[发明专利]定位器

说明书

技术领域

本发明涉及一种其从上位系统通过一对电线接收直流电流信号，且由该直流电流信号生成自身的动作电源，另一方面，按照该直流电流信号的值对调节阀的开度进行控制的定位器。

背景技术

以往，这种定位器被设计成用从上位系统通过一对电线送来的4～20ｍA的电流（直流电流信号）进行动作。例如，当从上位系统送来4ｍA的电流时，假设调节阀的开度为0％；当送来20ｍA的电流时，假设调节阀的开度为100％。

在这种情况下，因为来自上位系统的供给电流是在4ｍA（下限电流值）至20ｍA（上限电流值）的范围内变化的，所以定位器的内部电路由作为从上位系统供给的电流值而能够时常确保的4ｍA以下的电流生成自身的动作电源。

在定位器中输入有由上位系统对调节阀设定的开度值。另外，通过开度传感器可以得到调节阀的实际开度值。因此，在定位器中，通过对调节阀的设定开度值和实际开度值之间的关系进行运算，可以进行调节阀的异常诊断和自身的异常诊断等。如果将这样的异常诊断功能设在定位器中的话，也就可以不另设异常诊断装置，能够以低成本来提升系统的功能（例如，参见专利文献1）。

因为这样的理由，近年来，提出有在定位器中，除了具有调节阀的阀开度控制这样原来的功能之外，还具有阀开度信息发送功能；将调节阀的异常诊断、自身的异常诊断等的结果发送给上位系统的功能的定位器的方案。图8示出了在上位系统之间具有通信功能的定位器的主要部分的构成（例如，参见专利文献2）。

图8中，输入端子T1、T2上输入有4～20ｍA的直流电流信号。齐纳二极管ZD1通过电阻RA与输入端子T1、T2连接，且生成调制解调器4和CPU6等的内部电路用的电源电压V1。因为电容器CA插入在发送电路1及接收电路2和输入端子T2之间，所以其对电源电压V1和数字通信信号进行直流隔离。电容器CB为电源电压V1的去耦电路，并防止在电源电压V1和接地GND之间的能量的移动、返回。

发送电路1通过数字通信将响应信号发送给上位系统。接收电路2接收从上位系统送来的请求信号。在此，上位系统通过二路传输线（一对电线）与输入端子T1、T2连接。另外，发送接收电路1、2的数字通信可以有效地利用由电阻RA所产生的阻抗，以能够确保某一规定电压电平以上的通信的振幅。电流检测电路3检测出输入端子T1、T2上所输入的电流信号，并将该检测出的信号送至A／D转换器7。

调制解调器4对发送接收电路1、2的数字通信进行调制解调，与CPU6之间进行发送接收内容的收发。CPU6对数字通信和调节阀14的位置进行控制，在存储器5中存储有请求信号和响应信号等的通信处理程序、以及PID控制等的控制程序。D／A转换器8将CPU6控制输出的数字信号转换成模拟信号。

驱动电路9将由D／A转换器8送来的模拟信号进行放大及阻抗转换并送至电空转换模块11。传感器接口电路10对位置传感器13的信号进行处理并送至A／D转换器7。A／D转换器7对由电流检测电路3送来的输入电流信号和由传感器接口电路10送来的调节阀的位置信号进行信号数字化并送至CPU6。

电空转换模块11将被输入的驱动电流转换成气压信号，通过转矩马达对喷嘴的气压进行控制。控制继电器12将气压信号放大，根据放大了的气压信号对调节阀14进行开闭驱动。调节阀14的开度控制是通过以下的步骤来进行的，将位置传感器13的位置信号通过传感器接口电路10和A／D转换器7送至CPU6，在CPU6中进行控制运算，将控制输出通过D／A转换器8送至驱动电路9。据此，以驱动电路9→电空转换模块11→控制继电器12→调节阀14的路径，对调节阀14进行驱动并将阀开度控制在目标值上。

根据该定位器100，通过使交流电流信号叠加在4～20ｍA的直流电流信号上叠加，可以在上位系统和定位器100之间进行通信。通信的内容为用于对调节阀14进行控制运算的控制参数，零／间距点的调整量，位移传感器的信号输出以及自身诊断结果的收发。通信数据的读取以接收电路2→调制解调器4→CPU6的路径来进行，通信数据的发送以CPU6→调制解调器4→发送电路1的路径来进行。定位器100中所输入的直流电流信号以电流检测电路3→A／D转换器7→CPU6的路径来认读。

在该定位器100中，为了进行数字通信，电阻RA大致需要250Ω以上，输入电流为20ｍA的话，电压下降5V以上，则由齐纳二极管ZD1所产生的电压V1将变小。因此，取代电阻RA，使用如图9所示那样的可变阻抗电路Z1作为有源负载。