ＤＣＳの出力とコントロールバルブ弁開度

質問

ＤＣＳの信号処理を経由する、一般的なコントロ－ル弁制御系について教えてください。

（1）バルブによりＣｖ特性が違うので、ＤＣＳ出力とバルブ開度は、関連はあるが別物、という理解で間違っていますか？　

（2）最近のコントロ－ル弁は、ほとんどインテリジェント型ポジショナ－を付属していて、出力はポジショナに送られます。この場合は、ポジショナにより、ＤＣＳ出力はバルブ開度から、さらにかい離することになるのでしょうか

回答No.2

Tann3 · ベストアンサー

（１）間違っていません。

　そもそも、ＤＣＳ（アナログのPID制御器でも何でも同じ）は、「PID制御」を行うもので、制御出力がプロセスを制御した結果（制御量：流量や圧力、温度などの制御したいプロセス量）をフィードバックし、目標値との偏差を演算して制御対象（この場合はコントロールバルブ）に制御出力を出します。
http://ja.wikipedia.org/wiki/PID%E5%88%B6%E5%BE%A1

　つまり、ＤＣＳの出力は、制御したいプロセス量（流量や圧力、温度など）と目標値の偏差を入力として、その偏差を特定の時定数で解消するための出力です。（「特定の時定数」とは、小さければ過敏に反応して、いわゆる「ハンチング」（暴れ）を起こし、大きすぎるといつまでたっても制定しないので、その中のどこかにチューニングしたもの。正解は一つではありません）
　この出力は、弁開度を表わすものではありません。
　基本はプロセス量（流量や圧力、温度など）に対応したものですが、弁の特性とプロセス量の関係があまりにも不均一でうまく制御しにくい場合には、それを補償する特性カーブをもたせることもあります。（単純に考えれば、ＤＣＳ出力と制御したいプロセス量がリニアであるのが一番制御しやすい）

　たとえば「弁で燃料の流量を制御して、その結果得られるボイラーの圧力（または温度）を一定に制御する」ような制御の場合、ＤＣＳから出力されている信号がその瞬間でどういう意味をもつのか、説明はできないと思います。

（２）の「インテリジェント型ポジショナ－」というのは、上記の「補償特性カーブ」をあらかじめポジショナー内に持たせているものだと思います。おそらく「ＤＣＳ出力と弁開度をリニアにする」、あるいは「ＤＣＳ出力と、そのときの弁開度で決まる流量をリニアにする」ものだと思います（詳しくはそのポジショナーの説明書を見ないと分かりません）。

　少なくとも、「ＤＣＳ出力はバルブ開度から、さらにかい離する」ということはなく、「かい離を小さくする」のが目的だと思います。

回答No.1

lumiheart

（１）厳密には違うと言えば違うが概ね許容誤差範囲内
（２）実用レベルを超えて乖離する事は無い

因みに本件で使うコントロールバルブの目的は何でしょう？
流量制御？圧力制御？

例えばバルブ開度を５０％とかに保つ事に意味が有る事例は少ない

多くの場合、流量か圧力を一定になるように制御する
圧力０．５ＭＰａとかで定圧制御するのが目的のハズ
その場合、下流側負荷によって圧力は変動する
圧力センサフィードバックで圧力を一定にする為に
開度３０％とか６０％とか常に変わるので
開度自体に意味はほとんど無い

また、開度信号をＤＣＳまでフィードバックさせる事は稀
せいぜいバルブ故障検知する為にフィードバックさせる程度

流量制御なのか？圧力制御なのか？
流体種類は何か？水か油かガスか蒸気か？
それらによってバルブ形式、制御方法は変わってくる
http://www.m-system.co.jp/mstoday/plan/mame/b_control/9809/index.html
http://www.m-system.co.jp/mstoday/plan/mame/b_actuator/0005/index.html
http://www.m-system.co.jp/mstoday/plan/serial/2005tale/05/index.html
http://www.compoclub.com/products/recommend/index.html#7
http://www.yokogawa.co.jp/fld/valve/fld-valve-01jp.htm?nid=left
http://www.kitz.co.jp/kiso/operation_electric.html
http://www.tomoevalve.com/product/