JP2007087029A - Flow rate controller and fluid mixer - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fluid mixer for variably controlling the flow rate of each fluid while constantly holding a mixing rate, and a fluid controller which is suitably used for the fluid mixer. <P>SOLUTION: This flow rate controller is provided with an analog output circuit for converting a digital command value (flow rate setting value) into an analog voltage value or an analog current value, and for outputting it; an analog input circuit for converting the input analog voltage value or analog current value into a digital command value, and for fetching it; a control valve driving circuit for proportionally controlling the valve opening of a flow rate control valve according to the digital command value applied through a communication interface or the digital command value input by converting the analog voltage value or the analog current value through the analog input circuit; and an analog scaling means for variably setting the correspondence relation of the digital command value and the analog input/output voltage value. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、遠隔制御性に優れた流量制御装置および流体混合器に関する。   The present invention relates to a flow control device and a fluid mixer excellent in remote control.

各種工業プロセスにおいては、所定の流体（例えばプロセスガス）を所定の設定流量で供給しながらプロセス処理を進めることが多い。このような流体の供給量（流量）制御には、専ら、比例ソレノイドを用いた弁機構が用いられる。この種の弁機構は、比例ソレノイドの通電電流に応じて弁開度を可変し、これによって所定の流路を通流する流体の流量を調整するもので、比例ソレノイドバルブとも称される。ちなみに上記弁機構（比例ソレノイドバルブ）を用いた流量制御装置は、流路に設けた流量センサ（例えばマイクロフローセンサ）にて該流路を通流する流体の流量を検出しながら、その検出流量と設定流量との差に応じて前記弁機構の弁開度をフィードバック制御するように構成される（例えば特許文献１を参照）。   In various industrial processes, process processing is often performed while supplying a predetermined fluid (for example, process gas) at a predetermined flow rate. For such fluid supply amount (flow rate) control, a valve mechanism using a proportional solenoid is exclusively used. This type of valve mechanism varies the valve opening according to the energization current of the proportional solenoid, thereby adjusting the flow rate of the fluid flowing through a predetermined flow path, and is also referred to as a proportional solenoid valve. Incidentally, the flow rate control device using the valve mechanism (proportional solenoid valve) detects the flow rate of the fluid flowing through the flow path with a flow rate sensor (for example, a micro flow sensor) provided in the flow path. The valve opening of the valve mechanism is feedback-controlled according to the difference between the flow rate and the set flow rate (see, for example, Patent Document 1).

また最近では、ＲＳ−４８５等の通信インターフェースを介して上記設定流量（流量設定値）をパーソナルコンピュータ等の外部機器からデジタル的に与えて流量制御することで、その遠隔制御を容易化することも提唱されている（例えば特許文献２を参照）。
特開平０６−３４１８８０号公報 特開２００５−２０７５２３号公報 In addition, recently, the above set flow rate (flow rate set value) is digitally supplied from an external device such as a personal computer via a communication interface such as RS-485, thereby facilitating remote control. Has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
Japanese Patent Laid-Open No. 06-341880 JP 2005-207523 A

ところで複数のガスを精度良く混ぜ合わせて混合ガスを生成する場合、流体混合器は、例えば図５に示すように混合対象とする３種類のガスに対応させて３台の流量制御装置１ａ,１ｂ,１ｃを並列に設け、これらの各流量制御装置１ａ,１ｂ,１ｃをそれぞれ介して流量制御された３種類のガスを混合器２ａ,２ｂにて順に混合することで、その混合ガスを得るように構成される。また上記各流量制御装置１ａ,１ｂ,１ｃに対しては、パーソナルコンピュータ３から通信インターフェース４を介してそれぞれ流量設定値（デジタル指令値）を与え、これによって上記各流量制御装置１ａ,１ｂ,１ｃの作動をそれぞれ制御するものとなっている。   By the way, when a mixed gas is generated by accurately mixing a plurality of gases, the fluid mixer has, for example, three flow control devices 1a and 1b corresponding to three kinds of gases to be mixed as shown in FIG. , 1c are provided in parallel, and the mixed gas is obtained by sequentially mixing the three kinds of gases whose flow rates are controlled through the flow rate control devices 1a, 1b, 1c in the mixers 2a, 2b, respectively. Configured. The flow control devices 1a, 1b, and 1c are each given a flow rate setting value (digital command value) from the personal computer 3 via the communication interface 4, thereby the flow control devices 1a, 1b, and 1c. The operation of each is controlled.

このように構成された流体混合器によれば、パーソナルコンピュータ３からの指令の下で各流量制御装置１ａ,１ｂ,１ｃにおける弁機構の作動を、即ち、その弁開度をそれぞれ制御することで、所望とする混合比での混合ガスを得ることができる。またその混合比を一定に保ったまま、所望とする流量で混合ガスを生成することが可能となる。特に通信インターフェース４を介して流量設定値（デジタル指令値）を与えるので、容易にその遠隔制御を行うことが可能となる等の効果が奏せられる。   According to the fluid mixer configured as described above, the operation of the valve mechanism in each flow control device 1a, 1b, 1c, that is, the valve opening degree is controlled under the command from the personal computer 3, respectively. Thus, a mixed gas at a desired mixing ratio can be obtained. Further, it is possible to generate a mixed gas at a desired flow rate while keeping the mixing ratio constant. In particular, since the flow rate set value (digital command value) is given via the communication interface 4, effects such as easy remote control can be achieved.

しかしながら混合比を一定に保ったまま混合ガスの生成流量を調整する場合、各流量制御装置にそれぞれ設定する流量（流量設定値）を前述した通信インターフェースを介して順次個別に指示する必要がある。この為、複数の流量制御装置の全ての作動を制御するまでに時間が掛かることが否めない。即ち、最初の流量制御装置に指令（流量設定値）を与えた時点から、最後の流量制御装置に指令（流量設定値）を与えるまでにタイムラグが生じることになる。   However, when adjusting the generation flow rate of the mixed gas while keeping the mixing ratio constant, it is necessary to sequentially and individually instruct the flow rate (flow rate setting value) set in each flow rate control device via the communication interface described above. For this reason, it cannot be denied that it takes time to control all the operations of the plurality of flow control devices. That is, there is a time lag from when the command (flow rate set value) is given to the first flow rate control device to when the command (flow rate set value) is given to the last flow rate control device.

特に２線式または３線式のＲＳ−４８５通信のように同一通信線上に複数の流量制御装置が接続され、また送信線と受信線とが共通の通信方式である場合、パーソナルコンピュータ３から各流量制御装置への指令は順次個別に行われ、しかも半二重通信で実行されるのでそのタイムラグは更に大きくなる。するとその間、生成された混合ガスの混合比が乱れ、例えばバーナ燃焼用混合ガス流量制御の場合には、不完全燃焼やバックファイヤ（逆火）や失火が生じる要因となる等の不具合が生じる。   In particular, when a plurality of flow rate control devices are connected on the same communication line as in the case of 2-wire or 3-wire RS-485 communication, and the transmission line and the reception line are a common communication system, the personal computer 3 Since the commands to the flow control device are sequentially performed individually and executed by half-duplex communication, the time lag is further increased. In the meantime, the mixing ratio of the generated mixed gas is disturbed. For example, in the case of burner combustion mixed gas flow rate control, problems such as incomplete combustion, backfire (backfire), and misfire occur.

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、通信インターフェースを介して遠隔制御可能であり、しかも複数台まとめて用いられる場合であっても上記通信インターフェースに起因する制御遅れ等の不具合を招来することのない、遣い勝手に優れた流量制御装置を提供することにある。
また本発明は複数の流量制御装置を並列に用いて複数種の流体をそれぞれ流量制御して混合する場合であっても、その混合比を一定に保ちながら各流体の流量を、ひいてはその混合流量を可変制御可能な流体混合器を提供することを目的としている。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and the object of the present invention is to enable remote control via a communication interface, and even when a plurality of units are used together, control resulting from the communication interface is provided. An object of the present invention is to provide an easy-to-use flow rate control device that does not cause problems such as delays.
In addition, the present invention uses a plurality of flow rate control devices in parallel to control the flow rate of a plurality of types of fluids, and mixes the flow rates of each fluid while maintaining the mixing ratio constant. An object of the present invention is to provide a fluid mixer capable of variably controlling the above.

上述した目的を達成するべく本発明に係る流量制御装置は、流量センサにより計測される流体の流量が流量設定値となるように流量制御弁の開度を比例制御して該流量制御弁を介して通流する上記流体の流量を制御する制御ユニットを備えたものであって、特に上記制御ユニットを
通信インターフェースを介して与えられるデジタル流量設定値をアナログ値に変換して出力するアナログ出力回路と、
入力されたアナログ値をデジタル流量設定値に変換して取り込むアナログ入力回路と、
前記通信インターフェースを介して与えられたデジタル流量設定値、または前記アナログ入力回路にてアナログ値を変換して入力したデジタル流量設定値に応じて前記流量制御弁の弁開度を比例制御する弁開度制御値を出力する制御弁駆動回路と、
上記デジタル流量設定値と上記アナログ値との対応関係を予め設定するアナログスケーリング手段と
を備えたものとして構成したことを特徴としている。 In order to achieve the above-described object, the flow control device according to the present invention controls the opening of the flow control valve proportionally so that the flow rate of the fluid measured by the flow sensor becomes a flow rate set value, and passes through the flow control valve. An analog output circuit for controlling the flow rate of the fluid flowing therethrough, particularly converting the digital flow rate set value given to the control unit via a communication interface into an analog value and outputting the analog value; ,
An analog input circuit that converts the input analog value into a digital flow rate setting value and imports it;
The valve opening for proportionally controlling the valve opening degree of the flow rate control valve according to the digital flow rate set value given via the communication interface or the digital flow rate set value converted by the analog input circuit and input. A control valve drive circuit for outputting a degree control value;
It is characterized by comprising analog scaling means for presetting the correspondence between the digital flow rate set value and the analog value.

ちなみに前記アナログスケーリング手段については、前記アナログ出力回路がｎビットのデジタル設定値を０〜５Ｖまたは１〜５Ｖの直流電圧信号または４〜２０ｍＡの直流電流信号に変換して出力するように設定すると共に、前記アナログ入力回路が前記０〜５Ｖまたは１〜５Ｖの直流電圧信号または４〜２０ｍＡの直流電流信号をｎビットのデジタル流量設定値に変換して取り込むように設定する機能を備えたものとして構成することが好ましい。   Incidentally, the analog scaling means is set so that the analog output circuit converts and outputs an n-bit digital set value into a DC voltage signal of 0 to 5 V or 1 to 5 V or a DC current signal of 4 to 20 mA. The analog input circuit is configured to have a function of converting the 0 to 5 V or 1 to 5 V DC voltage signal or the 4 to 20 mA DC current signal into an n-bit digital flow rate set value and taking it in. It is preferable to do.

また本発明に係る流体混合器は、上述した構成の流量制御装置を複数並列に備え、これらの各流量制御装置をそれぞれ介して導かれた複数種類の流体を混合するものであって、
流体の混合を制御する外部機器（例えばマイクロコンピュータ）と、主たる１個の流量制御装置とを前記デジタル流量設定値を伝送する通信インターフェースを介して接続すると共に、上記主たる流量制御装置と他の流量制御装置とを前記アナログ電圧値またはアナログ電流値を伝送するアナログ信号線を介して接続して構成される。 The fluid mixer according to the present invention includes a plurality of flow control devices having the above-described configuration in parallel, and mixes a plurality of types of fluids guided through each of these flow control devices,
An external device (for example, a microcomputer) for controlling the mixing of fluid and a main flow rate control device are connected via a communication interface for transmitting the digital flow rate set value, and the main flow rate control device and another flow rate are connected. The control device is configured to be connected via an analog signal line that transmits the analog voltage value or the analog current value.

そして上記主たる流量制御装置は、外部機器から前記通信インターフェースを介して与えられたデジタル流量設定値を取り込んで前記制御弁駆動回路から弁開度制御値を出力し流体の流量を制御すると共に、このデジタル指令値に相当するアナログ電圧値またはアナログ電流値を前記アナログ出力回路を介して出力して他の流量制御装置に与え、一方、他の流量制御装置は、前記アナログ入力回路に与えられたアナログ電圧値またはアナログ電流値を取り込んで前記制御弁駆動回路から弁開度制御値を出力し流体の流量を制御するものとする。   The main flow rate control device takes in a digital flow rate set value given from an external device via the communication interface, outputs a valve opening control value from the control valve drive circuit, and controls the flow rate of the fluid. An analog voltage value or an analog current value corresponding to a digital command value is output via the analog output circuit and supplied to another flow control device, while the other flow control device is connected to the analog input circuit. A voltage value or an analog current value is taken in and a valve opening control value is output from the control valve drive circuit to control the flow rate of the fluid.

好ましくは前記他の流量制御装置においては、前記アナログ入力回路に与えられたアナログ電圧値またはアナログ電流値をデジタル流量設定値に変換して取り込むと同時に、取り込んだデジタル流量設定値に相当するアナログ電圧値またはアナログ電流値を前記アナログ出力回路を介して出力し、更に他の流量制御装置の与えるように構成される。   Preferably, in the other flow rate control device, an analog voltage value or an analog current value given to the analog input circuit is converted into a digital flow rate setting value, and at the same time, an analog voltage corresponding to the captured digital flow rate setting value is obtained. A value or an analog current value is output via the analog output circuit, and is further configured to be supplied by another flow control device.

上記構成の流量制御装置は、流量制御弁の弁開度を比例制御する基本的な制御機能として、通信インターフェースを介して与えられるデジタル流量設定値、または前記アナログ値（アナログ電圧値またはアナログ電流値）を変換したデジタル流量設定値に応じて弁開度制御値を出力する制御弁駆動回路を備えており、更には上記デジタル流量設定値をアナログ値（アナログ電圧値またはアナログ電流値）に変換して出力する機能、およびデジタル流量設定値と上記アナログ値（アナログ電圧値またはアナログ電流値）との対応関係を予め設定するアナログスケーリング手段を備えている。   The flow rate control device having the above configuration has a digital flow rate set value given via a communication interface or the analog value (analog voltage value or analog current value) as a basic control function for proportionally controlling the valve opening degree of the flow rate control valve. ) Is converted to an analog value (analog voltage value or analog current value). The control valve drive circuit outputs a valve opening control value according to the converted digital flow rate setting value. And analog scaling means for presetting the correspondence between the digital flow rate setting value and the analog value (analog voltage value or analog current value).

従って通信インターフェースを介して与えられるデジタル流量設定値を取り込む流量制御装置は、上記デジタル流量設定値をアナログ値（アナログ電圧値またはアナログ電流値）に変換して他の流量制御装置に出力する中継器としての役割を備えることになる。またアナログスケーリング手段を備えるので、流量制御の仕様に合わせてその流量設定値とアナログ値（アナログ電圧値またはアナログ電流値）との対応関係を設定するだけで、上記流量制御の仕様の範囲で流量制御弁を比例制御することが可能となる。この結果、パーソナルコンピュータ等の外部機器からの流量制御装置の制御の容易化を図ることができ、また流量制御装置の取り扱い自体の容易化を図ることが可能となる。   Accordingly, a flow rate control device that takes in a digital flow rate setting value given via a communication interface converts the digital flow rate setting value into an analog value (analog voltage value or analog current value) and outputs it to another flow rate control device. As a role. In addition, since analog scaling means is provided, simply by setting the correspondence between the flow rate setting value and the analog value (analog voltage value or analog current value) according to the flow control specification, the flow rate is within the range of the above flow control specification. It becomes possible to proportionally control the control valve. As a result, control of the flow control device from an external device such as a personal computer can be facilitated, and handling of the flow control device itself can be facilitated.

また上述した流量制御装置を複数並列に用いて流体混合器を構築した場合、主たる流量制御装置に対してだけ通信インターフェースを介してデジタル流量設定値を与え、他の流量制御装置に対しては上記主たる流量制御装置がデジタル流量設定値に対応させて出力するアナログ電圧値またはアナログ電流値を与えるようにすることで、これらの各流量制御装置に対して一括して流量設定値を与えることが可能となる。換言すれば複数の流量制御装置のそれぞれに対して前記通信インターフェースを介して順次デジタル流量設定値を与えることなく、これらの各流量制御装置における流体の流量を一括して制御することができる。特に個々の流量制御装置は、予めデジタル流量設定値とアナログ値（アナログ電圧値またはアナログ電流値）との対応関係がそれぞれ個別に設定されているので、同じアナログ値（アナログ電圧値またはアナログ電流値）が与えられた場合であっても、それぞれ個別の流量設定値で流体の流量を制御することになる。   Further, when a fluid mixer is constructed using a plurality of the flow control devices described above in parallel, a digital flow rate set value is given to only the main flow control device via a communication interface, and the above is applied to other flow control devices. By providing an analog voltage value or analog current value that is output by the main flow control device corresponding to the digital flow rate setting value, it is possible to give flow rate setting values to each of these flow rate control devices at once. It becomes. In other words, the flow rate of the fluid in each of these flow control devices can be collectively controlled without sequentially giving a digital flow rate setting value to each of the plurality of flow control devices via the communication interface. In particular, each flow control device has a corresponding relationship between the digital flow rate setting value and the analog value (analog voltage value or analog current value) individually, so the same analog value (analog voltage value or analog current value) is set. ), The flow rate of the fluid is controlled by an individual flow rate setting value.

この結果、各流量制御装置を介して流量制御される流体の流量を、時間遅れを生じることなく一括して変更制御することができるので、その混合比を一定に保ちながら混合流体の流量制御することが可能となる。故に、例えばバーナ燃焼用混合ガス流量制御を行う場合であっても、混合比の変動に伴う不完全燃焼やバックファイヤ（逆火）や失火等の不具合の発生を確実に回避することが可能となる等の効果が奏せられる。   As a result, the flow rate of the fluid controlled through each flow control device can be collectively changed and controlled without causing a time delay, so that the flow rate of the mixed fluid is controlled while keeping the mixing ratio constant. It becomes possible. Therefore, for example, even when performing mixed gas flow control for burner combustion, it is possible to reliably avoid the occurrence of problems such as incomplete combustion, backfire (backfire) and misfire due to fluctuations in the mixture ratio. The effect of becoming.

以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る流量制御装置と、この流量制御装置を複数台並列に用いて構成される流体混合器について説明する。
図１は流量制御装置の概略構成を示す図で、概略的には流路ボディ１０に組み込まれた流量制御弁２０と、この流量制御弁２０の弁開度を比例制御して流体の通流量を制御する制御ユニット４０とを備えて構成される。流路ボディ１０は、概略的にはその一端側から所定の深さまで穿いた丸穴状の上流側流路１１を備える共に、他端側から穿いた丸穴状の下流側流路１２を備え、これらの各流路１１,１２の底部にそれぞれ連通する連通孔１３,１４を該流路ボディ１０の側部（図における上側）に開口したブロック体からなる。 Hereinafter, a flow controller according to an embodiment of the present invention and a fluid mixer configured by using a plurality of the flow controllers in parallel will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a flow rate control device. In general, a flow rate control valve 20 incorporated in a flow path body 10 and the flow rate of fluid by proportionally controlling the valve opening degree of the flow rate control valve 20. And a control unit 40 for controlling the operation. The flow channel body 10 generally includes a round hole-shaped upstream flow channel 11 bored from one end side thereof to a predetermined depth, and a round hole-like downstream flow channel 12 bored from the other end side. Each of the flow passages 11 and 12 includes a block body in which communication holes 13 and 14 communicating with the bottoms of the flow passages 11 and 12 are opened on the side portion (upper side in the drawing) of the flow passage body 10.

この流路ボディ１０の上記連通孔１３,１４に連結してソレノイド型の流量制御弁２０が取り付けられる。このソレノイド型流量制御弁２０は、ソレノイド２１により進退駆動されるスラスト軸２２の先端に弁体２３を備え、この弁体２３に対峙する弁座２４と上記弁体２３との隙間（弁開度）を可変する機能を備える。特にこの流量制御弁２０は、弁座２４に対する弁体２３が平坦化された形状を有しており、弁体２３にて弁座２４を閉塞することでその流路を遮断する遮断弁としての機能を有している。そしてソレノイド２１を通電駆動して上記弁体２３を弁座２４から引き離すことで、その弁開度（弁体２３と弁座２４との隙間）を可変し、流体の通流量（流量）を比例制御する機能を持たせたものとなっている。   A solenoid type flow control valve 20 is attached to the communication holes 13 and 14 of the flow path body 10. The solenoid type flow control valve 20 includes a valve body 23 at the tip of a thrust shaft 22 that is driven forward and backward by a solenoid 21, and a gap (valve opening degree) between the valve seat 24 facing the valve body 23 and the valve body 23. ). In particular, the flow control valve 20 has a shape in which the valve body 23 with respect to the valve seat 24 is flattened. The flow control valve 20 serves as a shut-off valve that blocks the flow path by closing the valve seat 24 with the valve body 23. It has a function. The solenoid 21 is energized and the valve body 23 is pulled away from the valve seat 24, whereby the valve opening (the gap between the valve body 23 and the valve seat 24) is varied, and the fluid flow rate (flow rate) is proportional. It has a function to control.

またここでは流量制御弁２０における弁体２３の外側を前記連通孔１３を介して上流側流路１１に連結し、また弁体２３の内側（弁座２４側）を前記連通孔１４を介して下流側流路１２に連結することで、弁の外側から内側へと通流する流体の流量を制御する、いわゆるフロー・トゥー・クローズ［flow to close］方式のバルブを実現している。前述した流路ボディ１０の上流側流路１１に導入された流体（ガス）は、このような構造の流量制御弁２０を介して下流側流路１２に流量制御されて導かれることになる。   In addition, here, the outside of the valve body 23 in the flow control valve 20 is connected to the upstream flow path 11 through the communication hole 13, and the inside (valve seat 24 side) of the valve body 23 is connected through the communication hole 14. By connecting to the downstream flow path 12, a so-called flow to close type valve that controls the flow rate of the fluid flowing from the outside to the inside of the valve is realized. The fluid (gas) introduced into the upstream flow path 11 of the flow path body 10 is guided to the downstream flow path 12 through the flow control valve 20 having such a structure.

尚、上記流路ボディ１０における上記上流側流路１１の入口部には、複数枚の整流用金網（整流体）１５が互いに重ね合わせた状態で嵌め込まれている。これらの整流用金網１５は、該上流側流路１１内に導入された流体（ガス）がその流路に沿って滑らかに通流するべく整流する役割を担う。また上流側流路１１における上記整流用金網１５の下流側の壁面には、流量センサ３０が設けられており、この流量センサ３０によって該上流側流路１１を、ひいては流路ボディ１０を介して通流する流体の流量が検出されるようになっている。ちなみにこの流量センサ３０は、流体の通流方向に発熱体を挟んで一対の温度センサを設けた構造を有し、流体の流速（流量）による温度分布の変化を上記一対の温度センサにより検出してその質量流量を検出する熱式流量センサ（マイクロフローセンサ）からなる。   A plurality of rectifying wire meshes (rectifying bodies) 15 are fitted in the inlet portion of the upstream flow path 11 in the flow path body 10 so as to overlap each other. These rectifying metal meshes 15 play a role of rectifying the fluid (gas) introduced into the upstream flow path 11 so that the fluid (gas) smoothly flows along the flow path. In addition, a flow rate sensor 30 is provided on the downstream wall surface of the rectifying wire mesh 15 in the upstream flow path 11, and the upstream flow path 11 is connected to the upstream flow path 11 via the flow path body 10. The flow rate of the flowing fluid is detected. Incidentally, the flow rate sensor 30 has a structure in which a pair of temperature sensors are provided with a heating element sandwiched in the direction of fluid flow, and a change in temperature distribution due to the flow velocity (flow rate) of the fluid is detected by the pair of temperature sensors. It consists of a thermal flow sensor (microflow sensor) that detects the mass flow rate of the lever.

さて上述したように所定の流路を形成した流路ブロック１０にソレノイド型の弁機構２０を取り付けると共に、流量センサ（マイクロフローセンサ）３０を組み込んだ流量制御装置の本体部は、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）４１を主体とする制御ユニット４０により動作制御される。このマイクロプロセッサ４１は、マン・マシン・インターフェースとしての設定・表示部４２から指示されるスイッチ情報をスイッチ入力回路４３を介して入力して、流量設定値やその他の動作条件等が設定される。そしてマイクロプロセッサ４１は、基本的にはセンサ信号処理回路４４を介して前記流量センサ３０の出力（流量信号）を入力し、この流量に応じて比例バルブ駆動回路（制御弁駆動回路）４５の作動を制御することで前記ソレノイド２１を通電電流を可変し、これによって前記弁機構２０の作動を、具体的にはその弁開度を制御する。   Now, as described above, the solenoid-type valve mechanism 20 is attached to the flow path block 10 in which the predetermined flow path is formed, and the main body of the flow rate control device incorporating the flow rate sensor (microflow sensor) 30 is a microprocessor (CPU). The operation is controlled by the control unit 40 mainly composed of 41). The microprocessor 41 inputs switch information instructed from a setting / display unit 42 as a man-machine interface via a switch input circuit 43, and sets a flow rate setting value and other operating conditions. The microprocessor 41 basically receives the output (flow signal) of the flow sensor 30 via the sensor signal processing circuit 44, and operates the proportional valve drive circuit (control valve drive circuit) 45 in accordance with the flow rate. By controlling the above, the energization current of the solenoid 21 is varied, whereby the operation of the valve mechanism 20, specifically, the valve opening degree is controlled.

尚、マイクロプロセッサ４１には、外部接点入力回路４６を介して、例えば弁機構２０を強制的に全閉にしたり、或いは全開にする等の動作切換要求が入力されるようになっており、またアナログ設定入力回路４７を介して上述した流量制御のための流量設定値を前述した設定・表示部４２を介することなく電圧情報（アナログ電圧値）として入力できるようになっている。更にマイクロプロセッサ４１は、通信インターフェース４８を介して図示しない外部機器（例えばパーソナルコンピュータ）等との間で情報通信する機能や、ＥＥＰＲＯＭ等のメモリ４９を用いて所定の情報を記憶する機能を備えている。   The microprocessor 41 receives an operation switching request such as forcibly fully closing or fully opening the valve mechanism 20 via the external contact input circuit 46. The flow rate setting value for the flow rate control described above can be input as voltage information (analog voltage value) via the analog setting input circuit 47 without using the setting / display unit 42 described above. Further, the microprocessor 41 has a function of communicating information with an external device (for example, a personal computer) not shown via the communication interface 48 and a function of storing predetermined information using a memory 49 such as an EEPROM. Yes.

特にマイクロプロセッサ４１は、外部機器から通信インターフェース４８を介して与えられるｎビットのデジタル指令値（流量設定値）を入力して前記比例バルブ駆動回路４５を駆動する機能を備えている。更にマイクロプロセッサ４１は、その作動によって前記流量センサ３０から得られた流量等の情報を適宜表示出力回路５０を介して前記設定・表示部４２に表示出力する機能や、上述したデジタル指令値（流量設定値）をアナログ電圧値に変換して外部出力するアナログ出力回路５１、更には異常警報等の情報を出力するイベント・アラーム出力回路５２を備えている。   In particular, the microprocessor 41 has a function of driving the proportional valve drive circuit 45 by inputting an n-bit digital command value (flow rate setting value) given from an external device via the communication interface 48. Further, the microprocessor 41 appropriately displays information such as the flow rate obtained from the flow rate sensor 30 by the operation on the setting / display unit 42 via the display output circuit 50 and the above-described digital command value (flow rate). An analog output circuit 51 that converts a set value) into an analog voltage value and outputs it externally, and an event / alarm output circuit 52 that outputs information such as an abnormality alarm are provided.

即ち、この制御ユニット４０は、マイクロプロセッサ４１による制御の下で、前記通信インターフェース４８を介して外部機器から与えられるｎビットのデジタル流量設定値、または前記アナログ設定入力回路４７を介して与えられるアナログ電圧値を後述するアナログスケーリング設定値に従って変換したデジタル流量設定値に応じて比例バルブ駆動回路（制御弁駆動回路）４５の作動を制御し、前記流量制御弁２０の弁開度を比例制御する弁開度制御値を出力する機能を備えている。更には後述するアナログスケーリング設定値に従って、該デジタル流量設定値に対応するアナログ電圧値を、前記アナログ出力回路５１から出力する機能を備えている。ちなみにこのアナログ出力回路５１は、ｎビットのデジタル流量設定値に対応して、この種の流量制御装置に対する制御電圧として標準的な０〜５Ｖまたは１〜５Ｖのアナログ電圧を出力する。   That is, the control unit 40 is controlled by the microprocessor 41, and an n-bit digital flow rate setting value given from an external device via the communication interface 48 or an analog value given via the analog setting input circuit 47. A valve that controls the operation of a proportional valve drive circuit (control valve drive circuit) 45 in accordance with a digital flow rate set value obtained by converting a voltage value according to an analog scaling set value to be described later, and proportionally controls the valve opening degree of the flow rate control valve 20 A function to output an opening control value is provided. Furthermore, it has a function of outputting an analog voltage value corresponding to the digital flow rate setting value from the analog output circuit 51 in accordance with an analog scaling setting value described later. Incidentally, the analog output circuit 51 outputs a standard analog voltage of 0 to 5 V or 1 to 5 V as a control voltage for this type of flow rate control device corresponding to the n-bit digital flow rate setting value.

また更にマイクロプロセッサ４１は、例えば前述した設定・表示部４２からの設定指示の下で、前記デジタル流量設定値とアナログ入出力電圧との対応関係を設定するアナログスケーリング手段５３を備えている。このアナログスケーリング手段５３は、具体的には０〜５Ｖまたは１〜５Ｖのアナログ直流電圧の上限（つまり５Ｖ）に相当する前記デジタル流量設定値をアナログスケーリング設定値として可変設定するように構成される。   The microprocessor 41 further includes an analog scaling means 53 for setting a correspondence relationship between the digital flow rate setting value and the analog input / output voltage, for example, under the setting instruction from the setting / display unit 42 described above. Specifically, the analog scaling means 53 is configured to variably set the digital flow rate setting value corresponding to the upper limit (that is, 5 V) of the analog DC voltage of 0 to 5 V or 1 to 5 V as the analog scaling setting value. .

尚、アナログ入出力電圧の上限（５Ｖ）を規定するアナログスケーリング設定値は、１分間当たりの流体通流量（ｘリットル／分）として、或いは流量制御装置の定格最大流量の何％等として与えられる。この結果、スケーリング手段５３は、０〜５Ｖまたは１〜５Ｖのアナログ電圧値に対して、例えば図２に示すようにそのデジタル流量設定値の設定範囲を規定することになる。図２においては０〜５Ｖのアナログ電圧値によって０〜１リットル／分、０〜２リットル／分、０〜７リットル／分の各デジタル流量設定値の設定範囲との関係を示している。   The analog scaling setting value that defines the upper limit (5V) of the analog input / output voltage is given as a fluid flow rate per minute (x liter / min) or as a percentage of the rated maximum flow rate of the flow control device. . As a result, the scaling means 53 defines the setting range of the digital flow rate setting value for an analog voltage value of 0 to 5 V or 1 to 5 V, for example, as shown in FIG. In FIG. 2, the relationship between 0 to 5 liters / minute, 0 to 2 liters / minute, and 0 to 7 liters / minute of each digital flow rate setting value is shown by analog voltage values of 0 to 5V.

さて上述した如く構成された流量制御装置を複数個用いた流体混合器は、例えば図３または図４に示すように構築される。図３および図４にそれぞれ示す流体混合器は、３種類の流体（ガス）GAS1,GAS2,GAS3を所定の混合比で混合するようにしたものである。この流体混合器は、基本的には図５に示した従来の流体混合器と同様に、３台の流量制御装置１ａ,１ｂ,１ｃを並列に設け、これらの各流量制御装置１ａ,１ｂ,１ｃをそれぞれ介して流量制御された３種類のガスを混合器２ａ,２ｂにて順に混合することで、その混合ガスを得るように構成される。そして外部機器であるパーソナルコンピュータ３からＲＳ−２３２ｃ、更にはＲＳ−４８５からなる通信インターフェース４を介して上記各流量制御装置１ａ,１ｂ,１ｃに流量設定値をそれぞれ与え、これによって上記各流量制御装置１ａ,１ｂ,１ｃの作動をそれぞれ遠隔制御するように構成される。   A fluid mixer using a plurality of flow control devices configured as described above is constructed as shown in FIG. 3 or FIG. 4, for example. Each of the fluid mixers shown in FIGS. 3 and 4 mixes three types of fluids (gases) GAS1, GAS2, and GAS3 at a predetermined mixing ratio. This fluid mixer is basically provided with three flow rate control devices 1a, 1b, 1c in parallel as in the conventional fluid mixer shown in FIG. 5, and each of these flow rate control devices 1a, 1b, 1c, It is configured to obtain the mixed gas by sequentially mixing the three kinds of gases whose flow rates are controlled through 1c in the mixers 2a and 2b. A flow rate setting value is given from the personal computer 3 which is an external device to each of the flow rate control devices 1a, 1b and 1c via the communication interface 4 comprising RS-232c and further RS-485. The operation of the devices 1a, 1b, 1c is configured to be remotely controlled.

ここでこの実施形態に係る流体混合器が、前述した図５に示す流体混合器と異なるところは、前述した流量制御装置が備える機能を活かして、前記パーソナルコンピュータ３からは主たる１個の流量制御装置１ａに対してだけ通信インターフェース４を介して流量設定値をデジタル指令値として与え、他の流量制御装置２ｂ,２ｃに対しては上記主たる流量制御装置１ａからアナログ電圧値としてその流量設定値を与えるように構成している点にある。特に図３に示す流体混合器においては、主たる流量制御装置１ａから他の流量制御装置１ｂ,１ｃに対してアナログ電圧値（流量設定値）を並列に与え、また図４に示す流体混合器においては、主たる流量制御装置１ａから他の流量制御装置１ｂ,１ｃに対してアナログ電圧値（流量設定値）をカスケードに与えるように構成している。   Here, the fluid mixer according to this embodiment is different from the fluid mixer shown in FIG. 5 described above, by taking advantage of the function of the above-described flow rate control device, from the personal computer 3, one main flow rate control. The flow rate set value is given as a digital command value only to the device 1a via the communication interface 4, and the flow rate set value is given as an analog voltage value from the main flow rate control device 1a to the other flow rate control devices 2b and 2c. The point is that it is configured to give. In particular, in the fluid mixer shown in FIG. 3, an analog voltage value (flow rate set value) is given in parallel from the main flow control device 1a to the other flow control devices 1b and 1c, and in the fluid mixer shown in FIG. Is configured to give an analog voltage value (flow rate set value) to the cascade from the main flow rate control device 1a to the other flow rate control devices 1b and 1c.

即ち、図３に示す流体混合器は、流体の混合を制御する外部機器（パーソナルコンピュータ）３と主たる１個の流量制御装置１ａとを、前記デジタル指令値（流量設定値）を伝送する通信インターフェース４を介して接続し、一方、上記主たる流量制御装置１ａと他の流量制御装置１ｂ,１ｃとを前記アナログ電圧値を伝送するアナログ信号線を介して接続して構成される。そして主たる流量制御装置１ａにおいては、パーソナルコンピュータ３から通信インターフェース４を介して与えられたデジタル指令値（流量設定値）を取り込んで前述した比例バルブ駆動回路（制御弁駆動回路）４５から流量制御弁２０に対して弁開度制御値を出力し流量を制御すると共に、上記デジタル指令値（流量設定値）に相当するアナログ電圧値を前記アナログ出力回路５１を介して他の流量制御装置１ｂ,１ｃに出力する。そして他の流量制御装置１ｂ,１ｃにおいては、上記主たる流量制御装置１ａからアナログ信号線を介してそのアナログ設定入力回路４７に与えられたアナログ電圧値（流量設定値）を取り込み、比例バルブ駆動回路（制御弁駆動回路）４５からその流量制御弁２０に対してそれぞれ弁開度制御値を出力して流量を制御するものとなっている。   That is, the fluid mixer shown in FIG. 3 is a communication interface that transmits the digital command value (flow rate setting value) between the external device (personal computer) 3 that controls the mixing of the fluid and the main flow control device 1a. On the other hand, the main flow rate control device 1a and the other flow rate control devices 1b and 1c are connected via an analog signal line for transmitting the analog voltage value. In the main flow control device 1a, the digital command value (flow rate set value) given from the personal computer 3 via the communication interface 4 is taken in and the flow control valve is supplied from the proportional valve drive circuit (control valve drive circuit) 45 described above. 20 outputs a valve opening control value to control the flow rate, and outputs an analog voltage value corresponding to the digital command value (flow rate set value) to the other flow rate control devices 1b, 1c via the analog output circuit 51. Output to. In the other flow rate control devices 1b and 1c, an analog voltage value (flow rate set value) given from the main flow rate control device 1a to the analog setting input circuit 47 via the analog signal line is taken in, and a proportional valve drive circuit is obtained. (Control valve drive circuit) 45 outputs a valve opening control value to the flow control valve 20 to control the flow rate.

尚、図４に示す流体混合器は、図３に示す流体混合器と同様に主たる第１の流量制御装置１ａは、パーソナルコンピュータ３から通信インターフェース４を介して与えられたデジタル指令値（流量設定値）を取り込み、前述した比例バルブ駆動回路（制御弁駆動回路）４５から流量制御弁２０に対して弁開度制御値を出力して流量を制御する。そして第２の流量制御装置１ｂは、上記主たる流量制御装置１ａからアナログ信号線を介してそのアナログ設定入力回路４７に与えられたアナログ電圧値（流量設定値）を取り込み、比例バルブ駆動回路（制御弁駆動回路）４５からその流量制御弁２０に対して弁開度制御値を出力して流量を制御する。更に第３の流量制御装置１ｃは、上記第２の流量制御装置１ｂからアナログ信号線を介してそのアナログ設定入力回路４７に与えられたアナログ電圧値（流量設定値）を取り込み、同様にして比例バルブ駆動回路（制御弁駆動回路）４５からその流量制御弁２０に対して弁開度制御値を出力して流量を制御するように構成される。   4 is similar to the fluid mixer shown in FIG. 3 in that the main first flow rate control device 1a receives a digital command value (flow rate setting) given from the personal computer 3 via the communication interface 4. Value) and output the valve opening control value from the proportional valve drive circuit (control valve drive circuit) 45 to the flow control valve 20 to control the flow rate. Then, the second flow rate control device 1b takes in an analog voltage value (flow rate set value) given to the analog setting input circuit 47 from the main flow rate control device 1a via an analog signal line, and a proportional valve drive circuit (control). A valve opening control value is output from the valve drive circuit 45 to the flow control valve 20 to control the flow rate. Further, the third flow rate control device 1c takes in the analog voltage value (flow rate set value) given to the analog setting input circuit 47 from the second flow rate control device 1b via the analog signal line, and similarly proportionally. A valve opening control value is output from the valve drive circuit (control valve drive circuit) 45 to the flow control valve 20 to control the flow rate.

かくしてこのように構成された流体混合器によれば、パーソナルコンピュータ３は通信インターフェース４を介して主たる流量制御装置１ａに対してデジタル指令値（流量設定値）を与えるだけで、該流量制御装置１ａが他の流量制御装置１ｂ,１ｃに対して上記デジタル指令値に相当するアナログ電圧値（流量設定値）をそれぞれ与えることになる。従ってこれらの３個の流量制御装置１ａ,１ｂ,１ｃに対して一括して流量設定値を与えることが可能となる。この場合、パーソナルコンピュータ３は流量制御装置１ａに対して通信インターフェース４を介してデジタル指令値（流量設定値）を与えるのでその接続間距離が問題となることがなく、従って３個の流量制御装置１ａ,１ｂ,１ｃの設置現場から遠く離れてパーソナルコンピュータ３が設置されている場合であっても、少なくとも主たる流量制御装置１ａに対して確実に制御指令を与えることができる。   Thus, according to the fluid mixer configured as described above, the personal computer 3 simply gives a digital command value (flow rate set value) to the main flow rate control device 1a via the communication interface 4, and the flow rate control device 1a. However, analog voltage values (flow rate setting values) corresponding to the digital command values are respectively given to the other flow rate control devices 1b and 1c. Accordingly, it becomes possible to collectively give flow rate setting values to these three flow rate control devices 1a, 1b, and 1c. In this case, since the personal computer 3 gives a digital command value (flow rate setting value) to the flow rate control device 1a via the communication interface 4, the distance between the connections does not become a problem, and therefore the three flow rate control devices. Even when the personal computer 3 is installed far away from the installation site of 1a, 1b, 1c, it is possible to reliably give a control command to at least the main flow control device 1a.

また３個の流量制御装置１ａ,１ｂ,１ｃは、通常、混合器２ａ,２ｂと共に互いに近接した位置にまとめて配置されるので、これらの流量制御装置１ａ,１ｂ,１ｃ間を前述したアナログ信号線を介して接続するだけでアナログ電圧値（流量設定値）を安定に、しかも確実に伝送することができる。従って主たる流量制御装置１ａに対して確実に流量設定値（デジタル指令値）を与えると同時に、この流量制御装置１ａの近くに配置された他の流量制御装置１ｂ,１ｃに対して流量設定値（アナログ電圧値）を確実に与えることができる。この結果、流体混合器を構築する全ての流量制御装置１ａ,１ｂ,１ｃに一括して流量設定値を与えることが可能となる。   Since the three flow control devices 1a, 1b, 1c are usually arranged together with the mixers 2a, 2b at positions close to each other, the analog signals described above are connected between these flow control devices 1a, 1b, 1c. An analog voltage value (flow rate set value) can be transmitted stably and reliably only by connecting via a line. Accordingly, the flow rate set value (digital command value) is reliably given to the main flow rate control device 1a, and at the same time, the flow rate set value (for the other flow rate control devices 1b and 1c arranged near the flow rate control device 1a ( (Analog voltage value) can be given reliably. As a result, it becomes possible to collectively give a flow rate setting value to all the flow rate control devices 1a, 1b, and 1c constituting the fluid mixer.

尚、この場合、流量制御装置１ａから流量制御装置１ｂ,１ｃには同じアナログ電圧値が与えられることになる。しかしながら各流量制御装置１ａ,１ｂ,１ｃは、前述したようにアナログスケーリング手段５３を備えているので、予め流体の混合比に応じて各流量制御装置１ａ,１ｂ,１ｃに流量設定値とアナログ入出力電圧の関係を設定しておけば、上記混合比を一定に保ったまま、その流量を可変制御することが可能である。   In this case, the same analog voltage value is given from the flow control device 1a to the flow control devices 1b and 1c. However, since each of the flow control devices 1a, 1b, and 1c includes the analog scaling means 53 as described above, the flow rate setting value and the analog input are input to each of the flow control devices 1a, 1b, and 1c in advance according to the fluid mixing ratio. If the relationship between the output voltages is set, the flow rate can be variably controlled while keeping the mixing ratio constant.

具体的には前述した３種類の流体（ガス）GAS1,GAS2,GAS3を［７０％：２０％：１０％］なる混合比で混合し、最大１０リットル／分の流量で混合ガスを生成する場合には、第１流量制御装置１ａ,の流量制御範囲を０〜７リットル／分として設定する。そして第１の流量制御装置１ａにおいては、デジタル設定流量値０〜７リットル／分に対応して０〜５Ｖのアナログ電圧値を出力するようにアナログスケーリングを設定する。同様に第２の流量制御装置１ｂにおいては、アナログ入力電圧値０〜５Ｖに対応してデジタル流量設定値０〜２リットル／分となるようにアナログスケーリングを設定する。更に第３の流量制御装置１ｃにおいては、アナログ入力電圧値０〜５Ｖに対応してデジタル流量設定値０〜１リットル／分となるようにアナログスケーリングを設定しておけば良い。   Specifically, when the three types of fluids (gases) GAS1, GAS2, and GAS3 described above are mixed at a mixing ratio of [70%: 20%: 10%] to produce a mixed gas at a maximum flow rate of 10 liters / minute The flow rate control range of the first flow rate control device 1a is set as 0 to 7 liters / minute. And in the 1st flow control apparatus 1a, analog scaling is set so that the analog voltage value of 0-5V may be output corresponding to the digital setting flow rate value 0-7 liter / min. Similarly, in the second flow rate control device 1b, analog scaling is set so that the digital flow rate setting value is 0 to 2 liters / minute corresponding to the analog input voltage value 0 to 5V. Further, in the third flow rate control device 1c, analog scaling may be set so that the digital flow rate set value is 0 to 1 liter / min corresponding to the analog input voltage value 0 to 5V.

このようにして各流量制御装置１ａ,１ｂ,１ｃのアナログ入出力スケーリングをそれぞれ設定しておくことで、パーソナルコンピュータ３から与える１つの制御指令だけで、その混合比を一定に保ったまま３つの流量制御装置１ａ,１ｂ,１ｃの弁開度を同時に変更し、その流量を可変設定することが可能となる。従って従来のように、パーソナルコンピュータ３から各流量制御装置１ａ,１ｂ,１ｃに対して個々に、しかも順次に制御指令を与える必要がないので前述した時間遅れの問題を解消することができる。故に、例えばバーナ燃焼用混合ガス流量制御を行う場合であっても、その混合比が乱れることがないので、不完全燃焼やバックファイヤ（逆火）や失火等の不具合が生じる虞がなくなり、その防曝安全性を十分に確保することが可能となる等の実用上、多大なる効果が奏せられる。   By setting the analog input / output scaling of each of the flow control devices 1a, 1b, and 1c in this way, only one control command given from the personal computer 3 can be used to keep the mixing ratio constant. It becomes possible to change the valve opening degree of the flow rate control devices 1a, 1b, and 1c at the same time and variably set the flow rate. Therefore, unlike the prior art, it is not necessary to individually and sequentially control the flow rate control devices 1a, 1b, and 1c from the personal computer 3, so that the above-described problem of time delay can be solved. Therefore, even when the mixed gas flow rate control for burner combustion is performed, for example, since the mixture ratio is not disturbed, there is no possibility of causing problems such as incomplete combustion, backfire (backfire), misfire, etc. Practical effects such as being able to sufficiently ensure exposure safety can be achieved.

尚、上記主たる流量制御装置１ａはパーソナルコンピュータ３から直接指令値（流量設定値）を受けられるため、流量制御装置１ａのアナログ回路や他の流量制御装置のアナログ回路に万一故障等の問題が発生しても、その影響を受けることなく制御動作を継続することができる。これ故、上記主たる流量制御装置１ａは複数種類の流体の中で最も重要な流体の制御に用いることが望ましい。例えばバーナ燃焼用混合ガス流量制御を行う場合であって混合するガスの種類が燃料ガス、空気、酸素の３種類のときには、主たる流量制御装置１ａにて燃料ガス（天然ガス、プロパン、ブタン等）の流量を制御することが望ましい。これにより万一、空気または酸素が停止するような事態になったとしても、燃料ガスの制御を正常に行うことで、バックファイヤ（逆火）または失火を起こすことだけは避けることができる。   Since the main flow rate control device 1a can receive a command value (flow rate set value) directly from the personal computer 3, there is a problem such as failure in the analog circuit of the flow rate control device 1a or the analog circuit of another flow rate control device. Even if it occurs, the control operation can be continued without being affected by it. Therefore, the main flow control device 1a is preferably used for controlling the most important fluid among a plurality of types of fluids. For example, when the mixed gas flow rate control for burner combustion is performed and there are three types of gas to be mixed, fuel gas, air, and oxygen, the main flow rate control device 1a uses the fuel gas (natural gas, propane, butane, etc.) It is desirable to control the flow rate. Even if air or oxygen stops due to this, it is possible to avoid backfire (backfire) or misfire by properly controlling the fuel gas.

尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば流体混合器を構築するに際して並列に用いる流体制御装置の数は、混合する流体の種別数に応じて設定すれば良いものであり、各流体制御装置の最大制御流量についても互いに異なっていても良い。また流体制御装置が入出力するアナログ電圧の範囲についても１〜５Ｖとして設定することも可能であり、その他の電圧幅として設定することも勿論可能である。また前記アナログ電圧の代わりに、例えば４〜２０ｍＡのアナログ電流を用いるようにしても良い。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。   The present invention is not limited to the embodiment described above. For example, the number of fluid control devices used in parallel when constructing a fluid mixer may be set according to the number of types of fluids to be mixed, and the maximum control flow rate of each fluid control device may be different from each other. good. Also, the range of the analog voltage input / output by the fluid control device can be set as 1 to 5 V, and can be set as other voltage widths. Further, instead of the analog voltage, for example, an analog current of 4 to 20 mA may be used. In addition, the present invention can be variously modified and implemented without departing from the scope of the invention.

本発明の一実施形態に係る流量制御装置の概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of a flow control device according to an embodiment of the present invention. 流量制御装置に設定する流量設定値と弁開度との対応関係を示す図。The figure which shows the correspondence of the flow set value and valve opening which are set to a flow control apparatus. 本発明の一実施形態に係る流体混合器の概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of a fluid mixer according to an embodiment of the present invention. 本発明の別の実施形態に係る流体混合器の概略構成図。The schematic block diagram of the fluid mixer which concerns on another embodiment of this invention. 従来の流体混合器の概略構成図。The schematic block diagram of the conventional fluid mixer.

符号の説明Explanation of symbols

１ａ,１ｂ,１ｃ 流量制御装置
２ａ,２ｂ 混合器
３ パーソナルコンピュータ（外部機器）
４ 通信インターフェース
２０ 流量制御弁
３０ 流量センサ（マイクロフローセンサ）
４０ 制御ユニット
４１ マイクロプロセッサ
４５ 比例バルブ駆動回路（制御弁駆動回路）
４７ アナログ設定入力回路（アナログ入力回路）
４８ 通信インターフェース
５１ アナログ出力回路
５３ アナログスケーリング手段 1a, 1b, 1c Flow rate control device 2a, 2b Mixer 3 Personal computer (external device)
4 Communication interface 20 Flow control valve 30 Flow sensor (micro flow sensor)
40 control unit 41 microprocessor 45 proportional valve drive circuit (control valve drive circuit)
47 Analog setting input circuit (analog input circuit)
48 Communication interface 51 Analog output circuit 53 Analog scaling means

Claims (5)

流量センサにより計測される流体の流量が流量設定値となるように流量制御弁の開度を比例制御し該流量制御弁を介して通流する上記流体の流量を制御する制御ユニットを備えた流量制御装置であって
前記制御ユニットは、
通信インターフェースを介して与えられるデジタル流量設定値をアナログ値に変換して出力するアナログ出力回路と、
入力されたアナログ値をデジタル流量設定値に変換して取り込むアナログ入力回路と、
前記通信インターフェースを介して与えられたデジタル流量設定値、または前記アナログ入力回路を介してアナログ値を変換して入力されたデジタル流量設定値に応じて前記流量制御弁の弁開度を比例制御する弁開度制御値を出力する制御弁駆動回路と、
前記デジタル流量設定値とアナログ値との対応関係を予め設定するアナログスケーリング手段と
を具備したことを特徴とする流量制御装置。 A flow rate provided with a control unit that controls the flow rate of the fluid flowing through the flow rate control valve by proportionally controlling the opening degree of the flow rate control valve so that the flow rate of the fluid measured by the flow rate sensor becomes a flow rate set value. A control device, wherein the control unit comprises:
An analog output circuit for converting a digital flow rate set value given via a communication interface into an analog value and outputting the analog value;
An analog input circuit that converts the input analog value into a digital flow rate setting value and imports it;
The valve opening degree of the flow rate control valve is proportionally controlled according to the digital flow rate set value given via the communication interface or the digital flow rate set value inputted by converting the analog value via the analog input circuit. A control valve drive circuit for outputting a valve opening control value;
A flow rate control device comprising analog scaling means for presetting a correspondence relationship between the digital flow rate set value and an analog value. 前記アナログスケーリング手段は、前記アナログ出力回路がｎビットのデジタル流量設定値を０〜５Ｖまたは１〜５Ｖの直流電圧信号または４〜２０ｍＡの直流電流信号に変換して出力するように設定し、前記アナログ入力回路が０〜５Ｖまたは１〜５Ｖの直流電圧信号または４〜２０ｍＡの直流電流信号をｎビットのデジタル流量設定値に変換して取り込むように設定するものである請求項１に記載の流量制御装置。   The analog scaling means is set so that the analog output circuit converts an n-bit digital flow rate setting value into a DC voltage signal of 0 to 5 V or 1 to 5 V or a DC current signal of 4 to 20 mA and outputs the converted value. 2. The flow rate according to claim 1, wherein the analog input circuit is set so as to convert a DC voltage signal of 0 to 5 V or 1 to 5 V or a DC current signal of 4 to 20 mA into an n-bit digital flow rate set value and take it in. Control device. 請求項１または２に記載の流量制御装置を複数並列に備え、これらの各流量制御装置をそれぞれ介して導かれた複数種類の流体を混合する流体混合器であって、
流体の混合を制御する外部機器と主たる１個の流量制御装置とを前記デジタル流量設定値を伝送する通信インターフェースを介して接続すると共に、上記主たる流量制御装置と他の流量制御装置とを前記アナログ電圧値またはアナログ電流値を伝送するアナログ信号線を介して接続し、
前記主たる流量制御装置は、外部機器から前記通信インターフェースを介して与えられたデジタル流量設定値を取り込んで前記制御弁駆動回路から弁開度制御値を出力して流体の流量を制御すると共に、このデジタル流量設定値に相当するアナログ電圧値またはアナログ電流値を前記アナログ出力回路を介して他の流量制御装置に出力し、
他の流量制御装置は、前記アナログ信号線を介してアナログ入力回路に与えられたアナログ電圧値またはアナログ電流値をデジタル流量設定値に変換して取り込み、前記制御弁駆動回路から弁開度制御値を出力して流体の流量を制御することを特徴とする流体混合器。 A fluid mixer comprising a plurality of flow rate control devices according to claim 1 or 2 in parallel and mixing a plurality of types of fluids guided through each of the flow rate control devices,
An external device that controls mixing of fluid and one main flow rate control device are connected via a communication interface that transmits the digital flow rate setting value, and the main flow rate control device and another flow rate control device are connected to the analog flow rate control device. Connect via analog signal line that transmits voltage value or analog current value,
The main flow rate control device takes in a digital flow rate setting value given from an external device via the communication interface, outputs a valve opening control value from the control valve drive circuit, and controls the flow rate of the fluid. Output analog voltage value or analog current value corresponding to digital flow rate setting value to other flow rate control device via the analog output circuit,
Another flow rate control device converts the analog voltage value or analog current value given to the analog input circuit via the analog signal line into a digital flow rate set value and takes it in, and the valve opening control value from the control valve drive circuit Is output to control the flow rate of the fluid. 前記他の流量制御装置は、前記アナログ入力回路に与えられたアナログ電圧値またはアナログ電流値をデジタル流量設定値に変換して取り込むと同時に、取り込んだデジタル流量設定値に相当するアナログ電圧値またはアナログ電流値を前記アナログ出力回路を介して出力することで前記アナログ電圧値またはアナログ電流値の中継器としての機能を備えるものである請求項３に記載の流体混合器。   The other flow rate control device converts an analog voltage value or an analog current value given to the analog input circuit into a digital flow rate setting value, and simultaneously imports the analog voltage value or analog corresponding to the acquired digital flow rate setting value. The fluid mixer according to claim 3, wherein the fluid mixer has a function as a relay for the analog voltage value or the analog current value by outputting a current value via the analog output circuit. 前記複数種類の混合流体は少なくとも燃料ガスを含む燃焼用の混合ガスであり、前記主たる流量制御装置には燃料ガスの流量を制御させることを特徴とする請求項３または４に記載の流体混合器。   5. The fluid mixer according to claim 3, wherein the plurality of kinds of mixed fluids are combustion mixed gases including at least a fuel gas, and the main flow rate control device controls a flow rate of the fuel gas. .
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