(57)【要約】  パーシャルバルブストロークテストを実行する際に、設定開度と実開度との差を小さくすることができる弁制御装置、弁制御システム、弁制御係数算出方法及び弁制御方法を提供する。  遮断弁１の弁軸１ｂを制御するエアーシリンダー３のシリンダー３１にエアー供給源１１からエアーの供給及び排気を行うソレノイドバルブ５の開閉を制御するマイコン７を備えた遮断弁制御装置であって、マイコン７は、遮断弁１の設定開度を取得する。そして、マイコン７は、取得した設定開度を予め定めた係数Ｃで除した値までソレノイドバルブ５を制御する。
2018167994.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁の弁軸を制御するエアーシリンダーのシリンダーにエアー供給源からエアーの供給及び排気を行う電磁弁を制御する制御手段を備えた弁制御装置であって、
前記弁の設定開度を取得する設定開度取得手段と、
前記弁の開度を検出する開度検出手段と、備え、
前記制御手段は、開度検出手段が検出した開度が前記設定開度を予め定めた係数に基づいて算出した値となるまで前記電磁弁を動作させる、
ことを特徴とする弁制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記開度検出手段が検出した開度が前記設定開度を予め定めた係数で除した値となるまで前記電磁弁を動作させることを特徴とする請求項１に記載の弁制御装置。
【請求項３】
前記係数は、前記弁の実際の開度と前記設定開度との偏差に基づいて算出されていることを特徴とする請求項２に記載の弁制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記開度検出手段が検出した開度が前記設定開度を予め定めた係数に基づく方程式により求めた値となるまで前記電磁弁を動作させることを特徴とする請求項１に記載の弁制御装置。
【請求項５】
前記係数は、前記弁の実際の開度と前記設定開度とにより算出された最小二乗法に基づく係数となっていることを特徴とする請求項４に記載の弁制御装置。
【請求項６】
弁と、該弁の弁軸を回転制御するエアーシリンダーと、該エアーシリンダーのシリンダーにエアー供給源からのエアーの供給及び排気を行う電磁弁と、を備えた弁制御システムであって、
請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載の弁制御装置を備えることを特徴とする弁制御システム。
【請求項７】
前記電磁弁と前記エアーシリンダーとの間に前記エアーの流量を調整する調整手段が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の弁制御システム。
【請求項８】
弁の弁軸を制御するエアーシリンダーのシリンダーにエアー供給源からのエアーの供給及び排気を行う電磁弁を制御する制御手段に定める係数を算出する弁制御係数算出方法であって、
前記弁について予め定めた設定開度まで作動させる予備作動工程と、
前記予備作動工程における前記弁の実際の開度を検出する実開度検出工程と、
前記設定開度と前記実際の開度との偏差を算出する偏差算出工程と、
前記偏差算出工程で算出された偏差に基づいて前記係数を算出する係数算出工程と、
を含むことを特徴とする弁制御係数算出方法。
【請求項９】
弁の弁軸を制御するエアーシリンダーのシリンダーにエアー供給源からのエアーの供給及び排気を行う電磁弁を制御する制御手段に定める係数を算出する弁制御係数算出方法であって、
前記弁について予め定めた設定開度まで作動させる予備作動工程と、
前記予備作動工程における前記弁の実際の開度を検出する実開度検出工程と、
弁の実際の開度と前記設定開度とにより最小二乗法に基づく前記係数を算出する係数算出工程と、
を含むことを特徴とする弁制御係数算出方法。
【請求項１０】
前記予備作動工程は、複数の前記設定開度についてそれぞれ実行することを特徴とする請求項８または９に記載の弁制御係数算出方法。
【請求項１１】
前記予備作動工程は、１つの設定開度当たり複数回前記弁を前記設定開度まで作動させることを特徴とする請求項８乃至１０のうちいずれか一項に記載の弁制御係数算出方法。
【請求項１２】
弁の弁軸を制御するエアーシリンダーのシリンダーにエアー供給源からエアーの供給及び排気を行う電磁弁を制御する制御装置を備えた弁制御装置の弁制御方法であって、
前記弁の設定開度を取得する設定開度取得工程と、
前記弁の開度を検出する開度検出工程と、
前記開度検出工程で検出した開度が前記設定開度を予め定めた係数に基づいて算出した値となるまで前記電磁弁を動作させる制御工程と、
を含むことを特徴とする弁制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弁制御装置、弁制御システム、弁制御係数算出方法及び弁制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラント設備における石油やガス等のパイプラインには、設備に異常が発生した場合にラインを緊急遮断するために、ボールバルブ等からなる遮断弁が設けられている。遮断弁は、プラント設備への設置後、１年に１回程度の頻度でシャットダウン（全開から全閉）のフルストローク作動テスト（フルバルブストロークテスト或いはフルストロークテストともいう）を実施して故障の有無を確認していた。【０００３】
しかし、遮断弁を全閉することは、プラントを停止することになり通常運転に支障を来すことになるため、通常運転中には遮断弁の作動テストを実行することができなかった。そこで、遮断弁を全開から所定開度まで作動させる作動テスト（パーシャルバルブストロークテスト或いはパーシャルストロークテストともいう）を行うことで、遮断弁を全閉することなく、つまり、プラントを停止することなく遮断弁の作動テストをすることができるようになる（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−９２１１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されている遮断弁制御システムは、遮断弁と、遮断弁を開閉駆動するエアーシリンダー駆動バルブと、エアーシリンダー駆動バルブのシリンダーにエアーの供給または排出をする電磁弁（ソレノイドバルブ）と、を有している。【０００６】
上述した構成においては、電磁弁を電気信号により動作させ、電磁弁の作動によりシリンダー内にエアーを供給または排出してシリンダーを動作させることで、遮断弁の開閉を行う。【０００７】
ここで、電磁弁は、電気信号で動作され反応速度が速いが、遮断弁はエアーによって動作するエアーシリンダー駆動バルブによって開閉するので、電磁弁よりも遅れて動作し、電気信号に対して遮断弁の制御が遅れる傾向がある。【０００８】
そのため、パーシャルバルブストロークテスト（以下ＰＶＳＴという）を行う場合、ユーザが設定した開度まで開閉駆動したとしても、その設定開度と遮断弁の実際の開度（実開度）との間に乖離が生じてしまうという問題があった。【０００９】
そこで、本発明は、ＰＶＳＴを実行する際に、設定開度と実開度との差を小さくすることができる弁制御装置、弁制御システム、弁制御係数算出方法及び弁制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、弁の弁軸を制御するエアーシリンダーのシリンダーにエアー供給源からエアーの供給及び排気を行う電磁弁を制御する制御手段を備えた弁制御装置であって、前記弁の設定開度を取得する設定開度取得手段と、前記弁の開度を検出する開度検出手段と、備え、前記制御手段は、開度検出手段が検出した開度が前記設定開度を予め定めた係数に基づいて算出した値となるまで前記電磁弁を動作させる、ことを特徴とする弁制御装置である。【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記制御手段は、前記開度検出手段が検出した開度が前記設定開度を予め定めた係数で除した値となるまで前記電磁弁を動作させることを特徴とする。【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記係数は、前記弁の実際の開度と前記設定開度との偏差に基づいて算出されていることを特徴とする。【００１３】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記制御手段は、前記開度検出手段が検出した開度が前記設定開度を予め定めた係数に基づく方程式により求めた値となるまで前記電磁弁を動作させることを特徴とする。【００１４】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記係数は、前記弁の実際の開度と前記設定開度とにより算出された最小二乗法に基づく係数となっていることを特徴とする。【００１５】
また、請求項６に記載の発明は、弁と、該弁の弁軸を回転制御するエアーシリンダーと、該エアーシリンダーのシリンダーにエアー供給源からのエアーの供給及び排気を行う電磁弁と、を備えた弁制御システムであって、請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載の弁制御装置を備えることを特徴とする弁制御システムである。【００１６】
また、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記電磁弁と前記エアーシリンダーとの間に前記エアーの流量を調整する調整手段が設けられていることを特徴とする。【００１７】
また、請求項８に記載の発明は、弁の弁軸を制御するエアーシリンダーのシリンダーにエアー供給源からのエアーの供給及び排気を行う電磁弁を制御する制御手段に定める係数を算出する弁制御係数算出方法であって、前記弁について予め定めた設定開度まで作動させる予備作動工程と、前記予備作動工程における前記弁の実際の開度を検出する実開度検出工程と、前記設定開度と前記実際の開度との偏差を算出する偏差算出工程と、前記偏差算出工程で算出された偏差に基づいて前記係数を算出する係数算出工程と、を含むことを特徴とする弁制御係数算出方法である。【００１８】
また、請求項９に記載の発明は、弁の弁軸を制御するエアーシリンダーのシリンダーにエアー供給源からのエアーの供給及び排気を行う電磁弁を制御する制御手段に定める係数を算出する弁制御係数算出方法であって、前記弁について予め定めた設定開度まで作動させる予備作動工程と、前記予備作動工程における前記弁の実際の開度を検出する実開度検出工程と、弁の実際の開度と前記設定開度とにより最小二乗法に基づく前記係数を算出する係数算出工程と、を含むことを特徴とする弁制御係数算出方法である。【００１９】
また、請求項１０に記載の発明は、請求項８または９に記載の発明において、前記予備作動工程は、複数の設定開度についてそれぞれ実行することを特徴とする。【００２０】
また、請求項１１に記載の発明は、請求項８乃至１０のうちいずれか一項に記載の発明において、前記予備作動工程は、１つの設定開度当たり複数回前記弁を前記設定開度まで作動させることを特徴とする。【００２１】
また、請求項１２に記載の発明は、弁の弁軸を制御するエアーシリンダーのシリンダーにエアー供給源からエアーの供給及び排気を行う電磁弁を制御する制御装置を備えた弁制御装置の弁制御方法であって、前記弁の設定開度を取得する設定開度取得工程と、前記弁の開度を検出する開度検出工程と、開度検出工程で検出した開度が前記設定開度を予め定めた係数に基づいて算出した値となるまで前記電磁弁を動作させる制御工程と、を含むことを特徴とする弁制御方法である。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように請求項１記載の発明によれば、制御手段が、設定開度を予め定めた係数に基づいて算出した値まで電磁弁を開制御する。このようにすることにより、係数によって、設定開度を弁の動作の遅れの分を考慮した値に制御手段内部で変更することができる。そのため、実際の開度を設定開度に近い値となるように制御することができ、設定開度と実際の開度との乖離を小さくすることができる。また、電気的な制御のみで実現できるので、一定の条件でニードルが伸びてブレーキを掛けるなどといった機械的な仕組みが不要となり、テストのための追加部品が不要となる。【００２３】
請求項２記載の発明によれば、制御手段が、設定開度を予め定めた係数で除した値まで電磁弁を開制御する。このようにすることにより、係数によって、設定開度を弁の動作の遅れの分を考慮した値に制御手段内部で変更することができる。そのため、実際の開度を設定開度に近い値となるように制御することができ、設定開度と実際の開度との乖離を小さくすることができる。また、電気的な制御のみで実現できるので、一定の条件でニードルが伸びてブレーキを掛けるなどといった機械的な仕組みが不要となり、テストのための追加部品が不要となる。【００２４】
請求項３に記載の発明によれば、係数は、弁の実際の開度と設定開度との偏差に基づいて算出されているので、単純な差ではなく、複数のデータに基づくバラつきから係数を算出することができ、係数をより精度良くすることができる。【００２５】
請求項４に記載の発明によれば、制御手段が、設定開度を予め定めた係数に基づく方程式により求めた値となるまで電磁弁を開制御する。このようにすることにより、係数によって、設定開度を弁の動作の遅れの分を考慮した値に制御手段内部で変更することができる。そのため、実際の開度を設定開度に近い値となるように制御することができ、設定開度と実際の開度との乖離を小さくすることができる。【００２６】
請求項５に記載の発明によれば、係数は、弁の実際の開度と設定開度とにより算出された最小二乗法に基づく係数となっているので、実測値に近い値となるような係数を求めることができる。【００２７】
請求項６に記載の発明によれば、弁と、該弁の弁軸を回転制御するエアーシリンダーと、該エアーシリンダーのシリンダーにエアー供給源からのエアーの供給及び排気を行う電磁弁と、を備えた弁制御システムにおいて、設定開度と実際の開度との乖離を小さくすることができる。【００２８】
請求項７に記載の発明によれば、電磁弁とエアーシリンダーとの間にエアーの流量を調整する調整手段が設けられているので、調整手段によりエアーシリンダーから排出するエアーの量を絞ることで、排気量が制御されるため、シリンダーの動作速度が制限され、弁の開度の制御がしやすくなる。そのため、設定開度と実際の開度との乖離を小さくすることができる。【００２９】
請求項８に記載の発明によれば、まず、弁について予め定めた設定開度まで作動させる予備作動工程を行い、その予備作動工程における弁の実際の開度を検出し、設定開度と実際の開度との偏差を算出して、その偏差に基づいて係数を算出する。このようにすることにより、弁の実際の開度と前記設定開度との偏差に基づいて係数が算出され、複数のデータに基づくバラつきから係数を算出することができ、係数を精度良く算出することができる。そして、この係数によって、設定開度を弁の動作の遅れの分を考慮した値に制御手段内部で変更することができるため、実際の開度を設定開度に近い値となるまで制御することができ、設定開度と実際の開度との乖離を小さくすることができる。【００３０】
請求項９に記載の発明によれば、まず、弁について予め定めた設定開度まで作動させる予備作動工程を行い、その予備作動工程における弁の実際の開度を検出し、弁の実際の開度と設定開度とにより最小二乗法に基づく係数を算出する。このようにすることにより、弁の実際の開度と前記設定開度とにより最小二乗法に基づく係数が算出され、係数を精度良く算出することができる。そして、この係数によって、実際の開度を設定開度に近い値となるまで制御することができ、設定開度と実際の開度との乖離を小さくすることができる。【００３１】
請求項１０に記載の発明によれば、複数の設定開度についてそれぞれ予備作動工程を実行するので、係数の精度をより向上させることができる。【００３２】
請求項１１に記載の発明によれば、予備作動工程は、１つの設定開度当たり複数回弁を設定開度まで作動させるので、係数を算出するためのデータをより多く取得することができ、係数の精度をより向上させることができる。【００３３】
請求項１２に記載の発明によれば、制御工程で、設定開度を予め定めた係数に基づいて算出した値まで電磁弁を開制御する。このようにすることにより、係数によって、設定開度を弁の動作の遅れの分を考慮した値に制御手段内部で変更することができる。そのため、実際の開度を設定開度に近い値となるように制御することができ、設定開度と実際の開度との乖離を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる弁制御装置を有する弁制御システムの正面図である。
【図２】図１に示された弁制御システムの部分断面図である。
【図３】図１に示されたソレノイドバルブとエアーシリンダーの構成を示す説明図である。
【図４】図１に示された弁制御装置の機能的構成をブロック図である。
【図５】図１に示された弁制御装置の故障の予知を含む設定時の作動テスト（ＰＶＳＴ）時の動作のフローチャートである。
【図６】従来のＰＶＳＴにおける問題点を説明した説明図である。
【図７】本発明の第１の実施形態にかかる弁制御装置の動作原理を説明した説明図である。
【図８】図１に示された弁制御装置の係数算出動作のフローチャートである。
【図９】係数ありの場合と係数なしの場合との設定開度と実開度とを比較した例の表である。
【図１０】本発明の第２の実施形態にかかる弁制御装置の係数算出動作のフローチャートである。
【図１１】係数ありの場合と係数なしの場合との設定開度と実開度とを比較した例の表である。
【図１２】本発明の第３の実施形態にかかる弁制御装置の故障の予知を含む設定時の作動テスト（ＰＶＳＴ）時の動作のフローチャートである。
【図１３】本発明の第３の実施形態にかかる弁制御装置の動作原理を説明した説明図である。
【図１４】本発明の第４の実施形態にかかる弁制御装置の動作原理を説明した説明図である。
【図１５】本発明の第４の実施形態にかかる弁制御装置の時間差算出動作のフローチャートである。
【図１６】本発明の第５の実施形態にかかる弁制御システムのソレノイドバルブとエアーシリンダーの構成を示す説明図である。
【図１７】図１６に示されたスピードコントローラの構成の断面図である。
【図１８】図１６に示されたスピードコントローラの動作説明図である。
【図１９】本発明の第５の実施形態にかかる弁制御装置の故障の予知を含む設定時の作動テスト（ＰＶＳＴ）時の動作のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。
【００３６】
図１、図２は、本発明の第１の実施形態にかかる弁制御システムの構成を示し、図１は正面図、図２は部分断面図である。弁制御システムとしての遮断弁制御システムは、遮断弁１と、遮断弁１の上部に固定ヨーク２を介して取り付けられ、遮断弁１の開度を制御するエアーシリンダー３と、エアーシリンダー３の上部に取り付けた屋外型または防爆型構造のポジションボックス４とを備えている。ポジションボックス４には、後述するソレノイドバルブ５、圧力センサー（電子式デジタル圧力計）６、マイクロコントローラ（以下、マイコンという）７、開度センサー８、ソレノイドバルブ制御電源１０等が収納されている。
【００３７】
遮断弁１は、例えばボール状の弁体１ａを有するボールバルブからなり、プラント設備のパイプライン等に接続される。弁体１ａには、上方に延びる弁軸１ｂが連結されている。弁体１ａは、弁軸１ｂが９０度回転することによって全開状態（図２参照）と全閉状態（図示しない）に切り換えられる。弁体１ａの周りは、シートパッキン１ｃでシールされており、弁軸１ｂの周りは、グランドパッキン１ｄでシールされている。なお、本実施形態では、エアーシリンダー式開閉バルブの一例として、通常時は開いていて、必要に応じて閉じるタイプの弁である遮断弁１で説明するが、逆に通常時は閉じていて、必要に応じて開くタイプの弁（バルブ）であってもよい。
【００３８】
図３に示すように、エアーシリンダー３は、単作動空気式のシリンダー３１内にピストンロッド３２で連結した一対のピストン３３および３４を設けたものである。一方のピストン３３は、シリンダー３１の一端部内に配設したコイルバネ３５の付勢力により、常に閉弁方向（図３における右方向）に向けて摺動するように付勢されている。他方のピストン３４は、シリンダー３１の他端部に設けたエアー送入口３６に接続されたソレノイドバルブ５の出口ポートＯＵＴから供給されるエアーにより、コイルバネ３５の付勢力に抗して開弁方向（図２における左方向）に向けて摺動するように付勢される。ピストンロッド３２には、このピストンロッド３２の往復運動を回転運動に変換して弁軸１ｂに伝達する伝達機構３７が設けられている。伝達機構３７は、ピストンロッド３２に突設した係合ピン３７ａと、弁軸１ｂの上端部に取り付けられている二股係合片３７ｂとを有し、係合ピン３７ａに二股係合片３７ｂの先端を係合させ、係合ピン３７ａの左右移動により、二股係合片３７ｂが回動し、それにより、弁軸１ｂが９０度回転するようになっている。なお、エアーシリンダー３は、図示したような単作動シリンダーに限らず、複作動シリンダー等他の方式であってもよい。
【００３９】
電磁弁としてのソレノイドバルブ５は、大流量３方電磁弁５Ａと小流量３方電磁弁５Ｂの２つの３方電磁弁を１つのボデーに内蔵したものである。大流量３方電磁弁５Ａは、弁切り換え用のソレノイドＡおよびＢを有し、弁の有効断面積が大きく、パイプラインで異常が発生した場合に、エアーシリンダー３を急速に閉弁方向に駆動して、遮断弁１を緊急遮断する緊急遮断用のものである。小流量３方電磁弁５Ｂは、弁切り換え用のソレノイドＣおよびＤを有し、弁の有効断面積が大流量３方電磁弁５Ａより小さいものであり、システムの作動テストを行う際に使用される作動テスト用のものである。大流量３方電磁弁５Ａおよび小流量３方電磁弁５Ｂのそれぞれの入口ポートＩＮ、出口ポートＯＵＴおよび排気ポートＥＸＨは互いに接続され、ボデーにそれぞれ１つずつ設けられた共通の入口ポートＩＮ、出口ポートＯＵＴおよび排気ポートＥＸＨとされている。ソレノイドバルブ５は、ポジションボックス４の外部にあるエアー供給源１１からのエアーを、共通の入口ポートＩＮから大流量３方電磁弁５Ａまたは小流量３方電磁弁５Ｂを介して共通の出口ポートＯＵＴを経由してエアーシリンダー３のシリンダー３１に供給すると共に、シリンダー３１内のエアーを、共通の出口ポートＯＵＴから大流量３方電磁弁５Ａまたは小流量３方電磁弁５Ｂを介して共通の排気ポートＥＸＨを経由して大気中に排気する。
【００４０】
なお、本実施形態では、ソレノイドバルブ５は、上述したように２系統の３方弁を備えたもので説明するが、１系統であってもよい。つまり、１系統の３方弁で緊急遮断用と作動テスト用を兼ねるようにしてもよい。また、ソレノイドバルブ５は、図示したオールポートブロック３ポジションのダブルソレノイドの三方電磁弁に限らず、２ポジションの三方電磁弁等、他の方式であってもよい。
【００４１】
図４は、本実施形態にかかる弁制御装置としての遮断弁制御装置の電気的構成を示すブロック図である。遮断弁制御装置１００は、ソレノイドバルブ５と、圧力センサー６と、マイコン７と、開度センサー８と、内部電源１２と、通信回路１３と、ループ電流制御器１４と、逆電圧保護回路１５と、バルブテストスイッチ１６と、電流・抵抗測定回路１７と、Ａ／Ｄコンバータ１８と、を備えている。
【００４２】
圧力センサー６は、ＩＮ側圧力センサー６ＡとＯＵＴ側圧力センサー６Ｂからなる。ＩＮ側圧力センサー６Ａは、エアー供給源１１からソレノイドバルブ５へ供給する圧力を測定する。ＯＵＴ側圧力センサー６Ｂは、ソレノイドバルブ５のＯＵＴ側とシリンダー３１の内部圧力を測定する。
【００４３】
マイコン７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリを備え、ＣＰＵで動作するプログラムによって遮断弁制御装置１００の全体動作を司る。マイコン７は、例えば上述したＰＶＳＴ時のソレノイドバルブ５の制御やＰＶＳＴ時に使用する係数の算出動作等を行う。即ち、マイコン７は、ソレノイドバルブ５（電磁弁）の開閉を制御する制御手段として機能する。
【００４４】
開度検出手段としての開度センサー８は、例えばポテンショメータ等で構成され、弁軸１ｂの角度を測定することで、遮断弁１の実開度を検出する。
【００４５】
内部電源１２は、遮断弁制御装置１００を駆動させるための電源である。通信回路１３は、外部入出力及びマイコン７とデータの送受信を行う。ループ電流制御器１４は、マイコン７からの制御により所定の出力電流制御を行う。
【００４６】
逆電圧保護回路１５は、ソレノイドバルブ制御電源１０を逆接続した場合に発生する逆電圧からマイコン７等の内部回路を保護する。バルブテストスイッチ１６は、ソレノイドバルブ５を利用して遮断弁のＰＶＳＴ及びフルバルブストロークテスト（以下、ＦＶＳＴという）を実施するためのスイッチである。電流・抵抗測定回路１７は、ソレノイドバルブ５のソレノイド通電時に電流を測定し、非通電時に抵抗を測定する。Ａ／Ｄコンバータ１８は、電流・抵抗測定回路１７の測定結果及び開度センサー８の測定結果のアナログ信号をデジタル信号へ変換する。
【００４７】
次に、遮断弁制御システムの通常動作について説明する。まず、エアーシリンダー３の切り換え用ソレノイドバルブ５は、１つのボデーに３方弁となる弁が２つ（大流量３方電磁弁５Ａと小流量３方電磁弁５Ｂ）内蔵されている。そこで、通常は、大流量３方電磁弁５Ａを使用する。この時、小流量３方電磁弁５Ｂは、停電状態になるように制御され、３つのポート全てが閉となるオールポートブロック状態になっている。大流量３方電磁弁５Ａと小流量３方電磁弁５Ｂは、一方の電磁弁が通電している時は他方の電磁弁が停電状態になるようにマイコン７の制御により電気的にインターロックされているため、両方が同時に通電状態になることはない。
【００４８】
大流量３方電磁弁５ＡのソレノイドＡが停電状態で、ソレノイドＢに通電すると、エアー供給源１１からのエアーは、ソレノイドバルブ５の共通の入口ポートＩＮから大流量３方電磁弁５Ａを介して共通の出口ポートＯＵＴを経由して送入口３６よりシリンダー３１に供給されて、ピストン３４が左方向に摺動し、遮断弁１は全開状態となる。それにより、ソレノイドＢへの通電中、パイプラインの運転が可能となる。なお、大流量３方電磁弁５Ａにおいて、１つのソレノイドに通電中は他のソレノイドに通電されないようにマイコン７の制御により電気的にインターロックされている。
【００４９】
次に、プラント設備の異常検出信号または図示しない緊急遮断スイッチの操作信号に基づいてマイコン７がソレノイドＡに通電すると、シリンダー３１内のエアーは、ソレノイドバルブ５の出口ポートＯＵＴから大流量３方電磁弁５Ａを経由して共通の排気ポートＥＸＨから大気に排気され、バネ荷重によってピストン３４が左から右方向に摺動し、弁軸１ｂが９０度回転して、遮断弁１は全閉状態となる。それにより、ソレノイドＡへの通電中、パイプラインは緊急遮断される。
【００５０】
なお、上記の動作では、ソレノイドＡまたはＢのどちらかが常に通電されるように制御されているが、他の動作例として、ソレノイドＡが停電状態のままで、ソレノイドＢに通電して全開になった後にソレノイドＢも停電すると、大流量３方電磁弁５Ａはオールポートブロック状態になり、遮断弁１は全開状態を保持する。また、ソレノイドＢが停電状態のまま、ソレノイドＡに通電して全閉になった後にソレノイドＡも停電すると、オールポートブロック状態になり、遮断弁１は全閉状態を保持する。このように、全開状態時または全閉状態時になった時にソレノイドＡおよびＢの両方を停電状態に制御することにより、電力消費を軽減することもできる。
【００５１】
次に、故障の予知を含む設定時の作動テスト（ＰＶＳＴ）時の動作について図５のフローチャートを参照して説明する。作動テスト時は、小流量３方電磁弁５Ｂを使用する。なお、図５は、ＰＶＳＴとして説明するが設定開度を全閉とすることでＦＶＳＴに適用することもできる。なお、このフローチャートはマイコン７で実行される。
【００５２】
まず、遮断弁１の設定開度を設定する（ステップＳ１００）。この設定開度は、通信回路１３等を介してマイコン７が取得し、マイコン７内に設定する。即ち、マイコン７は、遮断弁１の設定開度を取得する設定開度取得手段として機能する。そして、例えばバルブテストスイッチ１６が操作され、以下の動作が実行される。
【００５３】
次に、ＯＵＴ側圧力センサー６Ｂの検出値を取得してチェックし（ステップＳ１０１）、遮断弁１が全閉状態の場合（ステップＳ１０２：遮断弁１が全閉状態）はテスト結果をマイコン７内のメモリに保持して（ステップＳ１１７）テストを完了する。ＯＵＴ側圧力センサー６Ｂは、シリンダー３１の内部圧力を測定できるので、遮断弁１が全閉状態のピストン３４の位置及び遮断弁１が全開位置のときのピストン３４の位置それぞれのシリンダー３１の内部圧力値を予めマイコン７内に設定することで遮断弁１が全閉状態か全開状態かを判断することができる。
【００５４】
一方、遮断弁１が全開状態の場合（ステップＳ１０２：遮断弁１が全開状態）は遮断弁１を閉じる（ステップＳ１０３）。具体的には、マイコン７が小流量３方電磁弁５ＢのソレノイドＣに通電し、シリンダー３１内のエアーを、ソレノイドバルブ５の出口ポートＯＵＴから小流量３方電磁弁５Ｂを経由して共通の排気ポートＥＸＨから大気に排気させる。すると、バネ荷重によってピストン３４が左から右方向に摺動する。
【００５５】
次に、設定開度に達するまでの許容時間を内部メモリ等から読み込み（ステップＳ１０４）、現在のＯＵＴ側圧力センサー６Ｂの検出値と開度センサー８の検出値を内部メモリ等に保持し（ステップＳ１０５）、設定開度に到達するまでの許容時間とステップＳ１０３で遮断弁を閉じ始めてから現在までの経過時間とを比較（チェック）する（ステップＳ１０６）。なお、許容時間は予めマイコン７に設定されている。また、経過時間はマイコン７が内蔵するタイマ等で計時すればよい。
【００５６】
ステップＳ１０６で比較したした結果許容時間を超えている場合（ステップＳ１０７：許容時間超え）はテスト結果をマイコン７内のメモリに保持して（ステップＳ１１７）テストを完了する。一方、ステップＳ１０６で比較したした結果許容時間を超えていない場合（ステップＳ１０７：許容時間を超えていない）は設定開度まで達したかをチェックする（ステップＳ１０８）。ステップＳ１０６で比較したした結果許容時間を超えている場合は、テストの結果遮断弁１の固着等の異常が発見されたとして、その結果を保持する。
【００５７】
次に、ステップＳ１０８で設定開度をチェックした結果設定開度に達していない場合（ステップＳ１０９：設定開度に達していない）はステップＳ１０５に戻り、ステップＳ１０５以降を再度実行する。一方、ステップＳ１０８で設定開度をチェックした結果設定開度に達した場合（ステップＳ１０９：設定開度に達した）は遮断弁１を開ける（ステップＳ１１０）。
【００５８】
ステップＳ１１０が実行されると、マイコン７はソレノイドＣを停電状態とし、ソレノイドＤを通電状態とする。すると、エアー供給源１１からのエアーは、ソレノイドバルブ５の共通の入口ポートＩＮから小流量３方電磁弁５Ｂを介して共通の出口ポートＯＵＴを経由して送入口３６よりシリンダー３１に供給されて、ピストン３４が左方向に摺動し、遮断弁１は全開状態に向かう。
【００５９】
次に、予め設定されている設定開度から全開なるまでの許容時間を内部メモリ等から読み込み（ステップＳ１１１）、現在のＯＵＴ側圧力センサー６Ｂの検出値と開度センサー８の検出値を内部メモリ等に保持し（ステップＳ１１２）、全開になるまでの許容時間とステップＳ１１０で遮断弁１を開き始めてから現在までの経過時間とを比較（チェック）する（ステップＳ１１３）。
【００６０】
ステップＳ１１３で比較したした結果許容時間を超えている場合（ステップＳ１１４：許容時間超え）はテスト結果をマイコン７内のメモリに保持して（ステップＳ１１７）テストを完了する。一方、ステップＳ１１３で比較したした結果許容時間を超えていない場合（ステップＳ１１４：許容時間を超えていない）は遮断弁１が再び全開になったかをチェックする（ステップＳ１１５）。ステップＳ１１３で比較したした結果許容時間を超えている場合は、設定開度から全開に戻る際に何らかの異常が発見されたとして、その結果を保持する。
【００６１】
次に、ステップＳ１１５で全開になったかをチェックした結果全開になっていない場合（ステップＳ１１６：全開ではない）はステップＳ１１２に戻り、ステップＳ１１２以降を再度実行する。一方、ステップＳ１１５で全開になったかをチェックした結果全開になった場合（ステップＳ１１６：全開）はテスト結果をマイコン７内のメモリに保持して（ステップＳ１１７）テストを完了する。つまり、ステップＳ１１４、Ｓ１１５、Ｓ１１６、Ｓ１１７の順に実行された場合はテストが正常に終了したと判定できる。
【００６２】
上述したテスト（ＰＶＳＴ）において、ソレノイドバルブ５は、電気信号で動作され反応速度が速いが、遮断弁１はエアーによって動作するエアーシリンダー３によって開閉するので、ソレノイドバルブ５よりも遅れて動作し、電気信号に対して遮断弁１の制御が遅れる傾向がある。そのため、ＰＶＳＴ時に全開状態からユーザが設定した開度（設定開度）まで遮断弁１を閉じるように駆動させたとしても、ソレノイドバルブ５が設定開度検出時に停止（或いは開制御へ移行）したよりも遅れて遮断弁１が停止（或いは開制御へ移行）する。したがって、遮断弁１は設定開度よりも多く閉じてしまい、設定開度と遮断弁１の実開度との間に乖離が生じてしまう（図６を参照）。
【００６３】
そこで、本実施形態では、マイコン７が、ユーザが設定した設定開度に対して所定の係数に基づく演算を行って、設定開度を本来の値よりも大きな値に変更し、遮断弁１を見かけ上設定開度よりも前に停止させて実開度をユーザが設定した値に近づける（図７を参照）。図８に上述した所定の係数の算出動作（遮断弁制御係数算出方法）のフローチャートを示す。
【００６４】
まず、初期設定として、ソレノイドバルブ５を動作させ、遮断弁１が全開及び全閉時の開度センサー８の検出値をマイコン７に認識させる（ステップＳ２０１）。次に、図５に示した動作によりＰＶＳＴを実行する（ステップＳ２０２）。このＰＶＳＴは、まだ係数は使用せずに従来通りの方法で実行される。また、ＰＶＳＴは、設定開度を変えて複数回行うのが好ましい。さらには、ＰＶＳＴは、１つの設定開度当たり複数回行うことが好ましい。
【００６５】
次に、ステップＳ２０２で実行したＰＶＳＴにおける遮断弁１の実開度をそれぞれの設定開度について取得する（ステップＳ２０３）。次に、それぞれの設定開度と実開度との偏差αを求め（ステップＳ２０４）、偏差の平均（標準偏差）βを求める（ステップＳ２０５）。そして、ステップＳ２０５で求めた標準偏差βより、係数ＣをＣ＝１−βとして算出する（ステップＳ２０６）。即ち、係数Ｃは、遮断弁１の実際の開度と設定開度との偏差に基づいて算出されている。
【００６６】
図７のフローチャートによれば、ステップＳ２０２が予備作動工程、ステップＳ２０３が実開度検出工程、ステップＳ２０４、Ｓ２０５が偏差算出工程、ステップＳ２０６が係数算出工程となる。
【００６７】
図９に係数ありの場合と係数なしの場合とでＰＶＳＴを行った際の設定開度（Ｓｅｔｔｉｎｇ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）と実開度（Ａｃｔｕａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）との例を比較した表を示す。図９の場合、設定開度として２５％、５０％、７５％の３つに対して、係数ありの場合と係数なしの場合のそれぞれＰＶＳＴを５回ずつ行った。
【００６８】
図９において、係数は、上述したように係数なしの場合のデータに基づいて算出している。図９では、設定開度２５％、５０％、７５％のそれぞれについて実開度の平均（Ａｖｅ）を算出し、その平均と設定開度との偏差αを算出している。そして、設定開度２５％、５０％、７５％のそれぞれについて算出した偏差αを加算して標準偏差βを算出し、１−βにより係数Ｃを算出している。
【００６９】
図９において算出された係数Ｃは０．８１７３０８となる。この係数Ｃで除算された設定開度は２５％の場合、３０．５８８２２４となり設定開度よりも大きな値となる。同様に設定開度５０％の場合は６１．１７６４４６となり、設定開度７５％の場合は９１．７６４６７１となり、はやり設定開度よりも大きな値となる。設定開度が大きな値となるということは、ＰＶＳＴを行う際には全開状態（１００％）から閉じる方向へ制御するため、設定開度の手前ということになる。
【００７０】
このようにして求めた設定開度に代える値によりＰＶＳＴを行うと、図９の係数ありの行に示したように、いずれの設定開度でも実開度が設定開度に近い値となり、誤差も係数ありの方が係数なしよりも小さくなることが明らかとなった。
【００７１】
図８のフローチャートにより算出された係数Ｃは、図５のステップＳ１０４において、設定開度に代えてこの係数Ｃによる除算結果の値に基づく開度に達するまでの許容時間を読み込む。ステップＳ１０６、Ｓ１０８等も設定開度ではなく除算結果に基づく開度に代えて判断する。即ち、マイコン７は、開度センサー８（開度検出手段）が検出した開度が、取得した設定開度を予め定めた係数Ｃで除した値となるまでソレノイドバルブ５（電磁弁）の小流量３方電磁弁５ＢのソレノイドＣに通電し、シリンダー３１内のエアーを、ソレノイドバルブ５の出口ポートＯＵＴから小流量３方電磁弁５Ｂを経由して共通の排気ポートＥＸＨから大気に排気させる（動作させる）。
【００７２】
したがって、ステップＳ１００が設定開度取得工程、ステップＳ１０５が開度検出工程、ステップＳ１０８、Ｓ１０９が制御工程として機能する。
【００７３】
本実施形態によれば、遮断弁１の弁軸１ｂを制御するエアーシリンダー３のシリンダー３１にエアー供給源１１からエアーの供給及び排気を行うソレノイドバルブ５の開閉を制御するマイコン７を備えた遮断弁制御装置１００であって、マイコン７は、遮断弁１の設定開度を取得する。そして、マイコン７は、取得した設定開度を予め定めた係数Ｃで除した値までソレノイドバルブ５を動作させる。このようにすることにより、係数Ｃによって、設定開度を遮断弁１の動作の遅れの分を考慮した値にマイコン７内部で変更することができる。そのため、実際の開度を設定開度に近い値となるまで制御することができ、設定開度と実際の開度との乖離を小さくすることができる。また、電気的な制御のみで実現できるので、一定の条件でニードルが伸びてブレーキを掛けるなどといった機械的な仕組みが不要となり、テストのための追加部品が不要となる。
【００７４】
また、係数Ｃは、遮断弁１の実際の開度と設定開度との偏差に基づいて算出されているので、単純な差ではなく、複数のデータに基づくバラつきから係数を算出することができ、係数をより精度良くすることができる。
【００７５】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態にかかる遮断弁制御システムを、図１０及び図１１を参照して説明する。なお、前述した第１の実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００７６】
本実施形態は、遮断弁制御システムの構成は、図１〜図４と同様である。本実施形態では、係数の算出方法及びその係数を利用した補正式が異なる。また、故障の予知を含む設定時の作動テスト（ＰＶＳＴ）時の動作（図５のフローチャート）も第１の実施例と同様である。
【００７７】
図１０に本実施形態にかかる所定の係数の算出動作（遮断弁制御係数算出方法）のフローチャートを示す。図１０において、ステップＳ２０１〜Ｓ２０３は図８と同様である。ステップＳ２０３から進んだステップＳ６０１において、ステップＳ２０３で取得した実開度とその設定開度に基づいて係数を算出する。本実施形態における係数に基づく設定開度の算出式は算出後の開度をｙ、算出前の設定開度をｘとすると、次の（１）式で表される。
【数１】
2018167994.tif 000003
【００７８】
（１）式において、ａ、ｂは係数である。係数ａはｙを算出するにあたってのｘのゲイン、係数ｂはｙを算出するにあたってのｘのオフセットとなる。この係数は次の（２）式及び（３）式で求められる。
【数２】
2018167994.tif 000004
【数３】
2018167994.tif 000005
【００７９】
（２）式及び（３）式におけるｎは、複数種類の設定開度についてＰＶＳＴを実行したことや、１つの設定開度について複数回ＰＶＳＴを実行したことにより取得した実開度と設定開度のデータの組の数（係数を算出するために行ったＰＶＳＴの実行回数）である。
【００８０】
本実施形態による設定開度の算出、即ち（１）式で示した一次方程式は、最小二乗法によるものであり、（２）式及び（３）式で算出される係数ａ、ｂは、この最小二乗法に基づく係数となっている。なお、本実施形態では、（１）式を一次方程式としているが、二次方程式や三次方程式等の高次の方程式としてもよい。その場合は（２）式（３）式も適宜変更してもよい。
【００８１】
図１１に本実施形態における係数ありの場合と係数なしの場合とでＰＶＳＴを行った際の設定開度（Ｓｅｔｔｉｎｇ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）と実開度（Ａｃｔｕａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）との例を比較した表を示す。図１１の場合、設定開度として２５％、５０％、７５％の３つに対して、係数ありの場合と係数なしの場合のそれぞれＰＶＳＴを５回ずつ行った。
【００８２】
図１１において、係数ａ、ｂは、上述したように係数なしの場合のデータに基づいて算出している。このようにして求めた設定開度に代える値によりＰＶＳＴを行うと、図１１の係数ありの行に示したように、いずれの設定開度でも実開度が設定開度に近い値となり、誤差も係数ありの方が係数なしよりも小さくなることが明らかとなった。
【００８３】
図１０のフローチャートにより算出された係数ａ、ｂは、図５のステップＳ１０４において、設定開度に代えてこの係数ａ、ｂによる除算結果の値に基づく開度に達するまでの許容時間を読み込む。ステップＳ１０６、Ｓ１０８等も設定開度ではなく除算結果に基づく開度に代えて判断する。即ち、マイコン７は、開度センサー８（開度検出手段）が検出した開度が、取得した設定開度を（１）式で算出した値となるまでソレノイドバルブ５（電磁弁）の小流量３方電磁弁５ＢのソレノイドＣに通電し、シリンダー３１内のエアーを、ソレノイドバルブ５の出口ポートＯＵＴから小流量３方電磁弁５Ｂを経由して共通の排気ポートＥＸＨから大気に排気させる（動作させる）。
【００８４】
本実施形態によれば、遮断弁１の弁軸１ｂを制御するエアーシリンダー３のシリンダー３１にエアー供給源１１からエアーの供給及び排気を行うソレノイドバルブ５の開閉を制御するマイコン７を備えた遮断弁制御装置１００であって、マイコン７は、遮断弁１の設定開度を取得する。そして、マイコン７は、取得した設定開度を予め定めた係数ａ、ｂに基づく一次方程式により算出された値までソレノイドバルブ５を動作させる。このようにすることにより、係数ａ、ｂによって、設定開度を遮断弁１の動作の遅れの分を考慮した値にマイコン７内部で変更することができる。そのため、実際の開度を設定開度に近い値となるまで制御することができ、設定開度と実際の開度との乖離を小さくすることができる。また、電気的な制御のみで実現できるので、一定の条件でニードルが伸びてブレーキを掛けるなどといった機械的な仕組みが不要となり、テストのための追加部品が不要となる。
【００８５】
また、係数ａ、ｂは、遮断弁１の実際の開度と設定開度とにより算出された最小二乗法に基づく係数となっているので、実測値に近い値となるような係数を求めることができる。
【００８６】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態にかかる遮断弁制御システムを、図１２及び図１３を参照して説明する。なお、前述した第１、第２の実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００８７】
本実施形態は、遮断弁制御システムの構成は、図１〜図４と同様である。本実施形態では、遮断弁制御システムの動作が異なる。本実施形態における故障の予知を含む設定時の作動テスト（ＰＶＳＴ）時の動作について図１２のフローチャートを参照して説明する。
【００８８】
図１２のフローチャートにおいて、ステップＳ３００〜Ｓ３０４は図５のフローチャートのステップＳ１００〜Ｓ１０４と同様である。ステップＳ３０４から進んだステップＳ３０５においては開度センサー８の検出値（実開度）を内部メモリ等に保持し、その検出値が所定の開度に達したかチェックする（ステップＳ３０６）。
【００８９】
この所定の開度は例えば設定開度の１２０％程度の値などである。この所定の開度が大きすぎると後述する遮断弁を短時間オンする回数が増加し、テスト時間がかかってしまう。一方であまり設定開度に近すぎると課題で説明したように、遮断弁１の動作の遅れから設定開度を行き過ぎてしまう場合がある。そこで、本実施形態では、少なくとも設定開度の１５０％、つまり遮断弁１が全開状態から設定開度までの移動量の半分以上であることが望ましい。即ち、マイコン７は、ソレノイドバルブ５（電磁弁）を複数回開閉動作させることのうち初回の動作については、２回目以降の動作よりも遮断弁１が多く閉じられるようにしている。
【００９０】
ステップＳ３０６の結果所定の開度に達していない場合（ステップＳ３０７：所定の開度に達していない）はステップＳ３０５に戻り、所定の開度に達するまでステップＳ３０５〜Ｓ３０７のループを繰り返す。
【００９１】
一方、ステップＳ３０６の結果所定の開度に達した場合（ステップＳ３０７：所定の開度に達した）は遮断弁１を止める（ステップＳ３０８）。具体的には、マイコン７が小流量３方電磁弁５ＢのソレノイドＣを停電させ、３つのポートすべてが閉となるオールポートブロック状態にする。すると、エアーの供給も排出も停止するのでシリンダー３１と遮断弁１が遅れて停止する。
【００９２】
次に、ソレノイドバルブ５を短時間オンにし（ステップＳ３０９）、開度センサー８の検出値（実開度）を内部メモリ等に保持し（ステップＳ３１０）、その検出値が設定開度に達したかチェックする（ステップＳ３１１）。ソレノイドバルブ５をオンにするとは、マイコン７が小流量３方電磁弁５ＢのソレノイドＣに通電することであり、このようにすると、シリンダー３１内のエアーを、ソレノイドバルブ５の出口ポートＯＵＴから小流量３方電磁弁５Ｂを経由して共通の排気ポートＥＸＨから大気に排気されてバネ荷重によってピストン３４が左から右方向に摺動する。また、短時間とは、遮断弁１の開度が少量（数％程度）閉じる程度の時間である。つまり、ステップＳ３０９では、ソレノイドバルブ５を短時間オンにすることで遮断弁１を細かく動作させている。
【００９３】
なお、ステップＳ３１１でチェックする設定開度は、必ずしも設定開度と同じ値に限らず設定開度を中心とした所定の範囲（例えば±数％）であればよい。
【００９４】
ステップＳ３１１の結果設定開度に達していない場合（ステップＳ３１２：設定開度に達していない）はステップＳ３０９に戻り、再度ソレノイドバルブ５を短時間オンにする。
【００９５】
一方、ステップＳ３１１の結果設定開度に達した場合（ステップＳ３１２：設定開度に達した）は設定開度に到達するまでの許容時間とステップＳ３０３で遮断弁を閉じ始めてから現在までの経過時間とを比較（チェック）する（ステップＳ３１３）。なお、本実施形態の許容時間は、第１の実施形態とは異なる時間であって、ステップＳ３０６の所定の開度及びステップＳ３０９を複数回行ったことを考慮した時間とする。
【００９６】
即ち、本実施形態は、遮断弁の開度が設定開度に近づくようにソレノイドバルブ５を複数回動作させている（図１３を参照）。図１３では、ｎ回としているが、回数は、遮断弁１の特性や、初回の開度、２回目以降に短時間ソレノイドバルブ５をオンにする時間等により変動する。
【００９７】
ステップＳ３１３で比較したした結果許容時間を超えている場合（ステップＳ３１４：許容時間超え）はテスト結果をマイコン７内のメモリに保持して（ステップＳ３２２）テストを完了する。一方、ステップＳ３１３で比較したした結果許容時間を超えていない場合（ステップＳ３１４：許容時間を超えていない）は遮断弁１を開ける（ステップＳ３１５）。
【００９８】
ステップＳ３１５が実行されると、マイコン７はソレノイドＣを停電状態とし、ソレノイドＤを通電状態とする。すると、エアー供給源１１からのエアーは、ソレノイドバルブ５の共通の入口ポートＩＮから小流量３方電磁弁５Ｂを介して共通の出口ポートＯＵＴを経由して送入口３６よりシリンダー３１に供給されて、ピストン３４が左方向に摺動し、遮断弁１は全開状態に向かう。
【００９９】
次に、予め設定されている設定開度から全開なるまでの許容時間を内部メモリ等から読み込み（ステップＳ３１６）、現在のＯＵＴ側圧力センサー６Ｂの検出値と開度センサー８の検出値を内部メモリ等に保持し（ステップＳ３１７）、全開になるまでの許容時間とステップＳ２１５で遮断弁を開き始めてから現在までの経過時間とを比較（チェック）する（ステップＳ３１８）。
【０１００】
ステップＳ３１８で比較したした結果許容時間を超えている場合（ステップＳ３１９：許容時間超え）はテスト結果をマイコン７内のメモリに保持して（ステップＳ３２２）テストを完了する。一方、ステップＳ３１６で比較したした結果許容時間を超えていない場合（ステップＳ３１９：許容時間を超えていない）は遮断弁１が再び全開になったかをチェックする（ステップＳ３２０）。
【０１０１】
次に、ステップＳ３２０で全開になったかをチェックした結果全開になっていない場合（ステップＳ３２１：全開ではない）はステップＳ３１７に戻り、ステップＳ３１７以降を再度実行する。一方、ステップＳ３２０で全開になったかをチェックした結果全開になった場合（ステップＳ３２１：全開）はテスト結果をマイコン７内のメモリに保持して（ステップＳ３２２）テストを完了する。
【０１０２】
したがって、ステップＳ３００が設定開度取得工程、ステップＳ３０５が開度検出工程、ステップＳ３０６、Ｓ３０７が制御工程として機能する。
【０１０３】
本実施形態によれば、遮断弁１の開度を検出する開度センサー８を備え、マイコン７は、開度センサー８の検出値に基づいて設定開度に近づくようにソレノイドバルブ５を複数回閉制御するので、例えば設定開度付近では細かく動作させることで、設定開度となるように実際の開度を徐々に調整することができる。したがって、設定開度と実開度との乖離を小さくすることができる。また、電気的な制御のみで実現できるので、一定の条件でニードルが伸びてブレーキを掛けるなどといった機械的な仕組みが不要となり、テストのための追加部品が不要となる。
【０１０４】
また、マイコン７は、ソレノイドバルブ５を複数回開閉動作させることのうち初回の動作については、２回目以降の動作よりも遮断弁１が多く閉じられるようにするので、ソレノイドバルブ５の開閉制御回数をなるべく少なくして、テスト時間の短縮化が図れる。
【０１０５】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態にかかる遮断弁制御システムを、図１４及び図１５を参照して説明する。なお、前述した第１〜第３の実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【０１０６】
本実施形態は、遮断弁制御システムの構成は、図１〜図４と同様である。本実施形態では、第１の実施形態で予め算出した係数Ｃに代えてソレノイドバルブ５に対する遮断弁１の遅延時間を予め測定し、その測定結果に基づいて開閉制御を行う。
【０１０７】
図４に示した構成の遮断弁制御装置１００では、開度センサー８の検出結果に基づいてマイコン７が設定開度に達したかを判定しているが、上述したように、遮断弁１はソレノイドバルブ５よりも反応速度が遅いので、ソレノイドバルブ５を閉制御（オールポートブロック）としても遮断弁１が実際に停止するまで遅延時間が発生する。そこで、本実施形態では、予め設定開度まで到達する時間及び前記した遅延時間を測定し、その測定された設定開度に到達する時間から遅延時間分差し引いた時間でソレノイドバルブ５を閉制御する（図１４を参照）。本実施形態における遅延時間を測定するフローチャート（時間取得工程）を図１５に示す。図１５に示したフローチャートはマイコン７で実行される。
【０１０８】
まず、初期設定として、ソレノイドバルブ５を動作させ、遮断弁１が全開及び全閉時の開度センサー８の検出値をマイコン７に認識させる（ステップＳ４０１）。次に、図５に示した動作によりＰＶＳＴを実行する（ステップＳ４０２）。このＰＶＳＴは、例えば８０％、６０％、４０％、２０％等、設定開度を変えて複数回行うのが好ましい。次に、ステップＳ４０２で実行したＰＶＳＴで設定開度まで到達する時間及び遅延時間を測定する（ステップＳ４０３）。即ち、マイコン７は、遮断弁１の設定開度及び当該設定開度まで遮断弁１が到達する時間を取得する時間取得手段として機能する。
【０１０９】
なお、ステップＳ４０２で複数の設定開度でＰＶＳＴを実行するのは、開度によりシリンダー３１にかかる圧力の違いから時間差と開度との関係が比例関係にならないためである。即ち、遅延時間は、遮断弁１の複数の開度について予め測定されている。
【０１１０】
そして、図５のフローチャートを実行する際には、ステップＳ１０６で設定開度に達したかをチェックする際に、前記した測定された設定開度に到達する時間から遅延時間分差し引いた時間が経過したかをチェックする。即ち、マイコン７は、予め測定されたソレノイドバルブ５（電磁弁）に対する遮断弁１の遅延時間に基づいて、当該設定開度まで遮断弁１が到達する時間から遅延時間分を差し引いた時間までソレノイドバルブ５（電磁弁）を動作させている。即ち、ステップＳ１０６、Ｓ１０７が制御工程として機能する。
【０１１１】
なお、事前に測定するや設定開度に到達する時間や遅延時間は、１％毎等の細かい開度で測定するのは現実的には困難であるので、上述したように２０％毎や１０％等の開度で測定し、それらの間の開度を設定する場合は、その設定する開度に近い到達時間や遅延時間に基づいて推定してもよい。例えば、設定開度２５％にする場合、上述した８０％、６０％、４０％、２０％が算出されている場合は、２０％に値に基づいて推定する。
【０１１２】
本実施形態によれば、マイコン７が、予め測定されたソレノイドバルブ５に対する遮断弁１の遅延時間に基づいて、設定開度まで遮断弁１が到達する時間から遅延時間分を差し引いた時間前までソレノイドバルブ５を開制御する。このようにすることにより、遮断弁１の動作の遅れ分を考慮してマイコン７が制御することができる。そのため、設定開度と実際の開度との乖離を小さくすることができる。また、電気的な制御のみで実現できるので、一定の条件でニードルが伸びてブレーキを掛けるなどといった機械的な仕組みが不要となり、テストのための追加部品が不要となる。
【０１１３】
また、この時間差は、遮断弁１の複数の開度について予め測定されているので、シリンダー３１内の圧力により遮断弁１の動作速度が開度によって変化することに対応して適切な遅延時間による制御をすることができる。
【０１１４】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態にかかる遮断弁制御システムを、図１６〜図１９を参照して説明する。なお、前述した第１〜第４の実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【０１１５】
本実施形態にかかる遮断弁制御システムの要部構成図を図１６に示す。本実施形態は、図１６に示したように、調整手段としてのスピードコントローラ４０がソレノイドバルブ５の出口ポートＯＵＴとエアーシリンダー３のエアー送入口３６との間に設けられている。
【０１１６】
スピードコントローラ４０は、ソレノイドバルブ５とエアーシリンダー３との間のエアーの流量を調節する。スピードコントローラ４０の構成を図１７に示す。なお、スピードコントローラは、図１７等に図示した構成、形状に限定されず、エアーの流量を調節することができるものであればよい。
【０１１７】
スピードコントローラ４０は、略円筒上の本体部４１と、本体部４１の一端部から本体部内に挿入される調整部４５と、を備えている。本体部４１は、その筒の側面部から突出した第１接続部４１ａと、本体部４１の他端部に形成された第２接続部４１ｂと、が設けられている。第２接続部４１ｂは、本体部４１の筒部分よりも細くなっている。
【０１１８】
第１接続部４１ａには、外部からエアーが流入または流出する通気口４２が形成されている。第２接続部４１ｂには、外部からエアーが流入または流出する通気口４３が形成されている。通気口４２と通気口４３は、本体部４１内に形成された挿通孔４４と連通しており、通気口４２と通気口４３との間でエアーの吸排気ができるようになっている。挿通孔４４は、通気口４３側の通気口４２との接続部分の近傍に段部４４ａが形成され、挿通孔４４の口径を小さくしている。また、挿通孔４４の一端側にはネジ部４４ｂが形成されており、後述する調整部４５のネジ部４５ｂと噛み合っている。
【０１１９】
第１接続部４１ａは、例えばエアーシリンダー３のエアー送入口３６に接続され、第２接続部４１ｂは、例えばソレノイドバルブ５の出口ポートＯＵＴに接続される。
【０１２０】
調整部４５は、摘み部４５ａと、ネジ部４５ｂと、規制部４５ｃと、を備えている。摘み部は、略円盤状に形成され、ネジ部４５ｂの本体部４１から露出した一方の先端部に設けられている。ネジ部４５ｂは、略丸棒状に形成され、摘み部４５ａと規制部４５ｃが設けられている間にネジ溝が形成されている。このネジ溝は、本体部４１のネジ部４４ｂと噛み合っている。規制部４５ｃは、ネジ部４５ｂの他方の先端部に設けられている。つまり、規制部４５ｃは、本体部４１内（挿通孔４４内）に位置付けられている。また、規制部４５ｃは、ネジ部４５ｂから先端（通気口４３方向）に向かうにしたがって細くなる截頭円錐形状となっている。そのため、規制部４５ｃは、その円錐の斜面部分が上述した段部４４ａと接触することで、通気口４３へのエアーの流出入を止めることができる。
【０１２１】
このような構成のスピードコントローラ４０は、図１８の左側に示したように、調整部４５の摘み４５ａを回転操作して、調整部４５を本体部４１にねじり込んで本体部４１からの突出量を少なくすると、規制部４５ｃが挿通孔４４内で段部４４ａに近づく方向に移動する。すると、規制部４５ｃと段部４４ａとの間隔が狭くなり、通気口４２から流入するエアーの量が規制される。したがって、通気口４２と通気口４３との間に流れるエアーの量を少なくするように調整ができる。
【０１２２】
一方、図１８の右側に示したように、調整部４５の摘み４５ａを回転操作して、調整部４５の本体部４１からの突出量を多くすると、規制部４５ｃが挿通孔４４内で段部４４ａから離れる方向に移動する。すると、規制部４５ｃと挿通孔４４との間隔が広くなり、通気口４２から流入するエアーの量が多くなる。したがって、通気口４２と通気口４３との間に流れるエアーの量を多くするように調整ができる。
【０１２３】
このようにして、スピードコントローラ４０は、調整部４５の摘み４５ａを回転操作することで、通気口４２と通気口４３との間を流れるエアーの量を調整することができる。調整部４５は、ネジ部４５ｂによって本体部４１（ネジ部４４ｂ）と噛み合っているので、規制部４５ｃの位置を任意の位置で固定することができる。
【０１２４】
本実施形態では、上述した構成のスピードコントローラ４０が、ソレノイドバルブ５の出口ポートＯＵＴとエアーシリンダー３のエアー送入口３６との間に設けられていることで、エアーシリンダー３からエアーの排出量を制御し、シリンダー３１の動作速度を制限する。
【０１２５】
図１９に本実施形態にかかる故障の予知を含む設定時の作動テスト（ＰＶＳＴ）時の動作（遮断弁制御システムのテスト方法）のフローチャートを示す。図１９に示したフローチャートは、図５に示したフローチャートの前にステップＳ５０１及びＳ５０２が追加されている。
【０１２６】
ステップＳ５０１においては、スピードコントローラ４０の調整を行う。例えば、スピードコントローラ４０によりエアーシリンダー３から排出するエアーの量を絞るようにして、排気量を少なくする。次に、ステップＳ５０２において、設定開度を設定し、以降は図５で説明したとおりにフローチャートが進行する。
【０１２７】
即ち、ステップＳ５０１が調整工程、ステップＳ５０２が開度設定工程、ステップＳ１０１〜Ｓ１１７が作動テスト工程となる。
【０１２８】
なお、スピードコントローラ４０の調整を複数回行うために、図１９に示したフローチャートを複数回実行してもよい。
【０１２９】
本実施形態によれば、ソレノイドバルブ５とエアーシリンダー３との間にエアーの流量を調整するスピードコントローラ４０が設けられているので、スピードコントローラ４０によりエアーシリンダー３から排出するエアーの量を絞ることで、排気量が制御されるため、シリンダー３１の動作速度が制限され遮断弁１の遅延が少なくなる。そのため、ＰＶＳＴ実行時に設定開度と実開度との乖離を小さくすることができる。
【０１３０】
なお、上述した第５の実施形態は、第１〜第４の実施形態と組み合わせることができる。第１、第２の実施形態と組み合わせた場合は、ソレノイドバルブ５とエアーシリンダー３との間にスピードコントローラ４０が設け、更に係数Ｃや係数ａ、ｂにより設定開度を変更する。例えば、小口径の遮断弁の開閉は非常に速いため、小口径の場合には上記係数Ｃや係数ａ、ｂのみでは、設定開度での切り替え制御がうまく行えない可能性がある。そこで、スピードコントローラ４０を取り付けることで、開閉速度を調節して、精度良くＰＶＳＴを行えるようになる。
【０１３１】
次に、第３の実施形態と組み合わせた場合は、ソレノイドバルブ５とエアーシリンダー３との間にスピードコントローラ４０が設け、更に、複数回ソレノイドバルブ５の開閉動作を行って徐々に設定開度に近づける。この場合でも、上記小口径の遮断弁において、スピードコントローラ４０により開閉速度を調節して、精度良くＰＶＳＴを行えるようになる。
【０１３２】
そして、第４の実施形態と組み合わせた場合は、ソレノイドバルブ５とエアーシリンダー３との間にスピードコントローラ４０が設け、更に、測定した遅延時間に基づいてソレノイドバルブ５を制御する。この場合でも、上記小口径の遮断弁において、スピードコントローラ４０により開閉速度を調節した時間に基づいてソレノイドバルブ５を制御することで、精度良くＰＶＳＴを行えるようになる。
【０１３３】
また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の弁制御装置の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１３４】
１            遮断弁（弁）
１ｂ          弁軸
３            エアーシリンダー
５            ソレノイドバルブ（電磁弁）
７            マイクロコントローラ（制御手段、設定開度取得手段、時間取得手段）
８            開度センサー（開度検出手段）
１１          エアー供給源
３１          シリンダー
４０          スピードコントローラ
１００        遮断弁制御装置（弁制御装置）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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