JP2000055722A - ロスインウェイト式の粉粒体定量供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流量設定値の設定範囲が広範囲の場合でも、
手間や時間を掛けることなく、高精度の定量供給できる
ロスインウェイト式粉粒体定量供給装置を得る。 【解決手段】 流量設定値に基づく供給目標重量値と測
定重量値から算出した排出実績重量値との偏差に比例定
数Ｐをかけて比例させた比例パラメータ値と、偏差の積
分値に比例させかつ積分時間Ｉで割った積分パラメータ
値との和を基にして、粉粒体１の供給流量を連続的に制
御する比例積分制御手段２１を設けるとともに、流量設
定値に応じて比例定数Ｐおよび積分時間Ｉの少なくとも
一方を自動的に設定する比例定数・積分時間自動設定手
段２２を設ける。これにより、流量設定値をどのような
値に設定した場合でも、運転中に排出流量のハンチング
現象を発生したりすることなく、精度良く定流量供給が
行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はロスインウェイト式
の粉粒体定量供給装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】重量が減った分だけ粉粒体を排出したこ
とを検知しながら粉粒体を連続的に一定量で供給するい
わゆるロスインウェイト式の粉粒体定量供給装置は、図
３に概略的に示すように、粉粒体１が投入される計量ホ
ッパ２と、この計量ホッパ２内の粉粒体１を排出するス
クリュフィーダ３と、スクリュフィーダ３を駆動する駆
動用モータ４と、これらの計量ホッパ２、スクリュフィ
ーダ３、駆動用モータ４などを含めた総重量を随時計測
する計量装置５と、これらを制御するコントローラ１０
と、コントローラ１０に対して各種設定値などを入力す
るテンキーなどからなる入力手段６と、入力データの確
認や稼動状態などを示す表示手段７などを備えている。

【０００３】この種の粉粒体１を定量的に供給する制御
方法として、計量装置５で測定した測定重量値から排出
した重量値（減量重量値）を算出し、供給目標重量値と
排出実績重量値との偏差に比例したパラメータ値と、偏
差の積分値に比例したパラメータ値との和を基にして、
粉粒体１の供給流量を連続的に制御するいわゆる比例積
分制御（以下、ＰＩ制御と称す）による減量重量連続制
御方法が知られている。このＰＩ制御方法によれば、一
般的に良好な応答性が得られて粉粒体１の供給量を供給
目標値に滑らかに近づけることができるとともに、小流
量を定量供給することもできる。

【０００４】具体的には、コントローラ１０に設けら
れ、演算部１２や流量設定手段１３などが設けられたＰ
Ｉ制御手段１１により以下の制御演算式からなる制御プ
ログラムを行う。

【０００５】

【数１】

【０００６】ここで、ΔＭＶは駆動用モータ４を加速、
減速する信号（ＭＶ）の変化分、Ｐは比例定数、εは偏
差（目標供給重量値（基準値）−排出実績重量値）、Ｉ
は積分時間である。このＰＩ制御では、偏差εが発生し
た時に、以下のような動作が行われる。

【０００７】偏差εの１００／Ｐ（Ｐは％単位）倍の
制御出力の修正を瞬時に実行する（比例（Ｐ）動作）。 上記比例動作による修正値と同じ値の修正を、Ｉ時間
かけて実行する（積分（Ｉ）動作）。

【０００８】この場合に、比例定数Ｐや積分時間Ｉにつ
いては、従来、その粉粒体定量供給装置の平均的な流量
設定値に応じて予め設定されており（例えば、比例定数
Ｐの設定値が「２００」、積分時間Ｉが「４秒」と設定
される）、これらのデータを演算部１２により演算し、
ＰＩ制御手段１１は、偏差εの０．５倍（＝１００／２
００）の制御出力の修正を瞬時に実行し、かつ同じ値の
修正を４秒かけて実行する。このようにして、適正な比
例定数Ｐや積分時間Ｉを設定した状態でＰＩ制御を行う
と、良好な応答性が得られると同時に粉粒体１の供給量
が目標重量値に滑らかに近づけられながら供給されるこ
ととなる。

【０００９】ここで、比例定数Ｐを大きくし過ぎたり積
分時間Ｉを短くし過ぎたりすると、運転中の排出流量の
ハンチング現象を発生し、不安定となったり、安定する
まで多くの時間を要したりするため、従来は予め平均的
な流量設定値で多くの手間や時間をかけながら実験を行
い、ハンチング現象が発生しないような感度の低い設定
に固定していた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、流量設
定値の設定範囲がある程度決まっている場合には、上記
のようにして比例定数Ｐや積分時間Ｉを所定の１つの値
に固定しても支障を生じなかったが、流量設定値の設定
範囲が、最小流量：最大流量＝１：１００ほどの広範囲
である場合には、比例定数Ｐや積分時間Ｉを所定の１つ
の値に固定すると、再小流量値と最大流量との両方の場
合に対応できなくなっていた。

【００１１】すなわち、最小流量に適した比例定数Ｐや
積分時間Ｉの設定値を採用すると、最大流量に近い流量
設定値である場合に、安定するまでに長時間がかかって
しまい、精度が低下するという問題を生じ、逆に、最大
流量に適した比例定数Ｐや積分時間Ｉの設定値を採用す
ると、最小流量に近い流量設定値である場合に、過剰に
反応してハンチング現象を発生してしまい定量供給運転
が実施できないという問題を生じており、このような場
合には係員などが多くの手間や時間をかけながら比例定
数Ｐや積分時間Ｉを調整していた。

【００１２】本発明は上記問題を解決するもので、流量
設定値の設定範囲が広範囲である場合でも、多くの手間
や時間を掛けることなく、高精度の定量供給を行うこと
のできるロスインウェイト式の粉粒体定量供給装置を提
供することを目的とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の請求項１記載の発明は、重量が減った分だけ
粉粒体を排出したことを計量装置で測定して検知しなが
ら、この測定重量値から算出した排出重量値と予め設定
された流量設定値とに基づいて粉粒体を連続的に一定量
で供給するように制御するロスインウェイト式の粉粒体
定量供給装置であって、流量設定値に基づく供給目標重
量値と前記測定重量値から算出した排出実績重量値との
偏差に比例定数をかけて比例させた比例パラメータ値
と、偏差の積分値に比例させかつ積分時間で割った積分
パラメータ値との和を基にして、粉粒体の供給流量を連
続的に制御する比例積分制御手段を備え、流量設定値に
応じて比例定数および積分時間の少なくとも一方を自動
的に設定する比例定数・積分時間自動設定手段を設けた
ものである。

【００１４】この構成によれば、比例定数・積分時間自
動設定手段により、流量設定値に応じて適した比例定数
や積分時間が自動的に設定されるため、多くの手間や時
間を掛けなくても、高精度の定量供給を行うことができ
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。なお、従来とほぼ同機能のものには
同符号を付して、その説明は省略する。

【００１６】図１に示すように、このロスインウェイト
式の粉粒体定量供給装置の各部を制御するコントローラ
２０には、計量装置５で測定した測定重量値から排出し
た重量値（減量重量値）を算出し、供給目標重量値と排
出実績重量値との偏差に比例したパラメータ値と偏差の
積分値に比例したパラメータ値との和を基にして、粉粒
体の供給流量を連続的に制御するＰＩ（比例積分）制御
手段２１が設けられている。このＰＩ制御手段２１に
は、従来と同機能の演算部１２や流量設定手段１３に加
えて、流量設定値に応じて比例定数Ｐおよび積分時間Ｉ
の少なくとも一方を自動的に設定する比例定数・積分時
間自動設定手段（ＰＩ自動設定手段と称す）２２が設け
られている。また、このロスインウェイト式の粉粒体定
量供給装置は、流量設定値の設定範囲が、最小流量：最
大流量＝１：１００（例えば、１ｋｇ／ｈ〜１００ｋｇ
／ｈ）の広範囲にわたって可能とされている。

【００１７】ＰＩ自動設定手段２２は、図２（ａ）、
（ｂ）に示すように、流量が異なる複数の点（図２にお
いては、それそれ、最低流量比が１、１０、１００の３
点）で最適な比例定数Ｐや積分時間Ｉが実験などにより
求められて、これらの値を通ったり近接したりする特性
直線や特性曲線に基づくデータが記憶され、これらの特
性線より流量設定値に該当する比例定数Ｐや積分時間Ｉ
を自動的に設定する。

【００１８】上記構成により、流量設定値が流量設定手
段１３に設定されると、これに該当する比例定数Ｐや積
分時間ＩがＰＩ自動設定手段２２にて自動的に設定され
る。例えば、流量設定値が最低流量の２倍に対応する値
に設定されると、比例定数Ｐが例えば４００と設定され
るとともに積分時間Ｉが６．５秒に設定され、この値を
用いてＰＩ制御が行われる。また、流量設定値が最低流
量の８０倍に対応する値に設定されると、比例定数Ｐが
例えば１１０と設定されるとともに積分時間Ｉが１９秒
に設定され、この値を用いてＰＩ制御が行われる。

【００１９】したがって、流量設定値をどのような値に
設定した場合でも、運転中に排出流量のハンチング現象
を発生したりすることなく、粉粒体１の排出実績重量値
が供給目標重量値に滑らかにかつ素早く近づけられるこ
ととなり、精度良く定流量供給が行われ、信頼性も向上
する。また、比例定数Ｐや積分時間Ｉが自動的に設定さ
れるため、従来のように係員などが比例定数Ｐや積分時
間Ｉの調整作業を多くの手間や時間をかけながら行うこ
とがなくなり、作業能率が向上する。

【００２０】なお、上記の実施の形態においては、流量
が異なる３点で最適な比例定数Ｐや積分時間Ｉが実験な
どにより求められて、これらの値を通ったり近接したり
する特性直線のデータを記憶した場合を図示したが、こ
れに限るものではなく、さらに多くの点を求めてこれら
の値に近接する特性曲線を記憶させたりしてもよい。

【００２１】また、上記実施の形態においては、流量設
定値が変更されると、ＰＩ自動設定手段２２にて比例定
数Ｐおよび積分時間Ｉの両者とも変更するように構成し
た場合を述べたが、これに限るものではなく、一方の
値、例えば積分時間Ｉは一定値に固定し、他方の値、例
えば比例定数Ｐだけを変更して設定してもよい。

【００２２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、流量設定
値に基づく供給目標重量値と測定重量値から算出した排
出実績重量値との偏差に比例定数をかけて比例させた比
例パラメータ値と、偏差の積分値に比例させかつ積分時
間で割った積分パラメータ値との和を基にして、粉粒体
の供給流量を連続的に制御する比例積分制御手段を設け
るとともに、流量設定値に応じて比例定数および積分時
間の少なくとも一方を自動的に設定する比例定数・積分
時間自動設定手段を設けたことにより、流量設定値をど
のような値に設定した場合でも、運転中に排出流量のハ
ンチング現象を発生したりすることなく、精度良く定流
量供給が行われ、信頼性も向上し、また、比例定数や積
分時間が多くの手間や時間をかけることなく自動的に設
定されるため、作業能率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態にかかるロスインウェイト
式の粉粒体定量供給装置を概略的に示す図である。

【図２】（ａ），（ｂ）は同粉粒体定量供給装置におけ
る流量設定値と比例定数、ならびに流量設定値と積分時
間との関係を示す図である。

【図３】従来のロスインウェイト式の粉粒体定量供給装
置を概略的に示す図である。

【符号の説明】

１ 粉粒体 ２ 計量ホッパ ３ スクリュフィーダ ４ 駆動用モータ ５ 計量装置 ６ 入力手段 ７ 表示手段 １２ 演算部 １３ 流量設定手段 ２０ コントローラ ２１ ＰＩ制御手段（比例積分制御手段） ２２ ＰＩ自動設定手段（比例定数・積分時間自動
設定手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F046 AA00 BB02 CA01 DA03 DA07 3F075 AA08 BA01 BB01 CA04 CA09 CB01 CB04 CB05 CB12 CB14 CB15 CB16 CC03 CC05 CC09

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量が減った分だけ粉粒体を排出したこ
   とを計量装置で測定して検知しながら、この測定重量値
   から算出した排出重量値と予め設定された流量設定値と
   に基づいて粉粒体を連続的に一定量で供給するように制
   御するロスインウェイト式の粉粒体定量供給装置であっ
   て、流量設定値に基づく供給目標重量値と前記測定重量
   値から算出した排出実績重量値との偏差に比例定数をか
   けて比例させた比例パラメータ値と、偏差の積分値に比
   例させかつ積分時間で割った積分パラメータ値との和を
   基にして、粉粒体の供給流量を連続的に制御する比例積
   分制御手段を備え、流量設定値に応じて比例定数および
   積分時間の少なくとも一方を自動的に設定する比例定数
   ・積分時間自動設定手段を設けたロスインウェイト式の
   粉粒体定量供給装置。