KR101544648B1 - Flow calculation apparatus and flow control apparatus - Google Patents

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요시오 노마구치
다카히로 마츠무라
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아즈빌주식회사
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Abstract

본 발명은, 조절 밸브를 통과하는 유체의 흐름에 있어서 캐비테이션 흐름이 지배적인 경우라도, 보다 정확한 유량 제어를 행할 수 있는 유량 연산 장치 및 유량 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
판정부(20)에 의해, 조절 밸브(2)를 통과하는 유체의 흐름에 있어서 캐비테이션 흐름이 지배적이라고 판정되면, 유량 연산부(23)는, 캐비테이션 흐름이 지배적인 상태에 있어서의, 압력비(XF) 및 밸브 개방도(θ)와, 유량 계수(Cv)를 대응시켜 기억한 제2 테이블에 기초하여 유량 계수(Cv)를 도출한다. 그리고, 이와 같이 하여 도출된 유량 계수(Cv)를 이용하여 조절 밸브(2)를 흐르는 유체의 유량(Q)을 연산한다. 이에 따라, 캐비테이션 흐름이 지배적인 경우라도, 유량(Q)을 정확하게 연산할 수 있어, 결과적으로, 보다 정확한 유량 제어를 행할 수 있다.An object of the present invention is to provide a flow rate calculation device and a flow rate control device capable of more accurate flow rate control even when the cavitation flow is dominant in the flow of the fluid passing through the control valve.
When the judging unit 20 judges that the cavitation flow is dominant in the flow of the fluid passing through the regulating valve 2, the flow rate calculating unit 23 calculates the pressure ratio XF in the state where the cavitation flow is dominant, And the valve opening degree [theta] and the flow rate coefficient Cv are stored in association with each other, and the flow rate coefficient Cv is derived based on the second table. Then, the flow rate Q of the fluid flowing through the control valve 2 is calculated using the flow rate coefficient Cv thus derived. Accordingly, even when the cavitation flow is dominant, the flow rate Q can be accurately calculated, and as a result, more accurate flow rate control can be performed.

Description

유량 연산 장치 및 유량 제어 장치{FLOW CALCULATION APPARATUS AND FLOW CONTROL APPARATUS}[0001] FLOW CALCULATION APPARATUS AND FLOW CONTROL APPARATUS [0002]

본 발명은, 조절 밸브를 통과하는 유체의 유량을 연산하는 유량 연산 장치 및 이 유량 연산 장치를 구비한 유량 제어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a flow rate calculation device for calculating a flow rate of a fluid passing through a control valve and a flow rate control device including the flow rate calculation device.

종래부터, 플랜트 등의 배관을 흐르는 유체의 유량은, 배관에 설치된 조절 밸브에 의해 제어되고 있다. 구체적으로는, 하기 수학식 (1)에 의해 조절 밸브를 통과하는 유량(Q)을 산출하고, 이 유량(Q)이 설정 유량(Qsp)에 일치하도록 조절 밸브의 개방도를 제어함으로써, 조절 밸브를 소정의 유량의 유체가 통과하도록 하고 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조). 여기서, ΔP는, 조절 밸브의 1차측(상류측) 유로에서의 압력(P1)과 2차측(하류측) 유로에서의 압력(P2)의 차압(P1-P2), Cv는, 유량 계수로서, 조절 밸브의 밸브 개방도(θ)마다 설정되는 것이다.BACKGROUND ART Conventionally, the flow rate of a fluid flowing through a piping of a plant or the like is controlled by a control valve provided in a piping. More specifically, by calculating the flow rate Q passing through the regulating valve by the following equation (1) and controlling the opening degree of the regulating valve so that the flow rate Q coincides with the set flow rate Qsp, (For example, refer to Patent Document 1). Here,? P is a differential pressure (P1-P2) between the pressure P1 in the primary-side (upstream-side) passage of the regulating valve and the pressure P2 in the secondary-side Is set for each valve opening degree (?) Of the regulating valve.

Q=A·Cv·ΔP1/2 ···(1)Q = A? Cv? P? 1 (1)

이 중, 조절 밸브의 유량 계수(Cv)는, 조절 밸브의 구경(口徑)이나 종별마다 다르기 때문에, 대상이 되는 조절 밸브에 맞추어 적절한 값을 구해 둘 필요가 있다. 그래서, 예컨대 수 Pa마다 등 미리 복수의 차압을 설정하고, 이들 차압마다 조절 밸브의 개방도를, 예컨대 수 %마다 등 소정값마다 바꾸었을 때의 각 개방도에 대응하는 유량 계수(Cv)의 값을 구하여, 이 값을 차압과 각 개방도에 대응시킨 테이블을, 출하시에 조절 밸브의 액츄에이터나 유량의 측정 장치 등의 메모리에 기억시키고 있다. 그리고, 실제의 유량을 측정할 때에는, 그 테이블과 측정된 차압 및 조절 밸브의 실제의 개방도에 기초하여 대응하는 Cv값을 도출하고, 상기 수학식 (1)에 대입함으로써 유량(Q)을 취득하여, 이 유량(Q)이 설정 유량(Qsp)에 일치하도록 조절 밸브의 개방도를 제어하고 있다.Since the flow rate coefficient Cv of the control valve varies depending on the diameter and type of the control valve, it is necessary to obtain an appropriate value in accordance with the control valve as the target. Therefore, for example, when a plurality of differential pressures are set in advance for every several Pa, and the degree of opening of the regulating valve for each of these differential pressures is changed for each predetermined value every several%, for example, the value of the flow rate coefficient Cv And a table in which these values are associated with the differential pressure and the respective degrees of opening is stored in a memory such as an actuator of the control valve or a flow rate measuring device at the time of shipment. When the actual flow rate is measured, the corresponding Cv value is derived based on the table and the actual opening degree of the measured differential pressure and control valve, and the flow rate Q is acquired by substituting the corresponding Cv value into the above equation (1) And the opening degree of the regulating valve is controlled so that the flow rate Q coincides with the set flow rate Qsp.

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 평성 제6-094160호 공보[Patent Document 1] Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 6-094160

그러나, 전술한 유량 계수의 테이블은, 조절 밸브 내에서 캐비테이션(cavitation)이 발생하지 않는 상태를 전제로 하고 있기 때문에, 조절 밸브 내에서 캐비테이션이 발생하여, 캐비테이션 흐름이 지배적이게 되면, 유량 계수 Cv값의 테이블의 각 Cv값은 실제의 값에 대응하지 않게 된다. 그렇다면, 상기 수학식 (1)을 이용하여 구한 유량(Q)이 실제의 유량이 아니게 되기 때문에, 결과적으로, 정확한 유량 제어를 행할 수 없었다.However, since the aforementioned table of the flow coefficient assumes a state in which cavitation does not occur in the control valve, if cavitation occurs in the control valve and the cavitation flow becomes dominant, the flow coefficient Cv value Each Cv value in the table of the table does not correspond to the actual value. In this case, since the flow rate Q obtained using the equation (1) is not an actual flow rate, accurate flow rate control can not be performed as a result.

그래서, 본 발명은, 캐비테이션 흐름이 지배적이게 될 때라도, 정확한 유량 제어를 행할 수 있는 유량 연산 장치 및 유량 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, it is an object of the present invention to provide a flow rate calculation device and a flow rate control device that can accurately control the flow rate even when the cavitation flow becomes dominant.

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 유량 연산 장치는, 유로에 접속된 조절 밸브의 스로틀부보다도 상류측을 흐르는 유체의 압력인 제1 압력, 조절 밸브의 스로틀부보다도 하류측을 흐르는 유체의 압력인 제2 압력, 및 제1 압력과 제2 압력의 차압 중 적어도 2개를 취득하는 취득부와, 조절 밸브의 밸브 개방도를 취득하는 밸브 개방도 취득부와, 취득부에 의해 취득된 제1 압력, 제2 압력 및 차압 중 적어도 2개에 기초하여 제1 압력, 제1 압력과 제2 압력의 차압 및 유체의 포화 증기압에 기초한 제1 계수를 연산하는 계수 연산부와, 조절 밸브를 통과하는 유체의 흐름에 있어서 캐비테이션 흐름이 지배적이지 않은 상태에 있어서의, 제1 압력과 제2 압력의 차압 및 밸브 개방도와, 유량 계수를 대응시켜 기억한 제1 테이블과, 조절 밸브를 통과하는 유체의 흐름에 있어서 캐비테이션 흐름이 지배적인 상태에 있어서의, 제1 계수 및 밸브 개방도와, 유량 계수를 대응시켜 기억한 제2 테이블과, 조절 밸브를 통과하는 유체의 흐름에 있어서 캐비테이션 흐름이 지배적인지 여부를 판정하는 판정부와, 판정부에 의해 조절 밸브를 통과하는 유체의 흐름에 있어서 캐비테이션 흐름이 지배적이지 않다고 판정된 경우, 차압 및 밸브 개방도와 제1 테이블에 기초하여 유량 계수를 도출하고, 이 유량 계수와 차압에 기초하여 조절 밸브를 흐르는 유체의 유량을 연산하며, 판정부에 의해 조절 밸브를 통과하는 유체의 흐름에 있어서 캐비테이션이 지배적이라고 판정된 경우, 제1 계수 및 밸브 개방도와 제2 테이블에 기초하여 유량 계수를 도출하고, 이 유량 계수와 차압에 기초하여 조절 밸브를 흐르는 유체의 유량을 연산하는 유량 연산부를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.In order to solve the above problems, a flow rate calculating apparatus according to the present invention is characterized by comprising: a first pressure which is a pressure of a fluid flowing on an upstream side of a throttle portion of a control valve connected to a flow path; An obtaining section for obtaining at least two of a first pressure, a second pressure which is a pressure of the flowing fluid, and a differential pressure of the first pressure and the second pressure; a valve opening degree acquiring section for acquiring a valve opening degree of the regulating valve; A coefficient arithmetic unit for calculating a first coefficient based on at least two of the obtained first pressure, second pressure and differential pressure, the first coefficient based on a first pressure, a pressure difference between the first pressure and the second pressure, and a saturated vapor pressure of the fluid, A first table in which the differential pressure between the first pressure and the second pressure, the valve opening and the flow coefficient are stored in association with each other in a state in which the cavitation flow is not dominant in the flow of the fluid passing through the first valve, A second table in which the first coefficient, the valve opening and the flow coefficient are stored in association with each other in a state in which the cavitation flow is dominant in the flow of the passing fluid, and a second table in which the cavitation flow And a determination unit for determining whether the flow rate of the fluid passing through the control valve is dominant or not, and when the determination unit determines that the cavitation flow is not dominant in the flow of the fluid passing through the control valve, And calculates the flow rate of the fluid flowing through the control valve based on the flow coefficient and the differential pressure. When it is determined that the cavitation is dominant in the flow of the fluid passing through the control valve by the determination section, 2 Based on the table, the flow coefficient is derived, and based on the flow coefficient and the differential pressure, And a flow rate calculator for calculating a flow rate of the fluid.

상기 유량 연산 장치에 있어서, 계수 연산부는, 제1 계수를 XF, 차압을 ΔP, 제1 압력을 P1, 포화 증기압을 PV로 했을 때, XF=ΔP/(P1-PV)로부터 제1 계수를 연산하도록 하여도 좋다.In the flow rate calculation device, the coefficient operation unit calculates a first coefficient from XF =? P / (P1-PV) when the first coefficient is XF, the differential pressure is? P, the first pressure is P1 and the saturated vapor pressure is PV .

또한, 상기 유량 연산 장치에 있어서, 밸브 개방도에 따라 설정된 임계값을 기억하는 기억부를 더 구비하고, 판정부는, 계수 연산부에 의해 연산된 제1 계수와, 기억부에 기억된 임계값을 비교하여, 제1 계수가 임계값 이상인 경우에 조절 밸브를 통과하는 유체의 흐름에 있어서 캐비테이션 흐름이 지배적이라고 판정하도록 하여도 좋다.The flow rate calculation device may further include a storage unit that stores a threshold value set in accordance with the valve opening degree, and the determination unit compares the first coefficient calculated by the coefficient calculation unit with the threshold value stored in the storage unit , It may be determined that the cavitation flow is dominant in the flow of the fluid passing through the regulating valve when the first coefficient is equal to or greater than the threshold value.

또한, 상기 유량 연산 장치에 있어서, 유로를 흐르는 유체의 온도를 취득하는 온도 취득부와, 유체의 온도마다의 포화 증기압을 기억한 제3 테이블을 더 구비하고, 계수 연산부는, 온도 취득부에 의해 취득된 유체의 온도와, 제3 테이블에 기초하여 도출된 포화 증기압을 이용하여, 제1 계수를 연산하도록 하여도 좋다.The flow rate calculating apparatus may further include a temperature acquiring section for acquiring the temperature of the fluid flowing in the flow path and a third table storing the saturated vapor pressure for each fluid temperature, The first coefficient may be calculated using the temperature of the obtained fluid and the saturated vapor pressure derived based on the third table.

또한, 본 발명에 따른 유량 제어 장치는, 유로에 접속된 조절 밸브를 흐르는 유체의 유량을 연산하는 유량 연산 장치와, 이 유량 연산 장치에 의해 연산된 유량이 설정값에 일치하도록 조절 밸브의 개방도를 제어하는 밸브 제어 장치를 구비한 유량 제어 장치로서, 유량 연산 장치는, 전술한 유량 연산 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.The flow rate control device according to the present invention further includes a flow rate calculation device for calculating a flow rate of the fluid flowing through the control valve connected to the flow path and a control device for controlling the opening degree of the control valve so that the flow rate calculated by the flow rate calculation device matches the set value The flow rate calculation device is characterized by including the flow rate calculation device described above.

본 발명에 따르면, 조절 밸브를 통과하는 유체의 흐름에 있어서 캐비테이션 흐름이 지배적이지 않다고 판정되면, 조절 밸브를 통과하는 유체의 흐름에 있어서 캐비테이션 흐름이 지배적이지 않은 상태에 있어서의, 제1 압력과 제2 압력의 차압 및 밸브 개방도와, 유량 계수를 대응시켜 기억한 제1 테이블에 기초하여 유량 계수를 도출하고, 캐비테이션 흐름이 지배적이라고 판정되면, 조절 밸브를 통과하는 유체의 흐름에 있어서 캐비테이션 흐름이 지배적인 상태에 있어서의, 제1 계수 및 밸브 개방도와, 유량 계수를 대응시켜 기억한 제2 테이블에 기초하여 유량 계수를 도출하고, 이와 같이 하여 도출된 유량 계수를 이용하여 조절 밸브를 흐르는 유체의 유량을 연산하기 때문에, 캐비테이션 흐름이 지배적인 경우라도 정확한 유량 제어를 행할 수 있다.According to the present invention, when it is determined that the cavitation flow is not dominant in the flow of the fluid passing through the regulating valve, the first pressure and the second pressure in the state where the cavitation flow is not dominant in the flow of the fluid passing through the regulating valve The flow coefficient is derived on the basis of the first table stored in association with the differential pressure of the pressure, the valve opening degree and the flow coefficient, and when the cavitation flow is determined to be dominant, the cavitation flow in the flow of the fluid passing through the control valve becomes dominant The flow coefficient is derived on the basis of the second table stored in association with the first coefficient, the valve opening degree and the flow coefficient in the state of in-flow, and the flow rate of the fluid flowing through the control valve The accurate flow rate control can be performed even when the cavitation flow is dominant.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 유량 제어 시스템의 구성을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 유량 연산 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 제1 테이블의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 제2 테이블의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 밸브 제어 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.1 is a diagram schematically showing a configuration of a flow rate control system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing a configuration of a flow rate calculating apparatus.
3 is a diagram for explaining the configuration of the first table.
4 is a diagram for explaining the configuration of the second table.
5 is a block diagram showing the configuration of the valve control apparatus.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태에 대해서 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

[유량 제어 시스템의 구성][Configuration of Flow Control System]

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시형태에 따른 유량 제어 시스템은, 유로(1)와, 이 유로(1)에 설치된 조절 밸브(2)와, 유로(1)에 설치된 온도 센서(3)와, 조절 밸브(2) 내의 스로틀부보다도 상류측(1차측)에 설치된 1차측 압력 센서(4)와, 조절 밸브(2) 내의 스로틀부보다도 하류측(2차측)에 설치된 2차측 압력 센서(5)와, 조절 밸브(2)에 설치된 밸브 개방도 센서(6)와, 유로(1)를 흐르는 유체의 유량을 제어하는 유량 제어 유닛(7)을 구비하고 있다.1, the flow rate control system according to the present embodiment includes a flow path 1, a control valve 2 provided in the flow path 1, a temperature sensor 3 provided in the flow path 1, A primary side pressure sensor 4 provided on the upstream side of the throttle portion in the regulating valve 2 and a secondary side pressure sensor 5 provided on the downstream side of the throttle portion in the regulating valve 2 A valve opening degree sensor 6 provided in the control valve 2 and a flow rate control unit 7 for controlling the flow rate of the fluid flowing through the flow path 1.

유로(1)는, 플랜트 등에 설치되는 1개의 배관을 포함하고, 내부를 유체가 유통한다.The flow path 1 includes one piping installed in a plant or the like, and the fluid flows inside.

조절 밸브(2)는, 내부에 유로를 가지며, 그 유로의 도중에 스로틀부를 갖는 밸브 본체와, 이 밸브 본체 내부에 배치되어 스로틀부를 통과하는 유체의 유량을 규제하는 밸브체, 이 밸브체를 구동시킴으로써 개방도를 제어하는 전동 액츄에이터나 포지셔너 등의 유량 제어 유닛(7)으로 구성되고, 유량 제어 유닛(7)으로부터의 제어 신호에 기초하여 밸브 개방도를 바꿈으로써, 조절 밸브(2)를 통과하는 유체의 유량, 즉, 유로(1) 내부를 흐르는 유체의 유량을 제어한다.The control valve 2 includes a valve body having a passage therein and having a throttle portion on the way of the passage, a valve body disposed inside the valve body for regulating the flow rate of the fluid passing through the throttle portion, And a flow rate control unit 7 such as an electric actuator or a positioner for controlling the degree of opening. By changing the valve opening degree based on the control signal from the flow rate control unit 7, the fluid passing through the control valve 2 That is, the flow rate of the fluid flowing in the flow path 1 is controlled.

온도 센서(3)는, 공지된 온도 센서를 포함하고, 유로(1) 내부를 흐르는 유체의 온도(T)를 측정한다. 이 측정 결과는, 유량 제어 유닛(7)에 송신된다.The temperature sensor 3 includes a known temperature sensor and measures the temperature T of the fluid flowing inside the flow path 1. [ The result of this measurement is transmitted to the flow rate control unit 7.

1차측 압력 센서(4)는, 공지된 압력 센서를 포함하고, 조절 밸브(2) 내의 스로틀부보다도 상류측(1차측)의 유로 안을 흐르는 유체의 압력(P1)을 측정한다. 이 측정 결과는, 유량 제어 유닛(7)에 송신된다.The primary pressure sensor 4 includes a known pressure sensor and measures the pressure P1 of the fluid flowing in the flow passage on the upstream side (primary side) of the throttle portion in the regulating valve 2. The result of this measurement is transmitted to the flow rate control unit 7.

2차측 압력 센서(5)는, 공지된 압력 센서를 포함하고, 조절 밸브(2) 내의 스로틀부보다도 하류측(2차측)의 유로 안을 흐르는 유체의 압력(P2)을 측정한다. 이 측정 결과는, 유량 제어 유닛(7)에 송신된다.The secondary pressure sensor 5 includes a known pressure sensor and measures the pressure P2 of the fluid flowing in the flow passage on the downstream side (secondary side) of the throttle portion in the control valve 2. The result of this measurement is transmitted to the flow rate control unit 7.

밸브 개방도 센서(6)는, 조절 밸브(2)의 밸브 개방도(θ)를 측정하는 센서를 포함한다. 이 측정 결과는, 유량 제어 유닛(7)에 송신된다.The valve opening degree sensor 6 includes a sensor for measuring the valve opening degree [theta] of the regulating valve 2. [ The result of this measurement is transmitted to the flow rate control unit 7.

<유량 제어 유닛의 구성><Configuration of Flow Control Unit>

유량 제어 유닛(7)은, 온도 센서(3), 1차측 압력 센서(4), 2차측 압력 센서(5) 및 밸브 개방도 센서(6)로부터 수신하는 측정 결과에 기초하여, 유로(1)를 흐르는 유체의 유량을 연산하는 유량 연산 장치(8)와, 이 유량 연산 장치(8)에 의한 연산 결과에 기초하여 제어 신호를 생성하여 조절 밸브(2)에 송신함으로써, 조절 밸브(2)의 밸브 개방도를 제어하는 밸브 제어 장치(9)를 구비하고 있다.The flow rate control unit 7 controls the flow rate of the fluid in the flow path 1 based on the measurement results received from the temperature sensor 3, the primary pressure sensor 4, the secondary pressure sensor 5 and the valve opening degree sensor 6. [ A flow rate calculation device 8 for calculating a flow rate of the fluid flowing through the control valve 2 and a flow rate calculation device 8 for generating a control signal based on the calculation result by the flow rate calculation device 8, And a valve control device 9 for controlling the valve opening degree.

≪유량 연산 장치의 구성≫&Lt; Configuration of flow rate calculating device &

여기서, 유량 연산 장치(8)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 온도 취득부(11), 1차압 취득부(12), 2차압 취득부(13), 제3 테이블(14), 포화 증기압 도출부(15), 차압 연산부(16), 계수 연산부(17), 밸브 개방도 취득부(18), 임계값 기억부(19), 판정부(20), 제1 테이블(21), 제2 테이블(22), 및 유량 연산부(23)를 구비하고 있다.2, the flow rate calculator 8 includes a temperature acquisition section 11, a primary pressure acquisition section 12, a secondary pressure acquisition section 13, a third table 14, a saturated vapor pressure The valve opening degree obtaining section 18, the threshold value storing section 19, the judging section 20, the first table 21, the second table 21, the second differential pressure calculating section 16, the differential pressure calculating section 16, the coefficient calculating section 17, A table 22, and a flow rate calculator 23. [

온도 취득부(11)는, 온도 센서(3)로부터, 이 온도 센서(3)에 의해 측정된, 유로(1)를 흐르는 유체의 온도(T)를 취득하는 기능부이다. 취득한 온도(T)는, 포화 증기압 도출부(15)에 출력된다.The temperature obtaining section 11 is a function section for obtaining the temperature T of the fluid flowing through the flow path 1 measured by the temperature sensor 3 from the temperature sensor 3. [ The obtained temperature (T) is output to the saturated vapor pressure deriving section (15).

제3 테이블(14)은, 유체의 온도(T)와, 포화 증기압(PV)을 대응시켜 기억한 데이터 테이블을 포함한다. 일례로서, 제3 테이블(14)에는, 예컨대 0.1℃마다 등 소정값 간격으로 설정된 온도(T1)와, 각 온도(T1)에 대응하는 포화 증기압(PV)이 대응되어 기억되어 있다.The third table 14 includes a data table in which the temperature T of the fluid and the saturated vapor pressure PV are stored in association with each other. As an example, the third table 14 stores a temperature T1 set at a predetermined value interval and a saturated vapor pressure PV corresponding to each temperature T1, for example, every 0.1 占 폚.

포화 증기압 도출부(15)는, 온도 취득부(11)로부터 입력된, 유로(1)를 흐르는 유체의 온도(T1)와, 제3 테이블(14)에 기초하여, 유로(1)를 흐르는 유체의 포화 증기압(PV)을 도출한다. 구체적으로는, 제3 테이블(14)을 참조하여, 온도 취득부(11)로부터 입력된 온도(T)에 대응하는 포화 증기압(PV)을 도출한다. 이 도출된 포화 증기압(PV)은, 계수 연산부(17)에 출력된다. 이와 같이, 유체 온도(T)에 따른 포화 증기압(PV)이 도출되기 때문에, 후술하는 계수 연산부(17)에 의한 압력비(XF)의 연산 정밀도가 향상된다.The saturation vapor pressure deriving section 15 compares the temperature T1 of the fluid flowing through the flow path 1 and the temperature of the fluid flowing through the flow path 1 based on the third table 14, (PV) &lt; / RTI &gt; Specifically, referring to the third table 14, the saturated vapor pressure PV corresponding to the temperature T input from the temperature acquisition unit 11 is derived. The derived saturated vapor pressure (PV) is outputted to the coefficient arithmetic unit 17. Since the saturated vapor pressure PV corresponding to the fluid temperature T is derived in this manner, the calculation accuracy of the pressure ratio XF by the coefficient arithmetic unit 17 described later is improved.

1차압 취득부(12)는, 1차측 압력 센서(4)로부터, 이 1차측 압력 센서(4)에 의해 측정된 1차측 유로를 흐르는 유체의 압력(P1)을 취득하는 기능부이다. 취득한 압력 P1은, 차압 연산부(16) 및 계수 연산부(17)에 출력된다.The primary pressure obtaining section 12 is a function section for obtaining the pressure P1 of the fluid flowing from the primary pressure sensor 4 through the primary flow path measured by the primary pressure sensor 4. [ The acquired pressure P1 is output to the differential pressure arithmetic unit 16 and the coefficient arithmetic unit 17.

2차압 취득부(13)는, 2차측 압력 센서(5)로부터, 이 2차측 압력 센서(5)에 의해 측정된 2차측 유로를 흐르는 유체의 압력(P2)을 취득하는 기능부이다. 취득한 압력(P2)은, 차압 연산부(16) 및 계수 연산부(17)에 출력된다.The secondary pressure obtaining section 13 is a function section for obtaining the pressure P2 of the fluid flowing through the secondary side flow path measured by the secondary side pressure sensor 5 from the secondary side pressure sensor 5. [ The obtained pressure P2 is outputted to the differential pressure arithmetic unit 16 and the coefficient arithmetic unit 17.

차압 연산부(16)는, 1차압 취득부(12)로부터 입력된 압력(P1)과, 2차압 취득부(13)로부터 입력된 압력(P2)의 차압 ΔP(=P1-P2)를 연산하는 기능부이다. 이 연산한 차압(ΔP)은, 계수 연산부(17) 및 유량 연산부(23)에 출력된다.The differential pressure calculating section 16 has a function of calculating the differential pressure ΔP (= P1-P2) between the pressure P1 input from the primary pressure obtaining section 12 and the pressure P2 input from the secondary pressure obtaining section 13 Wealth. The calculated differential pressure AP is output to the coefficient arithmetic unit 17 and the flow arithmetic operation unit 23.

계수 연산부(17)는, 포화 증기압 도출부(15)로부터 입력된 포화 증기압(PV)과, 1차압 취득부(12)로부터 입력된 압력(P1)과, 차압 연산부(16)로부터 입력된 차압(ΔP)에 기초하여 제1 계수를 연산하는 기능부이다. 본 실시형태에서는, 그 제1 계수로서 압력비(XF)를 연산한다. 이 압력비(XF)란, 한쪽이 차압(ΔP), 다른 쪽이 압력(P1) 또는 압력(P2)과 포화 증기압과의 차분으로 이루어진 비를 의미한다. 구체적으로는, 계수 연산부(17)는, 하기 수학식 (2)에 기초하여 압력비(XF)를 연산한다. 이 연산한 압력비(XF)는 판정부(20) 및 유량 연산부(23)에 출력된다.The coefficient arithmetic section 17 calculates the saturated steam pressure PV inputted from the saturated vapor pressure deriving section 15 and the pressure P1 input from the primary pressure obtaining section 12 and the differential pressure DELTA P) of the first coefficient. In the present embodiment, the pressure ratio XF is calculated as the first coefficient. This pressure ratio XF means a ratio in which one side is the pressure difference P and the other side is the difference between the pressure P1 or the pressure P2 and the saturated vapor pressure. Specifically, the coefficient calculating section 17 calculates the pressure ratio XF based on the following equation (2). The calculated pressure ratio XF is output to the judging unit 20 and the flow rate calculating unit 23. [

XF=ΔP/(P1-PV) ···(2)XF =? P / (P1-PV) (2)

상기 수학식 (2)에 의해, 판정부(20)에 의해 유체의 흐름에 있어서 캐비테이션 흐름이 지배적인지 여부를 판정하기 위해서 필요한 압력비(XF)를 산출할 수 있다.The pressure ratio XF necessary for determining whether the cavitation flow is dominant in the flow of the fluid can be calculated by the determination section 20 by using the above equation (2).

밸브 개방도 취득부(18)는, 밸브 개방도 센서(6)로부터, 이 밸브 개방도 센서(6)에 의해 측정된 조절 밸브(2)의 밸브 개방도(θ)를 취득하는 기능부이다. 취득한 개방도(θ)는, 판정부(20) 및 유량 연산부(23)에 출력된다.The valve opening degree acquisition section 18 is a functional section for acquiring the valve opening degree? Of the control valve 2 measured by the valve opening degree sensor 6 from the valve opening degree sensor 6. [ The obtained degree of opening? Is output to the determining section 20 and the flow rate calculating section 23.

임계값 기억부(19)는, 판정부(20)에 의한 판정 동작에 이용되는 임계값(A(θ))을 기억한 기능부이다. 이 임계값(A(θ))은, 조절 밸브(2)의 개방도(θ)마다 설정되는 고유의 값이다. 동일한 조절 밸브(2)이더라도, 개방도(θ)가 상이하면 캐비테이션 흐름이 지배적이게 되는 압력비의 크기도 상이해진다. 그래서, 임계값 기억부(19)에는, 예컨대 1°마다 등 소정값 간격으로 설정된 조절 밸브(2)의 개방도(θ)와, 각 개방도(θ)에 대응하는 임계값(A(θ))이 대응되어 기억되어 있다. 이에 따라, 보다 정확하게 유체의 흐름에 있어서 캐비테이션 흐름이 지배적인지 여부를 판정하는 것이 가능해진다.The threshold value storage unit 19 is a functional unit that stores the threshold value A (&amp;thetas;) used for the determination operation by the determination unit 20. [ The threshold value A (?) Is an inherent value set for each opening degree? Of the regulating valve 2. Even if the same control valve 2 is used, the magnitude of the pressure ratio at which the cavitation flow becomes dominant also differs when the opening degree? Is different. Therefore, the threshold value storage section 19 stores the opening degree? Of the regulating valve 2 set at predetermined value intervals, for example, every 1 degree, and the threshold value A (?) Corresponding to each opening degree? ) Are stored in association with each other. This makes it possible to more accurately determine whether the cavitation flow is dominant in the fluid flow.

판정부(20)는, 유체의 흐름에 있어서 캐비테이션이 지배적인지 여부를 판정하는 기능부이다. 본 실시형태에 있어서, 판정부(20)는, 계수 연산부(17)로부터 입력된 압력비(XF)와, 밸브 개방도 취득부(18)로부터 입력된 개방도(θ)와, 임계값 기억부(19)에 기억된 임계값 A(θ)에 기초하여 판정한다. 구체적으로는, 판정부(20)는, 임계값 기억부(19)를 참조하여, 밸브 개방도 취득부(18)로부터 입력된 개방도(θ)에 대응하는 임계값 A(θ)를 취득하고, 이 임계값 A(θ)와 압력비(XF)를 비교한다. 그리고, XF의 값이 임계값(A(θ))의 값보다 작은 경우(XF<A(θ)), 유체의 흐름에 있어서 캐비테이션 흐름이 지배적이지 않다고 판정한다. 한편, XF의 값이 임계값(A(θ))의 값 이상인 경우(XF≥A(θ)), 유체의 흐름에 있어서 캐비테이션 흐름이 지배적이라고 판정한다. 이 판정 결과는, 유량 연산부(23)에 출력된다.The judging unit 20 is a functional unit for judging whether cavitation is dominant in the fluid flow. In this embodiment, the judging section 20 judges whether or not the pressure ratio XF input from the coefficient operating section 17, the opening degree? Input from the valve opening degree obtaining section 18, 19 based on the threshold A (&amp;thetas;). Specifically, the judging section 20 refers to the threshold value storing section 19 to obtain a threshold value A (?) Corresponding to the opening degree? Input from the valve opening degree obtaining section 18 , And compares the threshold value A (?) With the pressure ratio XF. When the value of XF is smaller than the value of the threshold value A (?) (XF &lt; A (?)), It is determined that the cavitation flow is not dominant in the flow of the fluid. On the other hand, when the value of XF is equal to or larger than the value of the threshold value A (?) (XF? A (?)), It is judged that the cavitation flow is dominant in the fluid flow. The determination result is output to the flow rate computation unit 23. [

제1 테이블(21)은, 유체의 흐름에 있어서 캐비테이션 흐름이 지배적이지 않은 경우에 있어서의, 개방도(θ) 및 차압(ΔP)과, 유량 계수(Cv)의 관계를 나타내는 데이터 테이블이다. 구체적으로는, 도 3에 도시된 바와 같이, 종축에, 예컨대 1°마다 등 소정값 간격으로 설정된 조절 밸브(2)의 개방도[θ(θ1 내지 θi)], 횡축에, 예컨대 1[Pa]마다 등 소정값 간격으로 설정된 차압[ΔP(=X 내지 XXX)]을 취하고, 각 레코드에 대응하는 유량 계수[Cv(Cvv11 내지 Cvv3i)]가 기억되어 있다.The first table 21 is a data table showing the relationship between the opening degree? And the differential pressure? P and the flow coefficient Cv when the cavitation flow is not dominant in the fluid flow. Specifically, as shown in Fig. 3, the degrees of opening [theta] ([theta] 1 to [theta] i )] of the regulating valve 2 set at predetermined intervals such as every 1 degree on the vertical axis, Pa] pressure difference, such as set to a predetermined value for each interval takes a [ΔP (= X to XXX)], flow rate coefficient that corresponds to each record [Cv (Cvv 11 To Cvv 3i )] is stored.

제2 테이블(22)은, 유체의 흐름에 있어서 캐비테이션 흐름이 지배적인 경우에 있어서의, 개방도(θ) 및 압력비(XF)와, 유량 계수(Cv)의 관계를 나타내는 데이터 테이블이다. 구체적으로는, 도 4에 도시된 바와 같이, 종축에, 예컨대 1°마다 등 소정값 간격으로 설정된 조절 밸브(2)의 개방도[θ(θ1 내지 θj)], 횡축에 소정값 간격으로 설정된 압력비[XF(XFv=Y 내지 YYY)]를 취하고, 각 레코드에 대응하는 유량 계수[Cv(Cvvc11 내지 Cvvc3j)]가 기억되어 있다.The second table 22 is a data table showing the relationship between the opening degree? And the pressure ratio XF and the flow rate coefficient Cv when the cavitation flow is dominant in the fluid flow. Specifically, as shown in Fig. 4, the opening degree [theta] ([theta] 1 to [theta] j ) of the regulating valve 2 set at predetermined value intervals such as every 1 degree is plotted on the vertical axis, taking a set pressure ratio [XF (XF v = Y to YYY)], there is a flow rate coefficient [Cv (Cvvc 11 to Cvvc 3j)] is stored corresponding to each record.

유량 연산부(23)는, 조절 밸브(2)를 통과하는 유체의 유량(Q)을 연산하는 기능부이다. 구체적으로는, 차압 연산부(16)로부터 입력된 차압(ΔP)과, 유량 계수(Cv)를 상기 수학식 (1)에 대입함으로써, 현재, 조절 밸브(2)를 통과하고 있는 유체의 유량(Q)을 연산한다. 이 연산된 유량(Q)은, 밸브 제어 장치(9)에 출력된다.The flow rate computation unit 23 is a functional unit for computing the flow rate Q of the fluid passing through the control valve 2. [ More specifically, by substituting the differential pressure ΔP input from the differential pressure arithmetic unit 16 and the flow coefficient Cv into the above equation (1), the flow rate Q of the fluid currently passing through the control valve 2 ). The calculated flow rate Q is output to the valve control device 9. [

여기서, 상기 수학식 (1)에 대입하는 유량 계수(Cv)는, 다음과 같이 도출된다.Here, the flow coefficient Cv to be substituted into the equation (1) is derived as follows.

판정부(20)에 의해 유체의 흐름에 있어서 캐비테이션 흐름이 지배적이지 않다고 판정된 경우, 유량 연산부(23)는, 제1 테이블(21)을 참조하여, 밸브 개방도 취득부(18)로부터 입력된 개방도(θ) 및 차압 연산부(16)로부터 입력된 차압(ΔP)에 대응하는 유량 계수(Cv)를 도출하고, 이 도출된 유량 계수(Cv)를 상기 수학식 (1)에 대입한다.When it is determined by the judging section 20 that the cavitation flow is not dominant in the flow of the fluid, the flow rate calculating section 23 refers to the first table 21, The flow rate coefficient Cv corresponding to the opening degree? And the differential pressure? P inputted from the differential pressure calculation section 16 is derived and the derived flow rate coefficient Cv is substituted into the above equation (1).

한편, 판정부(20)에 의해 유체의 흐름에 있어서 캐비테이션 흐름이 지배적이라고 판정된 경우, 유량 연산부(23)는, 제2 테이블(22)을 참조하여, 밸브 개방도 취득부(18)로부터 입력된 개방도(θ) 및 계수 연산부(17)로부터 입력된 압력비(XF)에 대응하는 유량 계수(Cv)를 도출하고, 이 도출된 유량 계수(Cv)를 상기 수학식 (1)에 대입한다. 이 때, 압력비(XF)는, 판정부(20)에 의한 판정에서 이용된 압력비(XF)가 이용되기 때문에, 재차의 연산이 불필요해지므로, 연산 부하를 경감시킬 수 있다.On the other hand, when it is determined by the judging section 20 that the cavitation flow is dominant in the flow of the fluid, the flow rate calculating section 23 refers to the second table 22 and inputs the valve opening degree from the valve opening degree obtaining section 18 And the flow rate coefficient Cv corresponding to the pressure ratio XF inputted from the coefficient arithmetic unit 17 are derived and the derived flow rate coefficient Cv is substituted into the above equation (1). At this time, since the pressure ratio XF used in the judgment by the judging section 20 is used, the calculation of the pressure ratio XF is not required again, so that the calculation load can be reduced.

이와 같이, 유량 연산 장치(8)에서는, 유체의 흐름에 있어서 캐비테이션 흐름이 지배적인지 여부를 판정하고, 캐비테이션 흐름이 지배적이지 않은 경우에는 제1 테이블(21), 캐비테이션 흐름이 지배적인 경우에는 제2 테이블(22)에 기초하여 도출된 유량 계수를 이용하여 유량을 연산하기 때문에, 보다 정확한 유량을 얻을 수 있다.Thus, the flow rate calculator 8 determines whether or not the cavitation flow is dominant in the flow of fluid, and if so, the first table 21 if the cavitation flow is not dominant, the second table 21 if the cavitation flow is dominant, Since the flow rate is calculated using the flow rate coefficient derived based on the table 22, a more accurate flow rate can be obtained.

이러한 유량 연산 장치(8)는, 유량 제어 유닛(7)인 전동 액츄에이터나 포지셔너가 내장하는 CPU 등의 연산 회로와, 메모리 등의 기억 회로와, 인스톨된 프로그램으로 구성된다. 즉 하드웨어 자원과 소프트웨어가 협동함으로써, 상기한 하드웨어 자원이 프로그램에 의해 제어되어, 전술한 온도 취득부(11), 1차압 취득부(12), 2차압 취득부(13), 제3 테이블(14), 포화 증기압 도출부(15), 차압 연산부(16), 계수 연산부(17), 밸브 개방도 취득부(18), 임계값 기억부(19), 판정부(20), 제1 테이블(21), 제2 테이블(22), 및 유량 연산부(23)가 실현된다.The flow rate calculation device 8 includes an operation circuit such as a CPU incorporated in an electric actuator as a flow rate control unit 7, a positioner, a storage circuit such as a memory, and an installed program. That is, the hardware resources and the software cooperate to control the above-described hardware resources by the program, and the temperature acquisition unit 11, the primary pressure acquisition unit 12, the secondary pressure acquisition unit 13, the third table 14 The valve opening degree obtaining section 18, the threshold value storing section 19, the judging section 20, the first table 21 ), The second table 22, and the flow rate calculating section 23 are realized.

≪밸브 제어 장치의 구성≫&Lt; Configuration of valve control device &

밸브 제어 장치(9)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 유량 취득부(31)와, 설정값 취득부(32)와, 밸브 개방도 연산부(33)와, 신호 생성부(34)를 구비하고 있다.5, the valve control device 9 is provided with a flow rate acquiring section 31, a set value acquiring section 32, a valve opening degree computing section 33, and a signal generating section 34 .

유량 취득부(31)는, 유량 연산 장치(8)로부터, 이 유량 연산 장치(8)에 의해 연산된 조절 밸브(2)를 통과하는 유체의 유량(Q)을 취득하는 기능부이다. 취득한 유량(Q)은, 밸브 개방도 연산부(33)에 출력된다.The flow rate acquisition unit 31 is a functional unit for acquiring the flow rate Q of the fluid passing through the control valve 2 calculated by the flow rate calculation unit 8 from the flow rate calculation unit 8. [ The obtained flow rate Q is output to the valve opening degree computing section 33. [

설정값 취득부(32)는, 유량 제어 유닛(7)과 통신 가능하게 접속된 상위 장치로부터 조절 밸브(2)를 통과시키는 유체의 유량의 설정값(Qsp)을 취득하는 기능부이다. 취득한 설정값(Qsp)은, 밸브 개방도 연산부(33)에 출력된다.The set value obtaining section 32 is a function section for obtaining a set value Qsp of the flow rate of the fluid through which the regulating valve 2 is passed from the host apparatus communicably connected to the flow rate control unit 7. [ The obtained set value Qsp is outputted to the valve opening degree calculating section 33. [

밸브 개방도 연산부(33)는, 유량 취득부(31)로부터 입력된 유량(Q)과, 설정값 취득부(32)로부터 입력된 설정값(Qsp)에 기초하여, 유량(Q)이 설정값(Qsp)에 일치하게 되는 조절 밸브(2)의 개방도를 연산하는 기능부이다. 이 연산 결과는, 신호 생성부(34)에 출력된다.Based on the flow rate Q input from the flow rate acquisition section 31 and the set value Qsp input from the set value acquisition section 32, And the opening degree of the regulating valve 2 that coincides with the reference value Qsp. The calculation result is output to the signal generating unit 34. [

신호 생성부(34)는, 조절 밸브(2)의 개방도를, 밸브 개방도 연산부(33)로부터 입력된 조절 밸브(2)의 개방도로 하기 위한 제어 신호를 생성하는 기능부이다. 이 생성된 제어 신호는, 조절 밸브(2)에 출력된다. 이에 따라, 조절 밸브(2)의 개방도는, 제어 신호에 의해 특정되는 개방도로 제어되어, 설정값(Qsp)에 대응하는 유량의 유체가 조절 밸브(2)를 통과하게 된다.The signal generating section 34 is a functional section for generating a control signal for opening the opening degree of the control valve 2 inputted from the valve opening degree calculating section 33. [ The generated control signal is output to the control valve 2. [ Accordingly, the opening degree of the regulating valve 2 is controlled to the opening specified by the control signal, so that the fluid having the flow rate corresponding to the set value Qsp passes through the regulating valve 2.

이러한 밸브 제어 장치(9)는, 유량 연산 장치(8)와 마찬가지로, 유량 제어 유닛(7)인 전동 액츄에이터나 포지셔너가 내장하는 CPU 등의 연산 회로와, 메모리 등의 기억 회로와, 인스톨된 프로그램으로 구성된다. 즉 하드웨어 자원과 소프트웨어가 협동함으로써, 상기한 하드웨어 자원이 프로그램에 의해 제어되어, 전술한 유량 취득부(31), 설정값 취득부(32), 밸브 개방도 연산부(33) 및 신호 생성부(34)가 실현된다.The valve control device 9 includes an operation circuit such as a CPU incorporated in an electric actuator as a flow control unit 7 or a positioner as well as a storage circuit such as a memory and an installed program . The hardware resources and the software cooperate with each other so that the hardware resources are controlled by the program and the flow rate acquisition unit 31, the set value acquisition unit 32, the valve opening degree calculation unit 33, and the signal generation unit 34 ) Is realized.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 따르면, 판정부(20)에 의해 유체의 흐름에 있어서 캐비테이션 흐름이 지배적인지 여부를 판정하고, 캐비테이션 흐름이 지배적이지 않다고 판정되면, 캐비테이션 흐름이 지배적이지 않은 상태에 있어서의, 압력(P1)과 압력(P2)의 차압(ΔP) 및 밸브 개방도(θ)와, 유량 계수(Cv)를 대응시켜 기억한 제1 테이블(21)에 기초하여 유량 계수(Cv)를 도출하고, 캐비테이션 흐름이 지배적이라고 판정되면, 캐비테이션 흐름이 지배적인 상태에 있어서의, 압력비(XF) 및 밸브 개방도(θ)와, 유량 계수(Cv)를 대응시켜 기억한 제2 테이블(22)에 기초하여 유량 계수(Cv)를 도출하고, 이와 같이 하여 도출된 유량 계수(Cv)를 이용하는 조절 밸브(2)를 흐르는 유체의 유량(Q)을 연산하기 때문에, 캐비테이션 흐름이 지배적인 경우여도 정확한 유량 제어를 행할 수 있다.As described above, according to the present embodiment, it is determined whether or not the cavitation flow is dominant in the flow of the fluid by the determination section 20, and if it is determined that the cavitation flow is not dominant, The flow coefficient Cv is calculated on the basis of the first table 21 in which the differential pressure AP between the pressure P1 and the pressure P2 and the valve opening degree? And when the cavitation flow is judged to be dominant, the second table 22 (22) storing the pressure ratio XF and the valve opening degree &amp;thetas; and the flow coefficient Cv in correspondence with the cavitation flow dominant And the flow rate Q of the fluid flowing through the regulating valve 2 using the derived flow rate Cv is calculated so that even if the cavitation flow is dominant Precise flow agent A can be carried out.

또한, 본 실시형태에서는, 차압 연산부(16)에 의해 1차압 취득부(12)에 의해 취득된 압력(P1)과 2차압 취득부(13)에 의해 취득된 압력(P2)으로부터 차압(ΔP)을 연산하는 경우를 예를 들어 설명하였지만, 유로(1)에 차압계를 설치하고, 이 차압계의 측정 결과를 그대로 차압(ΔP)으로서 이용하도록 하여도 좋다. 이 경우에는, 압력(P1)과 압력(P2) 중 적어도 한쪽을 취득할 수 있으면, 다른 쪽에 대해서도 차압(ΔP)으로부터 연산할 수 있다.In the present embodiment, the differential pressure calculation unit 16 subtracts the differential pressure AP from the pressure P1 acquired by the primary pressure acquisition unit 12 and the pressure P2 acquired by the secondary pressure acquisition unit 13, A differential pressure gauge may be provided in the flow path 1 and the measurement result of this differential pressure meter may be directly used as the differential pressure AP. In this case, if at least one of the pressure P1 and the pressure P2 can be obtained, the other can be calculated from the differential pressure AP.

본 발명은, 조절 밸브를 이용하는 각종 시스템에 적용할 수 있다.The present invention can be applied to various systems using control valves.

1 : 유로 2 : 조절 밸브
3 : 온도 센서 4 : 1차측 압력 센서
5 : 2차측 압력 센서 6 : 밸브 개방도 센서
7 : 유량 제어 유닛 8 : 유량 연산 장치
9 : 밸브 제어 장치 11 : 온도 취득부
12 : 1차압 취득부 13 : 2차압 취득부
14 : 제3 테이블 15 : 포화 증기압 도출부
16 : 차압 연산부 17 : 계수 연산부
18 : 밸브 개방도 취득부 19 : 임계값 기억부
20 : 판정부 21 : 제1 테이블
22 : 제2 테이블 23 : 유량 연산부
31 : 유량 취득부 32 : 설정값 취득부
33 : 밸브 개방도 연산부 34 : 신호 생성부1: Flow path 2: Regulating valve
3: Temperature sensor 4: Primary pressure sensor
5: Secondary pressure sensor 6: Valve opening sensor
7: Flow control unit 8: Flow rate calculation unit
9: Valve control device 11: Temperature acquisition unit
12: primary pressure obtaining section 13: secondary pressure obtaining section
14: Third table 15: Saturated vapor pressure deriving part
16: differential pressure arithmetic unit 17: coefficient arithmetic unit
18: valve opening degree acquisition section 19: threshold value storage section
20: Judgment 21: 1st table
22: second table 23: flow rate calculating section
31: flow rate acquisition unit 32: set value acquisition unit
33: valve opening degree computing section 34: signal generating section

Claims (5)

유로에 접속된 조절 밸브의 스로틀부보다도 상류측을 흐르는 유체의 압력인 제1 압력, 상기 조절 밸브의 스로틀부보다도 하류측을 흐르는 유체의 압력인 제2 압력, 및 상기 제1 압력과 상기 제2 압력의 차압 중 적어도 2개를 취득하는 취득부와,
상기 조절 밸브의 밸브 개방도를 취득하는 밸브 개방도 취득부와,
상기 취득부에 의해 취득된 상기 제1 압력, 상기 제2 압력 및 상기 차압 중 적어도 2개에 기초하여, 상기 제1 압력, 상기 제1 압력과 상기 제2 압력의 차압, 및 유체의 포화 증기압에 기초한 제1 계수를 연산하는 계수 연산부와,
상기 조절 밸브를 통과하는 유체의 흐름에 있어서 캐비테이션(cavitation) 흐름이 지배적이지 않은 상태에 있어서의, 상기 제1 압력과 상기 제2 압력의 차압 및 상기 밸브 개방도와, 유량 계수를 대응시켜 기억한 제1 테이블과,
상기 조절 밸브를 통과하는 유체의 흐름에 있어서 캐비테이션 흐름이 지배적인 상태에 있어서의, 상기 제1 계수 및 상기 밸브 개방도와, 유량 계수를 대응시켜 기억한 제2 테이블과,
상기 제1 계수와 임계값을 비교하여, 상기 제1 계수가 임계값 이상인 경우, 상기 조절 밸브를 통과하는 유체의 흐름에 있어서 캐비테이션 흐름이 지배적이라고 판정하는 판정부와,
상기 판정부에 의해 상기 조절 밸브를 통과하는 유체의 흐름에 있어서 캐비테이션 흐름이 지배적이지 않다고 판정된 경우, 상기 차압 및 상기 밸브 개방도와 상기 제1 테이블에 기초하여 유량 계수를 도출하고, 이 유량 계수와 상기 차압에 기초하여 상기 조절 밸브를 흐르는 유체의 유량을 연산하고, 상기 판정부에 의해 상기 조절 밸브를 통과하는 유체의 흐름에 있어서 캐비테이션 흐름이 지배적이라고 판정된 경우, 상기 제1 계수 및 상기 밸브 개방도와 상기 제2 테이블에 기초하여 유량 계수를 도출하고, 이 유량 계수와 상기 차압에 기초하여 상기 조절 밸브를 흐르는 유체의 유량을 연산하는 유량 연산부
를 구비하는 것을 특징으로 하는 유량 연산 장치.A first pressure being a pressure of a fluid flowing upstream of a throttle portion of a regulating valve connected to the flow path, a second pressure being a pressure of a fluid flowing downstream of the throttle portion of the regulating valve, An obtaining section for obtaining at least two of pressure differential pressures,
A valve opening degree acquiring section for acquiring a valve opening degree of the regulating valve;
The first pressure, the differential pressure between the first pressure and the second pressure, and the saturation vapor pressure of the fluid, based on at least two of the first pressure, the second pressure and the differential pressure acquired by the acquisition unit A coefficient calculation unit for calculating a first coefficient based on the first coefficient,
And a controller that stores the pressure difference between the first pressure and the second pressure and the valve opening and the flow coefficient in a state in which the cavitation flow is not dominant in the flow of the fluid passing through the regulating valve. 1 table,
A second table in which the first coefficient, the valve opening and the flow coefficient are stored in association with each other in a state in which the cavitation flow is dominant in the flow of the fluid passing through the control valve,
A judging unit for comparing the first coefficient with a threshold value to judge that the cavitation flow is dominant in the flow of the fluid passing through the regulating valve when the first coefficient is equal to or greater than the threshold value;
Wherein when the judging section judges that the cavitation flow is not dominant in the flow of the fluid passing through the regulating valve, the flow rate coefficient is derived based on the differential pressure and the valve opening and the first table, Wherein when the determination unit determines that the cavitation flow is dominant in the flow of the fluid passing through the regulating valve, the first coefficient and the valve opening Calculating a flow coefficient based on the first table and the second table, and calculating a flow rate of the fluid flowing through the control valve based on the flow coefficient and the differential pressure,
The flow rate computation apparatus comprising: 제1항에 있어서, 상기 계수 연산부는, 상기 제1 계수를 XF, 상기 차압을 ΔP, 상기 제1 압력을 P1, 상기 포화 증기압을 PV로 했을 때, XF=ΔP/(P1-PV)로부터 상기 제1 계수를 연산하는 것을 특징으로 하는 유량 연산 장치.2. The method according to claim 1, wherein the coefficient operation unit calculates XF =? P / (P1-PV) from the following equation when the first coefficient is XF, the differential pressure is? P, the first pressure is P1 and the saturated vapor pressure is PV: And calculates a first coefficient. 제2항에 있어서, 상기 밸브 개방도에 따라 설정된 임계값을 기억하는 기억부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유량 연산 장치.The flow rate arithmetic apparatus according to claim 2, further comprising a storage section for storing a threshold value set in accordance with the valve opening degree. 제2항에 있어서, 상기 유로를 흐르는 유체의 온도를 취득하는 온도 취득부와,
상기 유체의 온도마다의 포화 증기압을 기억한 제3 테이블
을 더 구비하고,
상기 계수 연산부는, 상기 온도 취득부에 의해 취득된 상기 유체의 온도와, 상기 제3 테이블에 기초하여 도출된 포화 증기압을 이용하여, 상기 제1 계수를 연산하는 것을 특징으로 하는 유량 연산 장치.The apparatus according to claim 2, further comprising: a temperature acquiring section that acquires a temperature of the fluid flowing through the flow path;
A third table storing the saturated vapor pressure for each temperature of the fluid;
Further comprising:
Wherein the coefficient arithmetic unit calculates the first coefficient using the temperature of the fluid acquired by the temperature acquisition unit and the saturated vapor pressure derived based on the third table. 유로에 접속된 조절 밸브를 흐르는 유체의 유량을 연산하는 유량 연산 장치와, 이 유량 연산 장치에 의해 연산된 상기 유량이 설정값에 일치하도록 상기 조절 밸브의 개방도를 제어하는 밸브 제어 장치를 구비한 유량 제어 장치로서,
상기 유량 연산 장치는, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 유량 연산 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 유량 제어 장치.And a valve control device for controlling the opening degree of the control valve so that the flow rate calculated by the flow rate calculation device matches the set value As a flow rate control device,
The flow rate calculating device includes the flow rate calculating device according to any one of claims 1 to 4.
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10401202B2 (en) * 2015-07-10 2019-09-03 Pivotal Systems Corporation Method and apparatus for gas flow control
CN105181028B (en) * 2015-09-17 2018-05-18 浙江中控软件技术有限公司 A kind of coal gas diffusion flow On-line Measuring Method, system and application server
CN106337989B (en) * 2016-09-12 2018-09-04 西安航天动力试验技术研究所 A kind of preparation method of pipeline depressurization device
CN106523839B (en) * 2016-09-12 2018-09-04 西安航天动力试验技术研究所 The method for reducing pressure piping large flow fluid pressure using pipeline depressurization device
JP6753791B2 (en) * 2017-02-07 2020-09-09 アズビル株式会社 Maintenance time prediction device, flow control device and maintenance time prediction method
JP6753799B2 (en) * 2017-02-23 2020-09-09 アズビル株式会社 Maintenance judgment index estimation device, flow control device and maintenance judgment index estimation method
RU2655649C1 (en) * 2017-07-04 2018-05-29 Акционерное общество "Государственный ракетный центр имени академика В.П. Макеева" Method of measurement of liquid flow rate and device for its implementation
JP7000800B2 (en) * 2017-10-31 2022-01-19 横河電機株式会社 Detection device, detection method, and program
CN109238382B (en) * 2018-10-26 2020-02-14 北京动力机械研究所 Fuel flow calculating method of adjustable turbine pump oil supply system
CN110531794A (en) * 2019-08-30 2019-12-03 北京北方华创微电子装备有限公司 Fluid pressure control device and method, cleaning solution supplying mechanism
CN113432661B (en) * 2021-06-25 2022-05-20 河北凯森石化工程有限责任公司 Method, device and medium for monitoring flow data
KR102632541B1 (en) * 2022-03-21 2024-02-02 주식회사 플로워크연구소 diagnosis method and system for diagnose water valve

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012207694A (en) * 2011-03-29 2012-10-25 Azbil Corp Cavitation diagnosis device and diagnosis method

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5251148A (en) * 1990-06-01 1993-10-05 Valtek, Inc. Integrated process control valve
JPH05264306A (en) * 1991-03-08 1993-10-12 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Method for monitoring accuracy of vortex flowmeter in flow control system
JPH10228322A (en) * 1997-02-14 1998-08-25 Hitachi Ltd Method and device for controlling flow rate
JP2008082799A (en) * 2006-09-27 2008-04-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd Flow measuring instrument, flow measuring system, and program for flow measuring instrument
JP5113722B2 (en) * 2008-10-31 2013-01-09 アズビル株式会社 Flow measuring device

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012207694A (en) * 2011-03-29 2012-10-25 Azbil Corp Cavitation diagnosis device and diagnosis method

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