JPS63231074A - 流量制御方法および装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は流量制御方法および装置に係り、特に流体の流
量制御または流量を調整し圧力制御を行うのに好適な流
血制御方法および装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の流量制御は、例えば、特公昭５７−４２８３０号
に記載のように、製品量の増減に対応して原料空気量を
制御する方法として、製品量の信号をタイムラグ演算器
を経由するものと経由しないものに分けて両者なハイセ
レクターに入れ、該ハイセレクターの出力を原料空気の
制御信号として製品量が増加した場合にはこれに同期し
て原料空気量を増加させ、製品量が減少した場合には製
品皿の減員速度よりも遅い減員速度で原料空気を減少さ
せるように、制御装置によってコントロールバルブを制
御するものがあった。

また、この種に関するものとしては、例えば、類公昭５
６−５０１８２号、特公昭６１−５５０３５号等が挙げ
られる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は原料空気を増減させるためのコントロー
ルバルブの駆動手段の点について配慮さｆしておらず、
コントロールバルブがグイヤフラム式やピストン式のも
のにおいては制御４に号に良く追従するが、モータ駆動
によるコントロールバルブの場合、駆動伝達系にギヤを
使用していればギヤのバックラッシュがあり、また、モ
ータ特有のオーバーシュートすなわち原料空気量が設定
値に達しモータの’６ＪＡ＠信号を停止させても回り過
ぎてしまう等により、第４図に示すように原料空気量に
ふらつきが生じ、設定値に収束しないという問題がある
。また、モータが常に正反転を繰り返していることにな
り、故障の原因にもなる。

本発明の目的は、モータ駆動のコントロールバルブにお
いても確実に制御対象を設定値に制御することのできる
流量制御方法および装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、流体の流量または圧力を調節するコントロ
ールバルブと、コントロールバルブの前または後に設け
られ流体の流量または圧力を測定する測定手段と、測定
手段により測定した値をあらかじめ設定した値の許容値
と比較し制御手段を切替える制御切替手段と。制御切替
手段の比較により測定値が許容値に達しないときはコン
トロールバルブをＰＩＤ制御するＰＩＤ制御手段と、制
御切替手段の比較により測定値が設定許容値に達したと
きはコントロールバルブを間欠的に徐々に操作する間欠
制御手段とを具備した装置とし、コントロールバルブの
前または後で流量または圧力を測定する工程と、測定し
た値とあらかじめ設定した値の許容値とを比較する工程
と、比較により測定値が設定許容値に達しない間はＰＩ
Ｄ制御によりコントロールバルブを制御する工程と、比
較により測定値が設定許容値に達したら所定間隔で徐々
にコントロールバルブを操作し設定した流量または圧力
に制御する工程とを有した方法とすることにより達成さ
れる。

〔作　　　用〕

測定手段によって測定された流量値または圧力値を制御
切替手段に取り込み、制御切替手段によつてあらかじめ
設定した値の許容値と比較して、測定値が設定許容値に
達していなければＰＩＤ制御手段によってコントロール
バルブを制御し、測定値が設定許容値に達していれば所
定間隔で徐々にコントロールバルブを操作して設定した
流量または圧力に制御することによつて、モータ駆動の
コントロールバルブにおいても確実に設定値に制御する
ことができる。

〔実　施　例〕

以下、本発明の一実施例を第１図から第２図により説明
する。

第１図は、この場合、空気分離装置の原料空気量の制御
装置を示す。原料空気はコントロールバルブ３および圧
縮機１を順次弁して分離機２に供給され１分１１ｆｉ２
内で原料空気が液化精留分離され酸素が生成されて、調
節弁４を介して使用先へ供給される。コントロールバル
ブ３は、この場合、モータ駆動によるものである。圧縮
機ｌと分＊ａ２との間には流量発信器５が設けてあり、
分離機２と調節弁４との間には流量調節計６が設けであ
る。流量調節計６からの信号は調節弁４および比率設定
回路７に送られ、比率設定回路７からの信号は設定値指
定回路８に入り、設定値指定回路８からの信号は制御切
替回路９．ＰＩＤ制御回路１０および間欠制御回路１１
に送られる。また、流量発信器５からの信号も制御切替
回路９．ＰＩＤ制御回路１０および間欠制御回路１２１
．：送られる。制御切替回路９の信号はソフトスイッチ
丘を作動させる。

ソフトスイッチ校はコントロールバルブ３のモータにつ
ながり、一方はＰＩＤ制御回路１０に、他方は間欠制御
回路１１につながる。この場合、測定手段は流量発信器
５で、制御切替手段は制御切替回路９およびソフトスイ
ッチ鴛から成り、ＰＩＤ制御手段はＰＩＤ制御回路１０
で１間欠制御手段は間欠制御回路１１で、あらかじめ設
定する値およびその許容値を設定するものは流量調節計
６．比率設定回路７および設定値指定回路８から成る。

上記構成の装置により、流量調節計６によって調節弁４
の開度を調節し酸素の送給蓋を設定すると、流量調節計
６によって設定された値が比率設定回路７に入り、ここ
で流量調節計６によって設定した酸素の送給量に対応す
る原料空気量の比率例えば、酸素ｌに対し原料空気・５
０割合が設定され、設定値指定回路８で原料空気量が設
定されるとともに設定値に対する許容値が決められる。

設定された原料空気の設定量および許容値は流量発信器
５からの流量測定値とともに制御切替回路９に入力され
、ここで、流量測定値と許容値とが比較され、流量測定
値が許容値の範囲内に入っていなければ、ソフトスイッ
チ戎によりコントロールバルブ３のモータをＰＩＤ制御
回路１０につなぎ、設定値指定回路８からの設定値と流
量発信器５からの測定値とによりＰＩＤ制御によってコ
ントロールバルブ３の開度を制御する。これによって、
第２図に示すように１分ｌＩＩ機２に送られる原料空気
量が設定値に近づいて行く。

この間、流量発信器５からの測定値は常に制御切替回路
９に入力され、許容値と比較されている。

測定値が許容値内に入ったなら、制御切替回路９によっ
てソフトスイッチ戎が間欠制御回路１１をコントロール
バルブ３のモータにつなぎ、間欠制御回路１１で設定値
に対する測定値の大小を判定し、測定値が小さい場合に
はコントロールバルブ３を開く方向にモータを回転させ
る信号を出力し、測定値が大きい場合には逆動作の信号
を送る。間欠制御回路１１によりモータに送られる信号
は、断続的に短時間、例えば、３分の一定間隔おきに１
秒以下のパルス信号なモータに送る。これは、まず短い
パルス信号でモータを少し動かし、コントロールバルブ
３の開度な少し変えて、原料空気量と設定値との大小の
関係が逆転するのを防いで、モータの回り過ぎやモータ
の反転によるギヤのバックラッシュ等の影響を防く°た
めであり、また、断続的に行うのはコントロールバルブ
３の開度の変化によって圧縮機１に送られる原料空気量
が変わり、圧縮機ｌを介して送給される原料空気が安定
するまで待つためである。これにより％第２図に示すよ
うに、原料空気量は徐々に設定値に近づき設定値に合わ
される。

以上１本−実施例によれば、モータ駆動によるコントロ
ールバルブを用いて所定流麗の原料空気を供給しようと
する場合に、設定値に対する許容値と測定値とを比較し
、許容値に入ったら断続的にかつ徐々にコントロールバ
ルブを操作する制御に切替えて流量制御を行うことによ
り、モータ駆動による問題を解決し確実に制御できると
いう効果がある。また、これによって原料空気を安定供
給できるので、空気分離器へ影響を及ぼさず一定純度で
一定量の酸素を採取することができる。

また、ＰＩＤ制御だけの場合には正反転を繰り返えし連
続的な制御であるのに対し１間欠制御により断続的に行
われるのでモータの駆動時間が短くなり、モータの故障
要因が少なくなり、また寿命を延ばすことができる。

さらに、既存設備でモータ駆動によるコントロールバル
ブを使用しているものについても、簡単な制御系を追加
するだけで、簡単に自動制御できるという効果がある。

次に、他の実施例を第３図により説明する。

第３図は、この場合、半導体製造装置等のように減圧下
で処理を行う装置の圧力制御装置を示す。

真空容器ム内に供給ガスが供給されており、コントロー
ルバルブるを介して真空ポンプｎで真空容器ガ内を所定
圧力に減圧排気するものである。この場合、測定手段で
ある圧力発信器必はコントロールバルブクの前方に設け
てあり、測定値を制御切替回路２６．ＰＩＤ制御回路が
および間欠制御回路囚に送っている。また、制御切替回
路２６．ＰＩＤ制御回路がおよび間欠制御回路公には設
定値指定手段２からの設定値および許容値が送られてい
る。コントロールバルブｎを駆動するモータは制御切替
回路５によって操作されるソフトスイッチ四を介して、
ＰＩＤ制御回路がおよび間欠制御回路公につながる。

上記構成の装置により、制御切替回路謳によって綬定値
指定手段５からの許容値と圧力発信器スからの測定値と
を比較し、前記一実施例と同様に測定値が許容値内に入
っていなければソフトスイッチ四がＰＩＤ制御回路回路
方につながり、設定値に合うようにモータをＰＩＤ制御
してコントロールバルブ幻によって真空容器器内の圧力
を制御する。また、ＰＩＤ制御によって測定値が許容値
内に入ったら、制御切替回路缶によってソフトスイッチ
９を間欠制御回ＩｐＪ２８の方−二つなぎ、モータを断
続的に短時間操作してコントロールバルブ幻を調節し、
真空容器内の圧力を所定の設定圧力に制御する。

以上、水仙の実施例によれば、モータ駆動によるコント
ロールバルブを用いて真空容器内を所定圧力に制御しよ
うとする場合に、前記一実施例と同様にモータ駆動によ
る問題を解決し確実に制御できるという効果がある。

なお、本実施例はモータ駆動を用いたコントロールバル
ブによる流麗制御によって流量や圧力を制御することに
ついて述べたが、コントロールバルブはモータ駆動以外
の方式により操作されるものにも適用できることは言う
までもない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、モータ駆動のコントロールバルブにお
いても確実に制御対象を設定値に制御することができる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である流量制御装置を示すブ
ロック図、第２図は第１図の装置により制御される原料
空気量の時間的経過を示す図、第３図は本発明の他の実
施例である流量（圧力）制御装置を示すブロック図、第
４図は従来のＰＩＤ制御により制御される原料空気量の
時間的経過を示す図である。 ３．２３・・・・・・コントロールバルブ、５・・・・
・・流量発信器、９，２６・・・・・・制御切替回路、
１０．２７・・・・・・ＰＩＤ制御回路、１１，２８・
・・・・・間欠制御回路、１２．２９・・・４１図 ′）ｆ２図 □片問

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、コントロールバルブの前または後で流量または圧力
   を測定する工程と、 該測定した値とあらかじめ設定した値の許容値とを比較
   する工程と、 該比較により前記測定値が前記設定許容値に達しない間
   はＰＩＤ制御により前記コントロールバルブを制御する
   工程と、 前記比較により前記測定値が前記設定許容値に達したら
   所定間隔で徐々に前記コントロールバルブを操作し設定
   した流量または圧力に制御する工程と を有したことを特徴とする流量制御方法。 ２、流体の流量または圧力を調節するコントロールバル
   ブと、 該コントロールバルブの前または後に設けられ前記流体
   の流量または圧力を測定する測定手段と、 該測定手段により測定した値をあらかじめ設定した値の
   許容値と比較し制御手段を切替える制御切替手段と、 該制御切替手段の比較により前記測定値が前記許容値に
   達しないときは前記コントロールバルブをＰＩＤ制御す
   るＰＩＤ制御手段と、 前記制御切替手段の比較により前記測定値が前記設定許
   容値に達したときは前記コントロールバルブを間欠的に
   徐々に操作する間欠制御手段と を具備したことを特徴とする流量制御装置。 ３、前記流量調節手段がモータで駆動される特許請求の
   範囲第２項記載の流量制御装置。