定位器制造技术

本发明专利技术的定位器即便在环境温度较大程度地发生变化的情况下，也会抑制阀开度产生过冲或波动、不稳，实现稳定的流体控制。设置按压盖填料的每一类型来规定压盖填料的滑动阻力指标μk与环境温度的关系的第1表格TA。设置按操作器的每一尺寸来规定与滞后水平(HYS)相对应的控制参数的第2表格TB。以固定周期重复与来自第1表格TA的当前环境温度TR和压盖填料的类型相对应的当前滑动阻力指标μk的获取、以及与来自第2表格TB的操作器的尺寸和根据当前滑动阻力指标μk而求出的滞后水平(HYS)相对应的控制参数的选择，并使用所选择的控制参数来控制调节阀的阀开度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种控制调节阀的开度的定位器。
技术介绍
一直以来，对设置在供流体流动的管路上的调节阀安装定位器，通过该定位器来控制调节阀的开度。该定位器包括：控制部，其求出从上位装置送来的阀开度设定值与从调节阀反馈来的实际开度值的偏差，并将对该偏差实施指定运算而获得的电信号作为控制输出而输出；电空转换器，其将来自该控制部的控制输出转换成气压信号；以及气动放大器，其将该电空转换器所转换出的气压信号放大并输出至调节阀的操作器(例如，参考专利文献1)。图5表示现有的定位器的主要部分的构成。在该图中，1为定位器，2为调节阀，在调节阀2上设置有检测其阀开度(阀的开度)的开度传感器3。定位器1包括控制部11、电空转换器(EPM)12及气动放大器13，开度传感器3所检测的调节阀2的阀开度作为实际开度值θpv被反馈至控制部11。在定位器1中，控制部11求出来自上位装置(未图示)的阀开度设定值θsp与来自开度传感器3的实际开度值θpv的偏差，并将对该偏差实施PID控制运算而获得的电信号作为控制输出MV而输出。电空转换器12将来自控制部11的控制输出MV转换成气压信号(喷嘴背压)Pn。气动放大器13将来自电空转换器12的气压信号Pn放大，并以气压Po的形式输出至调节阀2的操作器2a。由此，气压Po的空气流入至操作器2a内的膜片室，使得调节阀2的阀2b的开度得到调整。再者，在该定位器1中，由电空转换器12和气动放大器13构成将来自控制部11的控制输出MV转换成去往调节阀2的气压(输出气压)Po的电空转换部14。此外，对电空转换器12及气动放大器13供给来自外部的供给气压(气动量仪压缩空气)Ps。此外，如图6中调节阀2的主要部分的构成所示，调节阀2设置有通过供给至操作器2a内的膜片室2c的、来自定位器1的气压Po而上下运动的阀轴(阀杆)2d，并且在阀轴2d的外周面与轴插通孔2e的内周面之间设置有压盖填料2f。压盖填料2f由沿阀轴2d的轴向紧贴设置的多个环状填料构成，防止流体从该间隙泄露至外部。在该定位器1中，为了执行调节阀2的恰当的开度控制，必须在控制部11中设定与调节阀2的特性相应的恰当的控制参数。因此，在现场设置(新设置或更换设置)而实际进行调节阀2的开度控制之前或者定期的维护等时，要进行控制部11中所使用的控制参数的调整。该控制参数的调整是在自动设置时等自动进行(例如，参考专利文献2)。在该情况下，当控制部11接收到自动调整指令时，便实际驱动调节阀2，求出调节阀2的阀开度例如从10％位置连续转变至90％位置时的响应时间作为动作时间，并根据该求出的动作时间，参考规定好操作器的尺寸与动作时间的对应的操作器尺寸-动作时间表格来确定操作器2a的尺寸(图7所示的步骤S101)。继而，控制部11根据从调节阀2的阀开度位置的例如40％位置到60％位置的阶跃响应来求出调节阀2的阀轴2d的滑动阻力(阀杆运动阻力)作为摩擦力(步骤S102)，并根据该求出的摩擦力，参考滞后水平(HYS)-摩擦力表格来确定滞后水平(H/M/L)(步骤S103)。继而，控制部11根据步骤S101中所确定的操作器的尺寸和步骤S103中所确定的滞后水平，参考规定好操作器的尺寸与滞后水平与控制参数的对应的控制参数表格来选择对应的控制参数(步骤S104)，并将该所选择的控制参数设定为控制调节阀2的阀开度时所使用的恰当的控制参数(步骤S105)。现有技术文献专利文献专利文献1；日本专利实开昭62-28118号公报专利文献2；日本专利第3511458号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，在现有的定位器中，即便通过自动调整来设定与操作器的尺寸和滞后水平相应的恰当的控制参数，但由于调节阀的阀轴的滑动阻力(摩擦力)会因调节阀的环境温度的变化而发生变化，因此控制参数也会偏离最佳值，导致阀开度产生过冲或波动、不稳，从而存在流体控制变得不稳定的情况。利用图6所示的调节阀2加以说明，调节阀2的阀轴2d的滑动阻力(摩擦力)发生变化的主要原因在于因压盖填料2f及阀轴2d的线性膨胀系数所引起的形状变化。例如，即便在环境温度20℃下进行控制参数的自动调整而将控制参数设定成了最佳值，若环境温度在这之后在一般的产品规格内即-40℃～80℃内发生变化，则压盖填料2f的周边温度变动幅度也将达到±60℃。因此，压盖填料2f及阀轴2d产生因线性膨胀系数所引起的形状变化，导致调节阀2的阀轴2d的滑动阻力(摩擦力)发生变化。因此，控制参数偏离最佳值，导致阀开度产生过冲或波动、不稳，流体控制变得不稳定。再者，在流体为高温及低温的情况下，大多为如下结构：在操作器2a与阀2b之间连接伸长型阀盖2g，在结构上将压盖填料及阀杆部(A部)与阀部(B部)分离而设置温度梯度，并设置保冷板(保温板)2h，由此，尽可能不受流体温度的影响。因此，大部分的压盖填料及阀杆部(A部)可认为与环境温度相等。即，仅考虑调节阀2的环境温度即可。此外，在环境温度不同于前一次调整时的情况下，虽然再次进行调整即可，但难以在1天内的温差较大的现场始终对恰当的控制参数持续进行调整。本专利技术是为了解决这种问题而成，其目的在于提供一种如下定位器：即便在环境温度较大程度地发生变化的情况下，也会抑制阀开度产生过冲或波动、不稳，可实现稳定的流体控制。解决问题的技术手段为了达成这种目的，本专利技术为一种定位器，其包括：控制部，其将与从上位装置送来的阀开度设定值与从调节阀反馈来的实际开度值的偏差相应的电信号作为控制输出而输出；以及电空转换部，其将来自该控制部的控制输出转换成气压并输出至调节阀的操作器，该定位器的特征在于，包括：特性值环境温度关系存储部，其存储表示根据环境温度而变化的调节阀的阀轴的滑动性能的特性值与环境温度的关系；控制参数存储部，其存储特性值的水平与控制调节阀的阀开度时所使用的控制参数的对应；温度传感器，其测定调节阀的当前环境温度；当前特性值获取部，其根据特性值环境温度关系存储部中所存储的关系来获取与由温度传感器所测定的调节阀的当前环境温度相对应的特性值作为当前特性值；以及控制参数选择部，其从控制参数存储部中选择与由当前特性值获取部所获取的当前特性值的水平相对应的控制参数；并且，控制部以固定周期重复由当前特性值获取部进行的当前特性值的获取、以及由控制参数选择部进行的与当前特性值的水平相对应的控制参数的选择，并使用所选择的控制参数来控制调节阀的阀开度。根据本专利技术，由温度传感器测定调节阀的当前环境温度，并根据特性值环境温度关系存储部中所存储的关系来获取与由该温度传感器所测定的调节阀的当前环境温度相对应的特性值作为当前特性值。例如，在本专利技术中，在将表示根据环境温度而发生变化的调节阀的阀轴的滑动性能的特性值设为以摩擦系数μ与侧压系数k的积表示压盖填料的滑动阻力指标的μk(μk＝μ·k)的情况下，获取压盖填料的滑动阻力指标μk作为当前特性值。继而，从控制参数存储部中选择与该所获取的当前特性值的水平(例如，根据压盖填料的滑动阻力指标μk而求出的摩擦力所属的滞后水平)相对应的控制参数。在本专利技术中，控制部以固定周期重复当前特性值的获取、以及与所获取的当前特性值的水平相对应的控制参数的选择，并使用所选择的控制参数来控制调节阀的阀开度。由此，始终使用与调节阀的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种定位器，包括：控制部，其将与从上位装置送来的阀开度设定值与从调节阀反馈来的实际开度值的偏差相应的电信号作为控制输出而输出；以及电空转换部，其将来自该控制部的控制输出转换成气压并输出至所述调节阀的操作器，该定位器的特征在于，包括：特性值环境温度关系存储部，其存储表示根据环境温度而变化的所述调节阀的阀轴的滑动性能的特性值与环境温度的关系；控制参数存储部，其存储所述特性值的水平与控制所述调节阀的阀开度时所使用的控制参数的对应；温度传感器，其测定所述调节阀的当前环境温度；当前特性值获取部，其根据所述特性值环境温度关系存储部中所存储的关系来获取与由所述温度传感器所测定的所述调节阀的当前环境温度相对应的特性值作为当前特性值；以及控制参数选择部，其从所述控制参数存储部中选择与由所述当前特性值获取部所获取的当前特性值的水平相对应的控制参数；并且，所述控制部以固定周期重复由所述当前特性值获取部进行的当前特性值的获取、以及由所述控制参数选择部进行的与当前特性值的水平相对应的控制参数的选择，并使用所选择的控制参数来控制所述调节阀的阀开度。

【技术特征摘要】
2015.03.17 JP 2015-0539021.一种定位器，包括：控制部，其将与从上位装置送来的阀开度设定值与从调节阀反馈来的实际开度值的偏差相应的电信号作为控制输出而输出；以及电空转换部，其将来自该控制部的控制输出转换成气压并输出至所述调节阀的操作器，该定位器的特征在于，包括：特性值环境温度关系存储部，其存储表示根据环境温度而变化的所述调节阀的阀轴的滑动性能的特性值与环境温度的关系；控制参数存储部，其存储所述特性值的水平与控制所述调节阀的阀开度时所使用的控制参数的对应；温度传感器，其测定所述调节阀的当前环境温度；当前特性值获取部，其根据所述特性值环境温度关系存储部中所存储的关系来获取与由所述温度传感器所测定的所述调节阀的当前环境温度相对应的特性值作为当前特性值；以及控制参数选择部，其从所述控制参数存储部中选择与由所述当前特性值获取部所获取的当前特性值的水平相对应的控制参数；并且，所述控制部以固定周期重复由所述当前特性值获取部进行的当前特性值的获取、以及由所述控制参数选择部进行的与当前特性值的水平相对应的控制参数的选择，并使用所选择的控制参数来控制所述调节阀的阀开度。2.根据权利要求1所述的定位器，其特征在于，所述调节阀的操作器为直动型，所述特性值环境温度关系存储部按所述调节阀所使用的压盖填料的每一类型来存储作为所述特性值的该压盖填料的滑动阻力指标μk与环境温度的关系，所述当前特性值获取部根据所述特性值环境温度关系存储部中所存储的关系来获取与所述调节阀所使用的压盖填料的类型和由所述温度传感器所测定的所述调节阀的当前环境温度相对应的滑动阻力指标μk作为当前特性值，所述控制参数选择部将由所述当前特性值获取部作为当前特性值获取的滑动阻力指标μk代入至下述式(1)，求出阀杆运动阻力F作为所述调节阀的阀轴的滑动阻力，并从所述控制参数存储部中选择与该求出的调节阀的阀轴的滑动阻力的水平相对应的控制参数，F＝μ·k·...

【专利技术属性】
技术研发人员：井上和久，
申请(专利权)人：阿自倍尔株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP