(57)【要約】【課題】ロック解除時の調節弁の弁開度の変動を緩和してスムーズにポジショナによる調節弁の弁開度制御を再開させる。【解決手段】差圧発信器７を設けて空気作動弁ＰＶ１の前後の圧力差ΔＰを検出し上位制御装置５へ送る。計装空気源や計装電源に異常が生じると、保安手段６が作動して、ポジショナ４Ａから操作器２への空気圧の供給が禁止される（ＰＶ１，ＰＶ２閉）。計装空気源および計装電源が正常状態に復旧した後、ΔＰが零となるように、上位制御装置５を介してポジショナ４Ａに差圧制御を行わせる。この差圧制御によって、空気作動弁ＰＶ１の前後圧を等しくした後、ポジショナ４Ａからの操作器２への空気圧の供給禁止を解除（ロック解除）する。このロック解除後、上位制御装置５からポジショナ４Ａへ設定開度を送って、調節弁１の弁開度制御を再開させる。【選択図】  図１
2007164230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流れる通路を開閉する調節弁と、この調節弁の弁開度を空気圧により調節する操作器と、この操作器に前記調節弁の実開度と設定開度との差に応じた空気圧を出力するポジショナとを備えたプロセス流量制御システムにおいて、
このシステムを稼働するための空気源および電源のうち少なくとも一方に異常が生じた場合、前記ポジショナから前記操作器への空気圧の供給を禁止し、前記操作器の内部の空気圧を保持することにより前記調節弁の開度を現在の実開度に保つ保安手段と、
前記ポジショナから出力される空気圧を測定する第１の圧力測定手段と、
前記操作器の内部の空気圧を測定する第２の圧力測定手段と、
前記空気源および電源が正常状態に復旧され前記保安手段による前記ポジショナからの前記操作器への空気圧の供給禁止が解除される前に、前記第１の圧力測定手段の測定値と前記第２の圧力測定手段の測定値とが等しくなるように前記ポジショナからの前記操作器への空気圧を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とするプロセス流量制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載されたプロセス流量制御システムにおいて、
前記制御手段は、さらに、前記保安手段による前記ポジショナからの前記操作器への空気圧の供給禁止が解除された後に、前記調節弁の実開度と設定開度とが等しくなるように前記ポジショナからの前記操作器への空気圧を制御する
ことを特徴とするプロセス流量制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ポジショナを用いて流体の流量を制御するプロセス流量制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、発電所や工業プロセスなどでは、ポジショナを用いて流体の流量を制御するようにしている。すなわち、流体が流れる通路に調節弁を設け、この調節弁の実開度と設定開度との差に応じた空気圧をポジショナから操作器へ送り、この操作器による弁軸のリフト位置の調整によって調節弁の弁開度を設定開度に合わせ込むようにしている。
【０００３】
図８に従来のプロセス流量制御システムの一例を示す（例えば、特許文献１参照）。同図において、１は流体が流れる通路を開閉する調節弁、２は調節弁１に付設された操作器、３は弁軸、４はポジショナ、５は上位制御装置、６は保安手段である。ポジショナ４は、図９に示すように、制御演算部４−１と、電空変換部４−２と、パイロットリレー４−３と、開度検出センサ４−４とを備えている。なお、図８では、開度検出センサ４−４をポジショナ４から抜き出して示している。
【０００４】
ポジショナ４において、制御演算部４−１には上位制御装置５より調節弁１への設定開度が４〜２０ｍＡの入力信号として与えられる。制御演算部４−１は、上位制御装置５からの入力信号を受けてこれを処理し、４ｍＡの入力信号に対して電空変換部４−２へのコイル駆動電流ＩＭを０ｍＡとし、２０ｍＡの入力信号に対して電空変換部４−２へのコイル駆動電流ＩＭを最大値とする。
【０００５】
電空変換部４−２は、制御演算部４−１からのコイル駆動電流ＩＭを空気圧（電空変換信号）に変換し、パイロットリレー４−３へ送る。パイロットリレー４−３は、電空変換部４−２からの空気圧を増幅し、操作器２への空気圧Ｐｏ（Ｐｏ１，Ｐｏ２）とする。操作器２は、ポジショナ４から出力される空気圧Ｐｏ（Ｐｏ１，Ｐｏ２）を保安手段６を経由して受けて、弁軸３のリフト位置を調整し、調節弁１の開度を制御する。なお、この例では操作器２が複動型とされており、上側の圧力室２−１と下側の圧力室２−２とを備えている。上側の圧力室２−１にはポジショナ４からの空気圧Ｐｏ１が、下側の圧力室２−２にはポジショナ４からの空気圧Ｐｏ２が供給され、その圧力差によって弁軸３のリフト位置が調整される。
【０００６】
開度検出センサ４−４は、調節弁１の開度をフィードバックレバー（図示せず）の回転角度位置（弁開度位置）として検出するセンサであり、その検出した弁開度位置を制御演算部４−１へ送る。制御演算部４−１は、開度検出センサ４−４からの弁開度位置より調節弁１の実開度を求め、この実開度を設定開度に合わせ込むように操作器２への空気圧Ｐｏ１，Ｐｏ２を制御する。すなわち、調節弁１の実開度と上位制御装置５からの設定開度との差に応じた空気圧Ｐｏ１，Ｐｏ２をポジショナ４から出力することにより、調節弁１の実開度を設定開度に合わせ込む。なお、空気圧Ｐｏ２は空気圧Ｐｏ１と連動して変化し、空気圧Ｐｏ１が決まればこれに連動して空気圧Ｐｏ２も決まる。
【０００７】
〔保安手段〕
このプロセス流量制御システムには、システムを稼働するための空気源（計装空気源）や電源（計装電源）に異常が生じた場合、プロセスを安全に保つために調節弁１の弁開度を現時点の開度（現在の実開度）で保持する保安手段６が設けられている。図８において、保安手段６は、空気作動式のオンオフ弁（空気作動弁）ＰＶ１，ＰＶ２，ＡＦＶと、電気作動式のオンオフ弁（電磁弁）ＳＯＶとによって構成され、空気作動弁ＰＶ１，ＰＶ２がポジショナ４からの操作器２への空気圧Ｐｏ１，Ｐｏ２の供給通路に設けられ、空気作動弁ＡＦＶと電磁弁ＳＯＶが空気作動弁ＰＶ１，ＰＶ２への作動空気の供給通路に設けられている。
【０００８】
〔正常時〕
計装空気源や計装電源が正常に供給されている場合（正常時）、電磁弁ＳＯＶは開状態となり、空気作動弁ＡＦＶに空気源からの作動空気を供給する。これにより、空気作動弁ＡＦＶも開状態となり、空気作動弁ＡＦＶを介して空気源からの作動空気が空気作動弁ＰＶ１，ＰＶ２に供給され、空気作動弁ＰＶ１，ＰＶ２も開状態となる。これにより、ポジショナ４からの空気圧Ｐｏ１，Ｐｏ２が操作器２の圧力室２−１，２−２へ与えられ、ポジショナ４による調節弁１の弁開度の制御が行われる。
【０００９】
〔異常時（１）〕
何らかの異常により計装空気源が遮断された場合（異常時（１））、空気作動弁ＡＦＶが閉状態となり、空気作動弁ＡＦＶを介する空気源からの作動空気が空気作動弁ＰＶ１，ＰＶ２に供給されなくなり、空気作動弁ＰＶ１，ＰＶ２が閉鎖される。これにより、ポジショナ４からの空気圧Ｐｏ１，Ｐｏ２の操作器２への供給が禁止され、ポジショナ４による調節弁１の弁開度の制御が中断される。この時、操作器２の圧力室２−１，２−２の空気圧は保持され、調節弁１は現時点の弁開度（現在の実開度）を保つ。
【００１０】
〔異常時（２）〕
何らかの異常により計装電源が遮断された場合（異常時（２））、電磁弁ＳＯＶが閉状態となり、空気作動弁ＡＦＶへの空気源からの作動空気が遮断される。これにより、空気作動弁ＡＦＶが閉状態となり、空気作動弁ＡＦＶを介する空気源からの作動空気が空気作動弁ＰＶ１，ＰＶ２に供給されなくなり、空気作動弁ＰＶ１，ＰＶ２が閉鎖される。これにより、ポジショナ４からの空気圧Ｐｏ１，Ｐｏ２の操作器２への供給が禁止され、ポジショナ４による調節弁１の弁開度の制御が中断される。この時、操作器２の圧力室２−１，２−２の空気圧は保持され、調節弁１は現時点の弁開度（現在の実開度）を保つ。
【００１１】
【特許文献１】特開平９−４９４０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述したように、従来のプロセス流量制御システムでは、計装空気源や計装電源が遮断された場合、保安手段６の空気作動弁ＰＶ１，ＰＶ２が閉鎖され、操作器２の内部の空気圧が保持されて、調節弁１が現在の実開度を保つ。以下、この状態をロック状態と呼ぶ。しかしながら、このロック状態において、ポジショナ４へは上位制御装置５からの設定開度が与えられ続け、ポジショナ４は調節弁１の実開度と設定開度との差に応じた空気圧の制御を続行する。このため、計装空気源や計装電源が正常状態に復旧されたことを確認してのロック解除時、ポジショナ４からの空気圧と操作器２の内部の空気圧との間に大きな圧力差が生じることがある。
【００１３】
例えば、計装電源が遮断されることによってロック状態となった場合、ポジショナ４は調節弁１の実開度と上位制御装置５からの設定開度との差に応じた空気圧Ｐｏ１，Ｐｏ２を出力し続ける。この場合、空気作動弁ＰＶ１，ＰＶ２が閉鎖されているので、ポジショナ４からの空気圧Ｐｏ１，Ｐｏ２は操作器２へは与えられない。オペレータは、計装電源が正常状態に復旧されたことを確認した後、電磁弁ＳＯＶ、空気作動弁ＡＦＶ，ＰＶ１，ＰＶ２をリセットして開放する。すなわち、ロックを解除し、ポジショナ４による調節弁１の弁開度制御を再開させる。このロック解除時、上位制御装置５からの設定開度がロック時の設定開度に対して大きく変化していると、ポジショナ４からの空気圧と操作器２の内部の空気圧との間に大きな圧力差が生じる。
【００１４】
また、計装空気源が遮断されることによってロック状態となった場合、ポジショナ４は調節弁１の実開度と上位制御装置５からの設定開度との差に応じた空気圧Ｐｏ１，Ｐｏ２を出力しようとし続ける（実際には計装空気源が遮断されているので空気圧Ｐｏ１，Ｐｏ２は出力されない）。オペレータは、計装空気源が正常状態に復旧されたことを確認した後、空気作動弁ＡＦＶ，ＰＶ１，ＰＶ２をリセットして開放する。すなわち、ロックを解除し、ポジショナ４による調節弁１の弁開度制御を再開させる。計装空気源が正常状態に復旧されると、ポジショナ４は実開度と設定開度との差に応じた空気圧Ｐｏ１，Ｐｏ２を出力し始める。このロック解除時、上位制御装置５からの設定開度がロック時の設定開度に対して大きく変化していると、ポジショナ４から出力される空気圧と操作器２の内部の空気圧との間に大きな圧力差が生じる。
【００１５】
ロック解除時に、ポジショナ４から出力される空気圧と操作器２の内部の空気圧との間に大きな圧力差が生じていると、調節弁１の弁開度が大きく変動することになり、制御の安定性が損なわれる。また、その変動の影響により、調節弁１の弁開度によってその流量が規制されるプロセスの制御流体の流量も大きく変動し、プロセスの計装システムに負荷を与えたり、安定したプロセス流量制御を妨げてしまうという問題が生じる。
【００１６】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ロック解除時の調節弁の弁開度の変動を緩和して、スムーズにポジショナによる調節弁の弁開度制御を再開させることができるプロセス流量制御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】
【００１７】
このような目的を達成するために、第１発明（請求項１に係る発明）は、流体が流れる通路を開閉する調節弁と、この調節弁の弁開度を空気圧により調節する操作器と、この操作器に調節弁の実開度と設定開度との差に応じた空気圧を出力するポジショナとを備えたプロセス流量制御システムにおいて、このシステムを稼働するための空気源および電源のうち少なくとも一方に異常が生じた場合、ポジショナから操作器への空気圧の供給を禁止し、操作器の内部の空気圧を保持することにより調節弁の開度を現在の実開度に保つ保安手段と、ポジショナから出力される空気圧を測定する第１の圧力測定手段と、操作器の内部の空気圧を測定する第２の圧力測定手段と、空気源および電源が正常状態に復旧され保安手段によるポジショナからの操作器への空気圧の供給禁止が解除される前に、第１の圧力測定手段の測定値と第２の圧力測定手段の測定値とが等しくなるようにポジショナからの操作器への空気圧を制御する制御手段とを設けたものである。
【００１８】
この発明によれば、システムを稼働するための空気源（計装空気源）や電源（計装電源）に異常（遮断、電圧の低下、空気圧の低下など）が生じると、ポジショナから操作器への空気圧の供給が禁止（ロック）され、操作器の内部の空気圧が保持されて、調節弁の開度が現在の実開度に保たれる。そして、計装空気源および計装電源が正常状態に復旧されると、ポジショナからの操作器への空気圧の供給禁止が解除（ロック解除）される。本発明では、この操作器への空気圧の供給禁止が解除される前に、第１の圧力測定手段の測定値と第２の圧力測定手段の測定値とが等しくなるようにポジショナからの操作器への空気圧を制御（差圧制御）する。すなわち、ポジショナから出力される空気圧と操作器の内部の空気圧との差圧を零とした後に、ポジショナからの操作器への空気圧の供給禁止を解除する。
【００１９】
第２発明（請求項２に係る発明）は、第１発明において、ポジショナからの操作器への空気圧の供給禁止が解除された後に、調節弁の実開度と設定開度とが等しくなるようにポジショナからの操作器への空気圧を制御（弁開度制御）するようにしたものである。この発明によれば、ポジショナからの操作器への空気圧の供給禁止が解除された後に、差圧制御から弁開度制御に戻される。ロック解除と弁開度制御への復帰とは同時に行うことが望ましいが、同時に行うことができない場合には、ロック解除を先に行い、その後に元の弁開度制御に戻す。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ポジショナから出力される空気圧と操作器の内部の空気圧との差圧が零とされた状態で、ポジショナからの操作器への空気圧の供給禁止が解除されるものとなり、ロック解除時の調節弁の弁開度の変動を緩和して、スムーズにポジショナによる調節弁の弁開度制御を再開させることができるようになる。
また、本発明によれば、ポジショナからの操作器への空気圧の供給禁止が解除された後に差圧制御から弁開度制御に戻されるものとなり、ロック解除と弁開度制御への復帰とを同時に行うことができない場合でも、スムーズにポジショナによる調節弁の弁開度制御を再開させることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
〔実施の形態１〕
図１はこの発明に係るプロセス流量制御システムの一実施の形態を示す図である。同図において、図８と同一符号は図８を参照して説明した構成要素と同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省略する。
【００２２】
このプロセス流量制御システムでは、差圧発信器７を設けて空気作動弁ＰＶ１の前後の圧力差ΔＰを検出し、４〜２０ｍＡの差圧信号として上位制御装置５へ送るようにしている。すなわち、ポジショナ４Ａから出力される空気圧Ｐｏ１と操作器２の圧力室２−１の空気圧Ｐｕとの圧力差ΔＰを検出し、この圧力差ΔＰを４〜２０ｍＡの差圧信号として上位制御装置５へ送るようにしている。
【００２３】
なお、差圧発信器７において、ポジショナ４Ａから出力される空気圧Ｐｏ１を検出する部分が本発明でいう第１の圧力測定手段に対応し、操作器２の圧力室２−１の空気圧Ｐｕを検出する部分が本発明でいう第２の圧力測定手段に対応する。
【００２４】
上位制御装置５は、プロセッサや記憶装置からなるハードウェアと、これらのハードウェアと協働して各種機能を実現させるソフトウェアとによって実現され、通常時は調節弁１に対する設定開度を４〜２０ｍＡの入力信号としてポジショナ４Ａへ送り、後述するロック時（ロック開始からロック解除終了までの間）は、差圧発信器７から送られてくる圧力差ΔＰを４〜２０ｍＡの入力信号としてポジショナ４Ａへ送る機能を備えている。また、ポジショナ４Ａへ切替信号を送る機能、保安手段６へロック解除指令を送る機能、保安手段６からの状態情報を受信する機能も備えている。これらの機能については後述する。
【００２５】
ポジショナ４Ａは、図２に示すように、通常時の制御演算部４−１に加えて、ロック時の制御演算部４−５を有している。また、制御演算部４−１および４−５の前段には上位制御装置５からの切替信号を受けて、上位制御装置５からの入力信号を制御演算部４−１または４−５の何れか一方に入力することを選択するモード切替スイッチ４−６が設けられている。モード切替スイッチ４−６は、切り替え位置としてＡモードとＢモードとを有し、Ａモードに切り替えられている場合には制御演算部４−１からのコイル駆動電流ＩＭを電空変換部４−２へ送り、Ｂモードに切り替えられている場合には制御演算部４−５からのコイル駆動電流ＩＭを電空変換部４−２へ送る。なお、モード切替スイッチ４−６への切替信号は、上位制御装置５からの入力信号に重畳して送られてくる。
【００２６】
制御演算部４−１および４−５にはモード切替スイッチ４−６を介して上位制御装置５からの入力信号が与えられる。すなわち、モード切替スイッチ４−６がＡモードに切り替えられていれば、上位制御装置５からの入力信号は制御演算部４−１へ与えられ、  モード切替スイッチ４−６がＢモードに切り替えられていれば、上位制御装置５からの入力信号は制御演算部４−５へ与えられる。本実施の形態において、モード切替スイッチ４−６は、通常時はＡモードになっており、制御演算部４−１が選択されている。一方、異常時に、上位制御装置５からロック開始に対応する切替信号を受けると、モード切替スイッチ４−６がＢモードに切り替わって、制御演算部４−５が選択される。通常状態に復旧して、上位制御装置５からロック解除に対応した切替信号を受けると、モード切替スイッチ４−６はＡモードに戻る。
【００２７】
〔通常時〕
上位制御装置５は、通常時、調節弁１に対する設定開度を４〜２０ｍＡの入力信号としてポジショナ４Ａへ送る。この場合、モード切替スイッチ４−６はＡモードとされているので、この入力信号はポジショナ４Ａの制御演算部４−１に与えられ、制御演算部４−１において生成されたコイル駆動電流ＩＭが電空変換部４−２へ与えられる。電空変換部４−２は、制御演算部４−１からのコイル駆動電流ＩＭを空気圧に変換し、パイロットリレー４−３へ送る。パイロットリレー４−３は、電空変換部４−２からの空気圧を増幅し、操作器２への空気圧Ｐｏ（Ｐｏ１，Ｐｏ２）とする。
【００２８】
〔正常時〕
このプロセス流量制御システムにおいて、計装空気源や計装電源が正常に供給されている場合（正常時）、電磁弁ＳＯＶ，空気作動弁ＡＦＶ，ＰＶ１，ＰＶ２が全て開状態とされるので、ポジショナ４Ａからの空気圧Ｐｏ１，Ｐｏ２が操作器２の圧力室２−１，２−２へ与えられ、ポジショナ４Ａによる調節弁１の弁開度制御が行われる。
【００２９】
〔異常時（１）〕
何らかの異常により計装空気源が遮断された場合（異常時（１））、空気作動弁ＡＦＶが閉状態となり、空気作動弁ＡＦＶを介する空気源からの作動空気が空気作動弁ＰＶ１，ＰＶ２に供給されなくなり、空気作動弁ＰＶ１，ＰＶ２が閉鎖される。これにより、ポジショナ４Ａからの出力空気Ｐｏ１，Ｐｏ２の操作器２への供給が禁止され、ポジショナ４Ａによる調節弁１の弁開度の制御が中断される。この時、操作器２の圧力室２−１，２−２の空気圧は保持され、調節弁１は現時点の弁開度（現在の実開度）を保つ。
【００３０】
〔異常時（２）〕
何らかの異常により計装電源が遮断された場合（異常時（２））、電磁弁ＳＯＶが閉状態となり、空気作動弁ＡＦＶへの空気源からの作動空気が遮断される。これにより、空気作動弁ＡＦＶが閉状態となり、空気作動弁ＡＦＶを介する空気源からの作動空気が空気作動弁ＰＶ１，ＰＶ２に供給されなくなり、空気作動弁ＰＶ１，ＰＶ２が閉鎖される。これにより、ポジショナ４からの空気圧Ｐｏ１，Ｐｏ２の操作器２への供給が禁止され、ポジショナ４Ａによる調節弁１の弁開度の制御が中断される。この時、操作器２の圧力室２−１，２−２の空気圧は保持され、調節弁１は現時点の弁開度（現在の実開度）を保つ。
【００３１】
〔ロック時〕
〔ロック開始〕
上位制御装置５は、上述した「異常時（１）」や「異常時（２）」によって調節弁１がロック状態となった後、計装空気源および計装電源が正常状態に復旧されまで、ポジショナ４Ａへロック開始に対応する切替信号を送る。この時、上位制御装置５は、それまでの設定開度に代えて、差圧発信器７からの圧力差ΔＰをポジショナ４Ａへの入力信号とする。
【００３２】
ポジショナ４Ａのモード切替スイッチ４−６は、上位制御装置５からのロック開始に対応する切替信号を受けて、Ｂモードに切り替わる。そして、ポジショナ４Ａの制御演算部４−５が、上位制御装置５から入力信号を受けてこれを処理し、圧力差ΔＰを零とするコイル駆動電流ＩＭを生成する。この制御演算部４−５からのコイル駆動電流ＩＭは電空変換部４−２へ与えられる。
【００３３】
電空変換部４−２は、制御演算部４−５からのコイル駆動電流ＩＭを空気圧に変換し、パイロットリレー４−３へ送る。パイロットリレー４−３は、電空変換部４−２からの空気圧を増幅し、操作器２への空気圧Ｐｏ１，Ｐｏ２とする。この場合、空気作動弁ＰＶ１，ＰＶ２は閉鎖されており、空気作動弁ＰＶ１の前後の圧力差ΔＰを零とするように空気圧Ｐｏ１が制御されることから、ポジショナ４Ａからの空気圧Ｐｏ１と操作器２の圧力室２−１の圧力Ｐｕとが等しくなる。また、空気圧Ｐｏ２は空気圧Ｐｏ１と連動して変化することから、ポジショナ４Ａからの空気圧Ｐｏ２と操作器２の圧力室２−２の圧力Ｐｄも等しくなる。
【００３４】
〔ロック解除〕
上位制御装置５は、ポジショナ４Ａからの操作器２への出力空気圧と操作器２の内部の空気圧とが等しくなったこと及び「異常時（１）」から正常状態に復旧したことを確認すると、保安手段６へロック解除指令を送り、閉状態の空気作動弁ＡＦＶ，ＰＶ１，ＰＶ２をリセットして開放する。ポジショナ４Ａからの操作器２への出力空気圧と操作器２の内部の空気圧とが等しくなったこと及び「異常時（２）」から正常状態に復旧したことを確認すると、保安手段６へロック解除指令を送り、閉状態の電磁弁ＳＯＶ、空気作動弁ＡＦＶ，ＰＶ１，ＰＶ２をリセットして開放する。これにより、ロックが解除される。
【００３５】
この時、ポジショナ４Ａからの操作器２への出力空気圧と操作器２の内部の空気圧とは等しくされているので、すなわちロックが解除される前に、ポジショナ４Ａからの出力空気圧Ｐｏ１と操作器２の圧力室２−１の空気圧Ｐｕとが等しくされ、またポジショナ４Ａからの空気圧Ｐｏ２と操作器２の圧力室２−２の空気圧Ｐｄとが等しくされているので、調節弁１の弁開度が大きく変動するということはない。
【００３６】
〔弁開度制御復帰〕
上位制御装置５は、ロック解除後、ポジショナ４Ａへロック解除に対応する切替信号を送る。この時、上位制御装置５は、それまでの圧力差ΔＰに代えて、調節弁１に対する設定開度をポジショナ４Ａへの入力信号とする。
【００３７】
ポジショナ４Ａのモード切替スイッチ４−６は、上位制御装置５からのロック解除に対応する切替信号を受けて、Ａモードに切り替わる。すると、制御演算部４−１は、上位制御装置５から入力信号を受けてこれを処理し、調節弁１の実開度を設定開度との差を零とするコイル駆動電流ＩＭを生成する。この制御演算部４−１からのコイル駆動電流ＩＭは電空変換部４−２へ与えられる。
【００３８】
電空変換部４−２は、制御演算部４−１からのコイル駆動電流ＩＭを空気圧に変換し、パイロットリレー４−３へ送る。パイロットリレー４−３は、電空変換部４−２からの空気圧を増幅し、操作器２への空気圧Ｐｏ１，Ｐｏ２とする。この場合、空気作動弁ＰＶ１，ＰＶ２は開放されており、ポジショナ４Ａからの空気圧Ｐｏ１，Ｐｏ２が操作器２の圧力室２−１，２−２へ与えられ、ポジショナ４Ａによる調節弁１の弁開度制御が再開される。
【００３９】
このように、本実施の形態によれば、ポジショナ４Ａから出力される空気圧と操作器２の内部の空気圧との差圧が零とされた状態でロックが解除されるので、ロック解除時の調節弁１の弁開度の変動が緩和され、スムーズにポジショナ４Ａによる調節弁１の弁開度制御を再開させることができるようになる。したがって、制御の安定性が損なわれることがなく、プロセスの計装システムに負荷を与えたり、安定したプロセス流量制御を妨げてしまうということがなくなる。
【００４０】
〔実施の形態２〕
実施の形態１では、差圧発信器７からの差圧信号を上位制御装置５へ与えるようにしたが、図３および図４に示すように、差圧発信器７からの差圧信号をダイレクトにポジショナ４Ｂの制御演算部４−５に与えるようにしてもよい。
【００４１】
この実施の形態２においても、ポジショナ４Ｂのモード切替スイッチ４−６は、実施の形態１と同様、上位制御装置５からの入力信号に重畳して与えられるロック開始に対応する切替信号を受けてＢモードに切り替えられる。また、ロック解除に対応する切替信号を受けて、Ａモードに戻る。
【００４２】
これにより、実施の形態１と同様にして、ポジショナ４Ｂから出力される空気圧と操作器２の内部の空気圧との差圧を零とした状態でロックが解除され、ポジショナ４Ｂによる調節弁１の弁開度制御が再開される。
【００４３】
〔実施の形態３〕
実施の形態１及び２では、上位制御装置５からポジショナ４Ａに対してロックの開始やロックの解除を知らせるようにしたが、図５に示すように、ポジショナ（フィールドバス対応ポジショナ）４Ｃが接続されたフィールドバスＢＵＳにパーソナルコンピュータ８を接続し、このパーソナルコンピュータ（フィールドバス用設定パソコン）８からロックの開始やロックの解除を知らせるようにしてもよい。
【００４４】
この場合、差圧発信器７からの差圧信号は、フィールドバスＢＵＳを介してポジショナ４Ｃへ与えるようにする。また、図６に示すように、フィールドバス用設定パソコン８からロックの開始やロックの解除をフィールドバスＢＵＳを介してポジショナ４Ｃの制御演算部４−５へ知らせるようにする。
【００４５】
この実施の形態３において、制御演算部４−５は、フィールドバス用設定パソコン８からのロック開始の知らせを受けてモード切替スイッチ４−６をＢモードに切り替え、ロック解除の知らせを受けてモード切替スイッチ４−６をＡモードに戻す。
【００４６】
これにより、実施の形態１及び２と同様にして、ポジショナ４Ｂから出力される空気圧と操作器２の内部の空気圧との差圧を零とした状態でロックが解除され、ポジショナ４Ｃによる調節弁１の弁開度制御が再開される。
【００４７】
なお、この実施の形態３では、上位制御装置５からの入力信号や開度検出センサ４−４からの検出信号を制御演算部４−５へ与えることによって、フィールドバス用設定パソコン８の画面上で調節弁１の実開度や設定開度を確認することができるようにしている。
【００４８】
〔実施の形態４〕
実施の形態１，２及び３では、ポジショナ４（４Ａ、４Ｂ、４Ｃ）にロック時の制御演算部４−５やモード切替スイッチ４−６を設けるようにしたが、これらの機能を上位制御装置５に持たせるようにしてもよい。図７に上位制御装置５にロック時の制御演算部４−５やモード切替スイッチ４−６に相当する機能を持たせたプロセス流量制御システムを例示する。
【００４９】
このシステムでは、上位制御装置５に、正常／異常判定部５−１とモード切替部５−２とロック時圧力設定値演算部５−３と通常時弁開度設定値演算部５−４とを設け、正常／異常判定部５−１において保安手段６からの状態情報を確認し、ロック時にはモード切替部５−２をＢモードとしてロック時圧力設定値演算部５−３からの信号Ｓ１をポジショナ４Ｄへ送り、ΔＰを零とするように差圧制御を行わせる。ロック解除後は、モード切替部５−２をＡモードに戻して通常時弁開度設定値演算部５−４からの信号Ｓ２をポジショナ４Ｄへ送り、調節弁１の弁開度制御を再開させる。この場合、ポジショナ４Ｄの制御演算部は、１つで済む。
【００５０】
上述した実施の形態１〜４では、ロック解除を先に行い、その後に元の弁開度制御に戻すようにしたが、ロック解除と弁開度制御への復帰とを同時に行うようにしてもよい。例えば、実施の形態１において、上位制御装置５から電磁弁ＳＯＶ，空気作動弁ＡＦＶ，ＰＶ１，ＰＶ２へリセット指令を送るようにし、このリセット指令と同時にポジショナ４Ａへロック解除の知らせを送るようにすれば、ロック解除と弁開度制御への復帰とを同時に行うことが可能となる。
【００５１】
ロック解除と弁開度制御への復帰とは同時に行うことが望ましいが、電磁弁ＳＯＶ，空気作動弁ＡＦＶ，ＰＶ１，ＰＶ２のリセットを現場まで赴いて行うような場合には、ロック解除を先に行い、その後に上位制御装置５からポジショナ４Ａへロック解除の知らせを送って元の弁開度制御に戻すようにする。
【００５２】
また、上述した実施の形態１〜３では、モード切替スイッチ４−６のモードを上位制御装置５やフィールドバス用設定パソコン８からの指令によって切り替えるようにしたが、手動操作によって切り替えるようにしてもよい。
【００５３】
また、上述した実施の形態１〜４では、差圧発信器７によって空気作動弁ＰＶ１の前後の圧力差ΔＰを検出するようにしたが、空気作動弁ＰＶ１の前後の圧力を個々の圧力センサで検出し、この検出した圧力値を上位制御装置５や制御演算部４−５へ与え、上位制御装置５や制御演算部４−５において圧力差ΔＰを算出させるようにしてもよい。
【００５４】
また、上述した実施の形態１〜４では、空気作動弁ＰＶ１の前後の圧力差ΔＰを検出し、この圧力差ΔＰをロック状態の間は零となるように制御するようにしたが、空気作動弁ＰＶ２の前後の圧力差を検出し、この圧力差をロック状態の間は零となるように制御するようにしてもよい。また、空気作動弁ＰＶ１の前後の圧力差と空気作動弁ＰＶ２の前後の圧力差の両方を検出し、これらの圧力差をロック状態の間は零となるように制御するようにしてもよい。
【００５５】
また、上述した実施の形態１〜４では、操作器２として上下に圧力室を備えた複動型を用いたが、下部又は上部の何れか一方の圧力室の代わりにスプリングを用いた単動型の操作器を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係るプロセス流量制御システムの一実施の形態（実施の形態１）を示す図である。
【図２】図１のプロセス流量制御システムのポジショナの内部構成を主として示したブロック図である。
【図３】本発明に係るプロセス流量制御システムの他の実施の形態（実施の形態２）を示す図である。
【図４】図３のプロセス流量制御システムのポジショナの内部構成を主として示したブロック図である。
【図５】本発明に係るプロセス流量制御システムの他の実施の形態（実施の形態３）を示す図である。
【図６】図５のプロセス流量制御システムのポジショナの内部構成を主として示したブロック図である。
【図７】本発明に係るプロセス流量制御システムの他の実施の形態（実施の形態４）を示す図である。
【図８】従来のプロセス流量制御システムの一例を示す図である。
【図９】図８のプロセス流量制御システムのポジショナの内部構成を主として示したブロック図である。
【符号の説明】
【００５７】
１…調節弁、２…操作器、２−１…上側の圧力室、２−２…下側の圧力室、３…弁軸、４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…ポジショナ、４−１…制御演算部（通常時）、４−２…電空変換部、４−３…パイロットリレー、４−４…開度検出センサ、４−５…制御演算部（ロック時）、４−６…モード切替スイッチ、５…上位制御装置、５−１…正常／異常判定部、５−２…モード切替部、５−３…ロック時圧力設定値演算部、５−４…通常時弁開度設定値演算部、６…保安手段、ＳＯＶ…電気作動式のオンオフ弁（電磁弁）、ＡＦＶ，ＰＶ１，ＰＶ２…空気作動式のオンオフ弁（電磁弁）ＳＯＶと、７…差圧発信器、８…パーソナルコンピュータ（フィールドバス用設定パソコン）、ＢＵＳ…フィールドバス。
【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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