2021年4月号
エムエスツデー 2021年4月号
動画のご紹介
計装用 空気源装置よ さようなら！
動画「電動調節弁革命」のご紹介
現在稼働しているPA（プロセスオートメーション）の操作端には、巨大な空気源装置を背景にした空気圧式調節弁が当然のごとく使われています。この空気源装置を必要としない、ステッピングモータを駆動源とするステップトップを使った電動調節弁は空気圧式調節弁に勝るとも劣らない制御性を発揮することが、この動画を見ると一目瞭然です。
PAに従事している皆様にぜひこのことをお知らせしたいのでこの動画を作りました。空気源装置は設備費用がかかるうえに大きな電力を消費し、メンテナンスが必要なことはご存知のとおりです。ステップトップにより空気源装置を不要にする動きをステップトップ革命と呼びます。
開閉時間を比較
全開⇔全開の動きは、ステップトップ®を使った電動調節弁と空気圧式調節弁では大きな違いがあります。
ご覧のように、空気圧式調節弁の開度は短い時定数の一次遅れで応答していますが、ステップトップを使った電動調節弁の開度はランプ状に等速応答していることがわかります。ステップトップを使った電動調節弁の全開⇔全閉時間は、空気圧式調節弁の10倍強です。このように、調節弁単体としては、両者の動作特性には大きな違いがあります。
模擬プラントで制御性を比較
これが模擬プラント設備「プラントレット®」
エム･システム技研本社に設置された模擬プラント設備「プラントレット」の流量制御ループを使って比較してみます。「プラントレット」では、同じ流量制御ループでステップトップを使った電動調節弁と空気圧式調節弁を切り替えて使用できるようになっています。
設定値SPをステップ状に変化させ、流量測定値PVとPIDコントローラの制御出力値MVの応答特性を両者で比較します。
ステップトップ®を使った電動調節弁の制御性は空気圧式調節弁に
勝るとも劣りません。
ステップトップ®を使った電動調節弁と空気圧式調節弁のPV値の応答が見事に一致！
SPの変更に対するPVの応答軌跡が、流量全域にわたって両者で見分けがつかないほど同じパターンであることがわかります。
ステップトップ®は分解能1/1000と高精度なため、開度出力はMV値とほぼ完全に一致！
またMVの動きにステップトップが1/1000以上の分解能で追従しているので、MVとステップトップを使った電動調節弁の開度出力のトレンドグラフが全域にわたって重なって見えています。
結論
ステップトップを使った電動調節弁は、空気源の付帯設備が不要でコンパクト、そして空気圧式調節弁に勝るとも劣らない制御性を発揮します。
