JPH05223456A - 穀粒乾燥機の乾燥制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】設定熱風温度を検出穀粒水分と仕上目標水分と
の穀粒水分差、穀粒水分ばらつき及び穀粒乾燥速度によ
り、ファジイ制御で設定熱風温度を補正しようとするも
のである。 【構成】熱風装置３より発生する設定熱風温度を水分セ
ンサ２が検出する穀粒水分と仕上目標水分との穀粒水分
差、穀粒水分ばらつき及び穀粒乾燥速度により、ファジ
イ制御で設定熱風温度を所定温度補正する。 【効果】設定熱風温度を穀粒の乾燥状態により補正する
ことにより、仕上り水分が安定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、穀粒乾燥機の乾燥制
御方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来は、穀粒貯留室から穀粒乾燥室へ穀
粒は、繰出し流下されて循環されながら、乾燥する穀粒
量等によって設定された熱風温度が熱風装置から発生
し、この熱風が該乾燥室を通過することにより、循環中
の穀粒はこの熱風に晒されて乾燥され、乾燥中の一部の
穀粒は、水分センサで穀粒水分が検出され、この検出穀
粒水分が仕上目標水分に達すると、穀粒の乾燥が終了し
たとして乾燥が停止される。

【０００３】この乾燥中は、設定された熱風温度と該熱
風装置から発生して、検出された熱風とが比較され、相
違していると設定熱風温度と同じ温度になるように制御
されて乾燥される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】穀粒乾燥機の穀粒貯留
室内へ収容された穀粒は、この貯留室から穀粒乾燥室へ
繰出し流下されて循環されながら、張込穀粒量等によっ
て設定された熱風温度が熱風装置から発生し、この熱風
が該乾燥室を通過することにより、該乾燥室を流下中の
穀粒は、この熱風に晒されて乾燥され、この乾燥中の一
部の穀粒は、水分センサで穀粒水分が検出され、この検
出された穀粒水分が仕上目標水分に達すると、該乾燥機
が停止制御されて穀粒の乾燥が停止される。

【０００５】この乾燥作業中は、設定された熱風温度と
該熱風装置から発生して検出された熱風温度とが比較さ
れ、相違していると設定熱風温度と同じ温度になるよう
に制御されて穀粒は乾燥される。この熱風温度の制御を
検出穀粒水分と仕上目標水分との差、そのときに検出し
た水分のばらつき及びそれまでに検出した乾燥速度等に
よってファジイ制御して、仕上り水分を安定させようと
するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、上部の穀粒
貯留室８から下部の穀粒乾燥室９へ穀粒を繰出し流下さ
せながら熱風装置３から発生する熱風を該乾燥室９へ通
風して乾燥すると共に、乾燥中の穀粒水分を検出する水
分センサ４を設けた穀粒乾燥機において、該水分センサ
２が検出した穀粒水分と仕上目標水分との水分差、その
ときに検出した穀粒水分のばらつき、及びそれまでに検
出した穀粒の平均乾燥速度に基づいて乾燥制御手段で該
熱風装置３から発生する熱風温度を補正制御して乾燥す
ることを特徴とする乾燥制御方式の構成とする。

【０００７】

【発明の作用】穀粒乾燥機の穀粒貯留室８内へ収容され
た穀粒は、この貯留室８から穀粒乾燥室９へ繰出し流下
されて循環されながら、熱風装置３から設定した熱風温
度が発生し、この熱風が該乾燥室９を通過することによ
り、該乾燥室９を流下中の穀粒は、この熱風に晒されて
乾燥され、この乾燥中の一部の穀粒は、水分センサ２で
検出され、この検出穀粒水分により乾燥速度が算出され
たり、又この検出穀粒水分が仕上目標水分に達すると、
該乾燥機が停止制御されて穀粒の乾燥が停止される。

【０００８】この乾燥作業中は、設定された熱風温度と
該熱風装置３から発生して検出された熱風温度とが比較
され、相違していると設定熱風温度と同じ温度になるよ
うに制御されて穀粒は乾燥される。又該水分センサ２が
検出する検出穀粒水分と設定仕上目標水分との水分差、
そのときに検出した穀粒水分のばらつき及びそれまで検
出した穀粒の平均穀粒乾燥速度等によってファジイ制御
により、該熱風装置３より発生する設定熱風温度を補正
する補正温度が設定され、この設定された熱風温度を設
定された補正温度をファジイ制御で補正しながら穀粒は
乾燥される。

【０００９】

【発明の効果】この発明により、張込穀粒量等によって
設定されていた熱風装置３より発生する設定熱風温度
が、水分センサ２が検出する穀粒水分と仕上目標水分と
の水分差、そのときに検出した穀粒水分のばらつき及び
それまでに検出した穀粒の平均穀粒乾燥速度等によって
ファジイ制御により、該熱風装置３より発生する設定熱
風温度がファジイ制御により補正されて乾燥されること
により、仕上り水分が安定したし、又検出穀粒水分の高
精度化が可能になった。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図例は、穀粒を乾燥する循環型の穀粒乾燥機１
に穀粒の水分を検出する水分センサ２及び熱風が発生す
るバーナ４等を内装した熱風装置３を装着した状態を示
すものである。

【００１１】前記乾燥機１は、前後方向に長い長方形状
で機壁５上部には、移送螺旋を回転自在に内装した移送
樋６及び天井板７を設け、この天井板７下側には穀粒を
貯留する穀粒貯留室８を形成している。穀粒乾燥室９，
９は、該貯留室８下側において、左右両側の排風室１
０，１０と中央の送風室１１との間に設け、これら乾燥
室９，９下部には、穀粒を繰出し流下させる繰出バルブ
１２を夫々回転自在に軸支している。該送風室１１内に
は熱風温度を検出する熱風温センサ１１′を設けてい
る。

【００１２】集穀樋１３は、移送螺旋を回転自在に軸支
し、該各乾燥室９，９下側に設けて連通させている。前
記熱風装置３の前記バーナ４は、バーナケース１４に内
装して設け、このバーナケース１４は、前記機壁５正面
側において、前記送風室１１入口側に対応すべくこの機
壁５外側面に着脱自在に設け、又このバーナ４、前記水
分センサ２及び前記乾燥機１を張込、乾燥及び排出の各
作業別に始動及び停止操作する前記操作装置１５を前側
の該機壁５に着脱自在に設けている。

【００１３】排風機１６は、前記背面側の機壁５で、左
右の前記排風室１０，１０に連通すべく設けた排風路室
１７中央後部側排風胴１８に設け、又この背面側の機壁
５には、この排風機１６を回転駆動する排風機モータ１
９を設けている。２０は、バルブモータで前記繰出バル
ブ１２，１２を減速機構を介して回転駆動させている。

【００１４】燃料ポンプ２１は、燃料バルブを有して、
前記バーナケース１４下板外側に設け、この燃料バルブ
の開閉により、この燃料ポンプ２１で燃料タンク２２内
の燃料を吸入して、前記バーナ４へ供給させている。送
風機２３は、上板外側に設け、変速用の送風機モータ２
４で変速回転駆動させ、供給燃料量に見合った燃焼用空
気を該バーナ４へこの送風機２３で送風させている。

【００１５】拡散盤２５は、前記移送樋６底板の前後方
向中央部で、移送穀粒を前記貯留室８へ供給する供給口
の下側に設け、この貯留室８へ穀粒を均等に拡散還元さ
せている。前記昇穀機２６は、前記機壁５前側外部に設
けられ、内部にはバケットコンベア２７付ベルトを張設
してなり、上端部は、前記移送樋６始端部との間におい
て投出筒２８を設けて連通させ、下端部は、前記集穀樋
１３終端部との間において供給樋２９を設けて連通させ
ている。

【００１６】３０は昇穀機モータで、該バケットコンベ
ア２７付ベルト、前記移送樋６内の前記移送螺旋、前記
拡散盤２５及び前記集穀樋１３内の前記移動螺旋等を回
転駆動させている。前記水分センサ２は、前記昇穀機２
６の上下方向ほぼ中央部に設け、この水分センサ２は、
前記操作装置１５からの電気的測定信号の発信により、
水分モータ３１が回転してこの水分センサ２の各部が回
転駆動され、前記バケットコンベア２７で上部へ搬送中
に落下する穀粒を受け、繰込ロール３２で一粒づつ繰込
み検出ロール３３，３３間で、例えば３２粒の穀粒を挾
圧粉砕しながら、この粉砕穀粒３２粒の平均値を算出さ
せて一回の平均穀粒水分とし、この検出を３回繰返して
この３回の平均穀粒水分を算出させ、この算出の３回の
平均値を検出穀粒水分として表示させている。

【００１７】前記操作装置１５は、箱形状でこの箱体の
表面板には、前記乾燥機１、前記水分センサ２及び前記
バーナ４等を張込、乾燥及び排出の各作業別に始動操作
する各始動スイッチ３４、停止操作する停止スイッチ３
５、穀粒の仕上目標水分を操作位置によって設定する水
分設定抓み３６、前記バーナ４から発生する熱風温度を
操作位置によって設定する穀物種類設定抓み３７及び張
込量設定抓み３８、各種表示項目をデジタル表示する表
示部３９及びモニタ表示等を設けている。

【００１８】制御装置４０は、前記操作装置１５内に設
けられ、前記水分センサ２及び前記熱風温センサ１１′
が検出する検出値、該各スイッチ３４，３５の操作及び
該各設定抓み３６，３７，３８の操作等が入力され、こ
れらの入力を算術論理演算及び比較演算するＣＰＵ４１
等よりなり、該ＣＰＵ４０内にはファジイ制御器を有
し、又このＣＰＵ４１で前記各モータ１９，２０，２
４，３０，３１、前記燃料バルブ及び前記燃料ポンプ２
１等を始動、停止及び制御等を行う構成である。該各設
定抓み３６，３７，３８はロータリースイッチ方式と
し、操作位置によって所定の数値及び種類等が設定され
る。

【００１９】前記制御装置４０による穀粒乾燥制御は、
下記の如く行われる。即ち、前記水分センサ２の前記検
出ロール３３，３３間で穀粒を１回に、例えば３２粒挾
圧粉砕のときの１粒ごとの電圧値が検出されて該ＣＰＵ
４１へ入力されて穀粒水分値に置換され、この入力から
３２粒の穀粒水分の平均値が算出され、この検出が３回
繰返し行われ、この３回の平均穀粒水分値が算出され、
この３回の平均穀粒水分値が１回の検出穀粒水分として
前記表示部３９へ表示される。

【００２０】前記穀物種類設定抓み３７と前記張込量設
定抓み３８の操作とで設定された前記熱風装置３の前記
バーナ４から発生する設定熱風温度は、下記の如く制御
される。表示される検出穀粒水分と前記水分設定抓み３
６を操作して設定した仕上目標水分とによって算出され
る穀粒の水分差、一粒ごと３２粒検出されて入力される
この穀粒水分により算出される穀粒水分のばらつき、又
表示される検出穀粒水分によって算出される穀粒の平均
乾燥速度、これら水分差、水分ばらつき及び平均乾燥速
度により、該熱風装置３の該バーナ４より発生する設定
熱風温度は、ファジイ制御によって補正温度が設定され
て補正が行われる。

【００２１】ファジイ制御のメンバーシップ関数とし
て、例えば、図２の如く穀粒水分差、図３の如く穀粒水
分ばらつき及び図４の如く穀粒平均乾燥速度を複数のグ
レードに分割して前記ＣＰＵ４１へ設定して記憶させて
いる。上記の如く、設定記憶のメンバーシップ関数図２
〜図４及び図５の如く制御ルールマップ等により、熱風
温度の補正制御は下記のように行われる。図７の如く上
記の穀粒水分差、穀粒水分ばらつき及び穀粒乾燥速度か
ら、図５の各グレード別の熱風温度補正が選定されて、
図６の各グレード別の熱風温度補正量が検出され、図７
の各グレード別の熱風温度補正量（斜視線部）が検出さ
れ、この各グレード別の熱風温度補正量（斜視線部）が
合成されて、この合成熱風温度補正量（斜視線部）のＸ
軸方向とＹ軸方向との両者の重心位置（ＹＡ）が検出さ
れる。０（Ｚ₀）位置よりＹ軸方向の重心位置（ＹＡ）
が（イ）方向側であれば＋側への設定熱風温度の補正と
なり、又（ロ）方向側であれば−側への設定熱風温度の
補正となる。

【００２２】ファジイ推論で求められるこの０（Ｚ₀）
から重心位置（ＹＡ）までの距離によって設定熱風温度
が補正される補正温度値が検出され、例えば設定熱風温
度が４５℃に設定され乾燥されていたとすると、図７で
算出された補正温度は、０（Ｚ₀）位置より重心位置
（ＹＡ）は＋側の１．５℃の位置であると算出されたこ
とにより、４５℃＋１．５℃で設定熱風温度は４６．５
℃に補正され、この補正された設定熱風温度の４６．５
℃に制御されて穀粒は乾燥される。

【００２３】尚、図７は、ＭＡＸ−ＭＩＮ法によって一
番低い項目が採用されて、設定熱風温度が補正される。
図７は図５の各グレードの内の一部のみを記載した図で
あり、穀粒水分差、水分ばらつき及び平均乾燥速度共
に、各グレードの範囲内にないと検出されたときは、デ
ータなしと処理される。併せて、前記制御装置４０は次
の機能をする。前記各設定抓み３７，３８の操作で設定
された設定熱風温度、又は補正されて設定された補正設
定熱風温度と前記熱風温センサ１１′が検出する検出熱
風温度とが比較され、相違しているとこれら設定熱風温
度と同じ温度になるように、前記燃料バルブの開閉回数
が増減制御され、前記燃料ポンプ２１で吸入して前記バ
ーナ４へ供給する燃料量が増減制御される。

【００２４】又前記水分センサ２が前記水分設定抓み３
６を操作して設定した仕上目標水分と同じ穀粒水分を検
出すると、穀粒の乾燥が終了したとして、前記乾燥機１
を自動停止して穀粒の乾燥が停止される。図１３及び図
１４は他の実施例を示す図であり、図１３の４２はＮＮ
（Ａ）（ニューラルネットワーク（Ａ））であり、制御
規制の決定及び変更等を行い、４３の判断機構（Ａ）へ
入力されて、更に４４のファジイコントローラへ入力さ
れて、４５の制御対象部材が制御される。４６は判断機
構（Ｂ）でファジイ変数を変更するＮＮ（Ｂ）（ニュー
ラルネットワーク（Ｂ））、ファジイ変数制御器及びチ
ュニング部材等よりなる構成であり、該判断機構（Ｂ）
４６と該判断機構（Ａ）４３とは各種項目が入出力され
る構成であり、該制御対象部材４５からの制御量規定が
該判定機構（Ｂ）４６へ入力される。又該制御対象部材
４５から制御内容が該ＮＮ（Ａ）４２及び該判断機構
（Ｂ）４６へ出力される。

【００２５】図１４の状態変数入力部４７へは入力信号
の状態変数が入力され、４８の条件部メンバーシップ値
演算ニューロン部は、該状態変数入力部４７及び定数変
数部４９から各条件部シナップス荷重５０を経て入力さ
れる。この各条件部メンバーシップ値演算ニューロン部
４８へは、水分値の差、水分ばらつき、乾燥速度及び熱
風温度等のメンバーシップ関数の変数を決定する。又こ
の各条件部メンバーシップ値演算ニューロン部４８から
各条件部適合度演算ニューロン部５１へ入力される間に
おき制御規則等との適合性を演算しファジイ変数を決定
する。又この演算値は結論部演算ニューロン部５２へ入
力され、この結論部演算ニューロン部５２から結論部シ
ナプス荷重５３を経て制御規則及びファジイ変数の最終
チューニングを終える。これらのチューニング後の演算
値はファジイコントローラに入力され制御量を決定され
て非ファジイ化部５４へ入力される。これらチューニン
グされた制御量をもとに、前記水分センサ２の作動及び
前記バーナ４の熱風温度設定等が行われる。

【００２６】誤算変数部５５へは仕上目標水分が教師信
号として入力され、検出穀粒水分も入力される。又この
誤算変数部５５から誤差信号として該非ファジイ化部５
４及び該状態変数入力部４７へ入力される。これにより
ファジイ制御のみではできなかったユーザの希望や現地
の穀物状態に適合した制御をすることが可能になった。

【００２７】以下、上記実施例の作用について説明す
る。操作装置１５の各設定抓み３６，３７，３８を所定
位置へ操作し、乾燥作業を開始する始動スイッチ３４を
操作することにより、穀粒乾燥機１の各部、熱風装置３
のバーナ４、水分センサ２等が始動し、該バーナ４から
設定した熱風温度が発生し、この熱風は、送風室１１か
ら各穀粒乾燥室９，９を通過して各排風室１０，１０及
び排風路室１７を経て排風機１６で吸引排風される。

【００２８】穀粒貯留室８内へ収容された穀粒は、この
貯留室８から該各乾燥室９，９内を流下中にこの熱風に
晒されて乾燥され、各繰出バルブ１２，１２で下部へと
繰出されて流下して集穀樋１３から供給樋２９を経て昇
穀機２６内へ下部の移送螺旋で移送供給され、バケット
コンベア２７で上部へ搬送されて投出筒２８を経て移送
樋６内へ供給され、この移送樋６から拡散盤２５上へ上
部の移送螺旋で移送供給され、この拡散盤２５で該貯留
室８内へ均等に拡散還元されて循環乾燥される。

【００２９】前記水分センサ２で検出される穀粒水分
と、前記水分設定抓み３６を操作して設定した仕上目標
水分との水分差、このときの検出水分のばらつき及びこ
れまでの平均乾燥速度等によってファジイ制御で、設定
熱風温度が所定温度補正されて乾燥され、又検出穀粒水
分が仕上目標水分と同じ穀粒水分が検出されると、乾燥
が終了したと検出され、制御装置４０で自動制御して前
記乾燥機１が自動停止され、穀粒の乾燥が停止される。
又この仕上水分の精度により、ニューラルネットワーク
システムを用いファジイ制御をチューニングすることで
ユーザの希望や現地にマッチした制御を可能とした。

【図面の簡単な説明】

図は、この発明の一実施例を示す。

【図１】ブロック図。

【図２】穀粒水分差とグレードとの関係図。

【図３】穀粒水分ばらつきとグレードとの関係図。

【図４】穀粒乾燥速度とグレードとの関係図。

【図５】穀粒水分差、穀粒水分ばらつき及び平均穀粒乾
燥速度と熱風温度補正との関係図。

【図６】熱風温度補正量とグレードとの関係図。

【図７】穀粒水分差、穀粒水分ばらつき及び穀粒乾燥速
度と熱風温度補正との関係図。

【図８】穀粒乾燥機の一部破断せる全体側面図。

【図９】図８のＡ−Ａ拡大断面図。

【図１０】穀粒乾燥機の一部の一部破断せる拡大正面
図。

【図１１】水分センサの拡大側断面図。

【図１２】水分センサの拡大背面図。

【図１３】他の実施例を示すニューラルネットワークと
ファジイコントローラの配置を示すシステムブロック
図。

【図１４】他の実施例を示すニューラルネットワークの
チューニング状態を示すブロック図。

【符号の説明】

２ 水分センサ ３ 熱風装置 ８ 穀粒貯留室 ９ 穀粒乾燥室

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部の穀粒貯留室８から下部の穀粒乾燥
   室９へ穀粒を繰出し流下させながら熱風装置３から発生
   する熱風を該乾燥室９へ通風して乾燥すると共に、乾燥
   中の穀粒水分を検出する水分センサ４を設けた穀粒乾燥
   機において、該水分センサ２が検出した穀粒水分と仕上
   目標水分との水分差、そのときに検出した穀粒水分のば
   らつき、及びそれまでに検出した穀粒の平均乾燥速度に
   基づいて乾燥制御手段で該熱風装置３から発生する熱風
   温度を補正制御して乾燥することを特徴とする乾燥制御
   方式。