JP2568942B2

JP2568942B2 - 材料計量方法

Info

Publication number: JP2568942B2
Application number: JP2271893A
Authority: JP
Inventors: 重孝山口
Original assignee: 日工株式会社; 日工電子工業株式会社
Priority date: 1990-10-08
Filing date: 1990-10-08
Publication date: 1997-01-08
Anticipated expiration: 2012-01-08
Also published as: JPH04145329A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、貯蔵ビンに貯蔵した材料を下位に配設した
計量槽に落とし込んで計量する装置の材料計量方法に関
するものである。

［従来の技術］従来、例えばアスファルトプラントや生コンプラント
において、貯蔵ビンに貯蔵した砂利、砂等の材料を計量
する場合、プラントを制御する計量操作盤に所定の計量
値を設定し、計量開始操作により計量槽の上方に位置す
る貯蔵ビン下部の計量ゲートを開動作させ、計量槽への
材料の放出を行ない、計量槽に配設した重量検出器によ
って所定計量値を検出すると計量ゲートを閉動作して計
量を完了する。この時、所定計量値を検出すると同時に
計量ゲートを閉動作させて材料の放出を停止しても計量
ゲートと計量槽との間の空間に残存する材料の量（落差
量）が計量槽に落ち込み、実計量値をその落差量分だけ
増加させることになる。したがって、計量前に予め前記
落差分を設定し、計量時には設定計量値から落差分を減
じた値を重量検出器によって検出した時点で計量ゲート
を閉動作するようにしている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、落差分を調整するために適宜落差補正
値を計量操作盤に設定しているが、この落差値は貯蔵ビ
ンから放出される材料の放出速度及び貯蔵ビンの計量ゲ
ートから計量槽内の材料表面までの距離によって大きく
左右される。そしてこの放出速度は、貯蔵ビン内の材料
レベルが満レベルの時に最も速くなり、空レベル近くに
なるにつれて遅くなる。また計量ゲートから計量槽内の
材料表面までの距離は、設定計量値が大きい程計量終了
時の前記距離は短くなり、その分落差量も小さくなるの
である。このように、落差量は計量毎に変動しており、
従来の方法では固定した平均的な数値を落差量として設
定するために計量誤差が生じ易く、計量誤差が大きくな
ればオペレータが前回の計量誤差や貯蔵ビン内の材料レ
ベルを参考にして落差量の設定値の補正を行ない計量精
度の維持管理を行なっており、オペレータに対する負担
が大となっている。

本発明は上記の点に鑑み、熟練したオペレータの経験
が生かせるファジィ推論を適用し、適正な落差量を自動
的に推定して計量ゲートの閉動作時期を決定するように
した材料計量方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明は上記目的を達成するために、材料を貯蔵する
貯蔵ビンの計量ゲートを開動作し、下方に配設した計量
槽により所定量の材料を計量する際に、計量槽に取り付
けた重量検出器により単位時間あたりの計量値の変化量
を検出して計量速度を演算し、予め設定した材料の計量
速度と計量槽の最大秤量に対する設定計量値の割合とを
ファジィ推論規則の前件部とし、更に設定計量値に対す
る落差補正量を推論規則の後件部とし、実計量値より演
算した計量速度と今回の設定計量値の最大秤量に対する
割合とに基づいてファジィ推論を行ない、設定計量値に
対する落差補正量を推定して今回計量の落差量を算出
し、計量完了時点を決定して前記計量ゲートを閉動作す
るようにしたものである。

［作用］本発明に係る材料計量方法にあっては、予め計量槽に
おける材料の計量速度と計量槽の最大秤量に対する設定
計量値の割合をファジィ推論規則の前件部とし、更にフ
ァジィ推論規則の後件部として設定計量値に対する落差
補正量を記憶部に記憶させておき、計量中に計量槽内に
落下する材料の計量値から材料の計量速度を演算すると
共に、該計量速度と設定計量値とからファジィ推論を行
ない、設定計量値に対する落差補正量を推定する。そし
て該落差補正量によって標準の落差量を補正して今回計
量時の落差量を算出する。そして計量槽における計量値
が設定計量値から前記落差量を減じた値になれば計量完
了時点とし、貯蔵ビンの計量ゲートの閉動作を行ない計
量を完了するのである。

［実施例］以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

１は砂利、砂、セメント等の各種材料を貯蔵する貯蔵
ビンであって、該貯蔵ビン１の下部には開閉して材料を
払い出す計量ゲート２が配設されている。貯蔵ビン１の
下位には重量検出器３に支持され、貯蔵ビン１から払い
出される材料を計量する計量槽４が配設してある。

５は材料計量制御装置であって、後述するファジィ集
合のメンバーシップ関数とファジィ推論規則によりファ
ジィ推論を行なうファジィ制御部６を備えると共に、入
力される重量信号を演算する演算部７、入力されたファ
ジィ推論規則の前件部となる諸データや推論のためにデ
ータを記憶する記憶部８、それに前記データや所定の設
定計量値等を入力設定する設定入力部９と貯蔵ビン１の
計量ゲート２を開閉制御を行なう開閉制御器10を備えて
いる。そして、材料計量時には、開閉制御器10に接続さ
れている計量ゲート２を開動作させ、貯蔵ビン１の材料
を計量槽４に払い出し、演算部７に接続されている重量
検出器３により計量槽４内の材料を計量すると共に、計
量速度を演算し、該計量速度と設定計量値とから設定計
量値に対する落差補正量をファジィ推論により推定して
あらかじめ記憶した標準の落差量を補正し、この補正し
た落差量から適正な計量完了時点を決定する。前記標準
の落差量とは貯蔵ビン１に中程度貯蔵しておき、かつ設
定計量値Ｗを最大秤量の半分程度として計量したときの
落差量であり、あらかじめ求めておく。

次に計量槽４での材料の計量速度と今回設定計量値か
ら今回設定計量値に対する落差量をファジィ推論する方
法を説明する。

材料計量制御装置５の設定入力部９から今回計量しよ
うとする計量値を設定計量値Ｗ（Kg）として入力する。
そして、計量開始操作を行なうと開閉制御器10から計量
ゲート２に開信号が出され、計量ゲート２が開動作して
貯蔵ピン１から計量槽４に材料が払い出される。計量槽
４では重量検出器３により逐次材料の重量が検出されて
材料計量制御装置５の演算部７に送り込まれる。演算部
７では単位時間当たりの重量値から材料の計量速度Ｖ
（Kg/sec）を演算する。この計量速度Ｖは先に設定した
設定計量値Ｗの最大秤量に対する設定計量値の割合Ｒと
共にファジィ制御部６に入力される。ファジィ制御部６
では入力されたデータからファジィ集合のメンバーシッ
プ関数と推論規則に基づいて設定計量値に対する落差補
正量△Ｗ（Kg）を推定する。また設定入力部９から標準
の落差量をあらかじめ入力して記憶しておき、この標準
の落差量を前記推定した落差補正量△Ｗ（Kg）によって
補正して今回計量時の落差量を算出し、この落差量によ
って適正な計量完了時点を決定する。第２図は計量槽４
の最大秤量に対する設定計量値の割合Ｒの大きさを定性
的に評価するためのメンバーシップ関数である。図中の
Ｒ（ｉ）（ｉ＝１〜７）はメンバーシップ関数の形を規
定する定数であって適宜決定する。PB、PM、PS、ZR、N
S、NM、NBは設定計量値の割合Ｒの大きさを定性的に評
価するためにメンバーシップ関数に与えた名称であり、
それぞれ下記の意味を持つ。

PB:Positive Big PM:Positive Medium PS:Positive Small ZR:Zero NS:Negative Small NM:Negative Medium NB:Negative Big また、図の縦軸はメンバーシップ値である。このメン
バーシップ関数を用いて今回設定した設定計量値の割合
Ｒを定性的に評価する。

第３図は、材料の計量速度Ｖの大きさを定性的に評価
するためのメンバーシップ関数である。図中のＶ（ｉ）
（ｉ＝１〜７）はメンバーシップ関数の形を規定する定
数であって適宜決定する。PB、PM、PS、ZR、NS、NM、NB
は材料の計量速度Ｖの大きさを定性的に評価するために
メンバーシップ関数に与えた名称であり、その意味は前
記の通りである。

第４図は、設定計量値の割合Ｒと材料の計量速度Ｖの
定性的関数から設定計量値に対する落差補正量△Ｗを定
性的に決定するための推論規則である。例えば、左下の
推論規則は IF（Ｒ is NB and Ｖ is PB ） THEN △
Ｗ is PB という意味を表わす。これは「もし設定計量値の割合が
計量槽の最大秤量に対して非常に小さく、かつ材料の計
量速度が非常に大きいならば」（前件部）、「設定計量
値に対する落差補正量を非常に大きくせよ」（後件部）
というルールを示している。第５図は、定性的に決定さ
れた落差補正量を定量的な値に変換するためのメンバー
シップ関数である。図中の△Ｗ（ｉ）（ｉ＝１〜７）は
メンバーシップ関数の形を規定する定数であり、設定計
量値に対する落差補正量であって適宜決定する。PB、P
M、PS、ZR、NS、NM、NBは設定計量値に対する落差補正
量の大きさを定性的に評価するためにメンバーシップ関
数に与えた名称であり、第４図の中で使用している名称
に対応している。また、図の縦軸はメンバーシップ値で
ある。そして、適用された推論規則により設定計量値に
対する落差補正量が定性的にどのメンバーシップ関数に
属するかが決定される。設定計量値に対する推論落差量
が複数の推論規則による複数のメンバーシップで規定さ
れた場合、各メンバーシップ値に応じた加重平均値をも
って実際の落差補正量とする。このファジィ推論された
落差補正量△Ｗ（Kg）によってあらかじめ設定入力して
記憶している標準の落差量を補正し、今回計量時の落差
量を算出する。算出した落差量が今回計量時の落差量と
して設定され、計量完了付近になり計量槽４の重量検出
器３が今回設定計量値から前記落差量を減じた値を検出
すれば、計量完了信号を開閉制御器10に送り込み、開閉
制御器10によって計量ゲート２が閉塞される。

なお、本発明方法は本実施例のような一段計量のみな
らず、設定計量値に対して少し手前までは計量ゲートを
全開して粗計量を行ない、その後断続的に計量ゲートを
開閉させるジョグモーションにより微計量を行なう二段
計量にも勿論適用することができる。この場合には粗計
量に適用することにより粗計量の計量精度が一段と向上
するため、微計量のジョグモーションを極力減らすこと
ができので計量時間の短縮にも結び付くものとなる。

また、本実施例で使用したメンバーシップ関数は全て
三角形としたが、必ずしもこの形に限るものではなく、
計量装置や材料の特性及びオペレータの知識に応じて、
種々の曲線を採用しても本発明の本質が変わるものでは
なく、その数も任意に設定しても本発明の本質が変わる
ものではない。

［発明の効果］以上のように本発明に係る材料制御方法によれば、材
料計量時の設定計量値に対する落差補正量を材料の計量
速度と計量槽の最大秤量に対する設定計量値の割合から
ファジィ推論により推論し、この落差補正量から今回計
量時の落差量を算出して計量完了時点を決定し、計量ゲ
ートを閉動作させるようにしたので、従来の計量制御方
法よりも高精度に材料の計量制御ができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る材料制御方法を適用した材料計量
装置の構成を示す概略図、第２図は設定計量値の割合評
価用メンバーシップ関数を示す図、第３図は材料の計量
速度評価用メンバーシップ関数を示す図、第４図は落差
補正量予測ルールの一例を示す図、第５図は落差補正量
評価用メンバーシップ関数を示す図である。１……貯蔵ビン、２……計量ゲート、３……重量検出
器、４……計量槽、５……材料計量制御装置、６……フ
ァジィ制御部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】材料を貯蔵する貯蔵ビンの計量ゲートを開
動作し、下方に配設した計量槽により所定量の材料を計
量する際に、計量槽に取り付けた重量検出器により単位
時間あたりの計量値の変化量を検出して計量速度を演算
し、予め設定した材料の計量速度と計量槽の最大秤量に
対する設定計量値の割合とをファジィ推論規則の前件部
とし、更に設定計量値に対する落差補正量を推論規則の
後件部とし、実計量値より演算した計量速度と今回の設
定計量値の最大秤量に対する割合とに基づいてファジィ
推論を行ない、設定計量値に対する落差補正量を推定し
て今回計量の落差量を算出し、計量完了時点を決定して
前記計量ゲートを閉動作するようにしたことを特徴とす
る材料計量方法。