ポジショナ
【課題】基本機能を犠牲にすることなく、確実に、調節弁の開度制御の速応性や整定性などの制御性を向上させる。
【解決手段】供給電流Ｉが取り得る電流の範囲を複数の電流範囲に区分し、この電流範囲の区分毎に基本機能回路部７が実施する調節弁２の開度制御の制御形態（単ループ制御、二重ループ制御など）を定めたテーブルＴＢ１をメモリ５に格納しておく。ＣＰＵ４は、供給電流Ｉの実際値を検出し、基本機能回路部７に振り向けることが可能な余剰電流があるか否かを判断する。この場合、４ｍＡを超える供給電流を余剰電流とみなし、その余剰電流を基本機能回路部７に配分するように、電流調整部８へ指令を送る。また、供給電流Ｉの区分に応じ、テーブルＴＢ１に定められている制御形態で開度制御を実施するように、基本機能回路部７に指示する。
【解決手段】供給電流Ｉが取り得る電流の範囲を複数の電流範囲に区分し、この電流範囲の区分毎に基本機能回路部７が実施する調節弁２の開度制御の制御形態（単ループ制御、二重ループ制御など）を定めたテーブルＴＢ１をメモリ５に格納しておく。ＣＰＵ４は、供給電流Ｉの実際値を検出し、基本機能回路部７に振り向けることが可能な余剰電流があるか否かを判断する。この場合、４ｍＡを超える供給電流を余剰電流とみなし、その余剰電流を基本機能回路部７に配分するように、電流調整部８へ指令を送る。また、供給電流Ｉの区分に応じ、テーブルＴＢ１に定められている制御形態で開度制御を実施するように、基本機能回路部７に指示する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、上位側システムより一対の電線を介して電流の供給を受け、この供給電流の値に応じて調節弁の開度を制御するポジショナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、調節弁に対してポジショナを設け、このポジショナによって調節弁の開度を制御するようにしている。このポジショナは、上位装置から送られてくる弁開度設定値と調節弁からフィードバックされてくる実開度値との偏差を求め、この偏差に所定の演算を施して得られる電気信号を制御出力として出力する制御部と、この制御部からの制御出力を空気圧信号に変換する電空変換器（ＥＰＭ）と、この電空変換器が変換した空気圧信号を増幅し調節弁の駆動部へ出力するパイロットリレーと、調節弁の弁開度を検出し実開度値として制御部へ送る開度センサとを備えている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この種のポジショナは、上位側システムより一対の電線を介して送られてくる４〜２０ｍＡの電流で動作するように設計されている。例えば、上位側システムより４ｍＡの電流が送られてきた場合には調節弁の開度を０％とし、２０ｍＡの電流が送られてきた場合には調節弁の開度を１００％とする。
【０００４】
この場合、上位側システムからの供給電流Ｉは、４ｍＡ（下限電流値）から２０ｍＡ（上限電流値）の範囲で変化するので、ポジショナ内のＣＰＵや調節弁の開度制御を行う基本機能回路部（通信機能回路、弁開度制御機能回路、弁開度出力機能回路などを含む常時動作すべき回路部）を含む内部回路に必要な電流は、上位側システムから供給される電流値として常に確保することの可能な４ｍＡ以下に抑えられている。
【０００５】
なお、この電流は最低動作電流と呼ばれ、例えば３．８ｍＡ程度とされる。また、この最低動作電流をＩｃとした場合、上位側システムからの供給電流Ｉのうち残りの電流Ｉｖ（Ｉｖ＝Ｉ−Ｉｃ）は余剰電流とされ、自己の動作電源を生成する定電圧回路側に流れるのみで、ＣＰＵや基本機能回路部を含む内部回路には供給されない。
【０００６】
図６に従来のポジショナの要部の構成を示す。同図において、１Ａはポジショナ、２は調節弁である。ポジショナ１Ａは、制御部１１と、電空変換器１２と、パイロットリレー１３と、調節弁２の弁開度（バルブの開度）を検出する開度センサ１４とを備えており、開度センサ１４が検出する弁開度が調節弁２からの実開度値Ｘｐｖとして制御部１１へフィードバックされるようになっている。
【０００７】
ポジショナ１Ａにおいて、制御部１１は、上位側システム（図示せず）からの弁開度設定値Ｘｓｐと開度センサ１４からの実開度値Ｘｐｖとの偏差ｅを求め、この偏差ｅにＰＩＤ制御演算を施して得られる電気信号を電空変換器１２とパイロットリレー１３とで構成される電空変換部１５への制御出力ＭＶとして出力する。なお、偏差ｅの算出は偏差算出部１１ａにおいて行われ、偏差ｅに対するＰＩＤ制御演算はＰＩＤ制御演算部１１ｂで行われる。
【０００８】
電空変換器１２は、制御部１１からの制御出力ＭＶを空気圧信号（ノズル背圧）Ｐｎに変換する。パイロットリレー１３は、電空変換器１２からの空気圧信号Ｐｎを増幅し、空気圧Ｐｏとして調節弁２の駆動部２ａへ出力する。これにより、駆動部２ａ内のダイアフラム室に空気圧Ｐｏの空気が流入し、調節弁２のバルブ２ｂの開度が調整される。なお、パイロットリレー１３は、その主要な構成要素として、シリンダ１３ａとポペット弁１３ｂとを備えている。
【０００９】
このポジショナ１Ａに採用された制御方式（この制御方式を単ループ制御と呼ぶ）の場合、制御部１１の制御対象には、調節弁２だけではなく、調節弁２に空気流量および空気圧力を加える電空変換器１２およびパイロットリレー１３も含まれる。電空変換器１２とパイロットリレー１３の特性が線形であり、素直な特性であれば、このような制御方式でも充分である。しかし、実際は電空変換器１２およびパイロットリレー１３ともヒステリシスや不感帯等の非線形要素を持ち、制御を複雑にしている。そのため、この制御方式では、速応性や整定性（安定性）において限界がある。そこで、バルブ開度制御の速応性を改善した制御方式が特許文献２に示され、バルブ開度制御の整定性を改善した制御方式が特許文献３に示されている。
【００１０】
図７は特許文献２に示された制御方式の概略を示す図である。このポジショナ１Ｂでは、制御対象である調節弁２からフィードバックされてくる実開度値Ｘｐｖを第１のフィードバック値とする一方、パイロットリレー１３におけるシリンダ１３ａやポペット弁１３ｂの変位Ｘｐを位置センサ１６によって検出するようにし、この位置センサ１６によって検出された変位Ｘｐに定数Ｋｍを乗じた値Ｋｍ・Ｘｐを第２のフィードバック値としている。そして、制御部１１からの制御出力ＭＶをメジャー制御ループの制御出力とし、このメジャー制御ループの制御出力ＭＶから第２のフィードバック値Ｋｍ・Ｘｐをマイナー制御ループのフィードバック値として減算して補正制御出力ＭＶ’を求め、この補正制御出力ＭＶ’を電空変換部１５への制御出力としている。なお、変位Ｘｐに対する定数Ｋｍの乗算は乗算部（第２のフィードバック値算出部）１７で行い、メジャー制御ループの制御出力ＭＶからのマイナー制御ループのフィードバック値Ｋｍ・Ｘｐの減算は減算部（補正制御出力演算部）１８で行う。この特許文献２に示された制御方式では、ムダ時間や時定数を縮めることにより、バルブ開度制御の速応性の改善が望める。
【００１１】
図８は特許文献３に示された制御方式の概略を示す図である。このポジショナ１Ｃでは、制御対象である調節弁２からフィードバックされてくる実開度値Ｘｐｖを第１のフィードバック値とする一方、パイロットリレー１３からの調節弁２への空気圧Ｐｏを圧力センサ１９によって検出するようにし、この圧力センサ１９によって検出される空気圧Ｐｏの微分値ｄＰｏ／ｄｔを圧力微分値とし、この圧力微分値ｄＰｏ／ｄｔに定数Ｋｍを乗じた値Ｋｍ・ｄＰｏ／ｄｔを第２のフィードバック値としている。そして、制御部１１からの制御出力ＭＶをメジャー制御ループの制御出力とし、このメジャー制御ループの制御出力ＭＶから第２のフィードバック値Ｋｍ・ｄＰｏ／ｄｔをマイナー制御ループのフィードバック値として減算して補正制御出力ＭＶ’を求め、この補正制御出力ＭＶ’を電空変換部１５への制御出力としている。なお、圧力微分値ｄＰｏ／ｄｔの算出およびこの圧力微分値ｄＰｏ／ｄｔに対する定数Ｋｍの乗算は乗算部（第２のフィードバック値算出部）２０で行い、メジャー制御ループの制御出力ＭＶからのマイナー制御ループのフィードバック値Ｋｍ・ｄＰｏ／ｄｔの減算は減算部（補正制御出力演算部）２１で行う。この特許文献２に示された制御方式では、圧力値そのものを見ているため、オーバシュートや整定時間など整定性の改善が望める。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】実開昭６２−２８１１８号公報
【特許文献２】特表２００４−５２３０１６号公報
【特許文献３】特開２００１−２２１２０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上述した特許文献１や特許文献２に示された制御方式（この制御方式を二重ループ制御と呼ぶ）を採用するためには、電空変換部でのシリンダやポペット弁の変位を検出する位置センサや電空変換部からの出力圧を検出する圧力センサを設け、この位置センサや圧力センサに電流を供給しなければならない。
【００１４】
すると、調節弁の開度制御を行う基本機能回路部での消費電流が大きくなり、単ループ制御を前提とした回路に基づいて二重ループ制御を採用しようとすると、電流不足に陥って、適切な開度制御が行えなくなる虞が生じる。また、この問題を解決するために、基本機能を犠牲にして（基本機能回路部での機能の幾つかを犠牲にする）、二重ループ制御に必要な電流を確保することが考えられるが、基本機能の低下を招いてしまう。
【００１５】
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、基本機能を犠牲にすることなく、確実に、調節弁の開度制御の速応性や整定性などの制御性を向上させることが可能なポジショナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
このような目的を達成するために本発明は、上位側システムより一対の電線を介して電流の供給を受け、この供給電流から自己の動作電源を生成する一方、供給電流の値に応じて調節弁の開度を制御するポジショナにおいて、調節弁の開度制御を行う基本機能回路部と、供給電流の実際値を現在の供給電流として検出する供給電流検出手段と、検出された現在の供給電流に基本機能回路部に振り向けることが可能な余剰電流があるか否かを判断し、余剰電流があった場合、その余剰電流を基本機能回路部に配分する余剰電流配分手段とを備えることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、供給電流の実際値が現在の供給電流として検出され、この検出された現在の供給電流に基本機能回路部に振り向けることが可能な余剰電流があるか否かが判断され、余剰電流があった場合、その余剰電流が基本機能回路部に配分される。これにより、所定値を超える余剰電流があった場合、その余剰電流で二重ループ制御を行わせるなどして、基本機能を犠牲にすることなく、確実に、調節弁の開度制御の速応性や整定性などの制御性を向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、供給電流の実際値を現在の供給電流として検出し、この検出した現在の供給電流に基本機能回路部に振り向けることが可能な余剰電流があるか否かを判断し、余剰電流があった場合、その余剰電流を基本機能回路部に配分するようにしたので、所定値を超える余剰電流があった場合、その余剰電流で二重ループ制御を行わせるなどして、基本機能を犠牲にすることなく、確実に、調節弁の開度制御の速応性や整定性などの制御性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係るポジショナの一実施の形態の要部の構成図である。
【図２】このポジショナで用いられるテーブルの一例を示す図である。
【図３】このポジショナで用いられるテーブルの別の例を示す図である。
【図４】このポジショナで用いられるテーブルの別の例を示す図である。
【図５】このポジショナで用いられるテーブルの別の例を示す図である。
【図６】従来のポジショナの要部の構成を示す図である。
【図７】特許文献２に示された制御方式の概略を示す図である。
【図８】特許文献３に示された制御方式の概略を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１はこの発明に係るポジショナの一実施の形態の要部の構成図である。このポジショナ１００は、上位側システム２００より一対の電線Ｌ１，Ｌ２を介して電流を供給を受け、この供給電流Ｉから自己の動作電源を生成する一方、供給電流Ｉの値に応じて調節弁２の弁開度（バルブの開度）を制御する。
【００２１】
本実施の形態のポジショナ１００は、ツェナーダイオードＤ１を含む定電圧回路３と、ＣＰＵ（中央演算処理装置）４と、メモリ５と、電流監視部６と、調節弁２の開度制御を行う基本機能回路部７と、基本機能回路部７への電流の供給路に設けられた電流調整部８と、抵抗Ｒ１とを備えている。なお、ＣＰＵ４および基本機能回路部７は、ポジショナ１００の内部回路９を構成する主要構成要素とされている。
【００２２】
定電圧回路３と抵抗Ｒ１とは上位側システム２００からの電流Ｉが入力される端子Ｔ１，Ｔ２間に直列に接続され、定電圧回路３と抵抗Ｒ１との接続点は接地されている。定電圧回路３は、上位側システム２００からの供給電流Ｉより定電圧Ｖ１を生成し、この生成した定電圧Ｖ１を動作電源として内部回路９に供給する。
【００２３】
基本機能回路部７は、抵抗Ｒ１の電流Ｉの流出側に生ずる電圧Ｖｓを弁開度設定値Ｘｓｐとして入力とし、すなわち上位側システム２００からの供給電流Ｉの値に応じた電圧Ｖｓを弁開度設定値Ｘｓｐとして入力とし、また調節弁２よりフィードバックされてくる位置信号Ｖｒから調節弁２の実開度値Ｘｐｖを検出し、弁開度設定値Ｘｓｐと実開度値Ｘｐｖとが一致するように調節弁２の弁開度を制御する。
【００２４】
この回路構成において、上位側システム２００からは４〜２０ｍＡの間で変化する電流Ｉが供給されるが、この供給電流Ｉのうち内部回路９側へのラインＬＡに回路の消費電流（動作電流）Ｉｃが流れ、この動作電流Ｉｃを超える余分な電流が余剰電流Ｉｖ（Ｉｖ＝Ｉ−Ｉｃ）として定電圧回路３側のラインＬＢに流れる。このラインＬＡを流れる動作電流ＩｃとラインＬＢを流れる余剰電流Ｉｖは、末端で合流し、抵抗Ｒ１を介して上流側システム２００へ戻される。電流監視部６は上位側システム２００へ戻される電流をポジショナ１００への供給電流Ｉの実際値として検出する。
【００２５】
ＣＰＵ４は、メモリ５に格納されているプログラムに従って動作し、電流監視部６が検出する供給電流Ｉの実際値（現在の供給電流）を取り込み、この現在の供給電流に基本機能回路部７に振り向けることが可能な余剰電流があるか否かを判断する。この例において、ＣＰＵ４は、４ｍＡを超える供給電流を余剰電流とみなす。そして、ＣＰＵ４は、余剰電流があった場合、その余剰電流を基本機能回路部７に配分するように、電流調整部８へ指令を送る。
【００２６】
メモリ５には、上述したプログラムに加えて、供給電流Ｉが取り得る電流の範囲（４〜２０ｍＡ）を複数の電流範囲に区分し、この電流範囲の区分毎に基本機能回路部７が実施する調節弁２の開度制御の制御形態を定めたテーブルＴＢ１が格納されている。
【００２７】
図２にテーブルＴＢ１の一例を示す。このテーブルＴＢ１では４〜８ｍＡの電流範囲を第１の区分とし、８〜１２ｍＡの電流範囲を第２の区分とし、１２〜２０ｍＡの電流範囲を第３の区分とし、第１の区分に調節弁２の開度制御の制御形態として「単ループ制御」を定め、第２の区分に調節弁２の開度制御の制御形態として「二重ループ制御」を定め、第３の区分に調節弁２の開度制御の制御形態として「二重ループ＋動作クロック高速」を定めている。
【００２８】
なお、「単ループ制御」では、図６を用いて説明したように、調節弁２の実開度値Ｘｐｖと弁開度設定値Ｘｓｐとの偏差ｅに基づいて求められた制御信号を電空変換部１５への制御出力ＭＶとする。また、「二重ループ制御」では、図７，図８を用いて説明したように、電空変換部１５からのフィードバック値によって補正した制御信号を電空変換部１５への制御出力ＭＶ’とする。また、「二重ループ＋動作クロック高速」では、「単ループ制御」よりもＣＰＵ４の動作クロックを高速（制御周期を高速）とした二重ループ制御とする。
【００２９】
〔４〜８ｍＡ〕
今、上位側システム２００からの供給電流Ｉが４〜８ｍＡの範囲内で変化しているものとする。この場合、ＣＰＵ４は、電流監視部６が検出する供給電流Ｉの実際値（現在の供給電流）を取り込み、４ｍＡを超える供給電流を余剰電流とみなす。すなわち、供給電流Ｉ＝４〜８ｍＡのうち４ｍＡを超える残りの電流（０〜４ｍＡ）を余剰電流とみなし、この余剰電流を基本機能回路部７に配分すように電流調整部８へ指令を送る。これにより、余剰電流（０〜４ｍＡ）分、基本回路機能部７に供給される電流が増加する。
【００３０】
また、ＣＰＵ４は、供給電流Ｉの実際値（現在の供給電流）が区分１の電流範囲に属していることを確認し、その属している区分１に対して定められている開度制御の制御形態として「単ループ制御」をテーブルＴＢ１から読み出し、この読み出した「単ループ制御」の制御形態で調節弁２の開度制御を実施するように基本機能回路部７に指示する。
【００３１】
これにより、基本機能回路部７は、上位側システム２００からの供給電流Ｉが４〜８ｍＡの範囲内で変化している場合、０〜４ｍＡの余剰電流を加え、その制御形態を「単ループ制御」として、調節弁２の開度を制御する。
【００３２】
〔８〜１２ｍＡ〕
今、上位側システム２００からの供給電流Ｉが８〜１２ｍＡの範囲内で変化しているものとする。この場合、ＣＰＵ４は、電流監視部６が検出する供給電流Ｉの実際値（現在の供給電流）を取り込み、４ｍＡを超える供給電流を余剰電流とみなす。すなわち、供給電流Ｉ＝８〜１２ｍＡのうち４ｍＡを超える残りの電流（４〜８ｍＡ）を余剰電流とみなし、この余剰電流を基本機能回路部７に配分すように電流調整部８へ指令を送る。これにより、余剰電流（４〜８ｍＡ）分、基本回路機能部７に供給される電流が増加する。
【００３３】
また、ＣＰＵ４は、供給電流Ｉの実際値（現在の供給電流）が区分２の電流範囲に属していることを確認し、その属している区分２に対して定められている開度制御の制御形態として「二重ループ制御」をテーブルＴＢ１から読み出し、この読み出した「二重ループ制御」の制御形態で調節弁２の開度制御を実施するように基本機能回路部７に指示する。
【００３４】
これにより、基本機能回路部７は、上位側システム２００からの供給電流Ｉが８〜２０ｍＡの範囲内で変化している場合、４〜８ｍＡ）を余剰電流として加え、その制御形態を「二重ループ制御」として、調節弁２の開度を制御する。
【００３５】
〔１２〜２０ｍＡ〕
今、上位側システム２００からの供給電流Ｉが１２〜２０ｍＡの範囲内で変化しているものとする。この場合、ＣＰＵ４は、電流監視部６が検出する供給電流Ｉの実際値（現在の供給電流）を取り込み、４ｍＡを超える供給電流を余剰電流とみなす。すなわち、供給電流Ｉ＝１２〜２０ｍＡのうち４ｍＡを超える残りの電流（８〜１６ｍＡ）を余剰電流とみなし、この余剰電流を基本機能回路部７に配分すように電流調整部８へ指令を送る。これにより、余剰電流（８〜１６ｍＡ）分、基本回路機能部７に供給される電流が増加する。
【００３６】
また、ＣＰＵ４は、供給電流Ｉの実際値（現在の供給電流）が区分３の電流範囲に属していることを確認し、その属している区分３に対して定められている開度制御の制御形態として「二重ループ制御＋動作クロック高速」をテーブルＴＢ１から読み出し、この読み出した「二重ループ制御＋動作クロック高速」の制御形態で調節弁２の開度制御を実施するように基本機能回路部７に指示する。
【００３７】
これにより、基本機能回路部７は、上位側システム２００からの供給電流Ｉが１２〜２０ｍＡの範囲内で変化している場合、８〜１６ｍＡの余剰電流を加え、その制御形態を「二重ループ制御＋動作クロック高速」として、調節弁２の開度を制御する。
【００３８】
このようにして、本実施の形態では、基本機能回路部７に流せる余剰電流が０〜４ｍＡのときは「単ループ制御」で調節弁２の開度制御が行われ、基本機能回路部７に流せる余剰電流が４〜８ｍＡのときは「二重ループ制御」で調節弁２の開度制御が行われ、基本機能回路部７に流せる余剰電流が８〜１６ｍＡのときは「二重ループ制御＋動作クロック高速」で調節弁２の開度制御が行われれるものとなり、供給電流Ｉが大きくなるに従い、高性能な制御が実施されるようになる。
【００３９】
この場合、「単ループ制御」では、消費電流が少なくて済むので、基本機能回路部７に流れる余剰電流が０〜４ｍＡと少なくても、電流不足に陥ることはない。
【００４０】
また、「二重ループ制御」では、基本機能回路部７に流れる余剰電流が４〜１２ｍＡと多くなるので、消費電流が大きくなっても、電流不足に陥ることはない。したがって、基本機能を犠牲にすることなく、確実に、調節弁２の開度制御の速応性や整定性などの制御性を向上させることできる。
【００４１】
また、「二重ループ制御＋動作クロック高速」では、基本機能回路部７に流れる余剰電流が８〜１６ｍＡとさらに多くなるので、消費電流がさらに大きくなっても、電流不足に陥ることはない。したがって、基本機能を犠牲にすることなく、確実に、調節弁２の開度制御の速応性や整定性などの制御性を向上させると共に、高速で制御を行わせることができる。
【００４２】
なお、上述した実施の形態では、４〜２０ｍＡの電流範囲を３つの区分に分け、第１の区分に「単ループ制御」を定め、第２の区分に「二重ループ制御」を定め、第３の区分に「二重ループ＋動作クロック高速」を定めるようにしたが、図３に示すように、４〜２０ｍＡの電流範囲を２つの区分に分け、第１の区分に「単ループ制御」を定め、第２の区分に「二重ループ制御」を定めるようにしてもよい。
【００４３】
また、図４に示すように、第１の区分に「単ループ制御」を定め、第２の区分に「単ループ制御＋動作クロック高速」を定めるようにしたり、図５に示すように、第１の区分に「単ループ制御」を定め、第２の区分に「単ループ制御＋動作クロック高速」を定め、第３の区分に「二重ループ制御」を定め、第４の区分に「二重ループ制御＋動作クロック高速」を定めるようにするなどしてもよい。
【００４４】
なお、図４および図５において、第２の区分の「単ループ制御＋動作クロック高速」では、第１の区分に対して定めた「単ループ制御」よりもその制御周期（ＣＰＵ４の動作クロック）を高速とし、第４の区分の「二重ループ制御＋動作クロック高速」では、第３の区分に対して定めた「二重ループ制御」よりもその制御周期（ＣＰＵ４の動作クロック）を高速とする。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明のポジショナは、調節弁（バルブ）の開度を制御する機器として、プロセス制御など様々な分野で利用することが可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…ポジショナ、２…調節弁、２ａ…駆動部、２ｂ…バルブ、３…定電圧回路、４…ＣＰＵ、５…メモリ、６…電流監視部、７…基本機能回路部、８…電流調整部、９…内部回路、１１…制御部、１１ａ…偏差算出部、１１ｂ…ＰＩＤ制御演算部、１２…電空変換器、１３…パイロットリレー、１３ａ…シリンダ、１３ｂ…ポペット弁、１４…開度センサ、１５…電空変換部、１６…位置センサ、１７…乗算部（第２のフィードバック値算出部）、１８…減算部（補正制御出力演算部）、１９…圧力センサ、２０…乗算部（第２のフィードバック値算出部）、２１…減算部（補正制御出力演算部）、ＴＢ１…テーブル、Ｒ１…抵抗、１００…ポジショナ、２００…上位側システム。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、上位側システムより一対の電線を介して電流の供給を受け、この供給電流の値に応じて調節弁の開度を制御するポジショナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、調節弁に対してポジショナを設け、このポジショナによって調節弁の開度を制御するようにしている。このポジショナは、上位装置から送られてくる弁開度設定値と調節弁からフィードバックされてくる実開度値との偏差を求め、この偏差に所定の演算を施して得られる電気信号を制御出力として出力する制御部と、この制御部からの制御出力を空気圧信号に変換する電空変換器（ＥＰＭ）と、この電空変換器が変換した空気圧信号を増幅し調節弁の駆動部へ出力するパイロットリレーと、調節弁の弁開度を検出し実開度値として制御部へ送る開度センサとを備えている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この種のポジショナは、上位側システムより一対の電線を介して送られてくる４〜２０ｍＡの電流で動作するように設計されている。例えば、上位側システムより４ｍＡの電流が送られてきた場合には調節弁の開度を０％とし、２０ｍＡの電流が送られてきた場合には調節弁の開度を１００％とする。
【０００４】
この場合、上位側システムからの供給電流Ｉは、４ｍＡ（下限電流値）から２０ｍＡ（上限電流値）の範囲で変化するので、ポジショナ内のＣＰＵや調節弁の開度制御を行う基本機能回路部（通信機能回路、弁開度制御機能回路、弁開度出力機能回路などを含む常時動作すべき回路部）を含む内部回路に必要な電流は、上位側システムから供給される電流値として常に確保することの可能な４ｍＡ以下に抑えられている。
【０００５】
なお、この電流は最低動作電流と呼ばれ、例えば３．８ｍＡ程度とされる。また、この最低動作電流をＩｃとした場合、上位側システムからの供給電流Ｉのうち残りの電流Ｉｖ（Ｉｖ＝Ｉ−Ｉｃ）は余剰電流とされ、自己の動作電源を生成する定電圧回路側に流れるのみで、ＣＰＵや基本機能回路部を含む内部回路には供給されない。
【０００６】
図６に従来のポジショナの要部の構成を示す。同図において、１Ａはポジショナ、２は調節弁である。ポジショナ１Ａは、制御部１１と、電空変換器１２と、パイロットリレー１３と、調節弁２の弁開度（バルブの開度）を検出する開度センサ１４とを備えており、開度センサ１４が検出する弁開度が調節弁２からの実開度値Ｘｐｖとして制御部１１へフィードバックされるようになっている。
【０００７】
ポジショナ１Ａにおいて、制御部１１は、上位側システム（図示せず）からの弁開度設定値Ｘｓｐと開度センサ１４からの実開度値Ｘｐｖとの偏差ｅを求め、この偏差ｅにＰＩＤ制御演算を施して得られる電気信号を電空変換器１２とパイロットリレー１３とで構成される電空変換部１５への制御出力ＭＶとして出力する。なお、偏差ｅの算出は偏差算出部１１ａにおいて行われ、偏差ｅに対するＰＩＤ制御演算はＰＩＤ制御演算部１１ｂで行われる。
【０００８】
電空変換器１２は、制御部１１からの制御出力ＭＶを空気圧信号（ノズル背圧）Ｐｎに変換する。パイロットリレー１３は、電空変換器１２からの空気圧信号Ｐｎを増幅し、空気圧Ｐｏとして調節弁２の駆動部２ａへ出力する。これにより、駆動部２ａ内のダイアフラム室に空気圧Ｐｏの空気が流入し、調節弁２のバルブ２ｂの開度が調整される。なお、パイロットリレー１３は、その主要な構成要素として、シリンダ１３ａとポペット弁１３ｂとを備えている。
【０００９】
このポジショナ１Ａに採用された制御方式（この制御方式を単ループ制御と呼ぶ）の場合、制御部１１の制御対象には、調節弁２だけではなく、調節弁２に空気流量および空気圧力を加える電空変換器１２およびパイロットリレー１３も含まれる。電空変換器１２とパイロットリレー１３の特性が線形であり、素直な特性であれば、このような制御方式でも充分である。しかし、実際は電空変換器１２およびパイロットリレー１３ともヒステリシスや不感帯等の非線形要素を持ち、制御を複雑にしている。そのため、この制御方式では、速応性や整定性（安定性）において限界がある。そこで、バルブ開度制御の速応性を改善した制御方式が特許文献２に示され、バルブ開度制御の整定性を改善した制御方式が特許文献３に示されている。
【００１０】
図７は特許文献２に示された制御方式の概略を示す図である。このポジショナ１Ｂでは、制御対象である調節弁２からフィードバックされてくる実開度値Ｘｐｖを第１のフィードバック値とする一方、パイロットリレー１３におけるシリンダ１３ａやポペット弁１３ｂの変位Ｘｐを位置センサ１６によって検出するようにし、この位置センサ１６によって検出された変位Ｘｐに定数Ｋｍを乗じた値Ｋｍ・Ｘｐを第２のフィードバック値としている。そして、制御部１１からの制御出力ＭＶをメジャー制御ループの制御出力とし、このメジャー制御ループの制御出力ＭＶから第２のフィードバック値Ｋｍ・Ｘｐをマイナー制御ループのフィードバック値として減算して補正制御出力ＭＶ’を求め、この補正制御出力ＭＶ’を電空変換部１５への制御出力としている。なお、変位Ｘｐに対する定数Ｋｍの乗算は乗算部（第２のフィードバック値算出部）１７で行い、メジャー制御ループの制御出力ＭＶからのマイナー制御ループのフィードバック値Ｋｍ・Ｘｐの減算は減算部（補正制御出力演算部）１８で行う。この特許文献２に示された制御方式では、ムダ時間や時定数を縮めることにより、バルブ開度制御の速応性の改善が望める。
【００１１】
図８は特許文献３に示された制御方式の概略を示す図である。このポジショナ１Ｃでは、制御対象である調節弁２からフィードバックされてくる実開度値Ｘｐｖを第１のフィードバック値とする一方、パイロットリレー１３からの調節弁２への空気圧Ｐｏを圧力センサ１９によって検出するようにし、この圧力センサ１９によって検出される空気圧Ｐｏの微分値ｄＰｏ／ｄｔを圧力微分値とし、この圧力微分値ｄＰｏ／ｄｔに定数Ｋｍを乗じた値Ｋｍ・ｄＰｏ／ｄｔを第２のフィードバック値としている。そして、制御部１１からの制御出力ＭＶをメジャー制御ループの制御出力とし、このメジャー制御ループの制御出力ＭＶから第２のフィードバック値Ｋｍ・ｄＰｏ／ｄｔをマイナー制御ループのフィードバック値として減算して補正制御出力ＭＶ’を求め、この補正制御出力ＭＶ’を電空変換部１５への制御出力としている。なお、圧力微分値ｄＰｏ／ｄｔの算出およびこの圧力微分値ｄＰｏ／ｄｔに対する定数Ｋｍの乗算は乗算部（第２のフィードバック値算出部）２０で行い、メジャー制御ループの制御出力ＭＶからのマイナー制御ループのフィードバック値Ｋｍ・ｄＰｏ／ｄｔの減算は減算部（補正制御出力演算部）２１で行う。この特許文献２に示された制御方式では、圧力値そのものを見ているため、オーバシュートや整定時間など整定性の改善が望める。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】実開昭６２−２８１１８号公報
【特許文献２】特表２００４−５２３０１６号公報
【特許文献３】特開２００１−２２１２０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上述した特許文献１や特許文献２に示された制御方式（この制御方式を二重ループ制御と呼ぶ）を採用するためには、電空変換部でのシリンダやポペット弁の変位を検出する位置センサや電空変換部からの出力圧を検出する圧力センサを設け、この位置センサや圧力センサに電流を供給しなければならない。
【００１４】
すると、調節弁の開度制御を行う基本機能回路部での消費電流が大きくなり、単ループ制御を前提とした回路に基づいて二重ループ制御を採用しようとすると、電流不足に陥って、適切な開度制御が行えなくなる虞が生じる。また、この問題を解決するために、基本機能を犠牲にして（基本機能回路部での機能の幾つかを犠牲にする）、二重ループ制御に必要な電流を確保することが考えられるが、基本機能の低下を招いてしまう。
【００１５】
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、基本機能を犠牲にすることなく、確実に、調節弁の開度制御の速応性や整定性などの制御性を向上させることが可能なポジショナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
このような目的を達成するために本発明は、上位側システムより一対の電線を介して電流の供給を受け、この供給電流から自己の動作電源を生成する一方、供給電流の値に応じて調節弁の開度を制御するポジショナにおいて、調節弁の開度制御を行う基本機能回路部と、供給電流の実際値を現在の供給電流として検出する供給電流検出手段と、検出された現在の供給電流に基本機能回路部に振り向けることが可能な余剰電流があるか否かを判断し、余剰電流があった場合、その余剰電流を基本機能回路部に配分する余剰電流配分手段とを備えることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、供給電流の実際値が現在の供給電流として検出され、この検出された現在の供給電流に基本機能回路部に振り向けることが可能な余剰電流があるか否かが判断され、余剰電流があった場合、その余剰電流が基本機能回路部に配分される。これにより、所定値を超える余剰電流があった場合、その余剰電流で二重ループ制御を行わせるなどして、基本機能を犠牲にすることなく、確実に、調節弁の開度制御の速応性や整定性などの制御性を向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、供給電流の実際値を現在の供給電流として検出し、この検出した現在の供給電流に基本機能回路部に振り向けることが可能な余剰電流があるか否かを判断し、余剰電流があった場合、その余剰電流を基本機能回路部に配分するようにしたので、所定値を超える余剰電流があった場合、その余剰電流で二重ループ制御を行わせるなどして、基本機能を犠牲にすることなく、確実に、調節弁の開度制御の速応性や整定性などの制御性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係るポジショナの一実施の形態の要部の構成図である。
【図２】このポジショナで用いられるテーブルの一例を示す図である。
【図３】このポジショナで用いられるテーブルの別の例を示す図である。
【図４】このポジショナで用いられるテーブルの別の例を示す図である。
【図５】このポジショナで用いられるテーブルの別の例を示す図である。
【図６】従来のポジショナの要部の構成を示す図である。
【図７】特許文献２に示された制御方式の概略を示す図である。
【図８】特許文献３に示された制御方式の概略を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１はこの発明に係るポジショナの一実施の形態の要部の構成図である。このポジショナ１００は、上位側システム２００より一対の電線Ｌ１，Ｌ２を介して電流を供給を受け、この供給電流Ｉから自己の動作電源を生成する一方、供給電流Ｉの値に応じて調節弁２の弁開度（バルブの開度）を制御する。
【００２１】
本実施の形態のポジショナ１００は、ツェナーダイオードＤ１を含む定電圧回路３と、ＣＰＵ（中央演算処理装置）４と、メモリ５と、電流監視部６と、調節弁２の開度制御を行う基本機能回路部７と、基本機能回路部７への電流の供給路に設けられた電流調整部８と、抵抗Ｒ１とを備えている。なお、ＣＰＵ４および基本機能回路部７は、ポジショナ１００の内部回路９を構成する主要構成要素とされている。
【００２２】
定電圧回路３と抵抗Ｒ１とは上位側システム２００からの電流Ｉが入力される端子Ｔ１，Ｔ２間に直列に接続され、定電圧回路３と抵抗Ｒ１との接続点は接地されている。定電圧回路３は、上位側システム２００からの供給電流Ｉより定電圧Ｖ１を生成し、この生成した定電圧Ｖ１を動作電源として内部回路９に供給する。
【００２３】
基本機能回路部７は、抵抗Ｒ１の電流Ｉの流出側に生ずる電圧Ｖｓを弁開度設定値Ｘｓｐとして入力とし、すなわち上位側システム２００からの供給電流Ｉの値に応じた電圧Ｖｓを弁開度設定値Ｘｓｐとして入力とし、また調節弁２よりフィードバックされてくる位置信号Ｖｒから調節弁２の実開度値Ｘｐｖを検出し、弁開度設定値Ｘｓｐと実開度値Ｘｐｖとが一致するように調節弁２の弁開度を制御する。
【００２４】
この回路構成において、上位側システム２００からは４〜２０ｍＡの間で変化する電流Ｉが供給されるが、この供給電流Ｉのうち内部回路９側へのラインＬＡに回路の消費電流（動作電流）Ｉｃが流れ、この動作電流Ｉｃを超える余分な電流が余剰電流Ｉｖ（Ｉｖ＝Ｉ−Ｉｃ）として定電圧回路３側のラインＬＢに流れる。このラインＬＡを流れる動作電流ＩｃとラインＬＢを流れる余剰電流Ｉｖは、末端で合流し、抵抗Ｒ１を介して上流側システム２００へ戻される。電流監視部６は上位側システム２００へ戻される電流をポジショナ１００への供給電流Ｉの実際値として検出する。
【００２５】
ＣＰＵ４は、メモリ５に格納されているプログラムに従って動作し、電流監視部６が検出する供給電流Ｉの実際値（現在の供給電流）を取り込み、この現在の供給電流に基本機能回路部７に振り向けることが可能な余剰電流があるか否かを判断する。この例において、ＣＰＵ４は、４ｍＡを超える供給電流を余剰電流とみなす。そして、ＣＰＵ４は、余剰電流があった場合、その余剰電流を基本機能回路部７に配分するように、電流調整部８へ指令を送る。
【００２６】
メモリ５には、上述したプログラムに加えて、供給電流Ｉが取り得る電流の範囲（４〜２０ｍＡ）を複数の電流範囲に区分し、この電流範囲の区分毎に基本機能回路部７が実施する調節弁２の開度制御の制御形態を定めたテーブルＴＢ１が格納されている。
【００２７】
図２にテーブルＴＢ１の一例を示す。このテーブルＴＢ１では４〜８ｍＡの電流範囲を第１の区分とし、８〜１２ｍＡの電流範囲を第２の区分とし、１２〜２０ｍＡの電流範囲を第３の区分とし、第１の区分に調節弁２の開度制御の制御形態として「単ループ制御」を定め、第２の区分に調節弁２の開度制御の制御形態として「二重ループ制御」を定め、第３の区分に調節弁２の開度制御の制御形態として「二重ループ＋動作クロック高速」を定めている。
【００２８】
なお、「単ループ制御」では、図６を用いて説明したように、調節弁２の実開度値Ｘｐｖと弁開度設定値Ｘｓｐとの偏差ｅに基づいて求められた制御信号を電空変換部１５への制御出力ＭＶとする。また、「二重ループ制御」では、図７，図８を用いて説明したように、電空変換部１５からのフィードバック値によって補正した制御信号を電空変換部１５への制御出力ＭＶ’とする。また、「二重ループ＋動作クロック高速」では、「単ループ制御」よりもＣＰＵ４の動作クロックを高速（制御周期を高速）とした二重ループ制御とする。
【００２９】
〔４〜８ｍＡ〕
今、上位側システム２００からの供給電流Ｉが４〜８ｍＡの範囲内で変化しているものとする。この場合、ＣＰＵ４は、電流監視部６が検出する供給電流Ｉの実際値（現在の供給電流）を取り込み、４ｍＡを超える供給電流を余剰電流とみなす。すなわち、供給電流Ｉ＝４〜８ｍＡのうち４ｍＡを超える残りの電流（０〜４ｍＡ）を余剰電流とみなし、この余剰電流を基本機能回路部７に配分すように電流調整部８へ指令を送る。これにより、余剰電流（０〜４ｍＡ）分、基本回路機能部７に供給される電流が増加する。
【００３０】
また、ＣＰＵ４は、供給電流Ｉの実際値（現在の供給電流）が区分１の電流範囲に属していることを確認し、その属している区分１に対して定められている開度制御の制御形態として「単ループ制御」をテーブルＴＢ１から読み出し、この読み出した「単ループ制御」の制御形態で調節弁２の開度制御を実施するように基本機能回路部７に指示する。
【００３１】
これにより、基本機能回路部７は、上位側システム２００からの供給電流Ｉが４〜８ｍＡの範囲内で変化している場合、０〜４ｍＡの余剰電流を加え、その制御形態を「単ループ制御」として、調節弁２の開度を制御する。
【００３２】
〔８〜１２ｍＡ〕
今、上位側システム２００からの供給電流Ｉが８〜１２ｍＡの範囲内で変化しているものとする。この場合、ＣＰＵ４は、電流監視部６が検出する供給電流Ｉの実際値（現在の供給電流）を取り込み、４ｍＡを超える供給電流を余剰電流とみなす。すなわち、供給電流Ｉ＝８〜１２ｍＡのうち４ｍＡを超える残りの電流（４〜８ｍＡ）を余剰電流とみなし、この余剰電流を基本機能回路部７に配分すように電流調整部８へ指令を送る。これにより、余剰電流（４〜８ｍＡ）分、基本回路機能部７に供給される電流が増加する。
【００３３】
また、ＣＰＵ４は、供給電流Ｉの実際値（現在の供給電流）が区分２の電流範囲に属していることを確認し、その属している区分２に対して定められている開度制御の制御形態として「二重ループ制御」をテーブルＴＢ１から読み出し、この読み出した「二重ループ制御」の制御形態で調節弁２の開度制御を実施するように基本機能回路部７に指示する。
【００３４】
これにより、基本機能回路部７は、上位側システム２００からの供給電流Ｉが８〜２０ｍＡの範囲内で変化している場合、４〜８ｍＡ）を余剰電流として加え、その制御形態を「二重ループ制御」として、調節弁２の開度を制御する。
【００３５】
〔１２〜２０ｍＡ〕
今、上位側システム２００からの供給電流Ｉが１２〜２０ｍＡの範囲内で変化しているものとする。この場合、ＣＰＵ４は、電流監視部６が検出する供給電流Ｉの実際値（現在の供給電流）を取り込み、４ｍＡを超える供給電流を余剰電流とみなす。すなわち、供給電流Ｉ＝１２〜２０ｍＡのうち４ｍＡを超える残りの電流（８〜１６ｍＡ）を余剰電流とみなし、この余剰電流を基本機能回路部７に配分すように電流調整部８へ指令を送る。これにより、余剰電流（８〜１６ｍＡ）分、基本回路機能部７に供給される電流が増加する。
【００３６】
また、ＣＰＵ４は、供給電流Ｉの実際値（現在の供給電流）が区分３の電流範囲に属していることを確認し、その属している区分３に対して定められている開度制御の制御形態として「二重ループ制御＋動作クロック高速」をテーブルＴＢ１から読み出し、この読み出した「二重ループ制御＋動作クロック高速」の制御形態で調節弁２の開度制御を実施するように基本機能回路部７に指示する。
【００３７】
これにより、基本機能回路部７は、上位側システム２００からの供給電流Ｉが１２〜２０ｍＡの範囲内で変化している場合、８〜１６ｍＡの余剰電流を加え、その制御形態を「二重ループ制御＋動作クロック高速」として、調節弁２の開度を制御する。
【００３８】
このようにして、本実施の形態では、基本機能回路部７に流せる余剰電流が０〜４ｍＡのときは「単ループ制御」で調節弁２の開度制御が行われ、基本機能回路部７に流せる余剰電流が４〜８ｍＡのときは「二重ループ制御」で調節弁２の開度制御が行われ、基本機能回路部７に流せる余剰電流が８〜１６ｍＡのときは「二重ループ制御＋動作クロック高速」で調節弁２の開度制御が行われれるものとなり、供給電流Ｉが大きくなるに従い、高性能な制御が実施されるようになる。
【００３９】
この場合、「単ループ制御」では、消費電流が少なくて済むので、基本機能回路部７に流れる余剰電流が０〜４ｍＡと少なくても、電流不足に陥ることはない。
【００４０】
また、「二重ループ制御」では、基本機能回路部７に流れる余剰電流が４〜１２ｍＡと多くなるので、消費電流が大きくなっても、電流不足に陥ることはない。したがって、基本機能を犠牲にすることなく、確実に、調節弁２の開度制御の速応性や整定性などの制御性を向上させることできる。
【００４１】
また、「二重ループ制御＋動作クロック高速」では、基本機能回路部７に流れる余剰電流が８〜１６ｍＡとさらに多くなるので、消費電流がさらに大きくなっても、電流不足に陥ることはない。したがって、基本機能を犠牲にすることなく、確実に、調節弁２の開度制御の速応性や整定性などの制御性を向上させると共に、高速で制御を行わせることができる。
【００４２】
なお、上述した実施の形態では、４〜２０ｍＡの電流範囲を３つの区分に分け、第１の区分に「単ループ制御」を定め、第２の区分に「二重ループ制御」を定め、第３の区分に「二重ループ＋動作クロック高速」を定めるようにしたが、図３に示すように、４〜２０ｍＡの電流範囲を２つの区分に分け、第１の区分に「単ループ制御」を定め、第２の区分に「二重ループ制御」を定めるようにしてもよい。
【００４３】
また、図４に示すように、第１の区分に「単ループ制御」を定め、第２の区分に「単ループ制御＋動作クロック高速」を定めるようにしたり、図５に示すように、第１の区分に「単ループ制御」を定め、第２の区分に「単ループ制御＋動作クロック高速」を定め、第３の区分に「二重ループ制御」を定め、第４の区分に「二重ループ制御＋動作クロック高速」を定めるようにするなどしてもよい。
【００４４】
なお、図４および図５において、第２の区分の「単ループ制御＋動作クロック高速」では、第１の区分に対して定めた「単ループ制御」よりもその制御周期（ＣＰＵ４の動作クロック）を高速とし、第４の区分の「二重ループ制御＋動作クロック高速」では、第３の区分に対して定めた「二重ループ制御」よりもその制御周期（ＣＰＵ４の動作クロック）を高速とする。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明のポジショナは、調節弁（バルブ）の開度を制御する機器として、プロセス制御など様々な分野で利用することが可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…ポジショナ、２…調節弁、２ａ…駆動部、２ｂ…バルブ、３…定電圧回路、４…ＣＰＵ、５…メモリ、６…電流監視部、７…基本機能回路部、８…電流調整部、９…内部回路、１１…制御部、１１ａ…偏差算出部、１１ｂ…ＰＩＤ制御演算部、１２…電空変換器、１３…パイロットリレー、１３ａ…シリンダ、１３ｂ…ポペット弁、１４…開度センサ、１５…電空変換部、１６…位置センサ、１７…乗算部（第２のフィードバック値算出部）、１８…減算部（補正制御出力演算部）、１９…圧力センサ、２０…乗算部（第２のフィードバック値算出部）、２１…減算部（補正制御出力演算部）、ＴＢ１…テーブル、Ｒ１…抵抗、１００…ポジショナ、２００…上位側システム。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上位側システムより一対の電線を介して電流の供給を受け、この供給電流から自己の動作電源を生成する一方、前記供給電流の値に応じて調節弁の開度を制御するポジショナにおいて、
前記調節弁の開度制御を行う基本機能回路部と、
前記供給電流の実際値を現在の供給電流として検出する供給電流検出手段と、
前記検出された現在の供給電流に前記基本機能回路部に振り向けることが可能な余剰電流があるか否かを判断し、余剰電流があった場合、その余剰電流を前記基本機能回路部に配分する余剰電流配分手段と
を備えることを特徴とするポジショナ。
【請求項２】
請求項１に記載されたポジショナにおいて、
前記供給電流が取り得る電流の範囲を複数の電流範囲に区分し、この電流範囲の区分毎に前記基本機能回路部が実施する前記調節弁の開度制御の制御形態を定めたテーブルを記憶する記憶手段を備え、
前記余剰電流配分手段は、前記検出された現在の供給電流が前記電流範囲の区分の何れに属しているかを確認し、その属している電流範囲の区分に対して定められている制御形態を前記テーブルより読み出し、この読み出した制御形態で前記調節弁の開度制御を実施するように前記基本機能回路部に指示する
ことを特徴とするポジショナ。
【請求項３】
請求項２に記載されたポジショナにおいて、
前記記憶手段は、前記電流範囲の区分のうちその電流値が小さい第１の区分に前記開度制御の制御形態として前記調節弁の実開度と設定開度との偏差に基づいて求められた制御信号を電空変換部への制御出力とする単ループ制御を定め、前記第１の区分よりもその電流値が大きい第２の区分に前記開度制御の制御形態として前記制御信号を前記電空変換部からのフィードバック値によって補正した制御信号を前記電空変換部への制御出力とする二重ループ制御を定めたテーブルを記憶する
ことを特徴とするポジショナ。
【請求項４】
請求項２に記載されたポジショナにおいて、
前記記憶手段は、前記電流範囲の区分のうちその電流値が小さい第１の区分に前記開度制御の制御形態として前記調節弁の実開度と設定開度との偏差に基づいて求められた制御信号を電空変換部への制御出力とする単ループ制御を定め、前記第１の区分よりもその電流値が大きい第２の区分に前記開度制御の制御形態として前記第１の区分に対して定めた単ループ制御よりも制御周期を高速とした単ループ制御を定めたテーブルを記憶する
ことを特徴とするポジショナ。
【請求項５】
請求項２に記載されたポジショナにおいて、
前記記憶手段は、前記電流範囲の区分のうちその電流値が小さい第１の区分に前記開度制御の制御形態として前記調節弁の実開度と設定開度との偏差に基づいて求められた制御信号を電空変換部への制御出力とする単ループ制御を定め、前記第１の区分よりもその電流値が大きい第２の区分に前記開度制御の制御形態として前記制御信号を前記電空変換部からのフィードバック値によって補正した制御信号を前記電空変換部への制御出力とする二重ループ制御を定め、前記第２の区分よりもその電流値が大きい第３の区分に前記開度制御の制御形態として前記第２の区分に対して定めた二重ループ制御よりも制御周期を高速とした二重ループ制御を定めたテーブルを記憶する
ことを特徴とするポジショナ。
【請求項１】
上位側システムより一対の電線を介して電流の供給を受け、この供給電流から自己の動作電源を生成する一方、前記供給電流の値に応じて調節弁の開度を制御するポジショナにおいて、
前記調節弁の開度制御を行う基本機能回路部と、
前記供給電流の実際値を現在の供給電流として検出する供給電流検出手段と、
前記検出された現在の供給電流に前記基本機能回路部に振り向けることが可能な余剰電流があるか否かを判断し、余剰電流があった場合、その余剰電流を前記基本機能回路部に配分する余剰電流配分手段と
を備えることを特徴とするポジショナ。
【請求項２】
請求項１に記載されたポジショナにおいて、
前記供給電流が取り得る電流の範囲を複数の電流範囲に区分し、この電流範囲の区分毎に前記基本機能回路部が実施する前記調節弁の開度制御の制御形態を定めたテーブルを記憶する記憶手段を備え、
前記余剰電流配分手段は、前記検出された現在の供給電流が前記電流範囲の区分の何れに属しているかを確認し、その属している電流範囲の区分に対して定められている制御形態を前記テーブルより読み出し、この読み出した制御形態で前記調節弁の開度制御を実施するように前記基本機能回路部に指示する
ことを特徴とするポジショナ。
【請求項３】
請求項２に記載されたポジショナにおいて、
前記記憶手段は、前記電流範囲の区分のうちその電流値が小さい第１の区分に前記開度制御の制御形態として前記調節弁の実開度と設定開度との偏差に基づいて求められた制御信号を電空変換部への制御出力とする単ループ制御を定め、前記第１の区分よりもその電流値が大きい第２の区分に前記開度制御の制御形態として前記制御信号を前記電空変換部からのフィードバック値によって補正した制御信号を前記電空変換部への制御出力とする二重ループ制御を定めたテーブルを記憶する
ことを特徴とするポジショナ。
【請求項４】
請求項２に記載されたポジショナにおいて、
前記記憶手段は、前記電流範囲の区分のうちその電流値が小さい第１の区分に前記開度制御の制御形態として前記調節弁の実開度と設定開度との偏差に基づいて求められた制御信号を電空変換部への制御出力とする単ループ制御を定め、前記第１の区分よりもその電流値が大きい第２の区分に前記開度制御の制御形態として前記第１の区分に対して定めた単ループ制御よりも制御周期を高速とした単ループ制御を定めたテーブルを記憶する
ことを特徴とするポジショナ。
【請求項５】
請求項２に記載されたポジショナにおいて、
前記記憶手段は、前記電流範囲の区分のうちその電流値が小さい第１の区分に前記開度制御の制御形態として前記調節弁の実開度と設定開度との偏差に基づいて求められた制御信号を電空変換部への制御出力とする単ループ制御を定め、前記第１の区分よりもその電流値が大きい第２の区分に前記開度制御の制御形態として前記制御信号を前記電空変換部からのフィードバック値によって補正した制御信号を前記電空変換部への制御出力とする二重ループ制御を定め、前記第２の区分よりもその電流値が大きい第３の区分に前記開度制御の制御形態として前記第２の区分に対して定めた二重ループ制御よりも制御周期を高速とした二重ループ制御を定めたテーブルを記憶する
ことを特徴とするポジショナ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２０８８２２（Ｐ２０１２−２０８８２２Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７５０７８（Ｐ２０１１−７５０７８）
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（０００００６６６６）アズビル株式会社 (1,808)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（０００００６６６６）アズビル株式会社 (1,808)
【Ｆターム（参考）】
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