JP3689523B2 - 材料計量方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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払い出して計量する装置の材料計量方法に関する。
【０００２】
【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各種粒径の砂利、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望の計量値を設定し、計量開始操作により計量槽の上位の貯蔵ビンの排出ゲートを開動作させて材料を放出し、計量槽に配設した重量検出器によって計量値を逐次検出し、検出した計量値＋落差補正値が計量設定値に到達すると排出ゲートを閉じるようにしている。この落差補正値は、排出ゲート閉動作時に排出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）を考慮したものであるが、この値は排出ゲートを一旦全開にしてから閉じたときの落差量を計測して採用されている。なお、落差補正値は、計量設定値と実際の計量値に誤差を生じる場合には計量毎に微妙に自動補正することも行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記のような落差量をほぼ一定とした計量方法では、貯蔵ビンの排出ゲートを完全に開放して材料の払い出し量を安定させてから計量を完了する時には何ら問題はないが、例えば、アスファルトプラントの骨材貯蔵ビンのように排出ゲート全開までに１５０〜２００Ｋｇ程度の材料が払い出されるような装置において、特殊な使用として割り込みでこの量以下の少量の材料を計量することを要求されると、ゲート全開までの落差量が急激に増加していく途中で排出ゲートに閉じなければならず、従来の落差量をほぼ一定とした計量方法では到底対応することができないものであった。
【０００４】
本発明は上記の点に鑑み、排出ゲートがほぼ全開になるまでに払い出される量の計量も精度良く行える材料計量方法を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題を達成するために、請求項１記載の材料計量方法にあっては、計量領域を排出ゲートがほぼ全開になるまでに払い出されてしまう量を計量する小計量領域と、それ以上の量を計量する通常計量領域とを設定し、計量する量が小計量領域にある時には計量槽にて計量速度を逐次検出しながら予め計測した計量速度と落差量の相関関係からその落差補正値を求め、また計量する量が通常計量領域にある時には基準計量速度にて計測したほぼ一定の落差量をその落差補正値として材料を計量するようにしたことを特徴としている。
【０００６】
また、請求項２記載の材料計量方法にあっては、前記に加えて排出ゲートの開放途中で計量槽にて所定の計量速度が検出されるまでに計量が完了してしまう量を計量する微計量領域を設定し、計量する量が微計量領域にある時には予め計測したゲート開時間と計量値との相関関係からゲート開時間を決定し、その決定した時間だけ排出ゲートを開放するようにしたことを特徴としている。
【０００７】
また、請求項３記載の材料計量方法にあっては、計量する量が通常計量領域にある時に計量速度が基準計量速度より所定値以下となれば、計量速度を逐次検出しながら計量速度に対応する落差量をその落差補正値として材料を計量するようにしたことを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の材料計量方法によれば、計量領域を排出ゲートがほぼ全開になるまでに払い出されてしまう量を計量する小計量領域と、それ以上の量を計量する通常計量領域とに区分する。また、予め、小計量領域にて計量速度とそれに対応する落差量を数点程度計測してその相関関係を記憶させておく。また、通常計量領域のほぼ一定した計量速度（「基準計量速度」と称す）での落差量を計測して記憶させておく。なお、計量速度は、計量槽の重量検出器により所定時間毎に検出する検出値の前回値と今回値とから演算している。
【０００９】
そして、計量する量（計量設定値）が小計量領域にある時には、検出する計量値から計量速度を逐次演算しながら予め計測記憶させた計量速度と落差量の相関関係からその落差補正値を求め、検出する計量値＋落差補正値が計量設定値に到達すれば排出ゲートを閉じて計量を完了する。
【００１０】
また、計量する量（計量設定値）が通常計量領域にある時には基準計量速度にて計測したほぼ一定の落差量をその落差補正値とし、検出する計量値＋落差補正値が計量設定値に到達すれば排出ゲートを閉じて計量を完了する。なお、この落差補正値は一定の値としても良いが、設定計量値と実際の計量値に微妙な誤差を生じるので従来のように計量毎に落差補正値を微妙に自動修正することが好ましい。
【００１１】
また、請求項２記載の材料計量方法によれば、排出ゲートの開放途中で計量槽にて所定の計量速度が検出されるまでに計量が完了してしまう量を計量することができるようにしたものであり、この微計量を行うためには、微計量領域におけるゲート開時間と計量値との関係を予め計測し、その相関関係を記憶させておく。そして計量する量が設定されると、記憶させたゲート開時間と計量値との相関関係から計量設定値に対応するゲート開時間を求め、そのゲート開時間だけ排出ゲートを開放するのでる。
【００１２】
また、請求項３記載の材料計量方法によれば、計量する量が通常計量領域にある時に貯蔵ビン内の材料切れが生じるなどして材料の払い出し量が少なくなった場合に対応できるようにしたものであり、計量速度が基準計量速度より所定値以下となれば計量速度に対応する落差量をその落差補正値とする計量方式に切替える。このゲート全開時の計量速度と落差量の関係は、基準計量速度にて計測した落差量から比例的に求めるようにしても良いし、また実際に計測して相関関係を記憶させておいても良い。この計量方式によって材料の払い出し量が少なくなっても精度の高い計量を行うことができる。
【００１３】
このように、本発明においては、計量する量が微計量領域にあるか、小計量領域にあるか、或は通常計量領域にあるかを判定し、その領域に設定した最適の計量方式にて計量を行うようにしたので、ゲート全開までに計量が完了する微計量や小計量も精度良く行える。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１中の符合１は砂利、砂、アスファルト、セメント等の各種材料を貯蔵する貯蔵ビンであって、ビン下部に材料払い出し用の排出ゲート２を備え、その下位に重量検出器３にて支持された計量槽４を配設した一般的な計量装置を示している。なお、この図は貯蔵ビン１基の基本的な計量装置の構造を示したが、例えば、アスファルトプラントの骨材貯蔵ビンでは内部を複数に区画して粒径毎に砂利、砂を貯蔵し、それぞれの区画室下部に排出ゲートを備え、各種材料を所望割合で計量槽に払い出して累積計量する装置構造となる。
【００１６】
５は材料の計量制御を行う制御装置であって、計量制御を統括する制御部６、検出する重量信号に基づいて各種演算、比較を行う演算部７、各種データやプログラムを記憶する記憶部８、各種データや計量設定値を入力する設定入力部９、排出ゲート２の開閉制御を行う開閉制御器１０を備えている。
【００１７】
次に、前記計量装置によって行われる本発明の計量方法について詳しく説明する。
【００１８】
先ず、図２は排出ゲート２の開放により計量槽４に投入される材料の計量速度の変化を示したものであり、図中の見掛け計量速度とは重量検出器３にて所定時間毎に検出される重量データから演算した計量速度であり、単に計量速度と記載するときはこの見掛け計量速度を指している。また、実計量速度とは測定不能であるが排出ゲート２下位付近を落下する材料の予想される実質の計量速度であり、この実計量速度の変化が計量槽４にて検出されると図中の見掛け計量速度のグラフのような形として現われる。
【００１９】
図中の二点鎖線で示す実計量速度は、排出ゲート２の開放度合が大きくなるにつれて次第に増加していき、完全に開放した時点でほぼ一定の速度になると予想される。これに対し、図中の実線で示す見掛け計量速度は、排出ゲート２の開放直後のａ区間の初期では材料が未だ計量槽４に到達していないために計測不能で、材料の到達後に計量速度が増していき、排出ゲート２の全開直後は材料落下の衝撃の影響で実計量速度より高い計量速度を示す。そして材料の流れが安定すれば、見掛け計量速度はほぼ平均値となる基準計量速度の上下で若干の変動を繰り返す程度の安定状態となる。
【００２０】
このように、材料放出開始初期には計量速度を検出できず、またゲート全開までは計量速度が増して落差量も大きく変化し、ゲート全開直後には計量槽４への衝撃によって計量速度が大きく検出され、その後、計量速度が安定して落差量もほぼ一定の状態となる。
【００２１】
そこで、本発明では少量計量、微量計量も正確に計量できるように、計量領域を、排出ゲート２が開放されて計量槽４にて所定の計量速度が検出されるまでに計量が完了してしまう量を計量する微計量領域（図２の領域ａに相当）、排出ゲートがほぼ全開になるまでに払い出されてしまう量を計量する小計量領域（図２の領域ｂに相当）、及びそれ以上の量を計量する通常計量領域（図２の領域ｃに相当）に区分し、それぞれの領域に適する計量方式を設定しておき、計量する量に応じて最適の計量方式にて計量を行うようにしている。
【００２２】
前記計量領域の境界である微計量領域境界計量値、少計量領域境界計量値はテスト計量を行って適宜決定し、材料計量制御装置５の設定入力部９を介して入力して記憶部８に記憶させておく。
【００２３】
微計量領域では、計量槽４に材料が到達していない、または微量到達した段階で計量検出値に基づく計量制御が不能な領域となっている。そこで、テスト計量によって微計量領域におけるゲート開時間と計量値との関係を材料計量制御装置５にて予め計測し、その相関関係を記憶部８に記憶させておく。そして計量する量がこの領域に設定されると、記憶させたゲート開時間と計量値との相関関係から計量設定値に対応するゲート開時間を求め、そのゲート開時間だけ排出ゲート２を開放するのである。なお、設定値と実際の計量値に微妙な誤差を生じることがあれば、ゲート開時間と計量値の相関関係を自動修正できるようにしておくことが好ましい。
【００２４】
小計量領域では、排出ゲート２がほぼ全開になるまでの領域で、ゲートの開度とともに落差量が増加していくので、計量検出値に基づく正確な計量制御を行うには変化する落差量を把握しておく必要がある。そこで、図２の小計量領域ｂにおける計量速度と落差量との関係を材料計量制御装置５にて予め計測し、その相関関係を記憶部８に記憶させておく。図３は小計量領域ｂでの計量速度と落差量の関係を１２点計測してグラフに表わしたものである。
【００２５】
そして、計量する量がこの小計量領域に設定されると、計量速度を逐次演算しながら記憶させた計量速度と落差量の相関関係からその落差補正値を求めることを繰り返し、検出した計量値＋落差補正値が計量設定値に到達した時点で排出ゲート２を閉じるのである。
【００２６】
通常計量領域では、その初期において落下衝撃により計量速度が大きく検出されてその後収束してほぼ安定状態となっているが、この領域はゲートが全開となっているので理論的には落差量はほぼ安定していると考えられる。そこで、材料計量制御装置５にて計量速度の安定したところの平均値である基準計量速度における落差量を予め計測し、その落差量を落差補正値として記憶部８に記憶させておく。
【００２７】
そして、計量する量がこの通常計量領域に設定されると、前記落差補正値を呼び出し、検出する計量値＋落差補正値が計量設定値に到達すれば排出ゲート２を閉じて所定量を計量する。なお、この落差補正値は一定の値としても良いが、計量設定値と実際の計量値に微妙な誤差を生じることもあるので従来のように計量毎に落差補正値を微妙に自動修正できるようにしておくことが好ましい。
【００２８】
また、通常計量領域において貯蔵ビン１内の材料切れ等の事態が発生して材料の流れが悪くなると、基準計量速度における落差量をその落差補正値としていると計量誤差を大きく生じるので、この場合には計量速度に対応する落差量を落差補正値とする計量方式に切り換える。このゲート全開時の計量速度と落差量の関係は、基準計量速度にて計測した落差量から比例的に求めるようにしても良いし、また実際に計測して相関関係を記憶させておいても良い。なお、計量速度が基準計量速度よりもどの程度低下すればこの計量方式に切り換えるかを適宜決定し、計量切り換え設定速度として予め記憶部８に設定記憶させておく。
【００２９】
次に、計量の流れを図４、図５のフローチャートに基づいて述べる。なお、図中のＳ１〜Ｓ３１は計量手順のステップを示す。
【００３０】
先ず、初期設定として、前述したように微計量領域境界計量値、少計量領域境界計量値、微計量領域におけるゲート開時間と計量値との相関関係、小計量領域における計量速度と落差量の相関関係、通常計量領域の基準計量速度における落差量、通常計量領域における小計量切り換え値を記憶部８に設定記憶させておく。
【００３１】
そこで、材料計量制御装置５の設定入力部を介して総計量値を入力すると（Ｓ１）、装置の能力等に応じて各バッチ毎の計量設定値が適宜演算されて設定される（Ｓ２）。そして計量開始操作を行うと（Ｓ３）、先ず、１バッチ目の計量設定値の大きさと各領域境界計量値とを比較し（Ｓ４）、計量設定値が微計量領域境界計量値以下か否かを判断し（Ｓ５）、計量設定値が微計量領域境界計量値以下の場合には微計量方式を選択する（Ｓ６）。また、計量設定値が微計量領域境界計量値を越えるならば、次に小計量領域境界計量値以下か否かを判断し（Ｓ７）、計量設定値が小計量領域境界計量値以下の場合には小計量方式を選択し（Ｓ８）、また計量設定値が小計量領域境界計量値を越える大きさの場合には通常計量方式を選択する（Ｓ９）。
【００３２】
微計量方式を選択した場合には、記憶しているゲート開時間と計量値との相関から計量設定値に対応するゲート開時間を演算し（Ｓ１０）、演算した所定時間のみ排出ゲート２を開放する（Ｓ１１）。なお、この排出ゲート２の開時間を決定するのに、計量設定値をファジイ推論規則の前件部とすると共に、排出ゲート２の開時間を後件部とするファジイ推論によりゲート開時間を決定するようにしても良い。
【００３３】
次に、小計量方式を選択した場合には、所定時間毎、例えば１０ｍｓｅｃ毎に計量値を読み取り（Ｓ１２）、前回計量値と今回計量値から計量速度を演算し（Ｓ１３）、予め記憶した計量速度と落差量との相関関係から今回検出の計量速度に応じた落差補正値を演算する（Ｓ１４）。そして検出した計量値＋落差補正値が計量設定値に到達したか否かを判断し（Ｓ１５）、到達していなければステップＳ１２に戻って同じ手順を繰り返し、また到達すれば排出ゲート２を閉じて計量を終了する（Ｓ１６）。なお、計量速度から落差補正値を決定する場合にも、計量速度をファジイ推論規則の前件部とし、落差補正値を後件部としてファジイ推論により落差補正値を推論決定するようにしても良い。
【００３４】
また、通常計量方式を選択した場合には、所定時間毎に計量値を読み取り（Ｓ１７）、その計量値から計量速度を演算し（Ｓ１８）、計量速度が計量切り換え設定速度以下か否かを判断し（Ｓ１９）、計量切り換え設定速度以下でなければ予め記憶した基準計量速度における落差量を落差補正値と読み取る（Ｓ２０）。そして検出した計量値＋落差補正値が計量設定値に到達したか否かを判断し（Ｓ２１）、まだ設定計量値に到達していなければステップＳ１７に戻って同じ手順を繰り返し、計量設定値に到達すれば計量ゲート２を閉じて計量を終了する（Ｓ２２）。なお、前記落差補正値は計量毎に微妙に自動修正するようにしても良く、またこの修正をファジイ推論にて決定するようにしても良い。
【００３５】
また、計量速度が計量切り換え設定速度以下であれば、材料切れと判定し（Ｓ２３）、落差補正値を演算する方式に切り換える（Ｓ２４）。そして計量値を逐次読み取り（Ｓ２５）、計量速度を演算し（Ｓ２６）、記憶した基準計量速度とその落差量の関係から今回の計量速度に見合った落差量を比例的に演算してそれを落差補正値とする（Ｓ２７）。そして検出した計量値＋落差補正値が計量設定値に到達したか否かを判断し（Ｓ２８）、到達していなければステップＳ２５に戻って同じ手順を繰り返し、計量設定値に到達すれば計量ゲート２を閉じて計量を終了する（Ｓ２９）。
【００３６】
このようにして１バッチの計量が完了すると（Ｓ３０）、終了か否かを判断し（Ｓ３１）、次バッチの計量を続行する場合はステップＳ２に戻って計量開始操作を行い、また終了の場合には計量操作を終了する。
【００３７】
このように、本発明では計量する量が微計量領域にあるか、小計量領域にあるか、或は通常計量領域にあるか判定し、その領域に設定した最適の計量方式にて計量するようにしたので、ゲート全開魔での計量が完了する微計量や小計量も精度良く行えるのである。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように本発明の請求項１記載の材料計量方法によれば、計量領域を排出ゲートがほぼ全開になるまでに払い出されてしまう量を計量する小計量領域と、それ以上の量を計量する通常計量領域とを設定し、計量する量が小計量領域にある時には計量槽にて計量速度を逐次検出しながら予め計測した計量速度と落差量の相関関係からその落差補正値を求め、また計量する量が通常計量領域にある時には基準計量速度にて計測してほぼ一定の落差量をその落差補正値として材料を計量するようにしたので、排出ゲートがほぼ全開になるまでに払い出される量の小計量も精度良く行える。
【００３９】
また、請求項２記載の材料計量方法によれば、前記に加えて排出ゲートの開放途中で計量槽にて所定の計量速度が検出されるまでに計量が完了してしまう量を計量する微計量領域を設定し、計量する量が微計量領域にある時には予め計測したゲート開時間と計量値との相関関係からゲート開時間を決定し、その決定した時間だけ排出ゲートを開放するようにしたので、計量不能な微量計量も精度良く行える。
【００４０】
また、本発明の請求項３記載の材料計量方法によれば、計量する量が通常計量領域にある時に計量速度が基準計量速度より所定値以下となれば、計量速度を逐次検出しながら計量速度に対応する落差量をその落差補正値として材料を計量するようにしたので、材料切れ等を生じて落差量に影響を与えるような場合でも適切に対応することができて高い計量精度を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る材料計量方法を実施する計量装置の一例を示す構成図である。
【図２】経過時間に対する計量速度の変化の一例を示すグラフである。
【図３】計量速度と落差量との相関の一例を示すグラフである。
【図４】本発明の計量方法の手順の一実施例を示すフローチャートである。
【図５】本発明の計量方法の手順の一実施例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…貯蔵ビン ２…排出ゲート
３…重量検出器 ４…計量槽
５…材料計量制御装置
【発明の属する技術分野】
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払い出して計量する装置の材料計量方法に関する。
【０００２】
【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各種粒径の砂利、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望の計量値を設定し、計量開始操作により計量槽の上位の貯蔵ビンの排出ゲートを開動作させて材料を放出し、計量槽に配設した重量検出器によって計量値を逐次検出し、検出した計量値＋落差補正値が計量設定値に到達すると排出ゲートを閉じるようにしている。この落差補正値は、排出ゲート閉動作時に排出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）を考慮したものであるが、この値は排出ゲートを一旦全開にしてから閉じたときの落差量を計測して採用されている。なお、落差補正値は、計量設定値と実際の計量値に誤差を生じる場合には計量毎に微妙に自動補正することも行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記のような落差量をほぼ一定とした計量方法では、貯蔵ビンの排出ゲートを完全に開放して材料の払い出し量を安定させてから計量を完了する時には何ら問題はないが、例えば、アスファルトプラントの骨材貯蔵ビンのように排出ゲート全開までに１５０〜２００Ｋｇ程度の材料が払い出されるような装置において、特殊な使用として割り込みでこの量以下の少量の材料を計量することを要求されると、ゲート全開までの落差量が急激に増加していく途中で排出ゲートに閉じなければならず、従来の落差量をほぼ一定とした計量方法では到底対応することができないものであった。
【０００４】
本発明は上記の点に鑑み、排出ゲートがほぼ全開になるまでに払い出される量の計量も精度良く行える材料計量方法を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題を達成するために、請求項１記載の材料計量方法にあっては、計量領域を排出ゲートがほぼ全開になるまでに払い出されてしまう量を計量する小計量領域と、それ以上の量を計量する通常計量領域とを設定し、計量する量が小計量領域にある時には計量槽にて計量速度を逐次検出しながら予め計測した計量速度と落差量の相関関係からその落差補正値を求め、また計量する量が通常計量領域にある時には基準計量速度にて計測したほぼ一定の落差量をその落差補正値として材料を計量するようにしたことを特徴としている。
【０００６】
また、請求項２記載の材料計量方法にあっては、前記に加えて排出ゲートの開放途中で計量槽にて所定の計量速度が検出されるまでに計量が完了してしまう量を計量する微計量領域を設定し、計量する量が微計量領域にある時には予め計測したゲート開時間と計量値との相関関係からゲート開時間を決定し、その決定した時間だけ排出ゲートを開放するようにしたことを特徴としている。
【０００７】
また、請求項３記載の材料計量方法にあっては、計量する量が通常計量領域にある時に計量速度が基準計量速度より所定値以下となれば、計量速度を逐次検出しながら計量速度に対応する落差量をその落差補正値として材料を計量するようにしたことを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の材料計量方法によれば、計量領域を排出ゲートがほぼ全開になるまでに払い出されてしまう量を計量する小計量領域と、それ以上の量を計量する通常計量領域とに区分する。また、予め、小計量領域にて計量速度とそれに対応する落差量を数点程度計測してその相関関係を記憶させておく。また、通常計量領域のほぼ一定した計量速度（「基準計量速度」と称す）での落差量を計測して記憶させておく。なお、計量速度は、計量槽の重量検出器により所定時間毎に検出する検出値の前回値と今回値とから演算している。
【０００９】
そして、計量する量（計量設定値）が小計量領域にある時には、検出する計量値から計量速度を逐次演算しながら予め計測記憶させた計量速度と落差量の相関関係からその落差補正値を求め、検出する計量値＋落差補正値が計量設定値に到達すれば排出ゲートを閉じて計量を完了する。
【００１０】
また、計量する量（計量設定値）が通常計量領域にある時には基準計量速度にて計測したほぼ一定の落差量をその落差補正値とし、検出する計量値＋落差補正値が計量設定値に到達すれば排出ゲートを閉じて計量を完了する。なお、この落差補正値は一定の値としても良いが、設定計量値と実際の計量値に微妙な誤差を生じるので従来のように計量毎に落差補正値を微妙に自動修正することが好ましい。
【００１１】
また、請求項２記載の材料計量方法によれば、排出ゲートの開放途中で計量槽にて所定の計量速度が検出されるまでに計量が完了してしまう量を計量することができるようにしたものであり、この微計量を行うためには、微計量領域におけるゲート開時間と計量値との関係を予め計測し、その相関関係を記憶させておく。そして計量する量が設定されると、記憶させたゲート開時間と計量値との相関関係から計量設定値に対応するゲート開時間を求め、そのゲート開時間だけ排出ゲートを開放するのでる。
【００１２】
また、請求項３記載の材料計量方法によれば、計量する量が通常計量領域にある時に貯蔵ビン内の材料切れが生じるなどして材料の払い出し量が少なくなった場合に対応できるようにしたものであり、計量速度が基準計量速度より所定値以下となれば計量速度に対応する落差量をその落差補正値とする計量方式に切替える。このゲート全開時の計量速度と落差量の関係は、基準計量速度にて計測した落差量から比例的に求めるようにしても良いし、また実際に計測して相関関係を記憶させておいても良い。この計量方式によって材料の払い出し量が少なくなっても精度の高い計量を行うことができる。
【００１３】
このように、本発明においては、計量する量が微計量領域にあるか、小計量領域にあるか、或は通常計量領域にあるかを判定し、その領域に設定した最適の計量方式にて計量を行うようにしたので、ゲート全開までに計量が完了する微計量や小計量も精度良く行える。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１中の符合１は砂利、砂、アスファルト、セメント等の各種材料を貯蔵する貯蔵ビンであって、ビン下部に材料払い出し用の排出ゲート２を備え、その下位に重量検出器３にて支持された計量槽４を配設した一般的な計量装置を示している。なお、この図は貯蔵ビン１基の基本的な計量装置の構造を示したが、例えば、アスファルトプラントの骨材貯蔵ビンでは内部を複数に区画して粒径毎に砂利、砂を貯蔵し、それぞれの区画室下部に排出ゲートを備え、各種材料を所望割合で計量槽に払い出して累積計量する装置構造となる。
【００１６】
５は材料の計量制御を行う制御装置であって、計量制御を統括する制御部６、検出する重量信号に基づいて各種演算、比較を行う演算部７、各種データやプログラムを記憶する記憶部８、各種データや計量設定値を入力する設定入力部９、排出ゲート２の開閉制御を行う開閉制御器１０を備えている。
【００１７】
次に、前記計量装置によって行われる本発明の計量方法について詳しく説明する。
【００１８】
先ず、図２は排出ゲート２の開放により計量槽４に投入される材料の計量速度の変化を示したものであり、図中の見掛け計量速度とは重量検出器３にて所定時間毎に検出される重量データから演算した計量速度であり、単に計量速度と記載するときはこの見掛け計量速度を指している。また、実計量速度とは測定不能であるが排出ゲート２下位付近を落下する材料の予想される実質の計量速度であり、この実計量速度の変化が計量槽４にて検出されると図中の見掛け計量速度のグラフのような形として現われる。
【００１９】
図中の二点鎖線で示す実計量速度は、排出ゲート２の開放度合が大きくなるにつれて次第に増加していき、完全に開放した時点でほぼ一定の速度になると予想される。これに対し、図中の実線で示す見掛け計量速度は、排出ゲート２の開放直後のａ区間の初期では材料が未だ計量槽４に到達していないために計測不能で、材料の到達後に計量速度が増していき、排出ゲート２の全開直後は材料落下の衝撃の影響で実計量速度より高い計量速度を示す。そして材料の流れが安定すれば、見掛け計量速度はほぼ平均値となる基準計量速度の上下で若干の変動を繰り返す程度の安定状態となる。
【００２０】
このように、材料放出開始初期には計量速度を検出できず、またゲート全開までは計量速度が増して落差量も大きく変化し、ゲート全開直後には計量槽４への衝撃によって計量速度が大きく検出され、その後、計量速度が安定して落差量もほぼ一定の状態となる。
【００２１】
そこで、本発明では少量計量、微量計量も正確に計量できるように、計量領域を、排出ゲート２が開放されて計量槽４にて所定の計量速度が検出されるまでに計量が完了してしまう量を計量する微計量領域（図２の領域ａに相当）、排出ゲートがほぼ全開になるまでに払い出されてしまう量を計量する小計量領域（図２の領域ｂに相当）、及びそれ以上の量を計量する通常計量領域（図２の領域ｃに相当）に区分し、それぞれの領域に適する計量方式を設定しておき、計量する量に応じて最適の計量方式にて計量を行うようにしている。
【００２２】
前記計量領域の境界である微計量領域境界計量値、少計量領域境界計量値はテスト計量を行って適宜決定し、材料計量制御装置５の設定入力部９を介して入力して記憶部８に記憶させておく。
【００２３】
微計量領域では、計量槽４に材料が到達していない、または微量到達した段階で計量検出値に基づく計量制御が不能な領域となっている。そこで、テスト計量によって微計量領域におけるゲート開時間と計量値との関係を材料計量制御装置５にて予め計測し、その相関関係を記憶部８に記憶させておく。そして計量する量がこの領域に設定されると、記憶させたゲート開時間と計量値との相関関係から計量設定値に対応するゲート開時間を求め、そのゲート開時間だけ排出ゲート２を開放するのである。なお、設定値と実際の計量値に微妙な誤差を生じることがあれば、ゲート開時間と計量値の相関関係を自動修正できるようにしておくことが好ましい。
【００２４】
小計量領域では、排出ゲート２がほぼ全開になるまでの領域で、ゲートの開度とともに落差量が増加していくので、計量検出値に基づく正確な計量制御を行うには変化する落差量を把握しておく必要がある。そこで、図２の小計量領域ｂにおける計量速度と落差量との関係を材料計量制御装置５にて予め計測し、その相関関係を記憶部８に記憶させておく。図３は小計量領域ｂでの計量速度と落差量の関係を１２点計測してグラフに表わしたものである。
【００２５】
そして、計量する量がこの小計量領域に設定されると、計量速度を逐次演算しながら記憶させた計量速度と落差量の相関関係からその落差補正値を求めることを繰り返し、検出した計量値＋落差補正値が計量設定値に到達した時点で排出ゲート２を閉じるのである。
【００２６】
通常計量領域では、その初期において落下衝撃により計量速度が大きく検出されてその後収束してほぼ安定状態となっているが、この領域はゲートが全開となっているので理論的には落差量はほぼ安定していると考えられる。そこで、材料計量制御装置５にて計量速度の安定したところの平均値である基準計量速度における落差量を予め計測し、その落差量を落差補正値として記憶部８に記憶させておく。
【００２７】
そして、計量する量がこの通常計量領域に設定されると、前記落差補正値を呼び出し、検出する計量値＋落差補正値が計量設定値に到達すれば排出ゲート２を閉じて所定量を計量する。なお、この落差補正値は一定の値としても良いが、計量設定値と実際の計量値に微妙な誤差を生じることもあるので従来のように計量毎に落差補正値を微妙に自動修正できるようにしておくことが好ましい。
【００２８】
また、通常計量領域において貯蔵ビン１内の材料切れ等の事態が発生して材料の流れが悪くなると、基準計量速度における落差量をその落差補正値としていると計量誤差を大きく生じるので、この場合には計量速度に対応する落差量を落差補正値とする計量方式に切り換える。このゲート全開時の計量速度と落差量の関係は、基準計量速度にて計測した落差量から比例的に求めるようにしても良いし、また実際に計測して相関関係を記憶させておいても良い。なお、計量速度が基準計量速度よりもどの程度低下すればこの計量方式に切り換えるかを適宜決定し、計量切り換え設定速度として予め記憶部８に設定記憶させておく。
【００２９】
次に、計量の流れを図４、図５のフローチャートに基づいて述べる。なお、図中のＳ１〜Ｓ３１は計量手順のステップを示す。
【００３０】
先ず、初期設定として、前述したように微計量領域境界計量値、少計量領域境界計量値、微計量領域におけるゲート開時間と計量値との相関関係、小計量領域における計量速度と落差量の相関関係、通常計量領域の基準計量速度における落差量、通常計量領域における小計量切り換え値を記憶部８に設定記憶させておく。
【００３１】
そこで、材料計量制御装置５の設定入力部を介して総計量値を入力すると（Ｓ１）、装置の能力等に応じて各バッチ毎の計量設定値が適宜演算されて設定される（Ｓ２）。そして計量開始操作を行うと（Ｓ３）、先ず、１バッチ目の計量設定値の大きさと各領域境界計量値とを比較し（Ｓ４）、計量設定値が微計量領域境界計量値以下か否かを判断し（Ｓ５）、計量設定値が微計量領域境界計量値以下の場合には微計量方式を選択する（Ｓ６）。また、計量設定値が微計量領域境界計量値を越えるならば、次に小計量領域境界計量値以下か否かを判断し（Ｓ７）、計量設定値が小計量領域境界計量値以下の場合には小計量方式を選択し（Ｓ８）、また計量設定値が小計量領域境界計量値を越える大きさの場合には通常計量方式を選択する（Ｓ９）。
【００３２】
微計量方式を選択した場合には、記憶しているゲート開時間と計量値との相関から計量設定値に対応するゲート開時間を演算し（Ｓ１０）、演算した所定時間のみ排出ゲート２を開放する（Ｓ１１）。なお、この排出ゲート２の開時間を決定するのに、計量設定値をファジイ推論規則の前件部とすると共に、排出ゲート２の開時間を後件部とするファジイ推論によりゲート開時間を決定するようにしても良い。
【００３３】
次に、小計量方式を選択した場合には、所定時間毎、例えば１０ｍｓｅｃ毎に計量値を読み取り（Ｓ１２）、前回計量値と今回計量値から計量速度を演算し（Ｓ１３）、予め記憶した計量速度と落差量との相関関係から今回検出の計量速度に応じた落差補正値を演算する（Ｓ１４）。そして検出した計量値＋落差補正値が計量設定値に到達したか否かを判断し（Ｓ１５）、到達していなければステップＳ１２に戻って同じ手順を繰り返し、また到達すれば排出ゲート２を閉じて計量を終了する（Ｓ１６）。なお、計量速度から落差補正値を決定する場合にも、計量速度をファジイ推論規則の前件部とし、落差補正値を後件部としてファジイ推論により落差補正値を推論決定するようにしても良い。
【００３４】
また、通常計量方式を選択した場合には、所定時間毎に計量値を読み取り（Ｓ１７）、その計量値から計量速度を演算し（Ｓ１８）、計量速度が計量切り換え設定速度以下か否かを判断し（Ｓ１９）、計量切り換え設定速度以下でなければ予め記憶した基準計量速度における落差量を落差補正値と読み取る（Ｓ２０）。そして検出した計量値＋落差補正値が計量設定値に到達したか否かを判断し（Ｓ２１）、まだ設定計量値に到達していなければステップＳ１７に戻って同じ手順を繰り返し、計量設定値に到達すれば計量ゲート２を閉じて計量を終了する（Ｓ２２）。なお、前記落差補正値は計量毎に微妙に自動修正するようにしても良く、またこの修正をファジイ推論にて決定するようにしても良い。
【００３５】
また、計量速度が計量切り換え設定速度以下であれば、材料切れと判定し（Ｓ２３）、落差補正値を演算する方式に切り換える（Ｓ２４）。そして計量値を逐次読み取り（Ｓ２５）、計量速度を演算し（Ｓ２６）、記憶した基準計量速度とその落差量の関係から今回の計量速度に見合った落差量を比例的に演算してそれを落差補正値とする（Ｓ２７）。そして検出した計量値＋落差補正値が計量設定値に到達したか否かを判断し（Ｓ２８）、到達していなければステップＳ２５に戻って同じ手順を繰り返し、計量設定値に到達すれば計量ゲート２を閉じて計量を終了する（Ｓ２９）。
【００３６】
このようにして１バッチの計量が完了すると（Ｓ３０）、終了か否かを判断し（Ｓ３１）、次バッチの計量を続行する場合はステップＳ２に戻って計量開始操作を行い、また終了の場合には計量操作を終了する。
【００３７】
このように、本発明では計量する量が微計量領域にあるか、小計量領域にあるか、或は通常計量領域にあるか判定し、その領域に設定した最適の計量方式にて計量するようにしたので、ゲート全開魔での計量が完了する微計量や小計量も精度良く行えるのである。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように本発明の請求項１記載の材料計量方法によれば、計量領域を排出ゲートがほぼ全開になるまでに払い出されてしまう量を計量する小計量領域と、それ以上の量を計量する通常計量領域とを設定し、計量する量が小計量領域にある時には計量槽にて計量速度を逐次検出しながら予め計測した計量速度と落差量の相関関係からその落差補正値を求め、また計量する量が通常計量領域にある時には基準計量速度にて計測してほぼ一定の落差量をその落差補正値として材料を計量するようにしたので、排出ゲートがほぼ全開になるまでに払い出される量の小計量も精度良く行える。
【００３９】
また、請求項２記載の材料計量方法によれば、前記に加えて排出ゲートの開放途中で計量槽にて所定の計量速度が検出されるまでに計量が完了してしまう量を計量する微計量領域を設定し、計量する量が微計量領域にある時には予め計測したゲート開時間と計量値との相関関係からゲート開時間を決定し、その決定した時間だけ排出ゲートを開放するようにしたので、計量不能な微量計量も精度良く行える。
【００４０】
また、本発明の請求項３記載の材料計量方法によれば、計量する量が通常計量領域にある時に計量速度が基準計量速度より所定値以下となれば、計量速度を逐次検出しながら計量速度に対応する落差量をその落差補正値として材料を計量するようにしたので、材料切れ等を生じて落差量に影響を与えるような場合でも適切に対応することができて高い計量精度を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る材料計量方法を実施する計量装置の一例を示す構成図である。
【図２】経過時間に対する計量速度の変化の一例を示すグラフである。
【図３】計量速度と落差量との相関の一例を示すグラフである。
【図４】本発明の計量方法の手順の一実施例を示すフローチャートである。
【図５】本発明の計量方法の手順の一実施例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…貯蔵ビン ２…排出ゲート
３…重量検出器 ４…計量槽
５…材料計量制御装置
Claims (3)
- 貯蔵ビンの排出ゲートを開動作して材料を下位の計量槽に払い出して計量し、落差量を加味しながら排出ゲートを閉動作して所定量を計量する材料計量方法において、計量領域を排出ゲートがほぼ全開になるまでに払い出されてしまう量を計量する小計量領域と、それ以上の量を計量する通常計量領域とを設定し、計量する量が小計量領域にある時には計量槽にて計量速度を逐次検出しながら予め計測した計量速度と落差量の相関関係からその落差補正値を求め、また計量する量が通常計量領域にある時には基準計量速度にて計測したほぼ一定の落差量をその落差補正値として材料を計量するようにしたことを特徴とする材料計量方法。
- 前記に加えて排出ゲートの開放途中で計量槽にて所定の計量速度が検出されるまでに計量が完了してしまう量を計量する微計量領域を設定し、計量する量が微計量領域にある時には予め計測したゲート開時間と計量値との相関関係からゲート開時間を決定し、その決定した時間だけ排出ゲートを開放するようにしたことを特徴とする請求項１記載の材料計量方法。
- 計量する量が通常計量領域にある時に計量速度が基準計量速度より所定値以下となれば、計量速度を逐次検出しながら計量速度に対応する落差量をその落差補正値として材料を計量するようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の材料計量方法。
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