JP4134680B2 - 物質移動システムの異常検出方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は物質を連続的に移動させるに際して、移動システム内で閉塞などの異常が発生した場合に、これをすみやかに検知する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
工場では、工程間などで、物質を連続的に移動させることが日常的に行われている。例えば何種類かの粉粒体を所定の比率で混合して組成物を製造する場合には、それぞれの粉粒体が収容されている貯槽から粉粒体を所定の比率で連続的に抜出し、ベルトコンベアその他の輸送手段で混合装置に輸送して混合する。また粉粒体を溶媒に溶解して溶液を連続的に調製する場合にも、溶媒に対して所定の比率となるように粉粒体を貯槽から連続的に抜出し、ベルトコンベア等で輸送して溶解装置に供給する。いずれの場合にも、貯槽からの粉粒体の抜出し、及び抜出された粉粒体の輸送は、単位時間当り所定の量で行われることが必要である。
【０００３】
粉粒体の貯槽としては、粉粒体の排出を円滑にするために、下部が円錐形となっており、その下端部にロータリーバルブを備えた排出口を有するものが好んで用いられている。排出速度の制御は、ロータリーバルブの回転速度を制御することにより行われる。しかしながら、粉粒体の種類によっては、貯槽内で粉粒体が固結したり、粉粒体間に架橋が生じたりして、ロータリーバルブの回転速度は一定であるにもかかわらず、粉粒体の排出速度が低下することがある。従ってこの排出速度の低下が生じた場合に、これを速かに検知して対策をとる必要があるが、未だ適切な方法は知られていない。
【０００４】
【発明が解決しょうとする課題】
排出速度の低下を検知する指標として可能性があるのは、ロータリーバルブやベルトコンベアを駆動させる電動機の電流消費量である。すなわち排出量が減少して負荷が低下すると、これらの装置を駆動させる電動機の電流消費量は減少するので、電流消費量を監視することにより異常の発生を検知し得る可能性がある。しかしながら実際には、排出量の変化に伴うこれらの電動機の電流消費量の変化は小さく、かつ工場ではこれらの電動機に供給される電力の電源における電圧変動もあるので、電流消費量の変化から異常の発生を検知することは困難である。従って本発明は、このような個々の電動装置の電流消費量の変化からは検出し難い異常の発生を検知する方法を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、複数の電動装置が組み込まれている、下部に排出口を備えた粉粒体の貯槽と、この排出口に設置されていて回転速度により粉粒体の排出速度を制御する電動式ロータリーバルブと、排出口からこのロータリーバルブを介して排出された粉粒体を受取って輸送する電動式コンベアとを有している物質移動システム内を、物質を連続的に移動させるに際しての異常の発生を、次の工程（１）及び工程（２）から成る方法により検知することができる。
工程（１）：該物質移動システムに組み込まれている電動装置のうち、同一の電源から給電されており、かつ電流消費量が、システム内を移動する物質量に依存して、相対的に大きく変化する電動装置（Ａ）である電動式コンベアと相対的に小さく変化する電動装置（Ｂ）である電動式ロータリーバルブとを選択して、それぞれについてシステム内を物質が所定の負荷量で正常に移動しているときにその電流消費量を測定し、双方の電流消費量間の相関関係を求める。
【０００６】
工程（２）：異常を検知しようとする時点で、電動装置（Ａ）である電動式コンベアと電動装置（Ｂ）である電動式ロータリーバルブとの電流消費量を測定し、この測定値とこれを工程（１）で求めた相関関係式に当てはめて算出した電流消費量との差を求め、この差に基いて異常の有無を検知する。
すなわち、本発明によれば、物質移動システム内の２つの電動装置について、正常運転時に負荷を変動させて、一方の電動装置の電流消費量を他方の電動装置の電流消費量の関数として表示する関係式を求めておき、以後はこの２つの電動装置の電流消費量を測定し、その一方の電流消費量を上記の関係式に当てはめて正常時における他方の装置の電流消費量を算出する。そしてこの算出された電流消費量と実際に測定された電流消費量との差を求め、これが予じめ定められた範囲を外れているならば、異常が発生したと判断できる。このように物質移動システムに組み込まれている２つの電動装置の電流消費量を組合せたものを指標とすることにより、電源電圧の変動に伴う影響などを排除することができるので、個々の電動装置の電流消費量の測定値そのものからは検知が困難な異常を容易に検知することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明では物質移動システムに組み込まれているいくつもの電動装置から、システム内を移動している物質量、すなわち負荷量に応じて電流消費量が変化する２つの電動装置を選択してその電流消費量を測定するが、その一方の電動装置（Ａ）は負荷量の変化に対する電流消費量の変化が大きく、他方の電動装置はこの変化が小さいものであることが必要である。好ましくは電動装置（Ａ）としては負荷量の変化に対する電流消費量の変化ができるだけ大きいものを選択するのが好ましい。また、電流消費量を測定する２つの電動装置は、電源の変動の影響が同時に現われるように、同一の電源に接続されていることが必要である。２つの電動装置の極く近傍にある電源から、それぞれの電動装置に電力が供給されるようになっているのが好ましい。
【０００８】
本発明は物質を連続的に移動させる各種の物質移動システムに適用することができる。その好ましい適用対象の１例は、粉粒体を貯槽などからロータリーバルブを介して抜出して、バケットコンベアなどで移送する粉粒体の移送システムである。ロータリーバルブを駆動するモーターの電流消費量は負荷依存性が比較的小さく、またバケットコンベアなどを駆動するモーターの電流消費量は負荷依存性が比較的大きいので、この粉粒体の移動システムでは、ロータリーバルブの駆動モーターとバケットコンベアなどの駆動モーターの電流消費量とを測定すればよい。
【０００９】
本発明では物質移動システムが正常に作動している時点でシステムの負荷量を変化させ、２つの電動装置の電流消費量の測定値から、両者の相関関係式を作成する。相関関係式の好ましい１例は、電流消費量の負荷依存性の大きい電動装置の消費電流量をＹ、負荷依存性の小さい電動装置の消費電流量をＸとするとき、
Ｙ＝ａＸ＋ｂ
なる一次式である。勿論、所望ならば他の相関関係式を用いることもできる。正常作動時において両者の相関関係式を作成したならば、これを用いてシステムの異常検出を行う。すなわち、２つの電動装置の電流消費量（Ｘ1、Ｙ1）を測定し、Ｘ1を上式に代入してＹを求め、測定値Ｙ1との差を算出し、差が大きければ異常が発生していると判断できる。差の許容量は、上記式を作成した際の測定値のばらつきを考慮して適宜決定すればよい。好ましい一態様では、プロセスコンピュータに上記式を組込んでおき、電流消費量の測定値をオンラインでこれにインプットしてＹとＹ1との差を算出させ、これが許容値を超えたならば異常を知らせる警報を発するようにする。
【００１０】
【実施例】
図１に示すビスフェノールＡの造粒装置に本発明を適用した。図１において、１は造粒塔、２は溶融ビスフェノール供給管、３は冷却用ガス供給管、４は送風機、５はガス排出管、６はビスフェノールＡ粒子の排出管、７はロータリーバルブ、８はバケットコンベアである。
【００１１】
造粒塔１では、管２を経て供給される溶融ビスフェノールＡが塔頂から液滴状に降っており、管３を経て塔下部に供給される冷却用ガスがこれと向流に上昇して管５から流出している。液滴が固化して生成したビスフェノールＡ粒子は塔下部に堆積し、排出管６に設けられているロータリーバルブ７を経てバケットコンベア８に排出され、出荷装置に送られる。ビスフェノールＡの排出量はロータリーバルブの回転数で制御される。ロータリーバルブ及びバケットコンベアの駆動モーターには、近傍に設置されている共通電源から電力が供給されている。また、その電流消費量はオンラインでプロセスコンピュータにインプットされるようになっている。
【００１２】
正常作動時においてロータリーバルブの駆動モータの電流消費量（Ｘ）とバケットコンベアの駆動モータの電流消費量（Ｙ）を測定した結果、両者は
Ｙ＝２．３Ｘ＋２．６
なる一次式で近似できることが判明した。
よってバケットコンベアの駆動モータの電流消費量の上式による算出値と測定値との差の許容量を２．０とし、両者の差が２．０を超えたならば警報が発せられるように設定した。
【００１３】
このようにして運転を行ったところ、警報が発せられたので直ちに設備を点検したところバケットコンベアは空で動いており、造粒塔の排出口が閉塞していて、ビスフェノールＡ粒子が内部に堆積しつつあった。よって直ちに造粒設備を停止し、内部のビスフェノールＡを人力で排出したところ２時間で運転が再開できた。
【００１４】
これに対し、送風機４の吐出圧の上昇を監視する方式（造粒塔からのビスフェノールＡ粒子の排出がうまくいかず塔内にビスフェノールＡ粒子が堆積して冷却用ガスの吹き出し口を覆うようになると、冷却用ガスの吹き出しが妨げられて、送風機の吐出圧が上昇する）で運転を行ったところ、吐出圧が上昇したので設備の点検を行った。造粒塔の排出口は閉塞しており、かつ内部には多量のビスフェノールＡ粒子が堆積していた。直ちに造粒設備を停止し、内部のビスフェノールＡを排出したが、運転再開までに１０時間を要した。
【図面の簡単な説明】
【図１】溶融ビスフェノールの造粒装置の１例のフローシートである。
【符号の説明】
１ 造粒塔
２ 溶融ビスフェノール供給管
３ 冷却用ガス供給管
４ 送風機
５ ガス排出管
６ ビスフェノールＡ粒子の排出管
７ ロータリーバルブ
８ バケットコンベア
【発明の属する技術分野】
本発明は物質を連続的に移動させるに際して、移動システム内で閉塞などの異常が発生した場合に、これをすみやかに検知する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
工場では、工程間などで、物質を連続的に移動させることが日常的に行われている。例えば何種類かの粉粒体を所定の比率で混合して組成物を製造する場合には、それぞれの粉粒体が収容されている貯槽から粉粒体を所定の比率で連続的に抜出し、ベルトコンベアその他の輸送手段で混合装置に輸送して混合する。また粉粒体を溶媒に溶解して溶液を連続的に調製する場合にも、溶媒に対して所定の比率となるように粉粒体を貯槽から連続的に抜出し、ベルトコンベア等で輸送して溶解装置に供給する。いずれの場合にも、貯槽からの粉粒体の抜出し、及び抜出された粉粒体の輸送は、単位時間当り所定の量で行われることが必要である。
【０００３】
粉粒体の貯槽としては、粉粒体の排出を円滑にするために、下部が円錐形となっており、その下端部にロータリーバルブを備えた排出口を有するものが好んで用いられている。排出速度の制御は、ロータリーバルブの回転速度を制御することにより行われる。しかしながら、粉粒体の種類によっては、貯槽内で粉粒体が固結したり、粉粒体間に架橋が生じたりして、ロータリーバルブの回転速度は一定であるにもかかわらず、粉粒体の排出速度が低下することがある。従ってこの排出速度の低下が生じた場合に、これを速かに検知して対策をとる必要があるが、未だ適切な方法は知られていない。
【０００４】
【発明が解決しょうとする課題】
排出速度の低下を検知する指標として可能性があるのは、ロータリーバルブやベルトコンベアを駆動させる電動機の電流消費量である。すなわち排出量が減少して負荷が低下すると、これらの装置を駆動させる電動機の電流消費量は減少するので、電流消費量を監視することにより異常の発生を検知し得る可能性がある。しかしながら実際には、排出量の変化に伴うこれらの電動機の電流消費量の変化は小さく、かつ工場ではこれらの電動機に供給される電力の電源における電圧変動もあるので、電流消費量の変化から異常の発生を検知することは困難である。従って本発明は、このような個々の電動装置の電流消費量の変化からは検出し難い異常の発生を検知する方法を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、複数の電動装置が組み込まれている、下部に排出口を備えた粉粒体の貯槽と、この排出口に設置されていて回転速度により粉粒体の排出速度を制御する電動式ロータリーバルブと、排出口からこのロータリーバルブを介して排出された粉粒体を受取って輸送する電動式コンベアとを有している物質移動システム内を、物質を連続的に移動させるに際しての異常の発生を、次の工程（１）及び工程（２）から成る方法により検知することができる。
工程（１）：該物質移動システムに組み込まれている電動装置のうち、同一の電源から給電されており、かつ電流消費量が、システム内を移動する物質量に依存して、相対的に大きく変化する電動装置（Ａ）である電動式コンベアと相対的に小さく変化する電動装置（Ｂ）である電動式ロータリーバルブとを選択して、それぞれについてシステム内を物質が所定の負荷量で正常に移動しているときにその電流消費量を測定し、双方の電流消費量間の相関関係を求める。
【０００６】
工程（２）：異常を検知しようとする時点で、電動装置（Ａ）である電動式コンベアと電動装置（Ｂ）である電動式ロータリーバルブとの電流消費量を測定し、この測定値とこれを工程（１）で求めた相関関係式に当てはめて算出した電流消費量との差を求め、この差に基いて異常の有無を検知する。
すなわち、本発明によれば、物質移動システム内の２つの電動装置について、正常運転時に負荷を変動させて、一方の電動装置の電流消費量を他方の電動装置の電流消費量の関数として表示する関係式を求めておき、以後はこの２つの電動装置の電流消費量を測定し、その一方の電流消費量を上記の関係式に当てはめて正常時における他方の装置の電流消費量を算出する。そしてこの算出された電流消費量と実際に測定された電流消費量との差を求め、これが予じめ定められた範囲を外れているならば、異常が発生したと判断できる。このように物質移動システムに組み込まれている２つの電動装置の電流消費量を組合せたものを指標とすることにより、電源電圧の変動に伴う影響などを排除することができるので、個々の電動装置の電流消費量の測定値そのものからは検知が困難な異常を容易に検知することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明では物質移動システムに組み込まれているいくつもの電動装置から、システム内を移動している物質量、すなわち負荷量に応じて電流消費量が変化する２つの電動装置を選択してその電流消費量を測定するが、その一方の電動装置（Ａ）は負荷量の変化に対する電流消費量の変化が大きく、他方の電動装置はこの変化が小さいものであることが必要である。好ましくは電動装置（Ａ）としては負荷量の変化に対する電流消費量の変化ができるだけ大きいものを選択するのが好ましい。また、電流消費量を測定する２つの電動装置は、電源の変動の影響が同時に現われるように、同一の電源に接続されていることが必要である。２つの電動装置の極く近傍にある電源から、それぞれの電動装置に電力が供給されるようになっているのが好ましい。
【０００８】
本発明は物質を連続的に移動させる各種の物質移動システムに適用することができる。その好ましい適用対象の１例は、粉粒体を貯槽などからロータリーバルブを介して抜出して、バケットコンベアなどで移送する粉粒体の移送システムである。ロータリーバルブを駆動するモーターの電流消費量は負荷依存性が比較的小さく、またバケットコンベアなどを駆動するモーターの電流消費量は負荷依存性が比較的大きいので、この粉粒体の移動システムでは、ロータリーバルブの駆動モーターとバケットコンベアなどの駆動モーターの電流消費量とを測定すればよい。
【０００９】
本発明では物質移動システムが正常に作動している時点でシステムの負荷量を変化させ、２つの電動装置の電流消費量の測定値から、両者の相関関係式を作成する。相関関係式の好ましい１例は、電流消費量の負荷依存性の大きい電動装置の消費電流量をＹ、負荷依存性の小さい電動装置の消費電流量をＸとするとき、
Ｙ＝ａＸ＋ｂ
なる一次式である。勿論、所望ならば他の相関関係式を用いることもできる。正常作動時において両者の相関関係式を作成したならば、これを用いてシステムの異常検出を行う。すなわち、２つの電動装置の電流消費量（Ｘ1、Ｙ1）を測定し、Ｘ1を上式に代入してＹを求め、測定値Ｙ1との差を算出し、差が大きければ異常が発生していると判断できる。差の許容量は、上記式を作成した際の測定値のばらつきを考慮して適宜決定すればよい。好ましい一態様では、プロセスコンピュータに上記式を組込んでおき、電流消費量の測定値をオンラインでこれにインプットしてＹとＹ1との差を算出させ、これが許容値を超えたならば異常を知らせる警報を発するようにする。
【００１０】
【実施例】
図１に示すビスフェノールＡの造粒装置に本発明を適用した。図１において、１は造粒塔、２は溶融ビスフェノール供給管、３は冷却用ガス供給管、４は送風機、５はガス排出管、６はビスフェノールＡ粒子の排出管、７はロータリーバルブ、８はバケットコンベアである。
【００１１】
造粒塔１では、管２を経て供給される溶融ビスフェノールＡが塔頂から液滴状に降っており、管３を経て塔下部に供給される冷却用ガスがこれと向流に上昇して管５から流出している。液滴が固化して生成したビスフェノールＡ粒子は塔下部に堆積し、排出管６に設けられているロータリーバルブ７を経てバケットコンベア８に排出され、出荷装置に送られる。ビスフェノールＡの排出量はロータリーバルブの回転数で制御される。ロータリーバルブ及びバケットコンベアの駆動モーターには、近傍に設置されている共通電源から電力が供給されている。また、その電流消費量はオンラインでプロセスコンピュータにインプットされるようになっている。
【００１２】
正常作動時においてロータリーバルブの駆動モータの電流消費量（Ｘ）とバケットコンベアの駆動モータの電流消費量（Ｙ）を測定した結果、両者は
Ｙ＝２．３Ｘ＋２．６
なる一次式で近似できることが判明した。
よってバケットコンベアの駆動モータの電流消費量の上式による算出値と測定値との差の許容量を２．０とし、両者の差が２．０を超えたならば警報が発せられるように設定した。
【００１３】
このようにして運転を行ったところ、警報が発せられたので直ちに設備を点検したところバケットコンベアは空で動いており、造粒塔の排出口が閉塞していて、ビスフェノールＡ粒子が内部に堆積しつつあった。よって直ちに造粒設備を停止し、内部のビスフェノールＡを人力で排出したところ２時間で運転が再開できた。
【００１４】
これに対し、送風機４の吐出圧の上昇を監視する方式（造粒塔からのビスフェノールＡ粒子の排出がうまくいかず塔内にビスフェノールＡ粒子が堆積して冷却用ガスの吹き出し口を覆うようになると、冷却用ガスの吹き出しが妨げられて、送風機の吐出圧が上昇する）で運転を行ったところ、吐出圧が上昇したので設備の点検を行った。造粒塔の排出口は閉塞しており、かつ内部には多量のビスフェノールＡ粒子が堆積していた。直ちに造粒設備を停止し、内部のビスフェノールＡを排出したが、運転再開までに１０時間を要した。
【図面の簡単な説明】
【図１】溶融ビスフェノールの造粒装置の１例のフローシートである。
【符号の説明】
１ 造粒塔
２ 溶融ビスフェノール供給管
３ 冷却用ガス供給管
４ 送風機
５ ガス排出管
６ ビスフェノールＡ粒子の排出管
７ ロータリーバルブ
８ バケットコンベア
Claims (2)
- 複数の電動装置が組み込まれている物質移動システム内を、物質を連続的に移動させるに際しての異常を検知する方法であって、該物質移動システムが、下部に排出口を備えた粉粒体の貯槽と、この排出口に設置されていて回転速度により粉粒体の排出速度を制御する電動式ロータリーバルブと、排出口からこのロータリーバルブを介して排出された粉粒体を受取って輸送する電動式コンベアとを有しており、次の工程（１）及び工程（２）から成ることを特徴とする方法。
工程（１）：該物質移動システムに組み込まれている電動装置のうち、同一の電源から給電されており、かつ電流消費量がシステム内を移動する物質量に依存して、相対的に大きく変化する電動装置（Ａ）である電動式コンベアと相対的に小さく変化する電動装置（Ｂ）である電動式ロータリーバルブとを選択して、それぞれについてシステム内を物質が所定の負荷量で正常に移動しているときにその電流消費量を測定し、双方の電流消費量間の相関関係式を求める。
工程（２）：異常を検知しようとする時点で、電動装置（Ａ）である電動式コンベアと電動装置（Ｂ）である電動式ロータリーバルブとの電流消費量を測定し、この測定値とこれを工程（１）で求めた相関関係式に当てはめて算出した電流消費量との差を求め、この差に基いて異常の有無を判断する。 - 相関関係を一次式で表現し、測定値とこの一次式から算出した値との差が、予じめ定めた値を越えたときに異常と判断することを特徴とする請求項１記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002316517A JP4134680B2 (ja) | 2002-10-30 | 2002-10-30 | 物質移動システムの異常検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002316517A JP4134680B2 (ja) | 2002-10-30 | 2002-10-30 | 物質移動システムの異常検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004149263A JP2004149263A (ja) | 2004-05-27 |
| JP4134680B2 true JP4134680B2 (ja) | 2008-08-20 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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2002
- 2002-10-30 JP JP2002316517A patent/JP4134680B2/ja not_active Expired - Fee Related
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