JP2505221B2 - Flow control method in transfer system - Google Patents
Flow control method in transfer systemInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、たばこ、鉄鋼、セメントあるいは肥料等の
粉粒体を連続的に輸送するベルトコンベア等の搬送シス
テムにおいて流量が一定になるように搬送速度を制御す
る流量制御方式に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention provides a constant flow rate in a conveyor system such as a belt conveyor that continuously conveys powder particles such as tobacco, steel, cement or fertilizer. The present invention relates to a flow rate control method for controlling a transfer speed.
従来、被搬送体である粉粒体の流量が一定になるよう
に制御するようにしたベルトコンベアなどの搬送システ
ムに、一例として第10図に示すものがある。FIG. 10 shows an example of a conventional transportation system such as a belt conveyor that controls the flow rate of powdered or granular material to be transported so as to be constant.
このシステムは、コンベア11上に供給される粉粒体A
の量を調節するゲート12の開度を一定にして粉粒体Aを
搬送し、コンベア11上の一定区間を働長区間とするコン
ベアスケール13によってその働長区間にある粉粒体Aに
よる加重量を検出するとともに、粉粒体Aの搬送速度、
すなわち、コンベア11のベルト速度を速度計14で検出す
る。This system is for powder and granular material A supplied on the conveyor 11.
The granular material A is conveyed with a constant opening of the gate 12 for adjusting the amount of the powder, and is added by the granular material A in the active length section by the conveyor scale 13 which makes the fixed section on the conveyor 11 the active length section. While detecting the weight, the transport speed of the powder A
That is, the belt speed of the conveyor 11 is detected by the speedometer 14.
そして、この検出した加重量と搬送速度とに基づいて
演算部15でコンベア11上の平均流量が求められ、この平
均流量に基づいて制御部16は駆動モータ17の速度を調整
し、粉粒体Aの流量が一定になるように制御する。な
お、コンベアスケール13からコンベア11の落ち口までの
無駄時間は固定の遅れ要素を組み込んで補償することも
ある。Then, the average flow rate on the conveyor 11 is obtained by the calculation unit 15 based on the detected weighting and transport speed, and the control unit 16 adjusts the speed of the drive motor 17 based on the average flow rate, and the granular material is obtained. The flow rate of A is controlled to be constant. The dead time from the conveyor scale 13 to the outlet of the conveyor 11 may be compensated by incorporating a fixed delay element.
上記のような従来のシステムによればゲート12近傍の
流量変動があまり大きくない場合は平均流量を一定化す
ることができるが、コンベアスケール13は重量分布に対
して働長区間以下の分解能を持たず一定の働長区間上の
荷重平均に基づいてフィードバック制御を行っており、
さらに、働長区間からコンベアの落ち口までの無駄時間
がベルト速度に応じて変化するため、流量制御精度を向
上させることができないという問題があった。According to the conventional system as described above, the average flow rate can be made constant when the flow rate fluctuation in the vicinity of the gate 12 is not so large, but the conveyor scale 13 has the resolution of the working length section or less with respect to the weight distribution. Instead, feedback control is performed based on the weighted average on a constant working length section.
Further, the dead time from the working length section to the outlet of the conveyor changes depending on the belt speed, so that there is a problem that the flow rate control accuracy cannot be improved.
第1図は本発明の原理説明図であり、被搬送体を連続
的に搬送するコンベア1の搬送路上の一定区間での被搬
送体による加重量を加重量検出手段2で検出するととも
に、コンベア1の搬送速度を速度検出手段3で検出し、
検出した搬送速度と加重量に基づいて制御手段4でコン
ベア1の搬送速度を制御するコンベアシステムにおい
て、予め加重量検出手段の働長区間上の被搬送体の重量
分布を格納する記憶手段5を設け、上記制御手段4によ
って、コンベア1の搬送速度vkと一定区間での加重量fk
とを一定周期でサンプリングし、前にサンプリングした
搬送速度vk-1と記憶手段5に格納された前のサンプリン
グ時の重量分布wi,k-1および加重量検出手段2の位置に
よる伝達特性を示す重み関数hiに基づいて現在のサンプ
リング時に働長区間にある被搬送体による荷重量の内、
前回のサンプリング時に働長区間にあった被搬送体によ
る荷重要素を求め、サンプリングした現在の荷重量から
前記荷重要素を減算して得られる荷重要素および1サン
プリング時間に対応する前記重み関数に基づいて、1サ
ンプリング時間に働長区間に搬入される被搬送体の重量
を求め、上記記憶手段5に格納された重量分布をこの求
められた重量に基づいて更新するとともに、この重量分
布に基づいて、コンベア1の搬出口から搬出される被搬
送体の単位時間当たりの流量が設定された一定量Q0にな
るようにコンベア1の搬送速度を制御するようにした。FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of the present invention. The weight detection means 2 detects the weight applied by the transported object in a certain section on the transport path of the conveyor 1 that continuously transports the transported object, and The transport speed of 1 is detected by the speed detecting means 3,
In the conveyor system in which the control means 4 controls the conveyance speed of the conveyor 1 based on the detected conveyance speed and weighting, the storage means 5 for storing the weight distribution of the conveyed object on the working length section of the weighting detection means in advance. By the control means 4, the conveyor speed v k of the conveyor 1 and the weight f k in a given section are provided.
Are sampled at a constant cycle, and the transfer characteristics depending on the transport velocity v k-1 sampled previously, the weight distribution w i, k-1 stored in the storage means 5 at the time of the previous sampling , and the position of the weight detection means 2 Based on the weighting function h i indicating
Based on the weight element corresponding to one load time obtained by subtracting the load element from the sampled current load amount and the load element due to the transported body in the active section at the time of the previous sampling, The weight of the transported object carried into the working length section in one sampling time is calculated, the weight distribution stored in the storage means 5 is updated based on the calculated weight, and the conveyor is also calculated based on this weight distribution. The transport speed of the conveyor 1 is controlled so that the flow rate per unit time of the transported object carried out from the carry-out port of No. 1 becomes the set constant amount Q 0 .
現在のサンプリング時に働長区間にある被搬送体によ
る加重量の内、前のサンプリング時に働長区間にあった
被搬送体による加重要素は、記憶手段5に格納された重
量分布と前にサンプリングした搬送速度および加重量検
出手段2の位置による伝達特性を示す重み関数により求
めることができる。Among the weights by the transported object in the active section at the current sampling, the weighting elements by the transported object in the active section at the previous sampling are the weight distribution stored in the storage means 5 and the previously sampled transport. It can be obtained by a weighting function showing the transfer characteristic depending on the speed and the position of the weight detection means 2.
したがって、前のサンプリング時から現在のサンプリ
ング時までの1サンプリング時間に働長区間に搬入され
た被搬送体の重量は、現在の加重量と上記加重要素の差
および重み関数から求めることができ、求めた重量を追
加して記憶手段5内の重量分布を更新する。Therefore, the weight of the transported object carried in the working length section during one sampling time from the previous sampling time to the current sampling time can be obtained from the difference between the current weight and the weight element and the weight function, The calculated weight is added and the weight distribution in the storage means 5 is updated.
サンプリング毎に記憶手段5の重量分布を更新すると
サンプリング周期に応じた分解能でコンベア上の重量分
布を得ることができ、これによって、コンベア1上の実
流量を検知して流量制御を行うことができる。When the weight distribution of the storage means 5 is updated for each sampling, the weight distribution on the conveyor can be obtained with the resolution according to the sampling cycle, and thus the actual flow rate on the conveyor 1 can be detected and the flow rate can be controlled. .
第2図は本発明の実施例におけるベルトコンベアシス
テムのブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of the belt conveyor system in the embodiment of the present invention.
1は粉粒体を連続的に搬送するコンベア、2はコンベ
ア1上の一定の働長区間で粉粒体の加重量を検出するコ
ンベアスケールで、加重量を検知して電気信号(重量計
測信号)に変換するロードセル2aを備えている。また、
2bはロードセル2aの出力信号を増幅する増幅器、2cはロ
ードセル2aの過渡的観測データから静止位置を推定して
振動成分を補正するフィルタで、上記ロードセル2aは、
第9図に示したように重量を金属弾性体21の歪として検
知して電気信号に変換するものであるので、このロード
セル2aの機構そのものは振動的ではなく、実質上は上記
フィルタ2cによる動的推定は行わなくてもよい。Reference numeral 1 is a conveyor for continuously transporting the powder or granules, 2 is a conveyor scale for detecting the weight of the powder or granules in a constant working length section on the conveyor 1, and the weight is detected to detect an electric signal (weight measurement signal). ) Is equipped with a load cell 2a. Also,
2b is an amplifier that amplifies the output signal of the load cell 2a, 2c is a filter that estimates the stationary position from the transient observation data of the load cell 2a and corrects the vibration component, the load cell 2a,
As shown in FIG. 9, since the weight is detected as the strain of the metal elastic body 21 and is converted into an electric signal, the mechanism of the load cell 2a itself is not oscillating, and the movement by the filter 2c is substantially caused. It is not necessary to perform the target estimation.
3はコンベア1の搬送速度を検出するパルスジェネレ
ータ、4はフィルタ2cから出力される重量計測信号とパ
ルスジェネレータ3から出力されるパルス信号を取り込
んで加重量fkと搬送速度vkを一定の周期Tでサンプリン
グし、後述説明するように、設定された一定流量が維持
されるようにコンベア1の搬送速度をディジタル制御す
る制御演算部である。なお、この制御演算部4はコンベ
ア1上にある粉粒体の重量分布を格納するメモリ5を備
えている。3 is a pulse generator for detecting the conveying speed of the conveyer 1, 4 is a weight measurement signal output from the filter 2c and a pulse signal output from the pulse generator 3, and the weight f k and the conveying speed v k are set at a constant cycle. This is a control calculation unit that performs sampling at T and digitally controls the conveying speed of the conveyor 1 so that a set constant flow rate is maintained, as will be described later. The control calculation unit 4 includes a memory 5 that stores the weight distribution of the powder or granular material on the conveyor 1.
6は制御演算部4が出力する速度設定信号に応じて、
コンベア1を駆動する可変速モータ7を制御する速度制
御器である。なお、可変速モータ7としては、応答速度
が速い高精度のサーボモータが使用され、この駆動系を
比例要素化してある。6 is in accordance with the speed setting signal output by the control calculation unit 4,
It is a speed controller that controls a variable speed motor 7 that drives the conveyor 1. As the variable speed motor 7, a high-precision servomotor having a fast response speed is used, and this drive system is a proportional element.
第4図は上記制御演算部4およびメモリ5のブロック
図である。FIG. 4 is a block diagram of the control calculation unit 4 and the memory 5.
41はクロック発生部、42はCPU、43は制御プログラム
等が格納されたROM、44は操作部であり、システムバス
Bには前記記憶部としてのメモリ5が接続されている。Reference numeral 41 is a clock generation unit, 42 is a CPU, 43 is a ROM storing a control program and the like, 44 is an operation unit, and the system bus B is connected to the memory 5 as the storage unit.
コンベアスケール2で得られた重量計測信号はアナロ
グ入力部(AI)45に入力され、パルスジェネレータ3か
ら出力されるパルス信号によるベルト速度データはディ
ジタル入力部(DI)46から入力される。The weight measurement signal obtained by the conveyor scale 2 is input to the analog input section (AI) 45, and the belt speed data by the pulse signal output from the pulse generator 3 is input from the digital input section (DI) 46.
そして、後述説明するようにして得られた速度設定信
号がアナログ出力部(AO)47から出力されて速度制御器
6に入力される。なお、ディジタル出力部(DO)48を介
して出力されるデータに基づいて表示部49でベルト速度
等の表示が行われる。Then, the speed setting signal obtained as described later is output from the analog output unit (AO) 47 and input to the speed controller 6. The display unit 49 displays the belt speed and the like based on the data output through the digital output unit (DO) 48.
この実施例におけるコンベアシステムは、コンベア1
上に粉粒体が乗っていない状態から始動した場合は、搬
入される粉粒体の重量分布を順次求めて初期の重量分布
を設定し、また、一時停止した後に再始動した場合など
のようにコンベア1上に粉粒体が乗っているがその重量
分布が不明であるような場合には、サンプリングした加
重量に基づく平均値を初期の重量分布として設定する。The conveyor system in this embodiment is a conveyor 1
When starting from a state where no particles are on top, set the initial weight distribution by sequentially calculating the weight distribution of the particles to be loaded, or when restarting after pausing. When the powder particles are on the conveyor 1 but the weight distribution thereof is unknown, the average value based on the sampled weight is set as the initial weight distribution.
また、初期の重量分布が設定された後は、1サンプリ
ング周期毎の加重量の差分に基づいてメモリ5内の重量
分布が順次更新される。In addition, after the initial weight distribution is set, the weight distribution in the memory 5 is sequentially updated based on the difference in weighting for each sampling cycle.
そして、メモリ5上に順次記録・更新されるコンベア
1上の粉粒体の重量分布wi,kに基づき、第5図に概念的
に示したようにコンベアの落ち口から一定の範囲δx内
の粉粒体を搬出したときに単位時間当たりの流量が予め
設定された一定値Q0になるようなベルト速度、 が演算され、このベルト速度v0が速度設定信号として速
度制御器6に出力され、可変速モータ7が制御される。Then, based on the weight distribution w i, k of the granular material on the conveyor 1 which is sequentially recorded / updated in the memory 5, a certain range δ x from the outlet of the conveyor is conceptually shown in FIG. The belt speed such that the flow rate per unit time becomes a preset constant value Q 0 when the powder particles inside are discharged, Is calculated, this belt speed v 0 is output to the speed controller 6 as a speed setting signal, and the variable speed motor 7 is controlled.
なお、上記重量分布wi,kはサンプリング周期Tとベル
ト速度vkに応じて幅は変化する区間毎の難散的な平均重
量(以後、サンプリンブ区間の重量といい、wkで表
す。)で表され、本発明の特徴として、サンプリング周
期を適宜設定することにより重量分布wi,kの分解能を任
意に小さくすることができる。Note that the weight distribution w i, k is a refractory average weight for each section whose width changes in accordance with the sampling period T and the belt speed v k (hereinafter referred to as the weight of the sampling zone, represented by w k ). The feature of the present invention is that the resolution of the weight distribution w i, k can be arbitrarily reduced by appropriately setting the sampling period.
第7図はコンベアスケール2の働長区間〔0,LD〕での
位置による伝達特性を原理的に説明する図であり、同図
(a)に示したようにコンベア1の下部に設置された計
量キャリア21に加わる点荷重Wによる加重量をF、コン
ベア1の速度をV(一定)とするとこの加重量Fの時間
変化は、同図(b)に示したようになる。FIG. 7 is a diagram for explaining in principle the transfer characteristics depending on the position in the working length section [0, L D ] of the conveyor scale 2, which is installed at the bottom of the conveyor 1 as shown in FIG. pressurized weight due to the load point W applied to the measuring carrier 2 1 F, when the speed of the conveyor 1 and V (constant) time variation of the weighting quantity F is as shown in FIG. (b).
したがって、加重量Fのラプラス変換F(s)は、 u(t)は単位ステップ関数である。Therefore, the Laplace transform F (s) of the weight F is u (t) is a unit step function.
点荷重の変化率W(t)=(dW/dt)は、 であるから、点荷重をデルタ関数で表して、 £{W(t)}=£{W・δ(t)}=W となり、働長区間の伝達関数は、 となる。The rate of change of point load W (t) = (dW / dt) is Therefore, by expressing the point load by a delta function, £ {W (t)} = £ {W · δ (t)} = W, and the transfer function in the active length section is Becomes
したがって、ベルト速度Vが変化すると働長通過時間
TDが変化するため伝達関数GW(s)は時変となる。Therefore, if the belt speed V changes, the working length passing time
Since T D changes, the transfer function G W (s) becomes time-varying.
しかしながら、働長LD(=V・TD)は一定であるので
位置による伝達特性は時不変であり、また、(1)式は
ベルト速度Vを一定として導いてあるので、位置による
伝達特性は(1)式のTDをLDで置換した式によって表さ
れる。However, since the working length L D (= V · T D ) is constant, the position-dependent transfer characteristic is time-invariant. Further, since the equation (1) is derived with the belt speed V being constant, the position-dependent transfer characteristic is obtained. Is represented by the formula in which T D in formula (1) is replaced with L D.
したがって、働長区間上の荷重の重量Wと加重量Fと
は、第7図(c)に示したように同図(b)と同様な形
状の重み関数h(x)によって関係付けられ、働長区間上の
重量分布w(x,t)と加重量F(t)は、 の関係になる。Therefore, the weight W and the weight F of the load on the working length section are related by the weighting function h (x) having the same shape as that shown in FIG. 7C, as shown in FIG. The weight distribution w (x, t) and the weighted weight F (t) on the working length section are It becomes a relationship.
以下、初期状態としての初期分布の設定と、定常状態
での動作とに分けて説明する。Hereinafter, the setting of the initial distribution as the initial state and the operation in the steady state will be described separately.
(初期分布の設定) コンベア1が移動してもコンベア1に対する粉粒体の
重量分布は変化しないが、コンベアスケール2の働長区
間に対する重量分布w(x,t)はコンベア1の移動に伴って
変化し、サンプリング周期毎に移動方向にシフトしたも
のとなる。(Setting of initial distribution) Even if the conveyor 1 moves, the weight distribution of the powder and granules with respect to the conveyor 1 does not change, but the weight distribution w (x, t) with respect to the working length section of the conveyor scale 2 is changed as the conveyor 1 moves. And changes in the moving direction for each sampling period.
したがって、サンプリング周期T毎に離散化された各
サンプリング区間の重量wkが加重量F(k・T)に与え
る加重成分Wkは、重み関数h(x)によりサンプリング毎に
変化する。Therefore, the weighting component W k given to the weighting F (k · T) by the weighting w k of each sampling section discretized for each sampling period T changes for each sampling by the weighting function h (x) .
重量分布w(x,t)は離散的なサンプリング区間の重量wk
の列で表されるため、働長区間上の重み関数h(x)はサン
プリング毎に順次得られるベルト速度vkに基づいてサン
プリング区間毎に演算される。The weight distribution w (x, t) is the weight w k of the discrete sampling interval
The weighting function h (x) on the working length section is calculated for each sampling section based on the belt speed v k sequentially obtained for each sampling.
すなわち、第7図(c)に示したように、働長区間
〔0,LD〕内の区間〔x1,x2〕について、 を演算する。That is, as shown in FIG. 7 (c), the weigh length interval [0, L D] in the interval of [x 1, x 2], Is calculated.
そして、n回目のサンプリング時の加重量をfn、ベル
ト速度をvnで表すと、それまでの1サンプリング時間T
の間に搬入された粉粒体の重量はサンプリング区間の重
量wnであり、先頭の粉粒体が働長終端(LD)に達するま
での加重量fkとサンプリング区間の重量wnの関係は、 となる。Then, when the weight at the nth sampling is represented by f n and the belt speed is represented by v n , one sampling time T up to that point
The weight of the granular material loaded during the period is the weight w n of the sampling section, and the weight f k until the leading granular material reaches the working length end (L D ) and the weight of the sampling section w n Relationship is Becomes
演算制御部4は、順次サンプリングした加重量fnとベ
ルト速度vnおよび重み関数h(x)に基づき各サンプリング
区間の重量w1,w2,w3,…を(2)式の逆算によって求め
てメモリ5に順次格納する。The arithmetic control unit 4 calculates the weights w 1 , w 2 , w 3 , ... Of each sampling section by the inverse calculation of the equation (2) based on the weighted weight f n , the belt speed v n, and the weighting function h (x) that are sequentially sampled. Obtained and sequentially stored in the memory 5.
この実施例ではディジタル制御のために働長区間〔0,
LD〕を予め設定した微小区間Δxで細分化し、働長区間
上の位置および重み関数はこの微小区間Δxによって離
散化して表している。In this embodiment, the active length section [0,
L D ] is subdivided into preset minute sections Δx, and the position and weighting function on the working length section are discretized by the minute sections Δx.
第8図は上記のようにして得られる重量分布のメモリ
5における格納状態を概念的に示す図であり、メモリ5
には上記微小区間Δxによって離散化された位置に対応
する多数の記憶領域が設定され、各サンプリング区間の
重量w1,w2,…はその区間内の離散化した位置に対応する
複数の記録領域に同じ重量データとして記録される。FIG. 8 is a diagram conceptually showing the storage state of the weight distribution obtained in the above manner in the memory 5.
Is set with a large number of storage areas corresponding to the positions discretized by the minute section Δx, and the weights w 1 , w 2 , ... Of each sampling section are recorded in a plurality of records corresponding to the discretized positions in the section. The same weight data is recorded in the area.
(定常状態の動作) 第6図は重量分布がメモリ5内に予め格納された状態
から順次サンプリングと搬送制御を行う場合の、重量分
布の変化を説明する図であり、一例として同図に示した
ように、サンプリング区間の重量wkは区間毎に離散値で
平均化されている。(Operation in Steady State) FIG. 6 is a diagram for explaining changes in the weight distribution when the sampling and the transfer control are sequentially performed from the state where the weight distribution is stored in the memory 5 in advance. As described above, the weight w k of the sampling section is averaged with a discrete value for each section.
なお、前記のようなΔxによる働長区間の位置の離散
化に対応して働長区間内の位置xは整数値iとし、前記
重量分布wi,kをサンプリング時点kでの重量分布w
k,i(kはtに対応する。)として示す。また、同様に
重み関数h(x)の位置iでの値をhiとし、さらに速度vkは
xk=vk・Tとおいて長さに変換しΔxを単位とした値で
表す。Incidentally, the position x in the active length section is set to an integer value i corresponding to the discretization of the position of the active length section by Δx as described above, and the weight distribution w i, k is set to the weight distribution w at the sampling time point k.
It is shown as k, i (k corresponds to t). Similarly, the value of the weighting function h (x) at the position i is h i , and the velocity v k is
The value is converted into a length with x k = v k · T, and is represented by a value with Δx as a unit.
サンプリング時点kでの加重量fkは次のサンプリング
時点k+1までに働長区間から搬出される粉粒体による
加重成分W1と働長区間に残る粉粒体による加重成分W2と
の和になる。The weight f k at the sampling time point k is the sum of the weighted component W 1 due to the granular material discharged from the active length section until the next sampling time point k + 1 and the weighted component W 2 due to the granular material remaining in the active length section. Become.
すなわち、 fk=W1+W2+ε (ただし、εはバイアス分の誤差。) となる。That is, f k = W 1 + W 2 + ε (where ε is the bias error).
同様に、サンプリング時点k+1での加重量fk+1は、
サンプリング時点kで働長区間にあった粉粒体による加
重成分W3とサンプリング時点kから1サンプリング時間
内に働長区間に搬入された粉粒体による加重成分W4との
和になる。Similarly, the weighting f k + 1 at the sampling time point k + 1 is
It is the sum of the weighted component W 3 due to the granular material that was in the working length section at the sampling time point k and the weighted component W 4 due to the granular material that was carried into the working length section within one sampling time from the sampling time point k.
すなわち、 fk+1=W3+W4+ε となる。That is, f k + 1 = W 3 + W 4 + ε.
一方、(5)式で示される加重成分W3はサンプリング
時点kで働長区間内にあった粉粒体の残留分によるもの
であり、この(5)式の範囲での重量分布wi,k+1は
(4)式の重量分布wi,kと同じものであり、メモリ5上
に格納されている。On the other hand, the weighted component W 3 expressed by the equation (5) is due to the residual content of the granular material in the working length section at the sampling time k, and the weight distribution w i, in the range of the equation (5) k + 1 is the same as the weight distribution w i, k in the equation (4) and is stored in the memory 5.
したがって、加重成分W1、W2と同様に上記(5)式の
加重成分W3は既知の量から求めることができ、サンプリ
ング時点kから1サンプリング時間内に働長区間に搬入
された粉粒体による加重成分W4が、 W4=fk+1-fk+W1+W2-W3 ……(7) の演算により求められる。Therefore, like the weighted components W 1 and W 2 , the weighted component W 3 of the equation (5) can be obtained from a known amount, and the powder particles carried into the working length section within 1 sampling time from the sampling time k The weighted component W 4 by the field is obtained by the calculation of W 4 = f k + 1 -f k + W 1 + W 2 -W 3 (7).
なお、上記のように加重量fk+1とfkの差分fk+1-fkを
とることにより、バイアス分の誤差εを相殺することが
できる。By taking the difference f k + 1 −f k between the weights f k + 1 and f k as described above, the bias error ε can be canceled.
上記加重成分W4の重量分布の平均値をwMとすると、 したがって、 となり、加重成分W4および重み関数hiにより、サンプリ
ン時点k+1までの1サンプリング時間内に搬入された
粉粒体の重量すなわち、サンプリング区間の重量wk+1が
得られ、メモリ5に格納される。Let w M be the average value of the weight distribution of the weighted component W 4 , Therefore, Then, the weight component W 4 and the weighting function h i are used to obtain the weight of the granular material carried in within one sampling time up to the sampling point k + 1, that is, the weight w k + 1 of the sampling section, and stored in the memory 5. It
このようにしてサンプリング毎にメモリ5内の重量分
布はサンプリング周期毎に搬入される粉粒体の平均重量
により更新され、このメモリ5内の重量分布wi,kに基づ
いて前記第5図および(1)式について説明したよう
に、コンベアの落ち口から搬出される粉粒体の流量が予
め設定された一定値Q0になるようにベルト速度が制御さ
れる。In this way, the weight distribution in the memory 5 is updated for each sampling with the average weight of the powdered particles carried in every sampling cycle , and based on the weight distribution w i, k in the memory 5, the weight distribution shown in FIG. As described in the equation (1), the belt speed is controlled so that the flow rate of the powder or granular material discharged from the outlet of the conveyor becomes a preset constant value Q 0 .
なお、以上の定常状態は初期の重量分布が既知である
場合について説明したが、初期の重量分布が不明の場合
はサンプリングした加重量fkによって得られる働長区間
上の粉粒体の重量に基づく平均値〈W〉が初期の重量分
布として設定され、上記同様の定常状態の動作が行われ
る。In the steady state above, the case where the initial weight distribution is known has been described, but when the initial weight distribution is unknown, the weight of the granular material on the active length section obtained by the sampled weight f k is calculated. The average value <W> is set as the initial weight distribution, and the steady state operation similar to the above is performed.
次に、上記平均値〈W〉を初期の重量分布とした場合
の安定性について説明する。Next, the stability when the above average value <W> is used as the initial weight distribution will be described.
働長区間内の各位置での重量分布の誤差は、 e(x)=w(x)−〈W〉 ……(9) であり、この誤差e(x)の区間〔0,LD〕内での平均値
は“0"であり、一般に、正規ランダム変数と考えられ
る。Error of the weight distribution at each position weigh length in section, e (x) = w ( x) - <W> ...... (9) a is the interval of the error e (x) [0, L D] The average value within is “0” and is generally considered to be a normal random variable.
(9)式を(3)〜(5)式に代入すると、 同様に であるから〈W〉が変わらないとすれば、 であるから上記(10)式の右辺は瞬時値としては必ずし
も“0"でないが期待値としては“0"になる。Substituting equation (9) into equations (3) to (5), As well Therefore, if <W> does not change, Therefore, the right side of the above equation (10) is not always "0" as an instantaneous value, but it is "0" as an expected value.
一様分布〈w〉を初期の重量分布として次の時点の重
量分布を求めるとき、重み関数hiが左右対称ならばw4の
誤差項は となる。When the weight distribution at the next time point is obtained with the uniform distribution <w> as the initial weight distribution, if the weighting function h i is left-right symmetric, the error term of w 4 is Becomes
このように、誤差はほぼ周期的に伝えられるが発散す
ることはなく、安定である。In this way, the error is transmitted almost periodically but does not diverge and is stable.
第3図は実施例の制御を示すフローチャートである。 FIG. 3 is a flow chart showing the control of the embodiment.
重み関数hiが設定され、ベルト速度と加重量を示す重
量計測信号のサンプリングが行われ、このサンプリング
周期毎のメモリ5内の記録位置が計算される。The weight function h i is set, the weight measurement signal indicating the belt speed and the weight is sampled, and the recording position in the memory 5 for each sampling period is calculated.
加重成分W1およびW2の計算が行われた後、サンプリン
グした加重量により初期状態として働長区間上に粉粒体
があるかどうかが判定され、加重量が“0"であれば
(2)式の係数である重み関数h〔x1,x2〕の計算と重
量分布の逆計算が行われて初期の重量分布が順次設定れ
る。After the weighted components W 1 and W 2 are calculated, it is determined whether or not there is a granular material on the active length section as an initial state by the sampled weighting, and if the weighting is “0” (2 The weight function h [x 1 , x 2 ] which is a coefficient of the equation) and the inverse calculation of the weight distribution are performed to sequentially set the initial weight distribution.
一方、サンプリングした加重量が“0"でなければ、平
均値としての初期の重量分布の設定あるいは加重量の差
分に基づいて定常状態での重量分布が求められる。On the other hand, if the sampled weight is not “0”, the weight distribution in the steady state is obtained based on the setting of the initial weight distribution as the average value or the difference of the weight.
そして、重量分布から設定すべきベルト速度が求めら
れて予め設定された最大速度vmaxと停止状態の間でベル
ト速度が設定され、可変速モータ7の逆特性補償が行わ
れて速度設定信号が出力される。Then, the belt speed to be set is obtained from the weight distribution, the belt speed is set between the preset maximum speed v max and the stopped state, the inverse characteristic compensation of the variable speed motor 7 is performed, and the speed setting signal is transmitted. Is output.
なお、可変速モータ7には比例要素化した応答速度が
速い高精度のサーボモータを使用しているため、逆特性
補償時の1次遅れの時定数は“0"に設定されている。Since the variable-speed motor 7 uses a high-precision servomotor having a proportional response and a high response speed, the time constant of the first-order lag during inverse characteristic compensation is set to "0".
以上の実施例では、コンベアスケール2の特性として
計量キャリア21が1個の場合について説明したが、複数
の計量キャリアを用いた場合にも重み関数h(x)を変
更するだけで同様の処理を行うことができる。なお、こ
のように複数の計量キャリアを用いると働長区間が長く
なり、従来の制御方式では制御スパンが広がって制御精
度が低下するが、本発明によれば働長区間の長さに係わ
りなく制御精度を維持することができる。In the above embodiment, the case where the conveyor scale 2 has one weighing carrier 2 1 has been described. However, even when a plurality of weighing carriers are used, the same processing is performed only by changing the weighting function h (x). It can be performed. When a plurality of weighing carriers are used in this way, the working length section becomes long, and the control span is widened and the control accuracy is lowered in the conventional control method. However, according to the present invention, regardless of the length of the working length section. Control accuracy can be maintained.
また、働長区間の終端からコンベア落ち口までの区間
の重量分布をメモリ5上に保持しておくことにより、そ
の区間による無駄時間を実質的に無くすことができる。Further, by keeping the weight distribution of the section from the end of the working length section to the conveyor outlet on the memory 5, the dead time in the section can be substantially eliminated.
以上説明したように本発明によれば、被搬送体を連続
的に搬送するコンベアシステムにおいて、搬送速度と一
定区間での加重量とを一定周期でサンプリングし、現在
のサンプリング時に働長区間にある被搬送体による荷重
量の内、前回のサンプリング時に働長区間にあった被搬
送体による荷重要素を求め、サンプリングした現在の荷
重量から前記荷重要素を減算して得られる荷重要素およ
び1サンプリング時間に対応する前記重み関数に基づい
て、1サンプリング時間に働長区間に搬入される被搬送
体の重量を求めて記憶手段に格納されている重量分布を
記録・更新するようにしたのでサンプリング周期に応じ
た分解能でコンベア上の重量分布を得ることができ、こ
れによって実流量を検知して精度の高い流量制御を行う
ことができる。As described above, according to the present invention, in the conveyer system that continuously conveys the object to be conveyed, the conveyance speed and the weighted weight in the constant section are sampled at a constant cycle, and the current period is in the working length section. The load element obtained by subtracting the load element from the sampled current load amount by obtaining the load element due to the transferred body in the working length section at the time of the previous sampling, out of the load amount by the transferred body, and the one sampling time. The weight distribution stored in the storage means is recorded and updated based on the weighting function corresponding to the weighting function, which is obtained based on the corresponding weighting function during one sampling time. It is possible to obtain the weight distribution on the conveyor with high resolution, and by this, the actual flow rate can be detected and highly accurate flow rate control can be performed.
また、サンプリング周期を適宜設定することにより任
意に小さくした区間で働長区間内の流量バラツキを制御
することが可能となり、制御精度を高めることができ
る。Further, by appropriately setting the sampling cycle, it becomes possible to control the flow rate variation in the working length section in an arbitrarily shortened section, and it is possible to improve the control accuracy.
第1図は本発明の原理説明図、 第2図は本発明の実施例におけるベルトコンベアシステ
ムのブロック図、 第3図は実施例の制御を示すフローチャート、 第4図は実施例における演算制御部およびメモリのブロ
ック図、 第5図は重量分布とコンベア落ち口の流量およびベルト
速度の関係を説明する図、 第6図は定常状態における重量分布の変化を説明する
図、 第7図はコンベアスケールの働長区間での伝達特性を原
理的に説明する図、 第8図は実施例のメモリにおける重量分布の格納状態を
概念的に示す図、 第9図は実施例のコンベアスケールにおけるロードセル
を示す図、 第10図は従来の搬送システムの一例を示す図である。 1……コンベア、2……加重量検出手段、3……速度検
出手段、4……制御手段、5……記憶手段。FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a belt conveyor system in an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a flow chart showing control of the embodiment, and FIG. 4 is an arithmetic control unit in the embodiment. And a memory block diagram, FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between the weight distribution, the flow rate at the conveyor outlet, and the belt speed, FIG. 6 is a diagram for explaining the change in the weight distribution in a steady state, and FIG. 7 is a conveyor scale. FIG. 8 is a diagram for explaining the transmission characteristics in the working length section in principle, FIG. 8 is a diagram conceptually showing the storage state of the weight distribution in the memory of the embodiment, and FIG. 9 is a load cell in the conveyor scale of the embodiment. FIG. 10 and FIG. 10 are views showing an example of a conventional transfer system. 1 ... Conveyor, 2 ... Weight detection means, 3 ... Speed detection means, 4 ... Control means, 5 ... Storage means.
Claims (1)
(1)の搬送路上の一定区間での被搬送体による荷重量
を荷重量検出手段(2)で検出するとともに、コンベア
の搬送速度を速度検出手段(3)で検出し、検出した搬
送速度と荷重量に基づいて制御手段(4)でコンベアの
搬送速度を制御する搬送システムにおいて、 予め荷重量検出手段の働長区間上の被搬送体の重量分布
を格納する記憶手段(5)を設け、 上記制御手段によって、コンベアの搬送速度と働長区間
での荷重量とを一定周期でサンプリングし、前回サンプ
リングした搬送速度と上記記憶手段に格納された前回の
サンプリング時の重量分布および荷重量検出手段の位置
による伝達特性を示す重み関数に基づいて、現在のサン
プリング時に働長区間にある被搬送体による荷重量の
内、前回のサンプリング時に働長区間にあった被搬送体
による荷重要素を求め、サンプリングした現在の荷重量
から前記荷重要素を減算して得られる荷重要素および1
サンプリング時間に対応する前記重み関数に基づいて、
1サンプリング時間に働長区間に搬入される被搬送体の
重量を求め、 上記記憶手段に格納された重量分布をこの求められた重
量に基づいて更新するとともに、この重量分布に基づい
て、コンベアの搬出口から搬出される被搬送体の単位時
間当りの流量が設定された一定量になるようにコンベア
の搬送速度を制御することを特徴とする搬送システムに
おける流量制御方式。1. A load amount detecting means (2) detects a load amount of a conveyed body in a certain section on a conveying path of a conveyer (1) which continuously conveys the conveyed body, and a conveying speed of the conveyer. In a transport system in which the control means (4) controls the transport speed of the conveyor based on the transport speed and the load amount detected by the speed detection means (3), the transported object on the working length section of the load amount detection means is previously received. A storage means (5) for storing the weight distribution of the body is provided, the conveyor speed and the load amount in the working length section are sampled at a constant cycle by the control means, and the previously sampled conveyor speed and the storage means are stored. Based on the stored weight distribution at the time of the previous sampling and the weighting function indicating the transfer characteristic depending on the position of the load amount detecting means, the load amount by the transported object in the active length section at the current sampling Among them, determine the load element by the conveyance object that was in weigh length interval in the previous sampling, the load element and one from the current load amount sampled is obtained by subtracting the load element
Based on the weighting function corresponding to the sampling time,
The weight of the transported object carried into the working length section in one sampling time is calculated, the weight distribution stored in the storage means is updated based on the calculated weight, and the weight distribution of the conveyor is calculated based on this weight distribution. A flow rate control method in a transport system, characterized in that the transport speed of a conveyor is controlled so that the flow rate per unit time of a transported object carried out from a carry-out port becomes a set constant amount.
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JP25950487A JP2505221B2 (en) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | Flow control method in transfer system |
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JPH01104510A JPH01104510A (en) | 1989-04-21 |
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