JP6137826B2

JP6137826B2 - 粉体連続定流量供給機の粉体供給量制御装置

Info

Publication number: JP6137826B2
Application number: JP2012275604A
Authority: JP
Inventors: 眞由美岩子; 道雄上村; 朋行高橋
Original assignee: Funken Powtechs Inc
Current assignee: Funken Powtechs Inc
Priority date: 2012-12-18
Filing date: 2012-12-18
Publication date: 2017-05-31
Anticipated expiration: 2032-12-18
Also published as: JP2014118278A

Description

本発明は、粉体連続定流量供給機により連続供給している粉体供給能力の範囲を広範囲に制御することができる粉体連続定流量供給機の粉体供給量制御装置に関する。

今日、各種産業分野の多くの工程において、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すると共に、プロセス全体の成否を決めることになる。

そこで、本出願人は、先に、粉体連続定流量供給機において、前記供給機の上部円筒内の粉体重量を検出すると共に、前記供給機の回転数を検出してこの回転数に比例した容積流量を得て、１回転毎の粉体重量を検出し、この１回転毎の粉体重量と、予め設定された容積データとから供給粉体の見掛け比重を計算し、前記供給機の１回転毎に得られる見掛け比重の移動平均値を計算し、さらに前記見掛け比重の移動平均値から見掛け比重（ＢＤ値）を計算し、この見掛け比重（ＢＤ値）から供給量（ＰＶ値）を計算して、前記供給量（ＰＶ値）をＰＩＤ制御回路、Ｄ／Ａ変換回路等を介して前記供給機を駆動するモータの回転数をＰＩＤ制御するように構成した粉体連続定流量供給機の制御装置を開発し、特許を得た（特許文献１参照）。

特許第３３１２９４９号公報

この種の粉体連続定流量供給機においては、取扱う粉体等の供給能力を広範囲に設定することが要求される。この場合、前記供給機を駆動するモータの可変速度範囲に依存する。そこで、前記モータとして定トルクモータを使用し、インバータによる速度制御を行うものとすれば、その可変速度範囲は１：２４となる。

また、前記モータとしてサーボモータの使用や、インバータによる磁束ベクトル制御を行うものとすれば、さらに広範囲な可変速度制御が可能になるが、前記供給機を１：２４以下の低速域の回転数で運転すると、粉体の供給が連続的でなくなり、例えば粉体がぼたり落ち状態となり、連続した定流量供給が不可能になる難点がある。

さらに、前記供給機に対し、１：２４以上とする広範囲供給能力とする場合には、大供給能力用と小供給能力用のそれぞれ２種類の供給能力の異なる供給機を用意しなければならない等の難点がある。

しかるに、本発明者等は、前述した問題点を解消するために、鋭意検討並びに試作を重ねた結果、粉体を貯留する上部貯留室と粉体の定量供給を行う下部定量室とを備えた粉体連続定流量供給機からなり、下部定量室において粉体を連続的に送出するモータにより回転駆動する粉体供給盤に形成されるローレット底面からなる環状通路部に対して、送出される粉体を定量供給通路に排出する開口部に開度調整可能なゲート手段を設け、このゲートを流体シリンダ等の自動制御操作部材によって操作し、前記開口部の開度を、例えば１００％と２０％等の複数段階に、自動切換え操作するよう構成することにより、粉体の定量供給に際しての供給能力範囲を、例えば１：１２０の広範囲に可変調整することができ、前記問題点を一挙に解消することができることを突き止めた。

従って、本発明においては、粉体を連続的に定量供給排出する供給機の粉体重量を検出すると共に、前記供給機の回転数を検出してこの回転数に比例した容積流量を得て、１回転毎の粉体重量を検出し、この１回転毎の粉体重量と、予め設定された容積データとから供給粉体の見掛け比重を計算し、前記供給機の１回転毎に得られる見掛け比重の移動平均値を計算し、さらに前記見掛け比重の移動平均値から見掛け比重（ＢＤ値）を計算し、この見掛け比重（ＢＤ値）から供給量（ＰＶ値）を計算して、前記供給量（ＰＶ値）をＰＩＤ制御回路、Ｄ／Ａ変換回路等を介して前記供給機を駆動するモータの回転数をＰＩＤ制御するように構成した粉体連続定流量供給機の制御装置からなり、前記供給機の底部において、回転駆動する粉体供給盤に形成した環状通路に対して設けた粉体の定量供給排出を行う開口部に、開度調整可能なゲート手段を設け、このゲート手段の開閉板による前記開口部の開度を大流量と小流量とに切換え操作する制御機構を設けることにより、粉体の定量供給に際しての供給能力範囲を広範囲に可変調整できることに成功した。

そこで、本発明の目的は、従来の粉体連続定流量供給機の制御装置において、粉体供給機に設けた粉体供給盤に形成した環状通路に対して形成される粉体の定量供給排出を行う開口部に、開度調整可能なゲート手段を設けて、粉体の定量供給に際しての供給能力範囲を広範囲に可変調整することができると共に、前記可変調整に伴う適正な粉体の供給量の制御を行うことができる粉体連続定流量供給機の粉体供給量制御装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明の請求項１に記載の粉体連続定流量供給機の粉体供給量制御装置は、粉体を連続的に定量供給排出する供給機の粉体重量を検出すると共に、前記供給機の回転数を検出してこの回転数に比例した容積流量を得て、１回転毎の粉体重量を重量検出回路により検出し、この１回転毎の粉体重量と、予め設定された容積データとから供給粉体の見掛け比重を計算し、前記供給機の１回転毎に得られる見掛け比重の移動平均値を計算し、さらに前記見掛け比重の移動平均値から見掛け比重平均値（ＢＤ値）を比重平均値計算回路により計算し、この見掛け比重平均値（ＢＤ値）から供給量（ＰＶ値）を供給量計算回路により計算して、前記供給量（ＰＶ値）をＰＩＤ制御回路、Ｄ／Ａ変換回路を介して前記供給機を駆動するモータの回転数をＰＩＤ制御するように構成した粉体連続定流量供給機の制御装置からなり、
前記供給機の底部において、回転駆動する粉体供給盤に形成した環状通路に対して設けた粉体の定量供給排出を行う開口部に、その開口率を切換え制御する制御操作機構を設けた、開度調整可能なゲート手段と、
前記供給機の流量設定回路において予め設定された流量設定値（ＳＶ値）に対し、前記流量設定値の流量の大小を判定し、前記ゲート手段の開口率を切換え制御する前記制御操作機構を制御する制御回路と、
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、前記流量設定回路において設定される流量設定値（ＳＶ値）に基づいて容積データ切換え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を設け、
前記制御回路により、前記流量設定回路において予め設定された流量設定値（ＳＶ値）に基づいて前記ゲート手段の開口率を１００％〜２０％の範囲に調整して切換え制御すると共に、前記容積データ切換え回路により設定される容積データから前記比重計算回路を介して前記比重平均値計算回路より出力される見掛け比重平均値（ＢＤ値）に基づいて、前記供給量計算回路で計算される供給量（ＰＶ値）により前記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。

また、本発明の請求項２に記載の粉体連続定流量供給機の粉体供給量制御装置は、粉体受入フィーダから供給される粉体を連続的に定流量供給排出する供給機を構成すると共に、前記供給機に供給された粉体を定量供給排出する開口部に開度調整可能なゲート手段を設けた粉体連続定流量供給機からなり、
前記供給機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供給機に粉体を供給するフィーダの駆動モータの起動／停止を行うオン・オフ信号およ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前記供給機の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、
前記供給機の流量設定回路において予め設定された流量設定値（ＳＶ値）に対し、前記流量設定値の流量の大小を判定し、前記ゲート手段の開口率を切換え制御する制御操作機構を制御する制御回路と、
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、前記流量設定回路において設定される流量設定値（ＳＶ値）に基づいて容積データ切換え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前記供給機の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平均値（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平均値（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、
前記ゲート手段の開口率を切換え制御する制御操作機構を制御する制御回路により、前記流量設定回路において予め設定された流量設定値（ＳＶ値）に基づいて前記ゲート手段の開口率を１００％〜２０％の範囲に調整して切換え制御すると共に、前記容積データ切換え回路により設定される容積データから前記比重計算回路を介して前記比重平均値計算回路より出力される見掛け比重平均値（ＢＤ値）に基づいて、前記供給量計算回路で計算される供給量（ＰＶ値）によって、前記供給機のモータの回転数をＰＩＤ制御回路、Ｄ／Ａ変換回路を介してＰＩＤ制御するように構成したことを特徴する。

本発明に係る粉体連続定流量供給機の粉体供給量制御装置によれば、従来の粉体連続定流量供給機における制御装置としての良好な応答性、粉体の見掛け比重の正確な計測、並びに、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ることに加えて、粉体の定量供給に際しての供給能力範囲を広範囲に可変調整することができ、粉体供給に伴う各種の生産工程における工程管理および品質管理を有効に達成することができる。

また、本発明に係る粉体供給量制御装置のメンテナンス性については、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／設定等はタッチパネル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。

本発明におけるに粉体供給量制御を行う粉体連続定流量供給機の一実施例を示す概略構成説明図である。図１に示す粉体連続定流量供給機の粉体供給を行う環状通路の要部平面を示すものであって、（ａ）は１００％ゲート開放時における環状通路の要部平面説明図、（ｂ）は２０％ゲート開放時における環状通路の要部平面説明図である。本発明に係る粉体連続定流量供給機の粉体供給量制御装置を構成する制御系統図である。

次に、本発明に係る粉体連続定流量供給機の粉体供給量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。

図１は、本発明に係る粉体供給量制御を行う粉体連続定流量供給機の一実施例としての概略構成を示すものである。すなわち、図１において、参照符号１０は粉体連続定流量供給機の上部粉体貯留室、１２は下部粉体定量室をそれぞれ示す。前記下部粉体定量室１２の底部には、電動モータの駆動軸１４に連動結合されて回転駆動する縦軸からなる回転軸部材１６の基部が設けられ、この回転軸部材１６の上端部は、前記下部粉体定量室１２の中心部を貫通し、前記上部粉体貯留室１０の底部迄延在し、前記上部粉体貯留室１０の底部内に設けられた撹拌羽根１８を回転可能に軸支するよう構成されている。

また、前記下部粉体定量室１２内において、前記回転軸部材１６に撹拌羽根２０を回転可能に軸支すると共に、その底部内において粉体供給盤２２を回転可能に軸支するよう構成されている。前記粉体供給盤２２の外周部には、所要幅の段部としその底面をローレット状に形成した環状通路２４を設け、前記上部粉体貯留室１０に貯留される粉体を前記撹拌羽根１８および２０の作用により、前記環状通路２４へ案内供給するように構成される。なお、前記撹拌羽根２０と粉体供給盤２２との間には、適宜固定羽根２６が設けられ、それぞれ前記下部粉体定量室１２の内壁部に適宜固定配置されている。

しかるに、前記環状通路２４へ案内供給される粉体は、前記下部粉体定量室１２の一側部に設けた開口部２８において、前記粉体供給盤２２の回転駆動に基づいて、定量的に排出され、前記開口部２８に結合される粉体供給管３０に対し粉体の連続定流量供給を行うことができる。

以上の構成は、従来における粉体連続定流量供給機として、公知の構成からなるものである。そこで、本発明においては、図１に示すように、前記下部粉体定量室１２の一側部に設けた開口部２８において、その開口部２８の開度を調整可能とする開閉板３１を有するゲート手段３２を設けたことを特徴とするものである。この場合、前記ゲート手段３２の開閉板３１は、前記開口部２８の開度を、例えば１００％［図２の（ａ）参照］と２０％［図２の（ｂ）参照］となるように、それぞれエアシリンダ等からなる制御操作機構３３により、切換え操作するように構成される。

従って、前記構成からなる本実施例の粉体連続定流量供給機によれば、前記ゲート手段３２の開閉板３１による前記開口部２８の開度を、前記制御操作機構３３により大流量と小流量とにそれぞれ切換え操作することにより、粉体の定量供給に際しての供給能力範囲を広範囲に可変調整することができる。

次に、前記構成からなる粉体連続定流量供給機の粉体供給量制御装置につき、図３に示す制御系統図を参照しながら説明する。

図３において、参照符号４０は、粉体受入フィーダを示し、この粉体受入フィーダ４０の下方に、前述した実施例と同様の構成からなる粉体連続定流量供給機４１が設けられている。前記供給機４１に対しては、その内部に供給されている粉体の重量を検出するためのロードセル４２、４３がそれぞれ設けられ、これらのロードセル４２、４３により検出された前記粉体の重量信号を加算器４４で得られた粉体重量信号は、ロードセルアンプ５０を介してデジタル数値化した粉体重量（Ｗn ）を出力するように設定される。

また、参照符号４５は、前記供給機４１の粉体供給盤（図１参照）を回転駆動する駆動軸部材に配置されたパルスセンサを示し、このパルスセンサ４５により前記供給機４１の粉体供給盤の回転数〔ｒｐｍ〕を検出することにより、前記回転数に直線比例した粉体の容積流量Ｖ〔ｌ／ｈ〕を得ることができる。なお、参照符号４６は、前記供給機４１の粉体供給盤を回転駆動するインバータモータを示す。そして、参照符号４７は、前記粉体受入フィーダ４０から前記供給機４１へ粉体を供給するために前記粉体受入フィーダ４０に設けた粉体供給用駆動モータを示す。

さらに、本実施例において、前記供給機４１の粉体の定量供給排出を行う開口部には、ゲート手段３２が設けられ、流量設定回路３４において予め設定された流量設定値〔ＳＶ値〕に対し、広範囲供給能力制御回路において、前記流量設定値が大容量であるか小流量であるかを判定し、その判定結果に基づいて前記ゲート手段３２の開閉板３１の開度を、例えば１００％または２０％に設定するように、制御操作機構３３に対して制御回路３６を介して制御操作するように構成される。

しかるに、前記加算器４４で得られた粉体重量信号は、デジタルロードセルアンプ５０を介してデジタル数値化された重量データ（Ｗn ）に変換されて、重量データ読込回路５１に読み込まれ、重量（ΔＷ）検出回路５２に出力するように構成される。前記重量データ読込回路５１に読み込まれた重量データ（Ｗn ）は、レベル検出及び重量検出スタートパルス出力回路５３に入力され、前記供給機４１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４０の駆動モータ４７に対し、その起動および停止を行うための受入信号およ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。

また、前記パルスセンサ４５により得られた前記供給機４１の粉体供給盤の回転数信号は、分周回路５５で分周され、重量ΔＷ〔ｇ〕計測のための回転軸部材の１回転１パルスの同期信号を発生し、重量（ΔＷ）検出回路５２に入力するよう構成される。すなわち、この場合、前記分周回路５５からの同期パルス信号毎に、ロードセル４２、４３からの供給機４１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５０を介して重量データとして、重量データ読込回路５１に読み込み、重量（ΔＷ）検出回路５２に出力するように構成される。

重量（ΔＷ）検出回路５２は、分周回路５５よりの同期信号に基づいて、順次供給機４１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。

ΔＷ1 ＝ＷST−Ｗ1
ΔＷ2 ＝Ｗ1 −Ｗ2
ΔＷ3 ＝Ｗ2 −Ｗ3
・
・
ΔＷn ＝Ｗn-1 −Ｗn
ここで、ＷSTは読込スタート時の粉体重量を表わし、Ｗ１、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。

前記検出値ΔＷn は、供給機４１の回転軸部材１回転毎の粉体重量ΔＷn〔ｇ〕であり、ΔＶ〔ｍｌ〕を供給機４１の環状通路容積とすれば、供給粉体の見掛け比重ＢＤ〔ｇ／ｍｌ〕は、比重計算回路５４により、
ＢＤ＝ΔＷn ／ΔＶ
で求められる。

前記比重計算回路５４において、前記ΔＶは、供給機４１の機種、型番により決まる一定値であり、さらにゲート手段の開口率を切換えることにより決定される定数であるため、前記流量設定回路３４において設定された流量設定値〔ＳＶ値〕に基づいて、前記広範囲供給能力制御回路３５を介して容積データ切換え回路３８に設定され、比重計算回路５４に入力される。なお、ΔＷn≦０の時は、比重計算回路５４にΔＷn のデータを送らない。また、分周回路５５へリセット信号が出力されている時は、重量検出回路５２に読み込まれている重量ΔＷn のデータは全てクリアされ、重量検出回路５２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。

次に、比重平均値計算回路５６により、比重計算回路５４から出力される供給機４１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＝ＢＤ1 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＝（ＢＤ1 ＋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＝（ＢＤ1 ＋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。

このようにして、比重平均値計算回路５６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５９に入力され、指示される。以上のように、供給機４１の粉体供給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。

前記比重平均値計算回路５６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６０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６０は、供給機４１の粉体供給開始時初期設定器６１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４１の回転後は前記初期設定器６１からのＢＤ値に代えて比重平均値計算回路５６よりのＢＤ値が設定され、供給量（ＰＶ値）計算回路６４に入力されるように構成される。

なお、前記比重計算回路５４と比重平均値計算回路５６の間には、比重偏差判定回路５７が挿入配置されており、比重計算回路５４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５８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。

一方、供給機４１は、インバータモータ４６により回転駆動されて、粉体を供給するように構成されている。供給される粉体の容積流量Ｖ〔ｌ／ｈ〕は、供給機４１の駆動軸１４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４１の駆動軸１４には、パルスセンサ４５が取り付けられており、このパルスセンサ４５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４５からのパルス信号は、Ｆ／Ｖ（周波数／電圧）変換器６２によってアナログ電圧に変換され、さらにＡ／Ｄ変換器６３によりデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器６３より出力されるデジタル信号は、回転数〔ｒｐｍ〕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。なお、定数ｋは、前記ゲート手段の開口率を切換えることにより変化するため、容積データ切換回路３８を介してＰＶ値計算回路６４に反映される。

従って、供給量ＰＶ〔ｋｇ／ｈ〕は、ＰＶ＝ＢＤ×ｋＮとなり、供給量（ＰＶ値）計算回路６４によりこの計算が行われる。この供給量（ＰＶ値）計算回路６４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６５に入力され、流量設定回路３４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６５から出力される制御信号は、Ｄ／Ａ変換器６６でアナログ電圧に変換され、インバータ６７に入力される。インバータ６７は、ＰＩＤ制御回路６５よりの制御信号により、供給機４１のインバータモータ４６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４６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。

なお、Ａ／Ｄ変換器６３の出力は、回転数換算回路６８で回転数〔ｒｐｍ〕に変換され、デジタル指示計６９によりデジタル指示される。また、供給量計算回路６４の出力は、払出積算パルス出力回路７０に入力され、積算カウンタ７１で積算され、デジタル指示計７２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６４の出力は、供給量表示回路７３にも入力され、デジタル指示計７４により供給量（ＰＶ値）がデジタル表示される。

前述したように、本発明に係る粉体連続定流量供給機においては、１回転毎の粉体のデジタル重量信号（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回転毎の容積量（ΔＶ）を設定する。次に、デジタル重量信号（ΔＷn ）と前記容積量（ΔＶ）とに基づき、供給機の１回転毎に重量／容積量（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（ΣＢＤ／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。

また、本発明においては、一般に定流量供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回転毎の容積量データ（ΔＶ）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ことができる。

以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は前述した実施例に限定されることなく、例えば、供給機の粉体を定量供給排出する開口部に設けた開度調整可能なゲート手段について、前記ゲート手段の開口率を１００％と２０％に設定する場合を説明したが、前記数値に限定することなく、種々の数値に設定することができるばかりでなく、その他本発明の精神を逸脱しない範囲内において、種々の設計変更が可能である。

１０上部粉体貯留室１２下部粉体定量室
１４駆動軸１６回転軸部材
１８撹拌羽根２０撹拌羽根
２２粉体供給盤２４環状通路
２６固定羽根２８開口部
３０粉体供給管３１開閉板
３２ゲート手段３３制御操作機構
３４流量設定回路３５広範囲供給能力制御回路
３６制御回路３８容積データ切換え回路
４０粉体受入フィーダ４１定流量供給機
４２、４３ロードセル４４加算器
４５パルスセンサ４６インバータモータ
４７粉体供給用駆動モータ５０デジタルロードセルアンプ
５１重量データ読込回路５２重量検出回路
５３レベル検出及び重量検出スタートパルス出力回路
５４比重計算回路５５分周回路
５６比重平均値計算回路５７比重偏差判定回路
５８比重偏差表示部５９デジタル指示計
６０見掛け比重切換設定回路６１粉体供給開始時初期設定器
６２Ｆ／Ｖ変換器６３Ａ／Ｄ変換器
６４供給量計算回路６５ＰＩＤ制御回路
６６Ｄ／Ａ変換器６７インバータ
６８回転数換算回路６９デジタル指示計
７０払出積算パルス出力回路７１積算カウンタ
７２デジタル指示計７３供給量表示回路
７４デジタル指示計

Claims

粉体を連続的に定量供給排出する供給機の粉体重量を検出すると共に、前記供給機の回転数を検出してこの回転数に比例した容積流量を得て、１回転毎の粉体重量を重量検出回路により検出し、この１回転毎の粉体重量と、予め設定された容積データとから供給粉体の見掛け比重を計算し、前記供給機の１回転毎に得られる見掛け比重の移動平均値を計算し、さらに前記見掛け比重の移動平均値から見掛け比重平均値（ＢＤ値）を比重平均値計算回路により計算し、この見掛け比重平均値（ＢＤ値）から供給量（ＰＶ値）を供給量計算回路により計算して、前記供給量（ＰＶ値）をＰＩＤ制御回路、Ｄ／Ａ変換回路を介して前記供給機を駆動するモータの回転数をＰＩＤ制御するように構成した粉体連続定流量供給機の制御装置からなり、
前記供給機の底部において、回転駆動する粉体供給盤に形成した環状通路に対して設けた粉体の定量供給排出を行う開口部に、その開口率を切換え制御する制御操作機構を設けた、開度調整可能なゲート手段と、
前記供給機の流量設定回路において予め設定された流量設定値（ＳＶ値）に対し、前記流量設定値の流量の大小を判定し、前記ゲート手段の開口率を切換え制御する前記制御操作機構を制御する制御回路と、
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、前記流量設定回路において設定される流量設定値（ＳＶ値）に基づいて容積データ切換え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を設け、
前記制御回路により、前記流量設定回路において予め設定された流量設定値（ＳＶ値）に基づいて前記ゲート手段の開口率を１００％〜２０％の範囲に調整して切換え制御すると共に、前記容積データ切換え回路により設定される容積データから前記比重計算回路を介して前記比重平均値計算回路より出力される見掛け比重平均値（ＢＤ値）に基づいて、前記供給量計算回路で計算される供給量（ＰＶ値）により前記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粉体供給量制御装置。
粉体受入フィーダから供給される粉体を連続的に定流量供給排出する供給機を構成すると共に、前記供給機に供給された粉体を定量供給排出する開口部に開度調整可能なゲート手段を設けた粉体連続定流量供給機からなり、
前記供給機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供給機に粉体を供給するフィーダの駆動モータの起動／停止を行うオン・オフ信号およ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前記供給機の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、
前記供給機の流量設定回路において予め設定された流量設定値（ＳＶ値）に対し、前記流量設定値の流量の大小を判定し、前記ゲート手段の開口率を切換え制御する制御操作機構を制御する制御回路と、
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、前記流量設定回路において設定される流量設定値（ＳＶ値）に基づいて容積データ切換え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前記供給機の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平均値（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平均値（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、
前記ゲート手段の開口率を切換え制御する制御操作機構を制御する制御回路により、前記流量設定回路において予め設定された流量設定値（ＳＶ値）に基づいて前記ゲート手段の開口率を１００％〜２０％の範囲に調整して切換え制御すると共に、前記容積データ切換え回路により設定される容積データから前記比重計算回路を介して前記比重平均値計算回路より出力される見掛け比重平均値（ＢＤ値）に基づいて、前記供給量計算回路で計算される供給量（ＰＶ値）によって、前記供給機のモータの回転数をＰＩＤ制御回路、Ｄ／Ａ変換回路を介して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粉体供給量制御装置。