(57)【要約】      （修正有） 【課題】ＰＩＤ制御の信号に基づきアクチュエータ制御量が大幅に変更された場合でも、調整弁が急峻かつ大幅に作動されるのを防止できる電空ポジショナの作動速度制御装置を提供する。【解決手段】制御量指令部５から出力されたアクチュエータ制御量、アクチュエータ制御量から出力された更新値とを比較判定するデータ比較部１２と；電空ポジショナの作動速度を可変する作動速度設定クロック発振部１４と；作動速度設定クロック発振部から発振されたデジタル値より大きい場合にＯＮとなる加算指令スイッチ１５と；デジタル値に定数「１」を加算するデータ加算部１６と；減算指令スイッチ１７と、減算指令スイッチがＯＮとなった時にデジタル値から定数「１」を減算するデータ減算部１８とまたは前記データ減算部からの出力信号に基づき定数「１」を加算または減算してデジタル値を更新し出力する出力データ選択スイッチ１９と；を備えたことを特徴とする。【選択図】図１
2008190575.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電空ポジショナの作動速度を制御する装置であって；
ＰＩＤ演算等によって算出されて制御量指令部から出力された、前記電空ポジショナによるアクチュエータ制御量のデジタル値ｄ1と、前記電空ポジショナによるアクチュエータ制御量として先行して算出されて本装置から出力された前記アクチュエータ制御量のデジタル値ｄ2とを比較判定するデータ比較部と；
タイマー部の設定値の間隔毎にＯＮとなりかつ前記設定値の変更により前記電空ポジショナの作動速度を可変するクロックを発振する作動速度設定クロック発振部と；
この作動速度設定クロック発振部から発振されたクロックがＯＮとなりかつ前記デジタル値ｄ1が前記デジタル値ｄ2より大きい場合にＯＮとなる加算指令スイッチと；
この加算指令スイッチがＯＮとなった時に前記デジタル値ｄ2に定数「１」を加算するデータ加算部と；
前記作動速度設定クロック発振部から発振されたクロックがＯＮとなりかつ前記デジタル値ｄ1が前記デジタル値ｄ2より小さい場合にＯＮとなる減算指令スイッチと；
この減算指令スイッチがＯＮとなった時に前記デジタル値ｄ2から定数「１」を減算するデータ減算部と；
前記データ加算部または前記データ減算部からの出力信号に基づき定数「１」を加算または減算して前記デジタル値ｄ2を更新し出力する出力データ選択スイッチと；
を備えたことを特徴とする電空ポジショナの作動速度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電空ポジショナの作動速度を制御する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電空ポジショナの一つとして、入力信号に応じて調整弁の弁開度を制御するため、前記調整弁の弁開度に対応するリフト位置を検出する位置センサと、前記入力信号および前記位置センサの検出信号から前記弁開度を制御するための制御信号を生成する制御部と、該制御部からの制御信号に対応した空気圧信号を生成して前記調整弁に送る電空変換部とを備えたものがある。
【特許文献１】特開平７−２６９５０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、このように構成された従来の電空ポジショナでは、ＰＩＤ制御の信号に基づきアクチュエータ制御量が大幅に変更された場合には、調整弁が急峻かつ大幅に作動されて、この調整弁はパンチングやオーバーシュートを起こすとともに損傷されるなどの問題があった。
【０００４】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ＰＩＤ制御の信号に基づきアクチュエータ制御量が大幅に変更された場合でも、調整弁が急峻かつ大幅に作動されるのを防止するとともに目標値への収束性を高めることができる電空ポジショナの作動速度制御装置を提供することにある。 
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の問題を解消するために本発明における電空ポジショナの作動速度制御装置は、電空ポジショナの作動速度を制御する装置であって；ＰＩＤ演算等によって算出されて制御量指令部から出力された、前記電空ポジショナによるアクチュエータ制御量のデジタル値ｄ1と、前記電空ポジショナによるアクチュエータ制御量として先行して算出されて本装置から出力された前記アクチュエータ制御量のデジタル値ｄ2とを比較判定するデータ比較部と；タイマー部の設定値の間隔毎にＯＮとなりかつ前記設定値の変更により前記電空ポジショナの作動速度を可変するクロックを発振する作動速度設定クロック発振部と；この作動速度設定クロック発振部から発振されたクロックがＯＮとなりかつ前記デジタル値ｄ1が前記デジタル値ｄ2より大きい場合にＯＮとなる加算指令スイッチと；この加算指令スイッチがＯＮとなった時に前記デジタル値ｄ2に定数「１」を加算するデータ加算部と；前記作動速度設定クロック発振部から発振されたクロックがＯＮとなりかつ前記デジタル値ｄ1が前記デジタル値ｄ2より小さい場合にＯＮとなる減算指令スイッチと；この減算指令スイッチがＯＮとなった時に前記デジタル値ｄ2から定数「１」を減算するデータ減算部と；前記データ加算部または前記データ減算部からの出力信号に基づき定数「１」を加算または減算して前記デジタル値ｄ2を更新し出力する出力データ選択スイッチと；を備えたことを特徴とする。
【０００６】
このように構成されたものは、作動速度設定クロック発振部のタイマー部がＯＮとなる間隔を予め作動速度設定クロック発振部に設定したのち、本電空ポジショナシステムを駆動すると、ＰＩＤ演算等によって算出されて制御量指令部から出力された、電空ポジショナによるアクチュエータ制御量のデジタル値ｄ1がデータ比較部に入力されるとともに、電空ポジショナによるアクチュエータ制御量として先行して算出されて本作動速度制御装置から出力されたアクチュエータ制御量のデジタル値ｄ2がデータ比較部に入力されて、データ比較部ではこれら２つのデジタル値ｄ1およびｄ2が比較判定される。
【０００７】
そして、作動速度設定クロック発振部から発振されたクロックがＯＮになり、かつデータ比較部による２つのデジタル値ｄ1・ｄ2の比較の結果、デジタル値ｄ1がデジタル値ｄ2より大きい場合には、加算指令スイッチがＯＮとなってデータ加算部がデジタル値ｄ2に定数「１」を加算し、この加算されたデジタル値を出力データ選択スイッチが更新値として出力する。その後、データ比較部は、この更新値についてジタル値ｄ1と再度比較を行い、更新値がデジタル値ｄ1よりも大きくなるか、または等しくなるまで上記の加算動作が繰り返される。
【０００８】
同様にして、作動速度設定クロック発振部から発振されたクロックがＯＮになり、かつデータ比較部による２つのデジタル値ｄ1・ｄ2の比較の結果、デジタル値ｄ1がデジタル値ｄ2より小さい場合には減算指令スイッチがＯＮとなってデータ減算部がデジタル値ｄ2から定数「１」を減算し、この減算されたデジタル値を出力データ選択スイッチが更新値として出力する。その後、データ比較部は、この更新値についてジタル値ｄ1と再度比較を行い、更新値がデジタル値ｄ1よりも小さくなるか、または等しくなるまで上記の減算動作が繰り返される。
【０００９】
こうして出力された更新値がデジタル値ｄ1と一致すると、この更新値はデジタル／アナログ変換部によってデジタル値からアナログ値に変換されて電空ポジショナに送信されることとなる。
【発明の効果】
【００１０】
上記の説明から明らかなように本発明は、電空ポジショナの作動速度を制御する装置であって；ＰＩＤ演算等によって算出されて制御量指令部から出力された、前記電空ポジショナによるアクチュエータ制御量のデジタル値ｄ1と、前記電空ポジショナによるアクチュエータ制御量として先行して算出されて本装置から出力された前記アクチュエータ制御量のデジタル値ｄ2とを比較判定するデータ比較部と；タイマー部の設定値の間隔毎にＯＮとなりかつ前記設定値の変更により前記電空ポジショナの作動速度を可変するクロックを発振する作動速度設定クロック発振部と；この作動速度設定クロック発振部から発振されたクロックがＯＮとなりかつ前記デジタル値ｄ1が前記デジタル値ｄ2より大きい場合にＯＮとなる加算指令スイッチと；この加算指令スイッチがＯＮとなった時に前記デジタル値ｄ2に定数「１」を加算するデータ加算部と；前記作動速度設定クロック発振部から発振されたクロックがＯＮとなりかつ前記デジタル値ｄ1が前記デジタル値ｄ2より小さい場合にＯＮとなる減算指令スイッチと；この減算指令スイッチがＯＮとなった時に前記デジタル値ｄ2から定数「１」を減算するデータ減算部と；前記データ加算部または前記データ減算部からの出力信号に基づき定数「１」を加算または減算して前記デジタル値ｄ2を更新し出力する出力データ選択スイッチと；を備えたから、本作動速度制御装置からのデジタル値の更新値を、ＰＩＤ演算等によって算出されて制御量指令部から出力されたアクチュエータ制御量のデジタル値ｄ1に収束し一致させて、アクチュエータ制御量として出力データ選択スイッチから電空ポジショナに送り込むため、ＰＩＤ制御の信号に基づきアクチュエータ制御量が大幅に変更された場合でも、ＰＩＤ制御の信号に基づき調整弁が急峻かつ大幅に作動されるのを未然に防止することが可能になるなどの優れた実用的効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、本発明を適用した電空ポジショナのシステムの一実施例について図１および図２に基づき詳細に説明する。本電空ポジショナのシステムは、図１に示すように、電空ポジショナによるアクチュエータ制御量をＰＩＤ演算等によって算出して出力する制御量指令部５と、この制御量指令部５からの制御量を変更する作動速度制御装置１と、この電空ポジショナの作動速度制御装置１から出力された作動速度制御後のデジタル値をアナログ値に変換するデジタル／アナログ変換部２と、このデジタル／アナログ変換部２からのアナログ値に基づき作動する電空ポジショナ３と、この電空ポジショナ３からの出力圧によって制御されるアクチュエータとしての空気圧式調整弁４とで構成してある。
【００１２】
そして、前記電空ポジショナの作動速度制御装置１においては、ＰＩＤ演算等によって算出されて制御量指令部５から出力された、前記電空ポジショナ３によるアクチュエータ制御量のデジタル値ｄ1と、前記電空ポジショナ３によるアクチュエータ制御量として先行して算出されて本作動速度制御装置１から出力された前記アクチュエータ制御量のデジタル値ｄ2とを比較判定するデータ比較部１２と；タイマー部１３の設定値の間隔毎にＯＮとなりかつ前記設定値の変更により前記電空ポジショナ３の作動速度を可変するクロックを発振する作動速度設定クロック発振部１４と；この作動速度設定クロック発振部１４から発振されたクロックがＯＮとなりかつ前記デジタル値ｄ1が前記デジタル値ｄ2より大きい場合にＯＮとなる加算指令スイッチ１５と；この加算指令スイッチ１５がＯＮとなった時に前記デジタル値ｄ2に定数「１」を加算するデータ加算部１６と；前記作動速度設定クロック発振部１４から発振されたクロックがＯＮとなりかつ前記デジタル値ｄ1が前記デジタル値ｄ2より小さい場合にＯＮとなる減算指令スイッチ１７と；この減算指令スイッチ１７がＯＮとなった時に前記デジタル値ｄ2から定数「１」を減算するデータ減算部１８と；前記データ加算部１６または前記データ減算部１７からの出力信号に基づき定数「１」を加算または減算して前記デジタル値ｄ2を更新し出力する出力データ選択スイッチ１９と；を備えている。
【００１３】
このように構成したものは、作動速度設定クロック発振部１４のタイマー部１３がＯＮとなる間隔を予め作動速度設定クロック発振部１４に設定したのち、本電空ポジショナのシステムを駆動すると、ＰＩＤ演算等によって算出されて制御量指令部５から出力された、電空ポジショナ３によるアクチュエータ制御量のデジタル値ｄ1がデータ比較部１２に入力されるとともに、電空ポジショナ３によるアクチュエータ制御量として先行して算出されて作動速度制御装置１から出力されたアクチュエータ制御量のデジタル値ｄ2がデータ比較部１２に入力されて、データ比較部１２ではこれら２つのデジタル値ｄ1およびｄ2が比較判定される。
【００１４】
そして、作動速度設定クロック発振部１４から発振されたクロックがＯＮになり、かつデータ比較部１２による２つのデジタル値ｄ1・ｄ2の比較の結果、デジタル値ｄ1がデジタル値ｄ2より大きい場合には、加算指令スイッチ１５がＯＮとなってデータ加算部１６がデジタル値ｄ2に定数「１」を加算し、この加算されたデジタル値を出力データ選択スイッチ１９が更新値として出力する。その後、データ比較部１２は、この更新値についてジタル値ｄ1と再度比較を行い、更新値がデジタル値ｄ1よりも大きくなるか、または等しくなるまで上記の加算動作が繰り返される。
【００１５】
同様にして、作動速度設定クロック発振部１４から発振されたクロックがＯＮになり、かつデータ比較部１２による２つのデジタル値ｄ1・ｄ2の比較の結果、デジタル値ｄ1がデジタル値ｄ2より小さい場合には減算指令スイッチ１７がＯＮとなってデータ減算部１８がデジタル値ｄ2から定数「１」を減算し、この減算されたデジタル値を出力データ選択スイッチ１９が更新値として出力する。その後、データ比較部１９は、この更新値についてジタル値ｄ1と再度比較を行い、更新値がデジタル値ｄ1よりも小さくなるか、または等しくなるまで上記の減算動作が繰り返される。
【００１６】
すなわち、制御量指令部５から出力された、電空ポジショナ３によるアクチュエータ制御量のデジタル値ｄ1が急峻に増加した場合、図２に示すように、更新値は、作動速度設定クロック発振部１４におけるタイマー部１３の設定値を間隔として階段状に増加してデジタル値ｄ1と一致するまで定数「１」の加算を繰り返えされて算出される。また、急峻に減少した場合においても、更新値は、作動速度設定クロック発振部１４におけるタイマー部１３の設定値を間隔として階段状に減少してデジタル値ｄ1と一致するまで定数「１」の減算を繰り返えされて算出される。このようにして、制御量指令部１１から出力されるアクチュエータ制御量のデジタル値ｄ1が急峻かつ大幅に変更される場合においても、実際に電空ポジショナ３を駆動させる更新値は緩やかに可変され、プロセス値への過剰な影響を抑制することが可能になる。
【００１７】
なお、図１に示すように、前記作動速度制御装置１と前記デジタル／アナログ変換部２との間にバイパススイッチ２０を設け、かつこのバイパススイッチ２０を前記制御量指令部１１と前記データ比較部１２との間に電気的に接続することにより、緊急時に作動速度制御装置１をバイパスさせて最短速度で空気圧式調整弁４を安全作動側へ作動させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明を適用した電空ポジショナのシステムの一実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明を適用した電空ポジショナのシステムの作動速度演算部のイメージを表示するグラフである。
【符号の説明】
【００１９】
１    作動速度制御装置
５    制御量指令部
１２    データ比較部
１３    タイマー部
１４    作動速度設定クロック発振部
１５    加算指令スイッチ
１６    データ加算部
１７    減算指令スイッチ
１８    データ減算部
１９    出力データ選択スイッチ
【図１】
2008190575.tif 000003
【図２】
2008190575.tif 000004