專利名稱：定位器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種通過一對電線從上位側系統(tǒng)接受電流的供給，根據(jù)該供給電流的值控制調節(jié)閥的開度的定位器。
背景技術：
以往，已有如下構造對應調節(jié)閥設置定位器，通過該定位器控制調節(jié)閥的開度。該定位器具有控制部，求出從上位裝置輸送來的閥開度設定值與從調節(jié)閥反饋回來的實際開度值的偏差，輸出對該偏差實施規(guī)定的演算所得到的電信號來作為控制輸出；電空變換器(EPM)，將所述控制部輸出的控制輸出轉換成氣壓信號；控制繼電器，使該電空變換器變換的氣壓信號放大并向調節(jié)閥的驅動部輸出；以及開度傳感器，檢測調節(jié)閥的閥開度作為實際開度值向控制部輸送(例如參照對比文獻I)。
這種定位器設計成通過經(jīng)一對電線從上位側系統(tǒng)輸送來的4 20mA的電流進行動作。例如，當從上位側系統(tǒng)輸送來4mA的電流時調節(jié)閥開度為O %，當輸送來20mA的電流時調節(jié)閥開度為100%。這種情況下，因為從上位側系統(tǒng)輸出的供給電流I在4mA(下限電流值) 20mA(上限電流值)的范圍變化，所以，定位器的內部電路所需要的電流被抑制在作為由上位側系統(tǒng)供給的電流值而可以始終確保的4mA以下(例如3. 8mA)。從上位側系統(tǒng)對定位器輸入閥的閥開度設定值。此外，能夠通過開度傳感器得到閥的實際開度值。因此，在定位器中，可以通過計算閥的閥開度設定值與實際開度值的關系而進行閥的異常診斷以及自身異常診斷等。如果在定位器中設置這種異常診斷功能，則可以不另外設置異常診斷裝置，能夠以較低的成本實現(xiàn)系統(tǒng)的功能提升(例如參照對比文獻2)?；谏鲜鲈颍陙?，在定位器中，除了閥的開度控制這一原有的功能(閥控制功能(基本功能))之外，作為附加功能還加入了通信功能、自身診斷功能、閥診斷功能、閥開度輸出功能等其他功能。另一方面，關于控制性的提高，已提出如專利文獻3所示的如下的控制方式除以往的根據(jù)閥開度設定值與實際開度值的偏差的控制回路外，作為輔助回路使控制繼電器的輸出氣壓反饋，補償對電空變換器的控制輸出。另外，還提出了如專利文獻4所示的如下的控制方式除以往的根據(jù)閥開度設定值與實際開度值的偏差的控制回路外，作為輔助回路使控制繼電器中的氣缸、提升閥的位移反饋，補償對電空變換器的控制輸出。這種控制方式稱為雙回路控制。其原因在于，僅構成有根據(jù)閥開度設定值與實際設定值的偏差的控制回路的控制方式稱為單回路控制。
背景技術：
文獻專利文獻專利文獻I :日本實開昭62-28118號公報專利文獻2 :日本特開2004-151941號公報
專利文獻3 :日本特表2004-523016號公報專利文獻4 :日本特開2001-221201號公報專利文獻5 :日本特開2010-140302號公報

發(fā)明內容
發(fā)明所要解決的課題然而，采用以往的定位器實現(xiàn)如上所述的提高控制性、多功能化，其結果是，由于除檢測調節(jié)閥的開度的開度傳感器以外，還搭載有檢測控制繼電器的輸出氣壓Po壓力傳感器、檢測控制繼電器中的氣缸、提升閥的位移Xp的位置傳感器、異常診斷用的傳感器(檢測向電空變換器、控制繼電器的供給氣壓Ps的壓力傳感器、檢測從電空變換器向控制繼電 器的輸出氣壓(噴嘴背壓)Pn的壓力傳感器、檢測量位器內的振動Gl的振動檢測傳感器等)等，因此，雖然較之以前實現(xiàn)了飛躍性地高性能化，但是同時發(fā)揮全部功能所需要的必要電流超過3. 8mA，不能穩(wěn)定地發(fā)揮全部功能這一脆弱性也變高。本發(fā)明是為了解決上述問題而做出的，其目的在于提供一種能避免供給電流的不足、并切實地發(fā)揮高性能的定位器。解決課題的手段為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種定位器，該定位器通過一對電線從上位側系統(tǒng)接受電流的供給，由該供給電流生成自身的工作電源，另一方面根據(jù)所述供給電流的值控制調節(jié)閥的開度，所述定位器的特征在于，包括控制用傳感器，其測量所述調節(jié)閥的開度控制所用的物理量；非控制用傳感器，其測量所述調節(jié)閥的非開度控制所用的物理量；以及供電控制單元，以除檢測所述調節(jié)閥的開度的開度傳感器以外的所述控制用傳感器以及非控制用傳感器為供電對象傳感器，對向各供電對象傳感器的供電/非供電進行控制，以使該供電對象傳感器不多臺同時動作，且從為供電狀態(tài)的供電對象傳感器讀取其測量值。例如，在本發(fā)明中，檢測控制繼電器的輸出氣壓Po的壓力傳感器、檢測控制繼電器中的氣缸以及提升閥的位移Xp的位置傳感器等用于開度控制的傳感器作為控制用傳感器，異常診斷用傳感器(檢測向電空變換器以及控制繼電器的供給氣壓Ps的壓力傳感器、檢測從電空變換器向控制繼電器的輸出氣壓(噴嘴背壓)Pn的壓力傳感器、檢測定位器內的振動Gl的振動檢測傳感器等)等用于開度控制以外的控制的傳感器作為非控制傳感器。而且，以控制用傳感器以及非控制用傳感器作為供電對象傳感器，對向各供電對象傳感器的供電/非供電進行控制以避免該供電對象傳感器多臺同時動作，另一方面從處于供電狀態(tài)的供電對象傳感器讀取其測量值。由此，不會同時對多臺供電對象傳感器供電，抑制了電流消耗。而且，需要使定位器內藏的各種傳感器中用于開度控制的傳感器(控制用傳感器)以短周期動作，但無需使除開度控制以外的控制所用的傳感器(非控制用傳感器)頻繁地動作，使其以較長的周期進行動作也沒用問題。此外，如專利文獻5所示，還存在如下情況當供給給現(xiàn)場設備(定位器)的供給電流出現(xiàn)剩余時，現(xiàn)場設備內藏的CPU的動作時鐘的頻率變高，在為了提高現(xiàn)場設備的能力而使用的情況下，其意味著定位器的控制周期發(fā)生變更，與其連動地用于控制的傳感器的動作周期也可能發(fā)生變動，上述狀況應當予以考慮。考慮到上述情況，在本發(fā)明中，以控制用傳感器中的規(guī)定的控制用傳感器為基準傳感器，向各供電對象傳感器的供電周期以向該基準傳感器的供電周期為基準進行設定。例如，可以將檢測控制繼電器的輸出氣壓Po的壓力傳感器作為基準傳感器，將向異常診斷用的傳感器的供電周期設定為比向該基準傳感器的供電周期長的長周期。此外，還可以在所述基準傳感器的供電周期變更時，以該基準傳感器的供電周期為基準自動地調整向所述各供電對象傳感器的供電周期；或者，還可以將向各供電對象傳感器的供電周期分別設定為向基準傳感器的供電周期的函數(shù)，在基準傳感器的供電周期變更時，根據(jù)該設定的函數(shù)自動變更向各供電對象傳感器的供電周期。此外，在本發(fā)明中，也可以使檢測調節(jié)閥開度的開度傳感器也包含在供電對象傳感器內。即，因為檢測調節(jié)閥的開度的開度傳感器在控制開度使發(fā)揮最重要的作用，所以其通?？偸翘幱诠╇姞顟B(tài)，然而，也可以構成為使該檢測調節(jié)閥開度的開度傳感器包含于供電對象傳感器，對向各供電對象傳感器的供電/非供電進行控制以避免包括該開度傳感器在內的供電對象傳感器多臺同時動作。 發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，由于構成為對向各供電對象傳感器的供電/非供電進行控制，以避免多臺供電對象傳感器同時動作，另一方面從處于供電狀態(tài)的供電對象傳感器讀取其測量值，因此，不會同時向多臺供電對象傳感器供電，能夠抑制電流消耗，避免供給電流不足，能夠切實地發(fā)揮高性能。


圖I是表示本發(fā)明定位器的一實施形態(tài)(實施形態(tài)一)的框圖。圖2是摘錄該定位器中的與控制部所具有的供電控制功能單元相關的部分予以表不的圖。圖3是表示利用該供電控制功能單元的開關SWl SW4的0N/0FF的控制狀況的時序圖。圖4是表示與開度傳感器被包含在供電對象傳感器時的圖I對應的圖。圖5是表不與開度傳感器被包含在供電對象傳感器時的圖3對應的時序圖。圖6是表示本發(fā)明定位器的又一實施形態(tài)(實施形態(tài)二)的框圖。圖7是摘出該定位器中的與控制部所具有的供電控制功能單元相關的部分予以表不的圖。圖8是表示利用該供電控制功能單元的開關SWl SW5的0N/0FF的控制狀況的時序圖。圖9是表示與開度傳感器被包含在供電對象傳感器時的圖7對應的圖。圖10是表示與開度傳感器被包含在供電對象傳感器時的圖8對應的時序圖。圖11是表示實施形態(tài)一中作為輔助回路使定位器中的氣缸、提升閥的位移反饋到控制部的例子的圖。圖12是表示實施形態(tài)二中作為輔助回路使控制繼電器的從第一輸出端口輸出的輸出氣壓與從第二輸出端口輸出的輸出氣壓的差壓反饋到控制部的例子的圖。
附圖符號說明I...控制部；1A...控制輸出生成功能(開度控制功能);1B...異常診斷功能；1C...供電控制功能；1-1...CPU;1-2...ADC;2...電空變換器；3. . ·控制繼電器(單動型)；3a...氣缸；3b...提升閥；4·..開度傳感器；5、6、7·..壓力傳感器；8·..振動檢測傳感器；9...控制繼電器(雙動型)；9a...氣缸；9bl、9b2. ..提升閥；10...位置傳感器；11...差壓傳感器；SW0 SW5...開關；20...閥桿；21...操作器；22...反饋機構；100. ·.定位器(單動型定位器);101· ·.定位器(雙動型定位器);200· ·.調節(jié)閥。
具體實施例方式下面，依據(jù)附圖對本發(fā)明的實施形態(tài)進行詳細說明。[實施形態(tài)一單動型定位器]圖I是表示本發(fā)明定位器的一實施形態(tài)(實施方式一)的框圖。在圖I中，100為本發(fā)明所涉及的定位器，200為通過該定位器100對其閥開度進行調整的調節(jié)閥。調節(jié)閥200具有驅動閥桿20的操作器21，在閥桿20上設有對其向上下方向的位移量進行反饋的反饋機構22。定位器100具有控制部1，求出從上位裝置輸送來的閥開度設定值Xsp與從調節(jié)閥200反饋回來的實際開度值Xpv的偏差，輸出對應該偏差的電信號來作為控制輸出MV ；電空變換器2，將該控制部I生成的控制輸出MV轉換成氣壓信號(噴嘴背壓)Pn ;控制繼電器3,使該電空變換器2變換后的噴嘴背壓Pn放大作為放大氣壓信號(輸出氣壓)Po向調節(jié)閥200輸出；開度傳感器4 ;第一壓力傳感器5 ;第二壓力傳感器6 ;第三壓力傳感器7 ;以及振動檢測傳感器8。此外，控制繼電器3具有作為其主要構成要素的氣缸3a以及提升閥3b。此外，控制繼電器3只具有一個氣壓的輸出端口，通過從該一個輸出端口輸出的氣壓Po使調節(jié)閥200進行正作用(向對應控制輸出MV的方向驅動)或者反作用(對應于控制輸出MV向相反的方向驅動)。這種動作形式的控制繼電器稱為單動型控制繼電器，使用這種單動型控制繼電器的定位器稱為單動型定位器。此外，開度傳感器4由從反饋機構22反饋來的閥桿20的位移量檢測調節(jié)閥200的閥開度，將該檢測出的閥開度作為實際閥開度Xpv向控制部I輸送。第一壓力傳感器5檢測從控制繼電器3向調節(jié)閥200的輸出氣壓Po，向控制部I輸送。第二壓力傳感器6檢測從電空變換器2向控制繼電器3的噴嘴背壓Pn，向控制部I輸送。第三壓力傳感器7檢測向電空變換器2以及控制繼電器3的供給氣壓Ps，向控制部I輸送。振動檢測傳感器8檢測量位器100內的振動Gl，向控制部I輸送。此外，開度傳感器4、第一壓力傳感器5、第二壓力傳感器6、第三壓力傳感器7、以及振動檢測傳感器8接受電源V的供給而進行動作，在電源V向第一壓力傳感器5的供給路徑上設有第一開關SW1，在電源V向第二壓力傳感器6的供給路徑上設有第二開關SW2，在電源V向第三壓力傳感器7的供給路徑上設有第三開關SW3，在電源V向振動檢測傳感器8的供給路徑上設有第四開關SW4。此外，在本實施方式中，電源V向開度傳感器4的供給路徑上未設置開關，開度傳感器4始終處于供電狀態(tài)，來自開度傳感器4的測量值被控制部I在所需要的時刻讀取。此夕卜，采用加速度傳感器作為振動檢測傳感器8?？刂撇縄具有通過由處理器和存儲裝置構成的硬件和與這些硬件協(xié)動實現(xiàn)各種功能的程序予以實現(xiàn)的生成控制輸出MV的控制輸出生成功能單元(開度控制功能單元)IA ;診斷定位器100內的各種異常的異常診斷功能單元IB ；以及控制開關SWl SW4的0N/0FF的供電控制功能單元1C。此外，控制部I的功能單元模塊內，表示有作為控制部I的主要構成要素的CPU(中央運算處理裝置)1-1以及ADC(A/D轉換器)1_2。[控制輸出生成功能單元(開度控制功能單元)]控制部I通過控制輸出生成功能單元IA求出從上位側系統(tǒng)輸出的閥開度設定值Xsp與從開度傳感器4輸出的實際開度值Xpv的偏差，生成對應該偏差的電信號作為控制輸出。而且，作為輔助回路，通過被反饋的來自第一壓力傳感器5的輸出氣壓Po，補償生成的控制輸出而形成向電空變換器2的控制輸出MV。這種情況下，開度傳感器4以及壓力傳感器5用于開度控制。該開度控制所用的開度傳感器4以及壓力傳感器5相當于本發(fā)明中的所謂控制用傳感器。 [異常診斷功能單元]控制部I通過異常診斷功能單元1B，根據(jù)第二壓力傳感器6輸出的噴嘴背壓Pn、第三壓力傳感器7輸出的供給氣壓Ps、以及振動檢測傳感器8輸出的振動Gl診斷噴嘴阻塞、固定節(jié)流孔阻塞、異常診斷等定位器100內的各種異常。這種情況下，第二壓力傳感器
6、第三壓力傳感器7、以及振動檢測傳感器8用于開度控制以外的控制。該開度控制以外的控制所用的第二壓力傳感器6、第三壓力傳感器7、以及振動檢測傳感器8相當于本發(fā)明中的所謂非控制用傳感器。[供電控制功能單元]控制部I通過供電控制功能單元1C，控制設置于電源V向第一壓力傳感器5的供給路徑上的第一開關SW1、設置于電源V向第二壓力傳感器6的供給路徑上的第二開關SW2、設置于電源V向第三壓力傳感器7的供給路徑上的第三開關SW3、以及設置于電源V向振動檢測傳感器8的供給路徑上的第四開關SW4的0N/0FF。這種情況下，供電控制功能單元IC以第一壓力傳感器5、第二壓力傳感器6、第三壓力傳感器7、以及振動檢測傳感器8作為供電對象傳感器，對向各供電對象傳感器的供電/非供電進行控制，從而使這些供電對象傳感器不會多臺同時動作。此外，從處于供電狀態(tài)的供電對象傳感器讀取其測量值，將該讀取的測量值輸送給控制輸出生成功能單元IA以及異常診斷功能單元1B。圖2所示為摘錄的圖I中與供電控制功能單元IC相關的部分。圖3所示為利用供電控制功能單元IC的開關SWl SW4的0N/0FF的控制狀況的時序圖。供電控制功能單元IC通過控制部I中的CPUl-I以及ADC1-2的組合而實現(xiàn)。在本實施例中，CPUl-I使開關SWl以短周期呈ON狀態(tài)(參照圖3的(a))，以該開關SWl的ON周期為基準，為了使開關SWl SW4的ON狀態(tài)不重合，使開關SW2、SW3、SW4以比開關SWl長的長周期呈ON狀態(tài)(參照圖3的(b)、(c)、(d))。由此，為了使多臺裝置不同時動作，即為了必然只有一臺裝置進行動作，而錯開時間帶地對第一壓力傳感器5、第二壓力傳感器6、第三壓力傳感器7、以及振動檢測傳感器8進行供電。此外，CPUl-I在開關SWl呈ON狀態(tài)時，經(jīng)過ADC1-2讀取通過該開關SWl處于供電狀態(tài)的壓力傳感器5所輸出的測量值Po，在開關SW2呈ON狀態(tài)時，經(jīng)過ADC1-2讀取通過該開關SW2處于供電狀態(tài)的壓力傳感器6所輸出的測量值Pn。同樣地，當開關SW3呈ON狀態(tài)時，經(jīng)過ADC1-2讀取通過該開關SW3處于供電狀態(tài)的壓力傳感器7所輸出的測量值Ps，當開關SW4呈ON狀態(tài)時，經(jīng)過ADC1-2讀取通過開關SW4處于供電狀態(tài)的振動檢測傳感器8所輸出的測量值Gl。這樣，在本實施形態(tài)的定位器100中，控制向各供電對象傳感器(第一壓力傳感器
5、第二壓力傳感器6、第三壓力傳感器7、振動檢測傳感器8)的供電/非供電,另一方面，構成為從處于供電狀態(tài)的供電對象傳感器讀取其測量值，從而不會同時向多臺供電對象傳感器進行供電，能夠抑制電流消耗，避免供電不足，能夠切實地發(fā)揮高性能。定位器最重要的功能是閥開度控制，為了提高控制性，優(yōu)選將向控制用傳感器的供電周期設定為比向非控制用傳感器的供電周期短的短周期。在本實施形態(tài)中，以開關SWl的ON周期為基準，使開關SW2、Sff3, SW4以比開關SWl長的長周期呈ON狀態(tài)，從而使開關 Sffl SW4的ON狀態(tài)不重合。即，以向第一壓力傳感器5的供電周期為基準，將向第二壓力傳感器6、第三壓力傳感器7、以及振動檢測傳感器8的供電周期設定為長周期。由此，使向第一壓力傳感器5的供電周期為短周期，確保作為控制用傳感器的第一壓力傳感器5的動作。此外，在供電控制功能單元IC設有供電周期的自動變更功能單元，當?shù)谝粔毫鞲衅?的供電周期變更時，可以構成為以該第一壓力傳感器5的供電周期為基準，自動地變更第二壓力傳感器6、第三壓力傳感器7、以及振動檢測傳感器8的供電周期。當供給給定位器的供給電流出現(xiàn)剩余時，如專利文獻5所示，通過將閥開度的控制周期設定為短周期能夠提高控制性，但是，向各供電對象傳感器的供電周期不變時，存在同時向多個供電對象傳感器供電的可能性。通過在供電控制功能單元IC設置供電周期的自動更新功能單元，自動進行供電周期的變更，由此能夠避免同時向多個供電對象傳感器供電的可能性。此外，還可以構成為將向第二壓力傳感器6、第三壓力傳感器7、以及振動檢測傳感器8的供電周期分別設定為向第一壓力傳感器5的供電周期的函數(shù)，當?shù)谝粔毫鞲衅?的供電周期變更時，根據(jù)該設定的函數(shù)自動地變更向第二壓力傳感器6、第三壓力傳感器
7、以及振動檢測傳感器8的供電周期。這樣一來，在定位器的工作過程中，當閥開度的控制周期變更時，由于各供電對象傳感器的供電周期也隨著分別設定的函數(shù)連動而發(fā)生變更，所以能夠容易地防止同時向多個供電對象傳感器進行供電。另外，在本實施形態(tài)中，在電源V向開度傳感器4的供給路徑上未設置開關，開度傳感器4始終處于供電狀態(tài)，但是，如圖4所示，也可以構成為在電源V向開度傳感器4的供給路徑上設置開關SW0，通過供電控制功能單元IC控制該開關SWO的0N/0FF。這種情況下，使開關SWO以短周期中呈ON狀態(tài)(參照圖5的(a))，以該開關SWO的ON周期為基準，為了使開關SWO SW4的ON狀態(tài)不重合，使開關SWl以短周期(與開關SWO同一周期)呈ON狀態(tài)(參照圖5的(b))，使開關SW2、SW3、SW4以長周期呈ON狀態(tài)(參照圖5的(c)、(d)、(e))。由此，對開度傳感器4、第一壓力傳感器5、第二壓力傳感器
6、第三壓力傳感器7、以及振動檢測傳感器8進行供電，以不使多臺裝置同時動作。此外，每當對各供電對象傳感器(開度傳感器4、第一壓力傳感器5、第二壓力傳感器6、第三壓力傳感器7、以及振動檢測傳感器8)進行供電時，讀取從該供電對象傳感器輸出的測量值(Xpv、Po、Pn、Ps、Gl)。[實施形態(tài)二雙動型定位器]圖6是表示本發(fā)明所涉及的定位器的又一實施形態(tài)(實施形態(tài)二)的框圖。本實施形態(tài)二中，設置有雙動型控制繼電器9來取代實施形態(tài)一的構成中的單動型控制繼電器3。雙動型控制繼電器9作為其主要構成要素具有氣缸9a以及提升閥9bl、9b2。此外，具有兩個氣壓的輸出端口，從第一輸出端口輸出氣壓Pol，從第二輸出端口輸出氣壓Po2。在該定位器101中，當調節(jié)閥200進行正作用(向對應控制輸出MV的方向驅動)時，第一輸出端口的氣壓Pol比第二輸出端口的氣壓Po2高，當使控制閥200進行反作用(對應于控制輸出MV向相反的方向驅動)時，第二輸出端口的氣壓Po2比第一輸出端口的氣壓Pol高。利用這種雙動型控制繼電器的定位器稱為雙動型定位器。此外，在該定位器101中，取代實施形態(tài)一的構成中的壓力傳感器5而設置有檢測 從控制繼電器9的第一輸出端口輸出的氣壓Pol的壓力傳感器5-1以及檢測從控制繼電器9的第二輸出端口輸出的氣壓Po2的壓力傳感器5-2。在該第二實施形態(tài)中，壓力傳感器5-1稱為第一壓力傳感器，壓力傳感器5-2稱為第二壓力傳感器，壓力傳感器6稱為第三壓力傳感器，壓力傳感器7稱為第四壓力傳感器。此外，開度傳感器4、第一壓力傳感器5-1、第二壓力傳感器5-2、第三壓力傳感器
6、第四壓力傳感器7、以及振動檢測傳感器8接受電源V的供給而進行動作，在電源V向第一壓力傳感器5-1的供給路徑上設有第一開關SWl，在電源V向第二壓力傳感器5-2的供給路徑上設有第二開關SW2，在電源V向第三壓力傳感器6的供給路徑上設有第三開關SW3，在電源V向第四壓力傳感器7的供給路徑上設有第四開關SW4，在電源V向振動檢測傳感器8的供給路徑上設有第四開關SW5。此外，在本實施方式中，電源V向開度傳感器4的供給路徑上也未設置開關，開度傳感器4始終處于供電狀態(tài)，來自開度傳感器4的測量值被控制部I在所需要的時刻讀取。與實施方式一相同，控制部I具有由處理器和存儲裝置構成的硬件；通過與這些硬件協(xié)動實現(xiàn)各種功能的程序予以實現(xiàn)、生成控制輸出MV的控制輸出生成功能單元(開度控制功能單元)1A ;診斷定位器101內的各種異常的異常診斷功能單元IB ;以及控制開關Sffl SW5的0N/0FF的供電控制功能單元1C。[控制輸出生成功能單元(開度控制功能單元)]控制部I通過控制輸出生成功能單元IA求出從上位側系統(tǒng)輸出的閥開度設定值Xsp與從開度傳感器4輸出的實際開度值Xpv的偏差，生成對應該偏差的電信號作為控制輸出。而且，作為輔助回路，通過被反饋的從第一壓力傳感器5-1輸出的輸出氣壓Pol，補償生成的控制輸出而形成向電空變換器2的控制輸出MV。這種情況下，開度傳感器4以及壓力傳感器5-1用于開度控制。該開度控制所用的開度傳感器4以及壓力傳感器5-1相當于本發(fā)明中的所謂控制用傳感器。[異常診斷功能單元]控制部I通過異常診斷功能單元1B，根據(jù)第二壓力傳感器5-2輸出的輸出氣壓Po2、第三壓力傳感器6輸出的噴嘴背壓Pn，第四壓力傳感器7輸出的供給氣壓Ps、以及振動檢測傳感器8輸出的振動G1，診斷控制繼電器的輸出氣壓的異常、噴嘴阻塞、固定節(jié)流孔阻塞、異常診斷等定位器100內的各種異常。此外，異常診斷功能單元IB通過比較從第二壓力傳感器5-2輸出的輸出氣壓Po2以及從第一壓力傳感器5-1輸出的輸出氣壓Pol,根據(jù)其比率判斷控制繼電器的輸出氣壓的異常。這種情況下，第二壓力傳感器5-2、第三壓力傳感器6、第四壓力傳感器7、以及振動檢測傳感器8用于開度控制以外的控制。該開度控制以外的控制所用的第二壓力傳感器5-2、第三壓力傳感器6、第四壓力傳感器7、以及振動檢測傳感器8相當于本發(fā)明中的所謂非控制用傳感器。[供電控制功能單元]控制部I通過供電控制功能單元1C，控制設置于電源V向第一壓力傳感器5-1的供給路徑上的第一開關SW1、設置于電源V向第二壓力傳感器5-2的供給路徑上的第二開關SW2、設置于電源V向第三壓力傳感器6的供給路徑上的第三開關SW3、設置于電源V向第四壓力傳感器7的供給路徑上的第四開關SW4、以及設置于電源V向振動檢測傳感器8的供給路徑上的第五開關SW5的0N/0FF。 這種情況下，供電控制功能單元IC以第一壓力傳感器5-1、第二壓力傳感器5-2、第三壓力傳感器6、第四壓力傳感器7、以及振動檢測傳感器8作為供電對象傳感器，對向各供電對象傳感器的供電/非供電進行控制，以使這些供電對象傳感器不會多臺同時動作。此外，從處于供電狀態(tài)的供電對象傳感器讀取其測量值，將該讀取的測量值輸送給控制輸出生成功能單元IA以及異常診斷功能單元1B。圖7所示為摘出的圖6中與供電控制功能單元IC相關的部分。圖8所示為利用供電控制功能單元IC的開關SWl SW5的0N/0FF的控制狀況的時序圖。供電控制功能單元IC通過控制部I中的CPUl-I以及ADC1-2的組合而實現(xiàn)。在本實施例中，CPUl-I使開關SWl以短周期呈ON狀態(tài)(參照圖8的(a))，以該開關SWl的ON周期為基準，為了使開關SWl SW5的ON狀態(tài)不重合，使開關SW2、Sff3, Sff4,SW5以比開關SWl長的長周期呈ON狀態(tài)(參照圖8的(b)、(c)、(d)、(e))。因此，為了使多臺裝置不同時動作，即為了必然只有一臺裝置進行動作，而錯開時間帶地對第一壓力傳感器5-1、第二壓力傳感器5-2、第三壓力傳感器6、第四壓力傳感器7、以及振動檢測傳感器8進行供電。此外，CPUl-I在開關SWl呈ON狀態(tài)時，經(jīng)過ADC1-2讀取通過該開關SWl處于供電狀態(tài)的壓力傳感器5-1所輸出的測量值Pol，在開關SW2呈ON狀態(tài)時，經(jīng)過ADC1-2讀取通過該開關SW2處于供電狀態(tài)的壓力傳感器所輸出的測量值Po2。同樣地，當開關SW3呈ON狀態(tài)時，經(jīng)過ADC1-2讀取通過該開關SW3處于供電狀態(tài)的壓力傳感器6所輸出的測量值Pn,當開關SW4呈ON狀態(tài)時，經(jīng)過ADC1-2讀取通過該開關SW4處于供電狀態(tài)的壓力傳感器7所輸出的測量值Ps，當開關SW5呈ON狀態(tài)時，經(jīng)過ADC1-2讀取通過開關SW5處于供電狀態(tài)的振動檢測傳感器8所輸出的測量值Gl。這樣，在本實施形態(tài)的定位器101中，控制向各供電對象傳感器(第一壓力傳感器5-1、第二壓力傳感器5-2、第三壓力傳感器6、第四壓力傳感器7、振動檢測傳感器8)的供電/非供電，另一方面，構成為從處于供電狀態(tài)的供電對象傳感器讀取其測量值，從而不會同時向多臺供電對象傳感器進行供電，能夠抑制電流消耗，避免供電不足，能夠切實地發(fā)揮高性能。
定位器最重要的功能是閥開度控制，為了提高控制性，優(yōu)選將向控制用傳感器的供電周期設定為比向非控制用傳感器的供電周期短的短周期。在本實施形態(tài)中，以開關SWl的ON周期為基準，使開關SW2、Sff3, Sff4, SW5以比開關SWl長的長周期呈ON狀態(tài)，以使開關SWl SW5的ON狀態(tài)不重合。即，以向第一壓力傳感器5-1的供電周期為基準，將向第二壓力傳感器5-2、第三壓力傳感器6、第四壓力傳感器7、以及振動檢測傳感器8的供電周期設定為長周期。由此，使向第一壓力傳感器5-1的供電周期為短周期，確保作為控制用傳感器的第一壓力傳感器5-1的動作。此外，在供電控制功能單元IC設有供電周期的自動變更功能單元，當?shù)谝粔毫鞲衅?-1的供電周期變更時，可以構成為以該第一壓力傳感器5-1的供電周期為基準，自動地變更向第二壓力傳感器5-2、第三壓力傳感器6、第四壓力傳感器7、以及振動檢測傳感器8的供電周期。當供給給定位器的供給電流出現(xiàn)剩余時，如專利文獻5所示，通過將閥開度的控制周期設定為短周期能夠提高控制性，但是，當向各供電對象傳感器的供電周期不變時，存在同時向多個供電對象傳感器供電的可能性。通過在供電控制功能單元IC設置供電周期 的自動更新功能單元，自動進行供電周期的變更，由此能夠避免同時向多個供電對象傳感器供電的可能性。此外，還可以構成為將向第二壓力傳感器5-2、第三壓力傳感器6、第四壓力傳感器7、以及振動檢測傳感器8的供電周期分別設定為向第一壓力傳感器5-1的供電周期的函數(shù)，當?shù)谝粔毫鞲衅?-1的供電周期變更時，根據(jù)該設定的函數(shù)自動地變更向第二壓力傳感器5-2、第三壓力傳感器6、第四壓力傳感器7、以及振動檢測傳感器8的供電周期。這樣一來，在定位器的工作過程中，當閥開度的控制周期變更時，由于各供電對象傳感器的供電周期也隨著分別設定的函數(shù)連動而發(fā)生變更，所以能夠容易地防止同時向多個供電對象傳感器供電。另外，在本實施形態(tài)中，在電源V向開度傳感器4的供給路徑上未設置開關，開度傳感器4始終處于供電狀態(tài)，但是，如圖9所示，也可以構成為在電源V向開度傳感器4的供給路徑上設置開關SW0，控制該開關SWO的0N/0FF。這種情況下，使開關SWO以短周期中呈ON狀態(tài)(參照圖10的(a))，以該開關SWO的ON周期為基準，為了使開關SWO SW5的ON狀態(tài)不重合，使開關SWl以短周期(與開關SffO同一周期)呈ON狀態(tài)(參照圖10的(13))，使開關512、513、514、515以長周期呈ON狀態(tài)(參照圖10的(c)、(d)、(e)、(f))。由此，對開度傳感器4、第一壓力傳感器5-1、第二壓力傳感器5-2、第三壓力傳感器6、第四壓力傳感器7、以及振動檢測傳感器8進行供電，以避免多臺裝置同時動作。此外，每當對各供電對象傳感器(開度傳感器4、第一壓力傳感器5-1、第二壓力傳感器5-2、第三壓力傳感器6、第四壓力傳感器7、以及振動檢測傳感器8)進行供電時，讀取從該供電對象傳感器輸出的測量值(Xpv、Pol、Po2、Pn、Ps、Gl)。上述實施形態(tài)一構成為設有第一傳感器5,作為輔助回路使控制繼電器3輸出的輸出空氣壓Po反饋到控制部1，然而，還可以構成為如圖11所示那樣，設置位置傳感器10來取代第一壓力傳感器5，作為輔助回路使控制繼電器3中的氣缸3a以及提升閥3b的位移反饋到控制部I。這種情況下，開度傳感器4以及位置傳感器10用于開度控制，該開度傳感器4以及位置傳感器10相當于本發(fā)明中的所謂控制用傳感器。實施形態(tài)二中也一樣。
在實施形態(tài)一中,在電源V向開度傳感器4、第一壓力傳感器5、第二壓力傳感器6、第三壓力傳感器7、以及振動檢測傳感器8的供給路徑上設有開關SW1、SW2、Sff3, Sff4,然而還可以通過例如對附加于開度傳感器4、第一壓力傳感器5、第二壓力傳感器6、第三壓力傳感器7、以及振動檢測傳感器8的傳感器元件上的0N/0FF控制功能單元進行操作，來控制對該傳感器元件的供電/非供電。實施形態(tài)二也一樣。實施形態(tài)二構成為通過壓力傳感器5_1、5_2檢測從控制繼電器9輸出的輸出氣壓Pol、Po2，然而，如圖12所示，還可以構成為設置差壓傳感器11來取代壓力傳感器5-1、5-2，作為輔助回路使該差壓傳感器11所檢測的輸出氣壓Pol與Po2的差壓Λ Po反饋到控制部I。這種情況下，開度傳感器4以及差壓傳感器11用于開度控制，該開度傳感器4以及差壓傳感器11相當于本發(fā)明中的所謂控制用傳感器。實施形態(tài)一、二構成為以壓力傳感器5、5-1、5_2、6、7、以及振動檢測傳感器8作為 供電對象傳感器，然而還可以構成為在定位器內設置溫度傳感器、濕度傳感器等，使這些傳感器也作為供給對象傳感器，與上述一樣對供電/非供電進行控制。產業(yè)上利用的可能性本發(fā)明的定位器作為控制調節(jié)閥(閥)的開度的設備，可以應用于過程控制等各種領域。
權利要求
1.一種定位器，通過一對電線從上位側系統(tǒng)接受電流的供給，由該供給電流生成自身的工作電源，另一方面根據(jù)所述供給電流的值控制調節(jié)閥的開度，所述定位器的特征在于，包括 控制用傳感器，其測量所述調節(jié)閥的開度控制所用的物理量； 非控制用傳感器，其測量所述調節(jié)閥的非開度控制所用的物理量；以及 供電控制單元，以除檢測所述調節(jié)閥的開度的開度傳感器以外的所述控制用傳感器以及非控制用傳感器為供電對象傳感器，對向各供電對象傳感器的供電/非供電進行控制，以使該供電對象傳感器不多臺同時動作，且從為供電狀態(tài)的供電對象傳感器讀取其測量值。
2.根據(jù)權利要求I所述的定位器，其特征在于，向所述各供電對象傳感器的供電周期，是將以所述控制用傳感器中的規(guī)定的控制用傳感器作為基準傳感器，以向所述基準傳感器的供電周期為基準而被設定的。
3.根據(jù)權利要求2所述的定位器，其特征在于，所述供電控制單元在所述基準傳感器的供電周期變更了的情況下，以該基準傳感器的供電周期為基準調整向所述各供電對象傳感器的供電周期。
4.根據(jù)權利要求2所述的定位器，其特征在于，向所述各供電對象傳感器的供電周期被個別地設定為對所述基準傳感器的供電周期的函數(shù)。
5.根據(jù)權利要求I 4中任一項所述的定位器，其特征在于， 取代所述供電控制單元， 而設置下述這樣的供電控制單元，其以包括檢測所述調節(jié)閥的開度的開度傳感器在內的所述控制用傳感器以及非控制用傳感器為供電對象傳感器，對向各供電對象傳感器的供電/非供電進行控制，以使該供電對象傳感器不多臺同時動作，且從為供電狀態(tài)的供電對象傳感器讀取其測量值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種定位器，其中，控制部(1)設置有供電控制功能單元(1C)。供電控制功能單元(1C)以第一壓力傳感器(5)、第二壓力傳感器(6)、第三壓力傳感器(7)、以及振動檢測傳感器(8)作為供電對象傳感器，對設置于電源(V)的向各供電對象傳感器的供給通路上的開關(SW1)、SW2)、(SW3)、(SW4)的ON/OFF進行控制。根據(jù)本發(fā)明，能夠避免供給電流的不足，并切實地發(fā)揮高性能。
文檔編號F16K31/02GK102734531SQ20121007635
公開日2012年10月17日 申請日期2012年3月21日 優(yōu)先權日2011年3月30日
發(fā)明者奧田浩二, 野見山隆 申請人:阿自倍爾株式會社