JPH0836420A - 流量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 テーブル情報の誤差，弁の開度の経時的変化
やばらつき等が発生しても、的確に補正することができ
る流量制御装置 【構成】 ＣＰＵ１７が圧力センサ７，８からの検出圧
に基づきサーボ弁３に対する開度を選定するが、その
際、加算回路９は、実際に負荷側に流れる流量と目標流
量Ｆ１とに差がない場合には選定した開度でサーボ弁３
を制御し、また負荷側に流れる流量と目標流量Ｆ１とに
差がある場合には、その差を吸収するよう前記選定した
サーボ弁３の開度を補正し、補正した開度でサーボ弁３
を制御し、従って、誤差やばらつきに拘ることなく流量
制御を的確に行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は所望の流量が得られるよ
うに制御する流量制御装置に係り、特に、所望量の空気
やガスをガス燃焼炉内に規定量流入させるガスタービン
等の空気，燃料制御装置、或いは空気圧力を自動制御す
る圧力制御装置等に利用するのに好適な流量制御装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の流量制御装置の従来技術とし
て、特開昭５９−２２５４１１号公報に示される技術の
ものがある。この従来技術では、コントローラが流量設
定信号と移動パターン設定信号に基づきドライバを介し
デジタル弁を作動することによって流量を制御し、その
際、コントローラがデジタル弁の前後の差圧に応じ、該
デジタル弁の開度を補正することにより、流量を補正す
るように構成している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来技術
は、上述した如く、コントローラがデジタル弁の前後の
差圧に応じデジタル弁の開度を演算し補正するように構
成している。しかしながら、この制御構成は、コントロ
ーラのソフトウエハによるオープンループ制御のみであ
るため、制御指令信号が瞬時に出力され応答時間が短い
ものの、テーブル情報自体の誤差、デジタル弁の開度の
経時的変化やばらつき、さらにはその他の外乱等による
誤差を生じた場合、これを補正することについて配慮さ
れていない問題がある。

【０００４】本発明の目的は、上記従来技術の問題点に
鑑み、テーブル情報の誤差，弁の開度の経時的変化やば
らつき等が発生しても、的確に補正することができる流
量制御装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明では、配管を通る
流体の供給量を制御するサーボ弁と、流体の前記サーボ
弁より上流側及び下流側の圧力を夫々検出する検出器
と、夫々の検出器からの検出圧に基づきサーボ弁の開度
を制御する手段とを有する流量制御装置において、流体
の前記サーボ弁を通過した下流側の流量を計測する計測
手段と、夫々の検出器からの検出圧の差圧を求めると共
に、その差圧に応じサーボ弁の開度を選定する選定手段
と、測定手段によって計測された流量と目標流量との差
を求め、該求めた差と前記選定されたサーボ弁の開度と
に基づいてサーボ弁の開度を補正する補正手段とを有す
ることを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】本発明では、上述の如く、流体の前記サーボ弁
を通過した下流側の流量を計測する計測手段と、夫々の
検出器からの検出圧の差圧を求めると共に、その差圧に
応じサーボ弁の開度を選定する選定手段と、測定手段に
よって計測された流量と目標流量との差を求め、該求め
た差と前記選定されたサーボ弁の開度とに基づいてサー
ボ弁の開度を補正する補正手段とを有し、選定手段が双
方の圧力センサからの検出圧に基づいてサーボ弁に対す
る開度を選定するが、その際、補正手段は実際に負荷側
に流れる流量と目標流量とに差がある場合には、その差
を吸収するよう前記選定したサーボ弁の開度を補正し、
補正した開度でサーボ弁を制御することとなる。その結
果、予めメモリされた差圧とサーボ弁の開度との関係か
らなるテーブル情報自体に誤差があった場合は勿論の
他、サーボ弁の開度の経時的変化やばらつきがあって
も、それを吸収するようサーボ弁の開度を補正するの
で、上記誤差やばらつきに拘ることなくサーボ弁を制御
することができ、流量制御を的確に行うことができる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１及び図２により
説明する。図１は本発明による流量制御装置をガスター
ビン用空気流量制御装置に適用した一実施例を示す要部
の配管図である。図１に示す実施例の流量制御装置は、
配管１の一端に供給源２ａが接続されると共に、配管１
の他端に負荷２ｂが接続され、その配管１の途中位置に
サーボ弁３が設けられ、供給源２ａからの空気がサーボ
弁３を介し負荷２ｂ側に供給される。このサーボ弁３は
三方弁で構成され、その一方の弁４の開度を調節するこ
とにより、負荷２ｂ側に供給される空気量を調節するよ
うにしている。また、配管１においてサーボ弁３より上
流側及び下流側の位置には、内部を通る空気の圧力を検
出する圧力センサ７，８が設けられ、これら各圧力セン
サ７，８の出力部がＡ／Ｄ変換器１３，１６を介しＣＰ
Ｕ１７に接続されている。該ＣＰＵ１７は、圧力センサ
７がサーボ弁３より上流側の空気圧（Ｐ₁）を検出する
一方、圧力センサ８がサーボ弁３より下流側の空気圧
（Ｐ₂）を検出すると、その差圧Ｐ₃（＝Ｐ₁−Ｐ₂）を求
める。その際、ＣＰＵ１７には、予め差圧の大きさに基
づきサーボ弁３の開度情報がメモリされている。例え
ば、１０リットル／毎分の流量を得ようとした場合、双
方の検出センサ７，８による検出差圧が１ｋｇ／ｃｍ²
のときに、サーボ弁３の開度が５０％というようなデー
タがメモリされている。従って、ＣＰＵ１７は、前記求
めた差圧Ｐ₃に応じサーボ弁３の開度を選定するように
している。

【０００８】しかして、ＣＰＵ１７とサーボ弁３との間
にＤ／Ａ変換器１４，加算回路９が夫々接続され、ＣＰ
Ｕ１７が選定した開度信号１０をＤ／Ａ変換器１４を介
し後述する加算回路９に出力する。また、配管１におい
てサーボ弁３より下流側にはサーボ弁３を通過した空気
の流量を計測するフローメータ６が設けられ、サーボア
ンプ５の入力部に対し、該フローメータ６の出力部と、
ＣＰＵ１７に接続されたＤ／Ａ変換器１５の出力部１５
とが夫々接続されている。フローメータ６によって計測
された実際の計測信号１２と、目標流量Ｆ１となるＣＰ
Ｕ１７からの目標流量信号１１とがサーボアンプ５に入
力されると、サーボアンプ５は、実際の計測信号１２と
目標流量信号１１とを比較してその差を求め、求めた差
信号１８を、サーボアンプ５に接続された加算回路９に
出力する。

【０００９】そして、加算回路９は、ＣＰＵ１７からの
開度信号１０とサーボアンプ５からの差信号１８とを加
算し、その加算した値を信号としてサーボ弁３に出力す
ることにより、サーボ弁３に対する開度を補正するよう
にしている。即ち、ＣＰＵ１７が圧力センサ７，８から
の検出差圧によってサーボ弁３の開度を求め、開度信号
１０として加算回路９に出力するが、その際、フローメ
ータ６による実際の計測信号１２と目標流量信号１１と
に差が発生したとき、加算回路９は、その差信号１８
（ｅ２）とＣＰＵ１７で求めた開度信号１０（ｅ１）と
を加算した信号１９でサーボ弁３の開度を補正するよう
に構成している。従って、サーボ弁３より下流側を通過
する空気の流量を計測するフローメータ６と、該フロー
メータ６による計測信号１２と目標流量信号１１との差
を求めるサーボアンプ５と、ＣＰＵ１７からの開度信号
１０とサーボアンプ６からの差信号１８とに基づきサー
ボ弁３の開度を制御する加算回路９とを有して補正手段
を構成している。

【００１０】実施例の流量制御装置は、上記の如き構成
よりなるので、次にその動作について述べる。ＣＰＵ１
７に対し目標流量Ｆ１が指令されると、該ＣＰＵ１７
は、サーボ弁３より上流側及び下流側に設けられた圧力
センサ７，８の検出圧を、Ａ／Ｄ変換器１３を介して取
込み、両者の差圧Ｐ３（Ｐ１−Ｐ２）を求め、該求めた
差圧Ｐ３の大きさに応じた開度を選定し、該開度信号１
０をＡ／Ｄ変換器１４を介し加算回路９に出力する。一
方、フローメータ６がサーボ弁３を通過した空気の流量
を計測し、その計測信号１２と、ＣＰＵ１７によりＤ／
Ａ変換器１５を介し出力された目標流量信号１１とがサ
ーボアンプ５に出力されると、該サーボアンプ５は、そ
の差を求めると共に、該差信号１８を加算回路９に出力
する。加算回路９は、ＣＰＵ１７からの開度信号１０
と、サーボアンプ５からの差信号１８とを加算し、その
加算した信号１９によりサーボ弁３の開度を制御する。
即ち、ＣＰＵ１７が圧力センサ７，８からの検出圧に基
づいてサーボ弁３に対する開度を選定するが、その際、
加算回路９は、実際に負荷側に流れる流量と目標流量Ｆ
１とに差がない場合には前記選定した開度でサーボ弁３
を制御することとなり、また実際に負荷側に流れる流量
と目標流量Ｆ１とに差がある場合には、その差を吸収す
るよう前記選定したサーボ弁３の開度を補正し、補正し
た開度でサーボ弁３を制御する。その結果、ＣＰＵ１７
に予めメモリされた差圧とサーボ弁の開度との関係から
なるテーブル情報自体に誤差があった場合は勿論の他、
サーボ弁３の開度の経時的変化やばらつきがあっても、
それを吸収するようサーボ弁３の開度を補正しかつ制御
するので、上記誤差やばらつきに拘ることなくサーボ弁
３を制御することができ、流量制御を的確に行うことが
できる。しかも、配管１を流れる空気が周囲温度によっ
て変化し、その温度変化等によってサーボ弁３の開度が
ばらついてもそれに拘ることもなく、同様に制御でき
る。

【００１１】図２は本発明による流量制御装置の他の実
施例を示している。この場合は、ＣＰＵ１７が圧力セン
サ７，８からの検出によって差圧を求め、その差圧に応
じサーボ弁３の開度を選定する一方、フローメータ６に
より負荷側に流れる実際の流量を計測すると、その流量
信号１２がＡ／Ｄ変換器１９を介しＣＰＵ１７に取り込
まれる。このとき、ＣＰＵ１７は、目標流量Ｆ１のデー
タとフローメータ６による流量信号１２のデータを比較
して差を求め、該差と前記選定したサーボ弁３の開度デ
ータとを加算し、加算したデータ２０でサーボ弁３の開
度を制御するようにしている。従って、この実施例で
は、ＣＰＵ１７が圧力センサ７，８からの検出圧の差圧
に応じサーボ弁３の開度データを選定する選定部１７Ａ
と、フローメータ６による計測流量データと目標流量デ
ータとの差を求め、求めた差と前記選定した開度データ
に基づきサーボ弁３の開度を補正する補正部１７Ｂとを
有している。

【００１２】この実施例によれば、基本的には図１に示
す前記一実施例と同様の作用効果がある。これに加え、
本例では、ＣＰＵ１７が全ての演算処理を行い、その結
果に基づいてサーボ弁３を制御するので、前記一実施例
に比較すると、サーボアンプ５，加算回路９のハードウ
エアを用いることが不要になり、そのため、ハードウエ
アが経年変化することによる誤差，或いはそれにばらつ
きがあることに起因する誤差をいっそう解消することが
できるばかりでなく、それだけスペースを省略化できる
と共に、廉価にすることもできる。しかもＣＰＵ１７が
ソフトウエハ上でのみ制御するので、前記一実施例に比
較し、制御上の信頼性を上げることもできる。なお、何
れの実施例とも、空気を取り扱う流量制御装置を例示し
たが、空気以外の流体を用いるものに適用しても、同様
の作用効果を得ることができるのは勿論である。

【００１３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、流
体の前記サーボ弁を通過した下流側の流量を計測する計
測手段と、夫々の検出器からの検出圧の差圧を求めると
共に、その差圧に応じサーボ弁の開度を選定する選定手
段と、測定手段によって計測された流量と目標流量との
差を求め、該求めた差と前記選定されたサーボ弁の開度
とに基づいてサーボ弁の開度を補正する補正手段とを有
し、選定手段が双方の圧力センサからの検出圧に基づい
てサーボ弁に対する開度を選定した際、実際に負荷側に
流れる流量と目標流量とに差がある場合、補正手段によ
りその差を吸収するよう前記選定したサーボ弁の開度を
補正し、補正した開度でサーボ弁を制御するように構成
したので、予めメモリされた差圧とサーボ弁の開度との
関係からなるテーブル情報自体に誤差があった場合は勿
論の他、サーボ弁の開度の経時的変化やばらつきがあっ
ても、これらに拘ることなくサーボ弁を制御でき、流量
制御を的確に行うことができる結果、長期的な高信頼性
を維持することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による流量制御装置をガスタービン用空
気流量制御装置に適用した一実施例を示す要部の配管
図。

【図２】本発明による流量制御装置の他の実施例を示す
配管図。

【符号の説明】

１…配管、３…サーボ弁、５…サーボアンプ、６…フロ
ーメータ、７…上流側の圧力センサ、８…下流側の圧力
センサ、９…加算回路、１７…ＣＰＵ、１７Ａ…選定
部、１７Ｂ…補正部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配管を通る流体の供給量を制御するサー
   ボ弁と、流体の前記サーボ弁より上流側及び下流側の圧
   力を夫々検出する検出器と、夫々の検出器からの検出圧
   に基づきサーボ弁の開度を制御する手段とを有する流量
   制御装置において、流体の前記サーボ弁を通過した下流
   側の流量を計測する計測手段と、夫々の検出器からの検
   出圧の差圧を求めると共に、その差圧に応じサーボ弁の
   開度を選定する選定手段と、測定手段によって計測され
   た流量と目標流量との差を求め、該求めた差と前記選定
   されたサーボ弁の開度とに基づいてサーボ弁の開度を補
   正する補正手段とを有することを特徴とする流量制御装
   置。