EZ-Japan BLOG since 2017 真・MFC千夜一夜物語

EZ-Japanブログは、真・MFC千夜一夜物語という流体制御機器=マスフローコントローラ(MFC)の解説記事をメインに、闘病復帰体験、猫達との生活が主なコンテンツです

圧力センサー

ブロンコストの隠れたヒット商品EL-PRESS/IN-PRESSシリーズ

ブロンコスト(Bronkhorst High-Tech B.V.)の隠れたヒット商品であるEL-PRESS/IN-PRESSシリーズのご紹介をしましょう。
EL-PRESS/IN-PRESSシリーズはAPC(Automatic Pressure Controller)に分類されます。
 
IN-PRESS

IN-PRESSシリーズ 出典:ブロンコスト・ジャパン(株)

ブロンコストのAPCには圧力センサーの位置で大きく分けて2種類あります。
圧力センサーが流量制御バルブの前(上流)にあるものと、後ろ(下流)にあるものです。
MFCの場合、流量センサーは流れを計りますので、バルブの前にあろうと後ろにあろうと、そのポイントの流量に応じた制御という事になり、用途は変わりませんが、圧力の場合は流量制御バルブで同圧になっている空間が仕切られますので、APCからみた上流の圧力を計って制御したいのか?それとも下流なのか?によって、製品の選定が変わってくるのです。

① 一次側圧力制御型APC P-700シリーズ
 230703_01
このタイプは圧力センサーが上流側にあります。
一般的なMFCの流量センサーと同じ配置ですね。
圧力センサーがAPCより上流の圧力を測定していますので、APCの一次側圧力を一定にしたい場合に使用されます。
具体的には真空チャンバーの排気系に使用して背圧制御をしたり、ある圧力で封入されるべきワークのガス抜き弁として作動させたりします。
手動背圧弁の自動化目的で使われる用途が多いですね。

② 二次側圧力制御型APC P-600シリーズ
 230703_02
こちらは上流側に制御バルブ、下流側に圧力センサーを配置したタイプです。
このタイプは下流側の圧力を一定に保つように制御しますので、チャンバーやワーク側から見た場合は供給圧力制御目的のAPCになります。
手動調圧弁の自動化目的で使われる用途が多いですね。

APCとMFCは似ているようで、用途は全く異なります。
更にAPC選定する場合は、調圧弁的な用途なのか?背圧弁的な用途のか?を考慮頂き、決めて頂くと良いと思います。
EZ-Japan Deco までお気軽にご相談ください。

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真・MFC千夜一夜物語 第306話 MFCとは不思議な存在 その6

【お知らせ】

今まで本ブログは、"EZ-Japan BLOG since 2017”と "真・MFC千夜一夜物語”@niftyココログ版の2つで同時連載進行を行って参りましたが、既に告知の通り2019/5/11をもって@niftyココログ版の方を終了させていただきました。こちらのブログ"EZ-Japan BLOG since 2017"版での連載は、変わらず続けて参りますので、どうか千夜一夜=1001話にたどり着く迄、宜しくお願い申し上げます。

 

前回はPI=Pressure Insensitive、つまり圧力変動影響緩和型マスフローコントローラー(MFCのお話をしました。

PI-MFCMFCの上流で一時的にレギュレーターからの供給圧力が急降下した場合、MFCはその急峻な圧力変動に応じた制御をMFCが行った結果、流量制御にスパイク波形が入ることを、内蔵した圧力センサーで感知して、流量センサーと制御バルブのフィードバック制御に「待った!」をかけ、バルブ開度を一時的にホールドすると事で緩和させる仕組みを持っています。

これはSV(流量設定信号)PV(流量信号)とするようにバルブ制御信号(MVを自動制御するのをやめさせる仕組みを持っていると言い換えられます。

 

 同じようにSVが0以外のある値でMFCに入力された状態で、何らかの理由でガスの供給が遮断された場合、MFCの調整計はSVPVの状態をSV=PVとすべく、MVを増やすことでバルブ開度最大で待機することになり、導入時に大きなガスサージを発生させるトラブルに対しての対応も、MFCに自動制御をやめさせる、つまりSVPVとするようにMVを制御するのをやめさせることでした。

つまり、MFCの引き起こしたと思われていた流量制御波形に関するトラブルは、実はMFCが忠実に自動制御を行った結果生じたものであった可能性が高いのです。

忠実に動作するが故にトラブルとなる。

不思議ですよね?

 

配管機器の中で唯一といっていいい、「流量センサーの値を用いて、予め設定された流量値になるよう、比例制御弁を操作する」という自動制御を行うMFCですが、決して万能ではありません。
その対処方法として「自動制御をやめさせる」のですが、そのタイミングを判断するのは何か?を考えると前述の事例では2種類があります。
1つが外部、上位制御系から、自動制御を停止するコマンド、信号類を入力する方法。
もう一つは圧力センサー等を追加し、その信号を元にMFC自身がその判断をする方法です。

 

Decoの持論では、通信速度や情報量が拡大された産業用イーサーネットの時代である現在では、後者の選択(PI-MFCのようなMFCで判断するタイプ)は意味がないのではないかと思っています。
なぜならPI-MFCの項でお話ししたように、MFCPI動作をするか?しないかを判断するのは圧力センサーからの信号に時間軸と大きさで閾値を設ける必要があります。
でも、それでも誤った判断をMFCが100%しないわけではないのです。
100%、その答を知っているところからMFCへ指示した方が確実ですし、MFCに無駄なコストを追加する必要もありません。

200224_01

では、100%その回答を知っているところとはどこでしょう?

それは他ならぬ装置自身、例えば制御を司るPLC自身なのです。

配管ラインのバルブの開閉は全てPLCからの指示で行われている筈です。

ならばPLCは、どのタイミングで、どのラインのMFCに一次圧変動影響が出るかは知っている筈ですね?

その情報を元に、MFCに自動制御を停止する“バルブホールドコマンド”を送ればいいのです。

それとMFCの上流にある圧力センサーからの信号を用いれば、その変動影響の規模もある程度把握できるので、PLC側でホールドコマンドを解除するタイミングの確認に使えます。

このホールドコマンドをデジタル&アナログでMFCメーカー各社統一仕様にして置けば、装置メーカーさんも使いやすいのではないでしょうか?

【あなたにMFCの夜が来る~真・MFC千夜一夜物語】by Deco EZ-Japan

EZ-Japan(イージージャパン)Deco こと 黒田です。 2014年6月開業です。流体制御機器マスフローコントローラーを中心に”流体制御関連の万(よろず)屋”として情報発信しています。 日本工業出版「計測技術」誌で”マスフロー千夜一夜物語”の連載中です。
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