JP3312949B2 - 粉体の見掛け比重計測装置および粉体連続定流量供給機の制御装置 - Google Patents
粉体の見掛け比重計測装置および粉体連続定流量供給機の制御装置Info
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Description
給機により連続供給している粉体の見掛け比重を計測す
る装置およびこの装置を利用した粉体連続定流量供給機
の制御装置に関する。
粉体の関与する部分はきわめて多い。例えば、粉砕、分
級、混合、造粒、乾燥等の処理、並びに中間物の輸送、
それらの装置に粉体原材料、中間物を供給する操作が必
要である。特に、供給操作の良否は処理装置の効率を左
右し、甚だしい場合はプロセス全体の成否を決めること
になる。このような観点から、粉体供給操作の制御用デ
ータの1つとして、粉体の瞬間供給重量を用いる方法が
ある。そこで、本出願人は、先に、粉体の瞬間供給重量
を計測することを目的として、「粉体供給機における粉
体の瞬間重量流量計測方法及び瞬間重量流量計」(特公
昭58−13853号公報参照)を提案した。
重量とは別に、粉体供給操作のための制御用データとし
て粉体の比重を用いる方法があり、例えばパウダーテス
タ等を用いて粉体サンプルのバッチテストにより粉体の
比重を計測する方法が知られている。しかしながら、供
給機による粉体の連続供給中においては、粉体が挙動に
よって空気を巻き込んだり吸湿したりして、容積当たり
の重量に変化を生じ、その結果粉体の見掛け比重が変化
してしまう難点がある。すなわち、連続定流量供給機の
精度を上げる上で、このような見掛け比重を一定に保つ
ことが重要な条件の1つになるが、実働中には何等かの
原因で見掛け比重が変化してしまうことがある。
用データとして粉体の比重を用いる際は、粉体の真比重
ではなく、見掛け比重(かさ密度)を検出して用いる必
要があるが、実際に連続供給中の粉体の見掛け比重を計
測することはきわめて困難である。本出願人は、このよ
うな連続供給中の粉体の見掛け比重を計測する方法とし
て、前記特公昭58−13853号公報に示すように、
粉体の比重を直読できる計測手段を提案したが、この計
測手段にあっては1区分重量払出完了毎のワンショット
制御に基づいているため、応答性に難があり正確な見掛
け比重を迅速に検知することはできなかった。
り応答性が良く、正確に粉体の見掛け比重を計測するこ
とができる、粉体の見掛け比重計測装置および粉体連続
定流量供給機の制御装置を提供することにある。
め、本発明に係る粉体の見掛け比重計測装置は、粉体を
フィーダを介して計量供給機に供給し、前記計量供給機
により粉体を定量供給するように構成した粉体連続定流
量供給機からなり、前記計量供給機の上部円筒内の粉体
重量を検出して粉体重量信号を発信するロードセルと、
前記ロードセルにより発信された粉体重量信号を入力し
てデジタル数値化した重量データに関する信号を出力す
るデジタルロードセルアンプと、前記デジタルロードセ
ルアンプにより出力される信号を入力して前記計量供給
機に粉体を供給するフィーダのモータの起動/停止を行
うオン・オフ信号及び重量検出スタート指令信号を出力
するためのレベル検出及び重量検出スタートパルス出力
回路と、前記計量供給機の回転数を検出してこの回転数
に直線比例した容積流量を得る回転数信号を発信するパ
ルスセンサと、前記パルスセンサにより発信された回転
数信号を分周して重量計測のための1回転パルスの同期
信号を発生する分周回路と、前記分周回路からの同期パ
ルス信号毎に、前記デジタルロードセルアンプにより出
力される重量データを重量データ読込回路に読み込み、
分周回路からの同期信号に基づいて順次計量供給機の1
回転毎に得られる重量信号を使用して、1回転毎の粉体
重量を検出する重量検出回路と、前記重量検出回路によ
り得られる1回転毎の粉体重量と、容積データ設定回路
により設定される容積データとから供給粉体の見掛け比
重を計算する比重計算回路と、前記比重計算回路から出
力される計量供給機の1回転毎に得られる演算出力信号
に基づいて見掛け比重の移動平均値を計算し、デジタル
指示計により粉体の見掛け比重をデジタル指示する比重
平均値計算回路と、を具備する構成からなることを特徴
とする。
の制御装置は、粉体をフィーダを介して計量供給機に供
給し、前記計量供給機により粉体を定量供給するように
構成した粉体連続定流量供給機からなり、前記計量供給
機の上部円筒内の粉体重量を検出して粉体重量信号を発
信するロードセルと、前記ロードセルにより発信された
粉体重量信号を入力してデジタル数値化した重量データ
に関する信号を出力するデジタルロードセルアンプと、
前記デジタルロードセルアンプにより出力される信号を
入力して前記計量供給機に粉体を供給するフィーダのモ
ータの起動/停止を行うオン・オフ信号及び重量検出ス
タート指令信号を出力するためのレベル検出及び重量検
出スタートパルス出力回路と、前記計量供給機の回転数
を検出してこの回転数に直線比例した容積流量を得る回
転数信号を発信するパルスセンサと、前記パルスセンサ
により発信された回転数信号を分周して重量計測のため
の1回転パルスの同期信号を発生する分周回路と、前記
分周回路からの同期パルス信号毎に、前記デジタルロー
ドセルアンプにより出力される重量データを重量データ
読込回路に読み込み、分周回路からの同期 信号に基づい
て順次計量供給機の1回転毎に得られる重量信号を使用
して、1回転毎の粉体重量を検出する重量検出回路と、
前記重量検出回路により得られる1回転毎の粉体重量
と、容積データ設定回路により設定される容積データと
から供給粉体の見掛け比重を計算する比重計算回路と、
前記比重計算回路から出力される計量供給機の1回転毎
に得られる演算出力信号に基づいて見掛け比重の移動平
均値を計算する比重平均値計算回路と、前記比重平均値
計算回路から出力される見掛け比重を示す信号から見掛
け比重(BD値)を設定する見掛け比重切換設定回路
と、前記見掛け比重切換設定回路からの見掛け比重(B
D値)から供給量(PV値)を計算する供給量計算回路
と、をそれぞれ備え、前記供給量計算回路からの供給量
(PV値)をPID制御回路、D/A変換回路等を介し
て、計量供給機のモータの回転数をPID制御するよう
に構成したことを特徴する。
ては、まず粉体連続定流量供給機の1回転毎の粉体のデ
ジタル重量流量信号(ΔWn )を検出するために、1回
転毎に供給機内の粉体の重量(Wn )を計測し、次に前
記重量(Wn )をデジタル変換し、次に回転毎の粉体の
デジタル重量の変化分(Wn-1 −Wn )を計算して、1
回転毎の粉体のデジタル重量流量信号(ΔWn )を得
る。次に、前記供給機の型式により予め定まっている1
回転毎の容積流量(ΔV)を設定する。次に、デジタル
重量流量信号(ΔWn )と前記容積流量(ΔV)とに基
づき、供給機の1回転毎に重量流量/容積流量(ΔWn
/ΔV)の演算を行って、演算出力信号(BDn )を得
る。最後に、複数個の前記演算出力信号を移動平均(Σ
BD/m)して移動平均値(BDAV)を計算し、該移動
平均値(BDAV)を粉体の見掛け比重を示す信号として
出力する。すなわち、移動平均値を計算する際、供給機
の1回転毎に得られる演算出力信号の今回値(BDn
)、前回値(BDn-1 )、前々回値(BDn-2 )等の
m回分の移動平均値{(BDn-(m-1) +・・・+BDn-
2 +BDn-1 +BDn )/m}として計算することによ
り、連続供給中における粉体の見掛け比重計測結果が得
られる。なお、移動平均の回数mは、正確性及び応答性
の両方を満足するよう最適値が選択される。
置および粉体連続定流量供給機の制御装置の実施例につ
き、添付図面を参照しながら以下説明する。
給のきわめて困難なカーボンブラック、シリカ、酸化チ
タンや微粉炭、小麦粉、米粉、澱粉等の食品、各種粉粒
体においても、正確に連続定流量供給を行うことができ
る粉体連続定流量供給機において、供給機の1回転毎の
粉体の重量流量を示すBCD(binary coded decimal*
2進化10進数)重量データ(ΔWn )を検出し、演算
器により前記重量データ(ΔWn )を前記供給機の機
種、型番等により定まる1回転毎の容積流量データ(Δ
V)で供給機の1回転毎に除算演算(ΔWn /ΔV)し
て演算出力信号(BDn )を得、各回転毎に得られた前
記演算出力信号の複数個の移動平均値を計算し、該移動
平均値を粉体の見掛け比重を示す信号として出力するも
のである。
測装置の実施例を示すものである。すなわち、図1にお
いては、階段円盤型粉体連続定流量供給機2を計量供給
機とし、これに2個の力/電気変換器ロードセル3、4
を設け(1個または2以上の複数個設けてもよい)、こ
のロードセル3、4により、前記供給機2の上部円筒内
の粉体重量信号を発信し、加算器5で加算し、デジタル
ロードセルアンプ6を介してデジタル数値化したBCD
重量データ(ΔWn )、上限信号(H)、下限信号
(L)をそれぞれ出力するよう構成される。そして、前
記デジタルロードセルアンプ6を介して得られる上限信
号(H)、下限信号(L)は、レベル検出及び重量検出
スタートパルス出力回路7に入力され、前記供給機2の
前段に設けられた粉体を供給するための受入フィーダ1
のモータ17に対し、その起動および停止を行うための
受入信号(Lでオン、Hでオフ)及び重量検出スタート
指令信号をそれぞれ出力するように構成される。
サ8が配設され、このパルスセンサ8によって、供給機
2の回転数〔rpm〕を発信し、回転数に直線比例した
容積流量V〔l/h〕を得る。そして、パルスセンサ8
よりの回転数信号を分周回路9で分周し、重量ΔW
〔g〕計測のための立軸(階段円盤)1回転1パルスの
同期信号を発生し、重量検出回路11に入力するよう構
成される。
に、ロードセル3、4からの供給機2内の1回転毎の粉
体の重量W1 、W2 、W3 、・・・、Wn をデジタルロ
ードセルアンプ6を介してBCD重量データとして、重
量データ読込回路10に読み込み、重量検出回路11に
出力するように構成される。
期信号に基づいて、順次供給機2の1回転毎に得られる
重量信号Wn を用い、今回値から前回値を差引いて重量
変化分ΔWn 、すなわち1回転毎の粉体重量ΔWn
〔g〕を検出する。 ここで、WSTは読込スタート時の粉体重量を表わし、W
1、W2 、W3 、・・・・、Wn はそれぞれスタート後
の各回転毎の粉体重量を表わす。図2は、供給機2の回
転数に対する供給機2内の粉体の重量減量特性を示すグ
ラフである。
(立軸)1回転毎の粉体重量ΔWn〔g〕であり、ΔV
〔ml〕を供給機2の階段部容積とすれば、供給粉体の
見掛け比重BD〔g/ml〕は、比重計算回路13によ
り、 BD=ΔWn /ΔV で求められる。ここで、ΔVは、供給機2の機種、型番
により決まる一定値であり、容積データ設定回路12に
より設定され、比重計算回路13に入力される。なお、
ΔWn≦0の時は、比重計算回路13にΔWn のデータ
を送らない。また、レベル検出及び重量検出スタートパ
ルス回路7から分周回路9へリセット信号が出力されて
いる時は、重量検出回路11に読み込まれている重量Δ
Wn のデータは全てクリアされ、重量検出回路11は再
度読込スタート時の粉体重量WSTからデータの読み込み
を開始する。
重計算回路13から出力される供給機2の1回転毎に得
られる演算出力信号に基づいて、見掛け比重の移動平均
値すなわち比重平均値BDAVを計算する。移動平均回数
(m)=3の場合を例にとると、次の通りである。 (1回目) 見掛け比重BDデータが1個しかないので、比重平均値BDAV=B D1 とする。 (2回目) 見掛け比重BDデータが2個あるので、比重平均値BDAV=(BD 1 +BD2 )/2とする。 (3回目) 見掛け比重BDデータが3個あるので、比重平均値BDAV=(BD 1 +BD2 +BD3 )/3とする。 ・ ・ (n回目) 以降は、比重平均値BDAV=(BDn +BDn-1 +BDn-2 )/n とする。
から出力される粉体の見掛け比重を示す信号BDAV(比
重平均値)は、デジタル指示計15に入力され、指示さ
れる。以上のように、供給機2の階段円盤の回転スター
トからm回目以降は、見掛け比重が今回値、前回値、前
々回値等のm回分の比重平均値として出力され、見掛け
比重が何等かの原因により変化した時、その変化分に対
して100/m〔%〕ずつ補正していくことになる。従
って、mを最適な値に選択することにより、応答性が迅
速にして、正確な見掛け比重を計測することができる。
機の制御装置の実施例を示すものである。なお、説明の
便宜上、図1に示す粉体の見掛け比重計測装置の構成部
分と同一の構成部分については、同一の参照符号を付
し、詳細な説明は省略する。
回路14よりの見掛け比重を示す出力信号BDAVは、見
掛け比重(BD値)切換設定回路18に入力されるよう
に構成される。この見掛け比重切換設定回路18は、供
給機2の粉体供給開始時初期設定器19からの粉体の見
掛け比重に対応するBD値が初期設定され、供給機2の
回転後は前記初期設定器19からのBD値に代えて比重
平均値計算回路14よりのBD値が設定され、供給量
(PV値)計算回路25に入力されるように構成され
る。
給機2内の粉体が下限以下になり、受入フィーダ1から
粉体を受入れ中の場合や、計器調整のために容積運転中
の場合は、比重平均値計算回路14から出力される刻々
変化するBD値(見掛け比重)を固定し、その時点のB
D固定値を供給量計算回路25に入力するように構成さ
れる。すなわち、粉体の受入れ中であることを示す信号
が、レベル検出及び重量検出スタートパルス出力回路7
から入力されるか、または自動/容積切換器20よりの
容積運転が入力されるかした時に、オア回路21より出
力される切換信号が、インバータ22を介して見掛け比
重切換設定回路18に入力されると、見掛け比重切換設
定回路18は、前述したようにBD値の固定動作とな
る。
により駆動軸が回転され、粉体を供給する。供給される
粉体の容積流量V〔l/h〕は、インバータモータ16
の回転数〔rpm〕に直線比例するように設定されてい
る。供給機2の駆動軸にはパルスセンサ8が取り付けら
れており、このパルスセンサ8は、粉体の容積流量Vに
比例する周波数F1 のパルス信号を発信する。パルスセ
ンサ8からのパルス信号は、F/V(周波数/電圧)変
換器23によってアナログ電圧に変換され、さらにA/
D変換器24によりデジタル信号に変換される。A/D
変換器24より出力されるデジタル信号は、回転数〔r
pm〕と容積流量V〔l/h〕が直線比例するため、N
を回転数、kを比例定数とすれば、容積流量VはkN
〔l/h〕の関数として表わされる。
=BD×kNとなり、供給量計算回路25によりこの計
算が行われる。この供給量計算回路25による出力であ
る供給量PV値は、PID(比例積分微分)制御回路2
6に入力され、流量設定回路27で予め設定された流量
設定値SVと比較される。PID制御回路26から出力
される制御信号は、D/A変換器28でアナログ電圧に
変換され、インバータ29に入力される。インバータ2
9は、PID制御回路26よりの制御信号により、供給
機2のインバータモータ16に供給される電圧と周波数
を可変制御して、インバータモータ16の回転数を可変
し、粉体の供給量をPID(比例積分微分)制御する。
これにより、前述したように、供給量PV〔kg/h〕
は、見掛け比重の値と回転数〔rpm〕を演算して得ら
れ、駆動回転数をインバータ方式によってPID制御
し、精度と信頼性の高い定流量供給を実現することがで
きる。
換算回路30で回転数〔rpm〕に変換され、デジタル
指示計31によりデジタル指示される。また、供給量計
算回路25の出力は、払出積算パルス出力回路32に入
力され、積算カウンタ33で積算され、デジタル指示計
34により粉体の供給積算量がデジタル表示される。さ
らに、供給量計算回路25の出力は、供給量表示回路3
5にも入力され、デジタル指示計36により供給量(P
V値)がデジタル表示される。また、比重計算回路13
と比重平均値計算回路14の間には、比重偏差判定回路
37が挿入配置されており、比重計算回路13より得ら
れる比重値の今回値が前回値より大幅に変動した場合
(例えば±20%以上偏差が有った場合)、比重偏差信
号を出力して、比重偏差表示部38で表示され、比重が
異常に変動したことを視認することができる。
明に係る粉体の見掛け比重計測装置によれば、従来のも
のに比べて応答性が良く、正確に粉体の見掛け比重を計
測することができ、例えば粉砕が前工程にある場合に
は、見掛け比重が狂う原因となる粉砕機器の異常、原料
のばらつき、水分の異常等の発見を、迅速、正確かつ容
易に行うことができ、工程管理、品質管理に有効であ
る。
比重計測装置に基づいて構成された粉体連続定流量供給
機の制御装置によれば、その装置構成において高さを低
くし得ると共に、設置面積を大幅に縮小することができ
る。また、粉体の1回受入れで、多数回の計量を行い、
1回転毎に見掛け比重を計算し、今回値、前回値、前々
回値等のm回分の移動平均値を最終的な見掛け比重デー
タとするため、計測と制御がきわめて迅速、正確にで
き、粉体供給の精度と信頼性とを大幅に向上することが
できる。
いては、CPU、I/Oユニット、特殊ユニットが独立
しているため、故障したときの交換が容易である。しか
も、使用している計装品が全て汎用品であるため、故障
した時のメンテナンスが容易である。さらに、シーケン
サ内のソフトウエアの変更だけで能力変更が可能であ
り、粉体物性によって精度が出にくい場合でも、ソフト
ウエアの変更によって容易に対応でき、従ってフレキシ
ビリティが高く、比率制御や同調制御を容易に行うこと
ができる。そして、CPUメモリ容量がある限り何台で
も制御できるばかりでなく、表示/設定等はグラフィッ
クパネル1台で全台数について行えるため、制御盤をコ
ンパクト化でき、台数が多くなればなる程安価となる等
の利点が得られる。
施例としての概略構成を示す系統図である。
機2内の粉体の重量減量特性を示すグラフである。
の一実施例としての概略構成を示す系統図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 粉体をフィーダを介して計量供給機に供
給し、前記計量供給機により粉体を定量供給するように
構成した粉体連続定流量供給機からなり、前記計量供給機の上部円筒内の粉体重量を検出して粉体
重量信号を発信するロードセルと 、前記ロードセルにより発信された粉体重量信号を入力し
てデジタル数値化した重量データに関する信号を出力す
るデジタルロードセルアンプと 、前記デジタルロードセルアンプにより出力される信号を
入力して前記計量供給機に粉体を供給するフィーダのモ
ータの起動/停止を行うオン・オフ信号及び重量検出ス
タート指令信号を出力するためのレベル検出及び重量検
出スタートパルス出力回路と 、前記計量供給機の回転数を検出してこの回転数に直線比
例した容積流量を得る回転数信号を発信するパルスセン
サ と、前記パルスセンサにより発信された回転数信号を分周し
て重量計測のための1回転パルスの同期信号を発生する
分周回路と 、前記分周回路からの同期パルス信号毎に、前記デジタル
ロードセルアンプにより出力される重量データを重量デ
ータ読込回路に読み込み、分周回路からの同期信号に基
づいて順次計量供給機の1回転毎に得られる重量信号を
使用して、1回転毎の粉体重量を検出する重量検出回路
と 、前記重量検出回路により得られる1回転毎の粉体重量
と、容積データ設定回路により設定される容積データと
から供給粉体の見掛け比重を計算する比重計算回路と 、前記比重計算回路から出力される計量供給機の1回転毎
に得られる演算出力信号に基づいて見掛け比重の移動平
均値を計算し、デジタル指示計により粉体の見掛け比重
をデジタル指示する比重平均値計算回路と 、を具備する
構成からなることを特徴とする粉体の見掛け比重計測装
置。 - 【請求項2】 粉体をフィーダを介して計量供給機に供
給し、前記計量供給機により粉体を定量供給するように
構成した粉体連続定流量供給機からなり、前記計量供給機の上部円筒内の粉体重量を検出して粉体
重量信号を発信するロードセルと 、前記ロードセルにより発信された粉体重量信号を入力し
てデジタル数値化した重量データに関する信号を出力す
るデジタルロードセルアンプと 、前記デジタルロードセルアンプにより出力される信号を
入力して前記計量供給機に粉体を供給するフィーダのモ
ータの起動/停止を行うオン・オフ信号及び重量検出ス
タート指令信号を出力するためのレベル検出及び重量検
出スタートパルス出力回路と 、前記計量供給機の回転数を検出してこの回転数に直線比
例した容積流量を得る回転数信号を発信するパルスセン
サと 、前記パルスセンサにより発信された回転数信号を分周し
て重量計測のための1回転パルスの同期信号を発生する
分周回路と 、前記分周回路からの同期パルス信号毎に、前記デジタル
ロードセルアンプにより出力される重量データを重量デ
ータ読込回路に読み込み、分周回路からの同期信号に基
づいて順次計量供給機の1回転毎に得られる重量信号を
使用して、1回転毎の粉体重量を検出する重量検出回路
と 、前記重量検出回路により得られる1回転毎の粉体重量
と、容積データ設定回路により設定される容積データと
から供給粉体の見掛け比重を計算する比重計算回路と 、前記比重計算回路から出力される計量供給機の1回転毎
に得られる演算出力信号に基づいて見掛け比重の移動平
均値を計算する比重平均値計算回路と 、前記比重平均値計算回路から出力される見掛け比重を示
す信号から見掛け比重(BD値)を設定する見掛け比重
切換設定回路と 、前記見掛け比重切換設定回路からの見掛け比重(BD
値)から供給量(PV値)を計算する供給量計算回路
と 、をそれぞれ備え、前記供給量計算回路からの供給量(PV値)をPID制
御回路、D/A変換回路等を介して、計量供給機のモー
タの回転数をPID制御するように構成したこ とを特徴
する粉体連続定流量供給機の制御装置 。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07871093A JP3312949B2 (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | 粉体の見掛け比重計測装置および粉体連続定流量供給機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07871093A JP3312949B2 (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | 粉体の見掛け比重計測装置および粉体連続定流量供給機の制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06265460A JPH06265460A (ja) | 1994-09-22 |
JP3312949B2 true JP3312949B2 (ja) | 2002-08-12 |
Family
ID=13669430
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP07871093A Expired - Lifetime JP3312949B2 (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | 粉体の見掛け比重計測装置および粉体連続定流量供給機の制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3312949B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014119373A (ja) * | 2012-12-18 | 2014-06-30 | Funken Pautekkusu:Kk | 粉体連続定流量供給機の粉体供給状態監視制御装置 |
JP2014118278A (ja) * | 2012-12-18 | 2014-06-30 | Funken Pautekkusu:Kk | 粉体連続定流量供給機の粉体供給量制御装置 |
-
1993
- 1993-03-12 JP JP07871093A patent/JP3312949B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014119373A (ja) * | 2012-12-18 | 2014-06-30 | Funken Pautekkusu:Kk | 粉体連続定流量供給機の粉体供給状態監視制御装置 |
JP2014118278A (ja) * | 2012-12-18 | 2014-06-30 | Funken Pautekkusu:Kk | 粉体連続定流量供給機の粉体供給量制御装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06265460A (ja) | 1994-09-22 |
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