(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御弁と、
該制御弁に操作的に連結されたプラグ・シート弁と、
上記制御弁の位置を監視するとともに第１位置信号を生成するように構成された第１位置センサと、
上記プラグ・シート弁の組立体の位置を監視するとともに第２位置信号を生成するように構成された第２位置センサと、
上記第１位置信号と第１設定値とを比較するとともに第２設定値を生成する比較器であって、上記第２位置信号と上記第２設定値とを比較するとともに修正信号を生成するように構成され、該修正信号が上記制御弁を位置決めするため上記プラグ・シート弁の組立体に送信されるようになしてある比較器を備え、
上記プラグ・シート弁の組立体は共通動作ビームによって互いに連結された第１および第２プラグ・シート弁の組立体を備えており、
該第１および第２プラグ・シート弁の組立体のうちの一方の第１方向への動作が、第１および第２プラグ・シート弁の組立体のうちの他方を第１方向と反対の第２方向へ動作させるべくなしてある制御弁の組立体。
【請求項２】
上記プラグ・シート弁が、
固定バルブシートと、
可動バルブシートと、
該固定バルブシートと該可動バルブシートとにそれぞれ嵌合する第１頭部および第２頭部を有するプラグとを備えてなる、請求項１記載の制御弁の組立体。
【請求項３】
上記第１および上記第２位置センサのうち少なくとも一つがポテンシオメータである、請求項１記載の制御弁の組立体。
【請求項４】
上記第１および上記第２位置センサのうち少なくとも一つが巨大磁気抵抗装置である、請求項１記載の制御弁の組立体。
【請求項５】
上記第１および上記第２位置センサのうち少なくとも一つがホール効果センサである、請求項１記載の制御弁の組立体。
【請求項６】
上記第２位置信号を修正するように構成された調整可能なゲイン調整回路をさらに備えてなる、請求項１記載の制御弁の組立体。
【請求項７】
比例、積分または微分制御回路をさらに備えてなる、請求項１記載の制御弁の組立体。
【請求項８】
上記プラグ・シート弁の組立体から圧力信号を受信するとともに所望の位置まで上記制御弁を駆動させるための機械的動作を生成するように構成された制御弁のアクチュエータをさらに備えてなる、請求項１記載の制御弁の組立体。
【請求項９】
上記比較器から上記電気的修正信号を受信するとともに上記プラグ・シート弁の組立体へ送信する圧力信号を生成するように構成された変換器をさらに備えてなる、請求項８記載の制御弁の組立体。
【請求項１０】
上記プラグ・シート弁の組立体の可動シートが上記動作ビームに載置されるリングによって形成されてなる、請求項1に記載の制御弁の組立体。
【請求項１１】
制御弁と、
該制御弁に操作的に連結された、上記制御弁の位置を修正するように構成された制御弁のアクチュエータと、
上記制御弁に近接する、上記制御弁の位置を検出するとともに制御弁の位置を示す信号を生成するように構成された第１位置センサと、
上記制御弁のアクチュエータに流体的に連絡する、上記制御弁のアクチュエータによって使用される圧力信号を生成するように構成されたプラグ・シート弁と、
上記制御弁の位置と制御弁の設定値とを比較するとともに上記プラグ・シート弁の設定値を生成するように構成された第１比較器と、
上記プラグ・シート弁に近接する、上記プラグ・シート弁の位置を検出するとともに上記プラグシート弁の位置を示す信号を生成するように構成された第２位置センサと、
上記プラグ・シート弁の位置と上記プラグ・シート弁の設定値とを比較するとともに上記プラグ・シート弁の修正信号を生成するように構成された第２比較器と、
該プラグ・シート弁の修正信号を受信するとともにこれに対応する圧力信号を生成しその信号を上記プラグ・シート弁に送信するように構成された変換器とを備え、
上記プラグ・シート弁が動作ビームによって互いに連結された第１および第２プラグ・シート弁の組立体を備えてなるバルブ・コントロール・システム。
【請求項１２】
上記プラグ・シート弁が少なくとも１つのプラグ・シート弁の組立体を備えてなる、請求項１１に記載のバルブ・コントロール・システム。
【請求項１３】
上記位置センサのうちの少なくとも１つがポテンシオメータである、請求項１１に記載のバルブ・コントロール・システム。
【請求項１４】
上記位置センサがホール効果センサである、請求項１１に記載のバルブ・コントロール・システム。
【請求項１５】
上記プラグ・シート弁の位置を示す信号を修正するように構成された調整可能なゲイン調整回路をさらに備えてなる、請求項１１に記載のバルブ・コントロール・システム。
【請求項１６】
上記各プラグ・シート弁が、
固定バルブシートと、
可動バルブシートと、
該固定バルブシートと該可動バルブシートとにそれぞれ嵌合可能な第１頭部および第２頭部を有するプラグとをそれぞれ備えてなる、請求項１１に記載のバルブ・コントロール・システム。
【請求項１７】
上記プラグ・シート弁の組立体の可動シートが動作ビームに載置されるリングによって形成されてなる、請求項１６に記載のバルブ・コントロール・システム。
【請求項１８】
制御弁の位置を監視するステップと、
上記制御弁の位置を第１設定値と比較するステップと、
該比較ステップに基づいて第２設定値を生成するステップと、
動作ビームによって互いに連結された第１および第２のプラグ・シート弁の組立体を備えてなるプラグ・シート弁を配備するステップと、
プラグ・シート弁の位置を監視するステップと、
上記プラグ・シート弁の位置を第２設定値と比較するステップと、
上記プラグ・シート弁の位置と上記第２設定値との比較に基づいた修正信号を生成するステップと、
該修正信号に基づいた上記制御弁を位置決めするステップとを備えてなる、制御弁の位置決め方法。
【請求項１９】
上記監視ステップがホール効果センサを用いてなされる、
請求項１８に記載の制御弁の位置決め方法。
【請求項２０】
上記位置決めステップが電流を圧力に変換する変換器と、
制御弁のアクチュエータとを用いてなされる、請求項１９に記載の制御弁の位置決め方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的に弁を所望の位置まで移動するためのポジショナに関し、特に、このようなポジショナに対する制御システムに関する。
【０００２】
【従来技術】
パイプライン、処理設備などを通して流体を移送する際に、これらのシステム内の弁を正確にかつ迅速に制御する必要がある。例えば、石油処理プラントまたは化学処理設備における集合した制御系統はしばしばこのシステムを通じて所定の運転パラメータに応じて順次所定の開度まで開閉される弁を必要とする。これらの運転パラメータは、要求流量、徐々に流出する流体、処理される特別な流体などを含み得る。
【０００３】
このような制御システムは益々自動化されるので、制御弁が正確に且つ敏感に位置決めされることが必須不可欠となる。位置命令信号を受信してから実際に弁が要求位置まで動くまでの遅れ時間は、プラントの生産性および収益性に悪影響を与える。
【０００４】
その結果、制御弁を敏感に位置決めするシステムが開発されている。例えば、現在の譲受人に譲渡された米国特許第 4,509,403号に開示された本発明者の以前の発明の一つには、弁の位置を動的に制御する単独フィードバックループを用いた位置決めシステムが提供されている。さらに、米国特許第 5,884,894号には、スプール弁の位置を制御する第１および第２の制御ループを用いた位置決めシステムが開示されている。しかし、スプール弁は一般的に漏れ量が多く、この漏れ量がないように設計するとこのスプール弁の操作範囲に比較的大きな”不感帯”が形成される。これは、このスプール弁の感度に好ましくない影響を与える。さらに、このようなスプール弁は精密公差で製作される必要があり、その結果このスプール弁の製作コストが増加する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の一つの形態によれば、制御弁、プラグ・シート弁、第１位置センサ、第２位置センサおよび比較器を備える制御弁の組立体が提供される。このプラグ・シート弁は制御弁に操作的に連結されている。第１位置センサは制御弁の位置を監視するとともに第１位置信号を生成するように構成されている。第２位置センサはプラグ・シート弁の位置を監視するとともに第２位置信号を生成するように構成されている。比較器は第１位置信号と第１設定値とを比較するとともに第２設定値を生成するように構成され、さらに第２位置信号と第２設定値とを比較するとともに修正信号を生成するように構成されている。この修正信号は制御弁の位置決めのためにプラグ・シート弁に送信される。
【０００６】
本発明の別の形態によれば、制御弁、制御弁のアクチュエータ、第１位置センサ、プラグ・シート弁、第１比較器、第２位置センサ、第２比較器および変換器を備える制御弁システムが提供される。この制御弁のアクチュエータは制御弁の操作的に連結されており、制御弁の位置を修正するよう構成されている。第１位置センサは制御弁に近接しており、制御弁の位置を検出するように構成されている。第１位置センサは制御弁の位置を示す信号を生成する。プラグ・シート弁は制御弁のアクチュエータに流体的に連絡しており、制御弁のアクチュエータによって用いられる圧力信号を生成するように構成されている。第１比較器は、制御弁の位置と制御弁の設定値とを比較するとともにプラグ・シート弁の位置設定値を生成するように構成されている。第２位置センサはプラグ・シート弁に近接しており、プラグ・シート弁の位置を検出するとともにプラグ・シート弁の位置を示す信号を生成するように構成されている。第２比較器は、プラグ・シート弁の位置とその設定値とを比較するとともにプラグ・シート弁の修正信号を生成するように構成されている。変換器は、プラグ・シート弁の修正信号を受信するとともにプラグ・シート弁に送信する圧力信号を生成するように構成されている。
【０００７】
本発明の別の形態によれば、プラグ・シート弁と連絡する制御弁のアクチュエータによって駆動される制御弁を位置決めするためのシステムは、第１制御ループと第２制御ループとを備える。第１制御ループは、制御弁の位置を示す信号と第１設定値とを比較するとともに第２設定値を生成する。第２制御ループは、プラグ・シート弁の位置を示す信号、および、第２設定値を比較するとともに制御弁のアクチュエータの駆動信号を生成する。この駆動信号は、制御弁を位置決めするため制御弁のアクチュエータに送信される。
【０００８】
本発明の別の形態によれば、制御弁のアクチュエータによって駆動される制御弁の位置決めシステムが提供され、このシステムでは制御弁のアクチュエータが制御弁のアクチュエータの弁と連絡している。このシステムは第１制御ループ、第２制御ループ、および、調整可能なゲイン調整回路を備える。第１制御ループでは、制御弁の位置を示す信号が第１設定値と比較され第２設定値が生成される。第２制御ループでは、制御弁のアクチュエータの弁の位置を示す信号が第２設定値と比較され制御弁のアクチュエータの駆動信号が生成される。そして、この駆動信号は制御弁を位置決めするための制御弁のアクチュエータに送信される。調整可能なゲイン調整回路は第２制御ループ内にあり、制御弁のアクチュエータの弁の位置を示す信号を修正するように構成されている。
【０００９】
本発明の別の形態によれば、制御弁の位置決めの方法が提供される。その方法は、制御弁の位置を監視するステップと、制御弁の位置と第１設定値とを比較するステップと、この比較ステップに基づいて第２設定値を生成するステップと、プラグ・シート弁の位置を監視するステップと、プラグ・シート弁の位置と第２設定値とを比較するステップと、この比較ステップに基づいた修正信号を生成するステップと、この修正信号に基づいた制御弁を位置決めするステップとを備える。
【００１０】
本発明の上記形態および特徴並びにその他の形態および特徴は、添付図面とともに次の詳細な説明からさらに明らかになる。
【００１１】
本発明は様々な変更および他の構成もあり得るけれども、ここでは本発明の一例を図示し実施の形態の欄において詳細に説明する。しかしながら、本発明は開示された発明に限定されるものではなく、逆に本発明は全ての変更、他の構成、および、添付特許請求の範囲によって定義されるような本発明の精神および範囲から得られる同等発明に及ぶものと理解されるべきである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、特に図１を参照して、本発明の示唆により構成される制御弁の位置決めシステムは概して参照符号２０で示されている。参照符号２０内に示されるように、この位置決めシステム２０はプロセスコントロール２６から受信した制御弁の移動設定値２４に基づいて制御弁２２の位置を制御するために用いられている。プロセスコントロール２６は、石油処理プラント、化学処理プラントまたは天然ガスパイプラインなどのような各種環境内の、圧力、流量、タンクレベルまたは温度などの変量を制御するための集合したシステムの一部分として設けられてもよい。
【００１３】
さらに図１を参照して、位置決めシステム２０は第１制御ループ２８および第２制御ループ３０を有しており、これらは高いダンピングを与えるとともに制御弁２２の実際の位置を制御弁の移動設定値２４に正確にかつ敏感に一致させるように組合せてある。第１制御ループ２８は、好ましくは、制御弁の処理装置３２、プラグとシートとの位置決めシステム３４、制御弁のアクチュエータ３６、および、制御弁の移動センサ３８を備える。制御弁のアクチュエータ３６は、空気他の圧力信号４０を受信し、この信号４０を関連の機械的動作に変えて制御弁２２をその設定値２４により決定される所望の位置まで駆動する型式のものが好ましい。現在の譲受人に譲渡された米国特許4,509,403号に開示された、および、参考としてこの中に開示されたいくつかのアクチュエータは商業的に利用可能である。第１制御ループ２８はデジタル回路網、アナログ回路網、または、デジタル回路網とアナログ回路網とを組み合わせたハイブリッド回路網を介して実行され得る。
【００１４】
制御弁の移動センサ３８は制御弁のアクチュエータ３６と制御弁２２とに近接して配置されておりその位置を監視する。この制御弁の移動センサ３８は制御弁のアクチュエータ３６の位置を監視するために使用されることが好ましいが、制御弁のアクチュエータ３６の位置の代わりに制御弁２２の位置を監視するために使用されてもよい。制御弁の移動センサ３８としてポテンシオメータ形式が好ましい。その代わりに、制御弁の移動センサ３８としてホール効果センサ形式、または、巨大磁気抵抗装置（ＧＭＲｓ）若しくは他の電気的センサを含む他の位置センサ形式であってもよい。このホール効果センサは、磁石が制御弁のアクチュエータ３６に隣接して配置され、この制御弁のアクチュエータ３６の動きにより磁石の磁場が変化するようになっている。
【００１５】
制御弁の移動センサ３８は、制御弁の処理装置３２に送信される、制御弁のアクチュエータ３６の位置を示す制御弁の移動信号４４を生成する。制御弁の処理装置３２では、制御弁の移動信号４４が制御弁の移動設定値２４と比較されて位置指令設定値４６が生成される。制御弁の移動信号４４と制御弁の移動設定値２４との比較のために使用される電気回路は、マイクロプロセサのようなアナログ電気回路網若しくはデジタル電気回路を、または、アナログ電気回路網とデジタル電気回路網とを組み合わせた回路網を使用して実行される。制御弁の移動信号４４は連続的に制御弁の処理装置３２に送信されても、または有益である場合にはパワー分散を減らすため制御弁の移動信号４４は逐次間隔で読み込むための負荷サイクルに基づいて送信されてもよい。制御弁の処理装置３２は偏差増幅器若しくは比較器を備えても、または制御弁の処理装置３２は位置決め性能を改善するためのゲイン、バイアスおよびフィルタ能力を備えてもよい。
【００１６】
位置指令設定値４６は、プラグとシートとの位置決めシステム３４を形成する第２制御ループ３０に送信される。特に、プラグとシートとの位置決めシステム３４は、位置決め処理装置または電気的比較回路４８と、電気空気式リレーアクチュエータ５０と、好ましくはプラグ・シート弁の組立体５２形式の制御弁のアクチュエータの弁と、プラグ・シート弁の位置センサ５４とを備える。この制御弁のアクチュエータの弁としてはスプール弁に限定されることなく他の形式の弁も使用される。
【００１７】
プラグ・シート弁の組立体５２は、制御弁のアクチュエータ３６に送るための空気または圧力動作信号を生成するために用いられる。上記のように制御弁のアクチュエータ３６は圧力信号４０を用いて所望の位置まで制御弁２２を駆動させるための機械的動作４２を作り出す。このプラグ・シート弁の組立体５２の機構および機能について以下にさらに詳しく説明する。
【００１８】
プラグ・シート弁の位置センサ５４はプラグ・シート弁の組立体５２に近接して配置されており、プラグ・シート弁の組立体５２の位置を監視してプラグ・シート弁の組立体５２の位置を示す信号６０を生成する。プラグ・シート弁の位置センサ５４としては、上述したポテンシオメータ、ホール効果センサ、巨大磁気抵抗装置（ＧＭＲｓ）、または、その他の電気的センサの形式を用いることができる。
【００１９】
プラグ・シート弁の位置信号６０は位置決め処理装置４８に送信され、位置決め処理装置４８は順にプラグ・シート弁の位置信号６０と制御弁の処理装置３２から受信した位置命令設定値４６とを比較する。ここでは２つの処理装置３２、４８が示されているが、これらの２つの処理を１つの処理装置で処理できるようにしても構わない。
【００２０】
位置決め処理装置４８は、プラグ・シート弁の位置信号６０と位置命令設定値４６との比較に基づいてプラグ・シート弁の駆動または修正信号６２を生成する。駆動または修正信号６２は電気空気式リレーアクチュエータ５０に送信されており、このアクチュエータ５０はこの電気信号６２を空気または圧力信号６４に変え、プラグ・シート弁の組立体５２がこの空気または圧力信号６４を用いて順にアクチュエータの圧力信号４０を生成する。電気空気式リレーアクチュエータ５０として、電流から圧力（I to P）に変換する変換器、または、現在の譲受人に譲渡された、発明者の以前のパテント、米国特許5,532,925号 およびその中に参考として開示されたような変換器のうち商業的に有用ないくつかのものを用いることができる。
【００２１】
図２乃至４を参照して、これらの図には本発明の示唆に基づいて構成されたプラグ・シート弁の組立体５２の第１の実施形態が示されている。上記のようにプラグ・シート弁の組立体５２は空気動作信号６４を受信して制御弁のアクチュエータ３６へ送信するための空気動作信号４０を生成する。この第１の実施形態では、例えば、ピストンアクチュエータ（図示せず）の高圧室と低圧室とにそれぞれ作用する２つの空気出力が生成される。図示するようにプラグ・シート弁の組立体５２は第１および第２プラグ・シート弁６６、６８を備える。第１および第２プラグ・シート弁６６、６８は構成において同等である。従って、読解を容易とするため第１プラグ・シート弁６６のみすべての符号を記載する。なお、図中に示された同等の構成には同じ参照符号が付されているものと解されるべきである。
【００２２】
第１および第２プラグ・シート弁６６、６８は互いに反対方向に同期的に動作させるため動作ビーム７０によって互いに連結される。この動作ビーム７０は中心軸７２を中心として回転される。第１および第２プラグ・シート弁６６、６８のうち一方が開くとき、第１および第２プラグ・シート弁６６、６８のうち他方は閉まるか、少なくとも一方が開く量と同じ量だけ閉まる。その間に、第１および第２プラグ・シート弁６６、６８からの両出力信号は、例えば、上述したピストンアクチュエータ、または、集合した制御系統の各種パラメータを制御するために利用される。
【００２３】
第１および第２プラグ・シート弁６６、６８は主ハウジング７３内にそれぞれ収容されており、第１および第２プラグ・シート弁６６、６８はコレット７５が装着された固定ハウジング部材７４をそれぞれ備える。可動ハウジング部材７６は各固定ハウジング部材７４内にそれぞれ収容されている。可動プラグ７８は、以下さらに詳細に説明されるように、各コレット７５の中心孔７９内に配置されている。固定ハウジング部材７４に対する可動ハウジング部材７６と可動プラグ７８との位置に応じて、力を変える空気圧力が制御弁のアクチュエータ３６に供給されそのそれぞれの位置が制御される。
【００２４】
各固定ハウジング部材７４は、圧力供給入口８０と放射状に延びる出口８２とを備える。圧力供給入口８０は、第１および第２プラグ・シート弁６６、６８を動作させるための圧力供給源（図示せず）に流体的に接続されている。中心孔７９の１つが圧力供給入口８０の１つを出口８２の１つに接続している。コレット７５には、固定バルブシート８６が設けられており、この固定バルブシート８６は圧力供給入口８０とコレット７５の中心孔７９との間に配置されている。
【００２５】
可動ハウジング部材７６は上部リング８８と下部リング９０とを備える。上部リング８８は可動バルブシート９３を構成する環状の肩部を備えており、固定ハウジング部材７４の凹部９４に収容されている。連絡通路９６は流体的に上部リング８８と下部リング９０とを連絡している。以下さらに詳細に説明するように下部リング９０は、環状の肩部１００と排気口１０２とを備える。排気口１０２は排気室１０４と連通している。排気室１０４は、通常、第２エラストマーダイヤフラム１０６によって上記凹部９４と隔離されている。固定ハウジング部材７４と可動ハウジング部材７６とは複数の環状溝１１０を備えており、その環状溝１１０には主ハウジング７３内のプラグ・シート弁の組立体５２を密封するためエラストマーＯ−リング１１２が挿着されている。
【００２６】
各可動プラグ７８は、１つの固定ハウジング部材７４、および、１つの可動ハウジング部材７６内をスライド可能に配置されている。特に、各可動プラグ７８は、両端部に第１および第２頭部１１６、１１８を有する実質的に円筒状の中心軸１１４を備える。第１頭部１１６が固定バルブシート８６に嵌合してシールするようにサイジングされており、第２頭部１１８が可動バルブシート９３に嵌合してシールするようにサイジングされている。さらに、各可動プラグ７８は図２に示すように閉状態の位置へ可動プラグ７８を偏らせるバネ１２２と連結された後部台をそれぞれ備える。
【００２７】
動作ビーム７０は、中心軸７２から延びる第１および第２レバーアーム１２４、１２６を備える。第１レバーアーム１２４の端部１２８には第１付属部材１２７が設けられ、第２レバーアーム１２６の端部１３２には第２付属部材１３０が設けられている。各付属部材１２７、１３０はそれぞれに対応する下部リング９０内に収容されている。動作パッド１３７は動作ビーム７０の第１および第２付属部材１２７、１３０の反対側に設けられている。
【００２８】
図３に示す位置では、左側の可動ハウジング部材７６がこれに関連する可動プラグ７８に対して下方に移動し、可動バルブシート９３の嵌合部の外方に可動プラグ７８の第２頭部１１８を移動させる。第１頭部１１６はバネ１２２により固定バルブシートに嵌合されたままである。このとき、矢符αで示される流路が形成されこれにより上記凹部９４が排気口１０２と排気室１０４とに接続される。
【００２９】
右側の可動ハウジング部材７６については、図３に示すように動作ビーム７０のピボット動作によって上方に移動する。このとき、可動バルブシート９３は第２頭部に嵌合されたままであるが、第１頭部１１６は固定バルブシート８６の嵌合部の外方に移動する。この動作を許容するためにバネ１２２は変形する。結果として、入口８０と出口８２との間の流体の流れを可能とする流路βが形成される。
【００３０】
その結果、図示する位置では、左側の凹部９４内の圧力がアクチュエータ３６に比較的低い出力圧力を供し、右側の凹部９４の圧力がアクチュエータ３６に比較的高い圧力を供する。ピストンアクチュエータの場合、このような信号を高圧室および低圧室に供給してピストンを上下移動させる。その他のアプリケーションでは、両信号を利用する必要はない。
【００３１】
可動プラグ７８を上方に移動させるために必要な力は電気空気式リレーアクチュエータ５０によって可動プラグ７８に伝えられる。電気空気式リレーアクチュエータ５０は、動作ビーム７０のパッド１３７とプラグ・シート弁の組立体５２の基台１４２との間に形成される動作室１３８内の圧力を増加する信号６４を生成する。エラストマーダイヤフラム１４４は動作室１３８を隔離する。
【００３２】
バイアス室１４５は動作ビーム７０に力を作用させて動作室１３８により出力される力と対向させる。従って、動作室１３８内の圧力が減少すると、バイアス室１４５は動作ビーム７０を反対方向に移動させる。バイアス室１４５は、バイアスを形成するためのバネまたは独立の圧力供給源を備えるように構成されてもよいが、バイアス室１４５が圧力供給源に流体的に連絡されてバイアスが形成されることが好ましい。
【００３３】
従って、当業者であれば、電気空気式リレーアクチュエータ５０によって動作室１３８に伝達する信号に応じて可動プラグ７８を図２乃至４に示される動作範囲内のいずれの位置にも移動させることが可能であることが理解されるであろう。動作室１３８内の圧力をバイアス室１４５内の圧力より高くなるまで増加する場合、動作室１３８に隣接する可動プラグ７８は上方に移動し、他方の可動プラグ７８は下方に移動する。逆に、動作室１３８内の圧力をバイアス室１４５内の圧力より低くなるように減少させる場合、バイアス室１４５に隣接する可動プラグ７８は上方に移動し、動作室１３８に隣接する可動プラグ７８は下方に移動する。可動プラグ７８の位置に基づいて結果として生じるアクチュエータ３６に出力される信号が調整され、この信号によって制御弁２２の位置が順に調整される。
【００３４】
上記第２制御ループ３０を用いて可動プラグ７８の位置を監視することによって、可動プラグ７８の位置が正確に制御される。これにより、制御弁２２の位置制御の正確さと応答性が改善され、制御弁２２の位置はより正確に且つ敏感に制御される。
【００３５】
図５を参照して、プラグ・シート弁の組立体５２の第２の実施例を示す。プラグ・シート弁５２の機構は第１の実施形態に開示されたものと同等であるが、１つのプラグ・シート弁のみが用いられる点が異なる。従って、ここでは、同等の構成が用いられ、同等の構成には同じ参照符号が付されている。
【００３６】
図６を参照して、本発明の示唆により構成される位置決めシステムに対する第２の実施形態の変形例が参照符号２００で概略示されている。このシステム２００は実質的に第１の実施形態と同等である。従って、同等の構成が使用され、同等の構成には同じ参照符号が付されている。ところで、図６の変形例における相違点の一つは調整可能なゲイン調整回路２０２を用いていることである。調整可能なゲイン調整回路２０２は、位置決め処理装置４８にフィードバックされる位置信号５８のスパンを調整する機構を備える。これが位置決めシステム２００の応答を調整する方法になる。例えば、調整可能なゲイン調整回路２０２は比例ループからなり、位置決め処理装置４８の信号にある定数が乗じられるようになっている。当業者であれば、比例ループにさらに積分ループを用いてＰＩ制御することも、さらに微分ループを用いてＰＩＤ制御システムにすることも可能であることを理解できるであろう。調整可能なゲイン調整回路２０２はプラグ・シート弁を用いるシステムに限定される必要はなく、むしろスプール弁を有する各種弁を用いるシステムに用いることもできる。
【００３７】
図７を参照して、本発明の示唆により構成される位置決めシステムの第３の実施形態が参照符号３００で概略示されている。ここに示すように第１制御ループ２８は制御弁２２の位置を監視し、そこから生じた信号と制御信号設定値２４とを比較する必要はなく、本発明の示唆によればむしろ同様の他の変量を監視する制御ループ３０２を設けて用いることも可能である。図示される実施形態では、他の変量は制御されるプロセス３０４に特に関連する変量である。例えば、化学処理設備では、各種の貯蔵装置が用いられており、その貯蔵装置内のレベルが連続的に監視されている。このような例では、プロセス変量信号３０６は貯蔵装置内に残った容積を示す。この容積は適切な容積センサ３０８によって監視され、このセンサ３０８が前記容積を示す信号３１０を生成し、その信号３１０をプロセスコントローラに伝達する。それから、プロセスコントローラ３１２は、計測したプロセス信号３１０、および、上位の処理装置（図示せず）によってプロセスコントローラ３１２に与えられるプロセス設定値３１４を順次比較する。このシステム３００の残りの部分は、プラグ・シート弁の組立体５２と内部ループ制御とが圧力信号を制御弁のアクチュエータに伝達するために用いられる部分と同等である。
【００３８】
以上より、本発明の示唆により構成されるシステムが、制御されるパラメータに高いダンピング、精度、応答性を与えることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の示唆に基づいて構築された制御弁の位置決めシステムの適切な実施形態を示すブロック図である。
【図２】  本発明の示唆に基づいて構築されたプラグ・シート弁の適切な実施形態を示す断面図であり、プラグ・シート弁の閉位置の状態を示している。
【図３】  図２と同様のプラグ・シート弁の断面図であるが、第１オープン位置におけるプラグ・シート弁を示している。
【図４】  図２と同様のプラグ・シート弁の断面図であるが、第２オープン位置におけるプラグ・シート弁を示している。
【図５】  本発明の示唆に基づいて構成されたプラグ・シート弁の第２の実施形態を示す断面図である。
【図６】  本発明の示唆に基づいて構成された制御弁の位置決めシステムの第２の実施形態を示すブロック図である。
【図７】  本発明の示唆に基づいて構成された制御弁の位置決めシステムの第３の実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
２２  制御弁
２８  第１制御ループ
３０  第２制御ループ
３６  制御弁のアクチュエータ
５２  プラグ・シート弁の組立体
５４  位置センサ
６６  第１プラグ・シート弁
６８  第２プラグ・シート弁
７０  動作ビーム
２０２  調整可能なゲイン調整回路
【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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