[发明专利]定位器

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制调节阀的开度的定位器。

背景技术

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9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10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11所示的步骤S101)。另外，该场合下的动作时间一般称为动作速度，但在本说明书中统一为动作时间这个词。

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(阀杆往复运动阻力)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

发明内容

发明要解决的问题然而，在利用这样的定位器控制阀开度的调节阀中，控制器的动作时间根据供给气压(Ps)和调节阀的阀轴的滑动阻力(摩擦力)变动。操作器的动作时间具有如下的倾向：供给气压越高操作器的动作时间越短，摩擦力越大，即滞后越大操作器的动作时间越长。供给气压高(＞400kPa)，或滞后大(＞10％)的场合，对动作时间的影响变得很大。

如果操作器的动作时间根据供给气压或摩擦力而变动，在图11表示的步骤S101中决定操作器尺寸时，动作时间超出常规的动作时间的划分，决定了错误的操作器尺寸，在步骤S104选择的控制参数不是最佳的控制参数，定位器的动态特性有时会产生问题(稳定时间大、超调量大、震荡)。