JP3027802B2 - フローコントローラ - Google Patents
フローコントローラInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、流体の流量を制御
するために使用されるフローコントローラに関するもの
であり、さらに詳細には、２本以上の流体搬送ライン
（以下、単に「ライン」という）を有する流体搬送設備
において、複数の流量計の信号をもとに制御弁の動作を
制御するフローコントローラに関するものである。
するために使用されるフローコントローラに関するもの
であり、さらに詳細には、２本以上の流体搬送ライン
（以下、単に「ライン」という）を有する流体搬送設備
において、複数の流量計の信号をもとに制御弁の動作を
制御するフローコントローラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、複数のラインを有する流体搬
送用設備には、各ラインに流れる流体の流量を調整する
ために、各ラインにフローコントローラが設置されてい
る。例えば、図５に示すように、第１ラインには、流量
計２ａ、制御弁１ａ、及びこれらの動作を制御するため
の制御手段３０ａを有するフローコントローラ１００ａ
が、第２ラインには、流量計２ｂ、制御弁１ｂ、及びこ
れらの動作を制御するための制御手段３０ｂを有するフ
ローコントローラ１００ｂが設置されている。また近
年、半導体の製造工程等において、少量の流体を一定量
精度よく供給する必要が高くなっているため、より精度
の高いフローコントローラが強く望まれ、種々のフロー
コントローラが使用されている。
送用設備には、各ラインに流れる流体の流量を調整する
ために、各ラインにフローコントローラが設置されてい
る。例えば、図５に示すように、第１ラインには、流量
計２ａ、制御弁１ａ、及びこれらの動作を制御するため
の制御手段３０ａを有するフローコントローラ１００ａ
が、第２ラインには、流量計２ｂ、制御弁１ｂ、及びこ
れらの動作を制御するための制御手段３０ｂを有するフ
ローコントローラ１００ｂが設置されている。また近
年、半導体の製造工程等において、少量の流体を一定量
精度よく供給する必要が高くなっているため、より精度
の高いフローコントローラが強く望まれ、種々のフロー
コントローラが使用されている。
【０００３】そこで、フローコントローラとして、一般
的に多く使用されている比例ソレノイドタイプのマスフ
ローコントローラについて説明する。図６には、比例ソ
レノイドタイプのマスフローコントローラ１００ａ（１
００ｂも同様である）の構成を示す。マスフローコント
ローラ１００ａは、左半分の質量流量計２ａと制御弁１
ａとより構成されている。
的に多く使用されている比例ソレノイドタイプのマスフ
ローコントローラについて説明する。図６には、比例ソ
レノイドタイプのマスフローコントローラ１００ａ（１
００ｂも同様である）の構成を示す。マスフローコント
ローラ１００ａは、左半分の質量流量計２ａと制御弁１
ａとより構成されている。
【０００４】質量流量計２ａは、主通路１０２の左側に
入力ポート１０１が開口している。また、主通路１０２
の中央部に内壁と所定の間隔を介して、流体の流れを層
流状態にするための柱状部材１０３が保持されている。
また、柱状部材１０３の両側の内壁に流入口１０４と流
出口１０６とが開口し、導管１０５が付設されている。
そして、内部を流体が流れる導管１０５の上流側と下流
側に各々温度係数の大なる一対の自己加熱型測温体を巻
き付け感熱コイルＲ１，Ｒ２を形成し、各感熱コイルに
よりブリッジ回路を作り、その電位差より演算するよう
にしている。
入力ポート１０１が開口している。また、主通路１０２
の中央部に内壁と所定の間隔を介して、流体の流れを層
流状態にするための柱状部材１０３が保持されている。
また、柱状部材１０３の両側の内壁に流入口１０４と流
出口１０６とが開口し、導管１０５が付設されている。
そして、内部を流体が流れる導管１０５の上流側と下流
側に各々温度係数の大なる一対の自己加熱型測温体を巻
き付け感熱コイルＲ１，Ｒ２を形成し、各感熱コイルに
よりブリッジ回路を作り、その電位差より演算するよう
にしている。
【０００５】制御弁１ａでは、コイル１１６とプランジ
ャ１１５より構成されるソレノイドが上部に配設されて
いる。プランジャ１１５の下端部には、弁体１０７が固
設されている。弁体１０７に対抗する位置に弁出口ポー
ト１１７が形成されている。弁出口ポート１１７は、出
口ポート１１２に連通している。弁体１０７は、復帰バ
ネ１０８により弁出口ポート１１７に当接する方向に付
勢されている。弁体１０７は、コイル１１６に通電され
る電流に比例して、プランジャ１１５及び弁体１０７の
位置が決定される。従って、通電される電流に比例して
流量が決められる。
ャ１１５より構成されるソレノイドが上部に配設されて
いる。プランジャ１１５の下端部には、弁体１０７が固
設されている。弁体１０７に対抗する位置に弁出口ポー
ト１１７が形成されている。弁出口ポート１１７は、出
口ポート１１２に連通している。弁体１０７は、復帰バ
ネ１０８により弁出口ポート１１７に当接する方向に付
勢されている。弁体１０７は、コイル１１６に通電され
る電流に比例して、プランジャ１１５及び弁体１０７の
位置が決定される。従って、通電される電流に比例して
流量が決められる。
【０００６】次にマスフローコントローラの作用を説明
する。導管１０５の内部を流体Ｆが矢印で示す方向に流
れている。導管１０５の上流側と下流側とに２つの感熱
コイルＲ１，Ｒ２がＵＶ硬化樹脂等で接着され、センサ
部を構成している。感熱コイルＲ１，Ｒ２は各々定温度
制御回路に接続しており、感熱コイルＲ１，Ｒ２の温度
が常に相等しくかつ一定になるように制御している。従
って、定温度制御回路から出力される電圧は、各々の定
温度制御回路において感熱コイルＲ１，Ｒ２を定温度に
維持するために必要なエネルギ量に比例している。
する。導管１０５の内部を流体Ｆが矢印で示す方向に流
れている。導管１０５の上流側と下流側とに２つの感熱
コイルＲ１，Ｒ２がＵＶ硬化樹脂等で接着され、センサ
部を構成している。感熱コイルＲ１，Ｒ２は各々定温度
制御回路に接続しており、感熱コイルＲ１，Ｒ２の温度
が常に相等しくかつ一定になるように制御している。従
って、定温度制御回路から出力される電圧は、各々の定
温度制御回路において感熱コイルＲ１，Ｒ２を定温度に
維持するために必要なエネルギ量に比例している。
【０００７】ここで、電圧の差は、流体Ｆの質量流量に
比例するものであり、電圧の差を計測することにより質
量流量を計測することができる。一方、マスフローコン
トローラには、中央制御装置より制御手段に対して必要
な流量信号が入力されており、定められた流量信号に合
わせるため、コイル１１６に流す電流を調整する。すな
わち、計測した流量が定められた流量より大きい場合
は、コイル１１６に流す電流を減少させる。これによ
り、コイル１１６がプランジャ１１５を吸引する力が低
下して、弁体１０７が、復帰バネ１０８に付勢されて下
向きに移動して、流量が減少する。また、計測した流量
が定められた流量より小さい場合は、コイル１１６に流
す電流を増加させる。これにより、コイル１１６がプラ
ンジャ１１５を吸引する力が増大し、弁体１０７が復帰
バネ１０８に抗して、上向きに移動して、流量が増大す
る。
比例するものであり、電圧の差を計測することにより質
量流量を計測することができる。一方、マスフローコン
トローラには、中央制御装置より制御手段に対して必要
な流量信号が入力されており、定められた流量信号に合
わせるため、コイル１１６に流す電流を調整する。すな
わち、計測した流量が定められた流量より大きい場合
は、コイル１１６に流す電流を減少させる。これによ
り、コイル１１６がプランジャ１１５を吸引する力が低
下して、弁体１０７が、復帰バネ１０８に付勢されて下
向きに移動して、流量が減少する。また、計測した流量
が定められた流量より小さい場合は、コイル１１６に流
す電流を増加させる。これにより、コイル１１６がプラ
ンジャ１１５を吸引する力が増大し、弁体１０７が復帰
バネ１０８に抗して、上向きに移動して、流量が増大す
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
比例ソレノイドタイプのマスフローコントローラを含め
従来のフローコントローラには、次のような問題があっ
た。すなわち、図５に示すように、１つの流体供給源に
対して、２本（複数）のラインが設けられ、これらのラ
インにそれぞれフローコントローラが設置されて、各々
のフローコントローラが独立して、各制御手段が各ライ
ンの流量を調整するために、例えば図７に示すように、
第２ラインの流量Ｑ2 を変化させたとき、この流量変化
により生じる圧力変動等によって、第１ラインの流量Ｑ
1 が一時的に変化するという問題があった。ちなみに、
第１ラインの流量Ｑ1 の変化量は、設定値に対して約±
５％あり、その変化時間は約２秒である。この流量変化
は、例えば、半導体製造工程中の成膜プロセスにおいて
は膜質に、エッチングプロセスにおいては回路加工の良
否に、多大な影響を及ぼす可能性がある。
比例ソレノイドタイプのマスフローコントローラを含め
従来のフローコントローラには、次のような問題があっ
た。すなわち、図５に示すように、１つの流体供給源に
対して、２本（複数）のラインが設けられ、これらのラ
インにそれぞれフローコントローラが設置されて、各々
のフローコントローラが独立して、各制御手段が各ライ
ンの流量を調整するために、例えば図７に示すように、
第２ラインの流量Ｑ2 を変化させたとき、この流量変化
により生じる圧力変動等によって、第１ラインの流量Ｑ
1 が一時的に変化するという問題があった。ちなみに、
第１ラインの流量Ｑ1 の変化量は、設定値に対して約±
５％あり、その変化時間は約２秒である。この流量変化
は、例えば、半導体製造工程中の成膜プロセスにおいて
は膜質に、エッチングプロセスにおいては回路加工の良
否に、多大な影響を及ぼす可能性がある。
【０００９】また、従来のフローコントローラは、１つ
のフローコントローラに対して１つの流量計、１つの制
御弁、１つの制御手段を有しているので、現状より小型
化することは非常に困難である。従って、フローコント
ローラを多数使用する場合には、流体搬送用設備が大き
くなるという問題もあった。
のフローコントローラに対して１つの流量計、１つの制
御弁、１つの制御手段を有しているので、現状より小型
化することは非常に困難である。従って、フローコント
ローラを多数使用する場合には、流体搬送用設備が大き
くなるという問題もあった。
【００１０】そこで、本発明は上記した問題点を解決す
るためになされたものであり、他のラインで生じた流量
変化から受ける影響をできる限り小さくし、かつ流体搬
送用設備を小型化することができるフローコントローラ
を提供することを目的とする。
るためになされたものであり、他のラインで生じた流量
変化から受ける影響をできる限り小さくし、かつ流体搬
送用設備を小型化することができるフローコントローラ
を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１の発明によれば、２本以上の流体搬送ラ
インを有する流体搬送設備にて、各流体搬送ラインを流
れる流体の流量を制御するために使用されるフローコン
トローラにおいて、各流体搬送ラインにそれぞれ流量計
及び制御弁を設置し、前記各流量計からの信号に基づき
前記制御弁の動作を集中制御する制御手段を有すること
を特徴とする。
めに、請求項１の発明によれば、２本以上の流体搬送ラ
インを有する流体搬送設備にて、各流体搬送ラインを流
れる流体の流量を制御するために使用されるフローコン
トローラにおいて、各流体搬送ラインにそれぞれ流量計
及び制御弁を設置し、前記各流量計からの信号に基づき
前記制御弁の動作を集中制御する制御手段を有すること
を特徴とする。
【００１２】請求項２の発明によれば上記問題点を解決
するために、請求項１に記載するフローコントローラに
おいて、前記制御手段が前記制御弁の動作をフィードフ
ォワード制御によって制御することを特徴とする。
するために、請求項１に記載するフローコントローラに
おいて、前記制御手段が前記制御弁の動作をフィードフ
ォワード制御によって制御することを特徴とする。
【００１３】上記構成を有するフローコントローラによ
れば、複数ラインの各々に対して設置されている流量計
及び制御弁を１つの制御手段によって制御しているの
で、従来のフローコントローラのように各ラインにそれ
ぞれ流量計及び制御弁を制御するための制御手段が不要
となる。従って、フローコントローラを小型かつ安価に
製作することができる。さらに、１つの制御手段で集中
制御することにより、全ラインのバランスを考慮したオ
ートチューニングが可能となる。また、全ラインの状況
変化や異常を簡単に検知することができる。
れば、複数ラインの各々に対して設置されている流量計
及び制御弁を１つの制御手段によって制御しているの
で、従来のフローコントローラのように各ラインにそれ
ぞれ流量計及び制御弁を制御するための制御手段が不要
となる。従って、フローコントローラを小型かつ安価に
製作することができる。さらに、１つの制御手段で集中
制御することにより、全ラインのバランスを考慮したオ
ートチューニングが可能となる。また、全ラインの状況
変化や異常を簡単に検知することができる。
【００１４】また、前記制御手段が制御弁の動作をフィ
ードフォワード制御によって制御することにより、ある
ラインでの流量変化、圧力変化等による他のラインへの
影響を小さくすることができ、各ラインの流量を精度よ
く制御することが可能となる。
ードフォワード制御によって制御することにより、ある
ラインでの流量変化、圧力変化等による他のラインへの
影響を小さくすることができ、各ラインの流量を精度よ
く制御することが可能となる。
【００１５】請求項３の発明によれば上記問題点を解決
するために、請求項１または請求項２に記載するフロー
コントローラにおいて、前記フローコントローラが各流
体搬送ラインに設置された前記流量計と前記制御弁と前
記制御手段とがユニット化されたマスフローラコントロ
ーラであって、前記制御手段が、全流体搬送ラインにお
ける流量情報を検知し，その流量情報に基づき前記制御
弁の動作をフィードフォワード制御によって、各流体搬
送ラインの流量が他の流体搬送ラインでの流量変化の影
響を受けないように制御することを特徴とする。
するために、請求項１または請求項２に記載するフロー
コントローラにおいて、前記フローコントローラが各流
体搬送ラインに設置された前記流量計と前記制御弁と前
記制御手段とがユニット化されたマスフローラコントロ
ーラであって、前記制御手段が、全流体搬送ラインにお
ける流量情報を検知し，その流量情報に基づき前記制御
弁の動作をフィードフォワード制御によって、各流体搬
送ラインの流量が他の流体搬送ラインでの流量変化の影
響を受けないように制御することを特徴とする。
【００１６】請求項３の発明によれば、請求項１の発明
と同様の効果が得られる。また、従来のマスフローコン
トローラが既に設置されている場合には、各流体搬送ラ
インに設置されたマスフローコントローラに内蔵されて
いる制御手段を用いればよい。さらに、制御手段で演算
を行う制御関数を任意に変更するようにすれば、種々の
パターンの流量変化に対しても、各ラインの流量を精度
よく制御することが可能となる。また、制御弁が比例制
御弁でなくても制御することができる。また、この制御
関数を逐次修正するようにフィードバックをかけること
により、 種々のパターンの流量変化に対して、各ライ
ンの流量をより精度よく制御することが可能となる。
と同様の効果が得られる。また、従来のマスフローコン
トローラが既に設置されている場合には、各流体搬送ラ
インに設置されたマスフローコントローラに内蔵されて
いる制御手段を用いればよい。さらに、制御手段で演算
を行う制御関数を任意に変更するようにすれば、種々の
パターンの流量変化に対しても、各ラインの流量を精度
よく制御することが可能となる。また、制御弁が比例制
御弁でなくても制御することができる。また、この制御
関数を逐次修正するようにフィードバックをかけること
により、 種々のパターンの流量変化に対して、各ライ
ンの流量をより精度よく制御することが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明のフローコントロー
ラについて、具体化した実施の形態を挙げ、図面に基づ
いて詳細に説明する。そこで、本発明の一実施の形態に
係るフローコントローラ１０の構成を図１に示す。ここ
で、本実施の形態では、２本のラインの流体搬送用設備
に対応するフローコントローラを例示しているが、もち
ろん２本以上のラインの流体搬送用設備であっても本発
明を適応することは可能である。また、制御手段も従来
通り各ラインごとに設置されていても、本発明を適応す
ることは可能である。
ラについて、具体化した実施の形態を挙げ、図面に基づ
いて詳細に説明する。そこで、本発明の一実施の形態に
係るフローコントローラ１０の構成を図１に示す。ここ
で、本実施の形態では、２本のラインの流体搬送用設備
に対応するフローコントローラを例示しているが、もち
ろん２本以上のラインの流体搬送用設備であっても本発
明を適応することは可能である。また、制御手段も従来
通り各ラインごとに設置されていても、本発明を適応す
ることは可能である。
【００１８】フローコントローラ１０は、第１，第２ラ
インに対して各々設置された流量計２ａ，２ｂと、制御
弁１ａ，１ｂと、流量計２ａ，２ｂからの信号に基づき
制御弁１ａ，１ｂの動作を集中制御する制御手段３とか
ら構成されている。流量計２ａ、制御弁１ａは、従来例
として例示したものと同じであるから説明は省略する。
ここで、流量計、制御弁を一体構造としてもよいし、あ
るいは別体としてもよい。また、制御弁１はソレノイド
バルブであるが、制御弁はこれに限らず、ピエゾバル
ブ、サーマルバルブ、空気圧バルブ等でもよい。流量計
も質量流量計に限らず、他の流量計でもよい。
インに対して各々設置された流量計２ａ，２ｂと、制御
弁１ａ，１ｂと、流量計２ａ，２ｂからの信号に基づき
制御弁１ａ，１ｂの動作を集中制御する制御手段３とか
ら構成されている。流量計２ａ、制御弁１ａは、従来例
として例示したものと同じであるから説明は省略する。
ここで、流量計、制御弁を一体構造としてもよいし、あ
るいは別体としてもよい。また、制御弁１はソレノイド
バルブであるが、制御弁はこれに限らず、ピエゾバル
ブ、サーマルバルブ、空気圧バルブ等でもよい。流量計
も質量流量計に限らず、他の流量計でもよい。
【００１９】本発明の特徴部である制御手段３について
説明する。制御手段３は、図１に示すように、Ａ／Ｄコ
ンバータ４、Ｄ／Ａコンバータ５、Ｉ／Ｏコントローラ
６、ＣＰＵ７、メモリ８から構成されている。Ａ／Ｄコ
ンバータ４は流量計２ａ，２ｂに、Ｄ／Ａコンバータ５
は制御弁１ａ，１ｂに接続されている。また、Ａ／Ｄコ
ンバータ４とＤ／Ａコンバータ５はＩ／Ｏコントローラ
６を介してＣＰＵ７にも接続されている。ＣＰＵ７に
は、演算処理結果等を記憶するためのメモリ８が接続さ
れている。
説明する。制御手段３は、図１に示すように、Ａ／Ｄコ
ンバータ４、Ｄ／Ａコンバータ５、Ｉ／Ｏコントローラ
６、ＣＰＵ７、メモリ８から構成されている。Ａ／Ｄコ
ンバータ４は流量計２ａ，２ｂに、Ｄ／Ａコンバータ５
は制御弁１ａ，１ｂに接続されている。また、Ａ／Ｄコ
ンバータ４とＤ／Ａコンバータ５はＩ／Ｏコントローラ
６を介してＣＰＵ７にも接続されている。ＣＰＵ７に
は、演算処理結果等を記憶するためのメモリ８が接続さ
れている。
【００２０】この制御手段３は、次のようにして制御弁
１ａ，１ｂの開度を制御して、第１，２ラインを流れる
流体の流量を調整している。すなわち、流量計２ａ，２
ｂにて計測された信号が、Ａ／Ｄコンバータ４、Ｉ／Ｏ
コントローラ６を介して、デジタルの流量信号としてＣ
ＰＵ７に送られる。そうすると、ＣＰＵ７は予め設定さ
れた流量（プログラムによりパターン設定されている）
に対しての差を演算して、これを差信号としてＩ／Ｏコ
ントローラ６、Ｄ／Ａコンバータ５を介して、制御弁１
ａ，１ｂに送る。そして、制御弁１ａ，１ｂは、差信号
が零になるように作動して、設定された流量になるよう
に調整している。
１ａ，１ｂの開度を制御して、第１，２ラインを流れる
流体の流量を調整している。すなわち、流量計２ａ，２
ｂにて計測された信号が、Ａ／Ｄコンバータ４、Ｉ／Ｏ
コントローラ６を介して、デジタルの流量信号としてＣ
ＰＵ７に送られる。そうすると、ＣＰＵ７は予め設定さ
れた流量（プログラムによりパターン設定されている）
に対しての差を演算して、これを差信号としてＩ／Ｏコ
ントローラ６、Ｄ／Ａコンバータ５を介して、制御弁１
ａ，１ｂに送る。そして、制御弁１ａ，１ｂは、差信号
が零になるように作動して、設定された流量になるよう
に調整している。
【００２１】また、制御手段３は、一方のラインの急激
な流量変化による他方のラインの流量への影響を受けな
いように、以下のような制御を行なっている。まず、一
方のラインのみ流量を変化させる場合について説明す
る。ここでは、図２に示すように、第２ラインの流量Ｑ
2 を変化させる場合を示す。この場合は、第２ラインの
流量Ｑ2 の変化に対する第１ラインの流量Ｑ1 への影響
を予め調べることができるので、その影響を調べて、影
響を打ち消すように、すなわち、第１ラインの流量Ｑ1
を一定に保つように、制御弁１ａを駆動させるプログラ
ムを設定しておく。そして、第２ラインの流量Ｑ2 の変
化パターンに合わせてこのプログラムが実施される。こ
の実施期間は、図２中の期間Ｔである。
な流量変化による他方のラインの流量への影響を受けな
いように、以下のような制御を行なっている。まず、一
方のラインのみ流量を変化させる場合について説明す
る。ここでは、図２に示すように、第２ラインの流量Ｑ
2 を変化させる場合を示す。この場合は、第２ラインの
流量Ｑ2 の変化に対する第１ラインの流量Ｑ1 への影響
を予め調べることができるので、その影響を調べて、影
響を打ち消すように、すなわち、第１ラインの流量Ｑ1
を一定に保つように、制御弁１ａを駆動させるプログラ
ムを設定しておく。そして、第２ラインの流量Ｑ2 の変
化パターンに合わせてこのプログラムが実施される。こ
の実施期間は、図２中の期間Ｔである。
【００２２】次に、両方のラインの流量を変化させる場
合について図３を参照して説明する。まず、第２ライン
の流量Ｑ2 をパラメータとした第１ラインの流量Ｑ1 と
制御弁１ａの弁開度Ｋ1 との関係（図３（Ａ）参照）、
第１ラインの流量Ｑ1 をパラメータとした第２ラインの
流量Ｑ2 と制御弁１ｂの弁開度Ｋ2 との関係（図３
（Ｂ）参照）を学習によって求めるか、あるいは予めメ
モリにインプットしておく。これらの関係は、設定時の
まま固定しておいてもよいが、より精度良く流量を制御
する場合には、逐次これらの関係をフィードバック制御
にて修正していくことも可能である。
合について図３を参照して説明する。まず、第２ライン
の流量Ｑ2 をパラメータとした第１ラインの流量Ｑ1 と
制御弁１ａの弁開度Ｋ1 との関係（図３（Ａ）参照）、
第１ラインの流量Ｑ1 をパラメータとした第２ラインの
流量Ｑ2 と制御弁１ｂの弁開度Ｋ2 との関係（図３
（Ｂ）参照）を学習によって求めるか、あるいは予めメ
モリにインプットしておく。これらの関係は、設定時の
まま固定しておいてもよいが、より精度良く流量を制御
する場合には、逐次これらの関係をフィードバック制御
にて修正していくことも可能である。
【００２３】そして、これらの関係から、各ラインの流
量変化に対する各制御弁の必要弁開度を求めて、制御弁
を作動させる。具体的には、以下に示すようになる。 （１）第１ラインの流量Ｑ1 をＱ11（一定）に保ち、第
２ラインの流量Ｑ2 をＱ21からＱ22に変化させる場合
は、制御弁１ａの弁開度Ｋ1 をＫ11からＫ12に、制御弁
１ｂの弁開度Ｋ2 をＫ21からＫ23に変化させる。 （２）第１ラインの流量Ｑ1 をＱ11からＱ12に変化さ
せ、第２ラインの流量Ｑ2をＱ21（一定）に保つ場合
は、制御弁１ａの弁開度Ｋ1 をＫ11からＫ13に、制御弁
１ｂの弁開度Ｋ2 をＫ21からＫ22に変化させる。 （３）第１ラインの流量Ｑ1 をＱ11からＱ12に、第２ラ
インの流量Ｑ2 もＱ21からＱ22に変化させる場合は、制
御弁１ａの弁開度Ｋ1 をＫ11からＫ14に、制御弁１ｂの
弁開度Ｋ2 をＫ21からＫ24に変化させる。
量変化に対する各制御弁の必要弁開度を求めて、制御弁
を作動させる。具体的には、以下に示すようになる。 （１）第１ラインの流量Ｑ1 をＱ11（一定）に保ち、第
２ラインの流量Ｑ2 をＱ21からＱ22に変化させる場合
は、制御弁１ａの弁開度Ｋ1 をＫ11からＫ12に、制御弁
１ｂの弁開度Ｋ2 をＫ21からＫ23に変化させる。 （２）第１ラインの流量Ｑ1 をＱ11からＱ12に変化さ
せ、第２ラインの流量Ｑ2をＱ21（一定）に保つ場合
は、制御弁１ａの弁開度Ｋ1 をＫ11からＫ13に、制御弁
１ｂの弁開度Ｋ2 をＫ21からＫ22に変化させる。 （３）第１ラインの流量Ｑ1 をＱ11からＱ12に、第２ラ
インの流量Ｑ2 もＱ21からＱ22に変化させる場合は、制
御弁１ａの弁開度Ｋ1 をＫ11からＫ14に、制御弁１ｂの
弁開度Ｋ2 をＫ21からＫ24に変化させる。
【００２４】このように、あるラインの流量を変化させ
る場合に、そのラインの制御弁のみならず、他のライン
の制御弁を流量変化による影響をなくす方向に駆動させ
ることにより、あるラインの流量変化による他のライン
への影響を限りなく小さくすることができる。
る場合に、そのラインの制御弁のみならず、他のライン
の制御弁を流量変化による影響をなくす方向に駆動させ
ることにより、あるラインの流量変化による他のライン
への影響を限りなく小さくすることができる。
【００２５】ここで、フローコントローラ１０を用い
て、従来例と同様に、第１ラインの流量Ｑ1 を一定に保
ち、第２ラインの流量Ｑ2 を変化させるという流量パタ
ーンにて、流量変化を調べた結果を図４に示す。図４よ
り、第１ラインの流量Ｑ1 が、第２ラインの流量Ｑ2 の
変化の影響をほとんど受けていないのがわかる。すなわ
ち、第２ラインの流量Ｑ2 の変化の影響による第１ライ
ンの流量Ｑ1 の設定値に対する変化は、従来のフローコ
ントローラでは約±５％あったのが、±１％以内に、さ
らにその流量変化時間は、従来のフローコントローラで
は約２秒あったのが、約１秒になった。
て、従来例と同様に、第１ラインの流量Ｑ1 を一定に保
ち、第２ラインの流量Ｑ2 を変化させるという流量パタ
ーンにて、流量変化を調べた結果を図４に示す。図４よ
り、第１ラインの流量Ｑ1 が、第２ラインの流量Ｑ2 の
変化の影響をほとんど受けていないのがわかる。すなわ
ち、第２ラインの流量Ｑ2 の変化の影響による第１ライ
ンの流量Ｑ1 の設定値に対する変化は、従来のフローコ
ントローラでは約±５％あったのが、±１％以内に、さ
らにその流量変化時間は、従来のフローコントローラで
は約２秒あったのが、約１秒になった。
【００２６】以上、説明した通りフローコントローラ１
０によれば、第１，第２ラインに設置される流量計２
ａ，２ｂと制御弁１ａ，１ｂとを、１つの制御手段３に
て集中制御（フィードフォワード制御）しているので、
第１，第２ラインそれぞれの流量変化が他方のラインへ
及ぼす影響を非常に小さくすることができる。また、各
ライン毎に制御手段を設けなくてもよいので、フローコ
ントローラを小型かつ安価に製作することができる。
０によれば、第１，第２ラインに設置される流量計２
ａ，２ｂと制御弁１ａ，１ｂとを、１つの制御手段３に
て集中制御（フィードフォワード制御）しているので、
第１，第２ラインそれぞれの流量変化が他方のラインへ
及ぼす影響を非常に小さくすることができる。また、各
ライン毎に制御手段を設けなくてもよいので、フローコ
ントローラを小型かつ安価に製作することができる。
【００２７】以上本発明の実施の形態について説明した
が、本発明は上記実施の形態に限ることなく、色々な応
用が可能である。例えば、本発明は、各ラインに流量計
の変わりに圧力計を設置した場合にも応用することがで
き、この場合には、他のラインでの圧力変化による影響
を小さくできる。
が、本発明は上記実施の形態に限ることなく、色々な応
用が可能である。例えば、本発明は、各ラインに流量計
の変わりに圧力計を設置した場合にも応用することがで
き、この場合には、他のラインでの圧力変化による影響
を小さくできる。
【００２８】
【発明の効果】本発明のによれば、２本以上の流体搬送
ラインを有する流体搬送設備にて、各流体搬送ラインを
流れる流体の流量を制御するために使用されるフローコ
ントローラにおいて、各流体搬送ラインにそれぞれ流量
計及び制御弁を設置し、前記各流量計からの信号に基づ
き前記制御弁の動作を集中制御する制御手段を有するの
で、従来のフローコントローラのように各ラインにそれ
ぞれ流量計及び制御弁を制御するための制御手段が不要
となる。従って、フローコントローラを小型かつ安価に
製作することができる。また、前記制御手段が制御弁の
動作をフィードフォワード制御によって制御することに
より、あるラインでの流量変化、圧力変化等による他の
ラインへの影響を小さくすることができ、各ラインの流
量を精度よく制御することが可能となる。
ラインを有する流体搬送設備にて、各流体搬送ラインを
流れる流体の流量を制御するために使用されるフローコ
ントローラにおいて、各流体搬送ラインにそれぞれ流量
計及び制御弁を設置し、前記各流量計からの信号に基づ
き前記制御弁の動作を集中制御する制御手段を有するの
で、従来のフローコントローラのように各ラインにそれ
ぞれ流量計及び制御弁を制御するための制御手段が不要
となる。従って、フローコントローラを小型かつ安価に
製作することができる。また、前記制御手段が制御弁の
動作をフィードフォワード制御によって制御することに
より、あるラインでの流量変化、圧力変化等による他の
ラインへの影響を小さくすることができ、各ラインの流
量を精度よく制御することが可能となる。
【図１】本発明に係る一実施の形態であるフローコント
ローラの構成を示した図である。
ローラの構成を示した図である。
【図２】本発明に係るフローコントローラの制御方法を
説明するためのもので、流量変化を示した図である。
説明するためのもので、流量変化を示した図である。
【図３】本発明に係るフローコントローラの制御方法を
説明するためのもので、制御弁の弁開度と流量の関係を
示した図である。
説明するためのもので、制御弁の弁開度と流量の関係を
示した図である。
【図４】本発明に係るフローコントローラで流量を制御
したときの流量変化を示した図である。
したときの流量変化を示した図である。
【図５】従来のフローコントローラの構成を示した図で
ある。
ある。
【図６】従来のフローコントローラ中の流量計と制御弁
の構成を示した図である。
の構成を示した図である。
【図７】従来のフローコントローラで流量を制御したと
きの流量変化を示した図である。
きの流量変化を示した図である。
１ａ，１ｂ 制御弁 ２ａ，２ｂ 流量計 ３ 制御手段 ４ Ａ／Ｄコンバータ ５ Ｄ／Ａコンバータ ６ Ｉ／Ｏコントローラ ７ ＣＰＵ ８ メモリ １０ フローコントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G05D 7/06
Claims (3)
- 【請求項１】 ２本以上の流体搬送ラインを有する流体
搬送設備にて、各流体搬送ラインを流れる流体の流量を
制御するために使用されるフローコントローラにおい
て、第１ライン制御弁と第２ライン制御弁の動作を集中制御
する制御手段が、 データとして、第１ラインの流量Ｑ１と第１ライン制御
弁の弁開度Ｋ１との関係を、第２ラインの流量Ｑ２をパ
ラメータとして記憶する第１ライン弁開度制御記憶部
と、 第２ラインの流量Ｑ２と第２ライン制御弁の弁開度Ｋ２
との関係を、第１ラインの流量Ｑ１をパラメータとして
記憶する第２ライン弁開度制御記憶部とを有し、 前記第１ライン弁開度制御記憶部又は前記第２ライン弁
開度制御記憶部に記憶された変化パターンに基づいて前
記第１ライン制御弁又は前記第２ライン制御弁の動作を
フィードフォワード制御によって制御することを特徴と
するフローコントローラ。 - 【請求項２】 請求項１に記載するフローコントローラ
において、前記第１ライン弁開度制御記憶部は、前記第１ラインの
流量を一定に保ちながら、前記第２ラインの流量を一定
に保つための弁開度Ｋ11を記憶し、 前記第１ラインの流量を一定に保ちながら、前記第２ラ
インの流量を変化させるための弁開度Ｋ12を記憶し、 前記第１ラインの流量を変化させながら、前記第２ライ
ンの流量を一定に保つための弁開度Ｋ13を記憶し、 前記第１ラインの流量を変化させながら、前記第２ライ
ンの流量を変化させるための弁開度Ｋ14を記憶してお
り、 前記第２ライン弁開度制御記憶部は、前記第１ラインの
流量を一定に保ちながら、前記第２ラインの流量を一定
に保つための弁開度Ｋ21を記憶し、 前記第１ラインの流量を変化させながら、前記第２ライ
ンの流量を一定に保つための弁開度Ｋ22を記憶し、 前記第１ラインの流量を一定に保ちながら、前記第２ラ
インの流量を変化させ るための弁開度Ｋ23を記憶し、 前記第１ラインの流量を変化させながら、前記第２ライ
ンの流量を変化させるための弁開度Ｋ24を記憶すること
を特徴とするフローコントローラ。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載するフロ
ーコントローラにおいて、 前記フローコントローラが各流体搬送ラインに設置され
た前記流量計と前記制御弁と前記制御手段とがユニット
化されたマスフローコントローラであって、 前記制御手段が、全流体搬送ラインにおける流量情報を
検知し、その流量情報に基づき前記制御弁の動作をフィ
ードフォワード制御によって、各流体搬送ラインの流量
が他の流体搬送ラインでの流量変化の影響を受けないよ
うに制御することを特徴とするフローコントローラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9038666A JP3027802B2 (ja) | 1997-02-24 | 1997-02-24 | フローコントローラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9038666A JP3027802B2 (ja) | 1997-02-24 | 1997-02-24 | フローコントローラ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10240352A JPH10240352A (ja) | 1998-09-11 |
| JP3027802B2 true JP3027802B2 (ja) | 2000-04-04 |
Family
ID=12531603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9038666A Expired - Fee Related JP3027802B2 (ja) | 1997-02-24 | 1997-02-24 | フローコントローラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3027802B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009154122A (ja) * | 2007-12-27 | 2009-07-16 | Hoshizaki Electric Co Ltd | 複数電解槽式電解水生成装置 |
| JP5881467B2 (ja) * | 2012-02-29 | 2016-03-09 | 株式会社フジキン | ガス分流供給装置及びこれを用いたガス分流供給方法 |
| JP7427357B2 (ja) * | 2017-06-07 | 2024-02-05 | 株式会社堀場エステック | 流体制御装置、制御プログラム、及び、制御方法 |
-
1997
- 1997-02-24 JP JP9038666A patent/JP3027802B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10240352A (ja) | 1998-09-11 |
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