(57)【要約】【課題】 省配線化により配線ミスの低減が図られ、しかも長距離配線に適した比例機器を提供することにある。【解決手段】  この比例機器２１Ａ〜２１Ｃは、ネットワークライン２２を介してネットワークコントローラ１にシリアル接続される。比例機器２１Ａ〜２１Ｃには、比例機器制御ユニット３２が搭載されている。このユニット３２は、ネットワークコントローラ１から伝送されるデジタルのシリアル信号に従って比例機器本体３１を制御する。比例機器２１Ａ〜２１Ｃには、さらにネットワーク機能ユニット８８とＤ／Ａ変換ユニット８９とが搭載されている。前者は、シリアル信号のうち自己の固有のアドレスが付されたもののみを取り込む。後者は、ネットワーク機能ユニット８８により変換されたデジタルのパラレル信号をアナログ信号に変換したうえで比例機器制御ユニット３２に出力する。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークラインを介して主制御装置にシリアル接続されるとともに、前記主制御装置から伝送されるデジタルのシリアル信号に従って比例機器本体を制御する比例機器制御ユニットを比例機器収容体に搭載した比例機器において、
前記シリアル信号のうち自己の固有のアドレスが付されたもののみを取り込みかつそれをアナログ化したうえで前記比例機器制御ユニットに出力するシリアル信号変換ユニットが搭載され、前記比例機器収容体には、比例制御の対象となる物理量を表示する表示手段が設置されていることを特徴とする比例機器。
【請求項２】
前記比例機器本体は電空レギュレータであり、前記表示手段はネットワークコントローラによって司令された圧力値及び圧力検出手段によって検出された実際の圧力値の両方を表示する圧力表示器であり、前記圧力検出手段から出力される圧力検出信号は、シリアル化された後に前記ネットワークラインを介して前記主制御装置に伝送されることを特徴とする請求項１に記載の比例機器。
【請求項３】
前記圧力表示器は、前記司令された圧力値及び前記実際の圧力値を表示切換する表示切替スイッチを備えることを特徴とする請求項２に記載の比例機器。
【請求項４】
前記比例機器制御ユニットは、前記圧力検出信号の時間当たりの変化量の信号に基づいて補償分信号を生成する補償部と、前記補償分信号と前記圧力検出信号とを加算して補償圧力信号を生成する加算器と、前記ネットワークコントローラによって司令された圧力信号から前記補償圧力信号を減じて偏差信号を生成する減算器とを備えるとともに、前記偏差信号を増幅して前記電空レギュレータを制御する制御駆動信号を生成することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の比例機器。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載された少なくとも１個の比例機器と、複数個の空圧機器と、それらを制御する主制御装置とが、ネットワークラインを介してシリアル接続されているネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、比例機器及びそれを使用したネットワークシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、アナログ信号入力タイプの圧力比例制御弁（電空レギュレータ）等の比例機器を使用したネットワークシステムがいくつか提案されている。
図１４には従来におけるネットワークシステムの概要が示されており、図１５には電空レギュレータ１５１の内部構造が示されている。
【０００３】
この電空レギュレータ１５１は、パイロット方式で主弁１５４を作動させるものである。同電空レギュレータ１５１は、出力圧力を目標圧力ＰS に制御するための制御部としての比例機器制御基板ユニット１５２をカバー１５３の内部に備えている。この基板ユニット１５２は、レギュレータ外部から目標圧力ＰS に対応した目標圧力信号ＶS を入力し、この目標圧力信号ＶS と実際の出力圧力（以下、実圧力という）ＰO に対応した実圧力信号ＶO との偏差である偏差信号ΔＶ（＝ＶS −ＶO ）を求める。そして、同基板ユニット１５２は、この偏差信号ΔＶに基づいてパイロット圧ＰP を制御する。即ち、実圧力信号ＶO を帰還させ、実圧力ＶO が目標圧力ＰS に一致するようにパイロット圧ＰP を制御して実圧力ＰO を目標圧力ＰS に制御する。なお、この電空レギュレータ１５１では、主弁１５４を操作するパイロット圧の制御を給気用、排気用の一対の電磁弁１５５，１５６の開閉により行っている。
【０００４】
ところで、かかる電空レギュレータ１５１は上述のようにアナログ信号入力タイプであることから、デジタルのシリアル信号が伝送されてくるネットワークライン１６１にダイレクトに接続することは不可能である。従って、ネットワークライン１６１と個々の電空レギュレータ１５１との間には、通常、ネットワーク機能を有するユニット１６２及びＤ／Ａ変換機能を有するユニット１６３の２つを介在させる必要がある。即ち、電空レギュレータ１５１は、ネットワークライン１６１に間接的に接続されていた。
【０００５】
図１４に示されるように、ネットワーク機能を有するユニット１６２は、電空レギュレータ１５１と別体として設けられている。同ユニット１６２は、ネットワークコントローラ１６４から伝送されてくるデジタルのシリアル信号の判別及びその変換を行う。具体的にいうと、同ユニット１６２は、シリアル信号のうち自己の固有のアドレスが付されたもののみを取り込むようになっている。
【０００６】
Ｄ／Ａ変換機能を有するユニット１６３も、電空レギュレータ１５１と別体として設けられている。同ユニット１６３は、ネットワーク機能を有するユニット１６２により変換されたデジタルのパラレル信号をアナログ信号に変換したうえで比例機器制御基板ユニット１５２に出力するようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来技術では、ネットワーク機能ユニット１６２−Ｄ／Ａ変換機能ユニット１６３間や、Ｄ／Ａ変換機能ユニット１６３−比例機器制御基板ユニット１５２間を、多数本の配線１６５で接続する必要がある（図１４参照）。従って、その分だけ配線工数が無駄になり、それに起因して配線ミスが起こりやすくなる等の不具合が生じる。
【０００８】
また、デジタル制御方式に代えて従来のアナログ制御方式を採用した場合には、離間して配置された多数の電空レギュレータ１５１を確実に比例制御することができなくなる。このため、いわゆる長距離配線に適したシステムへの要求が強かった。
【０００９】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、省配線化により配線ミスの低減が図られ、しかも長距離配線に適した比例機器及びネットワークシステムを提供することにある。
【００１０】
また、本発明の別の目的は、異常の発生を早期に発見することができる比例機器及びネットワークシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、ネットワークラインを介して主制御装置にシリアル接続されるとともに、前記主制御装置から伝送されるデジタルのシリアル信号に従って比例機器本体を制御する比例機器制御ユニットを搭載した比例機器において、前記シリアル信号のうち自己の固有のアドレスが付されたもののみを取り込みかつそれをアナログ化したうえで前記比例機器制御ユニットに出力するシリアル信号変換ユニットが搭載され、前記比例機器を構成する比例機器収容体には、比例制御の対象となる物理量を表示する表示手段が設置されていることを特徴とする比例機器をその要旨としている。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記比例機器本体は電空レギュレータであり、前記表示手段はネットワークコントローラによって司令された圧力値及び圧力検出手段によって検出された実際の圧力値の両方を表示する圧力表示器であり、前記圧力検出手段から出力される圧力検出信号は、シリアル化された後に前記ネットワークラインを介して前記主制御装置に伝送されるとした。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２において、前記圧力表示器は、前記司令された圧力値及び前記実際の圧力値を表示切替する表示切替スイッチを備えることとした。
請求項４に記載の発明では、請求項２又は請求項３において、前記比例機器制御ユニットは、前記圧力検出信号の時間当たりの変化量の信号に基づいて補償分信号を生成する補償部と、前記補償分信号と前記圧力検出信号とを加算して補償圧力信号を生成する加算器と、前記ネットワークコントローラによって司令された圧力信号から前記補償圧力信号を減じて偏差信号を生成する減算器とを備えるとともに、前記偏差信号を増幅して前記電空レギュレータを制御する制御駆動信号を生成することとした。
【００１４】
請求項５に記載の発明では、請求項１乃至４のいずれか１項に記載された少なくとも１個の比例機器と、複数個の空圧機器と、それらを制御する主制御装置とが、ネットワークラインを介してシリアル接続されているネットワークシステムをその要旨とした。
【００１５】
以下、本発明の「作用」について説明する。
請求項１〜５に記載の発明によると、シリアル信号をアナログ化するシリアル信号変換ユニットが、別体としてではなく比例機器自体に搭載されている。このため、同じ機能を持つユニットを別体として設けた場合に比べて、配線が少なくかつ短くて済み、配線工数の大幅な削減が図られる。よって、このような省配線化に伴って配線ミスの発生も確実に少なくなり、かつ間接的に信頼性の向上も図られる。また、本発明では、アナログ制御方式ではなくてデジタルのシリアル信号を用いた制御方式を採用しているため、例えば電圧の降下に起因する制御信号の減衰といったような不具合が起こらない。よって、長距離配線に適した比例機器を得ることができる。また、表示手段によって比例制御の対象となる物理量が表示されるため、作業者は比例機器毎に個別に前記物理量を目視確認することができる。従って、比例機器本体の異常を早期に発見することができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によると、司令された圧力値及び実際の圧力値の両方が圧力表示器に表示されるため、作業者は両圧力値の差の有無または差の大小を目視確認することができる。よって、電空レギュレータにおける異常、例えば過負荷状態であるか否か等を早期に発見することができる。また、圧力に関するデータがネットワークラインを介して主制御装置に伝送されることで、同装置は各電空レギュレータにおける異常発生を一括集中して監視することができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明によると、１つのネットワークコントローラによって、複数の機器を制御することができるとともに、それらを多数用いて長距離接続することができるようになる。
【発明の効果】
【００１８】
以上詳述したように、請求項１〜５に記載の発明によれば、省配線化により配線ミスの低減が図られ、しかも長距離配線に適した比例機器を提供することができる。
請求項２に記載の発明によれば、比例機器本体の異常を早期に発見することができ、かつネットワークコントローラの異常の発生を一括集中して監視することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を具体化した実施の形態を図１〜図１０に従って説明する。
図１は、本実施の形態のネットワークコントローラ１に、複数（本実施形態では図示の便宜上３つ）の比例機器２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃと、複数（本実施形態では図示の便宜上２つ）の空圧機器としてのマニホールド電磁弁５Ａ，５Ｂとをシリアル接続した状態を示している。
【００２０】
ネットワークコントローラ１は、電源出力端子１ａ、接地端子１ｂ及び出力端子１ｃを備えている。一方、各比例機器２１Ａ〜２１Ｃ及びマニホールド電磁弁５Ａ，５Ｂは、電源入力端子２１ａ，５ａ、接地端子２１ｂ，５ｂ及び出力端子２１ｃ，５ｃをそれぞれ備えている。電源出力端子１ａ，５ａ，２１ａには、図示しない電源がそれぞれ個別に接続されている。接地端子１ｂには各接地端子２１ｂ，５ｂがそれぞれ接続されている。また、入力端子１ｃには各出力端子２１ｃ，５ｃがそれぞれ同一のネットワークライン２２を介してシリアル接続されている。
【００２１】
図２に示されるように、主制御装置としての前記ネットワークコントローラ１は、電源回路部６、キー入力部７、マイコン部１１、表示制御部１２、表示器１３、スイッチ出力回路部１４、Ｄ／Ａ変換器１５及びアナログ出力回路部１６、シリアル通信部２３を備えている。
【００２２】
電源回路部６は、交流商用電源から２４Ｖの直流電源を生成し、この直流電源を前記電源出力端子１ａに出力する。また、電源回路部６は、交流商用電源から５Ｖの直流電源を生成し、その直流電源をマイコン部１１等に供給する。キー入力部７は、キー操作により、所定の比例機器選択信号ＳC を生成し、それをマイコン部１１に出力する。
【００２３】
表示制御手段及び判定手段としてのマイコン部１１は、中央処理装置（以下、ＣＰＵという）１１ａ、読み出し専用メモリ（以下、ＲＯＭという）１１ｂ、読み出し及び書き換え可能なメモリ（以下、ＲＡＭという）１１ｃ等から構成されている。
【００２４】
ＲＯＭ１１ｂには、ＣＰＵ１１ａが圧力制御を実行するための制御プログラムが記憶されている。また、ＲＯＭ１１ｂには、前記各比例機器２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃにおける圧力検出条件に応じて、その実圧力に比例した圧力値を表示させるための圧力検出条件データが記憶されている。さらに、ＲＯＭ１１ｂには、各比例機器２１Ａ〜２１ＣのアドレスデータＤA が記憶されている。このほか、ＲＯＭ１１ｂには、流量検出データＤ3 に基づいて各比例機器２１Ａ〜２１Ｃの異常検出を行うための制御プログラム等も記憶されている。
【００２５】
一方、ＲＡＭ１１ｃは、基準圧力データＤR や、ＣＰＵ１１ａが実行する処理の演算結果を一時的に記憶する。
前記ＣＰＵ１１ａは、キー入力部７から比例機器選択信号ＳC を入力すると、マイコン部１１に入力される３つの圧力検出データＤ1 の内からこの比例機器選択信号ＳC により指定される比例機器２１Ａ〜２１Ｃから出力される圧力検出データＤ1 を読み込む。
【００２６】
ＣＰＵ１１ａは、ＲＯＭ１１ｂに記憶されている各圧力検出条件データのうちから、比例機器選択信号ＳC によって指定される圧力センサ２１Ａ〜２１Ｃの圧力検出条件データを読み出す。そして、ＣＰＵ１１ａは、読み出した圧力検出条件データに基づいて、読み込んだ圧力検出データＤ1 を補正圧力検出データＤ2 に変換する。また、ＣＰＵ１１ａは、補正圧力検出データＤ2 を表示制御部１２に出力するとともに、補正圧力検出データＤ2 をＤ／Ａ変換器１５に出力する。
【００２７】
さらに、ＣＰＵ１１ａは、キー入力部７から基準圧力データＤR を入力している場合には、前記補正圧力検出データＤ2 が基準圧力データＤR を超えるときに、前記スイッチ出力回路部１４にオン信号を出力する。
【００２８】
前記表示制御部１２は、補正圧力検出データＤ2 を入力した場合、その補正圧力検出データＤ2 に対応する圧力値の表示を行うための表示制御信号ＳD を生成する。そして、前記表示制御部１２は、この表示制御信号ＳD を、例えば７セグメントＬＥＤ等の表示器１３に出力する。表示器１３は、表示制御信号ＳD により圧力値を表示する。なお、本実施の形態では、マイコン部１１、表示制御部１２及び表示器１３によって１つの表示手段が構成されている。
【００２９】
オン／オフ信号生成手段としてのスイッチ出力回路部１４は、出力端子１４ａを備えている。このスイッチ出力回路部１４は、前記オン信号を入力する間だけこの出力端子１４ａからオン信号を出力する。
【００３０】
Ｄ／Ａ変換器１５は、入力した補正圧力検出データＤ2 をアナログの圧力信号に変換し、その圧力信号をアナログ出力回路部１６に出力する。アナログ出力回路部１６は出力端子１６ａを備えている。このアナログ出力回路部１６は、入力した圧力信号を増幅し、それを出力端子１６ａから出力する。なお、本実施形態では、Ｄ／Ａ変換器１５及びアナログ出力回路部１６によって、１つの圧力信号出力手段が構成されている。
【００３１】
ＣＰＵ１１ａは、キー入力部７から入力される比例機器選択信号ＳC に基づき、その比例機器選択信号ＳC によって指定される比例機器２１Ａ〜２１ＣのアドレスデータＤA をＲＯＭ１１ｂから読み出す。そして、ＣＰＵ１１ａは、このアドレスデータＤA をシリアル通信部２３に所定時間が経過する毎に繰り返し出力する。マイコン部１１は、特定の圧力検出データＤ1 及び流量検出データＤ3 を、所定時間が経過する毎にシリアル通信部２３から繰り返し入力する。ＣＰＵ１１ａは、入力した圧力検出データＤ1 を、圧力検出条件データを用いて補正圧力検出データＤ2 に変換する。
【００３２】
シリアル通信部２３は、各比例機器２１Ａ〜２１Ｃを制御するためのシリアル信号を出力する。また、このシリアル通信部２３は、それら２１Ａ〜２１Ｃにおいて生成される圧力検出データＤ1 及び流量検出データＤ3 を含むシリアル信号を入力する。
【００３３】
シリアル通信部２３は、マイコン部１１から出力されたアドレスデータＤA を入力した場合、定型化された一連のデータからなるデータフレームＦ1 を生成する。そして、シリアル通信部２３は、このデータフレームＦ1 をシリアルデータの状態でネットワークライン２２に出力する。出力されたデータフレームＦ1 は、ループ式のネットワークライン２２を巡回して再びネットワークコントローラ１に戻ってくるようになっている。なお、データフレームＦ1 によるシリアルデータの伝送方式は公知のものである。
【００３４】
データフレームＦ1 は、スタート信号部、アドレス信号部、データ信号部及びチェック信号部から構成されている。アドレス信号部はアドレスデータＤA であり、比例機器２１Ａ〜２１Ｃを指定するための信号部である。すなわち、アドレス信号部は、ＲＯＭ１１ｂに予め記憶されている各比例機器２１Ａ〜２１ＣのアドレスデータＤA によって構成される。なお、前記データ信号部は２つの領域、即ち入力データ領域と出力データ領域とからなる。ネットワークコントローラ１から送り出されるデータフレームＦ1 のデータ信号部の出力データ領域は、当初は空になっている。同領域には、後述する所定のデータＤ1 ，Ｄ3 が順次挿入される。
【００３５】
データ信号部の入力データ領域には、比例制御信号及び出力指令信号が挿入されている。比例制御信号は、各比例機器２１Ａ〜２１Ｃの有する比例機器本体としての電空レギュレータ３１の動作量を指令するための信号である。出力指令信号は、各比例機器２１Ａ〜２１Ｃに圧力検出データＤ1 及び流量検出データＤ3 の出力を指令するための信号である。スタート信号部は、一連のシリアルデータがスタートするという信号であり、常時同じ信号である。また、チェック信号部は、シリアル伝送状態の異常を検出するための信号であって、その都度作られる。
【００３６】
シリアル通信部２３は、マイコン部１１からアドレスデータＤA を入力した場合、そのアドレスデータＤA をアドレス信号部とするデータフレームＦ1 を生成し、そのデータフレームＦ1 をネットワークライン２２に出力する。
【００３７】
一方、シリアル通信部２３は、各比例機器２１Ａ〜２１Ｃから送り返されてきたデータフレームＦ1 をシリアルデータの状態で入力する。この送り返されたデータフレームＦ1 のデータ信号部の出力データ領域は、各圧力センサ２１Ａ〜２１Ｃが検出した実圧力に対して生成する圧力検出データＤ1 と、実流量に対して生成する流量検出データＤ3 とを保有する。そして、シリアル通信部２３は、このデータフレームＦ1 を入力した場合、データ信号部の圧力検出データＤ1 及び流量検出データＤ3 をマイコン部１１に出力する。なお、前記データＤ1 ，Ｄ3 は、各比例機器２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃにおいて、データ信号部内のあらかじめ決められたアドレス内にそれぞれ挿入されるようになっている。
【００３８】
次に、比例機器２１Ａ〜２１Ｃの構成を詳述する。なお、本実施形態では、各比例機器２１Ａ〜２１Ｃの構成に差異がないことから、２１Ａのみについて説明する。
図３に示すように、本実施形態の比例機器２１Ａは、比例機器本体としての電空レギュレータ３１及び比例機器制御基板ユニット３２に加え、シリアル信号変換ユニット等を備えている。ここでは、まず電空レギュレータ３１の構成を中心に詳述する。
【００３９】
図８に示されるように、この比例機器２１Ａは、第１ハウジング３３、第２ハウジング３４、第３ハウジング３５及びカバー３０からなる比例機器収容体を備えている。主として電空レギュレータ３１は、前記各ハウジング３３〜３５内において構成されている。また、比例機器制御基板ユニット３２やシリアル信号変換ユニットは、カバー３０内に収容されている。
【００４０】
第１ハウジング３３の内部には、上下方向に延びる中央貫通孔がメインの流路３６として形成されている。この流路３６は、流入ポート３７、流出ポート３８及び排気ポート３９によって外部に連通されている。流路３６において流入ポート３７と流出ポート３８との間の部分には、弁座４０が形成されている。流路３６において流出ポート３８と排気ポート３９との間の部分には、弁座４１が形成されている。尚、流入ポート３７には、外部の図示しないエア供給源から高圧力の供給エアＰＩが供給されるようになっている。また、排気ポート３９内には、異常検出機構の一部である流量検出手段としての流量センサ４３が設けられている。
【００４１】
この流量センサ４３は、電空レギュレータ３１の静的状態における排気量を検出する。
流路３６の下端には弁収容体４２が配設されている。この弁収容体４２の収容室５０には、弁体５１が上下方向に摺動可能に収容されるとともに、復帰ばね５２が配設されている。よって、弁体５１は、その復帰ばね５２によって、その上面が弁座４０に当接する位置（以下、この状態を給気閉鎖位置という）に付勢されている。このような弁体５１には、流路３６と収容室５０とを連通させる連通孔が透設されている。
【００４２】
第１ハウジング３３の上部に配設された第２ハウジング３４の下面中央部には、弁収容部５６が形成されている。この弁収容部５６は、流路３６となる中央貫通孔の上部に嵌挿されている。弁収容部５６の収容室５７には、弁体５８が上下方向に摺動可能に収容されるとともに、復帰ばね５９が収容されている。よって、前記弁体５８は、復帰ばね５９によって、その下面が前記弁座４１に当接する位置（以下、この状態を排気閉鎖位置という）に付勢されている。
【００４３】
流路３６には、弁体５８及び第２ハウジング３４を貫通するロッド６０が配設されている。ロッド６０の外周部において弁体５８の下面に対向する位置には、リング６１が固着されている。このリング６１があることにより、ロッド６０は弁体５８に係合して、それとともに上方に移動するようになっている。前記ロッド６０内には、流路３６と収容室５７とを連通する連通孔６２が形成されている。その結果、収容室５７内の圧力が流路３６内と同じ圧力に維持されるようになっている。また、ロッド６０が下方に移動して弁体５１を押圧すると、同弁体５１もそれに追従して下方に移動するようになっている。このロッド６０は、弁体５１を給気閉鎖位置に保持し、かつ弁体５８を排気閉鎖位置に維持する位置（以下、中立位置という）に保持する。
【００４４】
ロッド６０が中立位置から下方に移動した場合、弁体５１は給気閉鎖位置から下方に移動する。すると、弁座４０を介して流入ポート３７と流出ポート３８とが連通される。このとき、弁体５８は排気閉鎖位置に配置され、流出ポート３８と排気ポート３９との間が遮断される。反対に、ロッド６０が中立位置から上方に移動した場合、リング６１が弁体５８に係合することにより、ロッド６０は弁体５８を排気閉鎖位置から上方に移動させる。すると、流出ポート３８と排気ポート３９とが弁座４１を介して連通される。このとき、弁体５１は給気閉鎖位置に配置され、流入ポート３７と流出ポート３８との間が遮断される。なお、弁体５１、弁座４０及びロッド６０等により主弁が構成されている。
【００４５】
第２ハウジング３４の上部には、フィードバック室６３が形成されている。このフィードバック室６３は、流路６４を介して流出ポート３８に連通されている。第２ハウジング３４の上部には、第３ハウジング３５が配設されている。第３ハウジング３５の下部には、フィードバック室６３に相対向するようにパイロット室６６が形成されている。フィードバック室６３とパイロット室６６との境界には、ダイアフラム６７が配設されている。このダイアフラム６７は、ロッド６０の上端に対して、一対の受圧板６８により挟持された状態で固定されている。
【００４６】
ダイアフラム６７のパイロット室６６側の受圧面積と、フィードバック室６３側の受圧面積とは、等しくなるように形成されている。従って、パイロット室６６内の圧力（以下、パイロット圧ＰP という）とフィードバック室６３内の圧力（以下、フィードバック圧ＰF という）が等しい状態では、ダイアフラム６７には操作力が作用しない。このとき、ダイアフラム６７は、変形しない位置（以下、中立位置とする。）に存在する。そして、ダイアフラム６７が中立位置にあるときは、ロッド６０も中立位置にある。
【００４７】
従って、パイロット圧ＰP がフィードバック圧ＰF よりも高いときは、ロッド６０に対して下向きの操作力が作用し、流入ポート３７から流出ポート３８にエアが供給される。反対に、パイロット圧ＰP がフィードバック圧ＰF よりも低いときは、ロッド６０に対して上向きの操作力が作用し、流出ポート３８から排気ポート３９にエアが排気される。
【００４８】
第３ハウジング３５の上面には、給気用電磁弁７０及び排気用電磁弁７１が配設されている。両電磁弁７０，７１は、第３ハウジング３５の上に配設されるカバー３０によって外部から遮蔽されている。このカバー３０と第３ハウジング３５とがなす収容空間は、連通孔７３を介して外部領域と連通されている。従って、収容空間内の圧力は外部領域の圧力と等しくなる。排気ポート３９側と排気用電磁弁７１の排気側とを連通させてもよい。本実施の形態では、給気用電磁弁７０及び排気用電磁弁７１によってパイロット圧調整手段が構成されている。
【００４９】
給気用電磁弁７０における図示しないポートは、流路７４を介して流入ポート３７に連通されている。同給気用電磁弁７０における図示しない別のポートは、流路７５を介してパイロット室６６に連通されている。給気用電磁弁７０は、開制御される間だけ、流入ポート３７とパイロット室６６とを連通させる。排気用電磁弁７１は、カバー３０の収容空間とパイロット室６６とを結ぶ流路７６を開閉制御する。排気用電磁弁７１は、開制御される間だけパイロット室６６とカバー３０の収容空間とを連通させる。
【００５０】
また、第３ハウジング３５の上側に設けられた取付部には、圧力検出手段としての圧力センサ７８が配設されている。この圧力センサ７８の受圧面には、流路７９を介してフィードバック圧ＰF が印加されている。圧力センサ７８は、フィードバック圧ＰF 、即ち流出ポート３８の圧力（実圧力Ｐ0 ）に対応する実圧力信号ＶO を、後述する圧力表示器１０５と制御回路８５とに出力する。
【００５１】
次に、比例機器制御基板ユニット３２及びシリアル信号変換ユニットについて説明する。
比例機器制御基板ユニット３２は、ＩＣ等の多数の電子部品をプリント配線板上に実装することによって構成された平板状のユニットである。この基板ユニット３２は、電空レギュレータ３１を制御するためのものであって、カバー３０の収容空間において電磁弁７０，７１のすぐ上方に水平状態で設置されている。この基板ユニット３２は、制御回路８５、ゼロスパン調整器８６及び電源回路８７を備えている。前記両電磁弁７０，７１及び圧力センサ７８は、電線を配線として同基板ユニット３２に対して接続されている。
【００５２】
本実施形態におけるシリアル信号変換ユニットは、ネットワーク機能基板ユニット８８とＤ／Ａ変換基板ユニット８９とからなる。ネットワーク機能基板ユニット８８は、インターフェイス回路９０、アドレス設定手段の一部であるアドレス設定器９１及び内部にアドレス判別回路９２を持つＣＰＵ９３を備えている。
【００５３】
そして、同基板ユニット８８は、シリアル信号をパラレル変換したうえで、そのうち自己の固有のアドレスが付されたもののみを取り込むという役割を果たす。
なお、この基板ユニット８８も、比例機器制御基板ユニット３２と同じく電子部品をプリント配線板上に実装することによって構成された平板状のユニットである。
【００５４】
一方、Ｄ／Ａ変換基板ユニット８９は、Ｄ／Ａ変換器９６とＡ／Ｄ変換器９７とを備えている。この基板ユニット８９は、ネットワーク機能基板ユニット８８により変換されたデジタルのパラレル信号をアナログ信号に変換したうえで前記比例機器制御基板ユニット３２に出力するという役割を果たす。なお、この基板ユニット８９も、比例機器制御基板ユニット３２等と同じく電子部品をプリント配線板上に実装することによって構成された平板状のユニットである。
【００５５】
図８に示されるように、各基板ユニット３２，８８，８９は、電空レギュレータ３１に近い側から順に、比例機器制御基板ユニット３２、Ｄ／Ａ変換基板ユニット８９及びネットワーク機能基板ユニット８８というように積層されている。
【００５６】
また、基板ユニット３２，８８，８９同士の間には、スペーサ９８が設けられている。このスペーサ９８があることにより、各基板ユニット３２，８８，８９がみな水平状態に保持され、かつ実装部品同士の接触が未然に回避されるようになっている。
【００５７】
図８〜図１０に示されるように、カバー３０の上面には、ネットワークライン２２の接続用であって互いに形式の異なる外部接続端子が設置されている。前記外部接続端子は、上述した出力端子２１ｃ及び接地端子２１ｂに対応する複数のコンタクト部を有している。本実施形態では、そのような外部接続端子として雌雄一対のコネクタ１０１，１０２が採用されている。オスコネクタ１０１及びメスコネクタ１０２は、カバー３０の上面において近接して配置されている。なお、前記各基板ユニット３２，８８，８９のうちネットワーク機能基板ユニット８８は、両コネクタ１０１，１０２の最も近くに位置している。そして、両コネクタ１０１，１０２は、そのネットワーク機能基板ユニット８８に対して電気的に接続されている。この場合、両コネクタ１０１，１０２は、電線による接続ではなく例えばコンタクトピンにより接続されることがよい。この方式のほうが接続信頼性が高くなり、かつ接続作業も楽になるからである。なお、本実施形態ではオスコネクタ１０１が入力用に、メスコネクタ１０２が出力用に割り当てられている。勿論、この関係を逆に設定してもよい。
【００５８】
前記カバー３０の上面には、アドレス設定手段の一部を構成するアドレス設定スイッチ１０３が設置されている。このアドレス設定スイッチ１０３は、複数あるスライドディップスイッチをスライド操作することによって、自身のアドレスを変更するためのものである。なお、このアドレス設定スイッチ１０３は、ネットワーク機能基板ユニット８８にあるアドレス設定器９１に対して電気的に接続されている。本実施形態では、このアドレス設定器９１とアドレス設定スイッチ１０３とによって、１つのアドレス設定手段が構成されている。
【００５９】
図８〜図１０に示されるように、カバー３０の前面（ここでは第１ハウジング３３において流出ポート３８がある面を比例機器２１Ａの前面と定義する。）かつ上部には、比例制御の対象となる物理量を表示する表示手段としての圧力表示器１０５が設置されている。本実施形態では、このような圧力表示器１０５として７セグメントＬＥＤ等が使用されている。この圧力表示器１０５は、ネットワークコントローラ１によって司令された圧力値及び圧力センサ７８によって検出された実際の圧力値の両方を表示するためのものである。この圧力表示器１０５は、圧力センサ７８、制御回路８５及びＣＰＵ９３に対して電気的に接続されている。なお、圧力センサ７８から圧力表示器１０５へと送られる信号は、実際には図示しないＡ／Ｄ変換器によりデジタル変換される。また、前記圧力表示器１０５は、押しボタン式の表示切換スイッチ１０６を備えている。そして、この表示切換スイッチ１０６をプッシュすることにより、前記司令圧力値及び前記実圧力値の表示切換がなされるようになっている。即ち、プッシュによって前記圧力値のうちの一方のみが表示される。なお、圧力表示器１０５から出力される圧力検出信号は、シリアル化された後にネットワークライン２２を介してネットワークコントローラ１に伝送されるようになっている。
【００６０】
また、カバー３０の前面において圧力表示器１０５のすぐ下の位置には、ゼロスパン調整手段の操作部としてのゼロスパン調整カバー１０７が開閉可能に設けられている。このカバー１０７は、ゼロスパン調整の便宜を図るべく、比例機器制御基板ユニット３２に実装されたゼロスパン調整器（例えばトリマ）８６の近傍に設置されている。従って、このカバー１０７をプッシュすることにより同カバー１０７を開けると、内部にあるゼロスパン調整器８６が露出し、その調整作業が可能な状態となる。本実施形態では、同カバー１０７とゼロスパン調整器８６によって、１つのゼロスパン調整手段が構成されている。
【００６１】
次に、図４〜図７に基づいて比例機器２１Ａにおける電気的な構成等を詳細に説明する。
ネットワーク機能基板ユニット８８において、インターフェイス回路９０は、ネットワークコントローラ１のシリアル通信部２３から出力されるデジタルのシリアル信号、即ちデータフレームＦ1 を入力する。同インターフェイス回路９０は、さらにその入力されたデータフレームＦ1 を、制御手段としてのＣＰＵ９３内にあるアドレス判別回路９２に出力する。なお、アドレス判別手段９２は、ＣＰＵ９３外に設けられていてもよい。ＣＰＵ９３に内蔵されたＲＯＭは、シリアルからパラレルへの信号変換及びパラレルからシリアルへの信号変換を行うための制御プログラム等をあらかじめ記憶していてもよい。また、ＣＰＵ９３に内蔵されたＲＡＭは、各比例機器２１Ａ〜２１ＣごとのアドレスデータＤA をあらかじめ記憶していてもよい。
【００６２】
アドレス設定スイッチ１０３は、比例機器２１Ａ自身の固有のアドレスデータＤA を生成し、そのアドレスデータＤA をアドレス設定器９１に出力する。アドレス設定器９１は、比例機器２１Ａのアドレスとして設定されたアドレスデータＤA を入力し、このアドレスデータＤA をＣＰＵ９３内に設定する。尚、この各アドレスデータＤA は、ネットワークコントローラ１のマイコン部１１に記憶させたアドレスデータＤA と一致したものである。
【００６３】
ＣＰＵ９３は、インターフェイス回路９０から入力したデータフレームＦ1 を、パラレル信号に変換した後、それを内部にあるＲＡＭに一旦記憶する。そして、ＣＰＵ９３のアドレス判別回路９２は、記憶しているデータフレームＦ1 中のアドレスデータＤA と、アドレス設定器９１により設定されたアドレスデータＤA とを比較する。ＣＰＵ９３は、両アドレスデータＤA が一致している場合にのみ、パラレル化された信号をＤ／Ａ変換器９６に出力する。即ち、このときにシリアルデータが取り込まれることになる。
【００６４】
この流れとは逆に、ＣＰＵ９３は、Ａ／Ｄ変換器９７からの流量検出信号ＳF を流量検出データＤ3 として入力し、その流量検出データＤ3 を内部のＲＡＭに一旦保持する。また、ＣＰＵ９３は、圧力表示器１０５からの圧力検出信号ＳP を圧力検出データＤ1 として入力し、その圧力検出データＤ1 を内部にあるＲＡＭに一旦保持する。
【００６５】
ＣＰＵ９３は、保持している圧力検出データＤ1 及び流量検出データＤ3 をデータフレームＦ1 のデータ信号部に挿入する。このような新たなデータフレームＦ1 は、インターフェイス回路９０に入力され、かつシリアルデータの状態でネットワークライン２２に出力される。なお、ＣＰＵ９３内のＲＯＭは、二次側圧力の上昇、二次側付加容積の減少、入力信号の減少等の動的状態における排気量の増大をキャンセルするためのプログラムを記憶していてもよい。このプログラムがあることにより、必要な流量検出データＤ3 のみがデータフレームＦ1 に組み込まれる。データフレームＦ1 を取り込んだネットワークコントローラ１において、マイコン部１１は流量検出データＤ3 に基づいて所定の演算処理を実施する。即ち、マイコン部１１のＣＰＵ１１ａは、ＲＯＭ１１ｂにあらかじめ記憶されている初期排気量とその時点での実排気量とを比較する。そして、ＣＰＵ１１ａは、この差が所定値以上となるときに異常が発生しているものと判断し、所定の信号を表示制御部１２を介して表示器１３に出力する。このとき、表示器１３は異常が発生した旨の表示をする。かかる異常を発生させる原因としては、ダイアフラム６７等のゴムの劣化によるエア漏れ増加が考えられる。
【００６６】
Ｄ／Ａ変換基板ユニット８９にあるＤ／Ａ変換器９６は、ＣＰＵ９３が出力するパラレル信号をアナログの制御信号に変換して制御回路８５に出力する。同じくＤ／Ａ変換基板ユニット８９にあるＡ／Ｄ変換器９７は、流量センサ４３が出力するアナログの流量検出信号ＳF をデジタルの流量検出データＤ3 に変換してＣＰＵ９３に出力する。なお、Ｄ／Ａ変換器９６及びＡ／Ｄ変換器９７は、共に公知の回路によって構成されている。
【００６７】
比例機器制御基板ユニット３２にある電源回路部８７は、比例機器２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃに個々に設けられた図示しない電源から供給される直流電源を電磁弁７０，７１等に供給する。また、同ユニット３２上に実装されているゼロスパン調整器８６は、所定の信号を制御回路８５に出力する。前記信号の強弱は、ゼロスパン調整器８６の回動操作によって調整可能となっている。
【００６８】
電空レギュレータ３１にある圧力センサ７８は、実圧力に応じたデジタルの圧力検出信号ＳP を、圧力表示器１０５を介してネットワーク機能基板ユニット８８のＣＰＵ９３に出力する。流量センサ４３は、アナログの流量検出信号ＳF をＡ／Ｄ変換器９７に出力する。
【００６９】
続いて、比例機器制御基板ユニット３２における制御回路８５の構成をより具体的に説明する。
図５は、ブロック線図を示す（ただし、説明の便宜上、ゼロスパン調整器８６からの信号を処理する部分は省略されている）。制御回路８５は、減算部としての減算器１１１、増幅器１１２、パルス幅変調回路部（以下、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）回路部という）１１３、補償部１１４及び加算部としての加算器１１５から構成されている。尚、ＰＷＭ回路部１１３によって制御手段が、補償部１１４によって補償手段がそれぞれ構成されている。
【００７０】
減算器１１１は、Ｄ／Ａ変換基板ユニット８９のＤ／Ａ変換器９６から目標圧力信号ＶS を入力する。目標圧力信号ＶS は、設定しようとする流出ポート３８の圧力（即ち、実圧力ＰO に対して特に区別するために目標圧力ＰS という）を指定するための信号である。また、減算器１１１は、後述する加算器１１５から補償圧力信号ＶC を入力する。減算器１１１は、目標圧力信号ＶS から補償圧力信号ＶC を減じ、その差を偏差信号ΔＶ（＝ＶS −ＶC ）として増幅器１１２に出力する。増幅器１１２は偏差信号ΔＶを増幅し、この増幅した信号を制御偏差信号ΔＶCRとしてＰＷＭ制御部１１３に出力する。
【００７１】
ＰＷＭ回路部１１３は、キャリア三角波発生回路、比較器及び駆動回路等からなる公知の回路構成で形成されている。ＰＷＭ回路部１１３は、制御偏差信号ΔＶCRに対して一義的に決定されるデューティ比のパルス列からなる制御駆動信号ＶD を給気用電磁弁７０または排気用電磁弁７１に出力する。即ち、ＰＷＭ回路部１１３は、制御偏差信号ΔＶCRが正であるときは、その制御偏差信号ΔＶCRの大きさに対応して大きくなるデューティ比の制御駆動信号ＶD を給気用電磁弁７０に出力する。また、ＰＷＭ回路部１１３は、制御偏差信号ΔＶCRが負であるときは、その制御偏差信号ΔＶCRの大きさに対応して大きくなるデューティ比の制御駆動信号ＶD を排気用電磁弁７１に出力する。給気側電磁弁７０は、制御駆動信号ＶD がオンの間だけ流入ポート３７とパイロット室６６とを連通させる。また、排気側電磁弁７１は、制御駆動信号ＶD がオンの間だけパイロット室６６と外部領域とを連通させる。
【００７２】
加算器１１５は、圧力センサ７８から実圧力信号ＶO を入力する。補償部１１４は、圧力センサ７８から実圧力信号ＶO を入力し、この実圧力信号ＶO に対応する補償分信号ΔＶCSを加算器１１５に出力する。加算器１１５は実圧力信号ＶO と補償分信号ΔＶCSとを加算し、その加算値を補償圧力信号ＶC （＝ＶO ＋ΔＶCS）として減算器１１１に出力する。
【００７３】
次に、前記制御回路８５内にある補償部１１４の具体的構成を詳述する。
図６に示すように、補償部１１４は、補償分信号生成手段としての微分回路１１６及び補正量変更手段としての時定数設定回路１１７によって構成されている。また、時定数設定回路１１７は、直列接続された微分回路１１８、絶対値回路１１９及び時定数変更回路１２０とによって構成されている。
【００７４】
図７は、微分回路１１６及び時定数設定回路１１７の詳細を示す回路図である。微分回路１１８は、オペアンプ１２１、コンデンサ１２２及び抵抗１２３からなる公知の回路構成で形成されている。微分回路１１８は入力した実圧力信号ＶO を時間で微分し、その微分信号を絶対値回路１１９に出力する。つまり、微分回路１１８は、実圧力ＰO の時間当たりの変化量の信号である微分信号を生成している。
【００７５】
実圧力信号ＶO は、容量が大きな負荷Ｌほどその上昇率または下降率が小さくなる。反対に、実圧力信号ＶO は、容量が小さな負荷Ｌほどその上昇率または下降率が大きくなる。従って、微分信号は、容量が大きな負荷Ｌほど正または負の小さな値になる。反対に、微分信号は、容量が小さな負荷Ｌほど正または負の大きな値になる。
【００７６】
絶対値回路１１９は、オペアンプ１２４，１２５、ダイオード１２６，１２７及び抵抗１２８〜１３３からなる公知の回路構成で形成されている。絶対値回路１１９は、入力した微分信号の絶対値を取り、その絶対値を微分絶対値信号として時定数変更回路１２０に出力する。つまり、絶対値回路１１９は、変化方向に関係の無い実圧力信号ＶO の時間当たりの変化量の信号、即ち、微分絶対値信号を生成している。
【００７７】
従って、微分絶対値信号は、容量の大きな負荷Ｌほど小さな値になる。反対に、微分絶対値信号は、容量が大きな負荷Ｌほど小さな値になる。
時定数変更回路１２０は、公知の電子ボリューム１２０ａからなっている。この電子ボリューム１２０ａは、微分絶対値信号によりその抵抗値Ｒが制御される。即ち、抵抗値Ｒは、微分絶対値信号の値が小さくなるほど（即ち、容量の大きな負荷Ｌほど）増大し、反対に微分絶対値信号の値が大きくなるほど（即ち、容量の小さな負荷Ｌほど）減少するように制御される。
【００７８】
前記微分回路１１６は、オペアンプ１３４、前記電子ボリューム１２０ａ及びコンデンサ１３５からなる公知の回路構成で形成されている。実圧力信号ＶO は、コンデンサ１３５を介してオペアンプ１３４の反転入力端子に入力される。オペアンプ１３４の反転入力端子と出力端子との間には、電子ボリューム１２０ａを介して負帰還がかけられている。また、オペアンプ１３４の非反転入力端子は接地されている。微分回路１１６は実圧力信号ＶO を微分する。同微分回路１１６は、この微分値と、電子ボリューム１２０ａの抵抗値Ｒとコンデンサ１３５のキャパシタンスＣとの積である時定数ＣＲとの積である補償分信号ΔＶCSとして加算器１１５に出力する。
【００７９】
つまり、微分回路１１６は、実圧力信号ＶO の変化率に、実圧力信号ＶO に基づいて生成される時定数ＣＲを補正量として乗じた信号、即ち、補償分信号ΔＶCSを生成している。つまり、本実施の形態では、微分回路１１６の時定数ＣＲによって補正量が構成されている。従って、補償分信号ΔＶCSは、容量が大きい負荷Ｌほど大きな値になり、反対に容量が小さい負荷Ｌほど小さな値になるように時定数ＣＲが設定されている。
【００８０】
前記加算器１１５は、オペアンプ１３６及び抵抗１３７〜１４０からなる公知の差動増幅回路で構成されている。オペアンプ１３６の反転入力端子は、抵抗１３７を介して補償分信号ΔＶCSを入力する。また、オペアンプ１３６の非反転入力端子は、抵抗１３８を介して実圧力信号ＶO を入力する。オペアンプ１３６の出力端子と反転入力端子との間には、抵抗１４０が接続されている。非反転入力端子は、抵抗１３９を介して接地されている。つまり、加算器１１５は、実圧力信号ＶO  に補償分ΔＶCSを加算した信号、即ち、補償圧力信号ＶC を生成している。
【００８１】
従って、加算器１１５が出力する補償圧力信号ＶC は、実圧力信号ＶO が同じ値であって圧力変化があるときには、容量が大きい負荷Ｌほど大きな値になる。反対に、補償圧力信号ＶC は、容量が小さい負荷Ｌほど小さな値になる。
【００８２】
尚、時定数設定回路１１７にて設定される時定数ＣＲ、即ち微分絶対値信号に対する時定数ＣＲの関係は、実圧力信号ＶO の時間当たりの変化量、即ち、負荷Ｌの容量に応じて予め実験等で決定された値となる。そして、このように実験等で行った各異なる容量の負荷Ｌに対応してそれぞれ決定される各時定数ＣＲは、実圧力ＰO が最初に目標圧力ＰS に達した時点でパイロット圧ＰP が目標圧力ＰS に制御される限りにおいて、即ち、オーバシュートまたはアンダシュートが発生しない限りにおいて、最小となる値が決定されている。
【００８３】
つまり、この最小値よりも大きな時定数ＣＲにて求められる補償分信号ΔＶCSから補償圧力信号ＶC を求め、目標圧力信号ＶS とこの補償圧力信号ＶC との偏差信号ΔＶにてパイロット圧ＰP を制御すると、実圧力ＰO が最初に目標圧力ＰS に達した時点でパイロット圧ＰP が目標圧力ＰS に制御される。これは、時定数ＣＲが大きくなるほど偏差信号ΔＶO の大きさが小さくなり、給気用電磁弁７０の平均開時間が短くなるため、パイロット圧ＰP の上昇率が低下する。従って、パイロット圧ＰP が目標圧力ＰS に達するまでの時間が長くなり、実圧力ＰO が目標圧力ＰS に制御されるまでの時間が長くなるためである。よって、実圧力ＰO が目標圧力ＰS に制御されるまでの時間を最短にするために、時定数ＣＲは実圧力ＰO が最初に目標圧力ＰS に達した時点でパイロット圧ＰP が目標圧力ＰS に制御される限りにおいて最小となる値が設定されている。
【００８４】
前記制御回路８５による電空レギュレータ３１の制御動作は下記のようなものである。
ある容量の負荷Ｌが電空レギュレータ３１に接続され、目標圧力ＰS に対応する目標圧力信号ＶS がＤ／Ａ変換器９６から出力されると、減算器１１１はその目標圧力信号ＶS から補償圧力信号ＶC を減じる。減算器１１１は、このようにして得られる偏差信号ΔＶを、増幅器１１２を介してＰＷＭ回路部１１３に出力する。ＰＷＭ回路部１１３は、偏差信号ΔＶに対応するデューティ比で給気用電磁弁７０または排気用電磁弁７１のいずれか一方を開制御する。
【００８５】
この時点では、実圧力ＰO が０であり補償圧力信号ＶC は０となるため、偏差信号ΔＶ（＝ＶS −ＶC ＝ＶS −ＶO −ΔＶCS）は正となり給気用電磁弁７０が開制御される。給気用電磁弁７０の開制御により、パイロット室６６には流入ポート３７から供給エアＰI が導入される。その結果、パイロット圧ＰP が上昇する。そして、パイロット圧ＰP がフィードバック圧ＰF よりも大きくなり下向きの操作力がダイアフラム６７に作用すると、ダイアフラム６７が中立位置から下方に移動する。すると、ロッド６０は弁体５１を給気閉鎖位置から下方に移動させ、流入ポート３７から流出ポート３８へのエアの供給が開始される。
【００８６】
流出ポート３８にエアが供給されると、負荷Ｌの容量に応じて流出ポート３８の実圧力ＰO 及びフィードバック圧ＰF が徐々に上昇する。従って、圧力センサ７８からの実圧力信号ＶO も、負荷Ｌの容量の大きさに応じた変化量で上昇する。このとき、時定数設定回路１１７は、実圧力信号ＶO の微分信号に基づいて実圧力信号ＶO の時間当たりの変化量に対応して予め決定されている時定数ＣＲを逐次設定する。そして、微分回路１１６は、実圧力信号ＶO の微分信号とその時の時定数ＣＲとの積となる補償分信号ΔＶCSを出力する。
【００８７】
この補償分信号ΔＶCSがその時の実圧力信号ＶO に加算されて、補償圧力信号ＶC （＝ＶO ＋ΔＶCS）が生成される。従って、この補償圧力信号ＶC は、補償を行わないときの補償圧力信号ＶC より大きな値の信号になる。その結果、偏差信号ΔＶも、補償を行わないときよりも小さな値の信号になる。
【００８８】
そして、制御初期では、大きな偏差信号ΔＶにより給気用電磁弁７０が長い平均開時間で制御されるため、パイロット圧ＰP は急激に上昇する。この結果、下向きの操作力ＶF は急激に上昇するため、実圧力ＰO は急激に上昇する。
【００８９】
実圧力ＰO が目標圧力ＰS に近づいて偏差信号ΔＶが小さくなると、給気用電磁弁７０の平均開時間が短くなるため、パイロット圧ＰP の上昇率は低下する。
その結果、下向きの操作力ＶF が低下するため、実圧力ＰO は上昇率が減少しながら目標圧力ＰS に近づく。
【００９０】
このとき、実圧力ＰO が最初に目標圧力ＰS に達する時点でパイロット圧ＰP が目標圧力ＰS に制御される限りにおいて、このときの負荷Ｌに応じて最小の時定数ＣＲが設定される。従って、補償分信号ΔＶCSはこのときの負荷Ｌに応じた最小限の大きさになっている。即ち、補償圧力信号ＶC から得られる偏差信号ΔＶは、負荷Ｌの容量に応じて最小限の補償分信号ΔＶCSが差し引かれた信号になるため、その大きさは補償を行わないときの偏差信号ΔＶに対して著しく小さくなることはない。その結果、給気用電磁弁７０が高い平均開時間で開制御されるため、パイロット圧ＰP は負荷Ｌに応じて急速に目標圧力ＰS に制御される。従って、実圧力ＰO は急速に目標圧力ＰS に制御される。
【００９１】
実圧力ＰO が目標圧力ＰS に近づくと偏差信号ΔＶがさらに小さくなるため、実圧力信号ＶO の上昇率は０に近づき微分信号も０に近づく。従って、補償分信号ΔＶCSは０に近づくため、偏差信号ΔＶは徐々に０に収束する。その結果、排気用電磁弁７１の平均開時間が短くなり、パイロット室６６からエアの排気量が少なくなる。このため、パイロット圧ＰP は高い精度で目標圧力ＰS に制御される。そして、実圧力ＰO が目標圧力ＰS に達した時点では、パイロット圧ＰP と実圧力ＰO とが均衡し、ダイアフラム６７に作用する操作力が０になる。その結果、実圧力ＰO は、高い精度で目標圧力ＰS に制御される。
【００９２】
さて、本実施形態において特徴的な作用効果を以下に列挙する。
（イ）本実施形態では、シリアル信号をパラレル化するネットワーク機能基板ユニット８８及び同パラレル信号をアナログ化するＤ／Ａ変換基板ユニット８９が、いずれも電空レギュレータ３１と別体としてではなくそれ自体に搭載されている。このため、これらと同じ機能を持つユニット２つを別体として設けた場合に比べて、配線が少なくかつ短くて済み、配線工数の大幅な削減が図られる。よって、このような省配線化に伴って配線ミスの発生も確実に少なくなり、かつ間接的に信頼性の向上も図られる。
【００９３】
（ロ）本実施形態では、アナログ制御方式ではなくてデジタルのシリアル信号を用いた制御方式を採用していることから、極めて長距離配線に適したものとなっている。即ち、アナログ制御方式の１つである電圧制御タイプでは、配線が長くなるほど、電圧降下に起因して制御信号の減衰が大きくなるという不具合がある。また、電流制御タイプでは、制御すべき電空レギュレータ３１の台数分だけ信号線が必要となり、その配線だけでも数が膨大になるという不具合がある。その点、本実施形態の構成によれば上記のような不具合がない。
【００９４】
（ハ）本実施形態では、３枚の基板ユニット３２，８８，８９を積層状態にして、カバー３０がなす内部空間にコンパクトに収容することができる。従って、比例機器制御基板ユニット３２のほかに２つの基板ユニット８８，８９を追加したとしても、電空レギュレータ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃの大型化を回避することができる。また、各基板ユニット３２，８８，８９が積層状態であると、それら同士の離間距離が小さくなるため、ピン等といった電線以外の接続方法を採用することが可能となる。このようにすれば、さらなる省配線化及び高信頼化を達成することもできる。
【００９５】
（ニ）また、本実施形態では、電空レギュレータ３１に近い側から順に、比例機器制御基板ユニット３２、Ｄ／Ａ変換基板ユニット８９及びネットワーク機能基板ユニット８８というように積層されている。従って、各基板ユニット８８，８９，３２の配置順が信号の流れに沿ったものとなるため、各基板ユニット８８，８９，３２を電気的に接続する際に配線の最短化を図ることができる。
【００９６】
（ホ）本実施形態では、互いに形式の異なる外部接続端子としてオスコネクタ１０１及びメスコネクタ１０２が比例機器２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃのカバー３０に設けられている。従って、同オスコネクタ１０１に対しては、ネットワークライン２２側に設けられたオスの嵌合部（図示略）は嵌合不可である反面、メスの嵌合部（図示略）のみが嵌合可能となる。また、同メスコネクタ１０２に対しては、ネットワークライン２２側に設けられたメスの嵌合部は嵌合不可である反面、オスの嵌合部のみが嵌合可能となる。このように形式の異なる外部接続端子であると、作業者はその形式の違いをもって正しい接続の仕方を把握することができる。ゆえに、ネットワークライン２２と比例機器２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ側との接続時における接続ミスの発生を確実に防止することができる。さらに、かかるコネクタ１０１，１０２であれば、接続をワンタッチで行うことができ、作業性も確実に向上する。
【００９７】
（ヘ）また、本実施形態では、両コネクタ１０１，１０２をカバー３０における同一面、即ち上面において近接して配置している。このため、ネットワークライン２２を集中的に接続することができ、ネットワークライン２２が邪魔になることもなくなる。また、両コネクタ１０１，１０２が近接していると、作業者は両者の形式の違いをより容易に把握することが可能となり、接続ミスの発生をより確実に防止することができる。
【００９８】
（ト）本実施形態では、ネットワーク機能基板ユニット８８が両コネクタ１０１，１０２の最も近くに配置されているため、それらの離間距離も小さくなっている。このため、ピン等を用いた接続が可能となり、省配線化にとって有利となる。
【００９９】
（チ）本実施形態では、電空レギュレータ３１の動作状態、即ちここでは静的状態における排気ポート３９の排気量を監視する異常検出機構としての流量センサ４３が設けられている。ゆえに、この流量センサ４３によって、電空レギュレータ３１に異常が発生しているか否かが検出され、異常の発生を早期に発見することができる。しかも、流量に関するデータは、ネットワークライン２２を介してネットワークコントローラ１に伝送される。よって、ネットワークコントローラ１は、各比例機器２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃの電空レギュレータ３１における異常発生を一括集中して監視することができる。その結果、作業者は適切な対策を速やかに打つことが可能となり、メインテナンス性も確実に向上する。
【０１００】
（リ）本実施形態では、固有のアドレスを設定するためのアドレス設定スイッチ１０３が、各基板ユニット３２，８８，８９と同じくカバー３０に設置されている。このため、各基板ユニット３２，８８，８９からの距離も短く、省配線化にも適した構成となる。
【０１０１】
（ヌ）本実施形態では、表示手段である圧力表示器１０５によって比例制御の対象となる物理量、具体的にいうと司令圧力値及び実際の圧力値が表示される。
従って、作業者は、両圧力値の差の有無または差の大小を目視確認することにより、電空レギュレータ３１における異常、例えば過負荷状態であるか否か等を早期に発見することができる。その結果、作業者は適切な対策を速やかに打つことが可能となり、メインテナンス性も確実に向上する。さらに、ここでは表示切換スイッチ１０６をプッシュすることにより、圧力表示器１０５において表示される司令圧力値及び実圧力値をいずれかに切り換えることができる。なお、本実施形態では、圧力に関するデータがネットワークライン２２を介してネットワークコントローラ１に伝送されるようになっている。ゆえに、ネットワークコントローラ１は、各比例機器２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃの電空レギュレータ３１における異常発生を一括集中して監視することができる。
【０１０２】
（ル）本実施形態では、ゼロスパン調整カバー１０７を開けて露出したゼロスパン調整器８６を回動操作することにより、ゼロスパンの調整がなされるようになっている。ゼロスパン調整器８６は基板ユニット３２上に実装されており、省配線化が図られている。
【０１０３】
なお、本発明は例えば次のように変更することが可能である。
（１）図１１に示される別例１の比例機器１４１では、前記実施形態とは異なり、比例機器制御基板ユニット３２の上に、シリアル信号変換ユニットとしてのシリアル信号変換基板ユニット１４２が一枚だけ積層状態で配置されている。このシリアル信号変換基板ユニット１４２は、先述したネットワーク機能基板ユニット８８及びＤ／Ａ変換基板ユニット８９の持つ機能を兼ね備える。このような構成であると、前記基板ユニット８８，８９間の配線が不要になる。そのため、実施形態に比べてより省配線化に適した構成となり、かつ比例機器１４１が小型になるという利点がある。
【０１０４】
（２）Ｄ／Ａ変換基板ユニット８９やネットワーク機能基板ユニット８８は必ずしも基板状でなくてもよく、その機能を半導体パッケージに集約した構成としてもよい。例えば、図１２に示される別例２の比例機器１４３では、ネットワーク機能基板ユニット８８と同等の機能を備えるネットワーク機能パッケージ１４４が、比例機器制御基板ユニット３２に実装されている。また、前記パッケージ１４４の隣には、Ｄ／Ａ変換基板ユニット８９と同等の機能を備えるＤ／Ａ変換パッケージ１４５が実装されている。そして、これらのパッケージ１４４，１４５は、１つのシリアル信号変換ユニットを構成する。本別例によると、実施形態や別例１に比べてより省配線化に適した構成となり、かつ比例機器１４３が小型になるという利点がある。なお、パッケージ１４４，１４５はピン実装タイプでも表面実装タイプでもよく、さらに前記パッケージ１４５，１４５に代えてベアチップ等を使用してもよい。
【０１０５】
（３）図１３に示される別例３の比例機器１４６では、前記シリアル信号変換基板ユニット１４２の機能を１つに集約したシリアル信号変換パッケージ１４７が、比例機器制御基板ユニット３２に実装されている。この構成であると、さらなる省配線化及びそれによる比例機器１４６の小型化を図ることができる。
【０１０６】
（４）実施形態において各基板ユニット３２，８８，８９間の電気的な接続を、電線ではなく例えばピン、ソケット、バスバー等により行ってもよい。このほうが省配線化にとって好都合である。
【０１０７】
（５）各基板ユニット３２，８８，８９…を構成するプリント配線板は、片面または両面に金属導体層を有するものばかりでなく、複数層にわたって金属導体層を有する多層プリント配線板であることがよい。このほうが省配線化にとって好都合である。
【０１０８】
（６）Ｄ／Ａ変換基板ユニット８８やネットワーク変換基板ユニット８９は必ずしもカバー３０内部に収容されていなくてもよく、カバー３０外部に取り付けられていてもよい。ただし、外付け構造より内部収容構造のほうが好ましい。
【０１０９】
（７）実施形態において示したような比例機器本体のための異常発生機構に加えて、比例機器本体以外のもの（例えば基板ユニット３２，８８，８９）のための異常発生機構を設けてもよい。このようにすれば基板ユニット３２，８８，８９の異常も検出することができ、より確実に故障診断を行うことができる。
【０１１０】
（８）ネットワークライン２２は、同軸ケーブル、光ファイバ、ツイストペア線であることがよい。このようにした場合、普通の電線を使用した場合に比べて高い信号伝達能力が得られることから、ネットワークシステムの信頼性が確実に向上する。また、これに伴ってさらなる長距離配線化も達成される。
【０１１１】
（９）ネットワークシステムを構成する場合における各機器の接続方法は、実施形態のようなループ式に限定されることはなく、例えばスター式やマルチドロップ式等であっても構わない。
【０１１２】
（１０）本発明は、電磁弁７０，７１を持つ電空レギュレータ３１を比例機器本体として備える比例機器２１Ａ〜２１Ｃのみへの適用に限定されない。例えば、電磁弁７０，７１の代わりにノズルフラッパ等を持つ電空レギュレータを比例機器本体として備える比例機器に適用されることも勿論可能である。
【０１１３】
（１１）主制御装置は実施形態のようなネットワークコントローラ１のみに限定されることはなく、例えば各比例機器２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃをフィードバック制御するためのデータ等を持たない、シリアル機能のみを持った単なるシーケンサの親局等でも勿論よい。即ち、各比例機器２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ側から一方的にシリアル信号をシリアル通信部に入力するとともに、変換されたシリアルデータをもとにＣＰＵでそれらをシーケンスするようなものでも構わない。
【０１１４】
ここで、前述した実施形態によって把握される技術的思想をその効果とともに以下に列挙する。
（１）  前記シリアル信号変換ユニットは、前記比例機器制御ユニット上に実装される１つの半導体パッケージであることを特徴とする比例機器。この構成であると、より省配線化を達成できる。
【０１１５】
（２）  前記シリアル信号変換ユニットは、前記比例機器制御ユニットの上に積層される１枚の基板状ユニットであることを特徴とする比例機器。この構成であると、より省配線化を達成できる。
【０１１６】
（３）  ネットワークラインを介して主制御装置にシリアル接続されるとともに、前記主制御装置から伝送されるデジタルのシリアル信号に従って比例機器本体を制御する比例機器制御ユニットを搭載した比例機器において、前記シリアル信号のうち自己の固有のアドレスが付されたもののみを取り込むネットワーク機能ユニットと、前記ネットワーク機能ユニットにより取り込まれた信号をアナログ信号に変換したうえで前記比例機器制御ユニットに出力するＤ／Ａ変換ユニットとが搭載されていることを特徴とする比例機器。この構成によると、シリアル信号をパラレル化するネットワーク機能ユニット及び同パラレル信号をアナログ化するＤ／Ａ変換ユニットが、いずれも比例機器と別体としてではなく比例機器自体に搭載されている。このため、これらと同じ機能を持つユニット２つを別体として設けた場合に比べて、配線が少なくかつ短くて済み、配線工数の大幅な削減が図られる。よって、このような省配線化に伴って配線ミスの発生も確実に少なくなり、かつ間接的に信頼性の向上も図られる。また、アナログ制御方式ではなくてデジタルのシリアル信号を用いた制御方式を採用しているため、例えば電圧の降下に起因する制御信号の減衰といったような不具合が起こらない。よって、長距離配線に適した比例機器を得ることができる。
【０１１７】
（４）  前記Ｄ／Ａ変換ユニットはＤ／Ａ変換器とＡ／Ｄ変換器とを備えることを特徴とする比例機器。この構成であると、１方向への変換のみならず双方向の変換を行うことができる。
【０１１８】
（５）  前記ネットワーク機能ユニットは、前記ネットワークライン側とのインターフェイスを図るためのインターフェイス回路と、アドレスを設定するためのアドレス設定器と、前記アドレス設定器により設定されたアドレスと前記インターフェイスから出力されるシリアルデータ中のアドレスとを比較するアドレス判別回路と、前記アドレス判別回路によりアドレスが一致していると判断したときに前記データ中の必要部分をパラレル化して前記Ｄ／Ａ変換ユニットに出力する制御手段とを備えることを特徴とする比例機器。
【０１１９】
（６）  前記各基板ユニットは、前記比例機器本体に近い側から順に、比例機器制御基板ユニット、Ｄ／Ａ変換基板ユニット及びネットワーク機能基板ユニットというように積層されていることを特徴とする比例機器。この構成によると、各基板ユニットの配置順が信号の流れに沿ったものとなり、各ユニットを電気的に接続する際に配線最短化を図ることができる。
【０１２０】
（７）  前記外部接続端子は雌雄一対のコネクタであることを特徴とする比例機器。この構成によると、比例機器側に設けられたオスコネクタに対しては、ネットワークライン側に設けられたオスの嵌合部は嵌合不可である反面、メスの嵌合部のみが嵌合可能となる。また、比例機器側に設けられたメスコネクタに対しては、ネットワークライン側に設けられたメスの嵌合部は嵌合不可である反面、オスの嵌合部のみが嵌合可能となる。このように形式の異なる外部接続端子によると、接続ミスの発生が確実に防止される。さらに、かかるコネクタであれば、接続をワンタッチで行うことができ、作業性も向上する。
【０１２１】
（８）  前記両コネクタは前記比例機器収容体における同一面において近接して配置されていることを特徴とする比例機器。この構成によると、両コネクタを比例機器収容体における同一面において近接して配置しているため、ネットワークラインを集中的に接続することができ、ネットワークラインが邪魔になることもなくなる。また、両コネクタが近接していると、両者の形式の違いが把握しやすくなり、接続ミスの発生をより確実に防止できる。
【０１２２】
（９）  前記各基板ユニットのうち前記ネットワーク機能基板ユニットが前記両コネクタの最も近くに配置されていることを特徴とする請求項８に記載の比例機器。この構成によると、ネットワーク機能基板ユニットと両コネクタとの距離が小さくなるため、ピン等を用いた接続が可能となり、省配線化にとって有利となる。
【０１２３】
（１０）  前記比例機器本体は電空レギュレータであり、前記異常検出機構は前記電空レギュレータの静的状態における排気量を検出すべく排気ポートに設けられた流量検出手段を含むことを特徴とする比例機器。この構成によると、排気ポートに設けられた流量検出手段によって、電空レギュレータの静的状態における排気量が検出される。そして、例えばこの排気量の変化を監視することにより、電空レギュレータにおける異常発生を早期に発見することができる。
【０１２４】
（１１）  前記比例機器を構成する比例機器収容体には、アドレス設定手段が設置されていることを特徴する比例機器。この構成によると、アドレス設定手段により固有のアドレスが設定される。なお、このアドレス設定手段は各ユニットと同じく比例機器収容体に設置されているため、各ユニットからの距離も短く、省配線化にも適した構成となっている。
【０１２５】
（１２）  前記比例機器本体は電空レギュレータであり、前記表示手段は前記主制御装置によって司令された圧力値及び圧力検出手段によって検出された実際の圧力値の両方を表示する圧力表示器であることを特徴とする比例機器。この構成によると、司令された圧力値及び実際の圧力値の両方が圧力表示器に表示されるため、作業者は両圧力値の差の有無または差の大小を目視確認することができる。よって、電空レギュレータにおける異常、例えば過負荷状態であるか否か等を早期に発見することができる。
【０１２６】
（１３）  前記比例機器を構成する比例機器収容体には、前記ゼロスパン調整手段の操作部が設置されていることを特徴とする比例機器。この構成によると、ゼロスパン調整手段の操作部を開けてその調整部を露出させることにより、ゼロスパンの調整が可能となる。
【０１２７】
なお、本明細書中において使用した技術用語を次のように定義する。
「プリント配線板：  プラスティック基材やセラミックス基材に導電性金属をめっき、印刷、スパッタ等によりパターニングすることで１層または多層の導体層が形成された配線板をいう。」。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】本実施形態のネットワークシステムにおいてネットワークコントローラと各比例機器とを接続した状態を示す概略図。
【図２】ネットワークコントローラのブロック図。
【図３】比例機器のブロック概略図。
【図４】比例機器のブロック図。
【図５】前記比例機器における電空レギュレータ及びその制御回路のブロック図。
【図６】前記制御回路の補償部の構成を示すブロック図。
【図７】補償部の回路図。
【図８】実施形態の比例機器の縦断面図。
【図９】同比例機器の正面図。
【図１０】同比例機器の平面図。
【図１１】別例１の比例機器の概略縦断面図。
【図１２】別例２の比例機器の概略縦断面図。
【図１３】別例３の比例機器の概略縦断面図。
【図１４】従来例のネットワークシステムにおいてネットワークコントローラと各比例機器とを接続した状態を示す概略図。
【図１５】従来例の比例機器の概略縦断面図。
【符号の説明】
【０１２９】
１…主制御装置としてのネットワークコントローラ、５Ａ，５Ｂ…空圧機器としてのマニホールド電磁弁、２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，１４１，１４３，１４６…比例機器、２２…ネットワークライン、３０…比例機器収容体としてのカバー、３１…比例機器本体としての電空レギュレータ、３２…比例機器制御基板ユニット、３９…排気ポート、４３…異常検出機構を構成する流量検出手段としての流量センサ、８８…シリアル信号変換ユニットを構成するネットワーク機能基板ユニット、８９…シリアル信号変換ユニットを構成するＤ／Ａ変換ユニット、１０１…外部接続端子としてのオスコネクタ、１０２…外部接続端子としてのメスコネクタ、１０３…アドレス設定手段、１０５…表示手段としての圧力表示器、１０７…ゼロスパン調整手段の操作部としてのゼロスパン調整カバー、１４２…シリアル信号変換ユニットとしてのシリアル信号変換基板ユニット、１４４…シリアル信号変換ユニットを構成するネットワーク機能パッケージ、１４５…シリアル信号変換ユニットを構成するＤ／Ａ変換パッケージ、１４７…シリアル信号変換ユニットとしてのシリアル信号変換パッケージ。
【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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