[发明专利]定位器

说明书

本发明涉及定位器，提供一种能够安全并且高效地进行调节阀的PST的定位器。本发明的定位器(100)的特征在于，具有：电空变换部(11)，其将所输入的电信号(MV)变换成空气信号(Po)，根据该空气信号驱动操作器(2)，从而控制调节阀(3)的阀开度；动作点探索部(20)，其通过开环控制使电信号变化，从而探索表示空气信号的输出空气压开始变化时的调节阀的阀开度的目标值的动作点；以及PST处理部(30)，其利用通过动作点探索部探索到的动作点来执行调节阀的PST，动作点探索部根据输出空气压与第1基准值一致时的电信号的值来确定动作点。

技术领域

本发明涉及一种控制调节阀的阀开度的定位器，例如涉及一种在发生异常时在安全方面紧急地进行全开或者全闭的紧急阀用的定位器。

背景技术

作为在成套设备等中用于流量的过程控制的调节阀，除了通过PID控制来控制阀开度以使作为控制对象的流体的压力达到所指示的目标值的调节阀(所谓控制阀)之外，还已知在发生异常时在安全方面紧急地进行全开或者全闭的紧急阀(参照JIS B 0100：2013)。

一般来说，紧急阀在通常的流量控制时固定为全开或者全闭的状态，在发生异常的情况下，急速地进行全闭或者全开。即，在紧急时以外的时候不工作。因此，需要定期地实施用于确认紧急阀在紧急时是否正常地工作的测试。

作为紧急阀的测试，已知PST(Partial Stroke Test，部分行程测试)(参照专利文献1)。PST是不使紧急阀完全工作(全闭或者全开)而是通过使阀稍微打开或者关闭这样的部分动作来诊断有没有由于紧急阀的粘着引起的故障等的方法。据此，无需使成套设备等停产而能够进行紧急阀的诊断。

但是，控制阀、紧急阀等调节阀一般通过定位器控制阀开度。定位器是这样的设备：通过计算从上级装置指示的阀开度的目标值与该调节阀的阀开度的实测值(实际开度)的偏差，将根据该偏差生成的控制信号供给到用于操作控制阀的开闭的操作器，从而控制调节阀的阀开度。

控制阀用的定位器通过反馈控制(PID控制)将控制阀的阀开度控制为恒定。与此相对地，紧急阀用的定位器通过开环控制进行紧急时的阀的开闭。例如，在紧急切断阀用的定位器的情况下，通过开环控制，在通常时将阀开度的目标值设定为100％而设为全开，在紧急时将阀开度的目标值从100％设定变更为0％而使其急速地全闭。此外，在进行PST的情况下，即使是紧急切断阀用的定位器，也通过反馈控制(PID控制)来控制阀开度。

定位器具备电空变换部(I/P变换部)，该电空变换部(I/P变换部)包括将基于从上级装置指示的阀开度的设定值的电信号MV变换成空气信号(压力Pn)的喷嘴挡板以及生成使从喷嘴挡板输出的空气信号的压力放大而得到的输出空气信号(输出空气压Po)的控制继电器。该电空变换部中，虽然控制继电器由于老化、温度变化引起的输入输出特性(Pn－Po特性)相对于设计值的偏移较小，但喷嘴挡板由于老化、周边温度、喷嘴的排气口等的废弃物堵塞等引起的输入输出特性(MV－Pn特性)相对于设计值的偏移较大。因此，由于老化等，电空变换部整体上的输入输出特性(MV－Po特性)大幅变化，从电空变换部输出的空气信号的压力(输出空气压Po)从最大值(或者最小值)开始变化时的向电空变换部的输入值(电信号MV)大幅变化。

以下，将电空变换部的输出空气压Po从最大或者最小的状态开始变化时的电空变换部的输入值(电信号MV)称为“动作点”。

在控制阀的情况下，如上所述，定位器通过PID控制来控制成阀开度的实测值与目标值一致，所以上述动作点的变动不造成问题。

另一方面，在紧急阀的情况下，定位器通过开环控制来控制阀开度，所以当动作点变动时，在通常时紧急阀有可能进行误工作。因此，为了即使在动作点变动的情况下也避免进行误工作，考虑足够的余量来设计紧急阀。例如，在紧急切断阀的情况下，如图13所示设计成：即使向电空变换部的输入(电信号MV)不是100％，只要向电空变换部的输入为60％以上，则输出空气压也达到最大(实际开度100％)。