バルブ特性

コントロール弁には、バルブ特性というものがあります。
以前に、コントロールバルブの流量特性で詳しく解説しています。

コントロールバルブは、とにかくたくさん開けばよい、ということにはなりません。たくさんバルブが開いて、流量が増えすぎることを抑制するのが、コントロールバルブを使う理由の１つですので、大は小を兼ねる、とはいかない場合もあります。
微調整を行う必要があるときには、イコールパーセント特性(EQ%)をお勧めします。

ビュルケルトでは、バルブの形状によるバルブ特性だけでなく、それをフォローする機構を電空ポジショナに持たせています。
特に、形状だけでバルブ特性を出せない、ダイヤフラム弁には、この電空ポジショナでのバルブ特性の変更機構は、非常に有効です。

ご興味いただいたら、ビュルケルトまで、お気軽にお問合せください。

この記事が面白いと思ったら、クリックして下さいませ↓
人気ブログランキング

ロボラックス：製薬プロセス向バルブ

ロボラックスは、製薬プロセス向けの、特殊ダイヤフラム弁です。
バルブボディに、片面に２つのダイヤフラム受けというか、堰があり、それぞれの方向への流路を制御します。
それが、表裏あるため、４方向の流路を制御します。

最大、バルブボディに、４方向の流路があります。
それぞれ、バラバラに制御することが可能です。
１台のバルブで、複雑な制御ができるため、何台もバルブを使用する必要が無く、バルブの省スペース化になります。
また、バルブ間のデッドボリュームも無くなるため、洗浄性が高く、製薬プロセスにおいては、コンタミの防止、洗浄時間の短縮など、製薬プロセスの効率化に役立ちます。

このロボラックス、インターフェックスに出展しますので、ぜひご覧ください。

ご興味いただいたら、ビュルケルトまで、お気軽にお問合せください。

この記事が面白いと思ったら、クリックして下さいませ↓
人気ブログランキング

イージーリンク(easy link) その６ 温度計TypeYE200シリーズと電空ポジショナType1067の設定方法

TypeYE200シリーズは、温度計です。測温抵抗体（PT100Ω）です。
・抵抗信号（というか、上位で抵抗値を測定するもの）
・4-20mA信号出力

の２タイプがあり、4-20mA信号出力が、Type1067電空ポジショナと接続可能です。
ちなみに、温度のデジタル表示は無いので、表示が必要であれば、Type8400を選択してください。

基本的な接続方法や設定方法は、Type8035+Type1067と同じですが、
温度計の場合、注意する必要があります。

例えば、冷却水のラインであれば、温度が上がればバルブを開けて冷却をする必要があり、逆に熱媒やスチームであれば、温度が下がればバルブを開ける必要があります。
圧力でも、タンクの入口／出口でバルブの動きを確認する必要がある、と申し上げましたが、それと同じです。

このときのコントロール弁の選択方法として、
・ノーマルクローズ（NC=常時閉=逆作動）
・ノーマルオープン（NO=常時開=正作動）

のいずれかを選択します。
また、ノーマルクローズのコントロールバルブですが、
駆動方向を通常と逆にして、信号が少なくて開き、信号が多くて閉じるという設定をすることもできます。

さらに温度制御をややこしくするのが「スプリット制御」です。
温度計は１本しか無いのに、バルブが２台必要な制御です。
バルブ２台とは、冷却ラインと熱媒・スチームラインと、それぞれバルブを据え付け、制御を行う場合です。

4-20mAの信号はひとつしかありません。でも例えば、
・4-10mAを熱媒・スチームラインにあてる。
・10-20mAを冷却ラインにあてる。

という感じで、１つの信号のうち、一部分の１つのバルブに、残りを他方のバルブに割り当てる方法です。

この方法は、電空ポジショナType1067の、
-SPLERNG
機能で設定できます。

ちょっとややこしいですが、操作方法について、再確認ください。
詳しいことは、ビュルケルトまでお問合せください。

イージーリンク(easy link) その５ 圧力計Type8314と電空ポジショナType1067の設定方法

Type8314は、圧力計です。
圧力の高さに応じた、4-20mAの信号を出力します。
圧力の表示はありません。また、4-20mAの出力も変更できませんので、
最初に適正な圧力の仕様のものを、選択する必要があります。
デジタル表示付の圧力計は、Type8311を選んでください。

で、この圧力計ですが、4-20mAの信号を出力するので、電空ポジショナType1067と接続することが可能です。
基本的な接続方法や設定方法は、Type8035+Type1067と同じですが、
圧力計の場合、注意する必要があります。

例えば、タンク内の圧力をコントロールしたくて、タンクに圧力計を設置します。このとき、コントロールバルブは、タンクの入口／出口のどちら側につけますか？
圧力が上がったとき、コントロール弁は開く方がいいのか、閉まる方がよいのか、これを確認ください。

このときのコントロール弁の選択方法として、
・ノーマルクローズ（NC=常時閉=逆作動）
・ノーマルクローズ（NO=常時開=正作動）

のいずれかを選択します。
また、ノーマルクローズのコントロールバルブですが、
駆動方向を通常と逆にして、信号が少なくて開き、信号が多くて閉じるという設定をすることもできます。

駆動方向の設定とは、Type1067 電空ポジショナの設定の
-DIRECTION
-WPOS　RISE or FALL
が、相当します。
工場出荷時では、「RISE」が選択されていますが、これは信号が大きくなるとバルブが開く方向です。
これを「FALL」に変えると、信号が大きくなるとバルブが閉じる方向に働きます。

ちょっとややこしいですが、操作方法について、再確認ください。
詳しいことは、ビュルケルトまでお問合せください。

イージーリンク(easy link) その４ パドル式流量計 Type8035 と 電空ポジショナ Type1067 の接続方法(3)

Type1067の設定の続きです。
で、「PCONTROL」の設定をしなければ、なりません。
設定をするのは、
・SETPOINT
・PARAM
・SCALE

です。

・SETPOINT の設定　とは、設定値（SP値）を、どうやって
　電空ポジショナに入力するかです。
　　-INTERN 電空ポジショナの盤面から手で入力する。
　　-EXTERN 外部（PLCなど）から、信号で入力する。
　とちらかを選択してください。

・PARAM の設定　とは、制御パラメータの設定です。
　　-KP 比例補正値（PIDの「P」に相当するもの）
　　-TN リセット時間（PIDの「I」に相当するもの）
　　-TV レート時間（PIDの「D」に相当するもの）
　　-X0 操作点　制御スタート時（計算スタート時）のバルブ開度
　　-DBD デッドバンド（不感体）

・SCALE の設定　とは、アナログ信号（4-20mAなど）の割振り設定
　　-DP 小数点(decimal point)
　　-PV-L PV値の低い方（4mAのとき）の設定
　　-PV-H PV値の高い方（20mAのとき）の設定
　　-SP-L SP値の低い方（4mAのとき）の設定
　　-SP-H SP値の高い方（20mAのとき）の設定

Type1067には、他にも多種の機能があり、より精度の高い制御をするには、これらの機能を使いこなした方が、いいです。
詳細は、取扱説明書をご参照ください。
英語の取扱説明書は、ホームページに、日本語の取扱説明書はご連絡をいただければ、PDFファイルをメールにてお送りしますので、お気軽にお問合せください。

目盛付手動バルブ

このバルブは、もともと自動のコントロール弁なのですが、後から手動バルブを作ってみました。
ま、普通は手動バルブを作ってから、自動バルブを作るんでしょうけどね〜

でも、目盛り付きの手動バルブって、他にあまり無いみたいです。
このバルブ、ほぼリニア特性で、目盛りと流量がほぼ比例しています。

パンダ丸としては、何でこんなバルブを作ったのかなって、思っていましたが、結構好評なんですよね。
実際の現場の方は、こういったところで苦労なさってるんですね。
パンダ丸も勉強不足です。
まだまだ勉強しなきゃですね〜

イージーリンク(easy link) その３ パドル式流量計 Type8035 と 電空ポジショナ Type1067 の接続方法(2)

Type8035 パドル式流量計 の設定が終わったところで、Type1067 電空ポジショナ の設定をします。

Type1067 電空ポジショナ は、下記の２つの使い方があります。

・ポジションコントローラ
　　上位から入力される4-20mA信号に従い、
　　その通りにコントロール弁の開度を操作します。
・プロセスコントローラ
　　センサからの信号（PV値）と、設定値（SP値）を比較し、
　　電空ポジショナ自体がPID演算をしながら、コントロール弁の開度
　　を操作します。

工場出荷状態では「ポジションコントローラ」の設定になっています。
これを「プロセスコントローラ」と、設定を変更する必要があります。

変更の仕方は、まずは設定画面に入ります。
そして、下矢印キーを何度か押すと「ADDFUNCT」という画面になります。
ここでエンターキーを押して「ADDFUNCT」に入ります。
「ADDFUNCT」は、機能追加の項目で、追加したい機能を宣言します。
上下のいずれかのキーを押すと、画面が切り替わりますので、追加したい機能のところでエンターキーを押すと、画面の左側に「＊」マークがでます。
この「＊」マークがでると、この機能を有効にした、という宣言になります。
上下矢印キーを押して「PCONTROL」で、「＊」を出現させると、ポジションコントロールをやめて、プロセスコントロールを使う、という宣言になります。

そして「ENDFUNCT」画面でエンターキーを押して、「ADDFUNCT」機能から抜け出します。

そしたら、画面は「ADDFUNCT」という表示になりますが、上矢印キーを押していくと、さっきまで無かった「PCONTROL」という画面がでてきます。
さっき、「＊」マークつけて宣言したことにより、画面が出現したんですね。

次は、この「PCONTROL」の設定です。
長くなってきたので、次回解説しますね〜

イージーリンク(easy link) その３ パドル式流量計 Type8035 と 電空ポジショナ Type1067 の接続方法

前回まで、考え方の説明ばかりでしたのでしたが、いきなり使い方を説明してしまおうかと思っています。

Type8035 パドル式流量は、液体の流量を測定することができ、表面のディスプレイに現在流量と積算流量の表示ができる他、4-20mAの信号とパルス信号を出力することができます。

先に、表示と出力する単位と小数点を設定しておきます。
最初にL/minと設定して、後からm3/hrって設定すると、後々の設定が変わってしまうので、できれば最初に決めておくのがベターです。小数点も決めてください。
瞬時流量（FLOW）の単位は、L/minやm3/hrなど、11種類あるので、お好きなのを選んでください。これ以外の単位って言われると…　無理です…
で、表示は0〜9999までできますが、小数点（DEC PT）を別に設定する必要がありますので、小数点も設定してください。

次に、K-Factorの設定です。
これは、一緒に組合せて使う、フィッテング（配管接続部）の種類によって、決まっている数字なので、これを入力してください。
Type8035の場合、トランスミッタは各口径共通なので、K-Factorが入力されていないと、トランスミッタは測定ができませんので、ご注意ください。
次が、CURRENTで、これは4-20mAの信号の設定です。
・流量が＊＊＊＊で、4mAの信号を出力する。
・流量が＊＊＊＊で、20mAの信号を出力する。
間は、直線的に変化します。
ちなみに、このときの単位と小数点は、先に設定したものが、有効になります。
また、4mAがゼロで無くてもいいので、お好きな流量で設定してください。でも、やっぱり4mAはゼロと設定される方が、ほとんどですけどね。

で、このとき設定した4-20mAの出力信号が、電空ポジショナのセンサ入力信号になるわけです。

でも、Type8035とType1067の間は、4-20mAの信号が流れるだけですから、例えばType8035で4-20mAは、0-300L/minと設定しても、同じ設定をType1067にしてあげないといけません。
Type1067は、工場出荷時には4-20mAを0-100と、設定されています。
流量が200L/min流れているとType8035は計測しているのに、Type1067は67 としが出てきません。
あ、それとType1067は単位を入力する項目はありません。
流量・圧力・温度・レベル・PH・導電率と、なんでもOKなので、単位が多すぎていましますので…

でも、Type8035出力とType1067入力と、２つの機種の4-20mA信号を同じに設定しないと、わけがわからなくなりますので、ご注意ください。

次は、Type1067 電空ポジショナの設定について、ご説明します。

イージーリンク(easy link) その２ 鍵は電空ポジショナ

ビュルケルトには、現在下記の４種類のコントロール弁があります。

・Type2702 アングルシート弁（ステンレスボディ）
・Type2712 グローブ弁（ステンレスボディ）
・Type2730 ダイヤフラム弁（樹脂ボディ）
・Type2731 ダイヤフラム弁（ステンレスボディ）

この４種類のバルブに共通することは、すべて空圧弁であるということ。つまり、空気の力＝圧力で動くコントロールバルブです。

計装の世界で一般に使われる電気信号は、4-20mAです。他の分野であっても、電気信号が主流でしょう。
では、空気で動くコントロールバルブは、どうやって電気の信号で動くのでしょうか。

それをつなぐのが、「電」気信号を「空」気の力に変換する、「電空」ポジショナです。
電空ポジショナがあって、はじめてコントロール弁は、コントロール弁としての機能を果たすことができます。
ちなみに、電気の信号でなく、空気信号で操作するのであれば、「空空」ポジショナ、バルブが電動であれば「電電ポジショナ」を使います。

で、この電空ポジショナですが、ビュルケルトの電空ポジショナは、他社製品と全くことなる部分があります。
一般の他社製品の電空ポジショナは、単純に電気信号を空気圧力に変えるだけです。だから、コントロール弁に異常があっても気づきません。
例えば、コントロール弁のアクチュエータから空気が漏れていても、バルブにゴミが詰まって摩擦が増加し、動きがしぶくなっても、電空ポジショナは気づきません。

ビュルケルトの電空ポジショナは、コントロール弁に開度を測定する機器をつけ、その開度信号を電空ポジショナにフィードバックさせます。
こうすることで、電空ポジショナは、コントロール弁への開度命令と実際の開度を比較し、間違いなくコントロール弁が動作しているな、ということを確認しています。

これって何かににていると思いませんか？
・PV値 現在のコントロール弁開度
・SP値 電空ポジショナの開度命令

つまり、電空ポジショナは、PV値とSP値を比較し、そのずれを修正するという、フィードバック制御を行っています。
それは、安全面の向上、多少のトラブルでも自己修正する信頼性の向上につながる機能です。

それだけでは、ありません。その機能を、流量計／圧力計／温度計／レベル計／PH計／導電率計と、つないでしまえば、それだけで制御ループが完成していまいます。
そのため、ビュルケルトの電空ポジショナは、PID機能を搭載した、「プロセスコントローラ」＝調節計＋電空ポジショナ
としての機能を有しているわけです。

これは、一般の他社製品の電空ポジショナには、搭載できない機能であり、ビュルケルトならではの機能です。

ビュルケルトの電空ポジショナには、下記の３種類があります。

・Type1067 サイドコントローラ（PID制御機能；標準搭載）
・Type8630 トップコントローラ（PID制御機能；オプション）
・Type8635 サイドコントローラ（PID制御機能；オプション）

で、これらのビュルケルト製電空ポジショナは、ビュルケルトのコントロールバルブに取り付くだけでなく、他社のコントロール弁に取り付いている場合もあります。

というわけで、ビュルケルトの電空ポジショナは、他社に無い機能が搭載のため、取扱説明書がとっても分厚くなっています…
その使い方を、解説します。

ちなみに、ビュルケルトの電空ポジショナの機能面については、下記にも解説しておりますので、参照くださいね。

http://burkert.seesaa.net/article/39394270.html
http://burkert.seesaa.net/article/39400060.html
http://burkert.seesaa.net/article/39495011.html

イージーリンク(easy link) その１ 用語解説編

ビュルケルトのプロセスバルブには、多彩な機能があります。
機能が多すぎて、わかりにくいとも…

なるべく、わかりやすく解説するよう、努力します。
製品の説明シリーズとしては、今までで最長になるかも…

まずは、イージーリンク（easy link）という言葉の解説です。
最近、ビュルケルトではこの言葉を、あまり使わなくなりました。
けど、この考え方はいまでも継続し、多種類の製品があります。

基本は、センサとコントロール弁を直接つないで、この両者だけで
制御ループを形成することです。
普通は、センサ・調節計・コントロール弁の三位一体ですが、この調節計の機能をコントロール弁に搭載しています。
調節計は、単独の調節計、PLC、DCSなどを使用して、中央制御室の制御盤などに収まっていますが、これを現場のコントロール弁に集約する、分散計装の形です。

最初の説明からして、わかりにくいですねｗｗ
調節計を使用すれば、センサから調節計まで、調節計からコントロール弁までの配線が必要です。
だけど、センサからコントロール弁まで直接配線すれば、配線の費用も少なくなりますし、PLCやDCSに余計な負担をかけず、軽くなります。
そうやって、コストダウンを狙っているわけです。

もちろん、新設プラントで活躍することもできます。
また、既設プラントの設備増設では、中央の盤やPLC,DCSを改造することなく、制御ループが増設できますので、増設の費用が抑えられます。
また、各装置の制御ループでは、個々の制御ループが独立することで、盤を小さくしたり、配線を減らしたりすることで、コストダウンがはかれます。
また、現場の自動化推進のため、従来は人が手で行っていた制御をコンピュータで管理する、有力な手段となります。

あんまり他の計装機器メーカーでは、考えられない発想かもしれません。これは、ビュルケルトが「センサ（計測器）」と「コントロール弁」の両方を製造しているメーカーであること、でもPLCやDCSは製造していないから、かもしれません。

また、どちらかと言えば中小プラントや装置に向いているこの「イージーリンク」は、大規模な石油プラントや化学プラントなどを主眼においてきた計装メーカーには、発想しにくいものかもしれません。

大は小を兼ねるという発想は、いつでもどんな状況でも成立する、というものでは、ありませんよね。

最初が用語解説で、わかりにくいかったと思いますが、諦めずにこのシリーズは続けますｗｗ
なんか面白そうだけど、読むのがかったるくなった方は、ビュルケルトまで直接お問合せください♪

医薬プラント向けの多方向ダイヤフラムバルブ；ロボラックス

ビュルケルトは、スウェーデンのバイオテック社を買収し、新たにビュルケルトブランドで、バイオテック社のバルブである、ロボラックスの販売を開始しました。
ロボラックスとは、最大４方向の流路を制御できる、全く新しい概念のバルブです。
最大２台のアクチュエータが、４通りの別々の動作を行います。
一般的にダイヤフラム弁といえは、２方弁ですから、例えば２種類の薬液ラインを、２ヶ所に分流するならば、４台のダイヤフラム弁が必要です。
４台もダイヤフラム弁を使用すれば、バルブ間のコンタミネーションが避けられません。
そのために配管内洗浄に非常に気を配る必要があります。
しかし、ロボラックスなら４方向の切替が１台のバルブに集約できます。
洗浄も簡単にできますから、医薬プラントの効率化に大きく貢献します。
もちろん、バリデーション書類も完備されています。
バイオ展で展示しますので、どうぞご覧になってください！

アングルシート弁は、ボール弁より寿命が長いのですか？

長いです。過去の経験から、10倍以上ね。
ゴミが詰まったり、そとから衝撃や熱が仕様を超えて、異常にかかった場合などを除いてね。

パンダ丸も、ボール弁がよくぶっ壊れて、悩んでおりました…
以前、燃料電池などに使う、水素ガス製造装置を設計してたことがあるんですけど、この時、ボール弁がよく壊れて、水素ガスが漏れちゃうんです。
水素ガスが漏れたら、恐いですよね〜
周りに水素ガス検出器をつけといて、水素ガスの漏れがわかったら、装置を全停止してたんです。
その装置では、ボール弁を20台以上使っていたので、どれかが漏れちゃうんですよ、たった３ヵ月で。
国内の大手ボール弁メーカーをいろいろ試したのですが、全滅でした…
仕方無く、毎月ボール弁をメンテナンスしてました…
そこで、寿命が長いと触れ込みのビュルケルトのアングルシート弁を使ったところ、５年たっても壊れず、漏れず、もちろんノーメンテナンスで！
それ以来、ビュルケルトのアングルシート弁の実力は、大手ガス会社にも知れ渡り、多数採用されました。

実は、この件が、パンダ丸がビュルケルトへ転職するきっかけでも、ありました。

だから、自分の経験からも、アングルシート弁は、おすすめできます。

グランドパッキンは、頻繁にメンテナンスが必要？

グランドパッキンとは、バルブの軸をシールしている部分です。
バルブは、回転バルブであろうと、ピストンバルブであろうと、
軸をもっています。
バルブってのは、配管の中で、開け閉めしなきゃならないです
から、配管の外まで軸を出さないと、操作できないですからね。

でも、プランジャ型電磁弁は、例外ですよね。
電磁石で稼動するから、外まで軸で伸ばす必要が無いですから。
言った瞬間に、例外の話をするのも、どうなんでしょう…

で、軸の話に戻ります。
配管内は、流体（水／気体／スチームなど）が流れているわけ
ですから、軸のまわりから、漏れてきちゃいます。
だから、軸まわりのシールが必要になり、それをグランドパッキン
と呼んでいます。

これが、相当厄介な代物です。
回転にしろ、ピストンにしろ、軸は常に動きますから、
軸周りのシールは、常に磨耗されていくわけです。
ですから、磨耗に耐え、かつ漏れをきっちり抑える材質を
使う必要があるわけです。

この、材質がやっかいです。
ボール弁では、昔はアスベストを使っていました。
（今でも？？）
いまは、PTFE系が多いですかね？
で、これがよく漏れるみたいです。

ビュルケルトのプロセスバルブも、PTFEを使用しています。
が、ひと工夫、ふた工夫して、磨耗に耐えるようにしています。

具体的には、数枚のPTFE製Vパッキンと、間にバネを入れること
で、擦れと熱膨張を吸収する構造になっています。
言葉では、説明しずらいですね…

各種条件もありますが、1000万回のオンオフに耐えている、
っていう実績も持っている、ビュルケルトのバルブですので、
グランドから漏れて、困るってお客様には、好評です。

１日に１回しか動かさない、バルブであれば、そんなに
高い耐久は、要求されないでしょうけど、５分に１回動けば、
年間で10万回以上、バルブは動作します。
そして、毎年メンテナンスで、グランドパッキンを交換する
のか、それとももっと高い耐久を持ったバルブで、メンテナンス
までの期間を延ばすのがいいのか。
メンテナンスまでの期間を延ばしたいとお考えの方は、
ビュルケルトまでお問合せください。

コントロール弁のソフトシートとメタルシート

コントロール弁には、ソフトシートとメタルシートがあります。
ビュルケルトのコントロール弁では、ソフトシートは、PTFEとステンレスで、シートし、メタルシートでは、ステンレスとステンレスで、シートしています。

PTFEは、比較的柔らかいので、ステンレスに合わせれば、漏れがほとんど無く、しっかりシールできます。
でも、ステンレスとステンレスでは、固い材質だから、潰れしろが無く、漏れ無しとは、いかないです。

１次側から２次側に漏れちゃうバルブなんて、使いものにならないから、いらないんじゃない？ って意見もあるかもしれません。
じゃ、メタルシートのコントロール弁って、どこで使うのって聞かれますが、ほぼ、スチーム用のバルブとして使われます。
コントロール弁は、開度を低くして、バルブをちょこっと開けて、流量をちょこっとだけ流すってこともしますが、これがスチームだと大変なんです。
ちょこっと開度でスチームを流すと、スチームが勢いよく流れて、流速が早くなってしまいます。
流速が早いスチームは、PTFEをダメにしちゃいます。
だから、スチームではソフトシートは使えません。
開度を30％以下にしない、とか制限すれば、使えなくも無いですが、それではコントロール弁の意味が無いですよね。

だから、スチームでは、メタルシートのコントロール弁と、きっちり閉められるオンオフ弁を２つ並べて、使います。
オンオフ弁なら、開度は0％か、100％だから、低開度の高流速を気にする必要がありません。

また、スチーム用のバルブには、アスベストを使っているメーカーもあるみたいですけど、ビュルケルトでは、ず〜っと以前から、アスベストは使っていません。
だから、ビュルケルト製品は、安心ですよ。

ボール弁やゲート弁では、アスベスト使わないと、スチームじゃ、すぐにシートがダメになって、漏れちゃうみたいですけどね。

インテリジェントな電空ポジショナ(3)

続きです。

他の、ビュルケルトの電空ポジショナの機能について、
説明しますね。

・バイナリイン機能（Binary In）
リレー信号により、バルブを安全位置まで、開度を速やかに
変更します。この間は4〜20mA信号は受け付けません。
安全位置を、0%にしておけば、速やかにバルブは閉まり、
安全位置を、100%にしておけば、速やかにバルブは開きます。
中間の位置も、選べます。
どちらが良いのかは、そのバルブを使っている状況に、
合わせてください。

・バイナリアウト機能（Binary Out）
（注：別途オプションボードが必要です。）
バルブの情報を以下の２系統のうちいずれかを、発信することができます。
a)アナログ発信機能
　　バルブ開度やPV値を、4〜20mA信号として出力します。
b)デジタル発信機能
　　リミットスイッチ、開度アラームをドライ接点として
　　出力します。
但し、アナログかデジタルのいずれかしか選べません。

・不感帯（Dead Band）
バルブの設定位置と実際の位置との許容偏差値を設定します。不感帯設定が小さいほど、バルブの信号への追従は高くなりますが、ポジショナ内部の電磁弁の寿命を考えると、設定を大きくした方が良いです。

・密閉しきい値（CL Tight）
バルブが確実に全閉あるいは全開となるように、その信号のちょっと手前で、単作動アクチュエータの操作空気を完全に排気あるいは給気させる機能です（タイトシャット）。
ちょっと信号がぶれても、完全閉や完全開になるようにします。

・スプリットレンジ（Sprit range）
通常では、4-20mAで、１台のコントロール弁を操作しますが、4-20mAのうち、一部だけを、コントロール弁が使うことにする機能です。
例えば、１台のバルブは、4-10mAと設定し、もう１台のバルブを10-20mAとすれば、１つの信号で、２台のバルブを動かすことができます。

例えば、１台の温度計の信号で、冷却水ラインのバルブと、スチーム（水蒸気）ラインのバルブを、コントロールします。
それぞれが、4-20mAに対応すると、冷却水とスチームが同時に入ることになりますが、それぞれのコントロール弁でスプリットレンジを設定すれば、それぞれの信号の範囲だけ、コントロール弁が機能します。

また、機能じゃ無いんですけど、ビュルケルトの電空ポジショナは、開度が一定のときは、空気を無駄に放出しません。
（ブリードエアー無し）
だから、省エネに貢献することが、できます。
エアーだってコンプレッサを使って、電気を使うわけですからね。

他にも、いろんな機能があるんですけど、ビュルケルトの電空ポジショナ、機能が多すぎて、マニュアルが異常にぶ厚いのが、欠点ですね…
日本語のマニュアルは、ちゃっとビュルケルトにありますので、お問合せください。

インテリジェントな電空ポジショナ(2)

続きです。

他の、ビュルケルトの電空ポジショナの機能について、
お話しします。

・CHARACR（キャラクト）機能
前々回、バルブの流量特性（リニア、EQ%など）について、
お話ししましたが、その流量特性を、変更する機能です。
一般には、流量特性は、バルブの形状、特にシート部の形状に
よります。
普通、バルブの開度指令信号4-20mAと、バルブのストローク
（上下の動き）は、直線的に一致してます。
直線的っていうのは、4mA:0%、8mA:25%、12mA:50%、
16mA:75%、20mA:100%って感じで、一致している、って意味です。

これを、ちょっと手を加えて、
4mA:0%、16mA:50%、20mA:100% （間は省略）って感じで、
信号が小さいときは、あまりバルブを動かさず、
信号が大きいときは、大きくバルブを動かすようにすると、
実質的に、EQ%なバルブ特性が得られることになります。

これで、従来コントロール弁としては、制御性に難がある
ダイヤフラム弁でも、制御性を著しく向上させることに、
成功しました。
また、キャラクト機能で「フリー」を選ぶと、信号の10%刻みで、
バルブ開度を指定できるので、さらに使用にあわせた、
制御性を持つように、改造できます。

・AUTOTUNE（オートチューニング）機能
一般のコントロール弁には、4mAのときに、ちゃんとバルブが
閉まるよう調整する機能（ゼロ調整）と、
20mAのときに、ちゃんとバルブが全開になるよう調整する機能
（スパン調整）を、１台１台、調整してあげないと、いけません。
これが、結構面倒なんですよね。
パンダ丸の経験では、ゼロ調整をあわせると、スパン調整がずれ、
スパン調整をあわせると、ゼロ調整がずれ…
って、10回くらいやらないと、うまく動かなかったことが
ありました。かなり、キレそうになります。
でも、ビュルケルトの電空ポジショナのオートチューニング機能
は、簡単なボタン操作で、このゼロ／スパン調整を行ってくれ
ます。
この機能では、実際にバルブが内臓のプログラムに従い、自動的
に動き、0%と100%のバルブのストローク位置を確認し、調整
します。
これは、便利ですよ〜
徹夜で、他の会社のバルブを調整していた苦労を思うと…

この機能が作動すると、勝手にバルブが開いたり閉まったりする
ので、注意してください。
勝手にスチームが流れてしまって、異常に温度が上がっちゃった
とか、ならないように、元弁はちゃんと閉めてから、オートチュ
ーニングしましょう。

機能を２つ紹介しただけで、こんなに長くなっちゃった…
というわけで、まだ続きます。

インテリジェントな電空ポジショナ

ビュルケルトの電空ポジショナには、
・ポジションコントローラ
・プロセスコントローラ
という、２種類の使い方があります。
ちょっとわかりにくいかもしれませんが…

ポジションコントローラは、4-20mAの信号にあわせて、
バルブがそれに合わせた開度になります。
工場出荷値では、4mAが閉、20mAは開になります。
Normal Open なら、逆になりますね。

と、これは、普通のポジショナの動きです。
命令に、そのとおりに、バルブが開くわけです。

これに対し、プロセスコントローラは、設定したい、
流量や圧力、温度、レベル（液位）になるように、
バルブの開度を合わせます。
ようは、PID制御機能が、電空ポジショナに、入っています。

このとき、電空ポジショナに、流量／圧力／温度／レベル、
他なんでもいいんですけど、計測した値を、入力しなければ
なりません。
入力は、4-20mA信号が主です。
その他、電圧信号、パルス信号、PT100Ωも、
オプションで入力できます。

設定したい値（セットポイント）は、電空ポジショナの表面の
ボタンから入力するか、他から4-20mAの信号で、入力する
方法があります。

プロセスコントローラは、うまく使いこなせば、調節計を
省略できるし、配線も減らせるので、コストダウンになります。
カスケード制御や、フィードフォワード制御までは、
対応できませんが、シンプルな制御ループでは、力を発揮する
インテリジェント電空ポジショナです。

ビュルケルトのType1067は、標準で、プロセスコントローラ機能
が含まれています。
Type8630は、プロセスコントローラはオプション機能となってい
るので、ご注文時に指定されないと、ついてきません。
ご注意ください。
インテリジェントな電空ポジショナは、他にもたくさんの
機能がありますので、それらは次の機会に、ご紹介しますね。

大は小を兼ねないコントロール弁(2)

コントロール弁は、大きすぎても、ちいさすぎても、ダメです。
では、適正なバルブを選定するのは？
ここで、Kv値／Cv値を計算する必要がでてきます。
Kv値／Cv値は、こちらも参照してください。
http://burkert.seesaa.net/article/36615384.html

バルブの流量、１次側圧力、２次側圧力、流体の特性で、計算します。
そして、コントロール弁の開度70〜80%のKv値／Cv値になるようにできると理想的です。
流量をコントロールする幅が、広いときは、30〜90%の開度に入るものを選んでください。
この範囲に収まらないほど広い幅で制御したいときは、大流量用／小流量用と、２つのコントロール弁を併用した方が良いかもしれません。

こうしてバルブを選定していくと、予定していた配管径より、小さくなってしまう場合があるかもしれませんが、そのときは、配管径をコントロール弁の前後だけ細くするか、内弁の小さいグローブ弁を選定してください。
ビュルケルトのコントロール弁には、アングルシート弁／グローブ弁／ダイヤフラム弁の３種類があります。
ダイヤフラム弁はちょっと特殊なので、置いといて、
Kv値／Cv値の大きな順に、４種類あります。
・アングルシート弁
・グローブ弁
・グローブ弁（内弁が１サイズ小さい）
・グローブ弁（内弁が２サイズ小さい）

この４種類があれば、ほとんどの状況に対応できます。
対応できないときは…
いろいろ裏技があるので、ビュルケルトまでお問い合わせください。

また、Kv値／Cv値の計算も行いますので、お気軽にお問い合わせください。

単純に、配管径が40Aだから、コントロール弁も40Aなんて考えがちですが、それじゃ、ピッタリしたコントロールができないかもしれませんよ。
コントロール弁は、きっちり選んでくださいね。

大は小を兼ねないコントロール弁

コントロール弁（調節弁）に必要な性能として、
微妙な開度を保つ、ということがあります。
このバルブの動き（特性）について、３種類の呼び方があります。

＜バルブ特性＞
・クイックオープン特性（50:1）
　バルブの開き始めから、なるべく早く流量が流れるように
　開度が早く大きくなるバルブ。
　バルブ特性の意味では、動きが速いという意味では無いです。
　　ボール弁・バタフライ弁・ダイヤフラム弁など
　これでは微妙な開度調整ができないので、コントロール弁向き
　ではありません。

・リニア特性（Linear）
　バルブ開度指令の信号と、バルブの実際の動きが、
　同じ（直線的に）動くバルブ。
　　開度信号が30%なら、実際のバルブ開度は30%
　　開度信号が70%なら、実際のバルブ開度は70%
　という、動きです。
　　アングルシート弁・グローブ弁・比例電磁弁など
　コントロール弁として適切です。

・イコールパーセント特性／EQ% （1:50）
　バルブ開度信号より、開度が遅れて、開きすぎを抑制している
　バルブ。
　　グローブ弁など
　コントロール弁として、適切です。

クイックオープン特性が、コントロール弁に向いていないのは、
わかりやすいと思います。
じゃ、イコールパーセント特性って、どういうときに使うの
でしょうか？

バルブの上流側の圧力が高くて、下流側の圧力が低いとき、
バルブの中を、勢い良く、流体は流れます。
一般に、コントロール弁の開き始めは、それまでバルブが
閉じていたのですから、上流の圧力が高く、下流の圧力は低い
状態であることが多いです。
このとき、流体は勢い良く流れるため、意外と流量が多くなり
ます。また、バルブが開くにつれて、上流と下流の圧力差は
減ってきますから、あまり勢い良くながれません。
イコールパーセント特性は、上流と下流の圧力差が大きい状況で
流量が低開度で流れすぎる状況を抑えるために、使います。

まとめると、
・リニア特性
　　バルブが開いても、あまり圧力差がないとき
・イコールパーセント特性：
　　バルブが開くと、圧力差が減ってしまうとき
という感じで、使い分けると、制御性が向上します。

このバルブ特性は、バルブの形状、とくにシート部の形状によっ
てきまります。
ですが、ビュルケルトの電空ポジショナは、これをフォローする
機能を持っています。
それは、また別の機会に、お話しします。続きを読む

オンオフ弁とコントロール弁（調節弁）

オンオフ弁とは、バルブが開く／閉まるの、どちらかだけの動きです。
コントロール弁とは、微妙な開度を決められるバルブです。
コントロール弁は、調節弁、調整弁とも呼ばれます。
この微妙な開度ってのが、ポイントですね。
ちょっとバルブを開ければ、チョロチョロ流れて、目いっぱいバルブを開ければ、たくさん流れる。
ってのが、コントロール弁には求められるわけです。
ちょっとしか開けてないのに、ドバドバ流れたら、コントロール弁を使う意味が無いわけです。

一方、オンオフ弁の場合は、普通は完全に開けなきゃですが、何かの原因で全開にならなくても、ドバドバ流れて欲しい。

こんな感じで、オンオフ弁とコントロール弁は、流れ方に違う性能が、求められます。
だから、内部の構造が、オンオフ弁なら、はじめっからドバドバ流れる構造ですし、コントロール弁は開度と流れる量が比例するような感じです。

このように両バルブには違いがあるため、オンオフ弁に電空ポジショナをつけても、コントロール弁にはならないわけです。

だから、バルブの選び方にも違いがあります。
オンオフ弁なら、とにかくデカいの選んどけ（大は小を兼ねる）って考えがちです。とりあえず配管と同じサイズにしとけ、とかね。
コントロール弁なら、デカ過ぎたら、微調整ができない（大は小を兼ねない）って考えちゃいます。
このあたり、配管屋さんと計装屋さんは、揉めるんですよね。

コントロール弁については、もう少し詳しく説明します。