JPH04105907A - 生コンクリートの混練方法 - 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、砂利、砂、セメント、水、混和剤の各種コン
クリート材料を計量、混練して生コンクリートを製造す
る生コン製造プラントにおける生コンクリートの混練方
法に関するものである。

［従来の技術］ 生コンクリートを製造する場合、生コンクリートの品質
に関係するスランプ値を配合設計通りに維持することが
重要である。そのためには各種コンクリート材料を配合
設計通りに計量して混練する必要があるがコンクリート
材料の−っである砂には表面水が付着しており、材料計
量時には計量した砂の表面水量を差し引いて水を計量す
るようにしなければならない。そしてこの砂表面水率の
変動によりスランプ値も大きく変動するため、試験室の
係員は定期的に砂の表面水率を測定して操作盤上の砂表
面水率設定値の補正を行なっており、また水分計を取り
付けて刻々と変化する砂の表面水率を把握することに努
めている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、試験室の係員にとっては定期的に砂の表
面水率を測定することは大変な負担であり、また測定し
た砂の表面水率と実際に計量する砂の表面水率にはばら
つきがあることも十分に考えられ、その場合には製造す
る生コンクリートのスランプ値もばらついて所望の品質
のものを得ることができない。そこで、プラントの操作
員はミキサ内で混練している生コンクリートを目視また
はスランプ計にて所望のスランプの製品ができ上がって
いるかを絶えず確認する必要があり、その負担も大きい
。

また水分計によって砂の表面水率を測定し、この値をフ
ィードバックして砂表面水率設定値を自動補正すること
ができれば良いのだが、砂の表面水率を連続的に高精度
で測定する水分計がなく、実際に取り付けられている水
分計の多くは操作員の判断の参考のために取り付けられ
ており、操作員はそれを参考にして操作盤上の砂表面水
率設定値を手動にて適正に補正しており、熟練した操作
員でないと運転操作できない欠点もあった。

本発明は上記の点に鑑み、熟練した操作員の経験が生か
せるファジィ推論を適用して実計量水の不足分を自動的
に補正できるようにすることを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するために、材料混練中のミキ
サ駆動用モータの負荷電力値を検出し、配合毎に設定し
たミキサ駆動用モータの基準負荷電力値に対する混練中
の負荷電力値の偏差量とバッチ毎の混練量とに基づいて
ファジィ推論を行ない実計量水量に対する補正水量を推
定して適正な水の添加を行なうものである。

［作　用］ 本発明に係る生コンクリートの混練方法にあっては、予
めミキサ駆動用モータの負荷電力値と配合毎に設定した
基準負荷電力値との偏差量と、■バッチ当たりの生コン
クリートの混練容量とをファジィ推論規則の前件部とし
、更にファジィ推論規則の後件部として実計量水量に対
する補正水量を記憶部に記憶しておき、混練中にミキサ
駆動用モータの負荷電力値を検出し、先に設定記憶した
基準負荷電力値との偏差量を算出すると共に、該偏差量
と生コンクリートの混練容量とから、ファジィ推論を行
ない、実計量水量に対する補正水量を推論する。そして
このとき、混練中のミキサ駆動用モータの負荷電力値が
基準負荷電力値を上回り、混練中の生コンクリートのス
ランプが所定の値より低い場合には、先に推定した実計
量水量に対する補正水量に見合う補正水を混練中の生コ
ンクリートに添加して配合設計に適合した生コンクリー
トを得るのである。

Ｕ実施例７ 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

１は各種コンクリート材料を混練するミキサであって、
内部に配設した混練羽根２をミキサ駆動用モータ３によ
って所定の速度で回転させている。ミキサ１の上位には
砂利、砂、セメント等の各種計量槽（図示せず）と重量
検出器４により支持した水計量槽５とが配設しである。

水計量槽５の上位には貯水槽６が配設してあり、該貯水
槽６の下部には水計量弁７を有する主排水管８と、主排
水管８から分岐させ、補正水制御弁９を有する副排水管
１０を配設している。そして、水計量弁７の開閉制御に
より排出される水を前記水計量槽５で所定量計量して計
量水としてミキサ１に投入すると共に、水量の不足分は
補正水制御弁９を開閉制御することにより所定量をミキ
サ１に投入できるようにしである。

前記ミキサ駆動用モータ３にはモータの負荷電力（また
は負荷電流）を検出する負荷電力検出器１１が接続して
あり、負荷電力検出器１１により検出した信号は計量水
補正装置１２に人力させである。計量水補正装置１２は
後述するファジィ集合のメンバーシップ関数とファジィ
推論規則によりファジィ推論を行なうファジィ制御部１
３と、入力される各種信号を演算する演算部１４及び入
力されたファジィ推論規則の前件部となる諸データや推
論のために人力するデータを記憶する記憶部１５等から
成っている。また計量水補正装置１２は操作盤１６に接
続してあり、計量水補正装置１２は前記操作盤１６で演
算された今回バッチの混練量を受取り、記憶部１５に一
時記憶する。

次に、負荷電力検出器１１により検出したミキサ駆動用
モータ２の負荷電力値と、今回バッチの混練容量によっ
て実計量水量に対する補正水量をファジィ推論する方法
を説明する。

操作盤１６を操作して生コンクリートの製造を開始する
と計量水補正装置１２は操作盤１６より材料計量開始信
号とともに配合番号と混練容量を受信し、記憶部１５に
格納する。続いて操作盤１６より混練開始信号を受信す
ると負荷電力検出器１１よりミキサ駆動用モータ３の負
荷電力値を一定周期で検出し、記憶部１５に格納する。

こ９間に予め記憶部１５に設定記憶させた基準負荷電力
値の内、操作盤１６より受信した配合番号及び混練容量
に該当する基準負荷電力値を演算部１４に取り出すと共
に、逐次記憶部１５に格納される負荷電力値を演算部１
４に取り出し、所定時間経過後の負荷電力値とそれに対
応する前記基準負荷電力値とを比較し、負荷電力値の偏
差量△Ｐ　（ＫＷ）を算出する。そして該負荷電力値の
偏差量△Ｐと今回混練する混練容量Ｍとをファジィ制御
部１３に人力する。

ファジィ制御部１３においては入力した信号から適正な
実計量水量に対する補正水量Ｗ（Ｋｇ）を推定するため
にファジィ集合のメンバーシップ関数と推論規則に基づ
いてファジィ推論を行なう。第２図は負荷電力値の偏差
量△Ｐの大きさを定性的に評価するためのメンバーシッ
プ関数である。図中の八Ｐ　（ｉ）（ｉ＝１〜７）はメ
ンバシップ関数の形を規定する定数であって適宜決定す
る。ＰＢ、ＰＭ、ＰＳ、ＺＲ，ＮＳ、ＮＭ、ＮＢは負荷
電力値の偏差量△Ｐの大きさを定性的に評価するための
メンバーシップ関数に与えた名称であり、それぞれ下記
の意味を持つ。

ＰＢ　　：　　Ｐｏ５ｉｔｉｖｅ　　ＢｉｇＰＭ　　：
　　Ｐｏ５ｉｔｉｖｅ　　ＭｅｄｉｕｍＰＳ　　：　　
Ｐｏ５ｉｔｉｖｅ　　ＳｍａｌｌＺＲ：　　Ｚｅｒ。

ＮＳ　　：　　Ｎｅｇａｔｉｖｅ　　ＳｍａｌｌＮＭ　
　　：　　　Ｎｅｇａｔｉｖｅ　　　ＭｅｄｉｕｍＮＢ
　　　：　　　Ｎｅｇａｔｉｖｅ　　　Ｂｉｇまた、図
の縦軸はメンバーシップ値である。このメンバーシップ
値を用いて負荷電力値の偏差量△Ｐを定性的に評価する
。

第３図は１バッチ当たりの混練容量Ｍの大きさを定性的
に評価するためのメンバーシップ関数である。図中Ｍ（
ｉ）（ｉ＝１〜７）はメンバーシップ関数の形を規定す
る定数であって適宜決定する。ＰＢ、ＰＭ、ＰＳ、ＺＲ
，ＮＳ、ＮＭ、ＮＢは１バッチ当たりの混練容量Ｍの大
きさを定性的に評価するためにメンバーシップ関数に与
えた名称である。

第４図は、負荷電力値の偏差量△Ｐと１バッチ当たりの
混練容量Ｍの定性的関係から実計量水量に対する補正水
量Ｗを定性的に決定するための推論規則である。例えば
、左上の推論規則は、ＩＦ（△Ｐ　　ｉｓ　　ＰＢ　　
ａｎｄ　　Ｍ　　１ＳＰＢ　　　　）ＴＨＥＮ　　Ｗ　
　ｉｓ　　ＰＢという意味を表わす。

これは「もし混練時のミキサの負荷電力値が基準負荷電
力値に対して非常に大きく、かつ混練容量が非常に多い
（今回混練中の生コンクリートが基準のものに対してス
ランプが非常に低い）ならば」　（前件部）、「補正水
量を非常に多くせよ」（後件部）というルールを示して
いる。

第５図は定性的に決′定した実計量水量に対する補正水
量を定量的な値に変換するためのメンバーシップ関数で
ある。図中のＷ（ｉ）（ｉ＝１〜７）はメンバーシップ
関数の形を規定する定数であり、実計量水量に対する補
正水量であって適宜決定する。ＰＢ、ＰＭ、ＰＳ、ＺＲ
，ＮＳ、ＮＭ、ＮＢは実計量水量に対する補正水量の大
きさを定性的に表わすためのメンバーシップ関数に与え
た名称であり、第４図で使用した名称に対応している。

また図の縦軸はメンバーシップ値である。そして適用さ
れた推論規則から補正水量が定性的に決定されるのであ
る。また補正水量が複数の推論規則による複数のメンバ
ーシップ関数で規定する場合は、各メンバーシップ値に
応じた加重平均値をもって実際の補正水量とする。この
ようにファジィ推論により求めた補正水は、ミキサ駆動
用モータ３の負荷電力値が基準負荷電力値を上回り、混
練中の生コンクリートのスランプが基準より低い場合に
混練中のミキサ１に投入され、砂表面水率の測定誤差や
砂表面水率のばらつきによる計量誤差を補正して生コン
クリートの配合設計に適合した添加水量とするのである
。そして、補正水のミキサ１への添加方法として、予め
補正水量と補正水制御弁９の開時間の相関関係を求めて
おき、補正水量に見合った時間だけ補正水制御弁９を開
くようにすると良い。また、他の計量手段を採用しても
良いことは勿論である。

なお、本発明方法においては、ミキサ内に補正水を追加
して目的のスランプに合わせるようにするものであるの
で、プラント操作盤の砂表面水率設定値を適正値か適正
値よりも少々高めに設定して柔らかめのスランプが出な
いようにすることが好ましい。また、水計量槽５の内部
を仕切り板により大小の室に適宜分割しておき、水計量
槽５で所定量の水を計量し、先ず大の室から放出するこ
とにより少なめの水を投入し、次にファジー推論を行な
って小の室の排出バルブを開制御して目的のスランプに
するようにしても良い。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明に係る生コンクリドの混練方
法によれば、・混練中のミキサ負荷電力値の偏差量と１
バッチ当たりの混練容量からファジィ推論を行ない実計
量水量に対する補正水量を決定して投入調整するように
したので、熟練した操作員の経験が生かせるファジィ推
論を適用して配合設計通りのスランプの生コンクリート
を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の一実施例を説明する図、第２図は
ミキサの負荷電力値の偏差量評価用メンバーシップ関数
を示す図、第３図は１バッチ当たりの混練容量の大きさ
評価用メンバーシップ関数を示す図、第４図は実計量水
量に対する補正水量予測ルールの一例を示す図、第５図
は実計量水量に対する補正水量用メンバーシップ関数を
示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 各種コンクリート材料を混練するミキサに装備したミキ
   サ駆動用モータの負荷電力値を検出し、配合及び混練容
   量毎に設定したミキサ駆動用モータの基準負荷電力値に
   対する混練中の負荷電力値の偏差量と、１バッチ当たり
   の混練容量とをファジィ推論規則の前件部とし、実計量
   水量に対する補正水量をファジィ推論規則の後件部とし
   、混練中に検出したミキサ駆動用モータの負荷電力値と
   、今回混練する生コンクリートの混練容量とに基づいて
   ファジィ推論を行ない、実計量水量に対する補正水量を
   推定すると共に、該補正水量に見合う補正水を混練中の
   生コンクリートに添加するようにしたことを特徴とする
   生コンクリートの混練方法。