JPS63313213A - 親・子調整弁制御装置 - 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、貯水槽への補給水径格上に、大容量の調整弁
（以下親弁という）と小容量の調整弁（以下子弁という
）の２つを並列に配備し、親弁ならびに子弁の弁開度を
貯水槽水位をフィードバックして暉整することによって
、補給水量を調整し貯水槽水位を所定値に維持するため
の親、子調整弁の制御装置に関する。

〔従来技術〕

調整弁のレンジアビリティは一般的に２０：１ａ度であ
り、弁開度の小さいところでの流量の制御性が悪いとさ
れている。このため流量の制御範囲が広い場合で制御性
を向上させる必要のある制御系では、大容量の親弁と小
容量の子弁の２つを補給水径路に並設し、それぞれのレ
ンジアビリティの差を利用し制御性の向上を図っている
。

第２図はこのような親弁と子弁を補給水径路に並設し、
画調整弁の開度を貯水槽水位をフイードバ、りして調整
し流量を調整して、貯水槽水位を所定値に維持するため
の親、子弁の制御装置を示す系統図である。

図において、補給水タンクあと貯水槽である復水器５へ
の補給水系は、補給水ポンプ６を介装しかつその一端が
補給水タンク２６に接続されている補給水管路８と、補
給水管路８から２股に分岐しそれぞれ親弁１及び子弁２
とを介装している分岐管９及び１０と、両分枝管９，１
０が合流しその一端が復水器δに連通している集合管路
１１とから構成されている。そして補給水管路８には補
給水ポンプ６をバイパスして逆止弁７を介装しているバ
イパス管路１２と余剰補給水管Ｉが介装されている。

２つの分岐管９，１０にそれぞれ配備されている親弁１
及び子弁２には、それぞれ電空ポジショナ３ａとダイヤ
フラム４ａ及び電空ポジショナ３ｂとダイヤフラム４ｂ
とで操作部を形成しており、それぞれの電空ポジショナ
が後述する調節器４０からの制御信号をうけてそれぞれ
の弁開度を調整するようになっている。

一方復水器δにはレベル発信器５が配備されていて、復
水器５内の水位の変動を検出するとともにそれを水位信
号として調節器４０ヘフイードパ。

りしている。調節器４０は、制御目標値Ｓ■を設定する
設定器１３と、設定器１３の出力Ｓ■とレベル発信器５
からフィードパ、りされる水位信号ＰＶとを比較し両者
の偏差に応じた偏差信号ＤＶを出力する第１の演算器４
１と、第１の演算器４】からの出力が入力される比例器
１４と積分器１６と、比例器１４及び積分器１６の両開
力を加算して弁調整信号を出力する第２の演算器４２と
から構成されている。

すなわち、復水器δの貯水４位が、レベル発信器５によ
ってレベル信号ＰＶとして調節器４０の第１の演算器４
１のフィードバックされ、ここに入力されている設定値
ＰＶと減算され偏差信号ＣＶとして次の比例器１４と積
分器１６にパラレルに入力される。

そして偏差信号Ｃ■に基づく比例値と偏差信号Ｃ■の時
間的進行に伴う積分値とが比例器１４と積分器１６とか
ら出力され、それを第２の演算器４２で加算し弁開度調
整信号（以下弁制御信号という）に変換して親弁１及び
子弁２の操作部へ入力するようになされている。この場
合、親弁１及び子弁２の操作部は、弁制御信号がまず子
弁１の操作部に伝えられ子弁開度を０〜１００％に開度
調整し、子弁２を１００％開放した後、始めて親弁１の
操作部に伝達するようにそれぞれの電空ポジシ、すが調
整されており、弁制御信号が子弁１を全開してから親弁
ｌの弁の開度を調整する如（段階的に操作部に伝えられ
るようになっている。

〔発明が解決しようとしている問題点〕上記のような構
成の場合、その弁制御信号はまず子弁２の開度を調節し
、子弁２が１００％開放されても要求に対応できない時
になって始めて親弁１が開くように働くいわゆるスブリ
、ト方式であるので、要求される偏差信号Ｃ■の低い範
囲で子弁２のみで対応できる場合は制御性はよいが、偏
差信号Ｃ■が高（子弁のみで対応できず親弁１が、子弁
２と共働して動作するような場合は、子弁は１００％開
であるため親弁の制御性に依存することとなりレンジア
ビリティの差だけ制御があらくなるといつた問題があっ
た。

本発明は上記の点に鑑み、偏差信号Ｃｖが大きい場合で
も良好な制御性を示す親、子調整弁の制御装置を提供す
ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、貯水槽の水位と設定水位との偏差がパ
ラレルに入力される親調整弁制御回路と予調整弁制御回
路ならびに積分回路とをそれぞれ別系統に形成するとと
もに、積分回路の出力値が所定値以下では予調整弁制御
回路が作動して給水量を子調整弁のみでコントロールし
、所定値以上になると親調整弁制御回路と予調整弁制御
回路とが共に作動して親調整弁と子調整弁とが共働して
給水量をコントロールするように制御回路を構成するこ
とによりて上記目的を達成することが出来る。

〔発明の実施例〕

以下実施例の図面に基づいて説明する第１図は復水器の
水位制御のため本発明の制御方式を適用した制御系統図
である。なお第１図において既述の第２図と同一部分に
は同一符号を付しである。

図において符号部は復水器で水位信号を出力するレベル
発信器５が配備されている。この復水器δへの供給水系
は、補給水ポンプ６を介装し、かつその一端を補給水タ
ンク２６に接続している補給水管路８と、補給木管路８
から二股に分岐しそれぞれ親弁１ならびに子弁２を介装
している分岐管９ならびに１０と、２つ分岐管９，１０
が合流し、復水器２５に接続している集合管路１１とか
ら構成されている。なおこの補給水系には、補給水ポン
プ６をバイパスする逆止弁７を介装しているバイパス管
路１２と、補給水管路８かも分岐している余剰補給水管
蜀が配備されている。

この補給水系の２つの分岐管９．】Ｏにそれぞれ配備さ
れている親弁１及び子弁２には、それぞれ電空ポジショ
ナ３ａとダイヤフラム４ａ及び電空ポジショナ３ｂとダ
イヤフラム４ｂとが配備されていて、後述する調節器４
０を介して出力される１６す御信号によって個別に、そ
の弁開度が調整されるようになっている。

調節器４０は、制御目標値を出力する設定器１３々。

設定器１３からのｔｈ力信号Ｓ■と復水Ｋ）；５からレ
ベル発信器５を介してフ・ｆ−ドパツクされる水位信号
Ｐ■とを比較してその偏差に応じた偏差信号Ｄ■を出力
する演算器３と、この演ｉｔ器２６からの偏差信号ＤＶ
を第１の比例器１４．不感帯１５及び第１の加算器２９
を介し親弁１の電空ポジショナ３ａへ伝達し親弁１の開
度を調整する親弁制御回路部と、同じく偏差信号Ｌ）Ｖ
を第２の比例器１７．定数加算器部及び第２の加算益田
を介し子弁２の電空ポジショナ３ｂへ伝達し子弁２の開
度を調整する子弁制御回路冴と、偏差信号Ｄ■の時間的
進行を出力する秋分Ｓ１６゜積分器１６の出力に基づい
て切換信号を出力するモニタースイッチ１８と、一方が
ランプ関数発生器２０ａを介し親弁制御回路の第１の加
算益田へ接続する径路ａと、もう一方がランプ関数発生
器２１）ｂ及び定数乗算器ｎを介し、子弁制御回路２４
へ接続されてる径路すの２つ端子をもち、モニタースイ
ッチ１８によって切換操作される信号切換４１９とから
なる積分回路５とをそれぞれ別系統に配して構成され、
演算５２６から出力される偏差信号ＤＶが、３つの回路
の第１の比例器１４．第２の比例器１７及び積分器１６
にそれぞれに入力するようになされている。

モニタースイ、千１８は積分器δの出力が予め設定され
た限界値より小さいと切換器１９を経路６に切デ々え、
限界値より大きいと経路ａへ切換えるように年月する。

調節器４０が既述のように構成されているので。

偏差信号Ｄ■が小さい場合は、親弁制御回路ｎは不感帯
１５の存在によって親弁１は作動せず、子弁制御回路ム
と積分回路δとが作動する。この場合積分器１６！ｃ入
力される偏差信号ＤＶは、ここで積分されるとともに径
路すを介して、第２の加算器あへ入力され、一方第２の
比例器１７に入力される偏差信号は、定数加算器部を介
することにより子弁（資）％開度相当分の信号が加算さ
れて第２の加算益田へ伝えも２％、ここで加算して子弁
２の電空ポジショナ３ｂへ伝えられ子弁２の弁開度を制
御する。したがって偏差信号Ｄｖが子弁２の刃％開放相
当まで上昇した場合、子弁２は１００％開放まで操作さ
れる。

一方、親弁制御回路るは、偏差信号ＤＶが不感帯１５の
上限を越える穆大きくなると作動を開始し。

又積分器１６の積分値が、既述のように子弁２の１００
％開放値よりわずかに小さい値に設定された限界値を越
えるとモニタースイッチ１８により切換器１９が径路す
から径路ａに切換えらちで、親弁制御回路２３４Ｃ積分
器１６の出力が加えられる。従って容量の大きい親弁１
が子弁２と共働して給水量を急激に増加させることがで
きる。給水量が増加することにより設定水位との差が減
少し、偏差信号ＤＶも減少するに従って、子弁制御回路
Ｕは子弁２の弁開度１００％から次第に減少させるよう
に作動し、制御可能な状態となり、この状態での給水量
の変動は子弁２の制御で対応するようになる。なお偏差
信号ＤＶが減少していき、不感帯１５の上限値以下とな
るとともに積分器１６の出力も所定値以下となると、モ
ニタースイッチ１８が働き切換器１９を再び径路すに切
換えられることにより、親弁制御回路部の出力が停止さ
れ親弁１を閉にするとともに。

水位の変動は子弁制御回路ｚ１の制御に任される。

なお積分回路δのランプ出力Ｉならびに定数乗数器ｎは
切換時の変動を漸進的に行なわせるためのものである。

以上説明してきたように、貯水槽の水位と、設定水位と
を電気信号として把え、その偏差の大小ならびに継続時
間に基づいて％積分回路により子弁制御回路別のみ、あ
るいは親弁制御回路を共働させることにより、水位の微
少な変動を制御性のよい子弁によって対応するようにし
たのである。

〔発明の効果〕

本発明は、供給水系に並列に配備されている親調整弁と
子調整弁夫々の弁開度制御回路と積分回路とを個別に形
成し１両弁の制御回路が水位信号と設定水位との偏差及
び偏差信号の積分値に基づいて、偏差信号が子弁開度５
０％相当になるまでは子弁のみで給水量を調整させ、偏
差信号が子弁開度力％を越えるようになりた時点で親弁
が開放され、子弁と共働して給水量を急いで増加させる
ように制御させることにより、常に給水量の制御が子弁
開度の調整によって行なわれるようになる。

従って親弁に比しレンジアビリティの小さい子弁の能力
を有効に活用した制御が可能となり、それだけ精密な水
位制御が実現できるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した復水器の貯水槽の水位制御を
する親・子調整弁の制御装置を示す系統図で、第２図は
従来の親・子調整弁の制御装置を示す系統図、第３図は
従来の親φ子調整弁の制御特性を示す線図である。 １：親弁、２：子弁、３ａ、３ｂ：”ｉｌｔ空ポジショ
ナＳ　４ａ、４ｂ：ダイヤフラム、５ニレベル発信器、
９．１０：分岐管、１４．１７：比例器％１５：不感帯
、１６：積分器、１８：モニタースイッチ、１９：切換
器。 ２３二親弁制御回路、２４二子弁制御回路、２５＝積分
＼、−。 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 貯水槽の水位を所定値に維持するため、該貯水槽の並列
   に設けられた供給水管路に、それぞれ設けられている大
   容量の親調整弁と、小容量の子調整弁との弁開度を、前
   記貯水槽の水位と設定水位との偏差に基づいて段階的に
   制御して、給水量をコントロールし前記貯水槽の水位を
   調整するようにした親、子調整弁の制御装置において、
   前記偏差にもとづいて前記親調整弁の開度を制御する親
   調整弁制御回路と、同様に前記偏差にもとづいて前記子
   調整弁を制御する子調整弁制御回路ならびに前記偏差を
   積分する積分回路とを備え、前記積分回路の出力値が、
   所定値以下では前記子調整弁制御回路が作動し子調整弁
   のみで水位を調整し、前記出力値が所定値以上になると
   前記親調整弁制御回路と子調整弁制御回路とが共に作動
   し、前記親調整弁と子調整弁とが共働して水位を調整す
   るように構成したことを特徴とする親、子調整弁制御装
   置。