特許 6671202 ポジショナ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6671202

(24)【登録日】2020年3月5日

(45)【発行日】2020年3月25日

(54)【発明の名称】ポジショナ

(51)【国際特許分類】

   G05D 7/06 20060101AFI20200316BHJP

   F15B 9/08 20060101ALI20200316BHJP

【ＦＩ】

   G05D7/06 Z

   F15B9/08 D

【請求項の数】7

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2016-58384(P2016-58384)

(22)【出願日】2016年3月23日

(65)【公開番号】特開2017-174073(P2017-174073A)

(43)【公開日】2017年9月28日

【審査請求日】2018年9月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006666

【氏名又は名称】アズビル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098394

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 茂樹

(74)【代理人】

【識別番号】100064621

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 政樹

(72)【発明者】

【氏名】野見山 隆

【審査官】 藤崎 詔夫

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１５／１７１８４３（ＷＯ，Ａ２）

【文献】 特開２００２−０３９１０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０５３６５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６１５５２８３（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２８０３０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０３０６０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６７４５０８４（ＵＳ，Ｂ２）

【文献】 特開２０１１−２１４６１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２３０４０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３４３５０３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０５Ｄ ７／０６

Ｆ１５Ｂ ９／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

調節弁の弁開度設定値もしくはＰＳＴの実行指示の何れかに応じて前記調節弁の弁開度を制御するポジショナであって、
入力された電気信号を空気信号に変換し、その空気信号によって操作器を駆動することにより調節弁の弁開度を制御する電空変換部と、
オープンループ制御によって前記電気信号を変化させることにより、前記空気信号の出力空気圧が最大または最小の状態から変化し始めるときの前記電空変換部の入力値を示す動作点を探索する動作点探索部と、
前記動作点探索部によって探索された前記動作点を用いて前記調節弁のＰＳＴを実行するＰＳＴ処理部と、を有し、
前記動作点探索部は、前記ＰＳＴの実行指示に応じる場合に、前記ＰＳＴの実行前に前記電空変換部の動作点を探索する動作点探索処理を開始して、前記出力空気圧が第１基準値と一致したときの前記電気信号の値に基づいて前記動作点を決定し、
前記ＰＳＴ処理部は、決定された前記動作点を制御出力（ＭＶ＿ＰＳＴ）の初期値として弁開度の目標値を生成し変化させるとともに前記調節弁の弁開度の実測値が前記目標値と一致するよう前記制御出力（ＭＶ＿ＰＳＴ）を生成してフィードバック制御により前記調節弁のＰＳＴを実行する
ことを特徴とするポジショナ。

【請求項2】

請求項１に記載のポジショナにおいて、
前記動作点探索部は、前記電気信号を一定の変化率で変化させる
ことを特徴とするポジショナ。

【請求項3】

請求項１に記載のポジショナにおいて、
前記動作点探索部は、前記電気信号の変化率を徐々に減少させる
ことを特徴とするポジショナ。

【請求項4】

請求項１に記載のポジショナにおいて、
前記電空変換部はノズルフラッパを含み、
前記動作点探索部は、第１変化率で前記電気信号を変化させ、前記ノズルフラッパのノズル背圧が第２基準値と一致したら、前記第１変化率よりも小さい第２変化率で前記電気信号を変化させる
ことを特徴とするポジショナ。

【請求項5】

請求項２または３に記載のポジショナにおいて、
前記出力空気圧を検知する第１圧力センサを更に有し、
前記動作点探索部は、
前記電気信号を生成する電気信号生成部と、
前記出力空気圧が前記第１基準値に一致するか否かを判定する第１判定部と、
前記第１判定部によって前記出力空気圧が前記第１基準値に一致したと判定されたとき、そのときの前記電気信号の値に基づいて前記動作点を決定する動作点決定部と、含む
ことを特徴とするポジショナ。

【請求項6】

請求項４に記載のポジショナにおいて、
前記出力空気圧を検知する第１圧力センサと、
前記ノズル背圧を検知する第２圧力センサと、を更に有し、
前記動作点探索部は、
前記電気信号を生成する電気信号生成部と、
前記第１圧力センサによって検知された前記出力空気圧が前記第１基準値に一致するか否かを判定する第１判定部と、
前記第２圧力センサによって検知された前記ノズル背圧が前記第２基準値に一致するか否かを判定する第２判定部と、
前記第１判定部によって前記出力空気圧が前記第１基準値に一致したと判定されたとき、そのときの前記電気信号の値に基づいて前記動作点を決定する動作点決定部と、含み、
前記電気信号生成部は、前記第１変化率で前記電気信号を変化させているときに前記第２判定部によって前記ノズル背圧が前記第２基準値に一致したと判定されたら、前記第２変化率で前記電気信号を変化させる
ことを特徴とするポジショナ。

【請求項7】

請求項５または６に記載のポジショナにおいて、
前記電空変換部は、複動用の前記操作器を駆動するための一対の空気信号を生成し、
前記第１圧力センサは、前記一対の空気信号の空気圧を夫々検知し、
前記動作点探索部は、前記第１圧力センサによって検知された一対の前記空気圧の差圧を算出する差圧算出部と、を更に含み、
前記第１判定部は、前記差圧算出部によって算出された前記差圧を前記出力空気圧として入力する
ことを特徴とするポジショナ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、調節弁の弁開度を制御するポジショナに関し、例えば、異常発生時に、保安上緊急に全開または全閉する緊急弁用のポジショナに関する。

【背景技術】

【0002】

プラント等において流量のプロセス制御に用いられる調節弁としては、制御対象の流体の圧力が指示された目標値となるようにＰＩＤ制御によって弁開度が制御される調節弁（所謂コントロール弁）の他に、異常発生時に、保安上緊急に全開または全閉する緊急弁が知られている（ＪＩＳ Ｂ ０１００：２０１３ 参照）。

【0003】

一般に、緊急弁は、通常の流量制御時には全開または全閉した状態に固定され、異常が発生した場合に、急速に全閉または全開する。すなわち、緊急時以外は作動しない。そのため、緊急弁が緊急時に正常に作動するか否かを確認するためのテストを定期的に実施する必要がある。

【0004】

緊急弁のテストとしては、ＰＳＴ（Ｐａｒｔｉａｌ Ｓｔｒｏｋｅ Ｔｅｓｔ）が知られている（特許文献１参照）。ＰＳＴは、緊急弁を完全に作動（全閉または全開）させるのではなく、弁を少しだけ開けるまたは閉めるという部分的な動作により、緊急弁の固着による故障等の有無を診断する手法である。これによれば、プラント等をシャットダウンすることなく、緊急弁の診断を行うことが可能となる。

【0005】

ところで、コントロール弁や緊急弁等の調節弁は、一般にポジショナによって弁開度が制御される。ポジショナは、上位装置から指示された弁開度の目標値と当該調節弁の弁開度の実測値（実開度）との偏差を算出し、その偏差に基づいて生成した制御信号をコントロール弁の開閉を操作するための操作器に供給することにより、調節弁の弁開度を制御する機器である。

【0006】

コントロール弁用のポジショナは、フィードバック制御（ＰＩＤ制御）によってコントロール弁の弁開度が一定となるように制御する。これに対し、緊急弁用のポジショナは、緊急時の弁の開閉をオープンループ制御により行っている。例えば、緊急遮断弁用のポジショナの場合、オープンループ制御により、通常時に弁開度の目標値を１００％に設定して全開とし、緊急時に弁開度の目標値を１００％から０％に設定変更して急速に全閉させる。なお、ＰＳＴを行う場合には、緊急遮断弁用のポジショナであってもフィードバック制御（ＰＩＤ制御）によって弁開度が制御される。

【0007】

ポジショナは、上位装置から指示された弁開度の設定値に基づく電気信号ＭＶを空気信号（圧力Ｐｎ）に変換するノズルフラッパと、ノズルフラッパから出力された空気信号の圧力を増幅させた出力空気信号（出力空気圧Ｐｏ）を生成するパイロットリレーとを含む電空変換部（Ｉ／Ｐ変換部）を備えている。その電空変換部のうち、パイロットリレーは、経年劣化や温度変化による入出力特性（Ｐｎ−Ｐｏ特性）の設計値からのずれは小さいが、ノズルフラッパは、経年劣化や周辺温度、ノズルの排気口等のゴミ詰り等による入出力特性（ＭＶ−Ｐｎ特性）の設計値からのずれは大きい。そのため、経年劣化等によって、電空変換部全体としての入出力特性（ＭＶ−Ｐｏ特性）が大きく変化し、電空変換部から出力される空気信号の圧力（出力空気圧Ｐｏ）が最大値（または最小値）から変化し始めるときの電空変換部への入力値（電気信号ＭＶ）が大きく変化してしまう。

【0008】

以下、電空変換部の出力空気圧Ｐｏが最大または最小の状態から変化し始めるときの電空変換部の入力値（電気信号ＭＶ）を「動作点」と称する。

【0009】

コントロール弁の場合、上述したように、ポジショナがＰＩＤ制御によって弁開度の実測値が目標値と一致するように制御するので、上述した動作点の変動は問題とならない。 一方、緊急弁の場合、ポジショナがオープンループ制御によって弁開度を制御するため、動作点が変動すると、通常時に緊急弁が誤作動してしまうおそれがある。そのため、緊急弁は、動作点が変動した場合でも誤作動しないように十分なマージンを考慮して設計されている。例えば、緊急遮断弁の場合、図１３に示すように、電空変換部への入力（電気信号ＭＶ）が１００％でなくても、電空変換部への入力が６０％以上であれば、出力空気圧が最大（実開度１００％）となるように設計されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】国際公開第２０１５／１７１８４３ Ａ２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

しかしながら、緊急弁における動作点の変動は、上記のようなマージンを考慮した設計を行った場合であっても、ＰＳＴを行う際に問題となることが本願発明者による検討によって明らかとなった。以下、詳細に説明する。

【0012】

例えば、図１３に示すような入出力特性を有するポジショナを用いて緊急遮断弁のＰＳＴを行い、緊急遮断弁の実開度９０％まで低下させる場合を考える。

【0013】

例えば、ＰＳＴ実行時の電空変換部への入力（電気信号ＭＶ）の初期値を動作点の設計値（電空変換部への入力が６０％）に設定した場合、動作点が設計値から変化していなければ、図１３に示すように、緊急遮断弁の出力空気圧Ｐｏが最大値よりも若干低下し、緊急遮断弁の実開度が１００％よりも若干低下する。これに対し、ＰＳＴ実行時の動作点が設計値よりも高くなっていたとすると、図１４に示すように、緊急遮断弁の出力空気圧Ｐｏが最大値（実開度１００％）から最低値（実開度０％）まで急激に変化してしまうため、非常に危険である。

【0014】

一方、動作点が変化していることを考慮して、電空変換部への入力（電気信号ＭＶ）の初期値を１００％、つまり確実に出力空気圧Ｐｏが最大値（もしくは最小値）から始まるようにしてＰＳＴを開始すると、フィードバック制御（ＰＩＤ制御）の積分値が動作点に到達するまでに非常に時間がかかる可能性があり、実用的ではない。これは、ＰＳＴのランプ動作に最適なＰＩＤ制御パラメータは、常に積分値が動作点近傍の値になっている状態を前提とするものであり、オープンループ制御から未知の動作点まで到達することには適さないからである。また、この両方を同時に満足するＰＩＤチューニングは、一般的に極めて困難である。

【0015】

以上のように、緊急弁では、動作点の設計値からのずれ量が不明であるために、ＰＳＴを安全且つ効率的に行うことができないという課題があることを本願発明者は見出した。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、調節弁のＰＳＴを安全且つ効率的に行うことが可能なポジショナを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0016】

本発明に係るポジショナ（１００，１００Ａ，１００Ｂ）は、入力された電気信号（ＭＶ）を空気信号（Ｐｏ，Ｐｏ１，Ｐｏ２）に変換し、その空気信号によって操作器（２，２Ｂ）を駆動することにより調節弁（３）の弁開度を制御する電空変換部（１１）と、オープンループ制御によって電気信号を変化させることにより、空気信号の出力空気圧が変化し始めるときの電空変換部の入力値（電気信号ＭＶ）を示す動作点を探索する動作点探索部（２０）と、動作点探索部によって探索された動作点を用いて調節弁のＰＳＴを実行するＰＳＴ処理部（３０）と有し、動作点探索部は、出力空気圧が第１基準値（Ｐｏ＿ｔｈ，ｄ＿ｔｈ）と一致したときの電気信号の値に基づいて動作点を決定することを特徴とする。

【0017】

上記ポジショナにおいて、動作点探索部は、電気信号を一定の変化率で変化させてもよい。

【0018】

上記ポジショナにおいて、動作点探索部は、電気信号の変化率を徐々に減少させてもよい。

【0019】

上記ポジショナにおいて、電空変換部はノズルフラッパ（１２）を含み、動作点探索部は、第１変化率で電気信号を変化させ、ノズルフラッパのノズル背圧（Ｐｎ）が第２基準値と一致したら、第１変化率よりも小さい第２変化率で電気信号を変化させてもよい。

【0020】

上記ポジショナにおいて、出力空気圧を検知する第１圧力センサ（１５，１５＿１，１５＿２）を更に有し、動作点探索部は、電気信号を生成する電気信号生成部（２１）と、出力空気圧が第１基準値（Ｐｏ＿ｔｈ，ｄ＿ｔｈ）に一致するか否かを判定する第１判定部（２３）と、第１判定部によって出力空気圧が第１基準値に一致したと判定されたとき、そのときの電気信号の値に基づいて動作点を決定する動作点決定部（２２）と含んでもよい。

【0021】

上記ポジショナにおいて、出力空気圧を検知する第１圧力センサ（１５，１５＿１，１５＿２）と、ノズル背圧を検知する第２圧力センサ（１４）とを更に有し、動作点探索部は、電気信号を生成する電気信号生成部（２１）と、第１圧力センサによって検知された出力空気圧が第１基準値（Ｐｏ＿ｔｈ，ｄ＿ｔｈ）に一致するか否かを判定する第１判定部（２３）と、第２圧力センサによって検知されたノズル背圧が第２基準値（Ｐｎ＿ｔｈ，ｒ＿ｔｈ）に一致するか否かを判定する第２判定部（２４）と、第１判定部によって出力空気圧が第１基準値に一致したと判定されたとき、そのときの電気信号の値に基づいて動作点を決定する動作点決定部（２２）と含み、電気信号生成部は、第１変化率で電気信号を変化させているときに第２判定部によってノズル背圧が第２基準値に一致したと判定されたら、第２変化率で電気信号を変化させてもよい。

【0022】

上記ポジショナにおいて、電空変換部は、複動用の操作器（２Ｂ）を駆動するための一対の空気信号（Ｓｏ１，Ｓｏ２）を生成し、第１圧力センサは、一対の空気信号の空気圧（Ｐｏ１，Ｐｏ２）を夫々検知し、動作点探索部は、第１圧力センサによって検知された一対の空気圧の差圧を算出する差圧算出部（２５）を更に含み、第１判定部は、差圧算出部によって算出された差圧を出力空気圧（Ｐｏ）として入力してもよい。

【0023】

なお、上記説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の参照符号を括弧を付して記載している。

【発明の効果】

【0024】

以上説明したことにより、本発明によれば、調節弁のＰＳＴを安全且つ効率的に行うことが可能なポジショナを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】図１は、実施の形態１に係るポジショナを含むバルブ制御システムの構成を示す図である。

【図2】図２は、実施の形態１に係るポジショナのデータ処理制御部の構成を示す図である。

【図3】図３は、実施の形態１に係るポジショナによる動作点探索処理の一例を示す図である。

【図4】図４は、実施の形態１に係るポジショナによるＰＳＴ処理の流れを示すフロー図である。

【図5】図５は、実施の形態１に係るポジショナによる動作点探索処理（ステップＳ１）の流れを示すフロー図である。

【図6】図６は、実施の形態１に係るポジショナによる動作点探索処理の別の一例を示す図である。

【図7】図７は、実施の形態１に係るポジショナによる動作点探索処理（ステップＳ１）の別の一例の流れを示すフロー図である。

【図8】図８は、実施の形態２に係るポジショナのデータ処理制御部の構成を示す図である。

【図9】図９は、実施の形態２に係るポジショナによる動作点探索処理の一例を示す図である。

【図10】図１０は、実施の形態２に係るポジショナによる動作点探索処理（ステップＳ１）の流れを示すフロー図である。

【図11】図１１は、実施の形態３に係るポジショナを含むバルブ制御システムの構成を示す図である。

【図12】図１２は、実施の形態３に係るポジショナのデータ処理制御部の構成を示す図である。

【図13】図１３は、従来のポジショナにおける電空変換部の入出力特性（ＭＶ−Ｐｏ特性）の一例を示す図である。

【図14】図１４は、従来のポジショナにおける電空変換部の入出力特性（ＭＶ−Ｐｏ特性）が設計値からずれている場合の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

【0027】

≪実施の形態１≫
図１は、本発明の一実施の形態に係るポジショナを含むバルブ制御システムの構成を示す図である。
図１に示されるバルブ制御システム１００は、調節弁３、操作器２、上位システム４、およびポジショナ１を備えており、例えば、プラント等の流量制御プロセスに用いられる。

【0028】

調節弁（バルブ）３は、一方の流路から他方の流路への流体の流れを制御する装置であり、例えば空気圧式調節弁である。本実施の形態では、調節弁３が緊急遮断弁である場合を一例として説明する。

【0029】

操作器２は、例えば空気式のバルブアクチュエータであり、後述するポジショナ１から供給される出力空気信号Ｓｏに応じて調節弁３の弁軸を操作することにより、調節弁３の開閉動作を制御する。本実施の形態では、操作器２が、入力された出力空気信号Ｓｏの圧力に応じて調節弁３の弁軸の操作量が決定される構造を備えた単動式の操作器であるものとして説明する。

【0030】

上位システム４は、ポジショナ１を含むバルブ制御システムの統括的な管理を行う上位側のシステムであり、例えば分散制御システム（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ：ＤＣＳ）である。例えば、上位システム４は、定期的またはユーザの操作に応じて、ＰＳＴを含む各種のテストの実行をポジショナ１に対して指示する。

【0031】

コントローラ６は、上位システム４からの指示等に応じて、ポジショナ１に対して調節弁３の開閉を指示する機器である。具体的に、コントローラ６は、例えばバルブ制御システムの通常動作時において、調節弁３が全開となるように調節弁３の弁開度の設定値ＳＰ（例えばＳＰ＝１００％）をポジショナ１に対して与え、何等かの異常が発生した場合に、調節弁３が全閉となるように、調節弁３の弁開度の設定値ＳＰ（例えばＳＰ＝０％）をポジショナ１に対して与える。

【0032】

ポジショナ１は、コントローラ６から与えられた調節弁３の弁開度の設定値ＳＰ、および上位システム４からのテスト（ＰＳＴ）の実行の指示に基づいて、調節弁３の開閉を制御する。

【0033】

以下、ポジショナ１の具体的な構成について説明する。なお、本実施の形態では、ポジショナ１におけるＰＳＴの実行を実現するための機能部について説明し、それ以外の機能を実現するための機能部については説明を省略する。

【0034】

図１に示すように、ポジショナ１は、弁開度検出部１７、データ処理制御部１０、電空変換部１１、複数の圧力センサ１４〜１６、および表示部１８等の機能部を備えている。これらの機能部は、例えば調節弁３の制御対象の流体に対する耐食性を有する金属材料から成る筐体内部に収容されている。

【0035】

弁開度検出部１７は、調節弁３の弁開度を弁軸の変位量として検出し、その変位量に応じた検出信号ＳＥＮを生成する変位量検出器である。弁開度検出部１７としては、角度センサや磁気センサ等を例示することができる。

【0036】

データ処理制御部１０は、ポジショナ１の統括的な制御を行うとともに、調節弁３の操作量を指示する電気信号ＭＶを生成する電子回路である。具体的に、データ処理制御部１０は、バルブ流量制御システムの通常動作時および緊急遮断時に、コントローラ６から与えられた弁開度の目標値ＳＰに基づいて、調節弁３を操作するための電気信号ＭＶを生成するとともに、上位システム４からのＰＳＴの実行の指示に応じて、ＰＳＴに関する各種データ処理を行い、そのデータ処理の結果に基づいて電気信号ＭＶを生成する。データ処理制御部１０の具体的な構成については後述する。

【0037】

電空変換部１１は、データ処理制御部１０によって生成された電気信号ＭＶを、空気信号に変換する空気回路である。例えば、電空変換部１１は、ノズルフラッパ１２と空気圧増幅部１３とから構成されている。

【0038】

ノズルフラッパ１２は、ポジショナ１の外部に設けられた減圧弁等の空気圧供給源（図示せず）からポジショナ１に供給された空気（エアー）５の圧力（以下、「供給空気圧」と称する。）Ｐｓを電気信号ＭＶに応じて変化させることにより、電気信号ＭＶに応じた圧力の空気信号Ｓｃを生成する。

【0039】

例えば、ノズルフラッパ１２は、一端に固定絞りを介して供給空気圧Ｐｓの空気５が供給され、他端から空気圧力信号Ｓｃを出力するノズルと、電気信号ＭＶに応じて磁界を変化させるコイルと、当該コイルによる磁界の変化に応じて揺動することにより、上記ノズルから出力される空気信号Ｓｃの圧力を変化させるフラッパ（鉄片）とから構成されている。以下、空気信号Ｓｃの圧力Ｐｎを「ノズル背圧Ｐｎ」と称する。

【0040】

空気圧増幅部１３は、電空変換部１２によって生成された空気信号Ｓｃを増幅することにより、操作器２Ｂを駆動するための出力空気信号Ｓｏを生成する機能部である。例えば、空気圧増幅部１３は、よく知られた単動型のパイロットリレー、または単動と複動の切替機能を有するパイロットリレーであり、供給空気圧Ｐｓの空気５を、ノズルフラッパ１２から出力された空気信号Ｓｃの圧力Ｐｎに応じて調圧することにより、出力空気信号Ｓｏを夫々生成する。

【0041】

圧力センサ１４〜１６は、ポジショナ１における各種の空気圧力を計測するための部品である。具体的に、圧力センサ１４は空気信号Ｓｃのノズル背圧Ｐｎを検出し、圧力センサ１５は出力空気信号Ｓｏの出力空気圧Ｐｏを検出し、圧力センサ１４はエアー５の供給空気圧Ｐｓを検出する。

【0042】

表示部１８は、例えばデータ処理制御部１０によって制御され、各種の情報を表示するための機能部である。表示部１８としては、例えば液晶ディスプレイ等を例示することができる。表示部１８が、例えばＰＳＴの実行結果等を表示することにより、ユーザに対して必要な情報を提示することができる。

【0043】

次に、データ処理制御部１０の具体的な構成について説明する。
図２は、実施の形態１に係るポジショナのデータ処理制御部１０の構成を示す図である。

【0044】

データ処理制御部１０は、ＣＰＵとＲＡＭおよびＲＯＭ等の各種メモリとを搭載したマイクロコントローラ（ＭＣＵ）等のプログラム処理装置と、外部に対する信号の入力および出力を実現するための各種インターフェース回路と、外部から入力される各種のアナログ信号をディジタル信号に変換して上記プログラム処理装置に入力するためのＡ／Ｄ変換回路と、上記プログラム処理装置によるデータ処理結果に基づくディジタル信号を４〜２０ｍＡのアナログ信号に変換するためのＤ／Ａ変換回路等を含む電子回路（ハードウェア資源）によって実現されている。

【0045】

具体的に、データ処理制御部１０は、図２に示すように、ＰＳＴ実行部３０と、動作点探索部２０と、記憶部４０とを備えている。ここで、上述のＰＳＴ実行部３０、動作点探索部２０、および記憶部４０は、上述したハードウェア資源と、当該ハードウェア資源と協働して各種機能を実現させるプログラム（ソフトウェア）とによって実現されている。

【0046】

なお、図２には、データ処理制御部１０を構成する各種機能部のうち、上述したＰＳＴを実現するための機能部のみが図示され、その他の機能を実現するための機能部については図示を省略している。また、図２では、データ処理制御部１０から出力される電気信号ＭＶとして、ＰＳＴ処理部３０から出力される電気信号を“ＭＶ＿ＰＳＴと表記し、動作点探索部２０から出力される電気信号を“ＭＶ＿ＯＰと表記している。

【0047】

ＰＳＴ処理部３０は、ＰＳＴを実行するための機能部である。ＰＳＴ処理部３０は、後述する動作点探索部２０によって探索された動作点を用いて、後述する記憶部４０に記憶されたＰＳＴ条件４００に従って調節弁３を操作することにより、ＰＳＴを実行する。なお、以下の説明では、ＰＳＴ処理部３０は、コントローラ６から与えられる弁開度の目標値ＳＰではなく、記憶部４０に記憶されたＰＳＴ条件４００に基づいて、自ら弁開度の目標値ＳＰを変化させてＰＳＴを実行するものとして説明する。

【0048】

ＰＳＴは、例えば、調節弁３が全開の状態、すなわち調節弁３の実開度が１００％の状態から、調節弁３の実開度が９０％になるまで徐々に弁を閉じ、その後、弁を徐々に開けることにより、実開度を再び１００％の状態まで遷移させることによって行われる。このとき、ＰＳＴ処理部３０は、ＰＩＤ制御（フィードバック制御）によって調節弁３を操作する。具体的には、ＰＳＴ処理部３０は、後述する動作点探索部２０によって動作点が決定された後、その動作点を初期値として弁開度の目標値ＳＰを変化させるとともに、弁開度検出部１７による検出結果ＳＥＮに基づいて調節弁３の弁開度の実測値ＰＶを算出し、その実測値ＰＶが弁開度の目標値ＳＰと一致するように電気信号ＭＶを生成して、ＰＳＴを実行する。

【0049】

記憶部４０は、ＰＳＴを実行するためのプログラムや各種パラメータ等を記憶するための機能部である。例えば、記憶部４０には、上述したＰＳＴ処理部３０がＰＳＴを実行するときに利用する、ＰＳＴの処理手順やＰＳＴ実行時の弁開度の変化率等の情報を含むＰＳＴ条件データ４００の他に、後述する動作点探索部２０による動作点探索処理で利用されるＭＶ変化率データ４０１およびＰｏ基準値データ４０２や、動作点探索部２０によって決定された動作点の情報を含む動作点データ４０３等が記憶される。

【0050】

ここで、ＭＶ変化率データ４０１は、後述の動作点探索部２０が動作点を探索するために電気信号ＭＶを変化させるときの、電気信号ＭＶの変化率の情報（例えば、後述する単位ステップρ１，関数ρ（ｔ）等）を含む。また、Ｐｏ基準値データ４０２は、動作点探索部２０が動作点を決定する際に基準となる出力空気圧Ｐｏの値（後述する基準値Ｐｏ＿ｔｈ，閾値ｄ＿ｔｈ等）の情報を含む。

【0051】

動作点探索部２０は、上位システム４からのＰＳＴの実行の指示に応じて、調節弁３の動作点を決定するための動作点探索処理を行う機能部である。動作点探索部２０は、上位システム４からＰＳＴの実行の指示を受けると、電気信号ＭＶ＿ＯＰを生成し、電空変換部１１に入力することにより、動作点を探索する。具体的に、動作点探索部２０は、オープンループ制御によって電気信号ＭＶを変化させることにより、電空変換部１１から出力される空気圧信号Ｓｏの出力空気圧Ｐｏを変化させ、出力空気圧Ｐｏが所定の基準値と一致したときの電気信号ＭＶの値を動作点とする。すなわち、動作点探索部２０は、ＰＳＴ処理部３０のように、弁開度検出部１７の検出結果ＳＥＮに基づいて算出した調節弁３の弁開度の実測値（実開度）ＰＶが、コントローラ６から与えられた弁開度の目標値ＳＰと一致するように電気信号ＭＶを生成するフィードバック制御は行わない。

【0052】

図３は、実施の形態１に係るポジショナによる動作点探索処理の一例を示す図である。
例えば、図３に示されるように、動作点探索処理部２０は、上位システム４からＰＳＴの実行の指示を受けると、出力空気信号Ｓｏの出力空気圧Ｐｏが所定の基準値と一致するまで、電空変換部１１に入力する電気信号ＭＶ＿ＯＰを一定の変化率（傾き）で低下させる。そして、出力空気信号Ｓｏの出力空気圧Ｐｏが所定の基準値と一致したときの電気信号ＭＶ＿ＯＰを動作点とし、動作点データ４０３を記憶部４０に記憶する。

【0053】

図２に示されるように、動作点探索部２０は、上述の動作点探索処理を実現するための機能部として、電気信号生成部２１、動作点決定部２２、および出力空気圧判定部２３を含む。

【0054】

電気信号生成部２１は、例えば上位システム４からＰＳＴの実行指示が入力された場合に、電気信号ＭＶ＿ＯＰを生成する。具体的に、電気信号生成部２１は、ＰＳＴの実行指示が入力されると、電気信号ＭＶを生成するとともに、記憶部４０に記憶されたＭＶ変化率データ４０１に従って所定の変化率で電気信号ＭＶの大きさを変化させる。

【0055】

出力空気圧判定部２３は、圧力センサ１５によって検知された出力空気圧Ｐｏが所定の基準値に一致するか否かを判定する機能部である。出力空気圧判定部２３による判定手法は特に限定さないが、下記に示す手法を例示することができる。

【0056】

例えば、出力空気圧判定部２３は、上位システム４からＰＳＴの実行指示が入力されると、圧力センサ１５よって検知された出力空気圧Ｐｏを監視し、出力空気圧ＰｏがＰｏ基準値データ４０２に基づく基準値Ｐｏ＿ｔｈと一致した場合に、一致したことを示す信号を出力してもよい。あるいは、出力空気圧判定部２３は、上位システム４からＰＳＴの実行指示が入力されると、その時の出力空気圧Ｐｏを初期値Ｐｏ（０）として記憶するとともに、初期値Ｐｏ（０）に対する出力空気圧Ｐｏの変化量ｄがＰｏ基準値データ４０２に基づく閾値ｄ＿ｔｈを超えたことを検出したら、そのことを示す信号を出力してもよい。

【0057】

なお、本実施の形態では、一例として、出力空気圧判定部２３が、後者の判定方法によって、出力空気圧Ｐｏが所定の基準値に一致したか否かを判定するものして説明する。

【0058】

動作点決定部２２は、出力空気圧判定部２３によって出力空気圧Ｐｏが所定の基準値に一致したと判定されたとき、そのときの電気信号ＭＶ＿ＯＰの値を動作点とし、その動作点の情報を動作点データ４０３として記憶部４０に記憶する。なお、動作点データ４０３として記憶部４０に記憶される情報は、電気信号ＭＶ＿ＯＰの値であってもよいし、その電信号ＭＶ＿ＯＰに対応する弁開度の目標値ＳＰであってもよい。

【0059】

次に、実施の形態１に係るポジショナ１によるＰＳＴ処理の流れについて説明する。
図４は、実施の形態１に係るポジショナ１によるＰＳＴ処理の流れを示すフロー図である。

【0060】

先ず、ポジショナ１は、例えば上位システム４からＰＳＴの実行指示が入力されると、動作点探索処理を実行し、動作点を決定する（Ｓ１）。

【0061】

次に、ステップＳ１において動作点が決定したら、ポジショナ１は、その動作点を用いてＰＳＴを実行する（Ｓ２）。具体的には、上述したように、ポジショナ１のＰＳＴ処理部３０が、ステップＳ１において決定した動作点を初期値として弁開度の目標値ＳＰを変化させるとともに、弁開度検出部１７による検出結果ＳＥＮに基づいて調節弁３の弁開度の実測値ＰＶを算出し、その実測値ＰＶが弁開度の目標値ＳＰと一致するように電気信号ＭＶを生成して、ＰＳＴを実行する。
以上の処理手順により、調節弁３のテストとしてのＰＳＴが実行される。

【0062】

次に、動作点探索処理（ステップＳ１）の流れについて説明する。ここでは、図３に示したように電気信号ＭＶ＿ＯＰを一定の変化率で低下させて動作点を探索する場合を例にとり説明する。

【0063】

図５は、実施の形態１に係るポジショナによる動作点探索処理（ステップＳ１）の流れを示すフロー図である。
ポジショナ１が上位システム４からＰＳＴの実行指示を受け取ると、先ず、ポジショナ１における出力空気圧判定部２３が、そのときの出力空気圧Ｐｏの値を出力空気圧の初期値Ｐｏ（０）として、記憶部４０に記憶する（Ｓ１１）。

【0064】

次に、電気信号生成部２１が、電気信号ＭＶ＿ＯＰを生成する（Ｓ１２）。具体的には、電気信号生成部２１は、直前の電気信号ＭＶ＿ＯＰの値（ＭＶ＿ＯＰ（ｔ−１））から単位ステップρだけ減算した値を電気信号ＭＶ＿ＯＰ（ｔ）として電空変換部１１に与える。

【0065】

次に、出力空気圧判定部２３が出力空気圧Ｐｏの変化量ｄ（ｔ）を算出する（Ｓ１３）。具体的には、ステップＳ１１において記憶部４０に記憶した初期値Ｐｏ（０）の値から、そのときの出力空気圧Ｐｏの値Ｐｏ（ｔ）を減算することによって、出力空気圧Ｐｏの変化量ｄ（ｔ）を算出する。

【0066】

次に、出力空気圧判定部２３が、ステップＳ１３で算出した出力空気圧Ｐｏの変化量ｄ（ｔ）が閾値ｄ＿ｔｈを超えているか否かを判定する（Ｓ１４）。ステップＳ１４において、出力空気圧Ｐｏの変化量ｄ（ｔ）が閾値ｄ＿ｔｈを超えていない場合には、ステップＳ１２に戻り、出力空気圧Ｐｏの変化量ｄ（ｔ）が閾値ｄ＿ｔｈを超えるまで、ステップＳ１２〜Ｓ１４の処理が繰り返し実行される。

【0067】

ステップＳ１４において、出力空気圧Ｐｏの変化量ｄ（ｔ）が閾値ｄ＿ｔｈを超えている場合には、出力空気圧判定部２３がそのことを示す信号を出力し、当該信号を受けた動作点決定部２２が、そのときの電気信号ＭＶ＿ＯＰ（ｔ）を動作点として決定する（Ｓ１５）。このとき、動作点決定部２２は、上述したように、決定した動作点の情報を動作点データ４０３として記憶部４０に記憶する。以上の処理により、ポジショナ１の動作点を探索することができる。

【0068】

以上、実施の形態１に係るポジショナ１によれば、緊急弁等の調節弁のＰＳＴを実行する前に、ポジショナ１の動作点を知ることができるので、ＰＳＴを実行する際に、探索した動作点を弁開度の初期値として設定すれば、経年劣化等によって動作点が設計値からずれている場合であっても、初期値を設定したことによって緊急遮断弁の出力空気圧Ｐｏが最大値（実開度１００％）から最低値（実開度０％）まで急激に変化することを防ぐことができる。

【0069】

また、ポジショナ１によれば、オープンループ制御によって電気信号ＭＶ（弁開度の目標値）を所定の変化率で変化させ、出力空気圧Ｐｏが所定の基準値に達したときの電気信号ＭＶの値に基づいて動作点を決定するので、従来のようにフィードバック制御によって弁開度の目標値を１００％から徐々に低下させてＰＳＴを実行する場合に比べて、ＰＳＴに要する時間をより短くすることができる。

【0070】

したがって、実施の形態１に係るポジショナ１によれば、ＰＳＴを安全且つ効率的に行うことが可能となる。

【0071】

なお、実施の形態１では、電気信号ＭＶ＿ＯＰを一定の変化率（傾き）で変化させて動作点を探索する場合を例示したが（図３参照）、これに限られず、図６に示すように、電気信号ＭＶ＿ＯＰの変化率が徐々に減少するように、電気信号ＭＶ＿ＯＰを変化させて動作点を探索してもよい。この場合の処理フローは、図７に示すように、上述した電気信号ＭＶ＿ＯＰを一定の変化率で変化させる場合の処理フロー（図５）と全体的な流れは同様であり、電気信号ＭＶ＿ＯＰの生成ステップ（Ｓ１２）のみが相違する。具体的には、図７のステップＳ１２ａに示すように、電気信号生成部２１は、直前の電気信号ＭＶ＿ＯＰの値（ＭＶ＿ＯＰ（ｔ−１））から関数ρ（ｔ）を減算した値を電気信号ＭＶ＿ＯＰ（ｔ）として電空変換部１１に与える。ここで、関数ρ（ｔ）のパラメータは、ＭＶ変化率データ４０１として記憶部４０に記憶された情報であり、電気信号ＭＶ＿ＯＰについて所望の変化率が得られるように任意に設定すればよい。

【0072】

≪実施の形態２≫
図８は、実施の形態２に係るポジショナのデータ処理制御部の構成を示す図である。
実施の形態２に係るポジショナのデータ処理制御部１０Ａは、動作点を探索する際、電空変換部１１に入力する電気信号ＭＶ＿ＯＰの変化率を複数段階に分ける点において、実施の形態１に係るポジショナのデータ処理制御部１０と相違し、その他の点は実施の形態１に係るポジショナと同様である。
なお、図８には、実施の形態２に係るポジショナ１Ａのうち、実施の形態１に係るポジショナ１と相違するデータ処理制御部１０Ａの構成のみが図示され、その他の実施の形態１に係るポジショナ１と共通する機能部については図示を省略している。

【0073】

図９は、実施の形態２に係るポジショナによる動作点探索処理の一例を示す図である。
例えば、図９に示されるように、実施の形態２に係るポジショナのデータ処理制御部１０Ａは、先ず、電空変換部１１に入力する電気信号ＭＶ＿ＯＰを第１変化率Ａ１で変化させ、ノズル背圧Ｐｎが所定の基準値と一致したら、出力空気圧Ｐｏが所定の基準値と一致するまで、電気信号ＭＶ＿ＯＰを第１変化率Ａ１よりも小さい第２変化率Ａ２で変化させる。そして、出力空気圧Ｐｏが所定の基準値と一致したときの電気信号ＭＶ＿ＯＰを動作点と決定し、動作点データ４０３として記憶部４０に記憶する。

【0074】

具体的に、データ処理制御部１０Ａは、図８に示すように、動作点探索部２０Ａとして、電気信号生成部２１Ａ、動作点決定部２２、出力空気圧判定部２３、およびノズル背圧判定部２４を備える。なお、データ処理制御部１０Ａにおいて、実施の形態１に係るポジショナのデータ処理制御部１０と同様の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【0075】

ノズル背圧判定部２４は、圧力センサ１４によって検知されたノズル背圧Ｐｎが所定の基準値に一致するか否かを判定する機能部である。ノズル背圧判定部２４による判定手法は特に限定さないが、下記に示す手法を例示することができる。

【0076】

例えば、ノズル背圧判定部２４は、上位システム４からＰＳＴの実行指示が入力されると、圧力センサ１４によって検知されたノズル背圧Ｐｎを監視し、ノズル背圧ＰｎがＰｎ基準値データ４０４に基づく基準値Ｐｎ＿ｔｈと一致した場合に、一致したことを示す信号を出力してもよい。

【0077】

あるいは、ノズル背圧判定部２４は、例えば、上位システム４からＰＳＴの実行指示が入力されると、圧力センサ１４によって検知されたノズル背圧Ｐｎと圧力センサ１６によって検知された供給空気圧Ｐｓとを監視し、供給空気圧Ｐｓに対するノズル背圧Ｐｎの変化量ｒ（＝Ｐｎ／Ｐｓ）を算出する。そして、ノズル背圧Ｐｎの変化量ｒが記憶部４０に記憶されたＰｎ基準値データ４０４に基づく閾値ｒ＿ｔｈを超えたことを検出したら、そのことを示す信号を出力してもよい。

【0078】

ここで、Ｐｎ基準値データ４０４は、動作点探索部２０Ａが動作点を決定する際に基準となるノズル背圧Ｐｎの値（後述する基準値Ｐｎ＿ｔｈ，閾値ｒ＿ｔｈ等）の情報を含み、Ｐｏ基準値データ４０２と同様に、記憶部４０に記憶されている。

【0079】

なお、本実施の形態では、一例として、ノズル背圧判定部２４が、上述した後者の判定方法によって、ノズル背圧Ｐｎが所定の基準値に一致するか否かを判定するものして説明する。

【0080】

電気信号生成部２１Ａは、例えば上位システム４からＰＳＴの実行指示が入力された場合に、電気信号ＭＶ＿ＯＰを生成する。具体的に、電気信号生成部２１Ａは、ＰＳＴの実行指示が入力されると、電気信号ＭＶを生成するとともに、記憶部４０に記憶された第１ＭＶ変化率データ４０１＿１に従って第１変化率で電気信号ＭＶの大きさを変化させる。その後、ノズル背圧判定部２４によってノズル背圧Ｐｎが所定の基準値に一致したことが検出されたら、記憶部４０に記憶された第２ＭＶ変化率データ４０１＿２に従って第２変化率で電気信号ＭＶの大きさを変化させる。

【0081】

ここで、第１ＭＶ変化率データ４０１＿１および第２ＭＶ変化率データ４０１＿２は、前述のＭＶ変化率データ４０１と同様に、動作点探索処理において電気信号ＭＶ＿ＯＰを変化させるときの、電気信号ＭＶ＿ＯＰの変化率を示す情報（例えば、後述する単位ステップρ１，ρ２）を夫々含む。ここで、第２ＭＶ変化率データ４０１＿２に基づく電気信号ＭＶ＿ＯＰの第２変化率Ａ２は、第１ＭＶ変化率データ４０１＿１に基づく電気信号ＭＶ＿ＯＰの第１変化率Ａ１よりも小さい（Ａ２＜Ａ１）。

【0082】

次に、ステップＳ１の動作点探索処理の流れについて説明する。ここでは、図９に示したように電気信号ＭＶ＿ＯＰを２段階に分けて変化させて動作点を探索する場合を例にとり説明する。

【0083】

図１０は、実施の形態２に係るポジショナによる動作点探索処理の流れを示すフロー図である。
ポジショナがＰＳＴの実行指示を受け取ると、先ず、出力空気圧判定部２３が、そのときの出力空気圧Ｐｏの値を出力空気圧の初期値Ｐｏ（０）として、記憶部４０に記憶する（Ｓ２１）。

【0084】

次に、電気信号生成部２１Ａが電気信号ＭＶ＿ＯＰを生成する（Ｓ２２）。このとき、電気信号生成部２１Ａは、オープンループ制御によって電気信号ＭＶ＿ＯＰを生成する。具体的には、図９に示すように、電気信号生成部２１Ａは、記憶部４０から第１ＭＶ変化率データ４０１＿１を読み出し、第１ＭＶ変化率データ４０１＿１に従ってオープンループ制御によって電気信号ＭＶ＿ＯＰを生成する。例えば、電気信号生成部２１Ａは、直前の電気信号ＭＶ＿ＯＰの値（ＭＶ＿ＯＰ（ｔ−１））から、第１ＭＶ変化率データ４０１＿１に基づく単位ステップρ１だけ減算した値を電気信号ＭＶ＿ＯＰ（ｔ）として電空変換部１１に与える。

【0085】

次に、出力空気圧判定部２３が出力空気圧Ｐｏの変化量ｄ（ｔ）を算出する（Ｓ２３）。具体的には、ステップＳ２１において記憶部４０に記憶した初期値Ｐｏ（０）の値から、そのときの出力空気圧Ｐｏの値Ｐｏ（ｔ）を減算することによって、出力空気圧Ｐｏの変化量ｄ（ｔ）を算出する。

【0086】

次に、出力空気圧判定部２３が、ステップＳ２３で算出した出力空気圧Ｐｏの変化量ｄ（ｔ）が、記憶部４０に記憶されたＰｏ基準値データ４０２に基づく閾値ｄ＿ｔｈを超えているか否かを判定する（Ｓ２４）。ステップＳ２４において、出力空気圧Ｐｏの変化量ｄ（ｔ）が閾値ｄ＿ｔｈを超えている場合には、出力空気圧判定部２３がそのことを示す信号を出力し、当該信号を受けた動作点決定部２２が、そのときの電気信号ＭＶ＿ＯＰ（ｔ）を動作点として決定する（Ｓ３０）。このとき、動作点決定部２２は、上述したように、決定した動作点の情報を動作点データ４０３として記憶部４０に記憶する。

【0087】

一方、ステップＳ２４において、出力空気圧Ｐｏの変化量ｄ（ｔ）が閾値ｄ＿ｔｈを超えていない場合には、ノズル背圧判定部２４が、供給空気圧Ｐｓに対するノズル背圧Ｐｎの変化量ｒ（ｔ）＝Ｐｎ（ｔ）／Ｐｓ（ｔ）を算出する（Ｓ２５）。

【0088】

次に、ノズル背圧判定部２４が、ステップＳ２５で算出したノズル背圧Ｐｎの変化量ｒ（ｔ）が記憶部４０に記憶されたＰｎ基準値データ４０４に基づく閾値ｒ＿ｔｈを超えているか否かを判定する（Ｓ２６）。ステップＳ２６において、ノズル背圧Ｐｎの変化量ｒ（ｔ）が閾値ｒ＿ｔｈを超えていない場合には、ステップＳ２２に戻り、ノズル背圧Ｐｎの変化量ｒ（ｔ）が閾値ｒ＿ｔｈを超えるまで、Ｓ２２〜Ｓ２６の処理が繰り返し実行される。

【0089】

ステップＳ２６において、ノズル背圧Ｐｎの変化量ｒ（ｔ）が閾値ｒ＿ｔｈを超えている場合には、ノズル背圧判定部２４がそのことを示す信号を出力し、当該信号を受けた電気信号生成部２１が、電気信号ＭＶ＿ＯＰの変化率を変更する（Ｓ２７）。例えば、電気信号生成部２１Ａは、直前の電気信号ＭＶ＿ＯＰの値（ＭＶ＿ＯＰ（ｔ−１））から、第２ＭＶ変化率データ４０１＿２に基づく単位ステップρ２（＜ρ１）だけ減算した値を電気信号ＭＶ＿ＯＰ（ｔ）として電空変換部１１に与える。

【0090】

次に、出力空気圧判定部２３が出力空気圧Ｐｏの変化量ｄ（ｔ）を算出する（Ｓ２８）。算出方法は、ステップＳ２３と同様である。

【0091】

次に、出力空気圧判定部２３が、ステップＳ２８で算出した出力空気圧Ｐｏの変化量ｄ（ｔ）が記憶部４０に記憶されたＰｏ基準値データ４０２に基づく閾値ｄ＿ｔｈを超えているか否かを判定する（Ｓ２９）。ステップＳ２９において、出力空気圧Ｐｏの変化量ｄ（ｔ）が閾値ｄ＿ｔｈを超えていない場合には、ステップＳ２７に戻り、出力空気圧Ｐｏの変化量ｄ（ｔ）が閾値ｄ＿ｔｈを超えるまで、ステップＳ２７〜Ｓ２９の処理が繰り返し実行される。

【0092】

ステップＳ２９において、出力空気圧Ｐｏの変化量ｄ（ｔ）が閾値ｄ＿ｔｈを超えている場合には、出力空気圧判定部２３がそのことを示す信号を出力し、当該信号を受けた動作点決定部２２が、そのときの電気信号ＭＶ＿ＯＰ（ｔ）を動作点として決定する（Ｓ３０）。このとき、動作点決定部２２は、上述したように、決定した動作点の情報を動作点データ４０３として記憶部４０に記憶する。
以上の処理により、ポジショナの動作点を探索することができる。

【0093】

以上、実施の形態２に係るポジショナによれば、実施の形態１に係るポジショナと同様に、緊急弁等の調節弁のＰＳＴを実行する前にポジショナ１の動作点を知ることができるので、ＰＳＴを安全且つ効率的に行うことが可能となる。

【0094】

また、実施の形態２に係るポジショナによれば、動作点を探索する際に、ノズル背圧Ｐｎが所定の基準値を超えるまでは第１変化率Ａ１で電気信号ＭＶ＿ＯＰを変化させ、ノズル背圧Ｐｎが所定の基準値を超えた後は、第１変化率Ａ１よりも小さい第２変化率Ａ２で電気信号ＭＶ＿ＯＰを変化させるので、動作点を見つけるまでの時間を短縮することができる。例えば、ノズル背圧Ｐｎの基準値（Ｐｎ＿ｔｈ，ｒ＿ｔｈ）を、出力空気圧Ｐｏが変化し始める直前のノズル背圧Ｐｎの値に設定することにより、出力空気圧Ｐｏが変化し始める直前までは、電気信号ＭＶを高速に変化させることが可能となる。

【0095】

また、上述したように電空変換部１１の空気圧増幅部１３（パイロットリレー）の入出力特性（Ｐｎ−Ｐｏ特性）は、ノズルフラッパ１２の入出力特性（ＭＶ−Ｐｎ特性）に比べて、経年劣化等による設計値からのずれが小さいので、ノズル背圧Ｐｎの基準値（Ｐｎ＿ｔｈ，ｒ＿ｔｈ）を、Ｐｎ−Ｐｏ特性の設計値に基づいて決定しても、電気信号ＭＶを高速に変化させたときに出力空気圧Ｐｏが急激に変化する可能性は低い。

【0096】

したがって、実施の形態２に係るポジショナによれば、より短時間且つ安全に、動作点を探索することが可能となる。

【0097】

≪実施の形態３≫
図１１は、実施の形態３に係るポジショナを含むバルブ制御システムの構成を示す図である。
実施の形態３に係るポジショナ１Ｂは、入力された２つの空気信号の圧力差に応じて調節弁３の弁軸の操作量が決まる構造を有する複動式の操作器２Ｂを駆動する複動用のポジショナである点において、実施の形態２に係るポジショナ１Ａと相違する。なお、実施の形態３に係るポジショナ１Ｂにおいて、実施の形態２に係るポジショナ１Ａと同様の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【0098】

具体的に、実施の形態３に係るポジショナ１Ｂは、空気圧増幅部１３Ｂから出力される操作器２Ｂを駆動するための一対の出力空気信号Ｓｏ１，Ｓｏ２の夫々の出力空気圧Ｐｏ１，Ｐｏ２を検知する圧力センサ１５＿１，１５＿２を更に備える。

【0099】

図１２は、実施の形態３に係るポジショナのデータ処理制御部の内部構成を示す図である。
実施の形態３に係るポジショナ１Ｂのデータ処理制御部１０Ｂにおいて、動作点探索部２０Ｂは、差圧算出部２５を更に有する。差圧算出部２５は、出力空気圧Ｐｏ１と出力空気圧Ｐｏ２との差圧を算出する。差圧算出部２５によって算出された差圧は、出力空気圧Ｐｏとして出力空気圧判定部２３に入力され、実施の形態２に係るポジショナ１Ａと同様に、動作点探索処理に用いられる。

【0100】

以上、実施の形態３に係る複動型のポジショナによれば、実施の形態１，２に係る単動型のポジショナと同様に、ＰＳＴを安全且つ効率的に行うことが可能となる。

【0101】

以上、本発明者らによってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。

【0102】

例えば、上記実施の形態において、電空変換部１１は、空気信号Ｓｃおよび出力空気信号Ｓｏを生成することができる構成であればよく、上述した構成（図１参照）に限定されるものではない。

【0103】

また、実施の形態２において、電気信号ＭＶの直線的（リニア）な変化率を２段階に変化させる場合を例示したが、これに限られない。例えば、動作点探索時に、ノズル背圧Ｐｎ（ｔ）が基準値Ｐｎ＿ｔｈ（ｒ＿ｔｈ）と一致するまでは、図６のように変化率が徐々に減少するように２次関数的に電気信号ＭＶ＿ＯＰを変化させ、ノズル背圧Ｐｎ（ｔ）が基準値Ｐｎ＿ｔｈ（ｒ＿ｔｈ）と一致したら、電気信号ＭＶ＿ＯＰを直線的に変化させてもよい。

【0104】

また、実施の形態３では、実施の形態２に係るポジショナ１Ａに複動式の操作器を駆動するための機能部（空気圧増幅部１３Ｂ、圧力センサ１５＿１，１５＿２、差圧算出部２５）を盛り込む場合を例示したが、実施の形態１に係るポジショナ１に、複動式の操作器を駆動するための機能部を盛り込んでもよい。

【符号の説明】

【0105】

１００，１００Ｂ…バルブ制御システム、１，１Ａ，１Ｂ…ポジショナ、２，２Ｂ…操作器、３…調節弁、４…上位システム、５…空気（エアー）、６…コントローラ、１０，１０Ａ，１０Ｂ…データ処理制御部、１１…電空変換部、１２…ノズルフラッパ、１３，１３Ｂ…空気圧増幅部（パイロットリレー）、１４，１５，１６，１５＿１，１５＿２…圧力センサ、１７…弁開度検出部、１８…表示部、ＳＰ…弁開度の目標値、ＭＶ，ＭＶ＿ＰＳＴ，ＭＶ＿ＯＰ…電気信号、Ｐｎ…ノズル背圧、Ｐｓ…供給空気圧、Ｐｏ，Ｐｏ１，Ｐｏ２…出力空気圧、Ｓｏ，Ｓｏ１，Ｓｏ２…出力空気信号、Ｓｃ…空気信号、ＳＥＮ…検出信号、２０，２０Ａ，２０Ｂ…動作点探索部、２１，２１Ａ…電気信号生成部、２２…動作点決定部、２３…出力空気圧判定部、２４…ノズル背圧判定部、２５…差圧算出部、３０…ＰＳＴ処理部、４０…記憶部、４００…ＰＳＴ条件データ、４０１…ＭＶ変化率データ、４０１＿１…第１ＭＶ変化率データ、４０１＿２…第２ＭＶ変化率データ、４０２…Ｐｏ基準値データ、４０３…動作点データ、４０４…Ｐｎ基準点データ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】