JP2024067716A - Flow Control System - Google Patents

Abstract

【課題】流量制御装置のローフローカット閾値を自動的に設定する。【解決手段】流量制御システムは、流量制御装置１の流量計測値のデータを記憶するデータ保持部１６と、データ保持部１６のデータを読み出す通信部４０と、通信部４０によって読み出された流量計測値のゼロ点付近のふらつき幅に基づいて流量制御装置１のローフローカット閾値を設定する閾値設定部４３とを備える。【選択図】 図２[Problem] To automatically set a low flow cut threshold for a flow control device. [Solution] A flow control system includes a data storage unit 16 that stores data on flow measurement values of a flow control device 1, a communication unit 40 that reads out data from the data storage unit 16, and a threshold setting unit 43 that sets a low flow cut threshold for the flow control device 1 based on the fluctuation width around the zero point of the flow measurement value read out by the communication unit 40. [Selected Figure] Figure 2

Description

本発明は、流量制御装置の設定を自動的に行うことができる流量制御システムに関するものである。 The present invention relates to a flow control system that can automatically set a flow control device.

一般に流体の流量を制御するのに流量制御装置（マスフローコントローラ）が使用される。流量制御装置は、フローセンサによって検出した流体の流量と設定流量とを比較演算して、その結果に基づいてバルブに駆動電流を出力することにより、流量制御を行う。このような流量制御装置では、例えば低流量域での応答性を改善するために、バルブを制御するコントローラのＰＩＤ定数を自動的に設定したり（特許文献１参照）、バルブの正確な制御のためにコントローラのゲインを自動的に設定したりすること（特許文献２参照）が行われている。 Generally, a flow control device (mass flow controller) is used to control the flow rate of a fluid. The flow control device performs a comparative calculation between the flow rate of the fluid detected by a flow sensor and a set flow rate, and controls the flow rate by outputting a drive current to a valve based on the result. In such a flow control device, for example, in order to improve responsiveness in the low flow rate range, the PID constants of the controller that controls the valve are automatically set (see Patent Document 1), and the gain of the controller is automatically set to accurately control the valve (see Patent Document 2).

しかしながら、従来の技術では、流量制御装置のローフローカット閾値を自動的に設定したり、フローセンサによって計測された瞬時流量（ＰＶ）を平滑化処理して出力するＰＶフィルタの時定数を自動的に設定したりすることは行われていなかった。 However, conventional technology does not automatically set the low-flow cut threshold of a flow control device, nor does it automatically set the time constant of a PV filter that smoothes and outputs the instantaneous flow rate (PV) measured by a flow sensor.

特開２０２１－１４９５０２号公報JP 2021-149502 A 特表２０１８－５２８５５０号公報JP 2018-528550 A

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、流量制御装置のローフローカット閾値を自動的に設定することができる流量制御システムを提供することを目的とする。
また、本発明は、流量制御装置のＰＶフィルタの時定数を自動的に設定することができる流量制御システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has an object to provide a flow control system that can automatically set the low flow cut threshold of a flow control device.
Another object of the present invention is to provide a flow control system that can automatically set the time constant of the PV filter of a flow control device.

本発明の流量制御システムは、流量制御装置の流量計測値のデータを記憶するように構成されたデータ保持部と、前記データ保持部のデータを読み出すように構成された通信部と、前記通信部によって読み出された流量計測値のゼロ点付近のふらつき幅に基づいて前記流量制御装置のローフローカット閾値を設定するように構成された閾値設定部とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の流量制御システムは、流量制御装置の流量計測値のデータを記憶するように構成されたデータ保持部と、前記流量計測値を平滑化処理して出力するように構成されたＰＶフィルタと、前記データ保持部のデータを読み出すように構成された通信部と、前記通信部によって読み出された流量計測値のゼロ点付近のふらつき幅に基づいて前記ＰＶフィルタの時定数を設定するように構成された時定数設定部とを備えることを特徴とするものである。 The flow control system of the present invention is characterized in that it comprises a data retention unit configured to store data of a flow measurement value of a flow control device, a communication unit configured to read out data from the data retention unit, and a threshold setting unit configured to set a low flow cut threshold of the flow control device based on the fluctuation width around the zero point of the flow measurement value read out by the communication unit.
In addition, the flow control system of the present invention is characterized in that it comprises a data retention unit configured to store data of a flow measurement value of a flow control device, a PV filter configured to smooth and output the flow measurement value, a communication unit configured to read out data from the data retention unit, and a time constant setting unit configured to set a time constant of the PV filter based on the fluctuation width around the zero point of the flow measurement value read out by the communication unit.

また、本発明の流量制御システムの１構成例において、前記通信部は、前記流量制御装置のゼロ点調整時に前記データ保持部のデータを読み出すことを特徴とするものである。
また、本発明の流量制御システムの１構成例は、前記流量計測値のデータを前記データ保持部に記録するように構成されたデータ記録部をさらに備えることを特徴とするものである。
また、本発明の流量制御システムの１構成例は、前記流量計測値と流量設定値とが一致するように操作量を算出して、前記流量制御装置の配管に配設されたバルブに出力することにより、前記バルブの開度を制御するように構成された流量制御部をさらに備え、前記データ記録部は、前記流量計測値に加えて、前記操作量のデータを前記データ保持部に記録することを特徴とするものである。 In one configuration example of the flow control system of the present invention, the communication unit reads out data from the data storage unit when performing zero point adjustment of the flow control device.
Moreover, one configuration example of the flow rate control system of the present invention is characterized in that it further comprises a data recording unit configured to record data of the flow rate measurement value in the data holding unit.
Moreover, one configuration example of the flow control system of the present invention further includes a flow control unit configured to calculate an operation amount so that the flow measurement value and the flow set value coincide with each other, and output the operation amount to a valve arranged in the piping of the flow control device, thereby controlling the opening degree of the valve, and the data recording unit is characterized in that, in addition to the flow measurement value, data on the operation amount is recorded in the data holding unit.

また、本発明の流量制御システムの１構成例において、前記データ記録部は、ユーザから記録開始の指示があったとき、流量制御開始の指示があったとき、流量設定値変更の指示があったとき、あるいはゼロ点調整実行の指示があったときに、前記流量計測値と前記操作量の前記データ保持部への記録を開始することを特徴とするものである。
また、本発明の流量制御システムの１構成例において、前記データ記録部は、ユーザから記録停止の指示があったときに、前記流量計測値と前記操作量の前記データ保持部への記録を停止することを特徴とするものである。
また、本発明の流量制御システムの１構成例において、前記データ記録部は、記録開始時点から特定点数のデータを記録したときに、前記流量計測値と前記操作量の前記データ保持部への記録を停止することを特徴とするものである。
また、本発明の流量制御システムの１構成例は、前記流量制御装置に異常かないかどうかを判定するように構成された異常判定部をさらに備え、前記データ記録部は、前記流量制御装置に異常があると前記異常判定部が判定したときに、前記流量計測値と前記操作量の前記データ保持部への記録を停止することを特徴とするものである。 Furthermore, in one configuration example of the flow control system of the present invention, the data recording unit starts recording the flow measurement value and the manipulated variable in the data holding unit when a user instructs the start of recording, when a user instructs the start of flow control, when a user instructs the change of the flow set value, or when a user instructs the execution of zero point adjustment.
In addition, in one configuration example of the flow control system of the present invention, the data recording unit is characterized in that it stops recording the flow measurement value and the manipulated variable in the data retention unit when a user instructs it to stop recording.
In addition, in one configuration example of the flow control system of the present invention, the data recording unit is characterized in that when a specific number of data points have been recorded from the start of recording, recording of the flow measurement value and the manipulated variable in the data retention unit is stopped.
Furthermore, one configuration example of the flow control system of the present invention further includes an abnormality determination unit configured to determine whether or not there is an abnormality in the flow control device, and the data recording unit is characterized in that when the abnormality determination unit determines that there is an abnormality in the flow control device, it stops recording the flow measurement value and the operating amount in the data retention unit.

本発明によれば、データ保持部と通信部と閾値設定部とを設けることにより、流量がゼロのときにノイズなどによってゼロ以外の流量計測値が誤って出力される可能性がほぼないローフローカット閾値を自動的に設定することができる。 According to the present invention, by providing a data storage unit, a communication unit, and a threshold setting unit, it is possible to automatically set a low flow cut threshold that almost never causes a flow measurement value other than zero to be erroneously output due to noise or the like when the flow rate is zero.

また、本発明では、データ保持部と通信部と時定数設定部とを設けることにより、ＰＶフィルタの時定数を自動的に適切な値に設定することができる。 In addition, in the present invention, by providing a data storage unit, a communication unit, and a time constant setting unit, the time constant of the PV filter can be automatically set to an appropriate value.

図１は、本発明の第１の実施例に係る流量制御システムの外観図である。FIG. 1 is an external view of a flow rate control system according to a first embodiment of the present invention. 図２は、本発明の第１の実施例に係る流量制御システムの構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a flow rate control system according to a first embodiment of the present invention. 図３は、本発明の第１の実施例に係る流量制御装置の動作を説明するフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart illustrating the operation of the flow rate control device according to the first embodiment of the present invention. 図４は、本発明の第１の実施例に係る端末の動作を説明するフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the terminal according to the first embodiment of the present invention. 図５は、流量計測値と操作量のデータ表示の１例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of data display of flow rate measurement values and manipulated variables. 図６は、流量計測値と操作量のデータ表示の別の例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing another example of data display of flow rate measurement values and manipulated variables. 図７は、本発明の第２の実施例に係る流量制御システムの構成を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of a flow rate control system according to a second embodiment of the present invention. 図８は、本発明の第２の実施例に係る流量制御装置の動作を説明するフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart illustrating the operation of the flow rate control device according to the second embodiment of the present invention. 図９は、本発明の第３の実施例に係る流量制御システムの構成を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of a flow rate control system according to the third embodiment of the present invention. 図１０は、本発明の第３の実施例に係る流量制御装置の動作を説明するフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart illustrating the operation of the flow rate control device according to the third embodiment of the present invention. 図１１は、本発明の第４の実施例に係る流量制御システムの構成を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of a flow rate control system according to the fourth embodiment of the present invention. 図１２は、本発明の第４の実施例に係る流量制御装置の動作を説明するフローチャートである。FIG. 12 is a flowchart illustrating the operation of the flow rate control device according to the fourth embodiment of the present invention. 図１３は、本発明の第５の実施例に係る流量制御システムの構成を示すブロック図である。FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of a flow rate control system according to the fifth embodiment of the present invention. 図１４は、本発明の第５の実施例に係る流量制御装置の動作を説明するフローチャートである。FIG. 14 is a flowchart illustrating the operation of the flow rate control device according to the fifth embodiment of the present invention. 図１５は、本発明の第１～第５の実施例に係る流量制御装置と端末を実現するコンピュータの構成例を示すブロック図である。FIG. 15 is a block diagram showing an example of the configuration of a computer that realizes the flow control devices and terminals according to the first to fifth embodiments of the present invention.

［第１の実施例］
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施例に係る流量制御システムの外観図である。流量制御システムは、流量制御装置１と、通信ケーブル３を介して流量制御装置１と接続された端末２とから構成される。 [First embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Fig. 1 is an external view of a flow control system according to a first embodiment of the present invention. The flow control system comprises a flow control device 1 and a terminal 2 connected to the flow control device 1 via a communication cable 3.

図２は本実施例に係る流量制御システムの構成を示すブロック図である。流量制御装置１は、流量制御の対象となる流体が流れる配管１０と、配管１０に配設されたセンサパッケージ１１と、配管１０に配設されたバルブ１２と、センサパッケージ１１に搭載されたフローセンサ１３の出力値を流量計測値ＰＶに変換する流量計測部１４と、流量計測値ＰＶと流量設定値ＳＰとが一致するように操作量ＭＶをバルブ１２に出力することにより、バルブ１２の開度を制御する流量制御部１５と、流量計測値ＰＶと操作量ＭＶのデータを記憶するデータ保持部１６と、流量計測値ＰＶと操作量ＭＶのデータをデータ保持部１６に記録するデータ記録部１７と、流量計測値ＰＶを平滑化処理するＰＶフィルタ１８と、平滑化処理された流量計測値ＰＶを外部に出力するＰＶ出力部１９と、ゼロ点調整時にゼロ点補正値を算出するゼロ点調整部２０と、端末２との通信を行うための通信部２１とを備えている。 Figure 2 is a block diagram showing the configuration of the flow control system according to this embodiment. The flow control device 1 includes a pipe 10 through which a fluid to be subjected to flow control flows, a sensor package 11 arranged in the pipe 10, a valve 12 arranged in the pipe 10, a flow measurement unit 14 that converts the output value of a flow sensor 13 mounted on the sensor package 11 into a flow measurement value PV, a flow control unit 15 that controls the opening degree of the valve 12 by outputting an operation amount MV to the valve 12 so that the flow measurement value PV and the flow set value SP match, a data holding unit 16 that stores data on the flow measurement value PV and the operation amount MV, a data recording unit 17 that records data on the flow measurement value PV and the operation amount MV in the data holding unit 16, a PV filter 18 that smoothes the flow measurement value PV, a PV output unit 19 that outputs the smoothed flow measurement value PV to the outside, a zero point adjustment unit 20 that calculates a zero point correction value during zero point adjustment, and a communication unit 21 for communicating with the terminal 2.

図２において、３１は配管１０の入口側の開口、３２は配管１０の出口側の開口である。流体（ガス）は、開口３１から配管１０に流入してバルブ１２を通過し、開口３２から排出される。フローセンサ１３は、センサパッケージ１１に搭載され、計測対象の流体に晒されるように配管１０に装着される。 In FIG. 2, 31 is an opening on the inlet side of the pipe 10, and 32 is an opening on the outlet side of the pipe 10. Fluid (gas) flows into the pipe 10 from the opening 31, passes through the valve 12, and is discharged from the opening 32. The flow sensor 13 is mounted on the sensor package 11 and is attached to the pipe 10 so as to be exposed to the fluid to be measured.

端末２は、流量制御装置１との通信を行うための通信部４０と、データ表示のための表示部４１と、ユーザが端末２に指示を与えるための操作部４２と、通信部４０によって読み出された流量計測値ＰＶのゼロ点付近のふらつき幅に基づいて流量制御装置１のローフローカット閾値を設定する閾値設定部４３と、通信部４０によって読み出された流量計測値ＰＶのゼロ点付近のふらつき幅に基づいてＰＶフィルタ１８の時定数を設定する時定数設定部４４とを備えている。 The terminal 2 includes a communication unit 40 for communicating with the flow control device 1, a display unit 41 for displaying data, an operation unit 42 for the user to give instructions to the terminal 2, a threshold setting unit 43 for setting a low flow cut threshold for the flow control device 1 based on the fluctuation width around the zero point of the flow measurement value PV read by the communication unit 40, and a time constant setting unit 44 for setting a time constant for the PV filter 18 based on the fluctuation width around the zero point of the flow measurement value PV read by the communication unit 40.

図３は流量制御装置１の動作を説明するフローチャート、図４は端末２の動作を説明するフローチャートである。
ユーザは、流量制御装置１の設定やメンテナンス時に、通信ケーブル３を介して流量制御装置１と端末２とを接続する。 FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the flow control device 1, and FIG.
When setting or maintaining the flow control device 1, a user connects the flow control device 1 to the terminal 2 via a communication cable 3.

流量制御装置１のフローセンサ１３は、配管１０を流れる流体の流量に対応する値の信号を出力する。流量計測部１４は、フローセンサ１３の出力値を流量計測値Ｑに変換する（図３ステップＳ１００）。具体的には、フローセンサ１３の出力値（実際にはフローセンサ１３の出力をＡ／Ｄ変換した値）をＸとすると、流量計測値Ｑの変換式は式（１）のようになる。
Ｑ＝ＡＸ＋Ｃ ・・・（１） The flow sensor 13 of the flow control device 1 outputs a signal having a value corresponding to the flow rate of the fluid flowing through the pipe 10. The flow rate measurement unit 14 converts the output value of the flow sensor 13 into a flow rate measurement value Q (step S100 in FIG. 3). Specifically, if the output value of the flow sensor 13 (actually, a value obtained by A/D converting the output of the flow sensor 13) is X, the conversion formula for the flow rate measurement value Q is as shown in formula (1).
Q = AX + C ... (1)

式（１）のＡ，Ｃは流量制御装置１の出荷時に求めた個体毎の既知の特性係数である。そして、流量計測部１４は、流量制御装置１の出荷時に行われたゼロ点調整時の流量オフセット値ＯＦＳ_ｒｅｆを流量計測値Ｑから減算した値を、補正後の流量計測値ＰＶとして出力する。
ＰＶ＝Ｑ－ＯＦＳ_ｒｅｆ ・・・（２） In formula (1), A and C are known characteristic coefficients for each individual device obtained at the time of shipment of the flow control device 1. The flow measurement unit 14 outputs a value obtained by subtracting the flow offset value OFS _ref at the time of zero point adjustment performed at the time of shipment of the flow control device 1 from the flow measurement value Q as the corrected flow measurement value PV.
PV = Q - OFS _ref ... (2)

流量オフセット値ＯＦＳ_ｒｅｆは、出荷時に流量をゼロにしたときの流量計測値Ｑの代表値である。このときの代表値は、例えば流量計測値Ｑの平均値である。さらに、流量計測部１４は、補正後の流量計測値ＰＶが所定のローフローカット閾値Ｃ以内のときには、流量計測値ＰＶをゼロにするローフローカット処理を施して出力する。このときのローフローカット閾値Ｃは、初期値に設定されている。 The flow rate offset value OFS _ref is a representative value of the flow rate measurement value Q when the flow rate is set to zero at the time of shipment. The representative value at this time is, for example, the average value of the flow rate measurement value Q. Furthermore, when the corrected flow rate measurement value PV is within a predetermined low flow cut threshold value C, the flow rate measurement unit 14 applies low flow cut processing to set the flow rate measurement value PV to zero and outputs the result. The low flow cut threshold value C at this time is set to an initial value.

流量制御装置１の流量制御部１５は、流量計測部１４から出力された流量計測値ＰＶと流量設定値ＳＰとを入力として、流量計測値ＰＶと流量設定値ＳＰとが一致するようにＰＩＤ制御演算によって操作量ＭＶを算出する（図３ステップＳ１０１）。流量制御部１５は、算出した操作量ＭＶをバルブ１２に出力してバルブ１２の開度を調節することにより、配管１０を流れる流体の流量を制御する（図３ステップＳ１０２）。 The flow control unit 15 of the flow control device 1 receives the flow measurement value PV and the flow set value SP output from the flow measurement unit 14 as input, and calculates the manipulated variable MV by PID control calculation so that the flow measurement value PV and the flow set value SP match (step S101 in Fig. 3). The flow control unit 15 outputs the calculated manipulated variable MV to the valve 12 to adjust the opening of the valve 12, thereby controlling the flow rate of the fluid flowing through the pipe 10 (step S102 in Fig. 3).

流量制御装置１のデータ記録部１７は、流量計測部１４から出力された流量計測値ＰＶと流量制御部１５から出力された操作量ＭＶとをデータ保持部１６に記録する（図３ステップＳ１０３）。 The data recording unit 17 of the flow control device 1 records the flow measurement value PV output from the flow measurement unit 14 and the operation amount MV output from the flow control unit 15 in the data retention unit 16 (Figure 3, step S103).

データ保持部１６は、流量計測値ＰＶと操作量ＭＶのデータをそれぞれ特定点数（例えば１０００点）保持できる容量を有する。データ記録部１７は、データ保持部１６の先頭アドレスから順にデータを格納し、データ保持部１６の最後尾アドレスまでデータを格納し、流量計測値ＰＶと操作量ＭＶのデータをそれぞれ特定点数格納し終えたときには、格納済みの最も古いデータから順に上書きするようにしてデータを更新する。 The data storage unit 16 has a capacity to store a specific number of data points (e.g., 1000 points) of flow rate measurement value PV and manipulated variable MV. The data recording unit 17 stores data in sequence from the first address of the data storage unit 16 to the last address of the data storage unit 16, and when the specific number of data points of flow rate measurement value PV and manipulated variable MV have been stored, it updates the data by overwriting the oldest stored data first.

次に、流量制御装置１のＰＶフィルタ１８は、流量計測部１４から出力された流量計測値ＰＶを平滑化処理する（図３ステップＳ１０４）。平滑化処理としては、例えば１次遅れローパスフィルタ処理がある。
ＰＶ’＝ＰＶ／（１＋Ｋ_ｔｓ） ・・・（３） Next, the PV filter 18 of the flow control device 1 smoothes the flow measurement value PV output from the flow measurement unit 14 (step S104 in FIG. 3). As the smoothing process, for example, there is a first-order lag low-pass filter process.
PV′=PV/(1+ _Kts ) (3)

式（３）において、ＰＶ’は平滑化処理された流量計測値ＰＶ、Ｋ_ｔは時定数、ｓはラプラス演算子である。
平滑化処理された流量計測値ＰＶ’は、ＰＶ出力部１９から流量制御装置１の外部に出力される（図３ステップＳ１０５）。 In equation (3), PV' is the smoothed flow rate measurement value PV, _Kt is a time constant, and s is a Laplace operator.
The smoothed flow rate measurement value PV' is output from the PV output unit 19 to the outside of the flow rate control device 1 (step S105 in FIG. 3).

流量制御装置１の通信部２１は、端末２からデータの読み出し要求があったときに（図３ステップＳ１０６においてＹＥＳ）、データ保持部１６に記録された流量計測値ＰＶと操作量ＭＶのデータを内部の通信バッファ（不図示）にいったんコピーして（図３ステップＳ１０７）、通信バッファに格納したデータを端末２に転送する（図３ステップＳ１０８）。 When a data read request is received from the terminal 2 (YES in step S106 in FIG. 3), the communication unit 21 of the flow control device 1 first copies the data of the flow measurement value PV and the operation amount MV recorded in the data storage unit 16 to an internal communication buffer (not shown) (step S107 in FIG. 3), and then transfers the data stored in the communication buffer to the terminal 2 (step S108 in FIG. 3).

また、通信部２１は、後述のように端末２から送信されたゼロ点調整実行の指示信号を受信すると（図３ステップＳ１０９においてＹＥＳ）、この指示信号をゼロ点調整部２０に転送する。 In addition, when the communication unit 21 receives an instruction signal to perform zero point adjustment transmitted from the terminal 2 as described below (YES in step S109 in FIG. 3), it transfers this instruction signal to the zero point adjustment unit 20.

ゼロ点調整部２０は、指示信号を受けた調整開始時から所定のゼロ点調整時間（例えば３秒）の間の流量計測値ＰＶの代表値をゼロ点補正値ＯＦＳとして算出する（図３ステップＳ１１０）。このときの代表値は、例えば流量計測値ＰＶの平均値である。ゼロ点調整部２０は、ゼロ点補正値ＯＦＳを流量計測部１４に対して設定する（図２ステップＳ１１１）。以後、流量計測部１４は、式（１）によって算出した流量計測値Ｑから、流量オフセット値ＯＦＳ_ｒｅｆとゼロ点補正値ＯＦＳとを減算した値を、補正後の流量計測値ＰＶとして出力する。
ＰＶ＝Ｑ－ＯＦＳ_ｒｅｆ－ＯＦＳ ・・・（４） The zero point adjustment unit 20 calculates a representative value of the flow measurement value PV during a predetermined zero point adjustment time (e.g., 3 seconds) from the start of adjustment when the instruction signal is received as a zero point correction value OFS (step S110 in FIG. 3). The representative value at this time is, for example, the average value of the flow measurement value PV. The zero point adjustment unit 20 sets the zero point correction value OFS in the flow measurement unit 14 (step S111 in FIG. 2). Thereafter, the flow measurement unit 14 outputs a value obtained by subtracting the flow offset value OFS _ref and the zero point correction value OFS from the flow measurement value Q calculated by the formula (1) as the corrected flow measurement value PV.
PV=Q-OFS _ref -OFS (4)

また、通信部２１は、後述のように端末２から送信されたローフローカット閾値Ｃを受信すると（図３ステップＳ１１２においてＹＥＳ）、このローフローカット閾値Ｃを流量計測部１４に転送する。流量計測部１４は、自身に設定されているローフローカット閾値Ｃを、通信部２１から転送されたローフローカット閾値Ｃに更新する（図３ステップＳ１１３）。以後、流量計測部１４は、更新後のローフローカット閾値Ｃを用いて流量計測値ＰＶのローフローカット処理を行う。 Furthermore, when the communication unit 21 receives the low flow cut threshold C transmitted from the terminal 2 as described below (YES in step S112 in FIG. 3), it transfers this low flow cut threshold C to the flow measurement unit 14. The flow measurement unit 14 updates its own set low flow cut threshold C to the low flow cut threshold C transferred from the communication unit 21 (step S113 in FIG. 3). Thereafter, the flow measurement unit 14 performs low flow cut processing of the flow measurement value PV using the updated low flow cut threshold C.

さらに、通信部２１は、後述のように端末２から送信された時定数Ｋ_ｔを受信すると（図３ステップＳ１１４においてＹＥＳ）、この時定数Ｋ_ｔをＰＶフィルタ１８に転送することにより、ＰＶフィルタ１８に設定されている時定数Ｋ_ｔを端末２から受信した時定数Ｋ_ｔに更新する（図３ステップＳ１１５）。以後、ＰＶフィルタ１８は、更新後の時定数Ｋ_ｔを用いて式（３）の平滑化処理を行う。流量制御装置１は、以上のような図３の処理を制御周期（例えば１．５ｍｓ）毎に行う。 Furthermore, when the communication unit 21 receives the time constant _Kt transmitted from the terminal 2 as described below (YES in step S114 in FIG. 3), it transfers this time constant _Kt to the PV filter 18, thereby updating the time constant _Kt set in the PV filter 18 to the time constant _Kt received from the terminal 2 (step S115 in FIG. 3). Thereafter, the PV filter 18 performs the smoothing process of equation (3) using the updated time constant _Kt . The flow control device 1 performs the above-mentioned process in FIG. 3 every control period (for example, 1.5 ms).

一方、端末２の通信部４０は、流量制御装置１に対してデータの読み出し要求を行う（図４ステップＳ２００）。通信部４０は、一定時間毎に読み出し要求を行ってもよいし、ユーザからの指示に応じて読み出し要求を行ってもよい。 Meanwhile, the communication unit 40 of the terminal 2 makes a data read request to the flow control device 1 (step S200 in FIG. 4). The communication unit 40 may make the read request at regular time intervals, or may make the read request in response to an instruction from the user.

通信部４０は、流量制御装置１の通信部２１から転送された流量計測値ＰＶと操作量ＭＶのデータを受信する（図４ステップＳ２０１）。
端末２の表示部４１は、通信部４０が受信した流量計測値ＰＶと操作量ＭＶのデータのうち少なくとも一方を表示する（図４ステップＳ２０２）。 The communication unit 40 receives the data of the flow rate measurement value PV and the manipulated variable MV transferred from the communication unit 21 of the flow control device 1 (step S201 in FIG. 4).
The display unit 41 of the terminal 2 displays at least one of the data of the flow rate measurement value PV and the manipulated variable MV received by the communication unit 40 (step S202 in FIG. 4).

図５は流量計測値ＰＶと操作量ＭＶのデータ表示の１例を示す図である。図５の例は、流量設定値ＳＰを５０％ＦＳから８０％ＦＳに変更したときの制御応答例を示している。表示部４１の画面４１０には、流量計測値ＰＶと操作量ＭＶのデータがグラフ表示される。 Figure 5 shows an example of data display of the flow rate measurement value PV and the manipulated variable MV. The example in Figure 5 shows an example of the control response when the flow rate set value SP is changed from 50% FS to 80% FS. The data of the flow rate measurement value PV and the manipulated variable MV are displayed in graph form on the screen 410 of the display unit 41.

ユーザは、流量計測値ＰＶの変化をグラフで見ることにより、例えば数値表示では発見することができない流量計測値ＰＶのオーバーシュート（図５の４１１の部分）を確実に捉えることができる。図５の例では、時刻０において５０％ＦＳから８０％ＦＳに変更された設定値ＳＰに対する流量計測値ＰＶの９８％応答が１００ｍｓ程度である。 By viewing the change in the flow measurement value PV on a graph, the user can reliably detect overshoots in the flow measurement value PV (part 411 in Figure 5) that cannot be detected, for example, by a numerical display. In the example of Figure 5, the 98% response of the flow measurement value PV to the set value SP that is changed from 50% FS to 80% FS at time 0 is about 100 ms.

図５によると、流量計測値ＰＶの立ち上がり時にオーバーシュートしてから８０％ＦＳに復帰するまでの時間は２０ｍｓ程度である。このオーバーシュートの大きさにはバルブ１２による個体差がある。オーバーシュートを正確に観測することにより、ユーザは、流量制御部１５のＰＩＤ定数（比例ゲイン、積分時間、微分時間）をチューニングするなど対応をとることでオーバーシュートを抑制することができる。 According to FIG. 5, the time from when the flow measurement value PV overshoots at the rising edge until it returns to 80% FS is approximately 20 ms. The magnitude of this overshoot varies depending on the individual valve 12. By accurately observing the overshoot, the user can suppress the overshoot by taking measures such as tuning the PID constants (proportional gain, integral time, derivative time) of the flow control unit 15.

ユーザは、ＰＩＤ定数の変更が必要と判断した場合、端末２の操作部４２を操作して、変更すべきＰＩＤ定数を入力する。これにより、端末２の通信部４０と流量制御装置１の通信部２１を介して流量制御部１５のＰＩＤ定数を設定変更することができる。 When the user determines that it is necessary to change the PID constant, the user operates the operation unit 42 of the terminal 2 to input the PID constant to be changed. This allows the setting of the PID constant of the flow control unit 15 to be changed via the communication unit 40 of the terminal 2 and the communication unit 21 of the flow control device 1.

また、ユーザは、流量計測値ＰＶの変化をグラフで見ることにより、流量計測値ＰＶの整定時の細かなふらつき（図５の４１２の部分）の変動幅および周期を正確に観測することができる。これにより、ユーザは、流量制御部１５のＰＩＤ定数などを適切に決定することができる。 In addition, by viewing the change in the flow measurement value PV on a graph, the user can accurately observe the fluctuation range and period of the small fluctuations (part 412 in Figure 5) when the flow measurement value PV settles. This allows the user to appropriately determine the PID constants of the flow control unit 15, etc.

図６は流量計測値ＰＶと操作量ＭＶのデータ表示の別の例を示す図である。図６の例では、流量計測値ＰＶにハンチングが発生している。ハンチング発生時に、操作量ＭＶも流量計測値ＰＶと同じ周期でふらついている場合はバルブ１２の過応答が原因と推測でき、流量制御部１５の比例ゲインを小さくするなどの対応が考えられる。一方で、操作量ＭＶの振動周期が流量計測値ＰＶの振動周期と一致しない場合は、外乱による上流圧力の変動や下流圧力の一次遅れが原因であると推測できる。その場合は、流量制御部１５の比例ゲインや制御周期を変更する、あるいは積分時間を小さくする、といった対応が考えられる。 Figure 6 is a diagram showing another example of data display of the flow measurement value PV and the manipulated variable MV. In the example of Figure 6, hunting is occurring in the flow measurement value PV. When hunting occurs, if the manipulated variable MV also fluctuates with the same period as the flow measurement value PV, it can be assumed that the cause is an over-response of the valve 12, and possible measures include reducing the proportional gain of the flow control unit 15. On the other hand, if the oscillation period of the manipulated variable MV does not match the oscillation period of the flow measurement value PV, it can be assumed that the cause is a fluctuation in upstream pressure due to disturbance or a first-order lag in downstream pressure. In that case, possible measures include changing the proportional gain or control period of the flow control unit 15, or reducing the integral time.

次に、ユーザは、流量制御装置１のゼロ点調整の実行時に、流量制御装置１の前後にあるバルブ（不図示）を全閉にして流体の流量をゼロにし、端末２の操作部４２を操作して、ゼロ点調整実行を指示する。なお、流量制御装置１の後ろにあるバルブを閉じる代わりに、流量制御装置１のバルブ１２を閉じてもよい。 Next, when performing zero point adjustment of the flow control device 1, the user fully closes the valves (not shown) before and after the flow control device 1 to set the fluid flow rate to zero, and operates the operation unit 42 of the terminal 2 to instruct execution of zero point adjustment. Note that instead of closing the valve after the flow control device 1, the valve 12 of the flow control device 1 may be closed.

端末２の通信部４０は、ユーザからゼロ点調整実行の指示があったときに（図４ステップＳ２０３においてＹＥＳ）、ゼロ点調整実行の指示信号を流量制御装置１に送信する（図４ステップＳ２０４）。 When the user instructs the terminal 2 to perform zero point adjustment (YES in step S203 in FIG. 4), the communication unit 40 of the terminal 2 transmits an instruction signal to perform zero point adjustment to the flow control device 1 (step S204 in FIG. 4).

次に、通信部４０は、ユーザからゼロ点調整実行の指示があったときから所定時間経過後（例えば数秒経過後）に、流量制御装置１に対してデータの読み出し要求を行う（図４ステップＳ２０５）。図４のステップＳ２０６，Ｓ２０７の処理は、ステップＳ２０１，Ｓ２０２と同じである。 Next, the communication unit 40 requests the flow control device 1 to read data after a predetermined time (e.g., several seconds) has elapsed since the user instructed to perform zero point adjustment (step S205 in FIG. 4). The processes in steps S206 and S207 in FIG. 4 are the same as those in steps S201 and S202.

端末２の閾値設定部４３は、ステップＳ２０５の読み出し要求によって通信部４０が受信した流量計測値ＰＶのデータのふらつき幅に基づいて流量制御装置１のローフローカット閾値Ｃを算出する（図４ステップＳ２０８）。具体的には、閾値設定部４３は、流量がゼロのときに通信部４０が受信した流量計測値ＰＶの標準偏差をσ_０としたとき、ローフローカット閾値Ｃを式（５）のように算出する。
Ｃ＝α×σ_０ ・・・（５） The threshold setting unit 43 of the terminal 2 calculates the low flow cut threshold C of the flow control device 1 based on the fluctuation width of the data of the flow measurement value PV received by the communication unit 40 in response to the read request in step S205 (step S208 in FIG. 4). Specifically, when the standard deviation of the flow measurement value PV received by the communication unit 40 when the flow rate is zero is σ ₀ , the threshold setting unit 43 calculates the low flow cut threshold C as shown in formula (5).
C = α × σ ₀ (5)

係数αは予め定められた正数であり、例えば１０とすればよいが、別の値でもよいことは言うまでもない。また、式（３）で算出した値が例えば３σ_０＋ｎ（ｎは予め定められた正数）未満の場合には、ローフローカット閾値Ｃを３σ_０＋ｎとする下限処理を行ってもよい。 The coefficient α is a predetermined positive number, and may be, for example, 10, but needless to say, may be another value. Furthermore, when the value calculated by the formula (3) is, for example, less than 3σ ₀ +n (n is a predetermined positive number), lower limit processing may be performed in which the low-flow cut threshold C is set to 3σ ₀ +n.

閾値設定部４３は、算出したローフローカット閾値Ｃを通信部４０を介して流量制御装置１に送信する（図４ステップＳ２０９）。これにより、上述のように流量制御装置１の流量計測部１４に設定されているローフローカット閾値Ｃが更新される。 The threshold setting unit 43 transmits the calculated low flow cut threshold C to the flow control device 1 via the communication unit 40 (step S209 in FIG. 4). This updates the low flow cut threshold C set in the flow measurement unit 14 of the flow control device 1 as described above.

こうして、本実施例では、ゼロ点調整実行の際にローフローカット閾値Ｃを自動的に適切な値に設定することができ、流量がゼロのときにノイズなどによってゼロ以外の流量計測値ＰＶが誤って出力される可能性がほぼないローフローカット閾値Ｃを設定することができる。 In this way, in this embodiment, the low flow cut threshold C can be automatically set to an appropriate value when performing zero point adjustment, and a low flow cut threshold C can be set that is almost unlikely to erroneously output a flow measurement value PV other than zero due to noise or the like when the flow rate is zero.

一方、端末２の時定数設定部４４は、ステップＳ２０５の読み出し要求によって通信部４０が受信した流量計測値ＰＶのデータのふらつき幅に基づいて流量制御装置１のＰＶフィルタ１８の時定数Ｋ_ｔを算出する（図４ステップＳ２１０）。流量がゼロのときに通信部４０が受信した流量計測値ＰＶの標準偏差をσ_０、流量計測値ＰＶの標準偏差がσ_ｒｅｆの時の理想的な時定数をＫ_ｒｅｆとすると、時定数Ｋ_ｔは式（６）により算出できる。
Ｋ_ｔ＝（σ_０／σ_ｒｅｆ）^２Ｋ_ｒｅｆ ・・・（６） Meanwhile, the time constant setting unit 44 of the terminal 2 calculates the time constant _Kt of the PV filter 18 of the flow control device 1 based on the fluctuation width of the data of the flow measurement value PV received by the communication unit 40 in response to the read request in step S205 (step S210 in FIG. 4). If the standard deviation of the flow measurement value PV received by the communication unit 40 when the flow rate is zero is _σ0 , and the ideal time constant when the standard deviation of the flow measurement value PV is _σref is _Kref , the time constant _Kt can be calculated by equation (6).
_Kt = ( _σ0 / _σref ) ^2Kref (6 ₎

式（６）は、流量計測値ＰＶが理想的なホワイトノイズのみの状況である場合、その流量計測値ＰＶの標準偏差はおおよそローパスフィルタ時定数の平方根に反比例する、という事実に基づくものである。時定数Ｋ_ｒｅｆは、ある形番の流量制御装置について、流量がゼロのときの流量計測値ＰＶの標準偏差がσ_ｒｅｆであったときに、ＰＶフィルタ１８の理想的な時定数を実験的に求めたものである。 Equation (6) is based on the fact that, when the flow measurement value PV is an ideal situation in which only white noise is present, the standard deviation of the flow measurement value PV is approximately inversely proportional to the square root of the low-pass filter time constant. The time constant _Kref is an ideal time constant of the PV filter 18 experimentally obtained for a certain model number of flow control device when the standard deviation of the flow measurement value PV when the flow rate is zero is _σref .

時定数設定部４４は、式（６）によって算出した時定数Ｋ_ｔを通信部４０を介して流量制御装置１に送信する（図４ステップＳ２１１）。これにより、上述のように流量制御装置１のＰＶフィルタ１８に設定されている時定数Ｋ_ｔが更新される。
こうして、本実施例では、ゼロ点調整実行の際にＰＶフィルタ１８の時定数Ｋ_ｔを自動的に適切な値に設定することができる。 The time constant setting unit 44 transmits the time constant _Kt calculated by the formula (6) to the flow control device 1 via the communication unit 40 (step S211 in FIG. 4). As a result, the time constant _Kt set in the PV filter 18 of the flow control device 1 is updated as described above.
In this manner, in this embodiment, the time constant _Kt of the PV filter 18 can be automatically set to an appropriate value when the zero point adjustment is performed.

また、本実施例では、流量計測値ＰＶと操作量ＭＶのデータをいったんデータ保持部１６に格納して、データ保持部１６に格納されたデータを端末２によって読み出すことができる。上記のとおり、流量制御装置１の制御周期は例えば１．５ｍｓであるが、流量制御装置１と端末２との間のシリアル通信のサンプリング周期は、流量制御装置１と端末２のそれぞれのＣＰＵ（Central Processing Unit）の処理時間や伝送時間などの制約により、高速化に限界がある。シリアル通信によるサンプリング周期は流量計測値ＰＶと操作量ＭＶの２データで通常１００ｍｓ程度である。したがって、流量計測値ＰＶと操作量ＭＶのデータを通常の通信によって収集しようとすると、流量制御のプロセス応答よりも遅い速度でしかデータを収集できないことになり、制御の現象を正しく解析するだけのデータを収集できないことになる。 In addition, in this embodiment, the data of the flow measurement value PV and the manipulated variable MV are temporarily stored in the data storage unit 16, and the data stored in the data storage unit 16 can be read out by the terminal 2. As described above, the control period of the flow control device 1 is, for example, 1.5 ms, but there is a limit to how fast the sampling period of the serial communication between the flow control device 1 and the terminal 2 can be increased due to constraints such as the processing time and transmission time of the CPUs (Central Processing Units) of the flow control device 1 and the terminal 2. The sampling period by serial communication is usually about 100 ms for two data of the flow measurement value PV and the manipulated variable MV. Therefore, if an attempt is made to collect the data of the flow measurement value PV and the manipulated variable MV by normal communication, the data can only be collected at a speed slower than the process response of the flow control, and it becomes impossible to collect enough data to correctly analyze the control phenomenon.

そこで、本実施例では、流量制御装置１の制御周期でデータをデータ保持部１６にいったん記録し、データ保持部１６に格納されたデータを端末２によって読み出す。これにより、通常の通信によるデータ取得よりも高速のサンプリング周期のデータを取得することができ、制御の現象解析に適したデータを得ることができる。 In this embodiment, data is temporarily recorded in the data storage unit 16 at the control period of the flow control device 1, and the data stored in the data storage unit 16 is read out by the terminal 2. This makes it possible to acquire data at a sampling period faster than data acquisition by normal communication, and to obtain data suitable for analyzing control phenomena.

［第２の実施例］
次に、本発明の第２の実施例について説明する。図７は本実施例に係る流量制御システムの構成を示すブロック図である。本実施例の流量制御システムは、流量制御装置１ａと、端末２とから構成される。 [Second embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. Fig. 7 is a block diagram showing the configuration of a flow control system according to this embodiment. The flow control system of this embodiment is composed of a flow control device 1a and a terminal 2.

流量制御装置１ａは、配管１０と、センサパッケージ１１と、バルブ１２と、フローセンサ１３と、流量計測部１４と、流量制御部１５と、データ記録部１７ａと、ＰＶフィルタ１８と、ＰＶ出力部１９と、ゼロ点調整部２０と、通信部２１とを備えている。 The flow control device 1a includes a pipe 10, a sensor package 11, a valve 12, a flow sensor 13, a flow measurement unit 14, a flow control unit 15, a data recording unit 17a, a PV filter 18, a PV output unit 19, a zero point adjustment unit 20, and a communication unit 21.

図８は流量制御装置１ａの動作を説明するフローチャートである。図８のステップＳ１００～１０２，Ｓ１０４～Ｓ１１５の処理は第１の実施例で説明したとおりである。
データ記録部１７ａは、流量制御装置１ａに対して例えばユーザから流量制御開始の指示があったとき、あるいはユーザから流量設定値ＳＰ変更の指示があったとき、あるいは端末２からゼロ点調整実行の指示信号を受信したときに（図８ステップＳ１１６においてＹＥＳ）、流量計測値ＰＶと操作量ＭＶのデータ保持部１６への記録を開始する（図８ステップＳ１１７）。ユーザから流量制御装置１ａへの指示は、流量制御装置１ａに設けられたキーの操作、端末２からのコマンド送信、またはデジタル入力（ＤＩ）信号の入力などによって行うことができる。 8 is a flow chart for explaining the operation of the flow control device 1a. The processes in steps S100 to S102 and S104 to S115 in FIG. 8 are the same as those explained in the first embodiment.
The data recording unit 17a starts recording the flow measurement value PV and the manipulated variable MV in the data holding unit 16 (step S117 in FIG. 8) when, for example, a user instructs the flow control device 1a to start flow control, when a user instructs the flow control device 1a to change the flow set value SP, or when a command signal to perform zero point adjustment is received from the terminal 2 (YES in step S116 in FIG. 8). The user can give the flow control device 1a an instruction by operating a key provided on the flow control device 1a, sending a command from the terminal 2, or inputting a digital input (DI) signal.

また、データ記録部１７ａは、ステップＳ１１７の記録開始時点から特定点数（例えば１０００点）のデータを記録したときに（図８ステップＳ１１８においてＹＥＳ）、データ保持部１６への記録を停止する（図８ステップＳ１１９）。
端末２の構成と動作は第１の実施例と同じである。 Furthermore, when a specific number of data points (eg, 1000 points) have been recorded since the start of recording in step S117 (YES in step S118 in FIG. 8), the data recording unit 17a stops recording in the data holding unit 16 (step S119 in FIG. 8).
The configuration and operation of the terminal 2 are the same as those in the first embodiment.

こうして、本実施例では、流量制御の開始時、流量設定値ＳＰの変更時、またはゼロ点調整実行時に流量計測値ＰＶと操作量ＭＶのデータの記録を開始し、記録開始時点から特定点数のデータを記録したときに自動的に記録を停止することができる。上記のように第１の実施例では、記録開始時点からのデータの記録回数が特定点数を超えると、データの上書きが発生するが、本実施例では、上書きが発生することはない。 In this way, in this embodiment, recording of data on the flow measurement value PV and the manipulated variable MV can be started when flow control starts, when the flow set value SP is changed, or when zero point adjustment is performed, and recording can be automatically stopped when a specific number of points of data have been recorded since the start of recording. As described above, in the first embodiment, if the number of times data has been recorded since the start of recording exceeds a specific number of points, data is overwritten, but in this embodiment, overwriting does not occur.

［第３の実施例］
次に、本発明の第３の実施例について説明する。図９は本実施例に係る流量制御システムの構成を示すブロック図である。本実施例の流量制御システムは、流量制御装置１ｂと、端末２とから構成される。 [Third Example]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. Fig. 9 is a block diagram showing the configuration of a flow control system according to this embodiment. The flow control system of this embodiment is composed of a flow control device 1b and a terminal 2.

流量制御装置１ｂは、配管１０と、センサパッケージ１１と、バルブ１２と、フローセンサ１３と、流量計測部１４と、流量制御部１５と、データ記録部１７ｂと、ＰＶフィルタ１８と、ＰＶ出力部１９と、ゼロ点調整部２０と、通信部２１とを備えている。 The flow control device 1b includes a pipe 10, a sensor package 11, a valve 12, a flow sensor 13, a flow measurement unit 14, a flow control unit 15, a data recording unit 17b, a PV filter 18, a PV output unit 19, a zero point adjustment unit 20, and a communication unit 21.

図１０は流量制御装置１ｂの動作を説明するフローチャートである。図１０のステップＳ１００～１０２，Ｓ１０４～Ｓ１１５の処理は第１の実施例で説明したとおりである。
データ記録部１７ｂは、ユーザからデータ記録開始の指示があったとき、あるいは端末２からゼロ点調整実行の指示信号を受信したときに（図１０ステップＳ１２０においてＹＥＳ）、流量計測値ＰＶと操作量ＭＶのデータ保持部１６への記録を開始する（図１０ステップＳ１２１）。ユーザから流量制御装置１ｂへの指示は、流量制御装置１ｂに設けられたキーの操作、端末２からのコマンド送信、またはＤＩ信号の入力などによって行うことができる。 10 is a flow chart for explaining the operation of the flow control device 1b. The processes in steps S100 to S102 and S104 to S115 in FIG.
When the data recording unit 17b receives an instruction to start recording data from the user or an instruction signal to execute zero point adjustment from the terminal 2 (YES in step S120 in FIG. 10), the data recording unit 17b starts recording the flow measurement value PV and the manipulated variable MV in the data holding unit 16 (step S121 in FIG. 10). An instruction from the user to the flow control device 1b can be given by operating a key provided on the flow control device 1b, sending a command from the terminal 2, inputting a DI signal, or the like.

また、データ記録部１７ｂは、ステップＳ１２１の記録開始時点から特定点数（例えば１０００点）のデータを記録したときに（図１０ステップＳ１２２においてＹＥＳ）、データ保持部１６への記録を停止する（図１０ステップＳ１２３）。
端末２の構成と動作は第１の実施例と同じである。 Furthermore, when a specific number of data points (eg, 1000 points) have been recorded since the start of recording in step S121 (YES in step S122 in FIG. 10), the data recording unit 17b stops recording to the data holding unit 16 (step S123 in FIG. 10).
The configuration and operation of the terminal 2 are the same as those in the first embodiment.

こうして、本実施例では、ユーザからデータ記録開始の指示があったとき、またはゼロ点調整実行時に流量計測値ＰＶと操作量ＭＶのデータの記録を開始し、記録開始時点から特定点数のデータを記録したときに自動的に記録を停止することができる。 In this way, in this embodiment, recording of flow rate measurement value PV and manipulated variable MV data can be started when a command to start recording is given by the user or when zero point adjustment is performed, and recording can be automatically stopped when a specific number of data points have been recorded since the start of recording.

［第４の実施例］
次に、本発明の第４の実施例について説明する。図１１は本実施例に係る流量制御システムの構成を示すブロック図である。本実施例の流量制御システムは、流量制御装置１ｃと、端末２とから構成される。 [Fourth embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. Fig. 11 is a block diagram showing the configuration of a flow control system according to this embodiment. The flow control system of this embodiment is composed of a flow control device 1c and a terminal 2.

流量制御装置１ｃは、配管１０と、センサパッケージ１１と、バルブ１２と、フローセンサ１３と、流量計測部１４と、流量制御部１５と、データ記録部１７ｃと、ＰＶフィルタ１８と、ＰＶ出力部１９と、ゼロ点調整部２０と、通信部２１とを備えている。 The flow control device 1c includes a pipe 10, a sensor package 11, a valve 12, a flow sensor 13, a flow measurement unit 14, a flow control unit 15, a data recording unit 17c, a PV filter 18, a PV output unit 19, a zero point adjustment unit 20, and a communication unit 21.

図１２は流量制御装置１ｃの動作を説明するフローチャートである。図１２のステップＳ１００～Ｓ１１５の処理は第１の実施例で説明したとおりである。
データ記録部１７ｃは、ユーザからデータ記録停止の指示があったときに（図１２ステップＳ１２４においてＹＥＳ）、流量計測値ＰＶと操作量ＭＶのデータ保持部１６への記録を停止する（図１２ステップＳ１２５）。ユーザから流量制御装置１ｃへの指示は、流量制御装置１ｃに設けられたキーの操作、端末２からのコマンド送信、またはＤＩ信号の入力などによって行うことができる。 12 is a flow chart for explaining the operation of the flow control device 1c. The processing of steps S100 to S115 in FIG. 12 is the same as that explained in the first embodiment.
When the data recording unit 17c receives an instruction to stop recording data from the user (YES in step S124 in FIG. 12), the data recording unit 17c stops recording the flow measurement value PV and the operation amount MV in the data holding unit 16 (step S125 in FIG. 12). The instruction from the user to the flow control device 1c can be given by operating a key provided on the flow control device 1c, sending a command from the terminal 2, inputting a DI signal, or the like.

端末２の構成と動作は第１の実施例と同じである。こうして、本実施例では、第１の実施例と同様にデータの記録を常時行い、ユーザから停止の指示があったときに記録を停止することができる。 The configuration and operation of terminal 2 are the same as in the first embodiment. Thus, in this embodiment, data recording is performed continuously as in the first embodiment, and recording can be stopped when instructed to stop by the user.

［第５の実施例］
次に、本発明の第５の実施例について説明する。図１３は本実施例に係る流量制御システムの構成を示すブロック図である。本実施例の流量制御システムは、流量制御装置１ｄと、端末２とから構成される。 [Fifth Example]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. Fig. 13 is a block diagram showing the configuration of a flow control system according to this embodiment. The flow control system of this embodiment is composed of a flow control device 1d and a terminal 2.

流量制御装置１ｄは、配管１０と、センサパッケージ１１と、バルブ１２と、フローセンサ１３と、流量計測部１４と、流量制御部１５と、データ記録部１７ｄと、ＰＶフィルタ１８と、ＰＶ出力部１９と、ゼロ点調整部２０と、通信部２１と、流量制御装置１ｄに異常かないかどうかを判定する異常判定部２２とを備えている。 The flow control device 1d includes a pipe 10, a sensor package 11, a valve 12, a flow sensor 13, a flow measurement unit 14, a flow control unit 15, a data recording unit 17d, a PV filter 18, a PV output unit 19, a zero point adjustment unit 20, a communication unit 21, and an abnormality determination unit 22 that determines whether or not there is an abnormality in the flow control device 1d.

図１４は流量制御装置１ｄの動作を説明するフローチャートである。図１４のステップＳ１００～Ｓ１１５の処理は第１の実施例で説明したとおりである。
異常判定部２２は、流量制御装置１ｄに異常が発生したと判断した場合に、アラームを出力する。例えば異常判定部２２は、流量計測値ＰＶがＳＰ±β（βは許容範囲）の範囲内の場合、正常と判定し、流量計測値ＰＶがＳＰ±βの範囲外の場合、異常と判定してアラームを出力する。アラームの発生は、デジタル出力（ＤＯ）信号や、流量制御装置１ｄに設けられたＬＥＤの点灯などによってユーザに通知される。 14 is a flow chart for explaining the operation of the flow control device 1d. The processing of steps S100 to S115 in FIG. 14 is the same as that explained in the first embodiment.
The abnormality determination unit 22 outputs an alarm when it is determined that an abnormality has occurred in the flow control device 1d. For example, when the flow measurement value PV is within the range of SP±β (β is an allowable range), the abnormality determination unit 22 determines that the flow measurement value PV is normal, and when the flow measurement value PV is outside the range of SP±β, it determines that an abnormality has occurred and outputs an alarm. The occurrence of the alarm is notified to the user by a digital output (DO) signal, lighting of an LED provided in the flow control device 1d, or the like.

データ記録部１７ｄは、異常判定部２２が異常と判定してアラームを出力したときに（図１４ステップＳ１２６においてＹＥＳ）、流量計測値ＰＶと操作量ＭＶのデータ保持部１６への記録を停止する（図１２ステップＳ１２７）。
端末２の構成と動作は第１の実施例と同じである。 When the abnormality determination unit 22 determines an abnormality and outputs an alarm (YES in step S126 in FIG. 14), the data recording unit 17d stops recording the flow rate measurement value PV and the manipulated variable MV in the data holding unit 16 (step S127 in FIG. 12).
The configuration and operation of the terminal 2 are the same as those in the first embodiment.

流量が流量設定値ＳＰどおりに制御できず、流量設定値ＳＰと流量計測値ＰＶとの偏差がゼロにならずに一定値以上ある場合にアラームを出力する機能が流量制御装置に備わっている。このようなアラームが出力されたときに流量計測値ＰＶと操作量ＭＶの記録を停止することにより、アラーム解析の一助になると考えられる。 The flow control device has a function that outputs an alarm if the flow rate cannot be controlled according to the flow rate set value SP, and the deviation between the flow rate set value SP and the flow rate measurement value PV is not zero but exceeds a certain value. When such an alarm is output, it is believed that stopping the recording of the flow rate measurement value PV and the operating volume MV can be helpful in alarm analysis.

例えば、ユーザはＤＯ信号の状態変化によりアラームの発生を認識したときに、端末２を操作して流量制御装置１ｄに対してデータの読み出しを要求する。これにより、図５の例のように流量計測値ＰＶと操作量ＭＶのデータを端末２にグラフ表示させることができる。 For example, when the user recognizes that an alarm has occurred due to a change in the state of the DO signal, the user operates the terminal 2 to request the flow control device 1d to read data. This makes it possible to display the data of the flow measurement value PV and the operation amount MV on the terminal 2 in a graph, as shown in the example of Figure 5.

グラフを見たユーザは、例えばアラーム発生の直前に操作量ＭＶが上昇している場合、上流圧力が下がってきており、上流圧が足りず、設定流量を流せないためバルブ１２が徐々に開いたことを確認できる。このときは、上流側でガスリークや、ガスボンベの供給圧の低下といったトラブルが発生していると判断することができる。 Looking at the graph, for example, if the operation volume MV increases immediately before an alarm occurs, the user can see that the upstream pressure is decreasing, and that the upstream pressure is insufficient to allow the set flow rate to flow, causing the valve 12 to open gradually. At this time, it can be determined that a problem has occurred upstream, such as a gas leak or a drop in the supply pressure of the gas cylinder.

第１～第５の実施例で説明した流量制御装置１，１ａ～１ｄの流量計測部１４と流量制御部１５とデータ記録部１７，１７ａ～１７ｄとＰＶフィルタ１８とゼロ点調整部２０と通信部２１と異常判定部２２とは、ＣＰＵ、記憶装置及びインターフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。また、端末２の通信部４０と閾値設定部４３と時定数設定部４４についてもコンピュータによって実現することができる。これらのコンピュータの構成例を図１５に示す。 The flow rate measurement unit 14, flow rate control unit 15, data recording unit 17, 17a to 17d, PV filter 18, zero point adjustment unit 20, communication unit 21, and abnormality determination unit 22 of the flow control device 1, 1a to 1d described in the first to fifth embodiments can be realized by a computer equipped with a CPU, a storage device, and an interface, and a program that controls these hardware resources. In addition, the communication unit 40, threshold setting unit 43, and time constant setting unit 44 of the terminal 2 can also be realized by a computer. Example configurations of these computers are shown in FIG. 15.

コンピュータは、ＣＰＵ１００と、記憶装置１０１と、インターフェース装置（Ｉ／Ｆ）１０２とを備えている。流量制御装置１，１ａ～１ｄの場合、Ｉ／Ｆ１０２には、バルブ１２とフローセンサ１３とＰＶ出力部１９と通信部２１のハードウェア等が接続される。端末２の場合、Ｉ／Ｆ１０２には、操作部４２と表示部４１と通信部４０のハードウェア等が接続される。このようなコンピュータにおいて、本発明の流量制御方法を実現させるためのプログラムは記憶装置１０１に格納される。各々の装置のＣＰＵ１００は、記憶装置１０１に格納されたプログラムに従って第１～第５の実施例で説明した処理を実行する。 The computer includes a CPU 100, a storage device 101, and an interface device (I/F) 102. In the case of the flow control devices 1, 1a to 1d, the I/F 102 is connected to the hardware of the valve 12, flow sensor 13, PV output unit 19, and communication unit 21. In the case of the terminal 2, the I/F 102 is connected to the hardware of the operation unit 42, display unit 41, and communication unit 40. In such a computer, a program for implementing the flow control method of the present invention is stored in the storage device 101. The CPU 100 of each device executes the processing described in the first to fifth embodiments according to the program stored in the storage device 101.

本発明は、流量制御装置を外部から設定する技術に適用することができる。 The present invention can be applied to technology for setting flow control devices from the outside.

１，１ａ～１ｄ…流量制御装置、２…端末、３…通信ケーブル、１０…配管、１１…センサパッケージ、１２…バルブ、１３…フローセンサ、１４…流量計測部、１５…流量制御部、１６…データ保持部、１７，１７ａ～１７ｄ…データ記録部、１８…ＰＶフィルタ、１９…ＰＶ出力部、２０…ゼロ点調整部、２１，４０…通信部、２２…異常判定部、４１…表示部、４２…操作部、４３…閾値設定部、４４…時定数設定部。 1, 1a to 1d...flow control device, 2...terminal, 3...communication cable, 10...piping, 11...sensor package, 12...valve, 13...flow sensor, 14...flow measurement section, 15...flow control section, 16...data storage section, 17, 17a to 17d...data recording section, 18...PV filter, 19...PV output section, 20...zero point adjustment section, 21, 40...communication section, 22...abnormality determination section, 41...display section, 42...operation section, 43...threshold setting section, 44...time constant setting section.

Claims (9)

流量制御装置の流量計測値のデータを記憶するように構成されたデータ保持部と、
前記データ保持部のデータを読み出すように構成された通信部と、
前記通信部によって読み出された流量計測値のゼロ点付近のふらつき幅に基づいて前記流量制御装置のローフローカット閾値を設定するように構成された閾値設定部とを備えることを特徴とする流量制御システム。 A data storage unit configured to store data of a flow rate measurement value of the flow control device;
A communication unit configured to read data from the data storage unit;
and a threshold setting unit configured to set a low flow cut threshold of the flow control device based on a fluctuation width around a zero point of the flow measurement value read by the communication unit. 流量制御装置の流量計測値のデータを記憶するように構成されたデータ保持部と、
前記流量計測値を平滑化処理して出力するように構成されたＰＶフィルタと、
前記データ保持部のデータを読み出すように構成された通信部と、
前記通信部によって読み出された流量計測値のゼロ点付近のふらつき幅に基づいて前記ＰＶフィルタの時定数を設定するように構成された時定数設定部とを備えることを特徴とする流量制御システム。 A data storage unit configured to store data of a flow rate measurement value of the flow control device;
A PV filter configured to smooth the flow rate measurement value and output the smoothed value;
a communication unit configured to read data from the data storage unit;
A flow control system comprising: a time constant setting unit configured to set a time constant of the PV filter based on a fluctuation width around a zero point of the flow measurement value read out by the communication unit. 請求項１または２記載の流量制御システムにおいて、
前記通信部は、前記流量制御装置のゼロ点調整時に前記データ保持部のデータを読み出すことを特徴とする流量制御システム。 3. The flow rate control system according to claim 1,
A flow control system, wherein the communication unit reads out data from the data storage unit during zero point adjustment of the flow control device. 請求項１または２記載の流量制御システムにおいて、
前記流量計測値のデータを前記データ保持部に記録するように構成されたデータ記録部をさらに備えることを特徴とする流量制御システム。 3. The flow rate control system according to claim 1,
The flow control system further comprises a data recording unit configured to record data of the flow measurement value in the data holding unit. 請求項４記載の流量制御システムにおいて、
前記流量計測値と流量設定値とが一致するように操作量を算出して、前記流量制御装置の配管に配設されたバルブに出力することにより、前記バルブの開度を制御するように構成された流量制御部をさらに備え、
前記データ記録部は、前記流量計測値に加えて、前記操作量のデータを前記データ保持部に記録することを特徴とする流量制御システム。 5. The flow control system according to claim 4,
A flow control unit is further configured to calculate an operation amount so that the flow measurement value and a flow setting value coincide with each other, and output the operation amount to a valve disposed in a pipe of the flow control device, thereby controlling an opening degree of the valve,
A flow control system, wherein the data recording unit records data on the manipulated variable in addition to the flow measurement value in the data holding unit. 請求項５記載の流量制御システムにおいて、
前記データ記録部は、ユーザから記録開始の指示があったとき、流量制御開始の指示があったとき、流量設定値変更の指示があったとき、あるいはゼロ点調整実行の指示があったときに、前記流量計測値と前記操作量の前記データ保持部への記録を開始することを特徴とする流量制御システム。 6. The flow control system according to claim 5,
The flow control system is characterized in that the data recording unit begins recording the flow measurement values and the manipulated variables in the data retention unit when a user instructs the system to start recording, when a user instructs the system to start flow control, when a user instructs the system to change the flow set value, or when a user instructs the system to perform zero point adjustment. 請求項５記載の流量制御システムにおいて、
前記データ記録部は、ユーザから記録停止の指示があったときに、前記流量計測値と前記操作量の前記データ保持部への記録を停止することを特徴とする流量制御システム。 6. The flow control system according to claim 5,
A flow control system, characterized in that the data recording unit stops recording the flow measurement value and the manipulated variable in the data holding unit when a user instructs the data recording unit to stop recording. 請求項５記載の流量制御システムにおいて、
前記データ記録部は、記録開始時点から特定点数のデータを記録したときに、前記流量計測値と前記操作量の前記データ保持部への記録を停止することを特徴とする流量制御システム。 6. The flow control system according to claim 5,
A flow control system, characterized in that the data recording unit stops recording the flow measurement values and the manipulated variables in the data holding unit when a specific number of data points have been recorded from a recording start point. 請求項５記載の流量制御システムにおいて、
前記流量制御装置に異常かないかどうかを判定するように構成された異常判定部をさらに備え、
前記データ記録部は、前記流量制御装置に異常があると前記異常判定部が判定したときに、前記流量計測値と前記操作量の前記データ保持部への記録を停止することを特徴とする流量制御システム。 6. The flow control system according to claim 5,
An abnormality determination unit configured to determine whether or not the flow control device has an abnormality,
A flow control system characterized in that the data recording unit stops recording the flow measurement value and the manipulated variable in the data retention unit when the abnormality determination unit determines that there is an abnormality in the flow control device.

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