the "LI+" level, and the output of the comparator 40 is at the "H" level.

したがって、大容量給気弁16および大容量排気弁18
はいずれもが非連通状態となシ、駆動圧力室101と空
気圧源CPM )および大気(Po)とは三方切換弁1
4のみによって連通される。
Therefore, the large capacity air intake valve 16 and the large capacity exhaust valve 18
The drive pressure chamber 101 and the air pressure source CPM) and the atmosphere (Po) are connected to the three-way switching valve 1.
4.

三方切換弁14は今デユーティレシオ0.7 ノパルス
幅変調信号によシ駆動されているため、駆動圧力室10
1と連通ずる空気管12は繰り返し周期Tの70%の時
間を空気管20すなわち空気圧源(P、)に連通され、
30易の時間を空気管22すなわち大気(PO)に連通
される。
Since the three-way switching valve 14 is currently driven by a pulse width modulation signal with a duty ratio of 0.7, the drive pressure chamber 10
The air pipe 12 communicating with the air pipe 12 is communicated with the air pipe 20, that is, the air pressure source (P,) for 70% of the repetition period T,
The air pipe 22 is connected to the atmosphere (PO) for about 30 minutes.

したがって、空気圧源(PG)の空気が徐々に駆動圧力
室101に供給され、これに伴ってバルブ102が余々
に変位する。
Therefore, air from the air pressure source (PG) is gradually supplied to the drive pressure chamber 101, and the valve 102 is accordingly displaced excessively.

つぎに、入力端子34に入力される信号が急激に増大し
fc場合を考える。
Next, consider a case where the signal input to the input terminal 34 suddenly increases fc.

入力信号レベルの増大によってバルブ駆動信号εが〔C
≧δ2〕 となったとすると、比Ii¥528は依然”
L”レベルの信号を出力して大容量排気弁18を非連通
状態を保持させているが、比較器26の出力は”H”レ
ベルとなジ、大容量給気:ll’f’16を連通状態に
する。
Due to an increase in the input signal level, the valve drive signal ε becomes [C
≧δ2], the ratio Ii ¥528 is still “
Although the large-capacity exhaust valve 18 is maintained in a non-communicating state by outputting a signal at the "L" level, the output of the comparator 26 remains at the "H" level, and the large-capacity air supply: ll'f'16 is maintained. Make it connected.

また、パルス幅変調器24はパルス幅父調動作を停止し
て”H”レベル信号を出力し、これによって、三方切換
弁14は常時空気管12と空気管20とを連通させる。
Further, the pulse width modulator 24 stops the pulse width adjustment operation and outputs an "H" level signal, thereby causing the three-way switching valve 14 to constantly communicate the air pipe 12 and the air pipe 20.

したがって、駆動圧力室101は三方切換弁14および
大容量給気弁16の2つのfPを介して空気圧源(pm
)と連通ずることになシ、駆動圧力室101に供給され
る圧力は、@、上昇し、バルブ102が大きく変位する
。すなわち、大きな入力の増加に対して高速に応答する
ことになる。
Therefore, the drive pressure chamber 101 is connected to the air pressure source (pm
), the pressure supplied to the drive pressure chamber 101 rises, and the valve 102 is largely displaced. In other words, it responds quickly to a large increase in input.

バルブ102の変位によって、εの値が小さくな夛〔−
δl≦l≦δ1〕となれば、上述したパルス幅に調動作
に戻る。
Due to the displacement of the valve 102, the value of ε becomes smaller [−
δl≦l≦δ1], the pulse width adjustment operation returns to the above-mentioned pulse width.

逆に、入力端子34に入力される信号が急激に減少した
場合すなわち〔C≦−δ2〕となった場合には、パルス
幅変調器24の出力および比較器26の出力が“L″レ
ベル比較器28の出力が”H’レベルとなる。これによ
り、三方切換弁14は空気管12と空気管22を連通状
態にし、大容量給気弁16を非連通状態にし、大容量排
気弁18を連通状態にする。
Conversely, when the signal input to the input terminal 34 suddenly decreases, that is, when [C≦-δ2], the output of the pulse width modulator 24 and the output of the comparator 26 are set to "L" level. The output of the device 28 becomes "H" level.As a result, the three-way switching valve 14 puts the air pipes 12 and 22 into communication, puts the large-capacity air supply valve 16 into a non-communicating state, and puts the large-capacity exhaust valve 18 into the communication state. Make it connected.

したがって、駆動圧力室101は三方切換弁14および
大容量排気弁18の2つの弁を介して大気(Pa)と連
通することになシ、駆動圧力室101に供給される圧力
は急降下し、gの値が大きくなった時とは逆の方向にバ
ルブ102が大きく変位する。
Therefore, the drive pressure chamber 101 is in communication with the atmosphere (Pa) through the two valves, the three-way switching valve 14 and the large-capacity exhaust valve 18, and the pressure supplied to the drive pressure chamber 101 suddenly drops, causing g The valve 102 is largely displaced in the opposite direction to when the value of becomes large.

バルブ102の変位によって、εの値が大きくなシ〔−
δl≦e≦δl〕となるとパルス幅変調動作に戻ること
は、上記の場合と同様である。
Due to the displacement of the valve 102, the value of ε becomes large [-
When δl≦e≦δl], the pulse width modulation operation is returned to, as in the above case.

仮に、入力端子34に入力される信号が一定であるとす
ると、バルブ102の変位によってバルブ駆動信号Cは
次第に零に近づく。そして、その値が(−aO<ξくδ
O〕の範囲内に入ると、三方切換弁14はパルス1幅変
調動作を止めて空気管2゜を塞ぐ。一方大容量給気弁1
6は、バルブ駆動信号CQ値がCM<δ2〕であること
から非連通状態となっている。そのため、空気圧源(P
G)からの空気供給経路は一切遮断され、この状態での
空気消費は零となる。
Assuming that the signal input to the input terminal 34 is constant, the valve drive signal C gradually approaches zero due to the displacement of the valve 102. Then, the value is (−aO<ξ×δ
O], the three-way switching valve 14 stops the pulse 1 width modulation operation and closes the air pipe 2°. On the other hand, large capacity air supply valve 1
6 is in a non-communicating state because the valve drive signal CQ value is CM<δ2]. Therefore, the air pressure source (P
The air supply route from G) is completely cut off, and air consumption in this state is zero.

一方、空気管121が三方切換弁14を介して大気(P
G)と連通しているが、オン・オフ切換弁42は、バル
ブ駆動信号Cの値が−δoくξくδ0の範囲内に入るこ
とによって非連通状態となシ、また大容量排気弁18は
−δ2(gであることがら非連通状態となっているため
、駆動圧力室101内の空気が排気されることは一切な
く、バルブ102の位置が一定に保持される。
On the other hand, the air pipe 121 is connected to the atmosphere (P
However, when the value of the valve drive signal C falls within the range of -δo - δ0, the on/off switching valve 42 becomes disconnected, and the large-capacity exhaust valve 18 Since is −δ2(g, it is in a non-communicating state, so the air in the drive pressure chamber 101 is never exhausted, and the position of the valve 102 is maintained constant.

なお、新たな信号入力によってバルブ駆動信号Cの値が
変化して〔−δ0くさくδO〕の範囲外となれば、この
封止状態は解除される。
Note that if the value of the valve drive signal C changes due to a new signal input and becomes outside the range of [-δ0 Kusaku δO], this sealed state is released.

同様の効果は、オフ・オン切換弁42の挿入位置を、三
方切換弁14.大容量給気弁16および大容量排気弁1
8に連通させた空気管12と駆動圧力室101との間と
することによっても得ることが可能であるが、その場合
、当該オン・オフ切換弁42がオン・オフする空気量が
大きくなるため、弁自体の形状を大きくしなければなら
ない。また、大容量給気弁16.大容量排気弁18およ
びオン・オフ切換弁42のスイッチング時間、すなわち
電気信号の印加がら空気が流れるまでの時間がそろって
いれば問題がないが、前二者に比較してオン・オフ切換
弁42のスイッチング時間が遅いような場合には、それ
だけ駆動圧力室101への給排気特性、換言すればポジ
ショナの応答特性に悪影響を与えることとなる。これに
対し、本実施例では、オン・オフ切換弁42を三方切換
弁14と駆動圧力室101との間に挿入し、その間の連
通をのみ封止する構成をとったことによシ、小容量の切
換弁を用いることができ、ご小形@量化がはかれるとと
もに、ポジショナの応答性を改善することができる。
A similar effect can be obtained by changing the insertion position of the off-on switching valve 42 to the three-way switching valve 14. Large capacity air supply valve 16 and large capacity exhaust valve 1
It is also possible to obtain this by connecting the air pipe 12 communicated with the drive pressure chamber 101 to the drive pressure chamber 101, but in that case, the amount of air that the on/off switching valve 42 turns on and off becomes large. , the shape of the valve itself must be enlarged. In addition, large capacity air supply valve 16. There is no problem as long as the switching times of the large-capacity exhaust valve 18 and the on/off switching valve 42 are the same, that is, the time from the application of an electric signal until the air flows, but compared to the former two, the on/off switching valve If the switching time of 42 is slow, this will adversely affect the supply/exhaust characteristics to the drive pressure chamber 101, in other words, the response characteristics of the positioner. In contrast, in this embodiment, the on/off switching valve 42 is inserted between the three-way switching valve 14 and the drive pressure chamber 101, and only the communication between them is sealed. A capacity switching valve can be used, making it possible to reduce the size and quantity, and improve the responsiveness of the positioner.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明のバルブポジショナによれ
ば、入力信号と弁の変位量との偏差を示すバルブ駆動信
号をパルス幅変調した後空気圧信号に変換し、この空気
圧信号によシ窒気式調節弁を駆動すると共に、バルブ駆
動Gt号が示す偏差が大きい場合に空気式調節弁の駆動
圧力室を空気圧源または大気と連通せしめるので、入力
信号と弁の変位量との偏差が大きい場合であってもブー
スターリレーを用いることなく調節弁を高速に応動させ
ることができるのみならず、偏差がほぼ零のときにはパ
ルス幅変調された空気圧信号を出力する手段と駆動圧力
室との連通を封止する手段を備えているため、平衡状態
での空気消費itを零にすることができ、ランニングコ
ストの節約に有効で、省エネルギにも貢献し得る。また
、空気消費を少なくすることができることから、供給圧
の供給形7Jが従来の配管からボンベによる方法に変え
ることが可能になシ、配管工事費の削減にも有効である
As explained above, according to the valve positioner of the present invention, the valve drive signal indicating the deviation between the input signal and the displacement amount of the valve is pulse-width modulated and then converted into a pneumatic pressure signal. In addition to driving the pneumatic control valve, when the deviation indicated by the valve drive Gt is large, the driving pressure chamber of the pneumatic control valve is communicated with the air pressure source or the atmosphere, so when the deviation between the input signal and the displacement amount of the valve is large. Even if the deviation is almost zero, it is possible to not only make the control valve respond quickly without using a booster relay, but also to seal off the communication between the means for outputting the pulse width modulated pneumatic signal and the drive pressure chamber when the deviation is almost zero. Since the air conditioner is equipped with a means for stopping air, the air consumption IT in an equilibrium state can be reduced to zero, which is effective in reducing running costs and can also contribute to energy saving. Furthermore, since air consumption can be reduced, the supply pressure type 7J can be changed from conventional piping to a cylinder method, which is also effective in reducing piping construction costs.

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

第1!l:本発明のバルブポジショナの一実施例を示す
ブロック図、第2図は前記実施例のパルス幅変調器およ
び比較器の特性図、第3図はパルス幅変調器の出力彼形
図、帛4図は他の比較器の特性図、第5図はゲート回路
の特性図である。 10・・・・空気式調節弁、101・°°@駆動圧力室
、102・・・・バルブ、12 、121・122゜2
0.22・・・・空気管、14・・・・三方切換弁、1
6・・・・大容量給気弁、18・・・・大容量排気弁、
24・・・・パルス幅変調器、26゜28.40・・・
・比較器、30・・・・弁リフト検知器、42・・・・
オン・オフ切換弁、44ゲ一ト回路。 特許出願人  山武ハネウェル株式会社代理人 山川数
a4 (ほか2名) 第2図 第3図 !−≦
1st! 1: A block diagram showing an embodiment of the valve positioner of the present invention, FIG. 2 is a characteristic diagram of the pulse width modulator and comparator of the embodiment, and FIG. 3 is an output profile diagram of the pulse width modulator. FIG. 4 is a characteristic diagram of another comparator, and FIG. 5 is a characteristic diagram of a gate circuit. 10...Pneumatic control valve, 101.°°@driving pressure chamber, 102...Valve, 12, 121.122°2
0.22...Air pipe, 14...Three-way switching valve, 1
6...Large capacity air supply valve, 18...Large capacity exhaust valve,
24...Pulse width modulator, 26°28.40...
・Comparator, 30... Valve lift detector, 42...
On/off switching valve, 44 gate circuit. Patent Applicant Yamatake Honeywell Co., Ltd. Agent Kazu Yamakawa A4 (and 2 others) Figure 2 Figure 3! −≦

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 入力信号と空気式調節弁の弁の変位量との偏差を示すバ
ルブ駆動信号をパルス幅変調する手段と、前記パルス幅
変調手段の出力信号をパルス幅変調された空気圧信号に
変換し、この空気圧信号を前記空気式調節弁の弁の位置
を変位させるための駆動圧力室に入力する手段と、前記
バルブ駆動信号の絶対値が所定の値よりも大きいときに
前記駆動圧力室を空気圧源または大気と連通させる手段
と、前記バルブ駆動信号の絶対値が零に近いときに前記
パルス幅変調手段の出力信号を空気圧信号に変換する手
段と駆動圧力室との連通を封止する手段とを備えたこと
を特徴とするバルブポジショナ。
means for pulse-width modulating a valve driving signal indicating the deviation between the input signal and the amount of displacement of the valve of the pneumatic control valve; converting the output signal of the pulse-width modulating means into a pulse-width-modulated pneumatic signal; means for inputting a signal into a driving pressure chamber for displacing the valve position of the pneumatic control valve; and means for inputting a signal into a driving pressure chamber for displacing the valve position of the pneumatic control valve; means for communicating with the drive pressure chamber; means for converting the output signal of the pulse width modulation means into a pneumatic signal when the absolute value of the valve drive signal is close to zero; and means for sealing communication with the drive pressure chamber. A valve positioner characterized by:
JP16008485A 1985-07-22 1985-07-22 Valve positioner Pending JPS6220901A (en)

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