JPH06346901A - 電空変換器 - Google Patents

電空変換器

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Publication number
JPH06346901A
JPH06346901A JP23312293A JP23312293A JPH06346901A JP H06346901 A JPH06346901 A JP H06346901A JP 23312293 A JP23312293 A JP 23312293A JP 23312293 A JP23312293 A JP 23312293A JP H06346901 A JPH06346901 A JP H06346901A
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JP
Japan
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signal
peak value
diagnostic
value
input
Prior art date
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Pending
Application number
JP23312293A
Other languages
English (en)
Inventor
Atsushi Kimura
惇 木村
Masaaki Yamaguchi
正明 山口
Hiroshi Hayashi
寛 林
Minoru Midorikawa
稔 翠川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 稼働状態で故障診断と共に空気圧信号が所定
値の範囲にあるか否かの判定ができるように改良された
電空変換器を提供するにある。 【構成】 第1に、先の空気圧信号に一定振幅の変化を
与える第1診断信号を発生させる第1診断信号発生手段
と、この第1診断信号の印加時間において先の帰還信号
を検出してそのピーク値を検出するピーク値検出手段
と、このピーク値が正常か否かを比較演算する比較演算
手段とを具備するようにする。第2に、先の電流信号が
入力されこの電流信号に基づいて所定値の空気圧信号に
なるように平均値を一定に保持して振幅値が設定された
第2診断信号を発生させる第2診断信号発生手段と、こ
の第2診断信号の印加時間において先の帰還信号を検出
してそのピーク値を検出するピーク値検出手段と、この
ピーク値が先の所定値に対応する値の中にあるか否かを
比較演算する比較演算手段とを具備するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、出力の空気圧信号に対
応する帰還信号と入力される電流信号に対応する入力信
号とが一致するように空気圧信号を出力する電空変換器
に係り、特に、稼働状態で故障診断と共に空気圧信号が
所定値の範囲にあるか否かの判定ができるように改良さ
れた電空変換器に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は従来の電空変換器の構成を示す構
成図である。この電空変換器10は入力装置11、演算
増幅器12、電気/空気変換器13、圧力検出器14、
演算器15などから構成されている。
【0003】入力装置11は、2本の伝送線を介して例
えば調節計などから4〜20mAなどの統一された電流
信号Iiが供給され、この電流信号Iiのベース電流であ
る4mAを用いて回路電源を作ると共に0〜16mAの
電流に対応する入力信号Viを出力する。
【0004】演算増幅器12は、入力された入力信号V
iと帰還信号Vfとの偏差を演算して電気/空気変換器1
3に偏差電圧VDを出力する。電気/空気変換器13に
は給気圧PSが印加されており、電気/空気変換器13
は給気圧PSを用いて偏差電圧VDに比例する空気圧信号
Oに変換する。
【0005】圧力検出器14は、例えば半導体圧力セン
サなどで構成されており、この半導体圧力センサを用い
てこの空気圧信号POに比例する電気信号VPに変換す
る。電気信号VPは演算器15によりゼロ点或いはスパ
ンなどが調節される演算がなされて帰還信号Vfとして
演算増幅器12に帰還される。
【0006】以上の構成において、電空変換器10は、
給気圧PSの供給を受けながら、電流信号Iiが入力され
てこれにより回路電源を賄うと共にこの電流信号Ii
対応する空気圧信号POに変換される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような電空変換器10は、正常に動作しているか否かを
診断するには電流信号Iiを印加しこれに対して出力さ
れる空気圧信号POを測定することにより行なってい
る。
【0008】したがって、電空変換器10が正常か否か
を診断するには、制御プロセス全体を停止して診断を行
うか、電空変換器10を制御プロセスのループから取外
して診断しなければならず、稼働状態では診断が出来な
いという問題がある。
【0009】さらに、図4に示す電空変換器は、稼働状
態で正常か否かの診断ができない上に、稼働状態で例え
ば0%、或いは100%などの点で空気圧信号が正確に
出力されているか否かの検査をもすることができない。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の課題を
解決するための主な構成として、 (A)第1に、出力の空気圧信号に対応する帰還信号と
入力される電流信号に対応する入力信号とが一致するよ
うに先の空気圧信号を出力する電空変換器において、先
の空気圧信号に一定振幅の変化を与える第1診断信号を
発生させる第1診断信号発生手段と、この第1診断信号
を印加する印加時間を設定する時間設定手段と、先の印
加時間において先の帰還信号を検出してそのピーク値を
検出するピーク値検出手段と、このピーク値が正常か否
かを比較演算する比較演算手段とを具備するようにす
る。
【0011】(B)第2に、先の前提において、先の電
流信号が入力されこの電流信号に基づいて所定値の空気
圧信号になるように平均値を一定に保持して振幅値が設
定された第2診断信号を発生させる第2診断信号発生手
段と、この第2診断信号を印加する印加時間を設定する
時間設定手段と、先の印加時間において先の帰還信号を
検出してそのピーク値を検出するピーク値検出手段と、
このピーク値が先の所定値に対応する値の中にあるか否
かを比較演算する比較演算手段とを具備するようにす
る。
【0012】
【作 用】 (A)第1に、電流信号が入力され対応する空気圧信号
が出力されている状態で、第1診断信号発生手段は、こ
の空気圧信号に一定振幅の変化を与える第1診断信号を
発生させる。時間設定手段は、この第1診断信号を印加
する印加時間を設定する。
【0013】そして、ピーク値検出手段は先の印加時間
において出力の空気圧信号に対応する帰還信号を検出し
てそのピーク値を検出し、比較演算手段はこのピーク値
が正常か否かを比較演算する。
【0014】(B)第2に、電流信号が入力され対応す
る空気圧信号が出力されている状態で、第2診断信号発
生手段は先の電流信号が入力されこの電流信号に基づい
て所定値の空気圧信号になるように平均値を一定に保持
して振幅値が設定された第2診断信号を発生させる。
【0015】時間設定手段はこの第2診断信号を印加す
る印加時間を設定する。そしてピーク値検出手段は先の
印加時間において先の帰還信号を検出してそのピーク値
を検出する。さらに、比較演算手段はこのピーク値が先
の所定値に対応する値の中にあるか否かを比較演算す
る。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例について図を用いて説
明する。図1は本発明の1実施例の構成を示すブロック
図である。なお、図4に示す従来の電空変換器と同一の
機能を有する部分には同一の符号を付して適宜にその説
明を省略する。
【0017】電空変換器16は、電空変換部17と診断
部18とから構成されている。電空変換部17は図4に
示す電空変換器10に対応するものであるが、演算増幅
器12に対応する演算増幅器19には入力信号Viと帰
還信号Vfの他に診断信号VCが加算されている点で異な
っている。その他の点はほぼ同一の構成である。
【0018】診断部18は、診断信号発生器20、時間
設定器21、ピーク値検出器22、比較演算器23など
から構成されている。診断信号発生器20からは診断信
号V Cが出力されるが、この診断信号VCは時間設定器2
1から出力される診断時間信号VTで規定される印加時
間Tにより制御される。
【0019】ピーク値検出器22には診断時間信号VT
と帰還信号Vfが印加され、印加時間Tにおいてこの帰
還信号Vfの中に含まれる診断信号VCのピーク値を検出
しピーク信号VKとして出力する。比較演算器23に
は、ピーク信号VKが入力され、これが規定値にあるか
ないかを判断して、規定値にないときは警報信号AL
外部に出力する。
【0020】次に、図2に示す波形図を用いて図1に示
す実施例の動作を説明する。演算増幅器19には、図示
しない調節計などから伝送された電流信号Iiが入力装
置11により信号成分が抽出されて入力信号Vi(図2
(a))として入力される。
【0021】この他に、演算増幅器19には、時間設定
器21から出力された印加時間Tを有する診断時間信号
T(図2(b))により制御された診断信号VC(図2
(c))が入力されている。
【0022】さらに、演算増幅器19には、演算器15
から出力された帰還信号Vf(図2(d))が入力され
ているが、演算増幅器19はこれ等の入力信号Viと診
断信号VCとの和に対して帰還信号Vfを減算して偏差電
圧VDとして電気/空気変換器13に出力する。
【0023】電気/空気変換器13は偏差電圧VDに対
応する空気圧信号POとして出力するが、この空気圧信
号POは圧力検出器14で電気信号VPに変換され、演算
器15を介して帰還信号Vfとして演算増幅器19に帰
還される。
【0024】以上のようにして、最終的に、系が安定し
た状態では、電流信号Iiに比例した空気圧信号POとし
て出力される。ここで、ピーク値検出器22には図2
(d)に示す帰還信号Vfが入力されているが、ピーク
値検出器22はこの中に含まれる印加時間Tに対応する
診断信号VCのピーク値を検出しピーク信号VK(図2
(e))として出力する。
【0025】図2(e)に示す状態では、右側のピーク
信号VK1が左側のピーク信号VK2に対して小さく、ピー
ク信号VK1は予め決められた内蔵する正常値である所定
値より小さい値となっており、異常状態を示している。
したがって、この場合は比較演算器23から図2(f)
に示す警報信号ALを出力する。
【0026】なお、ピーク値検出器22には、入力信号
iと帰還信号Vfを入力し、これ等の差を演算した後、
ピーク検知をするようにしても良い。このような構成に
よるときは、入力の電流信号Iiに変動があるときに検
出誤差を小さくすることができる。
【0027】図3は本発明の第2の実施例の構成を示す
ブロック図である。なお、図1に示す構成要素と同様な
機能をもつ構成要素には同一の符号を付して適宜に説明
を省略する。
【0028】この構成は、故障診断のみだけではなく、
稼働状態で出力の空気圧信号P0が所定の値、例えば0
%、100%などの点で正常に出力されているか否かを
検査することができるように改良したものである。
【0029】このために、時間設定器21、ピーク値検
出器22、比較演算器23の他に診断信号発生器24が
設けられて診断部25が構成され、これと電空変換部1
7と結合して電空変換器26が構成されている。
【0030】診断信号発生器24は、入力装置11から
電流信号Iiに比例した弁開度信号Vvを受信し、この弁
開度信号Vvを基準として時間設定器21から出力され
る印加時間Tの範囲でパルス状に変化する診断信号VCS
の振幅値を設定する。
【0031】この振幅値は、例えばこの演算増幅器19
に入力信号Viと共に印加されたときに、空気圧信号P0
が0%になる値として設定される。ただし、この診断信
号VCSの平均値はゼロに選定され、空気圧信号P0に影
響を与えないようにしてある。
【0032】一方、ピーク値検出器22はこの診断信号
CSによる空気圧信号P0の変動値を、時間設定器21
から出力される印加時間Tの範囲で、圧力検出器14を
介してそのピーク値を検出し、これを比較演算器23で
規定値にあるか否かを判断し、規定値にないときは警報
信号ALを出力する。
【0033】また、今までの説明では、診断信号VC
演算増幅器19に加算する構成として説明したが、これ
に限られず、例えば帰還信号Vfに加算するように構成
しても良い。要は、圧力検出器14に圧力変動を与える
ことが出来れば、何処に診断信号VCを印加しても良
く、圧力検出器14に印加しても良い。
【0034】さらに、今までの説明では、診断信号VC
の振幅値を空気圧信号P0が0%になる点を規定値とし
て説明したが、これは0%以外に10%、50%、10
0%などに設定することもできる。
【0035】
【発明の効果】以上、実施例と共に具体的に説明したよ
うに本発明によれば、第1請求項によれば、電空変換器
の構成の一部に診断信号を印加し所定の個所でこの診断
信号を検出してそのピーク値を検出するようにしたの
で、オンラインの状態で電空変換器の重要な構成要素で
ある圧力検出器などの診断をすることができ、性能向上
と安定性確保に寄与することができる。
【0036】また、第2請求項によれば、稼働状態で空
気圧信号の0%、10%、50%、100%などの任意
の点で正確な出力がでているか否かを検査することがで
きるので、信頼性の高い電空変換器を実現することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例の構成を示すブロック図であ
る。
【図2】図1に示す実施例の動作を説明する波形図であ
る。
【図3】本発明の他の1実施例の構成を示すブロック図
である。
【図4】従来の電空変換器の構成を示すブロック図であ
る。
【符号の説明】
10、16、26 電空変換器 11 入力装置 12、19 演算増幅器 13 電気/空気変換器 14 圧力検出器 15 演算器 18、25 診断部 20、24 診断信号発生器 21 時間設定器 22 ピーク値検出器 23 比較演算器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 翠川 稔 東京都武蔵野市中町2丁目9番32号 横河 電機株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】出力の空気圧信号に対応する帰還信号と入
    力される電流信号に対応する入力信号とが一致するよう
    に前記空気圧信号を出力する電空変換器において、前記
    空気圧信号に一定振幅の変化を与える第1診断信号を発
    生させる第1診断信号発生手段と、この第1診断信号を
    印加する印加時間を設定する時間設定手段と、前記印加
    時間において前記帰還信号を検出してそのピーク値を検
    出するピーク値検出手段と、このピーク値が正常か否か
    を比較演算する比較演算手段とを具備する電空変換器。
  2. 【請求項2】出力の空気圧信号に対応する帰還信号と入
    力される電流信号に対応する入力信号とが一致するよう
    に前記空気圧信号を出力する電空変換器において、前記
    電流信号が入力されこの電流信号に基づいて所定値の空
    気圧信号になるように平均値を一定に保持して振幅値が
    設定された第2診断信号を発生させる第2診断信号発生
    手段と、この第2診断信号を印加する印加時間を設定す
    る時間設定手段と、前記印加時間において前記帰還信号
    を検出してそのピーク値を検出するピーク値検出手段
    と、このピーク値が前記所定値に対応する値の中にある
    か否かを比較演算する比較演算手段とを具備する電空変
    換器。
  3. 【請求項3】前記ピーク値検出手段は前記入力信号と前
    記帰還信号とが入力されこれ等の差に基づいて前記印加
    時間においてピーク値を検出するようにしたことを特徴
    とする請求項1又は請求項2に記載の電空変換器。
JP23312293A 1993-04-12 1993-09-20 電空変換器 Pending JPH06346901A (ja)

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JP23312293A JPH06346901A (ja) 1993-04-12 1993-09-20 電空変換器

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5-84334 1993-04-12
JP8433493 1993-04-12
JP23312293A JPH06346901A (ja) 1993-04-12 1993-09-20 電空変換器

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JP (1) JPH06346901A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011127698A (ja) * 2009-12-18 2011-06-30 Yokogawa Electric Corp 電空変換器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011127698A (ja) * 2009-12-18 2011-06-30 Yokogawa Electric Corp 電空変換器

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