JPH03211019A

JPH03211019A - 重量式粉体原料供給装置

Info

Publication number: JPH03211019A
Application number: JP452090A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Morioka; 森岡　義典; Kuniaki Mitsuhira; 国昭光平
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 1990-01-16
Filing date: 1990-01-16
Publication date: 1991-09-13
Anticipated expiration: 2009-08-17
Also published as: JPH0661760B2

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〕本発明は粉体原料を成形機に供給する重量式粉体原料供
給装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の重量式粉体供給装置は、粉体原料供給機構と該粉
体原料供給機構のホッパに収容されている粉体原料との
合計の重量である全体重量に比例したアナログの電圧ま
たは電流（以下、「アナログ電圧」という。）を出力す
る重量計測装置と、該重量計測装置から出力されるアナ
ログ電圧のレベルを一定時間（例えば１秒間）ごとにサ
ンプリングし、Ａ／Ｄ変換器で変換して得たディジタル
値のサンプリング時間ごとの変化を単位時間（例えば１
時間）あたりの粉体原料の供給量に換算した後、該換算
した供給量を予め設定された目標値に近づけるように粉
体原料供給機構中の駆動装置を制御する制御装置とを備
えていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

丑述した従来の重量式粉体原料供給装置は、重量計測装
置から出力されるアナログ電圧のレベルを制御装置のＡ
／Ｄ変換器でディジタル値に変換しているので、Ａ／Ｄ
変換器の出力のビット数によって制御装置の分解能が決
定される。

例えば、サンプリングタイムが１秒で、重量測定装置レ
ンジか０−１５０ｋｇ　、それをＡ／Ｄ変換器で１２ビ
ツトにディジタル変換した場合、１ビツトあたりの分解
能は１７４０９８であるため、精度は１ビツトあたり１５０（ｋｇ）÷４０９６＝　０．０３６６　（ｋｇ）
となり、この変化が１秒間に起こった場合、１時間あた
りの供給量換算は０．０３６６　（ｋｇ／５ｅｃ）　ｘ　３６００　（ｓ
ｅｃ／ｈｒ）　−１３１（ｋｇ／ｈｒ）となる。すなわ
ちこの制御装置の分解能は１３　］　ｋｇ／ｈｒとなる
。

Ａ／Ｄ変換器を１６ビツトにして性能を向上させた場合
、１ビツトあたりの分解能は］／６５５３６であるため
、精度は１ビツトあたり＋５０（ｋｇ）÷６５５３６　＝　０．００２３　（ｋ
ｇ）となり、この変化が１秒間に起こった場合、１時間
あたりの供給量換算は０．００２３　（ｋｇ／５ｅｃ）　ｘ　３６００　（ｓ
ｅｃ／ｈｒ）　＝　８．２　（ｋｇ／ｈｒ）となる。す
なわちこの制御装置の分解能は８．２ｋｇ／ｈｒとなる
。

つまり、Ａ／Ｄ変換器のビット数を増やせば精度は向上
するが、Ａ／Ｄ変換器の構成が複雑になるので、Ａ／Ｄ
変換のビット数には限界がある。一方、サンプリング間
隔を長くしても精度は向上するが、制御速度か遅くなる
。このため、上記制御装置の分解能（例えば１３　］　
ｋｇ／ｈ　ｒまたは８．２ｋｇ／ｈｒ）を向上させるこ
とは困難である。

また、重量計測装置からのアナログ電圧を制御装置で入
力しているので、重量計測装置と制御装置が離れている
ほど電気的ノイズの影響を受けやすくなる。

さらに、各サンプリング時点のアナログ電圧から供給量
を求めているので、上記サンプリング時点で粉体原料供
給機構の振動などによる外乱があると、その影響を受け
るという問題点がある。

本発明は、上記従来の技術の有する問題点に鑑みてなさ
れたものであり、粉体原料の重量に対応した周波数の信
号を用いることによって、ノイズや外乱の影響を受けに
くく、しかも高精度な重量式粉体原料供給装置を提供す
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明の重量式粉体供給装
置は、粉体原料供給機構を制御して粉体原料を成形機に供給す
る重量式粉体原料供給装置において、前記粉体原料の総
重量に対応した周波数の信号を出力する計測手段と、前記信号を入力すると、該信号の波の数を一定時間ごと
に計数するカウンタと、該カウンタの計数結果の一定時間ごとの変化を前記粉体
原料の単位時間あたりの供給量に換算する供給量換算器
と、前記供給量を目標値に近づけるように前記粉体原料供給
機構を制御する制御手段とを有することを特徴とする。

計測手段は、粉体原料の重量に対応した電圧を出力する
重量計測装置と、該電圧を、該電圧に比例した周波数の
信号に変換する電圧／周波数変換器とを備えたものがあ
る。

〔作用〕

粉体原料供給機構に粉体原料を貯留しておき、該粉体原
料を成形機に連続的に供給していくと、残りの粉体原料
の総重量が次第に減少し、それにつれて計測手段から出
力される信号の周波数が変化する。周波数が変化すると
、上記信号の波の数も変化し、ひいてはカウンタの計数
結果も変化するので、この計数結果の変化から粉体原料
の単位時間あたりの供給量を求め、この供給量を目標値
に近づけるように制御手段が粉体原料供給機構を制御す
る。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図に示す重量式粉体原料供給装置の粉体原料供給機
構１は、粉体原料３を収容するホッパ４を備え、該ホッ
パ４の下方には、図示しない成形機に粉体原料３を供給
するための供給口５と、該供給口５からの供給量を調節
する駆動装置２とが設けられている。

一ト記粉体原料供給機構１は、該粉体原料供給機構１の
重量、ホッパ４内に収容されている粉体原料およびホッ
パ以外の部分に滞留している粉体原料の総重量の合計で
ある全体重量を計測し、該全体重量に比例した出力電圧
ａを出力する重量計測装置６上に設置されている。重量
計測装置６の出力端には電圧／周波数変換器７（以下、
ｒ　Ｖ／Ｆ変換器７」という。）が接続されており、重
量計測装置７の出力電圧ａに比例した周波数の周波数信
号すが出力されるようになっている。これら重量計測装
置６とＶ／Ｆ変換器７は、計測手段を構成するものであ
り、互いに接近して、または一体に設けられていること
が望ましい。

Ｖ／Ｆ変換器７の出力端には、該Ｖ／Ｆ変換器７とは離
れた位置に設置されている制御装置８が、ケーブル１２
を介して接続されている。制御装置８の内部には、カウ
ンタ９と供給量換算器１０と速度制御部１２が設けられ
ている。カウンタ９は、　Ｖ／Ｆ変換器７からの周波数
信号すが入力されると、該周波数信号すの波の数を一定
時間である積算時間ごとに計数する。供給量換算器１０
は、上記カウンタ９の計数結果の積算時間ごとの変化を
粉体原料３の単位時間である１時間あたりの供給量に換
算し、該供給量を示す測定値信号Ｃを出力する。速度制
御部】２は、制御手段として、測定値信号Ｃと、目標値
設定器１１で設定された目標値を示す目標値信号ｄとの
差をとり、その差が最小になるように、すなわち測定値
信号Ｃを目標値信号ｄに近づけるように粉体原料供給機
構１の駆動装置２を制御する。

次に、第１図の実施例の動作について下記の条件で動作
するように設定されていると仮定して説明する。

積算時間　　　　　　　　　　　：１秒間重量計７１ｉ
ｌｌ装置６の測定レンジ　　：　０−　］５０に、ｇ重
量計測装置６の出力レンジ　　：０−１０ＶＶ／Ｆ変換
器７の出力レンジ　　　：　Ｏ−５００ｋｔｌｚ粉体原
料供給機構１の重量　　　：　５０ｋｇ０ｋｇホッパ粉
体原料３の総重量：　２５ｋｇ粉体原料３の供給量Ｆ　
ｅ　　　　　：　２００ｋｇ／ｈｒ上記の条件で本実施
例が粉体原料３の供給を開始する前は、重量計測装置６
にかかる合計重量が５０＋　２５＝　７５ｋｇとなり、
該重量計測装置６から出力電圧ａ＝１０・７５／１５０
　＝５Ｖか出力される。５ｖの出力電圧ａにより、Ｖ／
Ｆ変換器７から周波数ｆ。

５００・５／］Ｏ＝　２５０ｋＨｚ＝　２５００００１
−１ｚの周波数信号すが出力される。したがりて、カウ
ンタ９の当初の計数結果Ｎ。＝　２５００００となる。

駆動装置２が動作を開始すると、ホッパ４内の粉体原料
３が供給口５から図示しない成形機へ供給される。重量
計測装置６にかかる合計重量は、当初の７５ｋｇから１
秒につきＦｅ／３６００ｋｇずつ減少し、それにつれて
出力電圧ａは１秒につき１０・（Ｆｅ／３６００）７１
５０Ｖずつ下がる。コノため、Ｖ／Ｉ＋変換器７から出
力される周波数信号すの周波数ｆ（ｔｌは、時間ｔ（秒
）の関数となり、ｆ　（ｔｌ　＝　２５００００−５０００００−ａｔ／
１０＝　２５００００−５０００００−１０ｔ（Ｆｅ／
３６００）／（１５０・１０）＝　２５００００−１０
０Ｆｅｔ／　＋０８　（Ｈｚ）　　　　　・・・（］　
）となる。カウンタ９の計数結果Ｎ１は、式（１）を積
算時間（ｔ−０からｔ＝１まで）で積分すれば求められ
るから、Ｎ＋＝　５　　ｆ（ｔｌｄｔ　＝　ｌ　’（２５０００
０−１００Ｆｔ／１０８）ｄｔ［２５００００ｔ−］０
０Ｆｅｔ２／　（１０８−２）］　’＝２５００００−
１００Ｆｅ／２１６　　・・（２）設定された条件であ
る粉体原料３の供給量Ｆ＝２００ｋｇ／ｈｒを式（２）
に入れると、Ｎ、　＝　２５００００−１００・２００
７２１６〜２５００００−９２．６２４９９０７．４　　　　　　　　　・・・（３）とな
るが、計数結果Ｎ１は整数であるから式（３）の結果か
ら小数点以下の数値を切り捨て、Ｎ、−０２４９９０７が得られる。

したかって、時刻ｔ＝１における計数結果Ｎ１は、当初
の計数結果Ｎ。よりも、Ｎｏ　　Ｎ＋＝　２５００００　２４９９０７＝　９３
　　　　・・・（４）たけ減少する。式（２）に式（４
）を加算すると、ＮＯ＝　９３＋２５００００−１００
Ｆｅ／２１６　　　　−・−（５）Ｎｏ＝　２５０００
０であるから、式（５）より、供給量Ｆｅとして、Ｆｅ＝９３・２１６７１ｏＯ＝２００．８８（ｋｇ／ｈ
ｒ）　・・−（６）が得られる。

式（６）の結果は計数結果Ｎ、の減少数Ｎ。−Ｎ＋＝９
３の場合であるが、これは式（３）の端数を切り捨てた
結果であるから、積算時間のとり方によフては、Ｎ、−
Ｎ、　＝　９２となることもある。この場合は、供給量
Ｆｅとして、Ｆｅ＝９２−２１［ｉ／］００＝１９８．７２（ｋｇ／
ｈｒ）　・−・（７）が得られる。式（６）　、　（７
）から、本実施例の分解能ｒは、ｒ　＝　２００．８８−１９８．７２＝　２．１６（ｋ
ｇ／ｈｒ）　・−（８）となる。式（８）の数値は、発
明が解決しようとす１する課題の欄で述べた従来技術のもの（１３］ｋｇ／ｈｒ
または８．２ｋｇ／ｈｒ）に比べ、大幅に向上したもの
である。

式（６）または式（７）の数値を示す測定値信号Ｃが供
給量換算器１０から出力されると、該測定値信号Ｃは、
目標値設定器１１から出力される目標値信号ｄと比較さ
れ、速度制御部１２によって、両者を近づけるように駆
動装置２が制御される。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように構成されているので、以
下に記載するような効果を奏する。

粉体原料の総重量に対応した周波数の信号を用いるため
、該信号の周波数レンジを上げるたけで容易に精度（分
解能）を向上できる。

計測手段とカウンタの間は周波数信号が伝えられるもの
であるため、アナログ電圧のレヘルを用いるものに比べ
、はるかにノイズの影響を受けにくいものとなる。

パルス数を一定時間ごとに計数した計数結果を用いるの
で、外乱があっても、パルス数を増やす　２方向の外乱とパルス数を減らす方向の外乱が互いに打消
し合うため、影響を受けにくい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の重量式粉体原料供給装置の実施例を示
す構成図である。１・・・粉体原料供給機構、　　２・・・駆動装置、３
・・・粉体原料、　　　　　４・・・ホッパ、５・・・
供給口、　　　　　　　６・・・重量計測装置、７・・
・Ｖ／Ｆ変換器、　　　　８・・・制御装置、９・・・
カウンタ、　　　　　】Ｏ・・・供給量換算器、１１・
・・目標値設定器、　　　１２・・・速度制御部、ａ・
・・出力電圧、　　　　　ｂ・・・周波数信号、Ｃ・・
・測定値信号、　　　　ｄ・・・目標値信号。

Claims

【特許請求の範囲】１、粉体原料供給機構（１）を制御して粉体原料（３）
を成形機に供給する重量式粉体原料供給装置において、前記粉体原料（３）の総重量に対応した周波数の信号（
ｂ）を出力する計測手段（６、７）と、前記信号（ｂ）
を入力すると、該信号（ｂ）の波の数を一定時間ごとに
計数するカウンタ（９）と、該カウンタ（９）の計数結
果の一定時間ごとの変化を前記粉体原料（３）の単位時
間あたりの供給量（ｃ）に換算する供給量換算器（１０
）と、前記供給量（ｃ）を目標値（ｄ）に近づけるよう
に前記粉体原料供給機構（１）を制御する制御手段（１
２）とを有することを特徴とする重量式粉体原料供給装
置。２、計測手段（６、７）は、粉体原料（３）の重量に対
応した電圧（ａ）を出力する重量計測装置（６）と、該
電圧（ａ）を、該電圧（ａ）に比例した周波数の信号（
ｂ）に変換する電圧／周波数変換器（７）とを備えたも
のである請求項１記載の重量式粉体原料供給装置。