JP3295885B2 - 電空ポジショナのゼロ／スパン調整方法 - Google Patents
電空ポジショナのゼロ／スパン調整方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、入力電気信号を
空気圧に変換する電空変換部を有し、その変換した空気
圧で流体の流れる通路を開閉する調節弁の弁開度を制御
する電空ポジショナに関するものである。
空気圧に変換する電空変換部を有し、その変換した空気
圧で流体の流れる通路を開閉する調節弁の弁開度を制御
する電空ポジショナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】空気圧サーボ機構の一種であるポジショ
ナの機能と電空変換器を合わせ持つ電空ポジショナにお
いては、調節弁の弁開度を制御する際の基準となるゼロ
点位置およびスパン点位置を予め定めておくこと（ゼロ
／スパン調整）が必要である。そのため、従来の電空ポ
ジショナでは、現場で人間が直接、ゼロ／スパン調整用
のつまみを操作し、ゼロ／スパン調整を行っている。
ナの機能と電空変換器を合わせ持つ電空ポジショナにお
いては、調節弁の弁開度を制御する際の基準となるゼロ
点位置およびスパン点位置を予め定めておくこと（ゼロ
／スパン調整）が必要である。そのため、従来の電空ポ
ジショナでは、現場で人間が直接、ゼロ／スパン調整用
のつまみを操作し、ゼロ／スパン調整を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の電空ポジショナは、多くの場合、プラントの
ようなプロセス制御システムで用いられるため、現場で
人間がゼロ／スパン調整を行う際に危険を伴う場合（例
えば、防爆エリア）がある。また、ゼロ／スパン調整用
つまみの操作が面倒で、ゼロ／スパン調整に時間がかか
る。すなわち、ゼロ調整、スパン調整を別個に行わなけ
ればならず、相互に干渉するため、ゼロ調とスパン調と
を数回繰り返すことになる。また、ゼロ／スパン調整用
つまみ等の機構を必要とし、コストアップの要因ともな
る。また、一度に１個の電空ポジショナしか、ゼロ／ス
パン調整を行うことができない。
うな従来の電空ポジショナは、多くの場合、プラントの
ようなプロセス制御システムで用いられるため、現場で
人間がゼロ／スパン調整を行う際に危険を伴う場合（例
えば、防爆エリア）がある。また、ゼロ／スパン調整用
つまみの操作が面倒で、ゼロ／スパン調整に時間がかか
る。すなわち、ゼロ調整、スパン調整を別個に行わなけ
ればならず、相互に干渉するため、ゼロ調とスパン調と
を数回繰り返すことになる。また、ゼロ／スパン調整用
つまみ等の機構を必要とし、コストアップの要因ともな
る。また、一度に１個の電空ポジショナしか、ゼロ／ス
パン調整を行うことができない。
【０００４】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、ゼロ／スパ
ン調整用つまみ等の機構を不要とし、リモートで自動的
にゼロ／スパン調整を行うことのできる電空ポジショナ
のゼロ／スパン調整方法を提供することにある。また、
一度に複数の電空ポジショナのゼロ／スパン調整を行う
ことのできる電空ポジショナのゼロ／スパン調整方法を
提供することにある。
なされたもので、その目的とするところは、ゼロ／スパ
ン調整用つまみ等の機構を不要とし、リモートで自動的
にゼロ／スパン調整を行うことのできる電空ポジショナ
のゼロ／スパン調整方法を提供することにある。また、
一度に複数の電空ポジショナのゼロ／スパン調整を行う
ことのできる電空ポジショナのゼロ／スパン調整方法を
提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、第１発明（請求項１に係る発明）は、電空ポ
ジショナにおいて、ゼロ／スパン自動調整指令を受け
て、調節弁の弁開度を制御する際の基準となるゼロ点位
置ＬＲＶ（α）およびスパン点位置ＵＲＶ（θｓ）を、
ゼロ点位置ＬＲＶ（α）については調節弁に閉め切り圧
を印加した際のフィードバックレバーの水平位置からの
角度αから求め、スパン点位置ＵＲＶ（θｓ）について
はそのスパン角度θｓを角度センサの中心から弁軸まで
の水平距離ｌおよび公称ストロークＳからθｓ＝α＋ｔ
ａｎ -1 （Ｓ／ｌ−ｔａｎα）として求めるようにしたも
のである。この発明によれば、電空ポジショナへゼロ／
スパン自動調整指令を与えると、自動的にゼロ点位置Ｌ
ＲＶ（α）およびスパン点位置ＵＲＶ（θｓ）が、ゼロ
点位置ＬＲＶ（α）については調節弁に閉め切り圧を印
加した際のフィードバックレバーの水平位置からの角度
αから求められ、スパン点位置ＵＲＶ（θｓ）について
はそのスパン角度θｓがθｓ＝α＋ｔａｎ -1 （Ｓ／ｌ−
ｔａｎα）として求められる。
るために、第１発明（請求項１に係る発明）は、電空ポ
ジショナにおいて、ゼロ／スパン自動調整指令を受け
て、調節弁の弁開度を制御する際の基準となるゼロ点位
置ＬＲＶ（α）およびスパン点位置ＵＲＶ（θｓ）を、
ゼロ点位置ＬＲＶ（α）については調節弁に閉め切り圧
を印加した際のフィードバックレバーの水平位置からの
角度αから求め、スパン点位置ＵＲＶ（θｓ）について
はそのスパン角度θｓを角度センサの中心から弁軸まで
の水平距離ｌおよび公称ストロークＳからθｓ＝α＋ｔ
ａｎ -1 （Ｓ／ｌ−ｔａｎα）として求めるようにしたも
のである。この発明によれば、電空ポジショナへゼロ／
スパン自動調整指令を与えると、自動的にゼロ点位置Ｌ
ＲＶ（α）およびスパン点位置ＵＲＶ（θｓ）が、ゼロ
点位置ＬＲＶ（α）については調節弁に閉め切り圧を印
加した際のフィードバックレバーの水平位置からの角度
αから求められ、スパン点位置ＵＲＶ（θｓ）について
はそのスパン角度θｓがθｓ＝α＋ｔａｎ -1 （Ｓ／ｌ−
ｔａｎα）として求められる。
【０００６】
【０００７】第２発明（請求項２に係る発明）は、電空
ポジショナにおいて、ゼロ／スパン自動調整指令を受け
て、調節弁の弁開度を制御する際の基準となるゼロ点位
置ＬＲＶ（α）およびスパン点位置ＵＲＶ（θｓ）を、
ゼロ点位置ＬＲＶ（α）については調節弁に閉め切り圧
を印加した際のフィードバックレバーの水平位置からの
角度αから求め、スパン点位置ＵＲＶ（θｓ）について
はそのスパン角度θｓをθｓ＝２・αとして求めるよう
にしたものである。この発明によれば、電空ポジショナ
へゼロ／スパン自動調整指令を与えると、自動的にゼロ
点位置ＬＲＶ（α）およびスパン点位置ＵＲＶ（θｓ）
が、ゼロ点位置ＬＲＶ（α）については調節弁に閉め切
り圧を印加した際のフィードバックレバーの水平位置か
らの角度αから求められ、スパン点位置ＵＲＶ（θｓ）
についてはそのスパン角度θｓがθｓ＝２・αとして求
められる。但し、この発明では、フィードバックレバー
の水平位置において、調節弁の弁開度が５０％に合わせ
られていることを前提とする。
ポジショナにおいて、ゼロ／スパン自動調整指令を受け
て、調節弁の弁開度を制御する際の基準となるゼロ点位
置ＬＲＶ（α）およびスパン点位置ＵＲＶ（θｓ）を、
ゼロ点位置ＬＲＶ（α）については調節弁に閉め切り圧
を印加した際のフィードバックレバーの水平位置からの
角度αから求め、スパン点位置ＵＲＶ（θｓ）について
はそのスパン角度θｓをθｓ＝２・αとして求めるよう
にしたものである。この発明によれば、電空ポジショナ
へゼロ／スパン自動調整指令を与えると、自動的にゼロ
点位置ＬＲＶ（α）およびスパン点位置ＵＲＶ（θｓ）
が、ゼロ点位置ＬＲＶ（α）については調節弁に閉め切
り圧を印加した際のフィードバックレバーの水平位置か
らの角度αから求められ、スパン点位置ＵＲＶ（θｓ）
についてはそのスパン角度θｓがθｓ＝２・αとして求
められる。但し、この発明では、フィードバックレバー
の水平位置において、調節弁の弁開度が５０％に合わせ
られていることを前提とする。
【０００８】第３発明（請求項３に係る発明）は、第２
発明において、次のゼロ／スパン自動調整指令を受けて
ゼロ点位置ＬＲＶ（α２）を求めたとき、そのゼロ点位
置ＬＲＶ（α２）の角度α２が前回のゼロ／スパン自動
調整指令を受けて求められたゼロ点位置ＬＲＶ（α１）
の角度α１よりも大きかった場合、スパン点位置ＵＲＶ
（θs2）についてはそのスパン角度θs2をθs2＝ｔａｎ
-1｛２ｔａｎα１／（１＋ｔａｎ2 α２−２ｔａｎα１
・ｔａｎα２）｝として求めるようにしたものである。
この発明によれば、電空ポジショナへ次のゼロ／スパン
自動調整指令を与えると、前回のゼロ／スパン自動調整
指令の時と同様にしてゼロ点位置ＬＲＶ（α２）が求め
られるが、このゼロ点位置ＬＲＶ（α２）の角度α２が
前回の角度α１よりも大きければ、スパン点位置ＵＲＶ
（θs2）についてはそのスパン角度θs2がθs2＝ｔａｎ
-1｛２ｔａｎα１／（１＋ｔａｎ2 α２−２ｔａｎα１
・ｔａｎα２）｝として求められる。
発明において、次のゼロ／スパン自動調整指令を受けて
ゼロ点位置ＬＲＶ（α２）を求めたとき、そのゼロ点位
置ＬＲＶ（α２）の角度α２が前回のゼロ／スパン自動
調整指令を受けて求められたゼロ点位置ＬＲＶ（α１）
の角度α１よりも大きかった場合、スパン点位置ＵＲＶ
（θs2）についてはそのスパン角度θs2をθs2＝ｔａｎ
-1｛２ｔａｎα１／（１＋ｔａｎ2 α２−２ｔａｎα１
・ｔａｎα２）｝として求めるようにしたものである。
この発明によれば、電空ポジショナへ次のゼロ／スパン
自動調整指令を与えると、前回のゼロ／スパン自動調整
指令の時と同様にしてゼロ点位置ＬＲＶ（α２）が求め
られるが、このゼロ点位置ＬＲＶ（α２）の角度α２が
前回の角度α１よりも大きければ、スパン点位置ＵＲＶ
（θs2）についてはそのスパン角度θs2がθs2＝ｔａｎ
-1｛２ｔａｎα１／（１＋ｔａｎ2 α２−２ｔａｎα１
・ｔａｎα２）｝として求められる。
【０００９】第４発明（請求項４に係る発明）は、第１
発明〜第３発明の何れか１発明において、複数の電空ポ
ジショナを２線で直列接続し、ゼロ／スパン自動調整指
令を各電空ポジショナ共通とし、かつ線路電流の予め定
められたパターンで送信するようにしたものである。こ
の発明によれば、線路電流の予め定められたパターン
（例えば、２０ｍＡと４ｍＡとの２秒ごとの繰り返しが
３回続くようなパターン）でゼロ／スパン自動調整指令
が２線で直列接続された複数の電空ポジショナに共通に
送られ、このゼロ／スパン自動調整指令を受けた電空ポ
ジショナが一度にゼロ点位置ＬＲＶ（α）およびスパン
点位置ＵＲＶ（θｓ）を求める。
発明〜第３発明の何れか１発明において、複数の電空ポ
ジショナを２線で直列接続し、ゼロ／スパン自動調整指
令を各電空ポジショナ共通とし、かつ線路電流の予め定
められたパターンで送信するようにしたものである。こ
の発明によれば、線路電流の予め定められたパターン
（例えば、２０ｍＡと４ｍＡとの２秒ごとの繰り返しが
３回続くようなパターン）でゼロ／スパン自動調整指令
が２線で直列接続された複数の電空ポジショナに共通に
送られ、このゼロ／スパン自動調整指令を受けた電空ポ
ジショナが一度にゼロ点位置ＬＲＶ（α）およびスパン
点位置ＵＲＶ（θｓ）を求める。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態に基づ
き詳細に説明する。図２はこの発明を適用してなる調節
弁制御システムのシステム構成図である。同図におい
て、１はコントローラ、２−１，２−２は調節弁、３−
１，３−２は調節弁２−１，２−２の弁開度を制御する
電空ポジショナ、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３はコントローラ１お
よび電空ポジショナ３−１，３−２を直列接続する通信
線である。
き詳細に説明する。図２はこの発明を適用してなる調節
弁制御システムのシステム構成図である。同図におい
て、１はコントローラ、２−１，２−２は調節弁、３−
１，３−２は調節弁２−１，２−２の弁開度を制御する
電空ポジショナ、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３はコントローラ１お
よび電空ポジショナ３−１，３−２を直列接続する通信
線である。
【００１１】電空ポジショナ３（３−１，３−２）は、
通信ライン駆動部３Ａと、データ処理制御部３Ｂと、電
空変換部３Ｃと、角度センサ（ＶＴＤ）３Ｄとを備えて
いる。通信ライン駆動部３Ａはコントローラ１との間で
データの通信を行うインターフェイス３Ａ１を有してい
る。
通信ライン駆動部３Ａと、データ処理制御部３Ｂと、電
空変換部３Ｃと、角度センサ（ＶＴＤ）３Ｄとを備えて
いる。通信ライン駆動部３Ａはコントローラ１との間で
データの通信を行うインターフェイス３Ａ１を有してい
る。
【００１２】データ処理制御部３Ｂは、ＣＰＵ３Ｂ１と
メモリ３Ｂ２とを有し、コントローラ１からの通信ライ
ン駆動部３Ａを介する設定値データを受けてこれを処理
し、電空変換部３Ｃを通して電空変換信号を調節弁２
（２−１，２−２）へ供給する。角度センサ３Ｄは、調
節弁２の弁開度をフィードバックレバー（図１に示す
４）の回転角度位置（レバー角位置）として検出するセ
ンサで、その検出したレバー角位置をデータ処理制御部
３Ｂへ送る。データ処理制御部３Ｂは、角度センサ３Ｄ
からのレバー角位置に基づき、調節弁２の弁開度をフィ
ードバック制御する。
メモリ３Ｂ２とを有し、コントローラ１からの通信ライ
ン駆動部３Ａを介する設定値データを受けてこれを処理
し、電空変換部３Ｃを通して電空変換信号を調節弁２
（２−１，２−２）へ供給する。角度センサ３Ｄは、調
節弁２の弁開度をフィードバックレバー（図１に示す
４）の回転角度位置（レバー角位置）として検出するセ
ンサで、その検出したレバー角位置をデータ処理制御部
３Ｂへ送る。データ処理制御部３Ｂは、角度センサ３Ｄ
からのレバー角位置に基づき、調節弁２の弁開度をフィ
ードバック制御する。
【００１３】〔実施の形態１〕次に、データ処理制御部
３Ｂに設けた本実施の形態特有の機能について、図１お
よび図３を参照しながら説明する。図１は電空ポジショ
ナ３の角度センサ３Ｄと調節弁２との配置関係を示す図
である。調節弁２は駆動部２Ａと弁軸２Ｂと弁２Ｃとを
備えている。駆動部２Ａは、ダイアフラムを有してな
り、電空変換部３Ｃからの導入空気圧に応じ弁軸２Ｂを
上下動させて、弁２Ｃの開度を調整する。
３Ｂに設けた本実施の形態特有の機能について、図１お
よび図３を参照しながら説明する。図１は電空ポジショ
ナ３の角度センサ３Ｄと調節弁２との配置関係を示す図
である。調節弁２は駆動部２Ａと弁軸２Ｂと弁２Ｃとを
備えている。駆動部２Ａは、ダイアフラムを有してな
り、電空変換部３Ｃからの導入空気圧に応じ弁軸２Ｂを
上下動させて、弁２Ｃの開度を調整する。
【００１４】この弁軸２Ｂのリフト位置、すなわち弁２
Ｃの開度を検出するべく、角度センサ３Ｄと弁軸２Ｂと
の間にフィードバックレバー４が連結されている。フィ
ードバックレバー４は、弁軸２Ｂのリフト位置に応じて
角度センサ３Ｄの中心Ｏを軸心として、回動する。この
フィードバックレバー４の回転角度位置（レバー角度位
置）から弁２Ｃの開度を知ることができる。
Ｃの開度を検出するべく、角度センサ３Ｄと弁軸２Ｂと
の間にフィードバックレバー４が連結されている。フィ
ードバックレバー４は、弁軸２Ｂのリフト位置に応じて
角度センサ３Ｄの中心Ｏを軸心として、回動する。この
フィードバックレバー４の回転角度位置（レバー角度位
置）から弁２Ｃの開度を知ることができる。
【００１５】データ処理制御部３Ｂは、コントローラ１
からゼロ／スパン自動調整指令が送られてくると（図３
に示すステップ３０１）、調節弁２に閉め切り圧を印加
する（ステップ３０２）。これにより、調節弁２の弁開
度は閉じられ、全閉状態とされる。データ処理制御部３
Ｂは、この調節弁２の弁開度の全閉状態を、角度センサ
３Ｄからのレバー角度の変化がなくなった時点として検
出する（ステップ３０３）。そして、データ処理制御部
３Ｂは、調節弁２の弁開度の全閉状態を検出すると、そ
の時のフィードバックレバー４の水平位置からの角度α
で示される弁開度位置をゼロ点位置ＬＲＶ（α）として
求め（ステップ３０４）、この求めたゼロ点位置ＬＲＶ
（α）を記憶する（ステップ３０５）。
からゼロ／スパン自動調整指令が送られてくると（図３
に示すステップ３０１）、調節弁２に閉め切り圧を印加
する（ステップ３０２）。これにより、調節弁２の弁開
度は閉じられ、全閉状態とされる。データ処理制御部３
Ｂは、この調節弁２の弁開度の全閉状態を、角度センサ
３Ｄからのレバー角度の変化がなくなった時点として検
出する（ステップ３０３）。そして、データ処理制御部
３Ｂは、調節弁２の弁開度の全閉状態を検出すると、そ
の時のフィードバックレバー４の水平位置からの角度α
で示される弁開度位置をゼロ点位置ＬＲＶ（α）として
求め（ステップ３０４）、この求めたゼロ点位置ＬＲＶ
（α）を記憶する（ステップ３０５）。
【００１６】次に、データ処理制御部３Ｂは、角度セン
サ３Ｄの中心Ｏから弁軸２Ｂまでの水平距離ｌおよび公
称ストロークＳからθｓ＝α＋ｔａｎ-1（Ｓ／ｌ−ｔａ
ｎα）としてスパン角度θｓを求め（ステップ３０
６）、このスパン角度θｓで示される弁開度位置をスパ
ン点位置ＵＲＶ（θｓ）として記憶する（ステップ３０
７）。
サ３Ｄの中心Ｏから弁軸２Ｂまでの水平距離ｌおよび公
称ストロークＳからθｓ＝α＋ｔａｎ-1（Ｓ／ｌ−ｔａ
ｎα）としてスパン角度θｓを求め（ステップ３０
６）、このスパン角度θｓで示される弁開度位置をスパ
ン点位置ＵＲＶ（θｓ）として記憶する（ステップ３０
７）。
【００１７】なお、本実施の形態において、θｓ＝α＋
ｔａｎ-1（Ｓ／ｌ−ｔａｎα）なる式は次のようにして
導き出したものである。すなわち、図１において、Ｓ＝
Ｓ１＋Ｓ２として示され、Ｓ２＝Ｓ−Ｓ１と表される。
また、θｓ＝α＋βとして示され、ｔａｎβ＝Ｓ２／ｌ
＝（Ｓ−Ｓ１）／ｌ＝Ｓ／ｌ−Ｓ１／ｌ＝Ｓ／ｌ−ｔａ
ｎα＝Ｋとして表される。したがって、β＝ｔａｎ-1Ｋ
＝ｔａｎ-1（Ｓ／ｌ−ｔａｎα）となり、θｓ＝α＋ｔ
ａｎ-1（Ｓ／ｌ−ｔａｎα）として表される。
ｔａｎ-1（Ｓ／ｌ−ｔａｎα）なる式は次のようにして
導き出したものである。すなわち、図１において、Ｓ＝
Ｓ１＋Ｓ２として示され、Ｓ２＝Ｓ−Ｓ１と表される。
また、θｓ＝α＋βとして示され、ｔａｎβ＝Ｓ２／ｌ
＝（Ｓ−Ｓ１）／ｌ＝Ｓ／ｌ−Ｓ１／ｌ＝Ｓ／ｌ−ｔａ
ｎα＝Ｋとして表される。したがって、β＝ｔａｎ-1Ｋ
＝ｔａｎ-1（Ｓ／ｌ−ｔａｎα）となり、θｓ＝α＋ｔ
ａｎ-1（Ｓ／ｌ−ｔａｎα）として表される。
【００１８】また、本実施の形態において、コントロー
ラ１からの電空ポジショナ３へのゼロ／スパン自動調整
指令は、線路電流の特殊なパターンとして与えるように
している。例えば、図４に示すように、２０ｍＡと４ｍ
Ａとの２秒毎の繰り返しが３回続くようなパターンとす
る。なお、このゼロ／スパン自動調整指令は、通常の時
には決して発生しないようなパターンであれば、どのよ
うなパターンであってもよい。
ラ１からの電空ポジショナ３へのゼロ／スパン自動調整
指令は、線路電流の特殊なパターンとして与えるように
している。例えば、図４に示すように、２０ｍＡと４ｍ
Ａとの２秒毎の繰り返しが３回続くようなパターンとす
る。なお、このゼロ／スパン自動調整指令は、通常の時
には決して発生しないようなパターンであれば、どのよ
うなパターンであってもよい。
【００１９】〔実施の形態２〕 実施の形態１では、図３におけるステップ３０６におい
て、θｓ＝α＋ｔａｎ-1（Ｓ／ｌ−ｔａｎα）としてス
パン角度θｓを求めるようにした。これに対し、本実施
の形態では、θｓ＝２・αとしてスパン角度θｓを求め
る。但し、この場合、フィードバックレバー４の水平位
置において、調節弁２の弁開度が５０％に合わせられて
いることを前提とする。すなわち、本実施の形態では、
フィードバックレバー４の水平位置において調節弁２の
弁開度が５０％となるように、角度センサ３Ｄと弁軸２
Ｂとフィードバックレバー４との関係を予め調整してお
くことにより、実施の形態１よりも簡単な演算式でスパ
ン角度θｓを求めるようにしている。
て、θｓ＝α＋ｔａｎ-1（Ｓ／ｌ−ｔａｎα）としてス
パン角度θｓを求めるようにした。これに対し、本実施
の形態では、θｓ＝２・αとしてスパン角度θｓを求め
る。但し、この場合、フィードバックレバー４の水平位
置において、調節弁２の弁開度が５０％に合わせられて
いることを前提とする。すなわち、本実施の形態では、
フィードバックレバー４の水平位置において調節弁２の
弁開度が５０％となるように、角度センサ３Ｄと弁軸２
Ｂとフィードバックレバー４との関係を予め調整してお
くことにより、実施の形態１よりも簡単な演算式でスパ
ン角度θｓを求めるようにしている。
【００２０】〔実施の形態３〕実施の形態２では、フィ
ードバックレバー４の水平位置において調節弁２の弁開
度が５０％に合わせられていることを前提としている
が、長期間使用しているとこの関係にずれが生じてくる
ことが考えられる。本実施の形態では、このようなずれ
を想定し、初回のゼロ／スパン自動調整指令を受けた場
合には図３に示したフローチャートに従うが、次からの
ゼロ／スパン自動調整指令に対しては図５に示すフロー
チャートに従う。
ードバックレバー４の水平位置において調節弁２の弁開
度が５０％に合わせられていることを前提としている
が、長期間使用しているとこの関係にずれが生じてくる
ことが考えられる。本実施の形態では、このようなずれ
を想定し、初回のゼロ／スパン自動調整指令を受けた場
合には図３に示したフローチャートに従うが、次からの
ゼロ／スパン自動調整指令に対しては図５に示すフロー
チャートに従う。
【００２１】すなわち、データ処理制御部３Ｂは、コン
トローラ１からゼロ／スパン自動調整指令が送られてく
ると（ステップ５０１）、調節弁２に閉め切り圧を印加
する（ステップ５０２）。これにより、調節弁２の弁開
度は閉じられ、全閉状態とされる。データ処理制御部３
Ｂは、この調節弁２の弁開度の全閉状態を、角度センサ
３Ｄからのレバー角度の変化がなくなった時点として検
出する（ステップ５０３）。そして、データ処理制御部
３Ｂは、調節弁２の弁開度の全閉状態を検出すると、そ
の時のフィードバックレバー４の水平位置からの角度α
２で示される弁開度位置をゼロ点位置ＬＲＶ（α２）と
して求め（ステップ５０４）、この求めたゼロ点位置Ｌ
ＲＶ（α２）を記憶する（ステップ５０５）。
トローラ１からゼロ／スパン自動調整指令が送られてく
ると（ステップ５０１）、調節弁２に閉め切り圧を印加
する（ステップ５０２）。これにより、調節弁２の弁開
度は閉じられ、全閉状態とされる。データ処理制御部３
Ｂは、この調節弁２の弁開度の全閉状態を、角度センサ
３Ｄからのレバー角度の変化がなくなった時点として検
出する（ステップ５０３）。そして、データ処理制御部
３Ｂは、調節弁２の弁開度の全閉状態を検出すると、そ
の時のフィードバックレバー４の水平位置からの角度α
２で示される弁開度位置をゼロ点位置ＬＲＶ（α２）と
して求め（ステップ５０４）、この求めたゼロ点位置Ｌ
ＲＶ（α２）を記憶する（ステップ５０５）。
【００２２】次に、データ処理制御部３Ｂは、今回求め
られたフィードバックレバー４の水平位置からの角度α
２と前回の角度α１とを比較し（ステップ５０６）、α
２≦α１であればθs2＝２・α２としてスパン角度θs2
を求める一方（ステップ５０７）、α２＞α１であれば
θs2＝ｔａｎ-1｛２ｔａｎα１／（１＋ｔａｎ2 α２−
２ｔａｎα１・ｔａｎα２）｝としてスパン角度θs2を
求め（ステップ５０８）、この求めたスパン角度θs2で
示される弁開度位置をスパン点位置ＵＲＶ（θs2）とし
て記憶する（ステップ５０９）。
られたフィードバックレバー４の水平位置からの角度α
２と前回の角度α１とを比較し（ステップ５０６）、α
２≦α１であればθs2＝２・α２としてスパン角度θs2
を求める一方（ステップ５０７）、α２＞α１であれば
θs2＝ｔａｎ-1｛２ｔａｎα１／（１＋ｔａｎ2 α２−
２ｔａｎα１・ｔａｎα２）｝としてスパン角度θs2を
求め（ステップ５０８）、この求めたスパン角度θs2で
示される弁開度位置をスパン点位置ＵＲＶ（θs2）とし
て記憶する（ステップ５０９）。
【００２３】なお、本実施の形態において、θs2＝ｔａ
ｎ-1｛２ｔａｎα１／（１＋ｔａｎ2 α２−２ｔａｎα
１・ｔａｎα２）｝なる式は次のようにして導き出した
ものである。すなわち、図６において、Ｓ＝２ｌｔａｎ
α１、Ｓ１＝ｌｔａｎα２、Ｓ２＝ｌｔａｎ（α２−θ
s2）として表される。
ｎ-1｛２ｔａｎα１／（１＋ｔａｎ2 α２−２ｔａｎα
１・ｔａｎα２）｝なる式は次のようにして導き出した
ものである。すなわち、図６において、Ｓ＝２ｌｔａｎ
α１、Ｓ１＝ｌｔａｎα２、Ｓ２＝ｌｔａｎ（α２−θ
s2）として表される。
【００２４】Ｓ＝Ｓ１−Ｓ２であるので、 Ｓ＝ｌ｛ｔａｎα２−ｔａｎ（α２−θs2）｝ ＝ｌ｛ｔａｎα２−（ｔａｎα２−ｔａｎθs2）／（１＋ｔａｎα２・ｔａ ｎθs2）｝ ＝ｌ｛（ｔａｎ2 α２・ｔａｎθs2＋ｔａｎα２）／（１＋ｔａｎα２・ｔ ａｎθs2）｝ となる。
【００２５】したがって、 ２ｌｔａｎα１＝ｌｔａｎθs2・｛（１＋ｔａｎ2 α
２）／（１＋ｔａｎα２・ｔａｎθs2）｝ となる。
２）／（１＋ｔａｎα２・ｔａｎθs2）｝ となる。
【００２６】ここで、ｔａｎα１＝ａ、ｔａｎα２＝
ｂ、ｔａｎθs2＝ｘとすると、 ２ａ＝ｘ・（１＋ｂ２）／（１＋ｂｘ） ２ａ・（１＋ｂｘ）＝ｘ（１＋ｂ２） ２ａ＋２ａｂｘ＝ｘ（１＋ｂ２） ｘ（１＋ｂ２−２ａｂ）＝２ａ ｘ＝２ａ／（１＋ｂ２−２ａｂ）＝ｔａｎθs2 θs2＝ｔａｎ-1ｘ となり、θs2＝ｔａｎ-1｛２ｔａｎα１／（１＋ｔａｎ
2 α２−２ｔａｎα１・ｔａｎα２）｝として表され
る。
ｂ、ｔａｎθs2＝ｘとすると、 ２ａ＝ｘ・（１＋ｂ２）／（１＋ｂｘ） ２ａ・（１＋ｂｘ）＝ｘ（１＋ｂ２） ２ａ＋２ａｂｘ＝ｘ（１＋ｂ２） ｘ（１＋ｂ２−２ａｂ）＝２ａ ｘ＝２ａ／（１＋ｂ２−２ａｂ）＝ｔａｎθs2 θs2＝ｔａｎ-1ｘ となり、θs2＝ｔａｎ-1｛２ｔａｎα１／（１＋ｔａｎ
2 α２−２ｔａｎα１・ｔａｎα２）｝として表され
る。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば、電空ポジショナへゼロ／スパン自動調
整指令を与えると、自動的にゼロ点位置ＬＲＶ（α）お
よびスパン点位置ＵＲＶ（θｓ）が、ゼロ点位置ＬＲＶ
（α）については調節弁に閉め切り圧を印加した際のフ
ィードバックレバーの水平位置からの角度αから求めら
れ、スパン点位置ＵＲＶ（θｓ）についてはそのスパン
角度θｓが所定の演算式に上記の角度αを代入すること
により求められるものとなり、リモートで自動的にゼロ
／スパン調整を行うことができるようになる。これによ
り、ゼロ／スパン調整用つまみ等の機構が不要となり、
コストダウンを促進することができるようになる。ま
た、ゼロ／スパン調整を短時間で行うことができ、防爆
エリア等の危険な場所でのゼロ／スパン調整も可能とな
る。また、ゼロ／スパン自動調整指令を各電空ポジショ
ナ共通とし、かつ線路電流の予め定められたパターンで
送信することにより、直列接続された複数の電空ポジシ
ョナのゼロ／スパン調整を一度に行うことができるよう
になる。
本発明によれば、電空ポジショナへゼロ／スパン自動調
整指令を与えると、自動的にゼロ点位置ＬＲＶ（α）お
よびスパン点位置ＵＲＶ（θｓ）が、ゼロ点位置ＬＲＶ
（α）については調節弁に閉め切り圧を印加した際のフ
ィードバックレバーの水平位置からの角度αから求めら
れ、スパン点位置ＵＲＶ（θｓ）についてはそのスパン
角度θｓが所定の演算式に上記の角度αを代入すること
により求められるものとなり、リモートで自動的にゼロ
／スパン調整を行うことができるようになる。これによ
り、ゼロ／スパン調整用つまみ等の機構が不要となり、
コストダウンを促進することができるようになる。ま
た、ゼロ／スパン調整を短時間で行うことができ、防爆
エリア等の危険な場所でのゼロ／スパン調整も可能とな
る。また、ゼロ／スパン自動調整指令を各電空ポジショ
ナ共通とし、かつ線路電流の予め定められたパターンで
送信することにより、直列接続された複数の電空ポジシ
ョナのゼロ／スパン調整を一度に行うことができるよう
になる。
【図１】 電空ポジショナの角度センサと調節弁との配
置関係を示す図である。
置関係を示す図である。
【図２】 本発明を適用してなる調節弁制御システムの
システム構成図である。
システム構成図である。
【図３】 実施の形態１においてゼロ／スパン自動調整
指令を受信した場合に電空ポジショナのデータ処理制御
部が行う特徴的な動作を説明するためのフローチャート
である。
指令を受信した場合に電空ポジショナのデータ処理制御
部が行う特徴的な動作を説明するためのフローチャート
である。
【図４】 ゼロ／スパン自動調整指令として線路電流の
特殊なパターンを例示する図である。
特殊なパターンを例示する図である。
【図５】 実施の形態３において次のゼロ／スパン自動
調整指令を受信した場合に電空ポジショナのデータ処理
制御部が行う特徴的な動作を説明するためのフローチャ
ートである。
調整指令を受信した場合に電空ポジショナのデータ処理
制御部が行う特徴的な動作を説明するためのフローチャ
ートである。
【図６】 実施の形態３においてθs2＝ｔａｎ-1｛２ｔ
ａｎα１／（１＋ｔａｎ2 α２−２ｔａｎα１・ｔａｎ
α２）｝なる式の導出過程を説明するための図である。
ａｎα１／（１＋ｔａｎ2 α２−２ｔａｎα１・ｔａｎ
α２）｝なる式の導出過程を説明するための図である。
１…コントローラ、２（２−１，２−２）…調節弁、３
（３−１，３−２）…電空ポジショナ、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ
３…通信線、３Ａ…通信ライン駆動部、３Ｂ…データ処
理制御部、３Ｃ…電空変換部、３Ｄ…角度センサ、２Ａ
…駆動部、２Ｂ…弁軸、２Ｃ…弁、４…フィードバック
レバー、ＬＲＶ（α）…ゼロ点位置、ＵＲＶ（θｓ）…
スパン点位置。
（３−１，３−２）…電空ポジショナ、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ
３…通信線、３Ａ…通信ライン駆動部、３Ｂ…データ処
理制御部、３Ｃ…電空変換部、３Ｄ…角度センサ、２Ａ
…駆動部、２Ｂ…弁軸、２Ｃ…弁、４…フィードバック
レバー、ＬＲＶ（α）…ゼロ点位置、ＵＲＶ（θｓ）…
スパン点位置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G05D 3/00 - 3/20 G05D 7/00 - 7/06 G05D 16/00 - 16/20
Claims (4)
- 【請求項１】 ゼロ／スパン自動調整指令を受けて、調
節弁の弁開度を制御する際の基準となるゼロ点位置ＬＲ
Ｖ（α）およびスパン点位置ＵＲＶ（θｓ）を、ゼロ点
位置ＬＲＶ（α）については前記調節弁に閉め切り圧を
印加した際のフィードバックレバーの水平位置からの角
度αから求め、スパン点位置ＵＲＶ（θｓ）については
そのスパン角度θｓを角度センサの中心から弁軸までの
水平距離ｌおよび公称ストロークＳからθｓ＝α＋ｔａ
ｎ -1 （Ｓ／ｌ−ｔａｎα）として求めるようにしたこと
を特徴とする電空ポジショナのゼロ／スパン調整方法。 - 【請求項２】 ゼロ／スパン自動調整指令を受けて、調
節弁の弁開度を制御する際の基準となるゼロ点位置ＬＲ
Ｖ（α）およびスパン点位置ＵＲＶ（θｓ）を、ゼロ点
位置ＬＲＶ（α）については前記調節弁に閉め切り圧を
印加した際のフィードバックレバーの水平位置からの角
度αから求め、スパン点位置ＵＲＶ（θｓ）については
そのスパン角度θｓをθｓ＝２・αとして求めるように
したことを特徴とする電空ポジショナのゼロ／スパン調
整方法。 - 【請求項３】 請求項２において、次のゼロ／スパン自
動調整指令を受けてゼロ点位置ＬＲＶ（α２）を求めた
とき、そのゼロ点位置ＬＲＶ（α２）の角度α２が前回
のゼロ／スパン自動調整指令を受けて求められたゼロ点
位置ＬＲＶ（α１）の角度α１よりも大きかった場合、
スパン点位置ＵＲＶ（θ s2 ）についてはそのスパン角度
θ s2 をθ s2 ＝ｔａｎ -1 ｛２ｔａｎα１／（１＋ｔａｎ 2
α２−２ｔａｎα１・ｔａｎα２）｝として求めるよう
にしたことを特徴とする電空ポジショナのゼロ／スパン
調整方法。 - 【請求項４】 請求項１〜３の何れか１項において、複
数の電空ポジショナを直列接続し、ゼロ／スパン自動調
整指令を各電空ポジショナ共通とし、かつ線路電流の予
め定められたパターンで送信するようにしたことを特徴
とする電空ポジショナのゼロ／スパン調整方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25860395A JP3295885B2 (ja) | 1995-10-05 | 1995-10-05 | 電空ポジショナのゼロ／スパン調整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25860395A JP3295885B2 (ja) | 1995-10-05 | 1995-10-05 | 電空ポジショナのゼロ／スパン調整方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09101821A JPH09101821A (ja) | 1997-04-15 |
| JP3295885B2 true JP3295885B2 (ja) | 2002-06-24 |
Family
ID=17322574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25860395A Expired - Fee Related JP3295885B2 (ja) | 1995-10-05 | 1995-10-05 | 電空ポジショナのゼロ／スパン調整方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3295885B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3511458B2 (ja) * | 1997-12-08 | 2004-03-29 | 株式会社山武 | 電空ポジショナ |
| JP6722500B2 (ja) * | 2016-04-25 | 2020-07-15 | アズビル株式会社 | ポジショナ |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05289751A (ja) * | 1992-04-15 | 1993-11-05 | Hitachi Metals Ltd | マスフローコントローラのゼロ点シフト及びスパンシフトを自動補正する方法及びその自動補正機能付きマスフローコントローラ |
| JPH07180701A (ja) * | 1993-12-24 | 1995-07-18 | Yamatake Honeywell Co Ltd | 電空ポジショナ |
| JPH07239717A (ja) * | 1994-02-25 | 1995-09-12 | Shimaden:Kk | サーボコントローラにおける動作範囲の自動調整方法 |
-
1995
- 1995-10-05 JP JP25860395A patent/JP3295885B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09101821A (ja) | 1997-04-15 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |