(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブの動作角度を検出する角度検出手段と，上記角度検出手段によるバルブ角度検出値に基づいてバルブ駆動用アクチュエータを制御する制御手段を具備するバルブポジショナにおいて，
上記制御手段の制御感度を設定する感度設定手段と，
上記角度検出手段によるバルブ角度検出値に基づいて上記バルブのハンチングを検知するハンチング検出手段と，
上記ハンチング検出手段によってバルブのハンチングが検出されたとき，上記感度設定手段による感度の設定値を自動的にハンチングを抑える方向に変化させる感度設定値調整手段と，
上記感度設定値調整手段により制御感度を調整した結果，上記ハンチング検出手段がハンチングを検出しなくなり，その状態が所定時間継続した時には，制御感度を元の方向に変化させる制御感度復帰手段とを備えてなることを特徴とするバルブポジショナ。
【請求項２】
上記感度設定手段が，複数の制御感度を記憶する感度記憶手段により構成され，上記感度設定値調整手段が，ハンチングの生じない制御感度を得るまで上記感度設定手段に記憶された制御感度を順次読み出して感度調整を行なうものである請求項１に記載のバルブポジショナ。
【請求項３】
上記制御感度復帰手段は，制御感度を段階的に変化させる若しくは一挙に所定感度まで変化させるものである請求項１又は２のいずれかに記載のバルブポジショナ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のバルブポジショナを具備するバルブ駆動用アクチュエータ。
【請求項５】
バルブの動作角度を検出するバルブ角度検出工程と，上記検出されたバルブ角度に基づいてバルブ駆動用アクチュエータを制御するアクチュエータ制御工程を具備するバルブ駆動用アクチュエータ制御方法において，
上記制御アクチュエータの制御感度を設定する感度設定工程と，
上記検出されたバルブ角度に基づいて上記バルブのハンチングを検知するハンチング検知工程と，
上記ハンチング検出手段によってバルブのハンチングが検出されたとき，上記感度設定工程による感度の設定値をハンチングを抑える方向に自動的に変化させる感度設定値調整工程と，
上記感度設定値調整工程により制御感度を調整した結果，上記ハンチング検出手段がハンチングを検出しなくなり，その状態が所定時間継続した時には，制御感度を元の方向に変化させる制御感度復帰工程とを備えてなることを特徴とするバルブ駆動用アクチュエータ制御方法。
【請求項６】
バルブの動作角度を検出するバルブ角度検出工程と，上記検出されたバルブ角度に基づいてバルブ駆動用アクチュエータを制御するアクチュエータ制御工程とをコンピュータを用いて実行するコンピュータ読み取り可能なバルブ駆動用アクチュエータの制御プログラムにおいて，
上記制御アクチュエータの制御感度を設定する感度設定工程と，
上記検出されたバルブ角度に基づいて上記バルブのハンチングを検知するハンチング検知工程と，
上記ハンチング検出手段によってバルブのハンチングが検出されたとき，上記感度設定工程による感度の設定値をハンチングを抑える方向に自動的に変化させる感度設定値調整工程と，
上記感度設定値調整工程により制御感度を調整した結果，上記ハンチング検出手段がハンチングを検出しなくなり，その状態が所定時間継続した時には，制御感度を元の方向に変化させる制御感度復帰工程とを実行するためのコンピュータ読み取り可能なバルブ駆動用アクチュエータの制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，バタフライバルブ，ボールバルブ等のバルブを駆動するためのバルブ駆動用アクチュエータ，該バルブ駆動用アクチュエータを駆動するポジショナ，バルブ駆動用アクチュエータの制御方法及びバルブ駆動用アクチュエータの制御プログラムに関し，特に，バルブのハンチングを自動的に抑制する機能を持つバルブ駆動用アクチュエータ等に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記のようなバルブ駆動用アクチュエータの異常の一例としてバルブのハンチングが挙げられる。従来，こういったバルブのハンチングを自動的に検出し，危険防止のため，警報を発する技術が特開平１０−２５２９２７号公報や，特開平１０−２５２９２６号公報に開示されている。このようなハンチングが発生する理由は，制御感度が高すぎることに起因する。即ち，バルブの制御目標値に対する実際のバルブ開度に差異が生じた時，その差異を抑制するための制御信号が出力される。この差異の検出から上記差異をなくす方向に実際にアクチュエータを作動させる差異の間隔を制御感度という。この制御感度が高いほど，即ち上記差異間隔が短いほど俊敏な制御が達成されるが，この制御感度が機械の条件に対して適切に設定されていないとハンチングを生じる。
ハンチングは，上記のように制御感度がバルブ駆動用アクチュエータが置かれた条件に応じた適切な値に設定されていないために発生するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが，上記バルブ駆動用アクチュエータの環境は，空調条件や，夏期，冬期などの気象条件，昼夜の時間的条件などにより変化することが避けられない。従って，上記の従来技術のように，ハンチングの警報を受けた操作者がその都度その時その場の条件に適切な制御感度に設定してハンチングを止めたとしても，上記のような環境の変化によって再度ハンチングを生じることまでも止めることは出来ない。
また，上記のようなハンチングのない適切な制御感度を得ることは，かなりの熟練を要し，場合によってそのような人材を確保できない場合も発生する。
本発明は，上記したような従来技術に内在する課題の解決を目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記したような目的を達成するために請求項１に記載の本発明は，
バルブの動作角度を検出する角度検出手段と，上記角度検出手段によるバルブ角度検出値に基づいてバルブを駆動するバルブ駆動用アクチュエータを制御する制御手段を具備するバルブポジショナにおいて，
上記制御手段の制御感度を設定する感度設定手段と，
上記角度検出手段によるバルブ角度検出値に基づいて上記バルブのハンチングを検知するハンチング検出手段と，
上記ハンチング検出手段によってバルブのハンチングが検出されたとき，上記感度設定手段による感度の設定値をハンチングを抑制する方向に自動的に変化させる感度設定値調整手段と，
上記感度設定値調整手段により制御感度を調整した結果，上記ハンチング検出手段がハンチングを検出しなくなり，その状態が所定時間継続した時には，制御感度を元の方向に変化させる制御感度復帰手段とを備えてなることを特徴とするバルブポジショナとして構成されている。
また請求項２に記載の発明は，上記感度設定手段が，複数の制御感度を記憶する感度記憶手段により構成され，上記感度設定値調整手段が，ハンチングの生じない制御感度を得るまで上記感度設定手段に記憶された制御感度を順次読み出して感度調整を行なうものとして構成された請求項１に記載のバルブポジショナである。
請求項３は，上記制御感度復帰手段が，制御感度を段階的に変化させる若しくは制御感度を一挙に所定感度まで変化させるものである請求項１又は２のいずれかに記載のバルブポジショナが記載される。
また，上記請求項１〜３のいずれかに記載のバルブポジショナを具備するバルブ駆動用アクチュエータが請求項４に記載されている。
請求項５には，バルブの動作角度を検出するバルブ角度検出工程と，上記検出されたバルブ角度に基づいてバルブ駆動用アクチュエータを制御するアクチュエータ制御工程を具備するバルブ駆動用アクチュエータ制御方法において，
上記制御アクチュエータの制御感度を設定する感度設定工程と，
上記検出されたバルブ角度に基づいて上記バルブのハンチングを検知するハンチング検知工程と，
上記ハンチング検出手段によってバルブのハンチングが検出されたとき，上記感度設定工程による感度の設定値をハンチングを抑える方向に自動的に変化させる感度設定値調整工程と，
上記感度設定値調整工程により制御感度を調整した結果，上記ハンチング検出手段がハンチングを検出しなくなり，その状態が所定時間継続した時には，制御感度を元の方向に変化させる制御感度復帰工程とを備えてなることを特徴とするバルブ駆動用アクチュエータ制御方法が記載されている。
上記請求項５に記載の方法を実現する請求項６記載のプログラムは，
バルブの動作角度を検出するバルブ角度検出工程と，上記検出されたバルブ角度に基づいてバルブ駆動用アクチュエータを制御するアクチュエータ制御工程とをコンピュータを用いて実行するコンピュータ読み取り可能なバルブ駆動用アクチュエータの制御プログラムにおいて，
上記制御アクチュエータの制御感度を設定する感度設定工程と，
上記検出されたバルブ角度に基づいて上記バルブのハンチングを検知するハンチング検知工程と，
上記ハンチング検出手段によってバルブのハンチングが検出されたとき，上記感度設定工程による感度の設定値をハンチングを抑える方向に自動的に変化させる感度設定値調整工程と，
上記感度設定値調整工程により制御感度を調整した結果，上記ハンチング検出手段がハンチングを検出しなくなり，その状態が所定時間継続した時には，制御感度を元の方向に変化させる制御感度復帰工程とを実行するためのコンピュータ読み取り可能なバルブ駆動用アクチュエータの制御プログラムである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
続いて，添付図面を参照しつつ，本発明を具体化した実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。ここに，図１は本発明の一実施形態にかかるバルブ駆動用アクチュエータ用ポジショナの制御ブロック図，図２は，その制御手順を示すフローチャートである。
図１に示すように，この実施形態にかかるバルブ駆動用アクチュエータ（不図示）用ポジショナＡは，判断回路１を中心として構成されている。
図外の目標値設定部からのバルブ開度設定値信号は，設定値入力回路２からポジショナＡに入力される。入力された設定値信号は第１のＡ／Ｄ変換器３でデジタル信号に変換された後，上記判断回路１に入力される。
一方，モータＭの出力軸に取り付けられた角度検出手段の一例である動作角度フィードバック信号発生器４により検出されたバルブ角度信号はフィードバック入力回路５に入力された後第２のＡ／Ｄ変換器６でデジタル信号に変換された後判断回路１に入力される。
上記判断回路１では，上記第１及び第２のＡ／Ｄ変換器３及び６からのデジタル信号の差分を算出し，モータ駆動回路７に送出する。モータ駆動回路７は，上記差分に従ってモータＭを駆動する。これによりモータＭは上記差分が小さくなる方向に回転し，上記モータに接続されたバルブ駆動用アクチュエータを介してバルブが，目標開度に近づくように駆動される。上記のようなバルブの駆動制御は，従来公知の手法である。
本発明においては，上記判断回路１に制御感度テーブルＴ，タイマー設定回路８，タイマー回路９，制御感度記憶手段１２が接続されている。上記制御感度テーブルＴと制御感度記憶手段１２は，本発明における感度設定手段の一例であり，制御感度テーブルＴは，図２に示すように，多段階の感度値と各感度値を示すテーブル番号とが対となって記憶されている記憶手段により構成される。また，制御感度記憶手段１２は，上記制御感度テーブルＴから選択された制御感度を記憶するもので，実際のバルブ制御はこの制御感度記憶手段１２に記憶された制御感度に基づいて行なわれる。
また，第２のＡ／Ｄ変換器６には，該第２のＡ／Ｄ変換器から入力されるバルブ回転角度信号からバルブがハンチングを起こしているか否かを判断するハンチング判断回路１０が接続されており，該ハンチング判断回路１０からの信号は，前記判断回路１に入力される。
また，判断回路１には，ハンチングの発生を外部に報知するためのハンチング報知回路１１が接続されている。
上記図１では，判断回路１，ハンチング判断回路１０，ハンチング報知回路１１などが個別の回路により構成されている如く表示されているが，これらを１つ或いは２以上のコンピュータにより構成することは当然本発明の範囲である。
以下の説明では，これらを１つのコンピュータにより構成した場合について説明する  次に図２を参照して，上記ポジショナＡによる制御手順を説明する。
下記の制御手順は上記１つのコンピュータが実行するコンピュータ読み取り可能なコンピュータプログラムに基づいて実行されるものである。ここにＳ１，Ｓ２，…は制御手順（ステップ）の番号を示す。
前提として，前記したようにバルブを駆動するモータＭは，制御感度記憶手段１２に記憶された制御感度で運転されるが，常時は上記制御感度記憶手段１２には，制御感度テーブルＴに規定された標準の制御感度が記憶されている。例えばテーブル番号３の１．０％の感度を標準感度とする。
手順は図２のＳ１から始まる。Ｓ１では，前記した設定値入力回路２からの入力信号が所定の割合（ここではｎ％とする）以上に変化したかが判断される。設定値の入力が上記所定の割合ｎ％以上に変化すると，次にＳ２において角度センサである前記動作角度フィードバック信号発生器４からの信号の入力値を検知する。
次にコンピュータは，上記設定値入力回路２からの設定値信号と，動作角度フィードバック信号発生器４からの信号の差を検出し（Ｓ３），差分に基づいてモータＭを回転させる（Ｓ４）。
モータＭが回転すると，続いてコンピュータは，上記動作角度フィードバック信号発生器４からのバルブ角度信号に基づいてハンチング判断回路がハンチングを生じているかどうかを判断する（Ｓ５）。ハンチングが発生しているかどうかの判断は，所定時間以内に所定の振幅以内の正逆回転が上記モータＭの駆動軸に現われたか否かにより達成される。判断手法の一例が前記特開平１０−２５２９２７号公報に詳しく開示されている。もちろん他の方法を用いても良い。
上記のようにしてバルブにハンチングが発生していると判断された場合には，その時の制御感度を前記制御感度記憶手段１２から読み取る。同時にコンピュータは現在の制御感度が，テーブルＴに存在する最も低い制御感度（この場合，テーブル番号５の感度２．０％）になっているかどうかを判断する（Ｓ７）。
もし現在の制御感度が最低の感度ではないと判断された場合には，現在の制御感度より１段階低い感度に対応するテーブル番号を制御感度テーブルＴから読み出し，制御感度記憶手段１２に記憶された制御感度をその感度値に変更する（Ｓ８）。
このようにして感度の調整（変更）が実施されると，モータＭはこの変更後の制御感度に基づいて制御される。
それと共にタイマー設定回路８において前記タイマー回路９を所定時間に設定しスタートさせる（Ｓ９）と共に，処理はＳ１に戻り，上記のように制御感度を低下させたにもかかわらず，相変わらずハンチングを生じているか否かの判断処理を繰り返す。
前記タイマー回路９における限時が終了する前に再度Ｓ９のタイマーセット及びスタートのステップに至った場合には，タイマー設定回路８において再度タイマー回路９をリセットしスタートさせる。
前記Ｓ７においてハンチングを生じているにもかかわらず，現在の制御感度が既に最低値（例えば２．０％）に達していると判断された場合には，それ以上制御感度を低下させることが出来ないのでハンチング報知回路１１にハンチング警報を出力して，ハンチングの発生を報知する（Ｓ１０）。この時，同時にバルブを最も安全な開度に強制的に回動するようにしても良い。
こうしてタイマー回路９をセットした後，再度処理がＳ４を経てＳ５に至り，ここでもしハンチングしていないと判断された場合には，前記タイマー回路９が設定された時間を超えたかどうかが判断される（Ｓ１１）。もしここで設定時間を超えていないと判断された場合には，処理はＳ２に戻りＳ３〜Ｓ５〜Ｓ１１のハンチングが起きているかどうかの判断処理を繰り返す。
そしてＳ１１においてやがてタイマーが設定時間を超えると制御感度記憶手段１２に記憶した感度値をクリアし記憶値を標準感度値に戻し（Ｓ１２）。処理を最初のＳ１に戻す。つまり，タイマー回路９に設定した所定時間経ってもハンチング状態が発生しないと判断された訳であるから，それ以上感度の低い状態を維持する必要がないので，感度の高い状態に復帰して制御を正常に戻す訳である。
【０００６】
【実施例】
上記実施の形態においては，ハンチングがなくなると，制御感度を一挙に標準の感度に設定するようにしているが，上のように急に標準の制御感度に戻したのでは，環境の変化の速度が遅くて再度ハンチング状態に陥ることも考えられるので，制御感度を徐々に標準値に戻すようにしても良い。そのためにたとえば，１段階ずつ感度を上昇させるようにして，標準感度になったところで感度の変更を停止するような制処理も可能である。
また，環境の変化を原因とするハンチングではなく，故障によるハンチングである場合には，上記のような処理では根本的にハンチングをなくすことが出来ない。このような場合への対処として，上記のようなハンチング→感度の設定→ハンチング→感度の設定の繰り返しをカウントするカウンタを設けておき，所定時間以内に，上記処理を所定回数繰り返した場合には，Ｓ１０の警報処理に進むように設定しておくことも可能である。
【０００７】
【発明の効果】
本発明は以上述べたように，
バルブの動作角度を検出する角度検出手段と，上記角度検出手段によるバルブ角度検出値に基づいてバルブを駆動するバルブ駆動用アクチュエータを制御する制御手段を具備するバルブポジショナにおいて，
上記制御手段の制御感度を設定する感度設定手段と，
上記角度検出手段によるバルブ角度検出値に基づいて上記バルブのハンチングを検知するハンチング検出手段と，
上記ハンチング検出手段によってバルブのハンチングが検出されたとき，上記感度設定手段による感度の設定値をハンチングを抑える方向に自動的に変化させる感度設定値調整手段と，
上記感度設定値調整手段により制御感度を調整した結果，上記ハンチング検出手段がハンチングを検出しなくなり，その状態が所定時間継続した時には，制御感度を元の方向に変化させる制御感度復帰手段とを備えてなることを特徴とするバルブポジショナとして構成されている。
従って，本発明においては，自動的にハンチングの抑制される制御感度を得る事が出来，もしそれでもハンチングが止まらない場合にはさらにハンチングの抑制される方向に制御感度が変更され，最終的にハンチング状態から抜け出ることが可能となる。更に，この場合には，ハンチングの原因が解消された後もいつまでもハンチングを抑制する鈍い制御状態が続くことが無くなるので，素早く俊敏な制御に復帰することが可能となる。
また本発明における，上記感度設定手段が，複数の制御感度を記憶する感度記憶手段により構成され，上記感度設定値調整手段が，ハンチングの生じない制御感度を得るまで上記感度設定手段に記憶された制御感度を順次読み出して感度調整を行なうものとして構成された場合には，簡単な構成でハンチングを抑制することが可能となる。
また，上記制御感度復帰手段として，制御感度を段階的に変化させるようにすることが可能である。
これにより環境の変化が緩慢な場合でも，再度ハンチング状態に陥ることなくハンチングを解消することが出来る。
逆に，上記制御感度復帰手段として，制御感度を一挙に所定感度まで変化させるものを採用することも可能である。
この場合には，ハンチングが解消されるとすぐに最適な俊敏な制御状態に復帰することが出来る。
また，この発明によるバルブポジショナをバルブ駆動用アクチュエータに適用することも可能である。
上記ポジショナにおける思想はそのままバルブ駆動用アクチュエータの制御方法として考えることも出来る。
即ち，バルブの動作角度を検出するバルブ角度検出工程と，上記検出されたバルブ角度に基づいてバルブ駆動用アクチュエータを制御するアクチュエータ制御工程を具備するバルブ駆動用アクチュエータ制御方法において，
上記制御アクチュエータの制御感度を設定する感度設定工程と，
上記検出されたバルブ角度に基づいて上記バルブのハンチングを検知するハンチング検知工程と，
上記ハンチング検出手段によってバルブのハンチングが検出されたとき，上記感度設定工程による感度の設定値をハンチングを抑える方向に自動的に変化させる感度設定値調整工程と，
上記感度設定値調整工程により制御感度を調整した結果，上記ハンチング検出手段がハンチングを検出しなくなり，その状態が所定時間継続した時には，制御感度を元の方向に変化させる制御感度復帰工程とを備えてなることを特徴とするバルブ駆動用アクチュエータ制御方法として構成できる。
この場合には，本発明と同様の効果が達成される。
またこの発明の基本思想はバルブ駆動用アクチュエータの制御プログラムとして構成することも可能である。
即ち，バルブの動作角度を検出するバルブ角度検出工程と，上記検出されたバルブ角度に基づいてバルブ駆動用アクチュエータを制御するアクチュエータ制御工程とをコンピュータを用いて実行するコンピュータ読み取り可能なバルブ駆動用アクチュエータの制御プログラムにおいて，
上記制御アクチュエータの制御感度を設定する感度設定工程と，
上記検出されたバルブ角度に基づいて上記バルブのハンチングを検知するハンチング検知工程と，
上記ハンチング検出手段によってバルブのハンチングが検出されたとき，上記感度設定工程による感度の設定値をハンチングを抑える方向に自動的に変化させる感度設定値調整工程と，
上記感度設定値調整工程により制御感度を調整した結果，上記ハンチング検出手段がハンチングを検出しなくなり，その状態が所定時間継続した時には，制御感度を元の方向に変化させる制御感度復帰工程とを実行するためのコンピュータ読み取り可能なバルブ駆動用アクチュエータの制御プログラムである。
この場合も本発明と同様の効果を達成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかるバルブポジショナの制御系統を示すブロック図。
【図２】上記バルブポジショナの制御手順を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
１…判断回路
１０…ハンチング判断回路
１１…ハンチング報知回路
１２…制御感度記憶手段
【図１】
0003654849.tif 000002
【図２】
0003654849.tif 000003