專利名稱：定位器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及ー種通過ー對電線從上位側系統(tǒng)接受電流的供給，根據(jù)該供給電流的值控制調節(jié)閥的開度的定位器。
背景技術：
以往，這種定位器設計成通過經(jīng)ー對電線從上位側系統(tǒng)輸送來的4 20mA的電流進行動作。例如，當從上位側系統(tǒng)輸送來4mA的電流時使調節(jié)閥的開度為0%，當輸送來20mA的電流時使調節(jié)閥的開度為100%。這種情況下，因為來自上位側系統(tǒng)的供給電流在4mA (下限電流值) 20mA (上限電流值)的范圍變化，所以，可以使得定位器的內部電路以作為由上位側系統(tǒng)供給的電流值而始終確保的4mA以下(例如3. 8mA)的電流工作(例如，參考專利文獻I)。又，該電流 稱為最低工作電流，例如，3. 8mA左右。圖7表示現(xiàn)有的定位器的主要部分的構成。該定位器100通過ー對電線L1、L2從上位側系統(tǒng)200接受電流I的供給，由該供給電流I產生自身的工作電源，另ー方面根據(jù)該供給電流I的值控制未圖示的調節(jié)閥的開度。定位器100具有包含CPU (中央運算處理器)I的主體電路2、包含齊納ニ極管Dl的恒電壓電路3、將來自主體電路2的電信號變換為氣壓信號的電空變換部4、和電阻R1。恒電壓電路3和電阻Rl串聯(lián)連接在來自上位側系統(tǒng)200的電流I所輸入輸出的端子Tl、T2之間，恒電壓電路3和電阻Rl的連接點接地。又，電空變換部4具有驅動噴嘴·擋板機構(未圖示)的線圈4-1，來自主體電路2的電信號供給至該線圈4-1。關于該定位器100，恒電壓電路3由來自上位側系統(tǒng)200的供給電流I生成恒電壓VI，將該生成的恒電壓Vl作為工作電源供給至主體電路2。主體電路2的CPUl將在電阻Rl電流I的流出側產生的電壓Vs作為目標開度Θ sp輸入，即將與來自上位側系統(tǒng)200的供給電流I的值對應的電壓Vs作為目標開度Θ sp輸入，又將從調節(jié)閥反饋回來的電壓Vr作為調節(jié)閥的實際開度θρν輸入，將電信號供給至電空變換部4的線圈4-1以使得目標開度Θ sp與實際開度θ ρν 一致。關于該電路構成，來自上位側系統(tǒng)200的在4 20mA間變化的電流I被供給，然而，在該供給電流I中，電路的消耗電流(工作電流)Ic在主體電路2側的線LA上流動，超過該工作電流Ic的剩余的電流作為剩余電流Iv (Iv = I-Ic)在恒電壓電路3側的線LB上流動。又，如圖8所示,相對于供給電流I的4 20mA( Θ sp = O 100% )的變化,在電空變換部4的線圈4-1上流動有O O. 7mA的電流Id。另ー方面，在專利文獻2、3所示的定位器中，電空變換部的線圈及其它的電路串聯(lián)連接，且將電空變換部的線圈設置于上游側。由此，流動于電空變換部的線圈的電流增カロ，相對于溫度等的外部擾動的穩(wěn)定性的余地變大，從而調節(jié)閥的響應性變得更好?，F(xiàn)有技術文獻專利文獻
專利文獻I :日本特開2004-151941號公報專利文獻2 :日本特開平11-304033號公報(專利第3596293號)專利文獻3 :日本特開2000-304148號公報(專利第3635982號)

發(fā)明內容
發(fā)明要解決的課題然而，在專利文獻2、3中所記載的方式，雖然使流動于電空變換部中的電流増大，由于內部電路為串聯(lián)(電空變換部的線圈及其它的電路為串聯(lián))，內部電路的阻抗增加，定位器的能夠工作的端子間電壓(最小工作端子間電壓)變高。因此，難以實現(xiàn)將在兩條線的傳輸路徑(一對電線)間串聯(lián)的兩個定位器(連接兩個)進行連接，或者和其它的負載 進行連接這樣的使用方法。例如，在來自兩線的傳輸路徑的供給電壓為15V的情況下，連接兩個定位器的話，該定位器的端子間電壓則為7. 5V。這時，在專利文獻2、3中所記載的方式中，由于內部電路為串聯(lián)，定位器的最小工作端子間電壓則為12V，所以無法將兩個定位器連接在兩線的傳輸路徑間。這時，對于連接兩個定位器，來自兩線的傳輸路徑的供給電壓必須為24V。又，近年，關于定位器，除了調節(jié)閥的閥開度控制這樣的本來的功能(基本功能)之外，還要求増加調節(jié)閥的異常診斷、自身的異常診斷等功能作為附加功能。但是，應對這樣的多功能化的要求的話，必須對用于使附加功能的功能電路部工作的電流進行分配，這些被分配給了附加功能的功能電路部的電流使得分配給基本功能的功能電路部的電流必然減少，從而導致基本功能的降低。本發(fā)明是為了解決這樣的課題而作出，其目的是提供ー種能夠將內部電路的阻抗抑制在較低，且增加向電空變換部等的功能電路部的電流，不犧牲基本功能，且能夠使調節(jié)閥的異常診斷、自身的異常診斷等附加功能的功能電路部工作的定位器。解決問題的手段為了達到上述那樣的目的，本發(fā)明的定位器通過ー對電線從上位側系統(tǒng)接受電流的供給，根據(jù)該供給電流的值控制調節(jié)閥的開度，所述定位器的特征在于，具有恒電壓電路，其由所述供給電流生成恒電壓作為自身的工作電源；功能電路部，其與所述恒電壓電路并聯(lián)連接；供給電流檢測單元，其檢測所述供給電流的實際值作為當前的供給電流；和剩余電流分配単元，其判斷在所述被檢測出的當前的供給電流中是否有能夠轉用于所述功能電路部的剩余電流，在有剩余電流的情況下，將該剩余電流分配給所述功能電路部。根據(jù)本發(fā)明，檢測供給電流的實際值作為當前的供給電流，判斷在該被檢測的供給電流中是否有能夠轉用于功能電路部的剩余電流，在有剩余電流的情況下，該剩余電流被分配給功能電路部。又，由于功能電路部與恒電壓電路并聯(lián)連接，將內部電路的阻抗抑制在較低。由此，在使功能電路部為電空變換部的情況下，能夠將內部電路的阻抗抑制在較低，且增加向電空變換部的電流。又，在使功能電路部為調節(jié)閥的異常診斷、自身的異常診斷等的附加功能的功能電路部的情況下，能夠不犧牲基本功能，使這些附加功能的功能電路部工作。又。在使功能電路部為包含中央運算處理器的基本功能的功能電路部的情況下，能夠提高中央運算處理器的工作速度，使控制性、響應性提高。發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明，將功能電路部與恒電壓電路并聯(lián)連接，且檢測供給電流的實際值作為當前的供給電流，判斷在該檢驗出的當前的供給電流中是否有能夠轉用于功能電路部的剩余電流，在有剩余電流的情況下，將該剩余電流分配給功能電路部，因此能夠將內部電路的阻抗抑制在較低，且增加向電空變換部等的功能電路部的電流，不犧牲基本功能，且使調節(jié)閥的異常診斷、自身的異常診斷等的附加功能的功能電路部工作。


圖I是表示本發(fā)明涉及的定位器的ー實施形態(tài)(實施形態(tài)I)的主要部分的構成的圖。圖2是表示來自上位側系統(tǒng)的被供給至該定位器的供給電流以及被供給至電空變換部的線圈的電流的關系的圖。圖3是表示本發(fā)明涉及的定位器的另ー實施形態(tài)(實施形態(tài)2)的主要部分的構成的圖。 圖4是表示該定位器所使用的表格的ー個例子的圖表。圖5是表示該定位器所使用的表格的另ー個例子的圖表。圖6是表示該定位器所使用的表格的又ー個例子的圖表。圖7是表示現(xiàn)有的定位器的主要部分的構成的圖。圖8是表示來自上位側系統(tǒng)的被供給至現(xiàn)有的定位器的供給電流以及被供給至電空變換部的線圈的電流的關系的圖。符號說明I…CPU ;2…主體電路；3…恒電壓電路；4…電空變換部；4_1…線圈；5…電流調整
部；6…閥診斷部；7…自身診斷部；D1…齊納ニ極管；R1···電阻；T1、Τ2…端子；L1、L2----
對電線;M1…存儲器;TBl…表格;LA、LB、LC…線;100A、100B…定位器;200…上位側系統(tǒng)。
具體實施例方式以下，基于附圖對本發(fā)明的實施形態(tài)進行詳細的說明。(實施形態(tài)I)圖I是表示本發(fā)明涉及的定位器的ー實施形態(tài)(實施形態(tài)I)的主要部分的構成的圖。在該圖中，與圖7相同的符號表示與參照圖7所說明的構成要素相同或者等同的構成要素，其說明省略。在該實施形態(tài)I中，電空變換部4與恒電壓電路3并聯(lián)連接。即，將電空變換部4的線圈4-1連接在來自恒電壓電路3的恒電壓Vl的供給線LA和接地線LC之間，使得電流Id流至線圈4-1。又，將電流調整部5設置于向該線圈4-1的電流Id的供給路徑上，通過來自主體電路2的CPUl的指令控制在該電流調整部5的電流的調整值。CPUl根據(jù)儲存于存儲器Ml中的程序而工作，檢測在電阻Rl的電流I的流出側產生的電壓Vs作為供給電流I的實際值(當前的供給電流)，判斷在當前的供給電流中是否有能夠轉用于電空變換部4的剰余的電流。在該實例中，CPUl將超過4mA的供給電流作為剩余電流。而且，在有剩余電流的情況下，CPUl向電流調整部5發(fā)送指令，以將該剩余電流分配給電空變換部4的線圈4-1。
由此，如圖2所示，在來自上位側系統(tǒng)200的供給電流I為4mA的情況下，使向線圈4-1的電流Id為0mA，在來自上位側系統(tǒng)200的供給電流為20mA的情況下，使向線圈4_1的電流Id為16mA。 S卩，在圖7所示的定位器100中，剰余電流Iv僅流經(jīng)恒電壓電路3側的線LB，就那樣回流至上位側系統(tǒng)200，但是在本實施形態(tài)的定位器100A中，將剩余電流Iv作為向線圈4-1的電流Id進行有效利用。由此，流動于線圈4-1的電流增加，相對于溫度等的外部擾動的穩(wěn)定性的余地變大，從而調節(jié)閥的響應性變得更好。又，由于線圈4-1與恒電壓電路3并聯(lián)連接，內部電路的阻抗被抑制在較低。由此，端子間電壓被抑制在較低，能夠實現(xiàn)將兩個定位器100A連接在兩線的傳輸路徑間，或者和其它的負載進行連接這樣的使用方法。
(實施形態(tài)2)在圖3中表示對于圖I中示出的定位器100A設置調節(jié)閥的異常診斷、自身的異常診斷等的附加功能的例子的實施形態(tài)2。在該實施形態(tài)2的定位器100B中，設置有作為進行調節(jié)閥的異常診斷的功能電路部的閥診斷部6和作為進行自身的異常診斷的功能電路部的自身診斷部7。閥診斷部6以及自身診斷部7也和作為ー個功能電路部而設置的電空變換部4同樣地，與恒電壓電路3并聯(lián)連接。以下。將在電空變換部4進行的電空變換的功能作為功能A，將在閥診斷部6進行的調節(jié)閥的異常診斷的功能作為功能B，將在自身診斷部7進行的自身的異常診斷的功能作為功能C。主體電路2的CPUl按照被儲存于存儲器Ml中的程序而工作，一方面控制向電空變換部4的線圈4-1的電流Id的值，另ー方面控制閥診斷部6以及自身診斷部7的工作模式的“H”/ “L”。在存儲器Ml中，除了儲存有上述程序以外，還存儲有表格TBl，所述表格TBl將供給電流I能取得的電流的范圍(O 20mA)劃分為多個電流范圍的分區(qū)，并對該被劃分的電流范圍的每ー個分區(qū)規(guī)定分配剩余電流的功能電路部的組合。在圖4中示出表格TBl的ー個例子。在該表格TBl中，將供給電流I能取得的電流的范圍(O 20mA)劃分為四個電流范圍，將“A+Ba)+Ca)”規(guī)定為與分區(qū)I的電流范圍(O 4mA)相對應的功能的組合，將“A(x)+Ba)+Ca)”規(guī)定為與分區(qū)2的電流范圍(4 16mA)相對應的功能的組合，將“A(x)+B(H)+Ca)”規(guī)定為與分區(qū)3的電流范圍(16 18mA)相對應的功能的組合，將“A(X)+B(H)+C(H)”規(guī)定為與分區(qū)4的電流范圍(18 20mA)相對應的功能的組合。又，Ba)、Ca)表示使功能B、C的工作模式為“L” (附帯限制的工作)，B(H)、C(H)表示使功能B、C的工作模式為“H” (原工作)。這時，雖然在功能B的工作模式“H”中分配剰余電流，然而在功能B的工作模式“L”中則沒有分配剩余電流。同樣地，雖然在功能C的工作模式“H”中分配剩余電流，然而在功能C的工作模式“L”中沒有分配剩余電流。又，“A”表示對于功能A沒有分配剩余電流，“A(x) ”表示對于功能A分配剩余電流。 因此，在圖4所示的表格TB I中示出對于分區(qū)I的電流范圍被規(guī)定的“ A+B (L) +Ca) ”沒有分配剩余電流的功能電路部；對于分區(qū)2的電流范圍被規(guī)定的“A(x)+Ba)+Ca)”，分配剩余電流的功能電路部的組合僅為功能A的功能電路部；對于分區(qū)3的電流范圍被規(guī)定的“A(x)+B(H)+Ca) ”，分配剩余電流的功能電路部的組合為功能A和功能B的功能電路部；對于分區(qū)4的電流范圍被規(guī)定的“A(x)+B(h)+C(h) ”，分配剩余電流的功能電路部的組合為功能A、功能B和功能C的功能電路部?！卜謪^(qū)I:電流范圍為O 4mA的情況〕此時，來自上位側系統(tǒng)200的供給電流I在O 4mA的范圍內。這時，CPUl確認供給電流I的實際值(當前的供給電流)屬于分區(qū)I的電流范圍，從表格TBl讀出作為其所屬的分區(qū)I的電流范圍的功能的組合的“A+Ba)+Ca)”，按照該讀出的功能的組合規(guī)定剩余電流的分配。這時，由于“A+Ba)+Ca)”表示沒有分配剩余電流的功能電路部，CPUl判斷沒有能夠轉用于功能A、B、C的功能電路的剩余電流，使向作為功能A的功能電路部的電空變換部4的線圈4-1的電流Id為0mA，使作為功能B的功能電路部的閥診斷部6的工作模式為“L”，使作為功能C的功能電路部的自身診斷部7的工作模式為“L”。
〔分區(qū)2電流范圍為4 16mA的情況〕此時，來自上位側系統(tǒng)200的供給電流I在4 16mA的范圍內變化。這時，CPUl確認供給電流I的實際值(當前的供給電流)屬于分區(qū)2的電流范圍，從表格TBl讀出作為其所屬的分區(qū)2的電流范圍的功能的組合的“A00+Ba)+Ca)”，按照該讀出的功能的組合規(guī)定剩余電流的分配。這時，由于“A(x)+Ba)+Ca)”表示分配剩余電流的功能電路部的組合僅為功能A的功能電路部，CPUl判斷有能夠轉用于功能A的功能電路部的剩余電流，將供給電流I中超過4mA的部分作為剩余電流(第I剩余電流)，向電流調整部5發(fā)送指令，以將該剩余電流分配至作為功能A的功能電路部的電空變換部4的線圈4-1。〔分區(qū)3電流范圍為16 18mA的情況〕此時，來自上位側系統(tǒng)200的供給電流I在16 18mA的范圍內變化。這時，CPUl確認供給電流I的實際值(當前的供給電流)屬于分區(qū)3的電流范圍，從表格TBl讀出作為其所屬的分區(qū)3的電流范圍的功能的組合的“A00+B(H)+Ca)”，按照該讀出的功能的組合規(guī)定剩余電流的分配。這時，由于“A(x)+B(h)+Ca) ”表示分配剩余電流的功能電路部的組合為功能A和功能B的功能電路部，CPUl判斷除功能A之外進ー步有能夠轉用于功能B的功能電路部的剩余電流，將供給電流I中超過16mA的部分作為進一歩的第2剩余電流，將作為功能B的功能電路部的閥診斷部6的工作模式切換為“H”。由此，一邊持續(xù)向電空變換部4的線圈4-1的第I剰余電流的分配，ー邊向閥診斷部6分配第2剰余電流，閥診斷部6以原工作進行工作。在這樣的情況下，由于向主體電路2的電流沒有被削減，所以不會導致基本功能的降低?！卜謪^(qū)4:電流范圍為18 20mA的情況〕此時，來自上位側系統(tǒng)200的供給電流I在18 20mA的范圍內變化。這時，CPUl確認供給電流I的實際值(當前的供給電流)屬于分區(qū)4的電流范圍，從表格TBl讀出作為其所屬的分區(qū)4的電流范圍的功能的組合的“A00+B(H)+C(H)”，按照該讀出的功能的組合規(guī)定剩余電流的分配。這時，由于“A(X)+B(H)+C(H)”表示分配剩余電流的功能電路部的組合為功能A、功能B和功能C的功能電路部，CPUl判斷除功能A、B之外進ー步有能夠轉用于功能C的功能電路部的剩余電流，將供給電流I中超過18mA的部分作為進一步的第3剩余電流，將作為功能C的自身診斷部7的工作模式切換為“H”。由此，一邊持續(xù)向電空變換部4的線圈4-1的第I剩余電流的分配，且一邊接受第2剩余電流的分配持續(xù)閥診斷部6的原工作,還向自身診斷部7分配第3剩余電流，自身診斷部7以原工作進行工作。在這樣的情況下，由于向主體電路2的電流沒有被削減，所以不會導致基本功能的降低。又，雖然在圖4的表格TBl中規(guī)定了電流范圍的每一個分區(qū)的分配剩余電流的功能回路部的組合，然而該功能的組合也可以通過來自上位側系統(tǒng)200的指示來規(guī)定。例如，如圖5所示，將“A(x)+B(Hable)+Ca) ”規(guī)定為相對于分區(qū)3的電流范圍的功能組合，將“A(x)+B(Habl6)+C(Habl6)”規(guī)定為相對于分區(qū)4的電流范圍的功能組合，通過來自上位側系統(tǒng)200的指示將B
(Hable)、C(Hable) 確定為 “b(h)”、“c(h)”。 這時，B(Hable)表示通過來自上位側系統(tǒng)200的指示能夠從Ba)變化為Bao，Caiable)表示通過來自上位側系統(tǒng)200的指示能夠從Cw變化為C(H)。因此,如圖6所示,在分區(qū)3為“A(x)+B(Hable)+C(Hable) ”，功能C能夠從Cw變化為C(H)，功能B不能從Bw變化為B⑶。又，雖然在圖3所示的構成中，持續(xù)電空變換部4的線圈4-1的電流供給，將剩余電流分配于閥診斷部6、自身診斷部7，但也可以不向電空變換部4的線圈4-1分配剩余電流，僅將剩余電流分配給閥診斷部6、自身診斷部7。又，附加功能的功能電路部不限于閥診斷部6、自身診斷部7，也可以將傳感器類(壓力、加速度、溫度)等作為附加功能電路部，向待機模式、附帶限制的工作、原工作進行切換。又，也可以將包含CPUl的主體電路2作為功能電路部，在有剩余電流的情況下，將剩余電流分配給主體電路2自身，使得CPUl的工作速度提高。由此，能夠使控制性、響應性提聞。又，在上述的實施形態(tài)中，雖然將超過4mA的供給電流作為剩余電流，但是也可以將超過作為內部電路的最低工作電流的3. 8mA的電流作為剩余電流，當然也可以自由地規(guī)定電流范圍的分區(qū)、功能的組合。產業(yè)上的利用可能性本發(fā)明的定位器作為控制調節(jié)閥的開度的設備，可以用于過程控制等各種領域。
權利要求
1.ー種定位器，所述定位器通過ー對電線從上位側系統(tǒng)接受電流的供給，根據(jù)該供給電流的值控制調節(jié)閥的開度，所述定位器的特征在于，具有 恒電壓電路，其由所述供給電流生成恒電壓作為自身的工作電源； 功能電路部，其與所述恒電壓電路并聯(lián)連接； 供給電流檢測單元，其檢測所述供給電流的實際值作為當前的供給電流；和 剩余電流分配単元，其判斷在所述被檢測出的當前的供給電流中是否有能夠轉用于所述功能電路部的剩余電流，在有剩余電流的情況下，將該剩余電流分配給所述功能 電路部。
2.如權利要求I所述的定位器，其特征在于，所述功能電路部是將電信號變換成氣壓信號的電空變換部。
3.如權利要求I所述的定位器，其特征在于，所述定位器具有 多個功能電路部，其作為所述功能電路部與所述恒電壓電路并聯(lián)連接； 存儲表格的存儲單元，所述表格將所述供給電流能取得的電流的范圍劃分為多個電流范圍的分區(qū)，并對該被劃分的電流范圍的每ー個分區(qū)規(guī)定分配剩余電流的所述功能電路部的組合， 所述剩余電流分配單元確認所述被檢測出的當前的供給電流屬于哪個所述電流范圍的分區(qū)，從所述表格讀出對于其所屬的電流范圍的分區(qū)所規(guī)定的功能電路部的組合，將剩余電流分配給該讀出的組合的功能電路部。
4.如權利要求3所述的定位器，其特征在于，在所述表格中的分配所述剩余電流的功能電路部的組合，指定所述功能電路部的工作模式。
5.如權利要求3或4所述的定位器，其特征在于，所述表格中的分配所述剩余電流的功能電路部的組合通過來自所述上位側系統(tǒng)的指示被規(guī)定。
6.如權利要求I所述的定位器，其特征在于，所述功能電路部包含中央運算處理器，所述剩余電流分配単元，在有所述剩余電流的情況下，將所述剩余電流分配給所述功能電路部，使所述功能電路部的中央運算處理器的工作速度上升。
全文摘要
本發(fā)明提供一種定位器，其將內部電路的阻抗抑制在較低，增加向電空變換部等的功能電路部的電流，不犧牲基本功能，且使調節(jié)閥的異常診斷、自身的異常診斷等的附加功能的功能電路部工作。電空變換部的線圈與恒電壓電路并聯(lián)連接。電流調整部設置于向線圈的電流Id的供給路徑上。通過來自主體電路的CPU的指令控制在該電流調整部的電流的調整值。CPU檢測來自上位側系統(tǒng)的供給電流I的實際值作為當前的供給電流，判斷在該當前的供給電流中是否有能夠分配給電空變換部的剩余電流。這時，將超過4mA的供給電流作為剩余電流，在有剩余電流的情況下，向電流調整部分發(fā)送指令，以將該剩余電流分配給線圈。
文檔編號H02J3/00GK102738788SQ20121008258
公開日2012年10月17日 申請日期2012年3月26日 優(yōu)先權日2011年3月30日
發(fā)明者名古屋博昭, 奧田浩二, 村田耕一郎 申請人:阿自倍爾株式會社