JPH01308320A - 切出し量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、鉱石等の粉粒状となった原料を貯蔵するホッ
パー、サイロ、ビン、バンカー等の貯槽の下端開口部か
ら原料を切出すためのゲートとフィーダとを具備した切
出し装置における切出し置割’ｔＩ［Ｉ装置に関するも
のである。

〔従来の技術］ 従来の一般的な切出し量制御装置は、貯槽の下端開口部
に切出し用のゲートおよびフィーダを配置し、このフィ
ーダ駆動用のモータと、モータの一次電圧を変化させる
可変電圧器であるスライダックとを具備している。この
従来の一般的な切出し量制御装置は、スライダックの操
作により、モータへの印加電圧を変化させ、もってフィ
ーダの振動数を変化させて貯槽内の原料の切出し量を変
化調節している。

上記した従来の一般的な切出し量制御装置は、切出し量
を下流側の輸送量計量器による測定結果により判断し、
直接あるいは遠隔操作によりパイロットモータを経由し
てスライダックを操作することにより、モータの一次電
圧、すなわち切出し量を適度に調整すると云う手動制御
であるため、調整に手間取ると共に、制御精度が悪いと
云う問題がある。

第６図は、ゲート開度を一定にしての材料銘柄毎の切出
し量とモータの一次電圧との関係を示したものであるが
、この第６図から、モータの一次電圧が一定であっても
、原料の種類、湿度、貯槽内の原料レベル等の相違によ
り切出し量が変動すると云う問題があり、これを一定に
保とうとすると常に輸送量計量器での計量値を監視し、
かつこの計量値の変化に応じてスライダックを細かく調
整しなければならないので、操作が煩雑となると云う問
題がある。

これらの問題を解消する手段としては、第１θ図に示す
ように、原料２を貯蔵した貯槽１の下端開口部にゲート
３と一緒に設けられたフィーダ４の切出し量を計量すべ
く切出された原料２を搬送するベルトコンベア５の途中
に設けられた輸送量計量器７で検出された計量信号と、
切出し量設定装置１１により設定された切出し置設定信
号との偏差を減算器８で演算し、この偏差を零にすべく
　ＰＩＤ調整器９でＰＩＤフィードバック制御演算し、
この結果をフィードバック制御信号としてフィーダ４の
駆動源としてのモータ６の電源装置である可変電圧可変
周波数装置１０に入力する制御手段（特開昭６１−１０
６３３４号公報）がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

この特開昭６１−１０６３３４号公報に示された手段に
おいては、オペレータの操作調整の省力化を成る程度達
成することができるものの、ＰＩＤフィードバック制御
の各種設定を原料２の種類、原料２の湿度、貯槽ｌ内の
原料レベル等の変化に併せて細かくチューニング作業し
なければならない弊害を伴うと共に、貯槽ｌ形状による
貯槽１内での原料２の堆積状態、流動状態の違い及び変
化、フィーダ４の切出し特性の違い、ゲート３の開度の
変化に対して有効な制御性を発揮できない。

すなわち、ＰＩＤフィードバック制御では、計量信号に
重畳する外乱を最小に抑えるのに最適な制御定数と、設
定値変更に対して最適な追従性を発揮するＰＩＤ値とは
必ずしも一致せず、両者の要求を同時に満たす調整は難
しいとされており、大きなむだ時間と一次遅れ系である
貯槽１からの切出し量制御においても例外ではなく、高
度な制御精度を得ることは至難とされていた。

また、ゲート３の開度は、これが切出し量を大きく左右
するファクターでありながらオペレータの従来からの経
験と勘とにより、原料２の銘柄と切出し目標値とに従っ
て適当に調節していた。

第６図中の銘柄Ａをとってゲート開度をパラメータとし
た切出し開度比を求めると、その特性は第７図に示すよ
うになる。この第７図に示された特性から明らかなよう
に、ゲート開度は切出し開度比を大きく支配し、小さく
はフィーダ４の振動数変化で調整することが可能である
ことが分かる。

すなわち、第７図において、切出し量畦を得る場合には
、ゲート開度を７０％とし、モータ６の一次電圧をＶｋ
とすれば良い。

しかしながら、このゲート開度と一次電圧との最適組合
せを求めることは容易ではない。−次電圧についてはＰ
ＩＤ調節器９によりＰＩＤフィードバック系を組むこと
により成る程度の自動調節ができるが、ゲート開度につ
いしは、原料２の銘柄が４００種にも及ぶので、オペレ
ータによる設定は試行錯誤的に長時間を要することにな
っていた。

例えば、第７図において、切出し量畦を得るのに、当初
指示点がゲート開度を９０％として０点にあったとする
と、この指示点を一次電圧を下げて下限の■点までシフ
トした後、まだ切出しＩＷＫよりも大きいので一次電圧
をそのままにしてゲート開度を５０％に変えて■点に移
す。この■点での切出し量Ｗが切出し量−によりも小さ
いので一次電圧を上げて０点までシフトさせるが、この
０点での切出し１ｗがまだ切出し量−によりも小さいの
で、−次電圧をそのままにしてさらにゲート開度を７０
％に変えて０点に移り一次電圧を下げて目標の切出し量
畦を得ることのできる０点を探し出すと云う極めて面倒
な操作を行う。

基本的には、ゲート開度は、原料２の銘柄によって決ま
るのであるが、短期的には、原料２の水分、フィーダ４
の切出し特性等の変化によっても微調整を必要とするも
のであり、これをオペレータの経験と勘とで短時間の内
に判定処理するのは極めて困難である。また、ゲート開
度の制御を自動化するにしても、原料２の銘柄別による
基本設定は容易ではあるが、短期的な原料２の水分、フ
ィーダ４の切出し特性等の変化を反映させることは至難
である。

すなわち、貯槽からの原料の切出し量制御においては、
原料の種類、原料の湿度、貯槽内の原料レベルと云った
プロセス変動があり、貯槽形状、フィーダの切出し特性
の違い、ゲート開度との対応、外乱抑制、設定値変更追
従性に対しても柔軟な調整を達成できると云った課題を
克服した上での操作及びチューニング作業の省力化と高
度な制御精度とを得ることが要求されているのであり、
またこれとは別に短期的な原料の水分、フィーダの切出
し特性等の変化に対応したゲート開度の微調整を可能と
することが要求されるのである。

一般的に、フィーダによる原料切出しの過渡特性は、第
８図に示すように、大きなむだ時間ＴＬと一次遅れ時間
Ｔとの系で近似することが可能である。この系をＰＩＤ
フィードバック制御方式にて最適制御するためのＰＩＤ
演算式は、 ｍ（ｔ）　−１００／Ｐｆｌ　　（１／ＴＩ・ｊｅ（ｔ
）ｄｔ＋ｅ（ｔ）＋ＴＤｄｅ（ｔ）／ｄｔ） である。なお、ｍ（ｔ）は操作出力、ＰＢは比例項、Ｔ
Ｉは積分時間、ＴＤは微分時間、ｅ（ｔ）は制御偏差で
ある。

上式におけるＰＢ、　ＴＩ、ＴＤであるＰＩＤ設定値は
、ＦＰ、　ＰＩ、　ＦＤをＰＢ、　ＴＩ、　ＴＤの最適
値を求める関数とすれば、次のように表わされる。

原料の銘柄の相違、原料の銘柄により異なる粒度、比重
、湿度、貯槽内の原料レベル、貯槽の形状、フィーダの
切出し特性の違い、ゲート開度との対応と云った点から
プロセスのに、Ｔ、几値は変化する。また、逆に外乱抑
制と設定値変更追従性の両者にも柔軟な調整を得ること
ができるようにするには、ＰＩＤ設定値であるＰＢ、　
ＴＬ、１口を変化させる必要がある。

このことから、フィーダによる原料切出し量制御におい
ては、ＰＩＤ設定値を、プロセスの特性変化に対応しか
つ柔軟な調整のためにも直接的に変化させる必要がある
ことがわかる。

また、切出し目標値と原料の銘柄の違いと、さらに原料
の水分、フィーダの切出し特性等の変化に基づいた適性
な初期ゲート開度を数学モデルを用いて演算算出するこ
とは非常に難しいことは前述の通りであるが、視点を変
えて、一つの原料銘柄の所定の貯槽からの切出し開始か
ら切出し終了までの１ジヨブで見れば、その切出し終了
時点では試行錯誤的制御があったかも知れないが、最終
的にはゲート開度は最適値となっているはずである。従
って、この最も有効な経験値を次回のジョブの初期ゲー
ト開度に順次累積して反映する学習制御を行えば、有効
なゲート開度制御が可能となる。

本発明は、上記した従来技術における問題点を解消し、
従来からの要望を満たすべく創案されたもので、操作お
よびチューニング作業の省力化を達成すると共に、ＰＩ
Ｄ設定値をプロセス特性変化への対応および柔軟な、調
整のために大幅に変化させ、フィーダによる原料の切出
し量の高度な制御精度を得ることを目的とするものであ
る。

また、他の目的は、原料の銘柄毎の過去のゲート開度を
制御した実績を最も有効な経験値として学習制御により
切出し目標値に対応した適性な初期ゲート開度を演算制
御することにある。

さらに、他の目的は、ＰＩＤ調節器に対するＰＩＤ設定
制御に加えて、初期ゲート開度の演算制御を与えること
により、原料の切出し量のより高度な制御精度を得るこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成する本発明の手段は、ＰＩＤ調節器から
出力されるフィードバック制御信号を調整設定する手段
と、適性な初期ゲート開度を演算制御する手段と、両手
段を有機的に結合した手段とがある。

ＰＩＤ調節器からのフィードバック制御信号を調整設定
する手段は、 貯槽内に収納された粉粒状原料のゲートおよびフィーダ
を介しての切出し量を、切出された原料量と設定された
切出し量との偏差値をＰＩＤ　ｖｆ１節器によりＰＩＤ
処理してフィードバック制御信号としてフィーダの駆動
源に入力する切出し量制御装置であること、 原料銘柄と貯槽番号とから予め登録したＰＩＤ適性値を
抽出してＰＩＤ基本設定値とする影響信号と、起動時の
プロセス同定結果によりＰＩＤ基本設定値の補正演算を
させる探索信号と、さらに制御途中で偏差値が大きくな
る制御不安定時に探索信号による補正演算に代わって一
時的に強制介入して偏差値によりＰＩＤ基本設定値の補
正演算をさせる偏差信号とを発して段階的な制御を行う
１）ＩＤ設定値を成形し、このＰＩＤ設定値をＰＩＤ調
節器に出力するＰ１設定演算装置を設けること、 にある。

また、適性な初期ゲート開度を演算制御する手段は、 貯槽内に収納された粉粒状原料のゲートおよびフィーダ
を介しての切出し量を、切出された原料量と設定された
切出し量との偏差値をＰＩＤ調節器によりＰＩＤ処理し
てフィードバック制御信号とじてフィーダの駆動源に入
力する切出し量制御装置に併設されるものであること、 ジョブ終了時点でのゲート開度比を演算し、この演算結
果とそのジョブの開始時の初期ゲート開度比とから次回
のジョブにおける原料の同一銘柄グループの初期ゲート
開度比を指数平均演算により算出して原料の銘柄グルー
プ別に記憶し、嵩密度と安息角とを基にして各原料を複
数の銘柄グループに分割し、原料の銘柄指定に従って対
応する銘柄グループを選択してこの銘柄グループの記憶
された初期ゲート開度比を取出し、この取出された初期
ゲート開度比から次回のジョブの初期ゲート開度を設定
すると共に、ゲートのその後の補正開閉制御をＰＩＤ調
節器からの信号により実施するゲート制御装置を設ける
こと、 にある。

そして両手段を有機的に結合した手段は、貯槽内に収納
された粉粒状原料のゲートおよびフィーダを介しての切
出し量を、切出された原料量と設定された切出し量との
偏差値をＰＩＤ調節器によりＰＩＤ処理してフィードバ
ック制御信号としてフィーダの駆動源に入力する切出し
量制御装置であること、原料の銘柄と貯槽番号とから予
め登録したＰＩＤ適性値を抽出してＰＩＤ基本設定値と
させる影響信号と、起動時のプロセス同定結果によりＰ
ＩＤ基本設定値の補正演算をさせる探索信号と、制御途
中で偏差値が大きくなる制御不安定時に探索信号による
補正演算に代わって一時的に強制介入して偏差値により
ＰＩＤ基本設定値の補正演算をさせる偏差信号とを発し
て段階的な制御を行うＰＩＤ設定値を成形し、このＰＩ
Ｄ設定値をＰＩＤ調節器に出力するＰＩＤ設定演算装置
を設けること、ジョブ終了時点でのゲート開度比を演算
し、この演算結果とそのジョブの開始時の初期ゲート開
度比とから次回のジョブにおける原料の同一銘柄グルー
プの初期ゲート開度比を指数平均演算により算出して原
料の銘柄グループ別に記憶し、嵩密度と安息角とを基に
して各原料を複数の銘柄グループに分割し、原料の銘柄
指定に従って対応する銘柄グループを選択してこの銘柄
グループの記憶された初期ゲート開度比を取出し、この
取出された初期ゲート開度比から次回のジョブの初期ゲ
ート開度を設定すると共に、ゲートのその後の補正開閉
制御をＰＩＤ調節器からの信号により実施するゲート制
御装置を設けること、 にある。

〔作用〕

ＰＩＤ調節器からのフィードバック制御信号を調整設定
する手段は、影響信号により原料の銘柄と貯槽番号とに
対応して予め登録された多数のＰＩＤ適性値中から最適
の値を抽出してＰＩＤ基本設定値とし、この抽出された
ＰＩＤ基本設定値を探索信号により得られた起動時のプ
ロセス同定結果に従って補正演算してＰＩＤ設定値とし
、さらに制御途中で偏差値が大きくなる制御不安定時に
だけ、この探索信号により得られた起動時のプロセス同
定結果に従った補正演算に代わって偏差信号により得ら
れた偏差値を一時的に強制介入してＰＩＤ値を直接変更
設定してＰＩＤ基本設定値をＰＩＤ設定値に補正演算を
するので、原料の種類については影響信号により、原料
の湿度、貯槽内の原料レベルについては探索信号と偏差
信号とにより、貯槽形状、フィーダの切出し特性、ゲー
ト開度のそれぞれの違いについては影響信号と探索信号
とにより、そして外乱抑制と設定値変更追従性の両者に
対する柔軟な調整については偏差信号によって、常に高
度な制御精度で制御することとなる。しかも、これらの
制御は自動的に行われるため、操作およびチューニング
作業を必要としない。

すなわち、影響信号によ、るＰＩＤ基本設定値の設定と
、探索信号によるＰＩＤ基本設定値のＰＩＤ設定値への
補正演算と、偏差信号によるＰＩＤ基本設定値における
ＰＩＤ値の強制変更とを段階的に行う段階制御を行うこ
とにより、プロセス同定過程とＰＩ口設定値調整過程と
を並行して行い、制御系が何時でも一応は働くようにし
ておき、適応過程が進むに従って性能が向上していくよ
うな収束過程を歩ませ、かつその収束過程をできるだけ
速くするようにしているのである。

また、適性な初期ゲート開度を演算制御する手段は、停
止時に対象銘柄グループの特定ジョブの終了時点でのゲ
ート全開までの時間と目標切出し量とから停止時ゲート
開度比を求め、この停止時ゲート開度比と、同じジョブ
の開始時の初期ゲート開度比とを取り込み、次のジョブ
の開始時の初期ゲート開度比を指数平均演算で求めてお
く。

特定の銘柄グループのジョブが指定されたならば、この
銘柄グループに対応する初期ゲート開度比を呼び出して
、切出し量設定装置からの切出し量目標値とから初期ゲ
ート開度を求め、このようにして求められた初期ゲート
開度によりゲートの具体的な初期ゲート制御を行う。そ
して、最終的なゲート閉時間の測定結果は、順次累積さ
れてゲート開度の学習制御がなされる。

すなわち、停止時ゲート開度比と同じジョブの開始時の
初期ゲート開度比とから、次回ジョブの開始時の初期ゲ
ート開度比を指数平均演算で求めることにより、切出し
目標値と原料の銘柄の違いばかりでなく、短期的な原料
の水分、フィーダの特性変化にも追従することができる
のである。

そして両手段、すなわちＰＩＤ調節器からのフィードバ
ック制御信号を調整設定する手段と、適性な初期ゲート
開度を演算制御する手段とを有機的に結合した手段は、
制御の不安定となり易い駆動初期の時点で上記した両手
段の作用を個々に独立して行って、ゲート開度設定不良
による探索信号によるＰＩＤ基本設定値のＰＩＤ設定値
への補正演算を常に良好に達成させ、これにより駆動初
期に早期に制御を安定化させる。また、偏差信号による
強制制御に際しては、直接ゲートの開閉を制御して設定
値変更追従性を大幅に高めている。

〔実施例〕 以下、本発明を図面を参照しながら説明する。

第１図は、ＰＩＤ　１節器からのフィードバック制御信
号を調整設定する手段の基本回路構成を示すもので、原
料切出し装置は従前と同様に、粉粒状原料２を収納した
貯槽１の下端開口部にゲー１−３を介してモータ６によ
り駆動される原料切出し用のフィーダ４を設け、切出さ
れた原料２を所望する箇所に搬送するベルトコンベア５
とから構成されている。

この切出し装置に組付けられる切出し量制御装置は、ベ
ルトコンベア５が形成する原料２の搬送路途中に設けら
れ、切出されて輸送されている原料２の輸送量を直接計
量する輸送量計量器７と、ＣＲＴ等で構成された切出し
量設定装置１１と、この切出し量設定装置１１で設定さ
れた目標切出し量ＳＶと実際の切出し量である輸送量計
量器７の計量値ｐｖとの偏差を演算する減算器８と、こ
の減算器８からの出力によりＰＩＤ制御するＰＩＤ調節
器９と、このＰＩＤ調節器９の出力である制御出力ＭＶ
によりモータ６を制御出力ＭＶに比例した可変電圧可変
周波数制御する可変電圧可変周波数装置１０と、ＰＩＤ
設定演算装置１３とから構成されている。なお、各装置
間のＩ／Ｆ部ではＡ／ＤあるいはＤ／Ａ変換等がなされ
るがこれについては省略する。

ＰＩＤ設定演算装置１３は、入力装置１２から原料２の
銘柄と貯槽番号とを取り込んでＰＩＤ基本設定値を演算
する影響信号演算装置１４と、制御出力ＭＶに加算器１
９により探索信号発生装置１６からの探索信号を起動時
に強制的に重畳させて、そのプロセスに対するはね返り
を輸送１ｐｖによりプロセス同定を行い、このプロセス
同定結果に従ってＰ■Ｄ基本設定値の補正演算をさせる
探索信号演算装置１５と、目標切出し量ＳＶと輸送量ｐ
ｖとの偏差である減算器８の出力を取り込んでこの偏差
値が一定値以上となった際にｐｉｏ基本設定値への一時
的な強制介入演算を行う偏差信号演算装置１７と、この
影響信号演算装置１４と探索信号演算装置１５と偏差信
号演算装置１７とでの演算結果をストックしてＰＩＤＩ
Ｄ調節器演算結果であるＰＩＤ設定値を指定するｐＨ）
値設定装置１８とから構成されている。

次に、この第１図に示した実施例の作用を第４図を参照
しながら説明する。

影響信号に従ったプロセス特性を決める一番大きな要素
である原料２の銘柄（原料２の種類および粒度）と貯槽
番号（貯槽番号により自ずとフィーダ４の特性も決定さ
れる）とを入力装置１２より取り込む。すなわち、原料
２の銘柄を指定することにより、約４００種の銘柄を嵩
密度と安息角とに従って六つに分割された銘柄グループ
中から対応する銘柄グループを選択し、この選択した銘
柄グループと入力された貯槽番号とから、予め登録した
設定値テーブルにより、指定した銘柄と貯槽番号とに適
合した最適ＰＩＤ設定値を抽出してＰＩＤ基本設定値と
する。

次いで、探索信号発生装置１６からの探索信号によりゲ
ート３を一定開度とした状態で、制御出力ＭＶを強制的
に最大値としたキック起動を一定時間かけて、第５図に
示すようなプロセスすなわち輸送量ｐｖのはね返り反応
をみてプロセス同定を実施する。即ち、起動する毎に実
際のプロセスのむだ時間ＴＬ、−次遅れ時間Ｔ等の実測
定を行ってプロセス同定結果を得、このプロセス同定結
果により予め決めている前記（１）式を基本とする演算
により上記したＰＩＤ基本設定値を補正演算してＰＩＤ
設定値を算出する。このように、探索信号は、成る一定
時間ｔの間だけ制御出力ＭＶを強制的に最大とし、これ
に対応した輸送ＩＰＶからプロセス同定を行うのである
が、例えばゲート３の詰まりにより原料２が排出されな
いとむだ時間ＴＬ、−次遅れ時間Ｔは異常に大きな値と
なり、補正演算も異常値を出力してＰＩＤ制御を暴走さ
せる危険がある。

そこで、第４図に示すように、プロセス同定ＯＫと云う
合理性チエツクをかけてそのチエツク結果が正当である
時にだけ補正演算を行うようにしている。なお、起動後
一定時間を経過後は速やかに算出されたＰＩＤ設定値で
のＰＩＤフィードバック制御に移行することは云うまで
もなく、また実際の輸送ＩＰＶは、第５図に示すように
、多少のオーバーシュート後、目標切出し量Ｓｖに一致
することになる。

影響信号と探索信号とにより設定されたＰＩＤ設定値に
従ったＰＩＤフィードバック制御中に偏差値が大きくな
って制御不安定と判定される状態となったならば、探索
信号による補正に代わって偏差信号によるＰＩＤ基本設
定値に対する直接的な補正により比例項ＰＢと積分時間
ＴＩとを強引に強く変更して安全領域に引き込む。偏差
値が安全領域に入ったならば、持続振動の発生等の弊害
防止のために、素早く基の探索信号によって補正演算さ
れたＰＩＤ設定値に戻す。

すなわち、本発明のＰＩＤ設定演算の方針は、影響信号
によりＰＩＤ基本設定値を確定しておいて、例え探索信
号によるプロセス同定が失敗して補正演算ができなくて
も、はぼ安定した制御が得られるようにしている。従っ
て、探索信号による補正演算ではＰＩＤ基本設定値の各
項を大きく変更させていない。これに対して、偏、差信
号では、ＰＩＤ基本設定値の各項を直接大きく変更し、
もって系の早期安定化を計っているのである。

上記実施例における各種演算の設定値、係数は約９５０
点にもおよび、これによりきめの細かい制御が達成され
、切出し目標値の追従性は約３０ｓｅｃを得ることがで
きると共に、外乱抑制は約±１％以下（±１５７／Ｉｆ
）の制御精度を得ることができた。

第２図は、適性な初期ゲート開度を演算制御する手段の
基本的回路構成を示すもので、ｉと云うサフィックスは
銘柄グループ別を示すもので、１〜６グループ設けられ
ており、ｊと云うサフィックスは各銘柄グループ毎の時
系列的なジョブ推移を示している。

ＰＩＤフィードバック制御系に組付けられるゲート制御
装置２０は、ゲート開閉制御装置２６と、停止時ゲート
開度比演算装置２２と、初期ゲート開度比演算装置２４
と、初期ゲート間変化記憶装置２５と、初期ゲート開度
演算装置２３と、入力部を内蔵した銘柄ファイル装置２
１とから構成されている。

停止時ゲート開度比演算装置２２では、ｉと云う銘柄グ
ループのｊと云うジョブの終了時点でのゲート全閉する
までのゲート閉時間Ｔｃ１ｊをゲート開閉制御装置２６
より取り込むと共に、その時の目標切出し量−ｃｉｊを
切出し量設定装置１１より取り込んで、停止時ゲート開
度比ｔｃｉｊを下記の演算式で求める。なお、目標切出
し１ｌＷｃｉｊは輸送量計量器７からの測定値としても
良い。

ｔｃｉｊ　＝Ｔｃｉｊ　／Ｗｃ１ｊ すなわち、目標切出し量当たりめゲート閉時間として停
止時ゲート開度比を求めている。停止時ゲート開度比ｔ
ｃｉｊをゲート閉時間Ｔｃ１ｊから求めたのは、目標切
出し量Ｗｃ１ｊを得るには、ゲート３を逆に全開よりＴ
ｃｌｊ時間だけ開けば最適であると云うことに他ならな
い。

初期ゲート開度比演算装置２４では、停止時ゲート開度
比ｔｃｉｊとその同じジョブの開始時の初期ゲート開度
比ｔｏｉｊとを、次段の初期ゲート開度比記憶装置２５
から取り込み、ｉと云う銘柄グループの次回のジョブ（
ｊ＋１）の開始時の初期ゲート開度比ｔｏｉ（ｊ＋１）
を下記の演算式で求める。

ｔｏｉ　（ｊ　＋　１）　＝α・ｔｏｉｊ　＋　（１−
α）ｔｃｉｊ上式は指数平均演算であって、その意味す
るところは、直近の停止時ゲート開度比ｔｃｉｊと云う
実績と、初期ゲート開度比ｔｏｉｊと云う実績でもって
次のジョブの初期ゲート開度比ｔｏｉ　（ｊ　＋　１）
を決定するものである。このことから、初期ゲート開度
比ｔｏｉｊは、今までの累積学習演算結果を順次蓄積し
た結果であると言える。αは、直近の最新データか過去
の累積データかの何方かを優先させるための係数で、０
から１までの値を選ぶことにより短期的な原料２の水分
、フィーダ４の特性等の変化にも追従することができる
。

この初期ゲート開度比演算装置２４により演算された結
果である初期ゲート開度比ｔｏｉ（ｊ＋１）は、銘柄グ
ループｉ毎に、次の同じ銘柄グループｉのジョブ発生ま
で初期ゲート開度比記憶装置２５に記憶保持される。

原料２の銘柄グループｉの選定は、銘柄ファイル装置２
１に内蔵された銘柄入力部において４００種にも分類さ
れた銘柄の内の一つを設定することにより達成されるが
、実際には上位のプロコンにより伝送指定される。この
銘柄ファイル装置２工における原料２の銘柄分類は、嵩
密度と安息角とにより原料性状を同じくする銘柄グルー
プｉに集約するものである。この銘柄ファイル装置２１
で次のｊと言う銘柄グループのジョブが指定されたなら
、この指定信号が初期ゲート開度比記憶装置２５に伝送
され、銘柄グループｉに対応する初期ゲート開度比ｔｏ
ｉ　（ｊ　＋　１）を呼び出して、これを初期ゲート開
度演算装置２３に伝送し、これとは別に切出し量設定装
置１１からの次のジョブ（ｊ＋１）の切出し量目標値Ｗ
ｏｉ（ｊ＋１）を初期ゲート開度演算装置２３に伝送し
て、初期ゲート開度Ｔｏｉ（ｊ＋１）を、Ｔｏｉ（ｊ＋
１）＝　ｔｏｉ（ｊ＋１）Ｘ　Ｗｏｉ（ｊ＋１）で求め
る。この演算は、開度比に切出し量を乗じることにより
、実態の初期ゲート開度時間を求めるのに他ならない。

ゲート開閉制御装置２６は、初期ゲート開度演算装置２
３で算出された初期ゲート開度Ｔｏｉ　（ｊ　＋　１）
に従ってゲート３の具体的な初期ゲート開制御を行う。

このゲート開閉制御装置２６は、その後の切出し量目標
値の変化によって輸送ＩＰｖがＰＩＤ＊Ｉｍでの適正調
整幅を逸脱して調整幅の上下限に達した時に、ＰＩＤ調
整器９からの指令によりゲート３を開閉制御する。

従って、当然のことながら、同じジョブの開始時と終了
時とでは、ゲート開時間とゲート閉時間とは異なること
になる。そして、最終的なゲート閉時間の測定結果は、
停止時ゲート開度比演算装置にフィードバックされ、順
次累積されてゲート開度の学習制御が行われる。

なお、ゲート開閉制御装置２６には、手動ゲート開閉設
定器２７からの手動補正指令を与えることができるよう
になっている。また、上記実施例においては、ゲート開
度制御をゲート３の開もしくは閉時間によって制御した
が、直接ゲート３の開度位置制御で行っても良い。

第９図は、上記したゲート制御装置２０の順次繰り返し
処理される流れの例を示したものである。

第３図は、ＰＩＤ調節器からのフィードバック制御信号
を調整設定する手段と、適正な初期ゲート開度を演算制
御する手段とを有機的に結合した手段の基本的回路構成
を示すもので、前記した第１図図示実施例の構成と第２
図図示実施例の構成とを組合せたものとなっている。

この段３図図示実施例のものは、前記した第１図および
第２図図示実施例の制御動作を個々にかつ組合せて実施
するようにしたものであるが、起動時には探索信号発生
装置１６からの探索信号によりゲート３を強制的に一時
的に一定開度とした状態で、制御出力ＭＶを強制的に最
大値としたキック起動を一定時間かけ、その後に、初期
ゲート開度演算装置２３に従ったゲート開度とする。こ
の状態から輸送量ｐｖがＰＩＤ制御での適正調整幅を離
脱して調整幅の上下限に達した時に、ＰＩＤ調整器９か
らの指令によりゲート３を開閉制御する。

（発明の効果〕 本発明は、上記した構成となっているので、以下に示す
効果を得ることができる。

フィーダによる貯槽内からの原料の切出し量を貯槽内の
原料の種類、原料の湿度、貯槽内原料のレベルと言った
プロセス変動、貯槽形状、フィーダの切出し特性の違い
、ゲート開度との対応、外乱抑制、設定値変更に対する
追従性の両者にも柔軟に対応して切出し量を精度良く調
整することができる。

上記した切出し量の調整を自動的にかつ高い信頼性を維
持して達成することができる。

省資源、省エネルギーの社会的情勢からプラントの操業
レベルの変更への対応、安定なら良いと言う操業からよ
り良い制御への要求、難しいプロセスに対するループ調
整等、の調整値の最適化を高い精度で確実に達成できる
。

最適調整の制御理論をプロセス制御の現場で使用するこ
とが困難であるため、調整作業が試行錯誤していたため
、調整に時間がかかり、調整結果に個人差が発生し、改
善余地を残した状態で調整を終えなければならず、この
問題を解決するために現場で利用できる自動化システム
が望まれていたが、制御パラメータの調整作業の自動化
の達成により上記要求を満たすことができる。

プロセス特性が操業条件レベル等により大きく変化する
プロセスにおいては、その変化に追従してパラメータの
自動調整を行い、制御性能を安定に維持することが要求
されるが、このプロセス特性の変化に対する素早いそし
て正確な追従を達成することができる。

本発明の実施により、プラントの運転を大きく乱すこと
がなく、プロセスに加わる外乱、ノイズによりチューニ
ングが乱れると言うことがなく、プロセスの動特性変化
に追従するので、短時間で速やかにチューニングできる
。

初期ゲート開度を、原料の種類別および切出し目標値に
対応した過去の最適値に従って算出された最適値に設定
するので、制御不安定となり易い運転初期の制御を極め
て安定したものとすることができる。

原料の銘柄の相違、原料の水分の違い、フィーダの切出
し特性の変化等に対しても柔軟に対応することができる
。

プロセス変動および設定値の変更によるＰＩＤ制御と合
わせて、ゲート開度をこのＰＩＤ制御に従動した状態で
直接制御するので、初期制御のより安定した動作を得る
ことができると共に、大きな偏差に対して速やかに対応
することができ、これにより極めて安定した動作を得る
ことができる。

特に請求項３にあっては、制御の不安定となり易い駆動
初期の時点で、ゲート開度設定不良による探索信号によ
るＰＩＤ基本設定値への補正演算を常に良好に達成でき
るので、駆動初期に早期に制御を安定化させることがで
きる。また、偏差信号による強制制御に際しては、直接
ゲートの開閉を制御して設定値変更に対する追従性を飛
躍的に高めている。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の第１の装置の基本的回路構成の一例
を示すブロック図である。 第２図は、本発明の第２の装置の基本的回路構成の一例
を示すブロック図である。 第３図は、本発明の第３の装置の基本的回路構成の一例
を示すブロック図である。 第４図は、第１図に示した実施例における動作のフロー
チャートを示すものである。 第５図は、第１図および第３図に示した実施例における
探索信号に対する実際の切出し量の変化特性を示す特性
線図である。 第６図は、一般的なフィーダ駆動用モータの一次電圧と
フィーダの切出し量との関係を示す特性線図である。 第７図は、一般的なゲート開度をパラメータとしての一
次電圧と切出し量との関係を示す特性線図である。 第８図は、−船釣なフィーダによる原料切出しの過渡特
性を示す特性線図である。 第９図は、第２図および第３図に示した実施例における
処理例を示すチャート図である。 第１０図は、従来のＰＩＤ制御装置の回路構成を示す概
略図である。 符号の説明 ｌ；貯槽、２；原料、３；ゲート、４；フィーダ、５；
ベルトコンベア、６：モータ、７　；　’１６送！計量
器、８；減算器、９．ＰＩＤ調節器、ｌＯ；可変電圧可
変周波数装置、１１；切出し量設定装置、１２；入力装
置、１３　、　ＰＩＤ設定演算装置、１４；影響信号演
算装置、１５；探索信号演算装置、１６；探索信号発生
装置、１７；偏差信号演算装置、１８　；　ＰＩＤ値設
定装置、１９：加算器、２０；ゲート制御装置、２１；
銘柄ファイル装置、２２；停止時ゲート開度比演算装置
、２３；初期ゲート開度演算装置、２４；初期ゲート開
度比演算装置、２５；初期ゲート開度比記憶装置、２６
；ゲート開閉制御装置、２７；手動ゲート開閉設定器、
ｎν；制御出力、Ｐｖ；輸送量、ＳＶ、目標切出し量、
Ｔ；−次遅れ時間、ＴＬ；むだ時間。 出願人　　川　崎　製　鉄　株式会社 ／！′Ｐ／Ａり −１所タン算４（ｌ　　　　旧−−−ビニ２イ、１２文
来Ａ（ｌブクｚ４〃 ２６−汀拝昨羽剃専妥１ ンクノ７勿 ７−くｌ勿 ゴチリ７４ アφみヅ 一一−Ｂ＋闇

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）貯槽内に収納された粉粒状の原料のゲートおよび
   フィーダを介しての切出し量を、切出された原料の量と
   設定された切出し量との偏差値をＰＩＤ調節器によりＰ
   ＩＤ処理してフィードバック制御信号として前記フィー
   ダの駆動源に入力する切出し量制御装置において、前記
   原料の銘柄と貯槽番号とから予め登録したＰＩＤ適性値
   を抽出してＰＩＤ基本設定値とする影響信号と、起動時
   のプロセス同定結果により前記ＰＩＤ基本設定値の補正
   演算をさせる探索信号と、制御途中で偏差値が大きくな
   る制御不安定時に前記探索信号による補正演算に代わっ
   て一時的に強制介入して該偏差値により前記ＰＩＤ基本
   設定値の補正演算をさせる偏差信号とを発して段階的な
   制御を行うＰＩＤ設定値を成形し、該ＰＩＤ設定値を前
   記ＰＩＤ調節器に出力するＰＩＤ設定演算装置を設けて
   成る切出し量制御装置。
2. （２）貯槽内に収納された粉粒状の原料のゲートおよび
   フィーダを介しての切出し量を、切出された原料の量と
   設定された切出し量との偏差値をＰＩＤ調節器によりＰ
   ＩＤ処理してフィードバック制御信号として前記フィー
   ダの駆動源に入力する切出し量制御装置において、ジョ
   ブ終了時点でのゲート開度比を演算し、該演算結果とそ
   のジョブの開始時の初期ゲート開度比とから次回のジョ
   ブにおける原料の同一銘柄グループの初期ゲート開度比
   を指数平均演算により算出して原料の銘柄グループ別に
   記憶し、嵩密度と安息角とを基にして各原料を複数の銘
   柄グループに分割し、原料の銘柄指定に従って対応する
   銘柄グループを選択して該銘柄グループの記憶された初
   期ゲート開度比を取出し、該取出された初期ゲート開度
   比から次回のジョブの初期ゲート開度を設定すると共に
   、ゲートのその後の補正開閉制御を前記ＰＩＤ調節器か
   らの信号により実施するゲート制御装置を設けて成る切
   出し量制御装置。
3. （３）貯槽内に収納された粉粒状の原料のゲートおよび
   フィーダを介しての切出し量を、切出された原料の量と
   設定された切出し量との偏差値をＰＩＤ調節器によりＰ
   ＩＤ処理してフィードバック制御信号として前記フィー
   ダの駆動源に入力する切出し量制御装置において、 前記原料の銘柄と貯槽番号とから予め登録したＰＩＤ通
   性値を抽出してＰＩＤ基本設定値とする影響信号と、起
   動時のプロセス同定結果により前記ＰＩＤ基本設定値の
   補正演算をさせる探索信号と、制御途中で偏差値が大き
   くなる制御不安定時に前記探索信号による補正演算に代
   わって一時的に強制介入して該偏差値により前記ＰＩＤ
   基本設定値の補正演算をさせる偏差信号とを発して段階
   的な制御を行うＰＩＤ設定値を成形し、該ＰＩＤ設定値
   を前記ＰＩＤ調節器に出力するＰＩＤ設定演算装置と、 ジョブ終了時点でのゲート開度比を演算し、該演算結果
   とそのジョブの開始時の初期ゲート開度比とから次回の
   ジョブにおける原料の同一銘柄グループの初期ゲート開
   度比を指数平均演算により算出して原料銘柄グループ別
   に記憶し、嵩密度と安息角とを基にして各原料を複数の
   銘柄グループに分割し、原料銘柄指定に従って対応する
   銘柄グループを選択して該銘柄グループの記憶された初
   期ゲート開度比を取出し、該取出された初期ゲート開度
   比から次回のジョブの初期ゲート開度を設定すると共に
   、ゲートのその後の補正開閉制御を前記ＰＩＤ調節器か
   らの信号により実施するゲート制御装置と、 を設けて成る切出し量制御装置。