JPH0332802B2 - - Google Patents

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JPH0332802B2
JPH0332802B2 JP58501040A JP50104083A JPH0332802B2 JP H0332802 B2 JPH0332802 B2 JP H0332802B2 JP 58501040 A JP58501040 A JP 58501040A JP 50104083 A JP50104083 A JP 50104083A JP H0332802 B2 JPH0332802 B2 JP H0332802B2
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JP
Japan
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valve
adjustment
fluid
drive mechanism
range
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Hansu Eteikaa
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BYUURAA AG
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Publication of JPH0332802B2 publication Critical patent/JPH0332802B2/ja
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    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
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    • G05D7/0617Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B5/00Anti-hunting arrangements
    • G05B5/01Anti-hunting arrangements electric
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00Control of flow
    • G05D7/06Control of flow characterised by the use of electric means
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/2278Pressure modulating relays or followers
    • Y10T137/2409With counter-balancing pressure feedback to the modulating device
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

請求の範囲 1 供給機構を通る流動性材料の流量を調節する
ため、駆動機構により制御量を制御する制御方法
であつて; 制御量の目標値を設定し; 前記供給機構における前記流動性材料の流量の
関数として、制御量の実際値を検出し; 設定した目標値と検出した実際値とを比較して
それら間の誤差の大きさと向きを決定し; 決定された誤差を、3つの範囲の何れにある
か、すなわち、上限値および下限値を有しそれら
間に第1閾値および第2閾値が含まれている精密
範囲、前記上限値を超えている上方の粗範囲、お
よび前記下限値を下まわつている下方の粗範囲の
何れにあるかを分類し; 誤差が前記精密範囲にある場合においては精密
制御バルブにより、誤差が第1閾値または第2閾
値に至るまで流体を前記駆動機構へ導入または前
記駆動機構から排出させ、そして誤差が第1閾値
または第2閾値に達する毎に流体の導入・排出を
反転させることによつて、駆動機構中の圧力変動
を絶えず生じさせ; 誤差が粗範囲にある場合においては粗排出弁ま
たは粗供給弁により、流体を前記駆動機構から排
出または前記駆動機構へ導入させる。
ことを特徴とする流動性材料の流量を調節するた
め制御量を制御する方法。
2 請求の範囲第1項に記載の方法において、誤
差が前記精密範囲にある場合において、前記駆動
機構に第1の流体微小流を継続的に導入し、誤差
が高い方の閾値である第1閾値に至ると前記第1
の流体微小流よりも多量である第2の流体微小流
を前記駆動機構から排出し、この排出を、誤差が
低い方の閾値である第2の閾値に至るまで維持す
ることを特徴とする方法。
3 請求の範囲第1項に記載の方法において、誤
差が前記精密範囲にある場合において、前記駆動
機構から第1の流体微小流を継続的に排出し、前
記誤差が低い方の閾値である第2閾値に至ると前
記第1の流体微小流より多量である第2の流体微
小流を前記駆動機構に導入し、この導入を、誤差
が高い方の閾値である第1閾値に至るまで維持す
ることを特徴とする方法。
4 請求の範囲第1項に記載の方法において、前
記精密範囲における圧力変動の平均頻度が、毎
秒、1から50、特に、5から20の範囲にあること
を特徴とする方法。
5 供給機構を通る流動性材料の流量を調節する
ため制御量を制御する制御装置であつて: 制御量の目標値を設定するための操作装置1
1,11′,30,30′′′′,30′′′′と, 前記供給機構における前記流動性材料の流量の
関数として、制御量の実際値を検出する実際値セ
ンサ2′,2″,2′′′′と, 比較手段57および弁別器10,10″を含む
比較器/調節器ユニツト1′,1″と, 駆動機構5′,5″,5′′′′とを備え, 前記比較手段57は、設定された目標値および
制御量の実際値を受けて、設定した目標値と検出
した実際値との間の誤差の大きさと向きを決定し
て誤差出力として生じるものであり, 前記弁別器10,10″は、前記比較手段57
から受けた誤差出力を、3つの範囲の何れにある
か、すなわち、上限値および下限値(UA;UE
有しそれら間に第1閾値および第2閾値(+UF
−UF)が含まれている精密範囲、前記上限値を
超えている上方の粗範囲、および前記下限値を下
まわつている下方の粗範囲の何れにあるかを分類
するものであり, 更に、前記弁別器10,10″に接続されてい
る流体制御手段を備え、この流体制御手段は精密
制御バルブ3′と粗供給弁14,14′′′′および粗
排出弁17,17を含んでおり、誤差が前記精
密範囲にある場合においては精密制御バルブ3′
により、誤差が第1閾値または第2閾値に至るま
で流体を前記駆動機構5′,5″,5′′′′へ導入ま
たは前記駆動機構から排出させ、そして誤差が第
1閾値または第2閾値に達する毎に流体の流れを
反転させ、そして、誤差が粗範囲にある場合にお
いては粗排出弁17,17または粗供給弁1
4,14′′′′により、流体を前記駆動機構5′,
5″,5′′′′から排出または前記駆動機構へ導入さ
せるようにされていることを特徴とする流動性材
料の流量を調節するため制御量を制御する装置。
6 請求の範囲第5項に記載の装置において、前
記精密制御バルブ3′の有効流通断面が十分に小
さく、その断面を通過する流れによつて誘起され
る前記駆動機構の圧力変化が極く僅かであること
を特徴とする装置。
7 請求の範囲第6項に記載の装置において、流
体制御手段に含まれているバルブおよび弁は、電
磁制御弁であることを特徴とする装置。
8 請求の範囲第7項に記載の装置において、前
記精密制御バルブ3′は三方弁であることを特徴
とする装置。
9 請求の範囲第8項に記載の装置において、前
記三方弁の有効流通断面がπ/4以下であること
を特徴とする装置。
10 請求の範囲第6項に記載の装置において、
前記精密制御バルブ3′は、異なる寸法の2つの
有効流通断面を有することを特徴とする装置。
11 請求の範囲第10項に記載の装置におい
て、小さい方の有効流通断面は常に開放してお
り、前記弁別器10,10″に設けられて誤差が
前記第1閾値または第2閾値に至ると制御信号を
与える第1の閾値スイツチの作動時のみ大きい有
効流通断面は開放されることを特徴とする装置。
12 請求の範囲第7項に記載の装置において、
前記精密制御バルブ3′は二方弁であり、前記駆
動機構51への流体路中に前記二方弁の有効流通
断面より小さい断面のチヨーク20が設けられて
いることを特徴とする装置。
13 請求の範囲第5項に記載の装置において、
前記弁別器10,10″は誤差が下方の粗範囲ま
たは上方の粗範囲にあるとき第2の弁別信号また
は第3の弁別信号を与え、前記第2の弁別信号お
よび第3の弁別信号は前記粗供給弁14,14
および粗排出弁17,17をそれぞれ動作さ
せ、前記粗供給弁14,14および粗排出弁1
7,17は、流体を誤差に比例して導入および
排出させるようになつている、ことを特徴とする
装置。
14 請求の範囲第13項に記載の装置におい
て、前記精密制御バルブ3′と前記粗供給弁およ
び粗排出弁は、並列関係に配置されていることを
特徴とする装置。
15 請求の範囲第13項に記載の装置におい
て、前記駆動装置5′と前記精密制御弁3′との間
に調節自在な粗チヨーク21が接続され、前記粗
供給弁および粗排出弁が並列関係に配置されてい
ることを特徴とする装置。
16 請求の範囲第13項に記載の装置におい
て、前記精密制御バルブ3′と直列に調節自在な
精密チヨーク20が接続されていることを特徴と
する装置。
技術分野 本発明は、特に、供給機構を介して穀物製粉設
備に送られる流動性材料の流量を調節するため、
流体圧駆動機構として設計した駆動機構を有する
調節回路を使用して制御量を調節する方法に関す
る。
本発明は、更に、目標値発生器と、実際値セン
サと、弁別器を有する比較器/調節器ユニツト
と、流体圧駆動機構として設計した操作機構を有
し上記素子に後置した操作素子(操作機構および
調節機構)とを備えた制御量調節装置に関する。
背景技術 上述の方法および装置は、1976年1月2日の西
独公告第2223476号(Samson社)から公知であ
る。この公知の装置の場合、調節器の出力によつ
てトリガされる操作素子(即ち、操作機構および
調節機構)は、空気圧作動式ダイヤフラムチヤン
バ(操作機構)と、ダイヤフラムチヤンバによつ
て作動される排出弁(調節機構)とを有する。こ
の公知の調節装置は、3点調節器として構成して
ある。従つて、その比較器/調節器ユニツトは、
調節誤差(即ち、実際値と目標値との差)の下記
の3つの状態を識別するにすぎない。即ち、)
調節誤差がゼロよりも大きい状態、)調節誤差
がゼロよりも小さい状態および)調節誤差がゼ
ロに等しい状態。この公知の比較器/調節器ユニ
ツトは、調節誤差の上記の3つの状態を識別でき
るので、弁別器とみなすこともできる。上述の西
独公告公報に記載の教示は、更に、調節器のスイ
ツチング間隔を制御する帰還回路を簡単化する問
題に関する。上記教示によれば、この問題は、帰
還回路の時間特性をチヨークで調節することによ
つて解決する。上記教示は、できる限り正確な調
節を行うと云う問題、特に、供給機構を介して穀
物製粉設備に送られる流動性材料の流量を正確に
調節すると云う問題とは無関係である。しかしな
がら、上記公告公報で取上げてないこの問題は、
すべての調節操作の中心問題である。製粉所にお
いて連続的に流れる材料流れ(例えば、水,穀
物)を配量する場合、上記の問題は特に重要であ
る。何故ならば、流動性材料の流量の調節は、周
知の機械式製粉設備においても最新の製粉設備に
おいてもクリテイカルな因子であるからである。
発明の開示 本発明に係る教示は、制御量をできる限り正確
に調節できるよう冒頭に述べた種々の方法および
装置を改良すると云う目的から出発する。特に目
的とするところは、連続的に流れる流動性材料の
流量をできる限り正確に調節するために、冒頭に
述べた種類の方法および装置を改良することにあ
る。
この目的は、方法に関しては、小さな調節誤差
範囲において流体圧駆動機構の流体に微小な圧力
変動(尖頭値の小さい急速な圧力変動)を与え、
微小な圧力変動の反転点を、本質的に、小さい調
節誤差範囲にある2つの(第1,第2)閾値によ
つて定めることにより、達成される。
調節装置に関する上記目的は、比較器/調節器
ユニツトの比較部で測定した調節誤差がゼロ近傍
の所定の第1数値範囲(小さい調節誤差範囲)内
の2つの(第1,第2)閾値の間にある場合は、
第1弁別信号を発生するよう弁別器を設計し、流
体圧駆動機構の制御入力を別器出力に接続し、第
1弁別信号でトリガした際に、流体駆動機構に微
小な圧力変動(尖頭値の小さい急速な圧力変動)
を与えるよう、上記制御入力を設計することによ
つて、達成される。
小さい調節誤差範囲において流体圧駆動機構に
微小な圧力変動を与えれば、流体圧駆動機構の流
体圧が連続的に変化する。微小な圧力変動の誘
起、特に、圧力変化の反転点は、何と云つても、
小さい調節誤差範囲内の第1,第2閾値に依存
し、即ち、この限りにおいて、実際値に依存する
ので、微小な圧力変動は、狭義の周波数および振
幅を有しておらず、従つて、単位時間当り一定数
の反転点および一定の圧力尖頭値を有しておら
ず、この限りにおいては、振動をなす一定のパラ
メータはない。従つて、表現“圧力振動”,“周波
数”および“振幅”の代わりに、表現“圧力変
動”,“平均変動頻度”および“尖頭値”を使用す
る。
調節回路に典型的ではないが、流体圧駆動機構
に微小な圧力変動を導入することによつて、製粉
設備の極めて不完全な調節条件においても、驚く
べきほど高い調節精度を達成でき、全調節プロセ
スを良好に管理,監視できると云うことが、実験
から判明した。流体圧駆動機構に微小な圧力変動
を誘起することによつて、連続的調節用の流体系
において認められるゆらぎ現象が増大されると予
想されるが、実際には、このような増大は起こら
ない。
特に、目標追跡装置用の、サーボ系において線
形性を向上し、小さい信号を増幅するため、いわ
ゆる“ジツタ信号”をサーボ系の制御信号に重畳
させ、ジツタ信号の周波数をサーボ系の上限周波
数にほぼ等しくなるようまたは上限周波数よりも
幾分大きいよう選択することは、1981年5月14日
の***公開公報DE3037335A1から公知である。
かくして、この公知の教示にもとづき、軽度の不
正確さ(例えば、非線形性,遊び,摩擦,ヒステ
リシス現象、など)を避けることができる。上記
教示にもとづき、別の方法として、上記ジツタ信
号を目標値信号に印加することもできる。しかし
ながら、上記ジツタ信号は、一定の周波数と一定
の振動とを有し、従つて、実際値信号とは全く無
関係の真の振動である。例えば、上記ジツタ信号
は、周波数8Hzに固定した(電子式)ジツタ発振
器によつて発生する。更に、上記DE3037335Al
に記載の教示は、空気圧または流体による制御の
分野(特に、流体圧駆動機構)とは無関係であ
る。しかしながら、既述の如く、流体式(フルイ
デイクス)の調節系には、流体系のゆらぎ現象が
現れる危険性がある。
基本的には、適当な方法または装置(例えば、
流体圧駆動機構の内容積を変化する装置)によつ
て、流体圧駆動機構の流体に微小な圧力変動を与
えることができる。しかしながら、流体圧駆動機
構への少量の流体の導入と上記機構からの導入流
体の排出とを交互に行なつて、流体圧駆動機構に
微小な圧力変動を与えるのが好ましい。即ち、空
気圧的パワー信号によつて微小な圧力変動を誘起
する。このために、本方法の好ましい実施例で
は、流体圧駆動機構の全流体量に比して少量の第
1流体流れを絶えず、即ち、当該の調節誤差に関
係なく流体圧駆動機構に導入する。かくして小さ
い調節誤差範囲において誘起される微小な圧力変
化の方向は、調節誤差が、小さい調節誤差範囲
(第1範囲)内の第1(上部)閾値に達したならば
直ちに、同じく少量であるが第1流体流れよりも
多量の第2流体流れを流体圧駆動機構から排出す
ることによつて、交互に反転される。流体圧駆動
機構から排出される第2流体流れは、流体圧駆動
機構に導入せる第1流体流れよりも多量であるの
で、上記双方の流体流れの差が、流体圧駆動機構
から出る流体流れを表わす。従つて、流体圧駆動
機構の圧力は低下する。調節誤差が、同じく小さ
い調節誤差範囲(第1範囲)内にある第2(下部)
閾値まで傾少すると直ちに、第2流体流れの排出
が終わる。かくして、再び、第1流体流れが流体
圧機構に導入されるので、流体圧駆動機構の圧力
は再び増加し、調節誤差は、ゼロにもどり、再び
増加して第1(上部)閾値に達する。このプロセ
スは、小さい調節誤差範囲において絶えず反覆さ
れる。この種の空気圧式調節方式では、公知の流
体制御手段を利用できる。更に、圧力の変化方向
が反転される範囲、即ち、微小な圧力変動の各圧
力尖頭値の範囲は除いて、流体圧駆動機構におけ
る単位時間当りの圧力変化、即ち、第1流体流れ
および第1,第2流体の流れの差である流体流れ
がそれぞれ、流体圧駆動機構に供給された際の圧
力変化速度が、本質的に一定である限り、微小な
圧力変動の大きさは一定となる。
本方法の別の好ましい実施例では、逆に、流体
圧駆動機構の全流体量に比して少量の第1流体流
れを流体圧駆動機構から絶えず排出し、調節誤差
が、小さい調節誤差範囲(第1範囲内の第2(下
部)閾値に達したならば直ちに、同じく少量であ
るが第1流体流れよりも多量の第2流体流れを流
体圧駆動機構に導入することによつて、小さい誤
差範囲において誘起される圧力変化の方向を交互
に反転する。この場合、調節誤差が、小さな誤差
範囲(第1範囲)内の第1(上部)閾値に増加す
るまで、第2流体流れの供給を続ける。この種の
操作は、本質的に、前述の操作と同様の利点を有
する。この場合、特に、前述の操作と同様、流体
の供給量のみを実際値に依存せずに制御すること
によつて、微小な圧力変動を制御できる。
本発明の別の好ましい実施例では、流体圧駆動
機構の全流体量に比して少量の流体流れの、流体
圧駆動機構への供給と上記機構からの排出とを交
互に行うことによつて、小さい調節誤差範囲内の
微小な圧力変動を流体圧駆動機構に与える。この
場合、上記の少量の流体流れの方向は、調節誤差
は、小さい調節誤差範囲(第1範囲)内の第1
(上部)または第2(下部)閾値に達した際に反転
する。従つて、この実施例では、調節誤差とは無
関係に少量の流体流れの供給または排出を行う。
この場合は、相互に逆方向の流体流れの作用は、
相互に重畳しない。この方式には、同量の流体流
れで操作できると云う利点がある。
上述の3つの操作方式を実施するため、流体圧
駆動機構における流体の供給・排出を行う電気的
にトリガ可能な装置は、微小な圧力変動を流体圧
駆動機構に与えるよう設計した制御入力を有す
る。この場合、流体供給/排出装置の有効流通断
面積は極めて小さいので、上記装置を通過する流
体流れによつて誘起される圧力変化は、極く僅か
である。
更に、電気的にトリガ可能な流体供給/排出装
置には電気/空気圧式調節弁を設けるのが好まし
く、上記調節弁は三方弁として構成するのが好ま
しい。
微小な圧力変動を誘起するために設けた流前供
給/排出装置の有効断面積は、上述の3つの方法
を実施するため、変化させるのが好ましい。この
場合、最初の2つの方法を実施するため、流体供
給/排出装置は、小さい方の流通断面は常に開い
ており、一方、大きい方の流通断面は、弁別器の
第1閾値スイツチでトリガされた場合にのみ開く
よう、構成する。この第1閾値スイツチは、調節
誤差が、小さい調節誤差範囲(第1範囲)内の第
1または第2閾値に達した場合に、制御信号を流
体供給/排出装置に供給するよう、作動する。
流体供給/排出装置には、三方弁の代わりに、
二方弁と補助絞り即ちチヨーク6とを設けること
ができ、この場合、絞り即ちチヨークの有効流通
断面積が小さい方の流通断面積をなす。
本方法の特に好ましい実施例では、実際値セン
サの測定入力と比較器/調節器ユニツトの出力と
の間で行う信号形成および処理は、電気的/電子
的に実施する。このためには、電気式/電子式信
号形成/処理素子として設計した目標値発生器,
実際値センサ,比較器/調節器ユニツトおよび弁
別器が特に好適である。
以下、若干の一般的説明を行う。調節系は、2
つの機能ユニツトに分割できる。第1のユニツト
は、原理的に、情報、即ち、パワーのない信号を
処理する。第2のユニツトは、本来のパワー調節
を行う。このためには、調節機構(例えば、ダン
パ)を瞬間的擾乱(例えば、好ましくない摩擦に
帰因する擾乱)に関係なく作動制御(例えば、位
置の保持または(迅速な)変更)できるパワー信
号を発生しなければならない。パワー調節には、
多くの場合、大きな力および迅速な応答が必要で
ある。しかしながら、大きな力を迅速に加えるに
は、対応する大きな断面積を有する要素が必要で
ある。しかしながら、この考え方は、パワー信号
およびこれに対応する力を流体によつて形成し伝
送する場合には当てはまらない。更に、流体パワ
ー信号(特に、空気圧パワー信号)を、例えば、
合成物質ホースによつて、可成りの距離にわたつ
て伝送する場合についても同様である。機械工学
または電子工学の場合とは異なり、空気圧式調節
素子を小形化しても、力が減少されることはな
い。即ち、力は等大に保持できる。パワー伝送用
の空気圧素子を小形化した場合に減少されるの
は、単位時間当りの仕事(即ち、能力)だけであ
る。小形の空気圧弁は、大形の空気圧弁と同じ
く、0.5×105N/m2(0.5bar)の高圧空気で運転
できる。最良の調節とは、できる限り大きな出力
で操作機構または調節機構を往復運動せしめるこ
とではなく、できる限り少ない仕事量で正しい方
向へ調節誤差を修正することである。流体(フル
イデイクス)の調節系においてこれまで常に認め
られた好ましくない流体揺動現象、即ち、流体系
のゆらぎ現象は、概ね、過大のパワー信号に帰因
する。本発明は、従来の欠点を利点に転化するも
のである。即ち、対応して小形化した空気圧弁を
介して制御する微量な流体流れによつて、流体圧
駆動機構に微小な圧力変動を絶えず与える。
上述の実施例において説明した如く、本発明で
は、電気/電子コンポーネントと後置の流体コン
ポーネントとから成る調節系を使用する。この場
合、電気/電子コンポーネントと流体コンポーネ
ントとのインターフエースは、実際にパワー信号
を必要とする調節系の個所に置く。直流電流また
は直流電圧で運転するのが好ましい電気/電子コ
ンポーネントが、情報信号の高い精度を保証す
る。パワー信号の形成および伝送を行う空気圧素
子の2,3の利点は、すでに述べた。上記素子に
は、更に、別の利点がある。即ち、穀物製粉設備
に本発明に係る調節系を使用すれば、設備要素を
制御する部材に給電を行う必要はないと云う利点
が得られる。製粉所の場合、穀物ダストが、多く
の場合、極めて爆発性であるので、操作要素に対
する給電は、多くの場合、爆発の危険性につなが
る。更に、制御すべき流体流れが微量であるので
極めて小さいダイヤフラム弁を使用できると云う
利点が得られる。例えば、弁孔の径は1mm以下
(例えば、π/4)である。ダイヤフラムボデー
の質量も極めて小さい。ダイヤフラム弁の弁板
は、バネとして構成するのが好ましい。かくし
て、三方ダイヤフラム弁の切換時、バネストロー
ク(またはバネ鋼内の運動)以外は、摩擦を伴う
運動は現れない。この種の弁の寿命は、工業的に
見て、実際上、無限と云える。この小形弁のダイ
ヤフラムまたは膜状アンカのストロークは極めて
小さいので、極めて高い切換頻度を達成できる。
更に敷衍する、三方ダイヤフラム弁は、本質的
に、2つの別個の、即ち、この限りにおいてデイ
ジタルな切換状態の間を作動するだけである。劣
化現象にもとづき寿命が10年にすぎない市販の電
磁弁と上記ダイヤフラム弁とを比較すれば、下記
の如く云える。即ち、本出願人の経験によれば、
通常の条件におけるこの種の電磁弁の寿命は、切
換回数で表現して、摩耗などにもとづき、最大
20000000回である。弁が毎秒1回作動されるもの
とすれば、年間の切換回数は、20000000〜
30000000回となる。従つて、永続運転時の切換周
波数が約1Hzの場合、上記の市販の電磁弁の寿命
は最大1年である。
しかしながら、工業装置、特に、穀物製粉設備
の場合、ユーザは、少くとも10年の平均寿命を期
待する。更に、製粉設備は、多くの場合、海岸の
近くに設置される。この範囲では、塩分を含む湿
つた空気に帰因して、設備要素の寿命は短縮され
る。弁を毎秒1回作動した場合、10年の寿命にお
ける切換回数は、200000000〜300000000回とな
る。長期間実験から、本発明にもとづき微量の流
体流れの制御に使用する精密ダイヤフラム弁は、
数億回の切換後にも完壁に作動すると云うことが
判つた。
通常の製粉能力について、例えば、流下する穀
物流れの連続調節のためまたは穀物に流加する水
の配量のため、弁の平均切換頻度は、1〜50回/
秒(好ましくは、5〜20回/秒)である。これ
は、微小圧力変動の平均頻度1〜50回/秒(好ま
しくは、5〜20回/秒)に対応する。
別の好ましい実施例では、本発明に係る方法を
実施するため、それ自体は公知の態様で調節誤差
を少くとも3つの範囲に分割する電子式弁別器を
使用する。上記範囲は、既述の小さい調節誤差範
囲(精密範囲または第1範囲とも呼ぶ)と、第1
範囲に関して対称な2つの粗な範囲(第2,第3
範囲とも呼ぶ)とである。双方の粗範囲への調節
誤差範囲の分割は、弁別器から、第2範囲につい
て粗信号(即ち、第2粗信号)を発生し、第3範
囲について別の粗信号(即ち、第3粗信号)を発
生することによつて、行う。この場合、上記の粗
信号または粗範囲は、精密範囲外の調節誤差、即
ち、より大きい調節誤差に対応する。この方法で
は、流体圧駆動機構の圧力が、小さい調節誤差範
囲において、即ち、第2,第3粗信号が存在しな
い場合に、本質的に、2つの別個の、即ち、この
限りにおいてデイジタル化された数値のみを取る
よう、流体流れを調節して上記圧力を昇降する。
これに反して、調節誤差が粗範囲にある場合は、
圧力の昇降に必要な流体流れについて、調節誤差
に比例する数値を選択する。換言すれば、大きな
調節誤差が調節誤差の大きさに比例する場合は、
操作機構が調節機構を駆動する。
この方法を実施するため、調節装置には、調節
誤差が大きい場合に既述の粗弁別信号を発生する
窓形弁別器を設けるのが好ましい。この場合、更
に、流体圧駆動機構における流体の供給および排
出を行うため、それぞれ、電気的にトリガ可能な
粗流体供給弁および粗流体排出弁を設ける。この
場合、各粗バルブの制御入力は、それぞれ、粗弁
別信号出力に接続する。この場合、粗バルブは、
調節誤差に比例してバルブの流通断面積を制御で
きるよう、設計する。この場合、精密バルブ装
置、即ち、流体圧駆動機構に微小な圧力変動を与
えるために設けた流体供給/排出装置は、その有
効流通断面積を本質的に2つの別個の数値の間で
切換え得るよう、設計する。調節誤差の比例調節
または修正方式と、調節誤差を2つの数値の何れ
かに修正する方式とを組合せたことによつて、実
際の調節条件、特に、製粉設備について最適な調
節を行うことができる。かくして、この調節系
を、任意の大きさの調節誤差を有する制御量の調
節に使用できる。調節誤差が大きい場合は、調節
器または弁別器から粗バルブに調節命令を与え、
操作機構によつて調節機構を小さい誤差範囲に迅
速に移動させる。上記範囲に達したならば、粗バ
ルブを閉じ、操作機構(本事例では、流体圧駆動
機構)に微小な圧力変動を与える。これに反し
て、調節に際して粗バルブのみを使用した場合
は、調節回路のゆらぎが避けられず、従つて、良
好な配量を行うと云う目的は達成されない。
調節誤差を1つの粗範囲と1つの精密範囲とに
分割する弁別器(好ましくは、フルイデイクス弁
別器)を2点調節器に設けることは、1972年3月
23日の***公告第1763152号(Messerschmitt社)
から公知である。しかしながら、この公知の2点
調節器は、基本的に、全範囲にわたつて同一の方
式で調節を行うものであり、特に、如何なる範囲
においても、調節系に対する微小な圧力変動の導
入は行わない。更に、流体圧駆動機構は設けてな
い。更に、この公知の教示は、出現する各調節誤
差をほぼ最適に且つ迅速にゼロにもどし得る、で
きる限り低廉な2点調節器を創生することを目的
とし、調節誤差が小さい場合に特に、延長時間を
導入することは目的としない。この目的の達成の
ため、弁別器の段階巾は、特殊な数学的関数を満
足し、操作命令または操作量の反転が行われる一
定の切換範囲を有するよう、選択してある。
本発明の別の好ましい実施例では、操作機構に
微小圧力変動を与えるために設けた装置と粗バル
ブとを並列に接続して、操作機構において絶え
ず、即ち、粗範囲でも、少量の流体流れの供給ま
たは排出を行う場合は、粗範囲において上記双方
の装置を相互に補完させる。
粗バルブについて最大流通断面積を設定できる
よう、流体圧駆動機構と調節弁との間には、調節
自在な粗チヨークを設けるのが好ましい。
流体の流路に設けた精密チヨークは、同様の目
的に役立つ。この場合、このチヨークによつて、
微小な流体流れの双方の別個の数値の少くとも1
つを任意に選択できる。
本発明は、更に、穀物製粉設備において流下す
る穀物流れおよびまたは供給水の配量を連続的に
調節するために請求の方法を適用することを含
む。
添付の図面に示した実施例を参照して以下に本
発明を詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の第1実施例の本質的部分の
略図、第2図は、別の実施例の略図、第3図,第
3A図,第3B図は、流体圧駆動機構の圧力およ
び調節誤差を説明するためのグラフ図、第4図お
よび第5図は、第2図を参照して説明した調節方
式の適用例を示す図、第6図は、調節回路の部分
(作動電子ユニツト)の回路図、第7図は、水の
配量を調節するための別の実施例の図、第8図
は、穀物および水の配量を同時に調節するための
実施例の図である。
発明を実施するための最良の形態 図面において、(本発明の意味において)機能
的に同一の部材には同一の参照記号を附した。各
実施例において上記部材を修正した場合は、当該
の合照記号にダツシユ(′)を附して区別した。
更に、第1〜6図において、直線は、電気的情報
信号の線路を表わし、波線は、空気圧的情報信号
の線路を表わし、2重波線は、空気圧式パワー信
号の線路を表わす。
第1図に、本発明に係る調節回路の実施例の本
質的部分を模式的に示した。同図において、比較
器および調節器は、簡単化のため、比較器/調節
器ユニツト1にまとめてある。通常は、操作機構
または操作電動機と、操作機構によつて作動され
る調節機構(例えば、ダンパ)とを含む操作素子
のうち、操作機構5のみを示した。操作機構は、
本発明の枠内において、流体圧駆動機構または空
気圧負荷Vとして構成してある。この場合、空気
圧負荷の空気消費量は、極く少量である。実際値
は、通常、調節回路の後ろの別個の実際値センサ
で測定するが、第1図では、簡単化のため、負荷
Vから実際値信号“Ist”を引出した。
比較器/調節器ユニツト1は、電気的または電
子的に作動する。従つて、正確に云えば、電気的
目標値信号および電気的実際値信号は、それぞ
れ、目標値設定装置(図示してない)および空電
変換器2からユニツトの比較部に供給される。図
示の実施例では、目標値信号および実際値信号
は、直流電圧の形であり、0〜10Vの範囲の数値
を取り得る。実際値と目標値との差(以下、調節
誤差と呼ぶ)に対応して、調節器は、線路15お
よび電磁コイル3^を介して精密電磁弁3をトリ
ガする。この場合、精密バルブ3は、無電流状態
では閉じられ、電磁コイル3^が励磁されると開
く二方弁として構成してある。この弁は、空気圧
源線路4と空気圧精密伝送路24とを接続する。
空気圧精密伝送路24は、直接、流体圧駆動機構
5に接続してある。従つて、精密バルブ3によつ
て、駆動機構5に対する空気圧の供給を制御でき
る。従つて、上記バルブ3は、駆動機構5の制御
入力と解することができる。精密バルブ3と駆動
機構5との間には、流通断面積が調節自在な精密
排出チヨーク6が設けてある。
上記要素、即ち、精密バルブ3,精密伝送路2
4および精密排出チヨーク6における語句“精
密”は、上記要素を介して移送される空気量また
は伝送される圧力値が、極めて小さいことを意味
する。
図示の実施例では、精密排出チヨーク6を介し
て少量の空気が絶えず排出することが肝要であ
る。しかしながら、精密排出チヨーク6から排出
する空気量は、精密バルブ3を介して供給できる
空気量よりも少ない。精密排出チヨーク6および
精密バルブ3は、調節機構に作用する駆動機構5
の駆動方向または上記駆動機構の圧力を絶えず変
更するのに役立つ。
上述の精密二方弁3および精密排出チヨーク6
を組合せて使用する代わりに、精密三方弁を選択
することもできる。この三方弁は、流動状態が対
称であり、調節系に普遍的に使用できると云う利
点を有する。
第1図に示した調節回路部分の作動態様を以下
に説明する。比較器/調節器ユニツトは、調節誤
差が第1閾値+UF(第6図参照)に達するまで、
電磁コイル3^を励磁して精密バルブ3を開放状
態に保持する。この閾値は、別の上限値UAと下
限値UEによつて形成される小さい調節誤差範囲、
即ち、調節誤差がほぼゼロの第1範囲内にある。
調節誤差が第1閾値UFに達すると、精密バルブ
3が閉じられる。しかしながら、精密排出チヨー
ク6は、相かわらず、開放状態に保持されるの
で、調節誤差が所定の第2閾値−UFに達するま
で、実際値は目標値よりも小さくなる。上記閾値
に達すると、電磁コイル3^が、再び、比較器/
調節器ユニツト1によつて励磁される。このプロ
セスは、常に反覆する。
実際にはあり得ないことだが、外乱量がない場
合は、第1,第2閾値+UF,−UFの間の間隔なら
びに精密バルブ3および精密排出チヨーク6によ
つて本質的に決まる周波数を有する微小な圧力振
動が、駆動機構5に印加される。実際には、実際
値信号を絶えず変化する(大きさおよび方向が未
知の)外乱量が存在するので、上述の微小圧力振
動は、“変形されて”、(純粋な)圧力振動とは異
なり周波数および振幅が一定でない微小な圧力変
動となる。第3図を参照してこの種の調節方式の
利点を詳細に説明する。
第2図に、第1図を参照して説明した制御量調
節方式の別の実施例を示した。第2図の実施例と
第1図の実施例との本質的差異は、粗供給弁1
4,粗排出弁17および窓形弁別器10が設けて
ある点である。上記要素によつて、更に、より大
きい調節誤差も良好に克服できる。窓形弁別器1
0は、3つの調節誤差範囲、即ち、既述の小さい
第1調節誤差範囲(以下、“精密範囲”と呼ぶ)、
それぞれ調節誤差が精密範囲外にある第2,第3
範囲(以下、“粗範囲”と呼ぶ)を識別するよう、
構成してある。双方の粗範囲は、精密範囲の両側
に隣接し、下限値すなわち第3閾値UE、上限値
すなわち第4閾値UAによつて精密範囲に対して
分離される。
この実施例においても、任意の装置例えば、コ
ンピユータによつて、あるいは、直接に操作装置
11によつて、目標値を定めることができる。図
示の実施例では、操作装置11は、直接、比較
器/調節器ユニツト1′に結合してある。比較
器/調節器ユニツト1′は、空電変換器2′から実
際値の供給を受ける。
第2(粗)範囲には、駆動機構5′または負荷
V′に短時間で多量の空気を供給しなければなら
ないような調節誤差が存在する。このため、窓形
弁別器10は、線路13を介して、粗供給弁14
の電磁コイル14^を励磁する。かくして、粗供
給弁14が開放されて、比較的多量の空気が、空
気圧源線路4′および粗供給/排出線路23を介
して、駆動機構5′に供給される。図示の実施例
では、精密バルブ3′の電磁コイル3^は、線路
15′を介して励磁信号の供給を受けるので、同
時に、少量の高圧空気流れが駆動機構5′に供給
される。
さて、調節誤差が、第2(粗)範囲から精密範
囲への移行のために定めた第3閾値UEに達する
と、二方弁として構成した粗供給弁14が閉じら
れる。粗供給弁14が閉じた場合、作動するのは
精密バルブ3′だけとなる。精密バルブ3′は、三
方弁として構成してあり、調節誤差が精密範囲内
の第1閾値+UFに達すると、流体の流れ方向が
反転されるよう、即ち、駆動機構5′から少量の
高圧空気が排出されるよう、配置してある。調節
誤差が第2閾値−UFに達すると、流体の流れ方
向が再び反転される。精密伝送路24′には、更
に、精密伝送路24′の有効流通断面積を変更で
きる調節自在な精密チヨーク20が設けてある。
一方、調節誤差が第3(粗)範囲にあり、従つ
て、駆動機構5′から多量の空気を迅速に排出し
なければならない場合は、線路18を介して粗排
出弁17の電磁コイル17^を励磁する。かくし
て、調節誤差が、上記粗範囲から精密範囲への移
動のために定めた第4閾値UAに達するまで、負
荷または駆動機構5′の圧力が急速に低下する。
実際には、3つの弁別範囲を調節できるよう窓
形弁別器10を設計するのが有利である。更に、
駆動機構5′とバルブ(チヨーク20も含む)と
の間に、粗バルブ14,17を通る相流れの流通
断面積を変更できる調節自在な粗チヨーク21を
設ければ、有利である。
図示の実施例では、粗供給弁14と精密バルブ
3′とは、並列に設けてある。従つて、双方の弁
は、駆動機構5′に空気を供給するため、同時に
開放され、加算的に作用する。粗排出弁17も、
精密バルブ3′に並列に設けてある。従つて、上
記双方の弁は、負荷5′から空気を排出するため、
同時にトリガされ、加算的に作用する。
第3図に、第2図の調節装置について、負荷
V′または駆動機構5′の圧力Pを時間tに対して
プロツトしたグラフを示した。同図において、簡
単化のため、まず、調節操作を損う、即ち、実際
値を変化する外乱量が存在せず、調節装置は、流
体の流れ方向の変化に遅延なく応答すると仮定す
る。さて、時点t=0において調節装置を始動す
る。負荷V′または駆動機構5′には高圧空気が存
在しないので、大きな調節誤差XWが生ずると直
ちに、粗供給弁14が、トリガ、即ち、開放され
る。短い時間(例えば、1秒)が経過すると、調
節誤差が、最下部の第3閾値UEに達し、圧力が、
所定値に上昇する。かくして、調節誤差は、少な
くなり、精密範囲に達し、粗供給弁14が、再び
閉じられる。図示の実施例では粗供給弁14と同
時に開放される精密弁3′のみが作用する。さて、
調節誤差が、第1閾値+UFに達し、圧力が、数
値A0(上限)に上昇すると(時点T1),精密バル
ブ3′が直ちに切換えられる。この実施例では、
精密バルブ3′は三方弁であるので、この切換に
よつて、バルブの空気排出カナルが開放される。
従つて、空気が、再び、負荷V′から流出する。
駆動機構5′の圧力が下部圧力点AUに達し、調節
誤差が精密範囲内の第2閾値−UFに達すると、
精密バルブ3′が、再び切換えられ、開放される。
この切換操作は、調節誤差XWが精密範囲内に、
即ち、第3,第4閾値UE,UA′の間にある限り、
反覆される。
以後の時点に(例えば、時点T2)、新しい目標
値が入力される。この新しい目標値は、明らか
に、前の目標値よりも小さい。従つて、調節誤差
は、第4閾値UAよりも大きくなり、即ち、第3
(粗)範囲に達し、その結果、窓形弁別器10が、
粗排出弁17をトリガして開放する。従つて、駆
動機構5′の圧力は、調節誤差が第4閾値UAを越
えて再び精密範囲に達するまで、急速に低下す
る。上記閾値を越えると、粗排出弁17が閉じら
れる。一方、精密バルブ3′は、駆動機構5′から
少量の空気を排出するため、開放状態にとどま
る。圧力は、更に、数値BUまで低下する。即ち、
冒頭に述べた前提のもとで、調節誤差は、漸次的
に小さくなり、ゼロに達し、最終的に、第2閾値
−UFまで減少する。時点T3に圧力点BUまたは第
2閾値−UFに達すると、精密バルブ3′は再び上
部圧力点B0に達するまで、再び開放されて空気
を供給する。かくして、新しい圧力点Bの近傍に
おける微小圧力振動サイクルが始まる。調節誤差
が精密範囲内にある場合は、精密バルブ3′のみ
が作動状態にとどまり、上記の圧力変動を誘起す
る。外乱のない調節系を仮定した場合に現れるこ
の微小振動には、基本的に、周波数を割付けるこ
とができる。この周波数は、第1,第2閾値+
U,−UFの間の間隔,精密バルブ3′の有効流通
断面積および(例えば、大きなダイヤフラムまた
は空気圧ピストンを摺動せしめる)負荷の種類
(特に、その作動空気チヤンバの容積,その作動
ダイヤフラムまたはピストンの径)に依存する。
実際には、調節系,特に、流体圧駆動機構とし
て構成した操作機構を有する調節系は、操作量の
変化(この実施例では、線路15を介して精密バ
ルブ3′に供給される制御信号の変化)に層延な
く応答する訳ではない。従つて、駆動機構5′に
おける圧力変化の方向、特に、調節誤差の変化方
向は、精密バルブ3′の切換時、即ち、第1閾値
+UEまたは第2閾値−UFに達した際、急激に反
転される訳ではない。ある程度の“過振動”が予
想される。この状態では、圧力変化および調節誤
差変化の反転点AO,BOは、第1閾値+UFよりも
上にあり、反転点AU,BUは、第2閾値−UFより
も下にある(第3図)。これを第3A図において、
考慮した。
更に、実際には、常に、外乱量が調節プロセス
に作用すると云う状態から出発しなければならな
い(さもない場合は、調節は不要と云うことにな
る)。従つて、実際値には(従つて、調節誤差に
も)、精密バルブ3′(または精密排出チヨーク6
も含めて精密バルブ3)を通る既述の少量の流体
流れまたは駆動機構5′(または5)にかくして
誘起される圧力変化が作用するのみならず、外乱
量も作用する。経時変化、特に、妨害量の数,大
きさおよび方向は、予見できず、一般に、確率関
数であるので、以上で考察した調節誤差曲線は、
実際に、狭義の周期性および一定振幅を示さず、
隣接のゼロ通過点の間の一定間隔および一定尖頭
値も示さない。即ち、上記特性の推移は、定め得
ない。従つて、平均周期または平均周波数および
平均振幅を取り上げなければならない。しかしな
がら、以下では、上記表現の代わりに、表現“平
均変動頻度”および“平均尖頭値”を使用する。
例えば、精密範囲における調節誤差XWの真の曲
線は、第3B図の推移を示す。駆動機構における
圧力推移も同様である。
実際には、市販の窓形弁別器を精密に調節すれ
ば、精密範囲にある第1,第2閾値+UF,−UF
間隔に関して最良の結果が得られると云うこと
が、実験から判つた。更に、ダイヤフラム面の径
と密密バルブの開口径(例えば1mm)との最適比
は、50:1〜300:1の範囲にあると云うことが
判つた。
窓形弁別器10は、極めて狭い範囲内(精密範
囲内)で目標値と実際値とを比較して、精密バル
ブ3′を高頻度で(例えば、1/10秒毎に)切換
える。従つて、切換サイクルは、比較的大きい平
均変動頻度(例えば、5回/秒)を有する。上述
の説明から、調節系には、更に正確に云えば、駆
動機構5,5′には、精密範囲において、圧力変
動が誘起されると云うことが判る。この種の変動
は、擾乱とはならず、逆に、高感度の極めて正確
な調節に役立つと云うことが、実験から判つた。
即ち、駆動機構に微小圧力変動を導入することに
よつて、調節誤差を比較的早期に検知または走査
して調節することができる。従つて、微小圧力変
動にもとづき、調節回路のゆらぎが起きることは
ない。
第4図および第5図に、第2図を参照して説明
した調節方式の適用例を示した。
上図において、アナログコンピユータ30は、
操作装置11″に所望の目標出力(例えば、24t/
秒)を与える。アナログコンピユータ30は、操
作装置11″を介して絶えず実際値の供給を受け
る。この実際値および数量パルス(例えば10Kg当
り1パルス)は、チヤージの全量また別の単位を
形成するため、アナログコンピユータ30におい
て加される。
操作装置11″は、直接、作動電子ユニツト3
2に接続してある。双方の装置は、直接にまたは
長さ100m以下の情報線路を介して接続できる。
アナログコンピユータ30が設けてない場合は、
操作装置11″に、必要なすべての操作素子およ
び表示素子(手動運転用素子も含む)を設ける。
操作素子11″は、基本的に、コンピユータ運転
から手動運転へ、あるいは、手動運転からコンピ
ユータ運転へ切換えることができる。
作動電子ユニツト32は、本質的に、比較器/
調節器ユニツト1″を含み、制御装置Sを構成す
るため、電空変換器35を組込むことができる。
空気変換器35は、既述のバルブ14,3′,1
7およびチヨーク20,21を含む。電空変換器
35の出力は、操作機構5″としての空気圧ダイ
ヤフラム駆動機構と操作機構40としてのダンパ
とを含む操作素子34を制御する。操作素子34
には、配量部33を組込むことができる。配量部
33は、第5図に、穀物タンク38の排出部(排
出口39も含む)として示してある。ダンパ40
は、排出口39の断面を制御する。
自由落下する穀物流れは、ダンパ40の直後に
おいて、邪魔板42によつて方向変更される。こ
の際に邪魔板42に作用する力は、力検知器とし
て構成した実際値センサ2″によつて対応する電
気的実際値信号に変換され、作動電子ユニツト3
2の増幅器36で増幅される。増幅された実際値
信号は、比較器/調節器ユニツト1″および操作
装置11″に供給される。
第5図の実施例では、調節回路を穀物配量調節
に使用している。調節回路を水の配量に使用する
こともできる。
第6図に、作動電子ユニツト32の実施例の回
路図を示した。この場合(通常)、作動電子ユニ
ツト32の電源は、24Vの直流電圧である。図示
の実施例では、まず、目標周波数の形の目標値を
作動電子ユニツト32に供給し、周波数/電圧変
換器50で目標値電圧に変換する。目標値電圧
は、0〜10Vの範囲にある。目標値がゼロから所
定電圧値に飛躍した場合、ゼロスタータ51が、
スタート信号を発生する。このスタート信号は、
所定時間にわたつて、線路52を介して精密バル
ブ3,粗供給弁14″および粗排出弁17の
出力をロツクする。同時に、ゼロ点検知器53お
よび自動ゼロ点設定装置54によつてゼロ点調整
が行われる。この場合、増幅器36(第5図)ま
たは前置増幅器36″および後置の補足増幅器3
6(第6図)によつて(無負荷状態の)力セン
サ2″(第5図)の瞬間的風袋重量を求める。か
くして求めた瞬間的風袋重量は、対応する電気信
号として、ゼロ点検知器53を介して自動ゼロ点
設定装置54に記憶する。ゼロ点調整(例えば、
1〜2秒後)、バルブのロツクを解除する。かく
して、調節回路は、本来の調節機能を果し得る状
態となる。
次いで、比較器/調節器ユニツト1″の比較部
において所与の目標値を(負荷状態の)力検知器
または実際値センサ2″で測定した実際値と比較
する。更に、加算点57を設けてある。実際値と
目標値との差、即ち、調節誤差は、想形弁別器1
0に供給する。調節開始時には調節誤差が大き
いので、上記弁別器は、粗供給弁14を開放す
る第2粗弁別信号Zを発生する。この粗弁別信号
Zにもとづき、ダイヤフラム5″およびダイヤフ
ラム5″によつて制御されるダンパ40(第5図)
が、排出口39を完全に解放する。
調節誤差が、第3閾値UE′,即ち、粗範囲と精
密範囲との間の境界に達すると、第2閾値スイツ
チ58が、粗供給弁14を閉じる粗弁別信号Z
を発生する。かくして、既述の如く、精密範囲内
の調節が始まる。窓形弁別器10には、更に、
第1閾値スイツチ59が設けてある。このスイツ
チは、精密バルブ3′に第1精密弁別信号Yを供
給する。この精密弁別信号Yは、調節誤差が第1
閾値+UFまたは第2閾値−UFに達すると、変化
して、精密バルブ3′を切換える。
さて、第1目標値よりも明らかに小さい新しい
目標値が設定されと、第3閾値スイツチ60が作
動し、第3粗弁別信号Xにもとづき、粗供給弁1
7が開放されるか、排出口39がダンパ40で
迅速に閉じられる。
上述の説明から明らかな如く、第2,第3閾値
スイツチ58,60の閾値UE,UAは、加算点5
7における比較的大きい調節誤差に対応する。第
6図の第2,第3閾値スイツチ58,60に、そ
れぞれ粗弁別信号Z,Yの切換を行う電圧閾値
UE,UA′を象微的に示した。即ち、調節誤差が電
圧UEよりも大きい数値または電圧UAよりも小さ
い数値を取ると、粗排出弁17または粗供給弁
14がトリガされて、空気の排出または供給が
行われる。これに反して、調節誤差が、電圧UE
と電圧UAとの間の電圧値を取つた場合は、双方
の粗バルブ14,17が閉じられ、精密バル
ブ3′が、精密弁別信号Yによつて継続的に切換
えられ、かくして、駆動機構5″に微小圧力変動
が誘起される。
粗範囲および精密範囲における調節特性は、そ
れぞれ、閾値または対応する切換点の平衡によつ
て決まる。
切換点,即ち、調節誤差の第3,第4閾値電圧
UE,UAは、ポテンシヨメータ61によつて設定
でき、第1,第2閾値電圧+UF,−UFは、ポテン
シヨメータ62によつて設定できる。
調節装置が精密範囲において作動した場合、即
ち、調節誤差がUEとUAとの間にある場合は、運
転信号が形成される。更に、線路63の信号と線
路64の信号とを結合するAND素子が設けてあ
る。上記運転信号は、操作装置11″、コンピユ
ータ30またはランプ65によつて可視化でき
る。
更に、電圧/周波数変換器66によつて、実際
値信号の電圧値を対応する周波数値に変換する
(第6図)。この周波数信号は、線路67を介し
て、数量パルスを表示するのにまたは所望の時間
の生産能を求めるのに利用できる。
第7図に、水量調節のための別の実施例を示し
た。図示の実施例では、水は、管路70を介して
給水源から取出し、管路71を介して消費され
る。調節の詳細は、先行実施例と同様であるの
で、説明しない。
制御装置またはコンピユータ30′′′′によつて
調節装置をオンする。かくして、コンプレツサ7
3がオンされ、電圧空気がタンク74に送られ
る。タンク74は、給水管路4′′′′を介して電空
変換器35′′′′に接続してある。この変換器は、
管路83を介して駆動機構5′′′′を制御する。
タンク74と制御装置S′′′′との間には、空気
フイルタ76が設けてある。制御装置S′′′′には、
比較器/調節器ユニツト1″および既述の電空変
換器35′′′′が設けてある。電空変換器35′′′
′は、
電気/空気圧式弁3′,14′,17′を含んでい
る。
第7図の実施例には、更に、例えば、調節回路
が故障した場合または保守作業を行う場合に、調
節回路と給水制御機構とを切離す装置が設けてあ
り、手動運転を行うために、管路77の空気流れ
を制御する電気/空気圧式弁78が設けてある。
電気/空気圧式弁78をトリガすれば、給水ゲー
ト79開放される。手動運転の場合、給水管81
において水量を読取ることができる。 通常の調
節運転の場合は、電気/空気圧式弁78を制御し
て、給水ゲート79を閉じる。この場合、水の流
量は、水量計測器として構成した実際値センサ2
′′′′によつて読取る。調節運転の場合、線路82
を介して制御装置S′′′′または比較器/調節器ユ
ニツト1″に水量の目標値を与える。かくして、比
較器/調節器ユニツト1″は、電空変換ユニツト3
5′′′′を制御する。駆動機構5′′′′のダイヤフ
ラム
の径は、比較的大きいので(例えば、10〜14cm)、
調節機構40″(この実施例では、調節コツク)
を作動するには大きな力が必要であ。第5図のダ
ンパ40に機能的に対応する調節コツク40″の
直後には、水量計測器80が設けてある。水量計
測器80は、対応する電子ユニツトによつて、
(瞬間的)実際値に対応する信号を発生する。こ
の実際値は、比較器/調節器ユニツト1″におい
て目標値と比較する。次いで、既述の如く、得ら
れた調節誤差から弁別信号または調節信号を誘導
する。更に、実際値は、コンピユータにおいて、
単位時間当りの水量を求めるための運転値として
利用できる。
第5図および第7図の実施例を組合せて構成し
た穀物湿潤化装置を第8図に示した。この場合、
内容の詳細は、第5図および第7図を参照して行
なつた説明に述べてある。双方の系,即ち、穀物
配量系および配水系が、正確に且つゆらぎなく作
動すれば、連続的な穀物流れに対する水の配量
は、対応して正確に且つ変動なく行うことができ
る。双方の系を第8図に示した如く結合すれば、
製粉工業において以前から未解決であつた問題を
完全に解決できる。この場合、本発明に係る2つ
の調節装置の共働作用によつて、エレガンスな解
決法が得られる。
強力な連続式迅速湿潤化装置90によつても、
連続的に正確に配量した穀物流れに液体を連続的
に正確に配量できる。
この特に有利な解決法では、穀物流量の連続的
測定および調節と、穀物に加える液体流量の連続
的測定および調節を行う。上記双方の成分(即
ち、穀物および液体)の強力で綿密な混合は、強
力湿潤化装置90において行われる。双方の調節
装置の関連づけは、コンピユータ30′′′′において
行う。
この場合、穀物の初期水分は、水分測定路91
(破線で示した)において測定できる。コンピユ
ータ30′′′′は、温度tから、タツピング重量に
比例す係数γを求め、電気的容量値Cxから、穀
物の相対湿度を求め、所与の目標水分と比較す
る。コンピユータ30′′′′において、上記データお
よび実際値センサ2″で測定した流量信号Gt/h
から、添加すべき水量の目標値Qを計算し、作動
電子ユニツト32′′′′に送る。液量実際値センサ
2′′′′は、供給された水量の実際値を測定する。
次いで、作動電子ユニツト32′′′′において、目
標値と実際値とを比較する。次いで、得られた調
節誤差にもとづき、調節信号を駆動機構S′′′′に
供給し、上記駆動機構によつて、給水弁(例え
ば、ゲート)として構成した調節機構40′′′′を
制御する。
別の方法として、測定路91の代わりに、サイ
ロまたは隔離セルを使用できる。この場合、水分
を所望の如く増加できる。
JP58501040A 1982-03-16 1983-03-16 流動性材料の流量を調節するため制御量を制御する方法および装置 Granted JPS59500491A (ja)

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DE19823209494 DE3209494C1 (de) 1982-03-16 1982-03-16 Verfahren und Anordnung zur Regelung einer Regelgröße
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EP83102532.5 1983-03-15
EP83102532A EP0089058B1 (de) 1982-03-16 1983-03-15 Verfahren und Anordnung zur Regelung einer Regelgrösse sowie Anwendung des Verfahrens
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