JP2565922B2 - 籾摺機の脱▲ふ▼率制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、左右一対の脱ロールを備えた籾摺機にお
いて、その両脱ロールによる脱率を、脱後の結果
に基づいてフィードバック制御する装置に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

籾摺機において、左右一対の脱ロールによって脱
された摺落米の脱率をセンサーによって検出し、この
検出脱率が、予め設定した目標脱率になるように前
記両脱ロールを開閉するようにした脱率制御装置
は、例えば、特開昭60−7944号公報等に記載されている
通り良く知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、この脱率制御は、脱した後における摺落
米の脱率を脱率センサーにて検出して、この検出脱
率が予め設定した目標脱率になるように両脱ロー
ルを開閉するいわゆるフィードバック式の脱率制御で
あつて、脱した後における摺落米の脱率の変化に追
従して両脱ロールを開閉作動するものであるから、脱
率の変化に対する脱率制御の応答性が良い反面、脱
率が極く時間の間においてその前後の値よりも瞬間的
に高く又は低くなるように変化したときにも、両脱ロ
ールを直ちに開閉作動するから、この場合において、脱
後における摺落米の脱率が、目標脱率よりも低い
側にオーバーシュートしたり、目標脱率よりも高い側
にオーバーシュートしたりするいわゆるハンチング現象
が発生することになり、脱率の制御が不安定になるの
であった。

そこで、このように摺落米における脱率が、或る時
間の間においてその前後の値よりも瞬間的に変化したこ
とに伴うハンチング現象を低減するためには、脱率の
変化に追従して両脱ロールを開閉作動することの感度
を、低い値に設定すれば良いと考えられる。しかし、か
くすると、脱作業の開始時とか、目標脱率を変更し
たり、或いは籾供給量を変更した等の場合において、摺
落米の脱率が、目標脱率がら可成り離れた値から目
標脱率に近付くように変化することに追従して、両脱
ロールを開閉作動することが遅れることになり、換言
すると、脱率を、目標脱率から可成り離れた値から
目標脱率に近付けるときにおける制御の応答性が低下
するから、定常脱率制御状態に移行するまでの間に長
い時間がかかるのである。

本発明は、この問題点を解消することを目的とするも
のである。

〔問題点を解決するための手段〕

このため本発明は、左右一対の脱ロールを備え、且
つ、該両脱ロールによる脱後の摺落米の脱率を脱
率センサーにて検出し、この検出脱率が予め設定し
た目標脱率になるように前記両脱ロールを開閉する
脱率制御手段を備えて成る籾摺機において、前記脱
率センサーによる検出脱率の適宜時間における平均脱
率を求める手段を設ける一方、前記脱率制御手段
を、検出脱率と目標脱率との差が大きいとき短い時
間における平均脱率が目標脱率になるように前記両
脱ロールを開閉する第１脱率制御手段と、検出脱
率と目標脱率との差が小さいとき長い時間における平
均脱率が目標脱率になるように前記両脱ロールを
開閉する第２脱率制御手段とで構成したものである。

〔発明の作用・効果〕

このように構成すると、脱作業の開始時とか、目標
脱率を変更したり或いは籾供給量を変更した等の場合
において、脱率センサーにて検出した検出脱率が、
目標脱率から離れていて、検出脱率と目標脱率と
の差が大きいときには、両脱ロールを、第１脱率制
御手段により、前記検出脱率の短い時間における平均
脱率が目標脱率に近付くように開閉作動する。

そして、検出脱率が目標脱率に近付いて、検出脱
率と目標脱率との差が小さくなると、両脱ロール
を、第２脱率制御手段により、検出脱率の長い時間
における平均脱率が目標脱率になるように開閉作動
するものである。

このように、摺落米の脱率が目標脱率になるよう
にフィードバック方式の脱率制御に際して、摺落米の
脱率として適宜時間における平均脱率を採用したこ
とにより、脱率が極く時間の間においてその前後の値
よりも瞬間時に高く又は低くなるように変化しても、こ
れに瞬間的な変化に追従して両脱ロールが直ちに開閉
作動することを回避できるから、脱率が目標脱率よ
りも低い側にオーバーシュートしたり、目標脱率より
も高い側にオーバーシュートしたりするいわゆるハンチ
ング現象を低減できて、制御の安定性の向上を図ること
ができるのである。

しかし、フィードバック方式の脱率制御に際して、
摺落米の脱率として適宜時間における平均脱率を採
用することは、その平均脱率を求める時間が長い程、
制御の安定性をより向上できる反面、平均脱率を求め
る時間が長くなる程、摺落米の脱率を、目標脱率に
することの応答性が低下するから、脱作業の開示時と
か、目標脱率を変更したり、或いは籾供給量を変更し
た等の場合において、定常脱率制御状態に移行するま
での間に長い時間がかかることになる。

これに対して本発明は、前記のように検出脱率と目
標脱率との差が大きいとき、つまり、検出脱率が目
標脱率が離れている場合には、短い時間における平均
脱率を採用し、検出脱率が目標脱率に近付いた場
合には、長い時間における平均脱率を採用するように
したので、摺落米の脱率を目標脱率に等しくなるよ
うにフィードバック制御することが、摺落米の脱率が
目標脱率から離れている場合における応答性を損なう
ことなく、安定して確実に達成できる効果を有する。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を、籾摺選別装置における籾摺機
に適用した場合の図面について説明するに、籾摺選別装
置は、横に長い箱型の風選機構１、該風選機構１の左上
面に搭載した籾摺機２、及び前記風選機構１の右上面に
搭載した回転式選別機構３によって全体が構成されてい
る。

前記籾摺機２は、籾供給ホッパー５付きケース４と、
該ケース４内に設けた左右一対の脱ロール6,7と、手
動開閉式のシャッター８と、籾供給量調節弁９とを備
え、前記両脱ロール6,7は、脱モータ10にて回転駆
動され、この両脱ロール6,7のうち一方の脱ロール
６は位置固定式であるが、他方の脱ロール７は、アク
チェータ11にて駆動される間隙調節機構12によって前記
一方の脱ロール６に対して接近又は離れ移動するよう
に構成されている。この場合、前記シャッター８と籾供
給調節弁９との間、又は籾供給量調節弁９と両脱ロー
ル6,7との間には、籾の有無を検出するための籾センサ
ー13が、また、脱ロール10には、その負荷電流を検出
するための電流計14が各々設けられている。

前記風選機構１は、大気を吸引する圧風フアン15と、
排塵フアン16と、該両フアン15,16の間に設けた摺落米
風選部17及び玄米風選部18とから成り、その摺落米風選
部17は、前記籾摺機２の略真下に位置して脱後の摺落
米から籾殻を風選別するもので、風選後の摺落米は、螺
旋コンベヤ付き摺落米樋19からバケットコンベヤ20にて
前記回転選別機構３に送られ、また、前記玄米風選部18
は、前記回転式選別機構３で選別された玄米を更に仕上
げ風選するもので、風選後の仕上げ玄米は、螺旋コンベ
ヤ付き玄米樋21からバケットコンベヤ22にて機外に取り
出される。この場合、前記摺落米風選部17から回転式選
別機構３への摺落米搬送経路の途中には、後述する脱
率センサー23が設けられている。

一方、前記回転式選別機構３は、箱型ケース24内に上
下二段に横設した回転式の選別胴25を備え、外両選別胴
25は、箱型ケース24から突出する転子26にて支持され、
モータ27又は前記脱ロール７から転子26への動力伝達
により、第３図に矢印Ａで示す方向に回転駆動されてい
る。

この両選別胴25は、前記籾摺機２より遠い一端部が供
給側に25aに、籾摺機２に近い他端部が排出側25bに各々
形成され、且つ、その各々の内周面には、玄米が嵌まる
程度の大きさの凹所28が多数個形成されている。

更に、前記両選別胴25内には、螺旋コンベヤを備えた
上面開放型の玄米受樋29が各々設けられていると共に、
該玄米受樋29に隣接して螺旋コンベヤ付き摺落米受樋30
が並設されている。

前記摺落米風選部17からのバケットコンベヤ20にて送
られて来る摺落米は、シュート31を介して前記両摺落米
受樋30に略等しい量づつ入り、該両摺落米受樋30にて前
記選別胴25内における供給側25aに供給される一方、前
記両玄米受樋29内に入った玄米は、シュート32に合流し
たのち、前記玄米風選部18に落下するように構成されて
いる。

また、前記両選別胴25の排出側25bには、その内周面
に籾掻揚げ羽根33を複数枚備えると共に、籾摺機２にお
ける籾供給ホッパー５との間に、籾還元シュート34が装
架され、籾を籾掻揚げ羽根33にて掻揚げたのち、籾還元
シュート34を介して籾供給ホッパー５に還流するように
構成されている。

前記脱率センサー23は、前記シュート31の途中に設
けられ、この脱率センサー23は、流下する摺落米を減
速するための複数枚の邪魔板23a,23bと、摺落米を一粒
ずつ一列に並べて流下するサンプル樋23cと、該サンプ
ル樋23cの下端から落下する摺落米に対して光を照射す
る発行器23dと、摺落米を透過した光を受ける受光器23e
と、この発光器23d及び受光器23eを稼働して脱率を算
出する電子式の脱率検出回路23fとにより構成されて
いる。

この脱率検出回路23fは、第４図に示すフローチャ
ートによって脱率を算出するものである。

すなわち、スタートに続くS1で適宜時間t1（例えば4s
ec）を計時するタイマーをリセットし、次のS2で前記t1
を計時するタイマーをスタートし、S3で極く短い時間t2
（例えば15msec）を計時するタイマーをリセットし、次
のS4で前記t2を計時するタイマーをスタートしたのち、
S5で前記受光器23eにおける受光値γを読み込み、S6お
いて、前記受光値γを籾のしきい値αと比較し、籾であ
ると判断されたときには、S7で籾の粒数Ｍに１を加える
演算を行ったのちS8に移行する一方、前記S6において籾
でないと判断されたときには、S9で前記γを玄米のしき
い値βと比較し、玄米であると判断されたときには、S1
0で玄米の粒数Ｇに１を加えたのちS8に移行する。

このS8において、前記t1が経過したか否かを判別し、
t1を経過していないときには、S11で、前記t2が経過し
たか否かを判別し、t2を経過したときには、前記S3の前
にリターンする一方、前記S8においてt1を経過したとき
には、次のS12に移行する。これにより、サンプル樋23c
から落下する摺落米を透過した光を受光器23eにて極く
短い時間t2の間隔で読み込むことを、前記時間t1の間に
おいて行って、玄米の粒数Ｇと籾の粒数Ｍとを計測した
のち、S12において、玄米の粒数Ｇを、玄米の粒数Ｇに
籾の粒数Ｍを加えた総粒数で割算する演算を行って脱
率Ｘを求めるのである。つまり、摺落米の脱率Ｘを、
前記t1＝4sec間隔で検出する作用を繰り返すのである。

次のS13でｎを１にし（但し、ｎは自然数）、S14でXn
（第ｎ回目の脱率）を、 Xn−１（第ｎ回目より一回前に検出した脱率）に置換
し、S15でｎを、ｎ＋１に置換したのち、S16でｎ≦15を
判別し、noのときには、前記S14の前にリターンする
が、yesのときには、S17にて、X15（第15回目における
最新の脱率）を脱率Ｘに置換したのち、前記S2の前
にリターンするのであり、これにより、第１回目に検出
した脱率から第15回目までの各回について各々検出し
た各脱率のうち任意の回目の脱率Xnを取り出すこと
ができるように構成されている。

そして、符号35は、前記籾センサー13、電流計14、及
び前記脱率センサー23からの信号を入力として、前記
間隙調節機構用アクチェータ11を適宜作動するための電
子式の制御装置である。

この電子式の制御装置35は、以下の実施例において述
べるように、脱率センサー23で検出した検出脱率Ｘ
の適宜時間における平均脱率ｘを求める手段と、前記
検出脱率Ｘと目標脱率Xoとの差が大きいとき短い時
間（例えば、8sec）における平均脱率x1が目標脱率
Xoになるように前記両脱ロール6,7を開閉する第１脱
率制御手段と、検出脱率Ｘと目標脱率Xoとの差が
小さいとき長い時間（例えば、60sec）における平均脱
率x2が目標脱率Xoになるように両脱ロール6,7を
開閉する第２の脱率制御手段とを備えている。

これを第５図に示すフローチャートにおいて詳しく説
明する。

先づ、スタートに続くP1において、籾センサー13によ
る籾供給の有無を判別し、籾供給有りのときには、P2で
予め設定した目標脱率Xoを読み込み、P3においてssum
を１にして（但し、このssumは、前記において１回目か
ら15回目に検出した脱率のうち採用する回数を示すも
のである）、次のP4で前記脱センサー23よる最新の検
出脱率ｘ（ｘ＝X15）を演算し、P5において、この検
出脱率Ｘと目標脱率Xoとを比較し、ＸがXoの±５
％、つまり±0.95×Xoを越えていて、検出脱率Ｘと目
標脱率Xoとの差が可成り大きい場合には、P6で脱モ
ータ10の負荷電流Ａを読み込んだのち、P7において負荷
電流Ａが、当該脱モータ10における限度電流に対する
安全値Ao（例えば、限度電流の80〜90％）と略等しいし
か否かを判別し、noのときには、P8で前記負荷電流Ａと
安全値Aoとを比較し、Ａ＞AoのときにはP9で両脱ロー
ル6,7を開き作動して、負荷電流Ａが安全値Aoを越えな
いようにするが、前記P8でＡ＜AoのときにはP10で両脱
ロール6,7を閉じ作動したのち、前記ステップP1の前
にリターンすることにより、脱モータ10における負荷
電流Ａが安全値Aoと略等しくなるように制御する。

一方、前記ステップP5においてＸがXoの±５％、つま
り±0.95×Xo以内にあるとき、及び前記P7においてyes
のときには、次のP11に移行し、ssumを２にして、こ
の、P12において最新の検出脱率X15と、一回前の検出
脱率X14との短い時間における平均脱率x1（x1＝（X
15＋X14）÷２）を演算し、P13でこの平均脱率x1を、
籾摺選別装置に操作バネル等に表示し、P14で目標脱
率Xoを読み込んだのち、P15において前記短い時間の平
均脱率x1と目標脱率Xoとを比較し、この比較におい
てx1＞±0.97×Xoとき、つまり、平均脱率x1と目標脱
率Xoとの差が大きい場合には、P16で前記短い時間の
平均脱率x1と目標脱率Xoとを比較し、x1＞Xoのとき
にはP17で両脱ロール6,7を例えば0.5secの間だけ開き
作動する一方、前記P16でx1＜XoのときにはP18で両脱
ロール6,7を例えば0.5secの間だけ開き作動したのちP19
に移行し、このP19で、T1時間（例えば、10sec）を計時
するタイマーをスタートし、P20でT1時間を経過（タイ
ムアップ）するまで前記の状態を維持し、T1時間をタイ
ムアップすれば前記P11の前にリターンする。

また、前記P15において、x1が±0.99×Xoから±0.97
×Xoの範囲内にあるとき、つまり、平均脱率x1と目標
脱率Xoとの差が中くらいの場合には、P21で前記短い
時間の平均脱率x1と目標脱率Xoとを比較し、x1＞Xo
のときにはP22で両脱ロール6,7を例えば0.125secの間
だけ開き作動する一方、前記P21でx1＜XoのときにはP23
で両脱ロール6,7を例えば0.125secの間だけ開き作動
したのちP24に移行し、このP24で、T2時間（例えば、30
sec）を計時するタイマーをスタートし、P25でT2時間を
経過（タイムアップ）するまで前記の状態を維持し、T2
時間をタイムアップすれば前記P11の前にリターンす
る。

これらP11からP25までのルーチンにより、検出脱率
Ｘと目標脱率Xoとの差が大きい場合には、短い時間
（例えば、8sec）における平均脱率x1が目標脱率Xo
になるように前記両脱ロール6,7を開閉する制御を行
うのである。

一方、前記P15において、x1が±0.99×Xoより小さい
とき、つまり、摺落米の脱率と目標脱率との差が小
さいときには、P26に移行し、目標脱率Xoを再度読み
込み、次のP27で目標脱率を変更したか否かを判別
し、変更したときには、前記P11の前にリターンする
が、目標脱率の変更がない場合には、P28でssumを15
にして、次のP29において最新の検出脱率X15と、十五
回前の検出脱率X1との間における各検出脱率の長い
時間における平均脱率x2 （x2＝（X1＋……X15）÷15）を演算し、P30でこの平均
脱率x2を、籾摺選別装置に操作バネル等に表示したの
ち、P31において前記長い時間の平均脱率x2と目標脱
率Xoとを比較し、この比較において、x2＞±0.97×Xo
とき、つまり、平均脱率x2と目標脱率Xoとの差が大
きい場合には、P32で前記長い時間の平均脱率x2と目
標脱率Xoとを比較し、x2＞XoのときはP33で両脱ロ
ール6,7を例えば0.5secの間だけ開き作動する一方、前
記P32でx2＜XoのときにはP34で両脱ロール6,7を例え
ば0.5secの間だけ開き作動したのちP35に移行し、このP
35で、T3時間（例えば、10sec）を計時するタイマーを
スタートし、P36でT3時間を経過（タイムアップ）する
まで前記の状態を維持し、T3時間をタイムアップすれば
前記P26の前にリターンする。

また、前記P31において、x2が±0.99×Xoから±0.97
×Xoの範囲内にあるとき、つまり、平均脱率x2と目標
脱率Xoとの差が中くらいの場合には、P37で前記長い
時間の平均脱率x2と目標脱率Xoとを比較し、x2＞Xo
のときにはP38で両脱ロール6,7を例えば0.125secの間
だけ開き作動する一方、前記P37でx2＜XoのときにはP39
で両脱ロール6,7を例えば0.125secの間だけ開き作動
したのちP40に移行し、このP40で、T4時間（例えば、30
sec）を計時するタイマーをスタートし、P41でT4時間を
経過（タイムアップ）するまで前記の状態を維持し、T4
時間をタイムアップすれば前記P26の前にリターンす
る。

更にまた、前記P31において、x2が±0.99×Xoより小
さいとき、つまり、摺落米の脱率と目標脱率との差
が小さくて、目標脱率と略等しいときには、そのま
ま、前記P26の前にリターンするのであり、これらP26か
らP41までのルーチンにより、検出脱率Ｘと目標脱
率Xoとの差が大きい場合には、長い時間（例えば、60se
c）における平均脱率x2が目標脱率Xoになるように
前記両脱ロール6,7を開閉する制御を行うのである。

【図面の簡単な説明】 図面は本発明の実施例を示し、第１図は籾摺機構の縦断
正面図、第２図は籾摺選別装置の縦断正面図、第３図は
第２図のIII−III視拡大断面図、第４図及び第５図は制
御のフローチャートを示す図である。 １……風選機構、２……籾摺機、３……回転式選別機
構、6,7……脱ロール、10……脱モータ、12……間
隙調節機構、13……籾センサー、14……電流計、23……
脱率センサー、35……制御装置。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】左右一対の脱ロールを備え、且つ、該両
   脱ロールによる脱後の摺落米の脱率を脱率セン
   サーにて検出し、この検出脱率が予め設定した目標脱
   率になるように前記両脱ロールを開閉する脱率制
   御手段を備えて成る籾摺機において、前記脱率センサ
   ーによる検出脱率の適宜時間における平均脱率を求
   める手段を設ける一方、前記脱率制御手段を、検出脱
   率と目標脱率との差が大きいとき短い時間における
   平均脱率が目標脱率になるように前記両脱ロール
   を開閉する第１脱率制御手段と、検出脱率と目標脱
   率との差が小さいとき長い時間における平均脱率が
   目標脱率になるように前記両脱ロールを開閉する第
   ２脱率制御手段とで構成したことを特徴とする籾摺機
   の脱率制御装置。