JP4596474B2 - Flow control device - Google Patents
Flow control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP4596474B2 JP4596474B2 JP2005278001A JP2005278001A JP4596474B2 JP 4596474 B2 JP4596474 B2 JP 4596474B2 JP 2005278001 A JP2005278001 A JP 2005278001A JP 2005278001 A JP2005278001 A JP 2005278001A JP 4596474 B2 JP4596474 B2 JP 4596474B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flow rate
- range
- setting
- control
- maximum
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Flow Control (AREA)
Description
本発明は、取り扱いが容易で汎用性の高い流量制御装置に関する。 The present invention relates to a flow control device that is easy to handle and highly versatile.
各種工業プロセスにおいては、所定の流体(例えばプロセスガス)を所定の設定流量で供給しながらプロセス処理を進めることが多い。このような流体の供給量(流量)制御には、専ら、比例ソレノイドを用いた弁機構が用いられる。この種の弁機構は、比例ソレノイドの通電電流に応じて弁開度を可変し、これによって所定の流路を通流する流体の流量を調整するもので、比例ソレノイドバルブとも称される。ちなみに上記弁機構(比例ソレノイドバルブ)を用いた流量制御装置は、流路に設けた流量センサにて該流路を通流する流体の流量を検出しながら、その検出流量と設定流量との差に応じて前記弁機構の弁開度をフィードバック制御するように構成される(例えば特許文献1を参照)。 In various industrial processes, process processing is often performed while supplying a predetermined fluid (for example, process gas) at a predetermined flow rate. For such fluid supply amount (flow rate) control, a valve mechanism using a proportional solenoid is exclusively used. This type of valve mechanism varies the valve opening according to the energization current of the proportional solenoid, thereby adjusting the flow rate of the fluid flowing through a predetermined flow path, and is also referred to as a proportional solenoid valve. Incidentally, the flow rate control device using the valve mechanism (proportional solenoid valve) detects the flow rate of the fluid flowing through the flow path with a flow rate sensor provided in the flow path, and the difference between the detected flow rate and the set flow rate. The valve opening degree of the valve mechanism is feedback-controlled according to the above (for example, see Patent Document 1).
尚、上記流量センサとしては、例えば発熱抵抗素子Rhを挟んで流体の通流方向に一対の感温抵抗素子Ru,Rdを並べて設けたもので、発熱抵抗素子Rhから発せられた熱の拡散度合い(温度分布)が流体の通流によって変化することを利用して、上記感温抵抗素子Ru,Rdの熱よる抵抗値変化から前記流体の流量(質量流量)を検出する熱式のマイクロフローセンサが用いられる(例えば特許文献2を参照)。しかしこの種のマイクロフローセンサにおいては、流体の種別(密度、比熱、熱伝導率等)が異なった場合には、同じ流量であってもその出力信号が変化すると言う性質がある(例えば特許文献3を参照)。
ところで上述した流量センサ(マイクロフローセンサ)の性質は、流体の種別によってその計測可能な流量レンジが変化することを意味する。従ってこの種の流量センサ(マイクロフローセンサ)を用いて構築される流量制御装置においては、流量センサの計測特性に起因して、制御対象とする流体の種別によって制御可能な流量レンジが変化することが否めない。 By the way, the property of the flow rate sensor (micro flow sensor) described above means that the measurable flow rate range changes depending on the type of fluid. Therefore, in a flow control device constructed using this type of flow sensor (micro flow sensor), the controllable flow range varies depending on the type of fluid to be controlled due to the measurement characteristics of the flow sensor. I can't deny it.
そこで従来においては、専ら、制御対象とする流体の種別とその制御流量レンジとに応じた専用の流量制御装置を用いるようにしている。しかしながらメーカにとっては流体の種別と制御流量レンジとに応じた多種多様な流量制御装置を製作しなければならず、一方、ユーザにおいては工業プロセスに組み込んだ各種仕様の流量制御装置毎に、その故障に備えて同一仕様の流量制御装置を複数台準備しておく必要があるので、無駄が多いと言う問題がある。換言すれば従来の一般的な流量制御装置は、汎用性に乏しいと言う不具合を有している。 Therefore, conventionally, a dedicated flow rate control device corresponding to the type of fluid to be controlled and its control flow rate range is exclusively used. However, for manufacturers, it is necessary to manufacture a wide variety of flow control devices according to the type of fluid and the control flow range. On the other hand, for each flow control device with various specifications incorporated in the industrial process, the failure There is a problem that there is a lot of waste because it is necessary to prepare a plurality of flow control devices of the same specification in preparation for the above. In other words, the conventional general flow control device has a problem that it is poor in versatility.
このような事情に鑑み、例えば制御対象とする流体の種別に応じて流量制御装置における制御可能な最大流量(制御レンジ)を変更設定し、流量制御装置に汎用性を持たせることが考えられている。具体的には流体の種別(密度、比熱、熱伝導率等)によって流量制御装置が制御可能な最大流量が変化するので、その最大流量により規定される流量制御レンジ(流量制御幅)に合わせてその流量を制御する為の流量設定値を設定するようにしている。しかしこの場合には、制御対象とする流体の種別変更のみならず、その種別に応じた制御流量レンジの変更操作も必要となるので、その取り扱い(変更設定操作)が非常に煩わしいと言う不具合があった。しかも流体の種別(密度、比熱、熱伝導率等)に応じて、流量制御装置にて制御可能な最大流量を予め調べておくことが必要であった。 In view of such circumstances, for example, it is conceivable to change and set the maximum controllable flow rate (control range) in the flow control device according to the type of fluid to be controlled, and to make the flow control device versatile. Yes. Specifically, the maximum flow rate that can be controlled by the flow control device varies depending on the type of fluid (density, specific heat, thermal conductivity, etc.), so that it matches the flow control range (flow control width) defined by the maximum flow rate. A flow rate setting value for controlling the flow rate is set. However, in this case, not only the change of the type of fluid to be controlled but also the change operation of the control flow rate range according to the type is required, so that the handling (change setting operation) is very troublesome. there were. In addition, it is necessary to examine in advance the maximum flow rate that can be controlled by the flow rate control device according to the type of fluid (density, specific heat, thermal conductivity, etc.).
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、流体の種別等に応じた各種の変更設定操作を簡単に行うことができ、またその設定情報を容易に確認してその動作仕様を把握することのできる、取り扱い性に優れた汎用性の高い流量制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to easily perform various change setting operations according to the type of fluid, etc., and to easily check the setting information. An object of the present invention is to provide a highly versatile flow rate control device that can grasp the operation specifications and is excellent in handling.
上述した目的を達成するべく本発明に係る流量制御装置は、熱式流量センサにより計測される流体の流量が流量設定値となるように流量制御弁の開度を比例制御して該流量制御弁を介して通流する上記流体の流量を制御するものであって、
<a> 流体の種別に対応付けて前記熱式流量センサにて計測可能な最大流量を登録したテーブルと、
<b> 前記流量制御弁を介して制御する流体の種別を設定する種別設定手段と、
<c> 設定された流体の種別に応じて前記テーブルを参照して該流体の前記流量制御弁を介して流量制御可能な最大流量を求め、この最大流量をフルスケールとする最大制御レンジを自動設定するレンジ設定手段と、
<d> 自動設定された最大制御レンジに対する相対値が指示されたとき、または上記最大制御レンジ内において制御対象の最大流量が流量値として指定されたとき、指示された上記相対値または最大流量値に応じて運用制御レンジをマニュアル設定すると共に、相対値に従って運用制御レンジをマニュアル設定した際には表示するレンジ値の有効桁数を制限するレンジ変更手段と
を具備したことを特徴としている。
In order to achieve the above-described object, the flow rate control device according to the present invention controls the flow rate control valve by proportionally controlling the opening of the flow rate control valve so that the flow rate of the fluid measured by the thermal flow rate sensor becomes the flow rate set value. Controlling the flow rate of the fluid flowing through
<a> A table in which the maximum flow rate that can be measured by the thermal flow sensor is registered in association with the type of fluid,
<b> Type setting means for setting the type of fluid to be controlled via the flow control valve;
<c> Referring to the table according to the set fluid type, obtain the maximum flow rate of the fluid that can be controlled through the flow control valve, and automatically set the maximum control range with this maximum flow rate as a full scale. Range setting means to set;
<d> When the relative value with respect to the automatically set maximum control range is instructed, or when the maximum flow rate to be controlled is specified as the flow value within the maximum control range, the instructed relative value or maximum flow rate value The operation control range is manually set according to the range, and when the operation control range is manually set according to the relative value, range changing means for limiting the number of effective digits of the range value to be displayed is provided.
ちなみに前記流量設定値は、その可変範囲を前記運用制御レンジ内とするnビットのデジタル値、或いはこのデジタル値に相当する0〜5Vまたは1〜5Vのアナログ直流電圧値または4〜20mAのアナログ電流値として与えられる。また好ましくは、前記レンジ設定手段は、自動設定した最大制御レンジの最大流量を表示して、前記レンジ変更手段による運用制御レンジのマニュアル設定を促す機能を備えることが望ましい。更に前記レンジ変更手段は、最大制御レンジに対する相対値に従って設定した運用制御レンジの最大流量の表示形態と、流量設定値に従って設定した運用制御レンジの最大流量の表示形態とを互いに異ならせて表示する機能を備えることが望ましい。 Incidentally, the flow rate set value is an n-bit digital value whose variable range is within the operation control range, or an analog DC voltage value of 0 to 5 V or 1 to 5 V corresponding to this digital value, or an analog current of 4 to 20 mA. Given as a value. Preferably , the range setting means has a function of displaying the maximum flow rate of the automatically set maximum control range and prompting manual setting of the operation control range by the range changing means. Further, the range changing means displays varied display form of the maximum flow rate of the operational control range that is set according to the relative value of the maximum control range, and a display form of the maximum flow rate of the operational control range set in accordance with the flow rate set value with each other It is desirable to have a function .
また本発明は上述した構成の流量制御装置において、前記種別設定手段、前記レンジ設定手段および前記レンジ変更手段は、機能設定モードの設定時にだけその機能が働くように動作制御し、この機能設定モードに加えて該機能設定モードとは独立に動作して、前記種別設定手段、前記レンジ設定手段および前記レンジ変更手段により設定された設定情報を確認表示する機器情報表示モードを備えることを特徴としている。これらの機能設定モードおよび機器情報表示モードについては、流量制御装置が備える情報入力キーの情報入力操作とは異なる、予め設定された特殊操作により択一的に設定されるように構成することが望ましい。 In the flow control device having the above-described configuration, the type setting unit, the range setting unit, and the range changing unit perform operation control so that the function works only when the function setting mode is set. In addition, the apparatus includes a device information display mode that operates independently of the function setting mode and that confirms and displays the setting information set by the type setting unit, the range setting unit, and the range changing unit. . These function setting mode and device information display mode are preferably configured to be set alternatively by a special operation set in advance, which is different from the information input operation of the information input key provided in the flow control device. .
上記構成の流量制御装置によれば、制御対象とする流体の種別の情報を入力するだけで、その種別に応じて該流量制御装置にて制御可能な最大制御レンジが自動設定されるので、流体の種別変更に伴う各種の変更設定操作を非常に簡易に行うことができる。しかも変更される流体の密度、比熱、熱伝導率等や、当該流体を制御可能な流量制御装置の最大流量(仕様)を知らなくても(調べなくても)、流体の種別を指定するだけで上記変更設定操作を一括して自動的に実行させることができるので、その取り扱いが非常に簡単である。 According to the flow control device having the above configuration, the maximum control range that can be controlled by the flow control device is automatically set according to the type only by inputting information on the type of fluid to be controlled. Various change setting operations accompanying the type change can be performed very easily. Moreover, even if you do not know (without checking) the density, specific heat, thermal conductivity, etc. of the fluid to be changed, and the maximum flow rate (specification) of the flow control device that can control the fluid, just specify the type of fluid. Since the above change setting operations can be automatically executed at once, the handling thereof is very simple.
また制御レンジを変更したい場合には、上述した如く自動設定された最大流量レンジに対する相対値を、例えば80%等として与えられる百分率、または1/2等の比率として設定し、或いは最大制御レンジ内において設定すべき最大流量を直接的に指定すれば、これによって上記最大流量レンジを基準として実際の運用制御レンジ(流量設定値の可変範囲)が設定されるので、制御レンジの変更設定を非常に簡易に行うことができ、この点でもその取り扱い性の容易化を図り得る。 When the control range is to be changed, the relative value with respect to the maximum flow range automatically set as described above is set as a percentage given as, for example, 80% or a ratio such as 1/2, or within the maximum control range. If the maximum flow rate to be set in is directly specified, the actual operation control range (variable range of the flow rate setting value) is set based on the above maximum flow rate range. This can be done easily, and in this respect, the handling can be facilitated.
尚、最大制御レンジに対する相対値に従って設定した運用制御レンジの最大流量の表示形態と、流量設定値に従って設定した運用制御レンジの最大流量の表示形態とを互いに異ならせて表示するようにしておけば、例えば表示有効桁数を制限して設定流量等を概略表示する場合であっても、その表示データに惑わされることなく制御レンジの変更設定等を確実に行うことが可能となる。 Incidentally, the display form of the maximum flow rate of the operational control range that is set according to the relative value of the maximum control range, if to be displayed at different each other and a display form of the maximum flow rate set operational control range in accordance with the flow rate set value For example, even when the display flow rate is roughly displayed by limiting the number of effective display digits, it is possible to reliably change the control range without being confused by the display data.
更には前述した機器情報表示モードを備えることにより、レンジ設定手段および前記レンジ変更手段により設定された設定情報を確認する場合に、誤ってその情報を変更または消去してしまうような不具合を未然に防ぐことができる。従って汎用性を持たせた流量制御装置に対してその仕様を特定する情報を設定し、これによって該流量制御装置に特殊な仕様を設定した場合であっても、誤ってその仕様を損ねてしまう等の不具合を招来することがない等の効果が奏せられる。 Furthermore, by providing the device information display mode described above, when checking the setting information set by the range setting means and the range changing means, a problem that the information is erroneously changed or deleted can be obviated. Can be prevented. Therefore, even if the information specifying the specifications is set for the flow control device having generality, and a special specification is set for the flow control device, the specification is mistakenly lost. The effect of not inviting a malfunction such as the above is achieved.
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る流量制御装置について説明する。
図1は流量制御装置の概略構成を示す図で、概略的には流路ボディ10に組み込まれた流量制御弁20と、この流量制御弁20の弁開度を比例制御して流体の通流量を制御する制御ユニット40とを備えて構成される。流路ボディ10は、概略的にはその一端側から所定の深さまで穿いた丸穴状の上流側流路11を備える共に、他端側から穿いた丸穴状の下流側流路12を備え、これらの各流路11,12の底部にそれぞれ連通する連通孔13,14を該流路ボディ10の側部(図における上側)に開口したブロック体からなる。
Hereinafter, a flow control device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a flow rate control device. In general, a flow
この流路ボディ10の上記連通孔13,14に連結してソレノイド型の流量制御弁20が取り付けられる。このソレノイド型流量制御弁20は、ソレノイド21により進退駆動されるスラスト軸22の先端に弁体23を備え、この弁体23に対峙する弁座24と上記弁体23との隙間(弁開度)を可変する機能を備える。特にこの流量制御弁20は、弁座24に対する弁体23が平坦化された形状を有しており、弁体23にて弁座24を閉塞することでその流路を遮断する遮断弁としての機能を有している。そしてソレノイド21を通電駆動して上記弁体23を弁座24から引き離すことで、その弁開度(弁体23と弁座24との隙間)を可変し、流体の通流量(流量)を比例制御する機能を持たせたものとなっている。
A solenoid type
またここでは流量制御弁20における弁体23の外側を前記連通孔13を介して上流側流路11に連結し、また弁体23の内側(弁座24側)を前記連通孔14を介して下流側流路12に連結することで、弁の外側から内側へと通流する流体の流量を制御する、いわゆるフロー・トゥー・クローズ[flow to close]方式のバルブを実現している。前述した流路ボディ10の上流側流路11に導入された流体(ガス)は、このような構造の流量制御弁20を介して下流側流路12に流量制御されて導かれることになる。
In addition, here, the outside of the
尚、上記流路ボディ10における上記上流側流路11の入口部には、複数枚の整流用金網(整流体)15が互いに重ね合わせた状態で嵌め込まれている。これらの整流用金網15は、該上流側流路11内に導入された流体(ガス)がその流路に沿って滑らかに通流するべく整流する役割を担う。また上流側流路11における上記整流用金網15の下流側の壁面には、流量センサ30が設けられており、この流量センサ30によって該上流側流路11を、ひいては流路ボディ10を介して通流する流体の流量が検出されるようになっている。ちなみにこの流量センサ30は、流体の通流方向に発熱体を挟んで一対の温度センサを設けた構造を有し、流体の流速(流量)による温度分布の変化を上記一対の温度センサにより検出してその質量流量を検出する熱式流量センサ(マイクロフローセンサ)からなる。
A plurality of rectifying wire meshes (rectifying bodies) 15 are fitted in the inlet portion of the
さて上述したように所定の流路を形成した流路ブロック10にソレノイド型の弁機構20を取り付けると共に、流量センサ(マイクロフローセンサ)30を組み込んだ流量制御装置は、マイクロプロセッサ(CPU)41を主体とする制御ユニット40により動作制御される。このマイクロプロセッサ41は、マン・マシン・インターフェースとしての設定・表示部42から指示されるスイッチ操作情報をスイッチ入力回路43を介して入力して、流量設定値(デジタル指令値)やその他の動作条件等が設定される。そしてマイクロプロセッサ41は、基本的にはセンサ信号処理回路44を介して前記流量センサ30の出力(流量)を監視し、流量制御手段41eによりその流量が流量設定値となるように比例バルブ駆動回路(制御弁駆動回路)45の作動を制御することで前記ソレノイド21を通電電流を可変し、これによって前記弁機構20の作動を、具体的にはその弁開度を制御する。
As described above, the flow rate control device in which the solenoid-
尚、マイクロプロセッサ41には、外部接点入力回路46を介して、例えば弁機構20を強制的に全閉にしたり、或いは全開にする等の動作切換要求が入力されるようになっている。またマイクロプロセッサ41は、上述した流量制御のための流量設定値を電圧情報(アナログ電圧値)として入力する為のアナログ設定入力回路47を備えている。尚、流量設定値の入力を設定・表示部42からのキースイッチ入力ではなく、このアナログ入力電圧値で行なう場合は、予め設定・表示部42からの設定指示の下でアナログ入力電圧値側が有効となるように切り替えておく必要がある。更にマイクロプロセッサ41は、通信インターフェース48を介して図示しない外部機器(例えばパーソナルコンピュータ)等との間で情報通信する機能や、EEPROM等のメモリ49を用いて所定の情報を記憶する機能を備えている。
The
またマイクロプロセッサ41は、その作動によって前記流量センサ30から得られた流量等の情報を適宜表示出力回路50を介して前記設定・表示部42に表示出力する機能や、制御流量計測値をアナログ電圧値に変換して外部出力するアナログ出力回路51、更には異常警報等の情報を出力するイベント・アラーム出力回路52を備えている。ちなみにこのアナログ出力回路51は、制御流量計測値に応じて、例えば制御電圧として標準的な0〜5Vまたは1〜5Vのアナログ電圧を出力する。
Further, the
また更にマイクロプロセッサ41は、例えば前述した設定・表示部42からの設定指示の下で前記流量設定値(デジタル指令値)とアナログ入力電圧との対応関係および制御流量計測値とアナログ出力電圧との対応関係を設定するアナログスケーリング手段41dを備えている。このアナログスケーリング手段41dは、0〜5Vまたは1〜5Vのアナログ直流電圧の上限(つまり5V)に相当する前記流量設定値および制御流量計測値をアナログスケーリング設定値として可変設定するように構成される。
Furthermore, the
さて基本的には上述した機能を備えて構成される流量制御装置において本発明が特徴とするところは、マイクロプロセッサ41が有する機能として制御対象とする流体(ガス)の種別を選択的に指定するガス種設定機能(種別設定手段)41aを備える点にある。またこのガス種設定機能41aにより設定されたガス種(流体の種別)に応じて前記流量制御弁20を介して流量制御可能な最大流量を求め、この最大流量をフルスケールとする最大制御レンジを自動設定するレンジ設定手段41bを備えている点にある。
Basically, the present invention is characterized by the flow rate control apparatus configured with the above-described functions. The type of fluid (gas) to be controlled is selectively specified as a function of the
更にマイクロプロセッサ41は、前述した設定・表示部42から制御レンジの変更設定の指示が与えられたとき、その指示情報に従って上記レンジ設定手段41bにて自動設定された最大制御レンジを実際に当該流量制御装置を運用するに際しての運用制御レンジに変更するレンジ変更手段41cを備えている。このレンジ変更手段41の機能により、前記設定・表示部42を操作して入力される前記流量設定値(デジタル指令値)の可変範囲は上記運用制御レンジ内に限定されることになる。更に前記流量制御手段41eは前記流量設定値に応じて前述した比例バルブ駆動回路(制御弁駆動回路)45の作動を制御することになる。
Further, when an instruction to change the control range is given from the setting /
ここで上記ガス種設定機能(種別設定手段)41a、レンジ設定手段41b、およびレンジ変更手段41cについて更に詳しく説明すると、この種の熱式流量センサ(マイクロフローセンサ)30を備えて構成される流量制御装置においては、前述したようにそのセンサ感度が流体(ガス)の種別(密度、比熱、熱伝導率等)によって変化するので、制御しようとする流体(ガス)の種別によって制御可能な流量レンジが変化する。例えば標準的な空気、或いは窒素や酸素等の場合に最大50.0L/minの流量制御が可能な流量制御装置であっても、炭酸ガスの場合には最大30.0L/minの流量制御しかできず、またプロパンガスの場合には16.0L/minの流量制御、更にブタンガスの場合には10.0L/minの流量制御しかできない。従って制御対象とする流体(ガス)の種別に応じて、その流量制御装置にて制御する流量の上限(制御レンジ)を変更設定することが必要となる。
Here, the gas type setting function (type setting means) 41a, the range setting means 41b, and the
そこでこの流量制御装置においては前述したEEPROM等のメモリ49に、制御対象とする代表的な幾つかの流体(ガス)について、その種別と当該流体を流量制御可能な最大流量とを対応付けて記述したテーブルを登録している。そして前述した前述した設定・表示部42から流体の種別が選択的に指定されたとき、前記ガス種別設定手段41aにおいて指定された流体の種別を前記メモリ49に登録すると共に、レンジ設定手段41bにおいて前記テーブルを参照して上記指定された流体種別の最大流量を求め、この最大流量に従って当該流量制御装置での最大制御レンジを自動設定するものとなっている。
Therefore, in this flow control device, in the
具体的には流量制御装置は、通常、その工場出荷時に空気を標準仕様として最大制御レンジ等の動作仕様が初期設定される。そこで流量制御装置を使用するに際して、制御対象とする流体の種別が特定されたならば前記設定・表示部42からその種別の情報を入力する。この種別情報の入力は、例えば流体の種別に応じて一連の管理番号を付与しておき、この管理番号を前記設定・表示部42に順次表示しながら、所望とする流体の種別に対応付けられた管理番号が表示されたとき、エンターキー(ENTR)を押下することにより行われる。
Specifically, the flow control device is normally initially set with an operation specification such as a maximum control range using air as a standard specification at the time of shipment from the factory. Therefore, when the type of fluid to be controlled is specified when using the flow control device, information on the type is input from the setting /
次いで指定された流体種別に応じて、前記テーブルから求められる最大制御流量に応じて前記レンジ設定手段41にて該流量制御装置にて制御可能な最大制御レンジを自動設定する。同時にこの自動設定した最大制御レンジの最大流量を前記設定・表示部42に表示し、その設定者(オペレータ)に確認を促す。設定者(オペレータ)は、表示された最大制御流量と、実際に制御しようとしている流量とを照らし合わせることで、上記制御レンジの変更が必要であるか否かを判断することになる。
Next, in accordance with the specified fluid type, the maximum control range that can be controlled by the flow rate control device is automatically set by the range setting means 41 in accordance with the maximum control flow rate obtained from the table. At the same time, the maximum flow rate of the automatically set maximum control range is displayed on the setting /
そして最大制御流量に比較して実際に運用制御しようとしている流量の最大値が少なく、制御レンジの変更が必要であると判断された場合には、制御レンジの変更が行われることになる。この制御レンジの変更は、例えば前記設定・表示部42から、その制御レンジを[1/2]にするとか、[1/3]にするとかの情報を入力することによって、或いは最大制御レンジのフルスケールを100%として、制御レンジをその何%にするかの相対的な情報を入力することによって行われる。尚、前述した最大制御レンジの範囲内において、変更しようとする制御レンジの最大流量を直接的に入力することも勿論可能である。
Then, when it is determined that the maximum value of the flow rate to be actually operated and controlled is smaller than the maximum control flow rate and it is necessary to change the control range, the control range is changed. The control range can be changed by inputting information such as setting the control range to [1/2] or [1/3] from the setting /
このようにして制御レンジの変更情報が与えられたとき、前記レンジ変更手段41cにより、その指定された情報に基づいて制御レンジの変更が行われて運用制御レンジが設定されることになる。具体的には[1/2]なる比率情報、或いは50%なる百分率情報が与えられたとき、例えば最大制御レンジのフルスケールが50.0L/minとして設定されていた場合には、フルスケールを25.0L/minとする運用制御レンジが設定されることになる。尚、制御レンジの変更が行われない場合には、前述した如く設定された最大制御レンジがそのまま運用制御レンジとして設定されることになる。 When the control range change information is given in this way, the range change means 41c changes the control range based on the designated information and sets the operation control range. Specifically, when ratio information of [1/2] or percentage information of 50% is given, for example, when the full scale of the maximum control range is set as 50.0 L / min, the full scale is An operation control range of 25.0 L / min is set. When the control range is not changed, the maximum control range set as described above is set as the operation control range as it is.
かくして上述した如くして制御レンジの設定が行われる流量制御装置によれば、制御対象とする流体の種別に拘わりなく、その流体種別に応じた最大制御レンジを簡易に設定することができ、またこの最大制御レンジを基準として制御しようとする流量に応じてその運用制御レンジ(流量設定値の可変範囲)を簡易に設定することができる。特に流体の種別によって異なる流体の密度、比熱、熱伝導率等を知らなくても(調べなくても)、その流体の種別を指定するだけで当該流体制御装置で制御可能な最大制御レンジを簡易に最適設定することができる。従って従来の流量制御装置流量のように動作仕様の設定操作が煩わしく、これに起因して設定ミスが生じ易いと言うような不具合を招来することがない。 Thus, according to the flow control device in which the control range is set as described above, the maximum control range according to the fluid type can be easily set regardless of the type of fluid to be controlled. The operation control range (variable range of the flow rate setting value) can be easily set according to the flow rate to be controlled based on the maximum control range. In particular, the maximum control range that can be controlled by the fluid control device can be simplified simply by specifying the fluid type without knowing (not checking) the density, specific heat, thermal conductivity, etc. of the fluid that varies depending on the type of fluid. Can be set optimally. Accordingly, the operation specification setting operation is troublesome as in the case of the conventional flow rate control device flow rate, and there is no inconvenience that a setting error is likely to occur due to this.
即ち、空気用の50.0L/minの制御レンジが初期設定された流量制御装置を炭酸ガス用として用いる場合、従来一般的には、炭酸ガス用に変更した旨の情報、更にはその制御レンジを30.0L/minに変更する設定変更操作が必要であったが、本発明に係る流量制御装置によれば、流体種別を炭酸ガスに変更するだけで、その最大制御レンジが自動設定されるので、その設定変更操作が非常に容易であり、設定ミスの虞も殆どない等の利点がある。 That is, when a flow rate control device initially set to a control range of 50.0 L / min for air is used for carbon dioxide gas, conventionally, information indicating that it has been changed to carbon dioxide gas, and further its control range. However, according to the flow control device of the present invention, the maximum control range is automatically set only by changing the fluid type to carbon dioxide. Therefore, there is an advantage that the setting change operation is very easy and there is almost no risk of setting mistakes.
しかも上述した制御レンジの自動設定機能を備えれば、流体の種別に拘わりなくその最大制御レンジにおける最大制御流量を100%として捉え、これを基準として運用制御レンジを相対的に設定すれば、これに伴って流量設定値の可変範囲の設定も自動的に行われることになる。従って複数台の流量制御装置を並列に用いて複数種の流体(ガス)を混合する流体混合器を構築するような場合であっても、各流量制御装置毎に流体の種別とその混合比により規定される制御流量を最大値とする運用制御レンジをそれぞれ設定すれば、0〜5Vのアナログ直流電圧(流量設定値)を可変制御するだけで、その混合比を一定の保ったまま混合ガスの流量制御を行うことが可能となる等の効果が奏せられる。 Moreover, if the control range automatic setting function described above is provided, the maximum control flow rate in the maximum control range can be regarded as 100% regardless of the type of fluid, and if the operation control range is set relative to this, this can be achieved. Accordingly, the variable range of the flow rate setting value is automatically set. Therefore, even in the case of constructing a fluid mixer that mixes a plurality of types of fluids (gases) using a plurality of flow rate control devices in parallel, depending on the type of fluid and the mixing ratio thereof for each flow rate control device. If each operation control range is set so that the specified control flow rate is the maximum value, the analog DC voltage (flow rate setting value) of 0 to 5V is variably controlled. Effects such as being able to perform flow rate control are exhibited.
ところで運用制御レンジを前述した相対値により、例えば1%刻みで設定する場合、流体の種別によってはその最大制御流量を所望とする制御流量に正確に設定し得ない場合がある。例えば流体混合器を構築する流量制御装置において、最大制御レンジが30.0L/minとして求められた炭酸ガスの制御流量を、その混合比に従って10.0L/minとして設定しようとする場合、運用制御レンジを規定する設定値として34%を入力するとその最大流量は10.2L/minとなり、また33%として設定値を入力するとその最大流量は9.9L/minとなる。しかし流量制御装置の一般的な使用形態においては、専ら上位2桁の流量制御精度が求められるだけなので、3桁目以降を切り捨てたり四捨五入する等して、その表示を上位2桁に制限しても実用上殆ど問題はない。逆に制御流量を正確に設定することができないとして、その設定操作に苛立ちを感じさせる等の不具合が生じなくなる分、その取り扱いの容易化(簡素化)を図ることが可能となる。 By the way, when the operation control range is set by the relative value described above, for example, in increments of 1%, the maximum control flow rate may not be accurately set to a desired control flow rate depending on the type of fluid. For example, in a flow control device that constructs a fluid mixer, if the control flow rate of carbon dioxide gas, which is obtained with a maximum control range of 30.0 L / min, is set to 10.0 L / min according to the mixing ratio, operation control When 34% is input as a set value for defining the range, the maximum flow rate is 10.2 L / min, and when the set value is input as 33%, the maximum flow rate is 9.9 L / min. However, in general usage forms of flow control devices, only the upper two digits of flow control accuracy are required, so the display is limited to the upper two digits by truncating or rounding off the third digit. There is almost no problem in practical use. On the contrary, if the control flow rate cannot be set accurately, the handling operation can be facilitated (simplified) as long as troubles such as frustration in the setting operation do not occur.
しかし前述した流体混合器に観られるように正確な流量設定が必要な場合には、その流量値を直接的に数値入力し得るようにし、その数値に従って制御レンジを設定するように構成しておけば、これによって精度の高いに流量制御が可能となる。この際、設定・表示部42に表示する流量設定値が、上述した相対値の指定により上位2桁だけを有効として概略表示されたものであるか、逆に数値の直接入力によって正確に設定された情報を表示したものであるかを識別することができなくなる。従ってその表示形式を変えるようにすれば良い。例えば数値の直接入力によって設定される制御流量(制御レンジ)を表示する場合には、その先頭にマイナス記号を表示する等して、相対値の入力によって設定される制御流量(制御レンジ)の表示形態とは異なるようにしておけば良い。
However, when it is necessary to set an accurate flow rate as seen in the fluid mixer described above, the flow rate value can be directly input as a numerical value, and the control range can be set according to the numerical value. This makes it possible to control the flow rate with high accuracy. At this time, the flow rate set value to be displayed on the setting /
具体的には炭酸ガスに対する最大制御レンジ(100%)での最大制御流量が30.0L/minであり、その1/3の制御レンジに変更設定する場合には、その相対的な制御レンジを34%として表示し、これによって設定される最大流量を10.0L/minとして表示する。しかし制御流量を正確に設定する必要がある場合には、その相対的な制御レンジの表示を−34%とし、これによって設定される最大流量を10.2L/minとして表示するようにすれば、その表示値が3桁目以降を切り捨てて概略表示したものであるか否かを簡単に識別することが可能となる。従ってこのような表示機能を備えれば、前述した流体混合器を構築するに際して流体制御装置の動作仕様を高精度に設定する必要がある場合に好適である。 Specifically, the maximum control flow rate in the maximum control range (100%) with respect to carbon dioxide is 30.0 L / min. Displayed as 34%, and the maximum flow rate set thereby is displayed as 10.0 L / min. However, when it is necessary to set the control flow rate accurately, if the relative control range is displayed as -34% and the maximum flow rate set by this is displayed as 10.2 L / min, It is possible to easily identify whether or not the display value is an approximate display with the third digit or less omitted. Therefore, providing such a display function is suitable when it is necessary to set the operation specifications of the fluid control device with high accuracy when constructing the fluid mixer described above.
ところでこのようにして汎用性を持たせ、流体の種別や、制御対象とする流量に応じて制御レンジを変更設定して用いられる流量制御装置においては、往々にしてその設定内容(設定情報)を確認したいことがある。この場合、従来一般的には、前述した設定・表示部42において機能設定モードを設定して現在の設定情報を表示し、これをモニタすることによってその確認を行うことが多い。しかしこの際、誤ってその設定情報自体を変更してしまい、先に設定されていた情報を復元することができなくなる虞がある。
By the way, in such a flow rate control device that has versatility and is used by changing and setting the control range in accordance with the type of fluid and the flow rate to be controlled, the setting contents (setting information) are often used. I want to confirm. In this case, generally, the setting /
そこでこの実施形態に係る流量制御装置においては、次のように機能設定モードの設定を行うと共に、この機能設定モードとは独立にその設定情報の確認だけを行い得る機器情報表示モードを設定可能に構成されている。換言すれば前述した前記種別設定手段41a、前記レンジ設定手段41bおよび前記レンジ変更手段41cは、機能設定モードの設定時にだけその機能が働くように動作制御され、また機器情報表示モードは、前記種別設定手段41a、レンジ設定手段41bおよび前記レンジ変更手段41cにより設定された設定情報の確認表示だけを行い得るように設定されている。
Therefore, in the flow control device according to this embodiment, the function setting mode can be set as follows, and a device information display mode that can only check the setting information can be set independently of the function setting mode. It is configured. In other words, the type setting unit 41a, the range setting unit 41b, and the
そして設定・表示部42においては、例えば図2に示すようにその電源が投入されたとき、そのディスプレイに瞬時流量を表示し、図1に示す表示切り替えキー(DISPキー)42aが押圧操作される都度、その表示内容を上記瞬時流量表示から積算流量表示、設定流量表示、バルブ駆動電流表示へと巡回的に切り換えるようになっている。またこれらの情報表示の過程において、例えばカーソルキー42bとエンターキー42cとが同時に所定時間(例えば3秒)以上に亘って押圧操作されたとき(いわゆる長押しされたとき)、これを通常のキー操作とは異なると判断して前述した機能設定モードを設定するものとなっている。更に設定・表示部42においては別のカーソルキー42dが長押しされたとき、これによってパラメータ設定モードを設定し、更に別のカーソルキー42eが長押しされたとき、これによって機器情報表示モードを設定するものとなっている。尚、これらの各モードは、装置運転キー(RUNキー)42fの押圧操作により解除され、これによって通常の表示モードに復帰する。
In the setting /
かくしてこのようにして機能設定モードや機器情報表示モードを設定するようにしておけば、機器情報表示モードを設定して現在の設定情報を確認している場合、誤ってその設定情報を変更してしまうような不具合を招来することはない。また機能設定モードについては、カーソルキー42bとエンターキー42cとを同時に押圧すると言う、極めて特殊なキー操作を必要とするようになっているので、流量制御装置の動作仕様を変更すると言う明快な意識がない限り上記機能設定モードが設定されることがない。従って流量制御装置の動作仕様が不本意に変更されるような、或いは誤って変更してしまうような不具合を未然に防ぐことができ、その取り扱いの容易化を図ることが可能となる。故に流体制御装置に汎用性を持たせながら、その取り扱いの簡素化(容易化)を図ることができると言う、実用上多大なる効果が奏せられる。
Thus, if the function setting mode and device information display mode are set in this way, if the device information display mode is set and the current setting information is confirmed, the setting information is changed by mistake. This will not cause any trouble. In addition, regarding the function setting mode, since the cursor key 42b and the
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えばテーブルに予め格納しておく流体の種別については、代表的には空気、窒素、酸素、アルゴン、炭酸ガス、都市ガス、プロパンガス、ブタン、メタン等であれば良く、その他、必要に応じて別の種類の流体の情報を登録可能にしておいても良い。
また実施形態では主に流量設定値を設定・表示部42を操作してnビットのデジタル値として与えるようにしたが、これを通信インターフェースを介して外部から与えても良いし、0〜5Vまたは1〜5Vのアナログ直流電圧または4〜20mAのアナログ直流電流として与えるようにしても良い。更に実施形態では制御する流体として気体(ガス)を対象にしていたが、液体であっても良い。その他、本発明その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
The present invention is not limited to the embodiment described above. For example, the type of fluid stored in advance in the table is typically air, nitrogen, oxygen, argon, carbon dioxide, city gas, propane gas, butane, methane, etc. Information on another type of fluid may be registered.
Further, in the embodiment, the flow rate setting value is mainly given as an n-bit digital value by operating the setting /
20 流量制御弁
30 流量センサ(マイクロフローセンサ)
40 制御ユニット
41 マイクロプロセッサ
41a 種別設定手段
41b レンジ設定手段
41c レンジ変更手段
41d アナログスケーリング手段
41e 流量制御手段
42 設定・表示部
49 メモリ(テーブル)
20
40
Claims (6)
流体の種別に対応付けて前記熱式流量センサにて計測可能な最大流量を登録したテーブルと、
前記流量制御弁を介して制御する流体の種別を設定する種別設定手段と、
設定された流体の種別に応じて前記テーブルを参照して該流体の前記流量制御弁を介して流量制御可能な最大流量を求め、この最大流量をフルスケールとする最大制御レンジを自動設定するレンジ設定手段と、
自動設定された最大制御レンジに対する相対値が指示されたとき、または上記最大制御レンジ内において制御対象の最大流量が指定されたとき、指示された上記相対値または最大流量値に応じて運用制御レンジをマニュアル設定すると共に、相対値に従って運用制御レンジをマニュアル設定した際には表示するレンジ値の有効桁数を制限するレンジ変更手段と
を具備したことを特徴とする流量制御装置。 A flow rate control device for controlling the flow rate of the fluid flowing through the flow rate control valve by proportionally controlling the opening degree of the flow rate control valve so that the flow rate of the fluid measured by the thermal flow rate sensor becomes a flow rate set value. Because
A table in which the maximum flow rate that can be measured by the thermal flow sensor in association with the type of fluid is registered;
Type setting means for setting the type of fluid to be controlled via the flow control valve;
A range in which the maximum flow rate that can be controlled through the flow rate control valve of the fluid is determined with reference to the table according to the type of the set fluid, and the maximum control range with the maximum flow rate as a full scale is automatically set. Setting means;
When a relative value for the automatically set maximum control range is specified, or when the maximum flow rate to be controlled is specified within the maximum control range, the operation control range is set according to the specified relative value or maximum flow rate value. And a range changing means for limiting the number of significant digits of the range value to be displayed when the operation control range is manually set according to the relative value .
前記種別設定手段、前記レンジ設定手段および前記レンジ変更手段は、機能設定モードの設定時にだけその機能が働くように動作制御され、
更に上記機能設定モードとは独立に前記種別設定手段、前記レンジ設定手段および前記レンジ変更手段により設定された設定情報を確認表示する機器情報表示モードを備えることを特徴とする流量制御装置。 The flow control device according to claim 1,
The type setting means, the range setting means, and the range changing means are controlled so that their functions work only when the function setting mode is set,
The flow rate control apparatus further comprises a device information display mode for confirming and displaying setting information set by the type setting means, the range setting means and the range changing means independently of the function setting mode.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005278001A JP4596474B2 (en) | 2005-09-26 | 2005-09-26 | Flow control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005278001A JP4596474B2 (en) | 2005-09-26 | 2005-09-26 | Flow control device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007087294A JP2007087294A (en) | 2007-04-05 |
| JP4596474B2 true JP4596474B2 (en) | 2010-12-08 |
Family
ID=37974192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005278001A Expired - Lifetime JP4596474B2 (en) | 2005-09-26 | 2005-09-26 | Flow control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4596474B2 (en) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5426198B2 (en) * | 2009-03-11 | 2014-02-26 | アズビル株式会社 | Flow meter and flow control device |
| JP5803552B2 (en) * | 2011-10-14 | 2015-11-04 | 東京エレクトロン株式会社 | Processing equipment |
| JP6029566B2 (en) * | 2013-11-15 | 2016-11-24 | Ckd株式会社 | Electro-pneumatic regulator |
| JP6782139B2 (en) * | 2016-09-29 | 2020-11-11 | アズビル株式会社 | Mass flow controller |
| JP6782138B2 (en) * | 2016-09-29 | 2020-11-11 | アズビル株式会社 | Mass flow controller |
| JP7067910B2 (en) * | 2017-12-12 | 2022-05-16 | 株式会社堀場エステック | Fluid system and program for fluid system |
| US12235144B2 (en) | 2020-09-17 | 2025-02-25 | Applied Materials, Inc.—Robotics | Micro-electromechanical device for use in a flow control apparatus |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57158519A (en) * | 1981-03-27 | 1982-09-30 | Sigma Gijutsu Kogyo Kk | Gas flow rate controller |
| JPH03156509A (en) * | 1989-11-14 | 1991-07-04 | Stec Kk | Mass flow controller |
| JPH0863318A (en) * | 1994-08-19 | 1996-03-08 | Toshiba Corp | Trend graph display device |
| JP4023102B2 (en) * | 2001-04-18 | 2007-12-19 | オムロン株式会社 | Control equipment |
-
2005
- 2005-09-26 JP JP2005278001A patent/JP4596474B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2007087294A (en) | 2007-04-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4596474B2 (en) | Flow control device | |
| JP5101581B2 (en) | Flow control device | |
| US9080784B2 (en) | HVAC controller with component change notification | |
| US7784705B2 (en) | Controller with dynamic temperature compensation | |
| US20120323375A1 (en) | Method and apparatus for configuring a filter change notification of an hvac controller | |
| CN112578074B (en) | Combustion analyzer with simultaneous measurement of carbon monoxide and methane | |
| CN112578075B (en) | Combustion analyzer with dual carbon monoxide and methane measurements | |
| JP5243843B2 (en) | Combustion equipment and abnormality diagnosis method for combustion equipment | |
| JP4512923B2 (en) | Fluid mixer | |
| JP2013161422A (en) | Flow rate control device | |
| JP2013160715A (en) | Flow rate control device | |
| JP3262225B2 (en) | Flow control device | |
| JP3447567B2 (en) | Flow control device | |
| JP2012160215A (en) | Flow control apparatus | |
| JP2009122111A (en) | Flow measuring device | |
| JP2009122116A (en) | Flow measuring device | |
| JP2000020003A (en) | Numeric display | |
| US20100095292A1 (en) | Configurable indicating device and method for monitoring and control in fluid systems | |
| JP2009133865A (en) | Flow meter and flow control device | |
| JP2009115807A (en) | Flowmeter | |
| JP5103353B2 (en) | Split flow meter and flow controller | |
| JP5427395B2 (en) | Flowmeter | |
| JP2009115809A (en) | Flow measuring device | |
| JP2008215972A (en) | Collective control apparatus and collective control system | |
| JP2001356824A (en) | Flow control device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080318 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100107 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100113 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100308 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100421 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100615 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100915 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100916 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4596474 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131001 Year of fee payment: 3 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |