JPH10267736A - 材料計量方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排出ゲートがほぼ全開になるまでに払い出さ
れる量の計量も精度良く行える材料計量方法を提供す
る。 【解決手段】 計量領域を排出ゲートがほぼ全開になる
までに払い出されてしまう量を計量する小計量領域と、
それ以上の量を計量する通常計量領域とを設定する。そ
して計量する量が小計量領域にある時には計量槽にて計
量速度を逐次検出しながら予め計測した計量速度と落差
量の相関関係からその落差補正値を求める。また、計量
する量が通常計量領域にある時には基準計量速度にて計
測したほぼ一定の落差量をその落差補正値として材料を
計量する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、貯蔵ビンに貯蔵し
た材料を下位に配設した計量槽に払い出して計量する装
置の材料計量方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばアスファルトプラントや生
コンプラントにおいて、貯蔵ビンに貯蔵した各種粒径の
砂利、砂等の材料を計量する場合、プラントを制御する
計量操作盤に所望の計量値を設定し、計量開始操作によ
り計量槽の上位の貯蔵ビンの排出ゲートを開動作させて
材料を放出し、計量槽に配設した重量検出器によって計
量値を逐次検出し、検出した計量値＋落差補正値が計量
設定値に到達すると排出ゲートを閉じるようにしてい
る。この落差補正値は、排出ゲート閉動作時に排出ゲー
トと計量槽との間の空間に残存する材料の量（落差量）
を考慮したものであるが、この値は排出ゲートを一旦全
開にしてから閉じたときの落差量を計測して採用されて
いる。なお、落差補正値は、計量設定値と実際の計量値
に誤差を生じる場合には計量毎に微妙に自動補正するこ
とも行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ような落差量をほぼ一定とした計量方法では、貯蔵ビン
の排出ゲートを完全に開放して材料の払い出し量を安定
させてから計量を完了する時には何ら問題はないが、例
えば、アスファルトプラントの骨材貯蔵ビンのように排
出ゲート全開までに１５０〜２００Ｋｇ程度の材料が払
い出されるような装置において、特殊な使用として割り
込みでこの量以下の少量の材料を計量することを要求さ
れると、ゲート全開までの落差量が急激に増加していく
途中で排出ゲートに閉じなければならず、従来の落差量
をほぼ一定とした計量方法では到底対応することができ
ないものであった。

【０００４】本発明は上記の点に鑑み、排出ゲートがほ
ぼ全開になるまでに払い出される量の計量も精度良く行
える材料計量方法を提供することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を達
成するために、請求項１記載の材料計量方法にあって
は、計量領域を排出ゲートがほぼ全開になるまでに払い
出されてしまう量を計量する小計量領域と、それ以上の
量を計量する通常計量領域とを設定し、計量する量が小
計量領域にある時には計量槽にて計量速度を逐次検出し
ながら予め計測した計量速度と落差量の相関関係からそ
の落差補正値を求め、また計量する量が通常計量領域に
ある時には基準計量速度にて計測したほぼ一定の落差量
をその落差補正値として材料を計量するようにしたこと
を特徴としている。

【０００６】また、請求項２記載の材料計量方法にあっ
ては、前記に加えて排出ゲートの開放途中で計量槽にて
所定の計量速度が検出されるまでに計量が完了してしま
う量を計量する微計量領域を設定し、計量する量が微計
量領域にある時には予め計測したゲート開時間と計量値
との相関関係からゲート開時間を決定し、その決定した
時間だけ排出ゲートを開放するようにしたことを特徴と
している。

【０００７】また、請求項３記載の材料計量方法にあっ
ては、計量する量が通常計量領域にある時に計量速度が
基準計量速度より所定値以下となれば、計量速度を逐次
検出しながら計量速度に対応する落差量をその落差補正
値として材料を計量するようにしたことを特徴としてい
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１記載の材料計量
方法によれば、計量領域を排出ゲートがほぼ全開になる
までに払い出されてしまう量を計量する小計量領域と、
それ以上の量を計量する通常計量領域とに区分する。ま
た、予め、小計量領域にて計量速度とそれに対応する落
差量を数点程度計測してその相関関係を記憶させてお
く。また、通常計量領域のほぼ一定した計量速度（「基
準計量速度」と称す）での落差量を計測して記憶させて
おく。なお、計量速度は、計量槽の重量検出器により所
定時間毎に検出する検出値の前回値と今回値とから演算
している。

【０００９】そして、計量する量（計量設定値）が小計
量領域にある時には、検出する計量値から計量速度を逐
次演算しながら予め計測記憶させた計量速度と落差量の
相関関係からその落差補正値を求め、検出する計量値＋
落差補正値が計量設定値に到達すれば排出ゲートを閉じ
て計量を完了する。

【００１０】また、計量する量（計量設定値）が通常計
量領域にある時には基準計量速度にて計測したほぼ一定
の落差量をその落差補正値とし、検出する計量値＋落差
補正値が計量設定値に到達すれば排出ゲートを閉じて計
量を完了する。なお、この落差補正値は一定の値として
も良いが、設定計量値と実際の計量値に微妙な誤差を生
じるので従来のように計量毎に落差補正値を微妙に自動
修正することが好ましい。

【００１１】また、請求項２記載の材料計量方法によれ
ば、排出ゲートの開放途中で計量槽にて所定の計量速度
が検出されるまでに計量が完了してしまう量を計量する
ことができるようにしたものであり、この微計量を行う
ためには、微計量領域におけるゲート開時間と計量値と
の関係を予め計測し、その相関関係を記憶させておく。
そして計量する量が設定されると、記憶させたゲート開
時間と計量値との相関関係から計量設定値に対応するゲ
ート開時間を求め、そのゲート開時間だけ排出ゲートを
開放するのでる。

【００１２】また、請求項３記載の材料計量方法によれ
ば、計量する量が通常計量領域にある時に貯蔵ビン内の
材料切れが生じるなどして材料の払い出し量が少なくな
った場合に対応できるようにしたものであり、計量速度
が基準計量速度より所定値以下となれば計量速度に対応
する落差量をその落差補正値とする計量方式に切替え
る。このゲート全開時の計量速度と落差量の関係は、基
準計量速度にて計測した落差量から比例的に求めるよう
にしても良いし、また実際に計測して相関関係を記憶さ
せておいても良い。この計量方式によって材料の払い出
し量が少なくなっても精度の高い計量を行うことができ
る。

【００１３】このように、本発明においては、計量する
量が微計量領域にあるか、小計量領域にあるか、或は通
常計量領域にあるかを判定し、その領域に設定した最適
の計量方式にて計量を行うようにしたので、ゲート全開
までに計量が完了する微計量や小計量も精度良く行え
る。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１５】図１中の符合１は砂利、砂、アスファル
ト、セメント等の各種材料を貯蔵する貯蔵ビンであっ
て、ビン下部に材料払い出し用の排出ゲート２を備え、
その下位に重量検出器３にて支持された計量槽４を配設
した一般的な計量装置を示している。なお、この図は貯
蔵ビン１基の基本的な計量装置の構造を示したが、例え
ば、アスファルトプラントの骨材貯蔵ビンでは内部を複
数に区画して粒径毎に砂利、砂を貯蔵し、それぞれの区
画室下部に排出ゲートを備え、各種材料を所望割合で計
量槽に払い出して累積計量する装置構造となる。

【００１６】５は材料の計量制御を行う制御装置であっ
て、計量制御を統括する制御部６、検出する重量信号に
基づいて各種演算、比較を行う演算部７、各種データや
プログラムを記憶する記憶部８、各種データや計量設定
値を入力する設定入力部９、排出ゲート２の開閉制御を
行う開閉制御器１０を備えている。

【００１７】次に、前記計量装置によって行われる本発
明の計量方法について詳しく説明する。

【００１８】先ず、図２は排出ゲート２の開放により計
量槽４に投入される材料の計量速度の変化を示したもの
であり、図中の見掛け計量速度とは重量検出器３にて所
定時間毎に検出される重量データから演算した計量速度
であり、単に計量速度と記載するときはこの見掛け計量
速度を指している。また、実計量速度とは測定不能であ
るが排出ゲート２下位付近を落下する材料の予想される
実質の計量速度であり、この実計量速度の変化が計量槽
４にて検出されると図中の見掛け計量速度のグラフのよ
うな形として現われる。

【００１９】図中の二点鎖線で示す実計量速度は、排出
ゲート２の開放度合が大きくなるにつれて次第に増加し
ていき、完全に開放した時点でほぼ一定の速度になると
予想される。これに対し、図中の実線で示す見掛け計量
速度は、排出ゲート２の開放直後のａ区間の初期では材
料が未だ計量槽４に到達していないために計測不能で、
材料の到達後に計量速度が増していき、排出ゲート２の
全開直後は材料落下の衝撃の影響で実計量速度より高い
計量速度を示す。そして材料の流れが安定すれば、見掛
け計量速度はほぼ平均値となる基準計量速度の上下で若
干の変動を繰り返す程度の安定状態となる。

【００２０】このように、材料放出開始初期には計量速
度を検出できず、またゲート全開までは計量速度が増し
て落差量も大きく変化し、ゲート全開直後には計量槽４
への衝撃によって計量速度が大きく検出され、その後、
計量速度が安定して落差量もほぼ一定の状態となる。

【００２１】そこで、本発明では少量計量、微量計量も
正確に計量できるように、計量領域を、排出ゲート２が
開放されて計量槽４にて所定の計量速度が検出されるま
でに計量が完了してしまう量を計量する微計量領域（図
２の領域ａに相当）、排出ゲートがほぼ全開になるまで
に払い出されてしまう量を計量する小計量領域（図２の
領域ｂに相当）、及びそれ以上の量を計量する通常計量
領域（図２の領域ｃに相当）に区分し、それぞれの領域
に適する計量方式を設定しておき、計量する量に応じて
最適の計量方式にて計量を行うようにしている。

【００２２】前記計量領域の境界である微計量領域境界
計量値、少計量領域境界計量値はテスト計量を行って適
宜決定し、材料計量制御装置５の設定入力部９を介して
入力して記憶部８に記憶させておく。

【００２３】微計量領域では、計量槽４に材料が到達し
ていない、または微量到達した段階で計量検出値に基づ
く計量制御が不能な領域となっている。そこで、テスト
計量によって微計量領域におけるゲート開時間と計量値
との関係を材料計量制御装置５にて予め計測し、その相
関関係を記憶部８に記憶させておく。そして計量する量
がこの領域に設定されると、記憶させたゲート開時間と
計量値との相関関係から計量設定値に対応するゲート開
時間を求め、そのゲート開時間だけ排出ゲート２を開放
するのである。なお、設定値と実際の計量値に微妙な誤
差を生じることがあれば、ゲート開時間と計量値の相関
関係を自動修正できるようにしておくことが好ましい。

【００２４】小計量領域では、排出ゲート２がほぼ全開
になるまでの領域で、ゲートの開度とともに落差量が増
加していくので、計量検出値に基づく正確な計量制御を
行うには変化する落差量を把握しておく必要がある。そ
こで、図２の小計量領域ｂにおける計量速度と落差量と
の関係を材料計量制御装置５にて予め計測し、その相関
関係を記憶部８に記憶させておく。図３は小計量領域ｂ
での計量速度と落差量の関係を１２点計測してグラフに
表わしたものである。

【００２５】そして、計量する量がこの小計量領域に設
定されると、計量速度を逐次演算しながら記憶させた計
量速度と落差量の相関関係からその落差補正値を求める
ことを繰り返し、検出した計量値＋落差補正値が計量設
定値に到達した時点で排出ゲート２を閉じるのである。

【００２６】通常計量領域では、その初期において落下
衝撃により計量速度が大きく検出されてその後収束して
ほぼ安定状態となっているが、この領域はゲートが全開
となっているので理論的には落差量はほぼ安定している
と考えられる。そこで、材料計量制御装置５にて計量速
度の安定したところの平均値である基準計量速度におけ
る落差量を予め計測し、その落差量を落差補正値として
記憶部８に記憶させておく。

【００２７】そして、計量する量がこの通常計量領域に
設定されると、前記落差補正値を呼び出し、検出する計
量値＋落差補正値が計量設定値に到達すれば排出ゲート
２を閉じて所定量を計量する。なお、この落差補正値は
一定の値としても良いが、計量設定値と実際の計量値に
微妙な誤差を生じることもあるので従来のように計量毎
に落差補正値を微妙に自動修正できるようにしておくこ
とが好ましい。

【００２８】また、通常計量領域において貯蔵ビン１内
の材料切れ等の事態が発生して材料の流れが悪くなる
と、基準計量速度における落差量をその落差補正値とし
ていると計量誤差を大きく生じるので、この場合には計
量速度に対応する落差量を落差補正値とする計量方式に
切り換える。このゲート全開時の計量速度と落差量の関
係は、基準計量速度にて計測した落差量から比例的に求
めるようにしても良いし、また実際に計測して相関関係
を記憶させておいても良い。なお、計量速度が基準計量
速度よりもどの程度低下すればこの計量方式に切り換え
るかを適宜決定し、計量切り換え設定速度として予め記
憶部８に設定記憶させておく。

【００２９】次に、計量の流れを図４、図５のフローチ
ャートに基づいて述べる。なお、図中のＳ１〜Ｓ３１は
計量手順のステップを示す。

【００３０】先ず、初期設定として、前述したように微
計量領域境界計量値、少計量領域境界計量値、微計量領
域におけるゲート開時間と計量値との相関関係、小計量
領域における計量速度と落差量の相関関係、通常計量領
域の基準計量速度における落差量、通常計量領域におけ
る小計量切り換え値を記憶部８に設定記憶させておく。

【００３１】そこで、材料計量制御装置５の設定入力部
を介して総計量値を入力すると（Ｓ１）、装置の能力等
に応じて各バッチ毎の計量設定値が適宜演算されて設定
される（Ｓ２）。そして計量開始操作を行うと（Ｓ
３）、先ず、１バッチ目の計量設定値の大きさと各領域
境界計量値とを比較し（Ｓ４）、計量設定値が微計量領
域境界計量値以下か否かを判断し（Ｓ５）、計量設定値
が微計量領域境界計量値以下の場合には微計量方式を選
択する（Ｓ６）。また、計量設定値が微計量領域境界計
量値を越えるならば、次に小計量領域境界計量値以下か
否かを判断し（Ｓ７）、計量設定値が小計量領域境界計
量値以下の場合には小計量方式を選択し（Ｓ８）、また
計量設定値が小計量領域境界計量値を越える大きさの場
合には通常計量方式を選択する（Ｓ９）。

【００３２】微計量方式を選択した場合には、記憶して
いるゲート開時間と計量値との相関から計量設定値に対
応するゲート開時間を演算し（Ｓ１０）、演算した所定
時間のみ排出ゲート２を開放する（Ｓ１１）。なお、こ
の排出ゲート２の開時間を決定するのに、計量設定値を
ファジイ推論規則の前件部とすると共に、排出ゲート２
の開時間を後件部とするファジイ推論によりゲート開時
間を決定するようにしても良い。

【００３３】次に、小計量方式を選択した場合には、所
定時間毎、例えば１０ｍｓｅｃ毎に計量値を読み取り
（Ｓ１２）、前回計量値と今回計量値から計量速度を演
算し（Ｓ１３）、予め記憶した計量速度と落差量との相
関関係から今回検出の計量速度に応じた落差補正値を演
算する（Ｓ１４）。そして検出した計量値＋落差補正値
が計量設定値に到達したか否かを判断し（Ｓ１５）、到
達していなければステップＳ１２に戻って同じ手順を繰
り返し、また到達すれば排出ゲート２を閉じて計量を終
了する（Ｓ１６）。なお、計量速度から落差補正値を決
定する場合にも、計量速度をファジイ推論規則の前件部
とし、落差補正値を後件部としてファジイ推論により落
差補正値を推論決定するようにしても良い。

【００３４】また、通常計量方式を選択した場合には、
所定時間毎に計量値を読み取り（Ｓ１７）、その計量値
から計量速度を演算し（Ｓ１８）、計量速度が計量切り
換え設定速度以下か否かを判断し（Ｓ１９）、計量切り
換え設定速度以下でなければ予め記憶した基準計量速度
における落差量を落差補正値と読み取る（Ｓ２０）。そ
して検出した計量値＋落差補正値が計量設定値に到達し
たか否かを判断し（Ｓ２１）、まだ設定計量値に到達し
ていなければステップＳ１７に戻って同じ手順を繰り返
し、計量設定値に到達すれば計量ゲート２を閉じて計量
を終了する（Ｓ２２）。なお、前記落差補正値は計量毎
に微妙に自動修正するようにしても良く、またこの修正
をファジイ推論にて決定するようにしても良い。

【００３５】また、計量速度が計量切り換え設定速度以
下であれば、材料切れと判定し（Ｓ２３）、落差補正値
を演算する方式に切り換える（Ｓ２４）。そして計量値
を逐次読み取り（Ｓ２５）、計量速度を演算し（Ｓ２
６）、記憶した基準計量速度とその落差量の関係から今
回の計量速度に見合った落差量を比例的に演算してそれ
を落差補正値とする（Ｓ２７）。そして検出した計量値
＋落差補正値が計量設定値に到達したか否かを判断し
（Ｓ２８）、到達していなければステップＳ２５に戻っ
て同じ手順を繰り返し、計量設定値に到達すれば計量ゲ
ート２を閉じて計量を終了する（Ｓ２９）。

【００３６】このようにして１バッチの計量が完了する
と（Ｓ３０）、終了か否かを判断し（Ｓ３１）、次バッ
チの計量を続行する場合はステップＳ２に戻って計量開
始操作を行い、また終了の場合には計量操作を終了す
る。

【００３７】このように、本発明では計量する量が微計
量領域にあるか、小計量領域にあるか、或は通常計量領
域にあるか判定し、その領域に設定した最適の計量方式
にて計量するようにしたので、ゲート全開魔での計量が
完了する微計量や小計量も精度良く行えるのである。

【００３８】

【発明の効果】以上のように本発明の請求項１記載の材
料計量方法によれば、計量領域を排出ゲートがほぼ全開
になるまでに払い出されてしまう量を計量する小計量領
域と、それ以上の量を計量する通常計量領域とを設定
し、計量する量が小計量領域にある時には計量槽にて計
量速度を逐次検出しながら予め計測した計量速度と落差
量の相関関係からその落差補正値を求め、また計量する
量が通常計量領域にある時には基準計量速度にて計測し
てほぼ一定の落差量をその落差補正値として材料を計量
するようにしたので、排出ゲートがほぼ全開になるまで
に払い出される量の小計量も精度良く行える。

【００３９】また、請求項２記載の材料計量方法によれ
ば、前記に加えて排出ゲートの開放途中で計量槽にて所
定の計量速度が検出されるまでに計量が完了してしまう
量を計量する微計量領域を設定し、計量する量が微計量
領域にある時には予め計測したゲート開時間と計量値と
の相関関係からゲート開時間を決定し、その決定した時
間だけ排出ゲートを開放するようにしたので、計量不能
な微量計量も精度良く行える。

【００４０】また、本発明の請求項３記載の材料計量方
法によれば、計量する量が通常計量領域にある時に計量
速度が基準計量速度より所定値以下となれば、計量速度
を逐次検出しながら計量速度に対応する落差量をその落
差補正値として材料を計量するようにしたので、材料切
れ等を生じて落差量に影響を与えるような場合でも適切
に対応することができて高い計量精度を維持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る材料計量方法を実施する計量装置
の一例を示す構成図である。

【図２】経過時間に対する計量速度の変化の一例を示す
グラフである。

【図３】計量速度と落差量との相関の一例を示すグラフ
である。

【図４】本発明の計量方法の手順の一実施例を示すフロ
ーチャートである。

【図５】本発明の計量方法の手順の一実施例を示すフロ
ーチャートである。

【符合の説明】

１…貯蔵ビン ２…排出ゲー
ト ３…重量検出器 ４…計量槽 ５…材料計量制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長船 哲宏 兵庫県明石市大久保町江井島1013番地の１ 日工株式会社内 (72)発明者 高野 昭 京都府長岡京市神足橋本５番地 日工電子 工業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】貯蔵ビンの排出ゲートを開動作して材料を
   下位の計量槽に払い出して計量し、落差量を加味しなが
   ら排出ゲートを閉動作して所定量を計量する材料計量方
   法において、計量領域を排出ゲートがほぼ全開になるま
   でに払い出されてしまう量を計量する小計量領域と、そ
   れ以上の量を計量する通常計量領域とを設定し、計量す
   る量が小計量領域にある時には計量槽にて計量速度を逐
   次検出しながら予め計測した計量速度と落差量の相関関
   係からその落差補正値を求め、また計量する量が通常計
   量領域にある時には基準計量速度にて計測したほぼ一定
   の落差量をその落差補正値として材料を計量するように
   したことを特徴とする材料計量方法。
2. 【請求項２】前記に加えて排出ゲートの開放途中で計量
   槽にて所定の計量速度が検出されるまでに計量が完了し
   てしまう量を計量する微計量領域を設定し、計量する量
   が微計量領域にある時には予め計測したゲート開時間と
   計量値との相関関係からゲート開時間を決定し、その決
   定した時間だけ排出ゲートを開放するようにしたことを
   特徴とする請求項１記載の材料計量方法。
3. 【請求項３】計量する量が通常計量領域にある時に計量
   速度が基準計量速度より所定値以下となれば、計量速度
   を逐次検出しながら計量速度に対応する落差量をその落
   差補正値として材料を計量するようにしたことを特徴と
   する請求項１又は２記載の材料計量方法。