JPH11945A - 押出成形機に対する原料供給量の制御方法 - Google Patents
押出成形機に対する原料供給量の制御方法Info
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- JPH11945A JPH11945A JP9156683A JP15668397A JPH11945A JP H11945 A JPH11945 A JP H11945A JP 9156683 A JP9156683 A JP 9156683A JP 15668397 A JP15668397 A JP 15668397A JP H11945 A JPH11945 A JP H11945A
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- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
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- B29C48/92—Measuring, controlling or regulating
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B29C2948/92009—Measured parameter
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Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】回避不能なホッパーの振動等に起因する検出誤
差（ノイズ）の影響を著しく低減させて、原料搬送機構
を制御する。 【解決手段】原料計量部１０の２次ホッパー１２内に収
容された原料であるＰＶＣ粉体を、ロードセル１４によ
って連続的に計量して原料搬送機構であるスクリューフ
ィーダー２０に切り出し、切り出されたＰＶＣ粉体をス
クリューフィーダー２０によって押出成形機に搬送す
る。この場合、制御部１５は、原料計量部１０のロード
セル１４によって連続的に計量される微小単位時間当た
りの切り出し量の１次遅れ要素を移動平均法により順次
算出し、順次算出される１次要素遅れ要素に基づいて、
スクリューフィーダー２０の回転数を状態フィードバッ
ク制御するようになっている。
差（ノイズ）の影響を著しく低減させて、原料搬送機構
を制御する。 【解決手段】原料計量部１０の２次ホッパー１２内に収
容された原料であるＰＶＣ粉体を、ロードセル１４によ
って連続的に計量して原料搬送機構であるスクリューフ
ィーダー２０に切り出し、切り出されたＰＶＣ粉体をス
クリューフィーダー２０によって押出成形機に搬送す
る。この場合、制御部１５は、原料計量部１０のロード
セル１４によって連続的に計量される微小単位時間当た
りの切り出し量の１次遅れ要素を移動平均法により順次
算出し、順次算出される１次要素遅れ要素に基づいて、
スクリューフィーダー２０の回転数を状態フィードバッ
ク制御するようになっている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、合成樹脂を押出成
形機によって押出成形する際に、原料である合成樹脂粉
体材料を押出成形機に供給する際の供給量の制御方法に
関し、さらに詳述すれば、ホッパーから切り出される原
料を、スクリューフィーダー等の原料搬送機構によって
押出成形機へ搬送する際に、ホッパーから切り出される
原料に基づいて押出成形機に対する原料供給量を制御す
る方法に関する。
形機によって押出成形する際に、原料である合成樹脂粉
体材料を押出成形機に供給する際の供給量の制御方法に
関し、さらに詳述すれば、ホッパーから切り出される原
料を、スクリューフィーダー等の原料搬送機構によって
押出成形機へ搬送する際に、ホッパーから切り出される
原料に基づいて押出成形機に対する原料供給量を制御す
る方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】合成樹脂を押出成形機によって押出成形
する場合には、合成樹脂原料である粉体がホッパーから
切り出されて、原料供給機構であるスクリューフィーダ
ーによって押出機に供給されるようになっている。原料
である合成樹脂粉体が収容されるホッパーには、原料を
計量するためのホッパースケールが設けられており、ホ
ッパースケールによって、ホッパー内の合成樹脂粉体
が、所定量ずつ計量されて、スクリューフィーダーに切
り出される。そして、スクリューフィーダーによって、
原料である合成樹脂粉体が押出成形機に搬送される。
する場合には、合成樹脂原料である粉体がホッパーから
切り出されて、原料供給機構であるスクリューフィーダ
ーによって押出機に供給されるようになっている。原料
である合成樹脂粉体が収容されるホッパーには、原料を
計量するためのホッパースケールが設けられており、ホ
ッパースケールによって、ホッパー内の合成樹脂粉体
が、所定量ずつ計量されて、スクリューフィーダーに切
り出される。そして、スクリューフィーダーによって、
原料である合成樹脂粉体が押出成形機に搬送される。
【０００３】この場合、スクリューフィーダー等の原料
搬送機構の特性等によっては、押出成形機への原料の供
給量が変動するおそれがあり、また、ホッパーからの原
料の切り出し量が変動することによっても、押出成形機
に対する原料の供給量が変動するおそれがある。押出成
形機に対する原料の供給量が変動すると、押出成形機に
よって押出成形される成形品の厚さ等が変動し、その結
果、均一な品質の成形品を得ることができないおそれが
ある。
搬送機構の特性等によっては、押出成形機への原料の供
給量が変動するおそれがあり、また、ホッパーからの原
料の切り出し量が変動することによっても、押出成形機
に対する原料の供給量が変動するおそれがある。押出成
形機に対する原料の供給量が変動すると、押出成形機に
よって押出成形される成形品の厚さ等が変動し、その結
果、均一な品質の成形品を得ることができないおそれが
ある。
【０００４】このために、ホッパーからの原料の切り出
し量の変動に基づいて、押出成形機に対する原料の供給
量を一定に制御する方法が開発されている。例えば、特
開昭６４−２４７２１号公報には、ホッパースケール内
の原料の上限値と下限値とを予め設定しておいて、ホッ
パースケール内において原料が上限値から下限値に達す
るまでの所要時間を計測し、その計測結果に基づいて単
位時間当たりのホッパーからの原料の切り出し量を算出
して、その算出結果からホッパーからの原料の切り出し
量の変化を求め、その変化に基づいて、押出成形機によ
る成形品の引き取り速度を制御する方法が開示されてい
る。この場合、予め設定される上限値と下限値との差が
大きく、原料が予め設定される上限値から下限値に達す
るまでに比較的長時間を要するようになっている。従っ
て、上限値から下限値に達するまでの間に切り出される
原料の量が多く、しかも、その切り出しに要する時間が
長くなるほど、検出誤差（ノイズ）の影響が小さくなる
ために、長時間にわたって多量の原料を切り出す場合に
は問題がない。しかしながら、ホッパーからの原料の切
り出し量が上限値から下限値に達するまでの間にも、実
際にはホッパーからの原料の切り出し量が微小変動して
おり、そのような切り出し量の微小変動を検出すること
ができず、従って、切り出し量の微小変動に対応して成
形品の引き取り量を制御することができないという問題
がある。
し量の変動に基づいて、押出成形機に対する原料の供給
量を一定に制御する方法が開発されている。例えば、特
開昭６４−２４７２１号公報には、ホッパースケール内
の原料の上限値と下限値とを予め設定しておいて、ホッ
パースケール内において原料が上限値から下限値に達す
るまでの所要時間を計測し、その計測結果に基づいて単
位時間当たりのホッパーからの原料の切り出し量を算出
して、その算出結果からホッパーからの原料の切り出し
量の変化を求め、その変化に基づいて、押出成形機によ
る成形品の引き取り速度を制御する方法が開示されてい
る。この場合、予め設定される上限値と下限値との差が
大きく、原料が予め設定される上限値から下限値に達す
るまでに比較的長時間を要するようになっている。従っ
て、上限値から下限値に達するまでの間に切り出される
原料の量が多く、しかも、その切り出しに要する時間が
長くなるほど、検出誤差（ノイズ）の影響が小さくなる
ために、長時間にわたって多量の原料を切り出す場合に
は問題がない。しかしながら、ホッパーからの原料の切
り出し量が上限値から下限値に達するまでの間にも、実
際にはホッパーからの原料の切り出し量が微小変動して
おり、そのような切り出し量の微小変動を検出すること
ができず、従って、切り出し量の微小変動に対応して成
形品の引き取り量を制御することができないという問題
がある。
【０００５】これに対して、特開平２−１３７９１１号
公報には、ホッパーからの原料の切り出し量を連続的に
測定して、測定結果を、１次遅れフィルター、移動平均
フィルター等のデジタルフィルターによって、短周期の
変動による影響をなくして、スクリューフィーダーを制
御する方法が開示されている。
公報には、ホッパーからの原料の切り出し量を連続的に
測定して、測定結果を、１次遅れフィルター、移動平均
フィルター等のデジタルフィルターによって、短周期の
変動による影響をなくして、スクリューフィーダーを制
御する方法が開示されている。
【０００６】このような方法では、ホッパーからの切り
出し量が連続的に算出されているために、スクリューフ
ィーダーの回転によるノイズ等による検出誤差は小さく
なるものの、１次遅れフィルター、移動平均フィルター
等によってノイズ等の検出誤差を小さくしているため
に、データーの個数が多くなるほどに検出誤差が小さく
なる。従って、検出誤差をさらに小さくするためには多
くのデーターが必要になり、そのデーター処理のため
に、スクリューフィーダーの制御時間が短くなって、確
実な制御ができないおそれあり、また、、ホッパーから
の切り出し量の微小変動に対して、即時に応答すること
ができないおそれがある。
出し量が連続的に算出されているために、スクリューフ
ィーダーの回転によるノイズ等による検出誤差は小さく
なるものの、１次遅れフィルター、移動平均フィルター
等によってノイズ等の検出誤差を小さくしているため
に、データーの個数が多くなるほどに検出誤差が小さく
なる。従って、検出誤差をさらに小さくするためには多
くのデーターが必要になり、そのデーター処理のため
に、スクリューフィーダーの制御時間が短くなって、確
実な制御ができないおそれあり、また、、ホッパーから
の切り出し量の微小変動に対して、即時に応答すること
ができないおそれがある。
【０００７】特開平７−２８５１６４号公報には、ホッ
パーからの単位時間当たりの原料の切り出し量を連続的
に計測して、計測結果を一定時間毎にサンプリングし、
サンプリングされたデーター群の回帰直線を最小自乗法
によって求め、求められた回帰直線に基づいて切り出し
量を算出し、さらに、順次、算出される切り出し量を移
動平均法によって平均化する方法が開示されている。
パーからの単位時間当たりの原料の切り出し量を連続的
に計測して、計測結果を一定時間毎にサンプリングし、
サンプリングされたデーター群の回帰直線を最小自乗法
によって求め、求められた回帰直線に基づいて切り出し
量を算出し、さらに、順次、算出される切り出し量を移
動平均法によって平均化する方法が開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】この場合にも、サンプ
リングされるデーターの個数が多くなるほど、検出誤差
を小さくすることができるために、多くのデーターによ
って制御する場合には、切り出し量の微小変動に対する
制御の応答性等に問題がある。
リングされるデーターの個数が多くなるほど、検出誤差
を小さくすることができるために、多くのデーターによ
って制御する場合には、切り出し量の微小変動に対する
制御の応答性等に問題がある。
【０００９】また、実際には、ホッパーの振動、ホッパ
ー内での原料の流動等に起因して、ホッパーからの原料
の切り出し量は大きく変動している。ホッパーからの原
料の切り出し量は、原料である合成樹脂粉体の体積変化
に起因してその密度が変動することによる原料の見かけ
比重の変化によっても変動する。このようなホッパーの
振動、ホッパー内での原料の流動等に起因する検出誤差
（ノイズ）は、回避することはできないものであり、従
って、正確な切り出し量を検出することは容易でないと
いう問題もある。。
ー内での原料の流動等に起因して、ホッパーからの原料
の切り出し量は大きく変動している。ホッパーからの原
料の切り出し量は、原料である合成樹脂粉体の体積変化
に起因してその密度が変動することによる原料の見かけ
比重の変化によっても変動する。このようなホッパーの
振動、ホッパー内での原料の流動等に起因する検出誤差
（ノイズ）は、回避することはできないものであり、従
って、正確な切り出し量を検出することは容易でないと
いう問題もある。。
【００１０】本発明は、このような問題を解決するもの
であり、その目的は、回避不能なホッパーの振動等に起
因する検出誤差（ノイズ）の影響を著しく低減させて、
原料搬送機構を制御することができる押出成形機に対す
る原料供給量の制御方法を提供することにある。
であり、その目的は、回避不能なホッパーの振動等に起
因する検出誤差（ノイズ）の影響を著しく低減させて、
原料搬送機構を制御することができる押出成形機に対す
る原料供給量の制御方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の押出成形機に対
する原料供給量の制御方法は、原料計量部のホッパー内
に収容された原料を、連続的に計量して原料搬送機構に
切り出し、切り出された原料を原料搬送機構によって押
出成形機に搬送する際に、原料計量部によって連続的に
計量される単位時間当たりの切り出し量の１次遅れ要素
を移動平均法により順次算出し、順次算出される１次要
素遅れに基づいて、原料搬送機構を状態フィードバック
制御することを特徴とする。
する原料供給量の制御方法は、原料計量部のホッパー内
に収容された原料を、連続的に計量して原料搬送機構に
切り出し、切り出された原料を原料搬送機構によって押
出成形機に搬送する際に、原料計量部によって連続的に
計量される単位時間当たりの切り出し量の１次遅れ要素
を移動平均法により順次算出し、順次算出される１次要
素遅れに基づいて、原料搬送機構を状態フィードバック
制御することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の押出成
形機に対する原料供給量の制御方法の実施状態の一例を
示す原料供給装置の概略構成図である。この原料供給装
置は、例えば、押出成形の原料である塩化ビニル樹脂
（ＰＶＣ）粉体を計量する原料計量部１０と、この原料
計量部１０によって計量された原料を、押出成形機に搬
送する原料搬送機構を構成するスクリューフィーダー２
０とを有している。
面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の押出成
形機に対する原料供給量の制御方法の実施状態の一例を
示す原料供給装置の概略構成図である。この原料供給装
置は、例えば、押出成形の原料である塩化ビニル樹脂
（ＰＶＣ）粉体を計量する原料計量部１０と、この原料
計量部１０によって計量された原料を、押出成形機に搬
送する原料搬送機構を構成するスクリューフィーダー２
０とを有している。
【００１３】原料計量部１０は、原料であるＰＶＣ粉体
が収容される１次ホッパー１１と、１次ホッパー１１か
ら排出されるＰＶＣ粉体を計量する２次ホッパー１２と
を有している。１次ホッパー１１内に収容されたＰＶＣ
粉体は、１次ホッパー１１の下端部に設けられた電磁式
の開閉弁１３が開放されることによって、自然落下し、
２次ホッパー１２内に供給される。２次ホッパー１２に
は、その内部に供給されたＰＶＣ粉体の重量を計量する
ロードセル１４が設けられており、ロードセル１４によ
ってＰＶＣ粉体の重量が連続的に計量される。そして、
２次ホッパー１２内に供給されたＰＶＣ粉体が、スクリ
ューフィーダー２０に供給される。
が収容される１次ホッパー１１と、１次ホッパー１１か
ら排出されるＰＶＣ粉体を計量する２次ホッパー１２と
を有している。１次ホッパー１１内に収容されたＰＶＣ
粉体は、１次ホッパー１１の下端部に設けられた電磁式
の開閉弁１３が開放されることによって、自然落下し、
２次ホッパー１２内に供給される。２次ホッパー１２に
は、その内部に供給されたＰＶＣ粉体の重量を計量する
ロードセル１４が設けられており、ロードセル１４によ
ってＰＶＣ粉体の重量が連続的に計量される。そして、
２次ホッパー１２内に供給されたＰＶＣ粉体が、スクリ
ューフィーダー２０に供給される。
【００１４】２次ホッパー１２に設けられたロードセル
１４の出力は、制御部１５に与えられており、このロー
ドセル１４の出力に基づいて、１次ホッパー１１に設け
られた電磁式の開閉弁１３が制御される。
１４の出力は、制御部１５に与えられており、このロー
ドセル１４の出力に基づいて、１次ホッパー１１に設け
られた電磁式の開閉弁１３が制御される。
【００１５】原料搬送機構であるスクリューフィーダー
２０には、原料計量部１０の２次ホッパー１２から供給
されるＰＶＣ粉体を、連続的に水平方向に搬送して押出
成形機に供給するスクリューシャフト２１と、スクリュ
ーシャフト２１を回転させる駆動モーター２２と、駆動
モーター２２を制御するモーター制御盤２３とを有して
おり、モーター制御盤２３が、原料計量部１０に設けら
れた制御部１５によって制御されるようになっている。
２０には、原料計量部１０の２次ホッパー１２から供給
されるＰＶＣ粉体を、連続的に水平方向に搬送して押出
成形機に供給するスクリューシャフト２１と、スクリュ
ーシャフト２１を回転させる駆動モーター２２と、駆動
モーター２２を制御するモーター制御盤２３とを有して
おり、モーター制御盤２３が、原料計量部１０に設けら
れた制御部１５によって制御されるようになっている。
【００１６】制御部１５およびモーター制御盤２３は、
マイクロコンピューターを主体として構成されている。
制御部１５は、２次ホッパー１２に設けられたロードセ
ル１４の出力に基づいて、１次ホッパー１１に設けられ
た開閉弁１３の開閉を制御するとともに、駆動モーター
２２の回転数を変化させるモーター制御盤２３を制御す
るようになっている。そして、モーター制御盤２３によ
って駆動モーター２２が所定の回転数に制御される。
マイクロコンピューターを主体として構成されている。
制御部１５は、２次ホッパー１２に設けられたロードセ
ル１４の出力に基づいて、１次ホッパー１１に設けられ
た開閉弁１３の開閉を制御するとともに、駆動モーター
２２の回転数を変化させるモーター制御盤２３を制御す
るようになっている。そして、モーター制御盤２３によ
って駆動モーター２２が所定の回転数に制御される。
【００１７】このような粉体供給装置の動作は次の通り
である。１次ホッパー１１内のＰＶＣ粉体を押出成形機
に供給するに際して、制御部１５は、まず、１次ホッパ
ー１１に設けられた電磁式の開閉弁１３を開放する。こ
れにより、１次ホッパー１１内に収容された粉体が２次
ホッパー１２内に自然流下によって供給される。２次ホ
ッパー１２に供給されるＰＶＣ粉体は、２次ホッパー１
２の下端部に設けられた開口部を通って、連続的に、ス
クリューフィーダー２０に供給される。スクリューフィ
ーダー２０のスクリューシャフト２１は、駆動モーター
２２によって所定の回転数で回転されており、スクリュ
ーシャフト２１の回転によって、スクリューフィーダー
２０に供給されたＰＶＣ粉体が押出成形機に連続的に供
給される。このとき、制御部１５は、２次ホッパー１２
に設けられたロードセル１４によって連続的に計測され
るＰＶＣ粉体の切り出し量に基づいて、スクリューフィ
ーダー２０におけるスクリューシャフト２１の回転数を
演算し、その演算結果に基づいて、駆動モーター２２の
回転数を制御する。
である。１次ホッパー１１内のＰＶＣ粉体を押出成形機
に供給するに際して、制御部１５は、まず、１次ホッパ
ー１１に設けられた電磁式の開閉弁１３を開放する。こ
れにより、１次ホッパー１１内に収容された粉体が２次
ホッパー１２内に自然流下によって供給される。２次ホ
ッパー１２に供給されるＰＶＣ粉体は、２次ホッパー１
２の下端部に設けられた開口部を通って、連続的に、ス
クリューフィーダー２０に供給される。スクリューフィ
ーダー２０のスクリューシャフト２１は、駆動モーター
２２によって所定の回転数で回転されており、スクリュ
ーシャフト２１の回転によって、スクリューフィーダー
２０に供給されたＰＶＣ粉体が押出成形機に連続的に供
給される。このとき、制御部１５は、２次ホッパー１２
に設けられたロードセル１４によって連続的に計測され
るＰＶＣ粉体の切り出し量に基づいて、スクリューフィ
ーダー２０におけるスクリューシャフト２１の回転数を
演算し、その演算結果に基づいて、駆動モーター２２の
回転数を制御する。
【００１８】図２は、制御部１５によるスクリューフィ
ーダー２０の駆動モーター２２の制御内容を示すフロー
チャートである。制御部１５は、まず、ロードセル１４
の出力に基づいて、２次ホッパー１２からスクリューフ
ィーダー２０に供給されるＰＶＣ粉体の微小単位時間当
たりの切り出し量を演算する（図２のステップＳ１参
照、以下同様）。このとき、制御部１５には、２次ホッ
パー１２内に残留するＰＶＣ粉体量の上限値および下限
値が、予めそれぞれ設定されており、２次ホッパー１２
内に残留するＰＶＣ粉体量が、設定された上限値以上に
なった場合には、１次ホッパー１１に設けられた開閉弁
１３が閉鎖されて、１次ホッパー１１から２次ホッパー
１２内へのＰＶＣ粉体の供給が停止されるとともに、Ｐ
ＶＣ粉体量が設定された下限値以下になった場合には、
開閉弁１３が開放されて、１次ホッパー１１内のＰＶＣ
粉体が２次ホッパー１２内に供給される。従って、２次
ホッパー１２内には、設定された上限値および下限値の
範囲内でＰＶＣ粉体が残留している。
ーダー２０の駆動モーター２２の制御内容を示すフロー
チャートである。制御部１５は、まず、ロードセル１４
の出力に基づいて、２次ホッパー１２からスクリューフ
ィーダー２０に供給されるＰＶＣ粉体の微小単位時間当
たりの切り出し量を演算する（図２のステップＳ１参
照、以下同様）。このとき、制御部１５には、２次ホッ
パー１２内に残留するＰＶＣ粉体量の上限値および下限
値が、予めそれぞれ設定されており、２次ホッパー１２
内に残留するＰＶＣ粉体量が、設定された上限値以上に
なった場合には、１次ホッパー１１に設けられた開閉弁
１３が閉鎖されて、１次ホッパー１１から２次ホッパー
１２内へのＰＶＣ粉体の供給が停止されるとともに、Ｐ
ＶＣ粉体量が設定された下限値以下になった場合には、
開閉弁１３が開放されて、１次ホッパー１１内のＰＶＣ
粉体が２次ホッパー１２内に供給される。従って、２次
ホッパー１２内には、設定された上限値および下限値の
範囲内でＰＶＣ粉体が残留している。
【００１９】制御部１５は、２次ホッパー１２に設けら
れたロードセル１４から、例えば０．３秒程度の短い単
位時間毎に、ＰＶＣ粉体の切り出し量を、順次、計測
し、適当な時間にわたって計測された複数（１０程度）
の計測値に基づいて、２次ホッパー１２からの切り出し
量の計算上の１次遅れ要素を、移動平均法によって演算
する（図２のステップＳ２）。
れたロードセル１４から、例えば０．３秒程度の短い単
位時間毎に、ＰＶＣ粉体の切り出し量を、順次、計測
し、適当な時間にわたって計測された複数（１０程度）
の計測値に基づいて、２次ホッパー１２からの切り出し
量の計算上の１次遅れ要素を、移動平均法によって演算
する（図２のステップＳ２）。
【００２０】例えば、ロードセル１４による２次ホッパ
ー１２内のＰＶＣ粉体の計量値をｑとすると、微小単位
時間当たりの切り出し量Δｑは次式（１）で表される。 Δｑi ＝ｑi −ｑ(i-1) …（１） また、移動平均法による１次遅れ要素の計算に使用され
る計測値の個数をｎとすると、ｎ個の連続した切り出し
量の平均値ΔＱは、次式（２）で表される。 ΔＱi ＝｛Δｑi ＋Δｑ(i-1) ＋Δｑ(i-2) ＋…＋Δｑ(i-n) ｝／ｎ …（２） この（２）式に基づいて、２次ホッパー１２に設けられ
たロードセル１４から単位時間毎に連続して計測される
ｎ個の切り出し量の平均値が、移動平均法によって、順
次、単位時間ずつずらせながら演算される。このように
して、移動平均法によって順次得られるｎ個の計測値の
平均値が、単位時間当たりの切り出し量の１次遅れ要素
として算出される。算出された単位時間当たりの切り出
し量の１次遅れ要素は、１次遅れノイズフィルタである
１次遅れローパスフィルタによって、高周波成分がカッ
ト（または小さく）されている。
ー１２内のＰＶＣ粉体の計量値をｑとすると、微小単位
時間当たりの切り出し量Δｑは次式（１）で表される。 Δｑi ＝ｑi −ｑ(i-1) …（１） また、移動平均法による１次遅れ要素の計算に使用され
る計測値の個数をｎとすると、ｎ個の連続した切り出し
量の平均値ΔＱは、次式（２）で表される。 ΔＱi ＝｛Δｑi ＋Δｑ(i-1) ＋Δｑ(i-2) ＋…＋Δｑ(i-n) ｝／ｎ …（２） この（２）式に基づいて、２次ホッパー１２に設けられ
たロードセル１４から単位時間毎に連続して計測される
ｎ個の切り出し量の平均値が、移動平均法によって、順
次、単位時間ずつずらせながら演算される。このように
して、移動平均法によって順次得られるｎ個の計測値の
平均値が、単位時間当たりの切り出し量の１次遅れ要素
として算出される。算出された単位時間当たりの切り出
し量の１次遅れ要素は、１次遅れノイズフィルタである
１次遅れローパスフィルタによって、高周波成分がカッ
ト（または小さく）されている。
【００２１】このように、移動平均法によって、単位時
間ずつずらせて順次得られる切り出し量の１次遅れ要素
は、偏差を生じさせない特徴があるために、ハードウエ
アによって１次遅れ要素を得る場合のように、定常時に
生じる偏差を解消するための積分器等が不要であり、好
ましい。
間ずつずらせて順次得られる切り出し量の１次遅れ要素
は、偏差を生じさせない特徴があるために、ハードウエ
アによって１次遅れ要素を得る場合のように、定常時に
生じる偏差を解消するための積分器等が不要であり、好
ましい。
【００２２】このようにして、２次ホッパー１２からの
ＰＶＣ粉体の切り出し量の１次遅れ要素が、移動平均法
によって順次算出されると、順次算出される１次遅れ要
素に基づいて、スクリューフィーダー２０の駆動モータ
ー２２が、状態フィードバック制御される（図２のステ
ップＳ３）。状態フィードバッグ制御は、図３に示すよ
うに、フィードバックゲインＫと伝達関数Ｇを有する制
御対象であるスクリューフィーダー２０の駆動モーター
２２のブロック線図として表せる。この場合、駆動モー
ター２２が安定的に回転する条件内にて、即応性を重視
してフィードバックゲインＫが決定される。すなわち、
図１に示す原料供給装置においては、駆動モーター２２
安定条件外でフィードバックゲインＫを決定すると、検
出誤差（ノイズ）の影響を受けて、駆動モーター２２の
回転が不安定になり、押出成形機へのＰＶＣ供給量を制
御できなくなるおそれがある。安定条件については、例
えば、制御対象の伝達関数Ｇを調査して、ボード線図等
を利用して周波数領域にて解析すればよい。
ＰＶＣ粉体の切り出し量の１次遅れ要素が、移動平均法
によって順次算出されると、順次算出される１次遅れ要
素に基づいて、スクリューフィーダー２０の駆動モータ
ー２２が、状態フィードバック制御される（図２のステ
ップＳ３）。状態フィードバッグ制御は、図３に示すよ
うに、フィードバックゲインＫと伝達関数Ｇを有する制
御対象であるスクリューフィーダー２０の駆動モーター
２２のブロック線図として表せる。この場合、駆動モー
ター２２が安定的に回転する条件内にて、即応性を重視
してフィードバックゲインＫが決定される。すなわち、
図１に示す原料供給装置においては、駆動モーター２２
安定条件外でフィードバックゲインＫを決定すると、検
出誤差（ノイズ）の影響を受けて、駆動モーター２２の
回転が不安定になり、押出成形機へのＰＶＣ供給量を制
御できなくなるおそれがある。安定条件については、例
えば、制御対象の伝達関数Ｇを調査して、ボード線図等
を利用して周波数領域にて解析すればよい。
【００２３】具体的には、移動平均３秒として移動平均
によって順次得られる１次遅れ要素に基づいて駆動モー
ター２２を制御する場合には、フィードバックゲインＫ
を約0.3 以下とする必要がある。
によって順次得られる１次遅れ要素に基づいて駆動モー
ター２２を制御する場合には、フィードバックゲインＫ
を約0.3 以下とする必要がある。
【００２４】ＰＶＣ粉体の切り出し量の１次遅れ要素に
基づいて、駆動モーター２２を状態フィードバック制御
する場合、フィードバックゲインＫと高周波入力に対す
る出力振幅は、次のような形で関係する。
基づいて、駆動モーター２２を状態フィードバック制御
する場合、フィードバックゲインＫと高周波入力に対す
る出力振幅は、次のような形で関係する。
【００２５】例えば、振幅Ａ、角周波数ω、時間ｔであ
る正弦波Ａcos(ωt)の入力に対して、応答出力Ｙは、フ
ィードバックゲインＫと、制御対象である駆動モーター
２２の時定数（計算の遅れを含む）Ｔとにより、次式
（３）で表される。
る正弦波Ａcos(ωt)の入力に対して、応答出力Ｙは、フ
ィードバックゲインＫと、制御対象である駆動モーター
２２の時定数（計算の遅れを含む）Ｔとにより、次式
（３）で表される。
【００２６】 Ｙ(t) ＝Ｃ1 ｅ-(Tt/K) −Ｃ1 ｛cos(ωt)＋（ωT/K)sin(ωt)｝……（３） 但し、Ｃ1 ＝−Ａ／｛１＋ (ωT/K)2 ｝1/2 ……（４） 応答出力の関数Ｙ(t) の第１項は、過渡的な自由応答で
あり、時間の経過とともに減衰する。従って、現実に生
じる極めて低周波である見かけ比重の変化等に基づく長
周期の変動量を考える場合には、第１項は無視すること
ができる。しかし、この場合も、応答出力の関数Ｙ(t)
の第２項は、定常項として残ることになる。その結果、
式（３）は、次式（５）で表される。
あり、時間の経過とともに減衰する。従って、現実に生
じる極めて低周波である見かけ比重の変化等に基づく長
周期の変動量を考える場合には、第１項は無視すること
ができる。しかし、この場合も、応答出力の関数Ｙ(t)
の第２項は、定常項として残ることになる。その結果、
式（３）は、次式（５）で表される。
【００２７】 Ｙ(t) ＝−Ａ｛cos(ωt)＋φ｝／｛１＋ (ωT/K)2 ｝1/2 ……（５） 但し、φ＝− tan-1 (ωT/K) ……（６） 結局、定常の応答出力Ｙ(t) は、正弦波Ａcos(ωt)の入
力と同じ角周波数ωを有する正弦波であって、その振幅
は、１／｛１＋ (ωT/K)2 ｝1/2 倍、位相はφ分だけ変
化したものになる。従って、フィードバックゲインＫを
適切に設定することによって、目的とする周波数信号に
対する出力の振幅を、制御対象である駆動モーター２２
の安定条件内で最小にすることができる。フィードバッ
クゲインＫの決定方法としては、例えば、限界感度法や
ステップ応答を利用することができる。
力と同じ角周波数ωを有する正弦波であって、その振幅
は、１／｛１＋ (ωT/K)2 ｝1/2 倍、位相はφ分だけ変
化したものになる。従って、フィードバックゲインＫを
適切に設定することによって、目的とする周波数信号に
対する出力の振幅を、制御対象である駆動モーター２２
の安定条件内で最小にすることができる。フィードバッ
クゲインＫの決定方法としては、例えば、限界感度法や
ステップ応答を利用することができる。
【００２８】図１に示す原料供給装置では、原料計量部
１０からの切り出し量が400 kg／ｈの場合、図４に黒線
で示すように、検出誤差（ノイズ）は130 ％程度であっ
た。この検出誤差は、スクリューフィーダー２０のスク
リューシャフト２１の回転によるノイズと思われる0.5
Ｈｚの周波数をはじめ、ほとんどが高周波であった。し
かし、制御部１５において、ロードセル１４によって計
測される単位時間0.3秒当たりの切り出し量を、移動平
均時間を３秒として１０個の連続した計測値を利用した
移動平均法によって１次遅れ要素を算出したところ、１
次遅れ要素のローパスフィルター効果により、図４に白
線で示すように、検出誤差（ノイズ）の大きさは、10％
程度になった。このとき、制御対象である駆動モーター
２２の時定数（計算上の１次遅れを含む）は、0.3 であ
った。さらに、フィードバックゲインを0.005 として駆
動モーター２２を状態フィードバック制御したところ、
スクリューフィーダー２０のスクリューシャフト２１の
回転による検出誤差の影響は、ほぼ０％になった。問題
となる約 0.001Ｈｚ（周期 900秒程度）の低周波である
見かけ比重の変動は、切り出し量に対して３％程度の振
幅であったが、制御部１５による駆動モーター２２の制
御によって、スクリューフィーダー２０によって押出機
へのＰＶＣ粉体の供給量の振動幅は、十分の数％に抑制
されていた。
１０からの切り出し量が400 kg／ｈの場合、図４に黒線
で示すように、検出誤差（ノイズ）は130 ％程度であっ
た。この検出誤差は、スクリューフィーダー２０のスク
リューシャフト２１の回転によるノイズと思われる0.5
Ｈｚの周波数をはじめ、ほとんどが高周波であった。し
かし、制御部１５において、ロードセル１４によって計
測される単位時間0.3秒当たりの切り出し量を、移動平
均時間を３秒として１０個の連続した計測値を利用した
移動平均法によって１次遅れ要素を算出したところ、１
次遅れ要素のローパスフィルター効果により、図４に白
線で示すように、検出誤差（ノイズ）の大きさは、10％
程度になった。このとき、制御対象である駆動モーター
２２の時定数（計算上の１次遅れを含む）は、0.3 であ
った。さらに、フィードバックゲインを0.005 として駆
動モーター２２を状態フィードバック制御したところ、
スクリューフィーダー２０のスクリューシャフト２１の
回転による検出誤差の影響は、ほぼ０％になった。問題
となる約 0.001Ｈｚ（周期 900秒程度）の低周波である
見かけ比重の変動は、切り出し量に対して３％程度の振
幅であったが、制御部１５による駆動モーター２２の制
御によって、スクリューフィーダー２０によって押出機
へのＰＶＣ粉体の供給量の振動幅は、十分の数％に抑制
されていた。
【００２９】なお、上記実施の形態では、原料計量部１
０から切り出された原料搬送機構として、スクリューフ
ィーダー２０を使用する構成であったたが、原料搬送機
構として、ベルトフィーダー、振動フィーダー等を使用
してもよい。
０から切り出された原料搬送機構として、スクリューフ
ィーダー２０を使用する構成であったたが、原料搬送機
構として、ベルトフィーダー、振動フィーダー等を使用
してもよい。
【００３０】
【発明の効果】本発明の押出成形機に対する原料供給量
の制御方法は、このように、原料計量部によって連続的
に計量される単位時間当たりの切り出し量の１次遅れ要
素に基づいて、状態フィードバックされるようになって
いるために、回避不能なホッパーの振動等に起因する検
出誤差（ノイズ）の影響を著しく低減させて、原料搬送
機構を制御することができる。
の制御方法は、このように、原料計量部によって連続的
に計量される単位時間当たりの切り出し量の１次遅れ要
素に基づいて、状態フィードバックされるようになって
いるために、回避不能なホッパーの振動等に起因する検
出誤差（ノイズ）の影響を著しく低減させて、原料搬送
機構を制御することができる。
【図１】本発明の押出成形機に対する原料供給量の制御
方法の実施状態の一例を示す原料供給装置の概略構成図
である。
方法の実施状態の一例を示す原料供給装置の概略構成図
である。
【図２】その原料供給装置に設けられた制御部による制
御内容を示すフローチャートである。
御内容を示すフローチャートである。
【図３】本発明の制御方法の制御ブロック線図である。
【図４】原料計量部による切り出し量と検出誤差との関
係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
１０ 原料計量部 １１ １次ホッパー １２ ２次ホッパー １３ 開閉弁 １４ ロードセル １５ 制御部 ２０ スクリューフィーダー ２１ スクリューシャフト ２２ 駆動モーター ２３ モーター制御盤
Claims (1)
- 【請求項１】 原料計量部のホッパー内に収容された原
料を、連続的に計量して原料搬送機構に切り出し、切り
出された原料を原料搬送機構によって押出成形機に搬送
する際に、原料計量部によって連続的に計量される単位
時間当たりの切り出し量の１次遅れ要素を移動平均法に
より順次算出し、順次算出される１次要素遅れに基づい
て、原料搬送機構を状態フィードバック制御することを
特徴とする押出成形機に対する原料供給量の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9156683A JPH11945A (ja) | 1997-06-13 | 1997-06-13 | 押出成形機に対する原料供給量の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9156683A JPH11945A (ja) | 1997-06-13 | 1997-06-13 | 押出成形機に対する原料供給量の制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11945A true JPH11945A (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=15633053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9156683A Pending JPH11945A (ja) | 1997-06-13 | 1997-06-13 | 押出成形機に対する原料供給量の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11945A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008024376A (ja) * | 2006-07-18 | 2008-02-07 | Heishin Engineering & Equipment Co Ltd | 液搬送装置 |
| CN112081008A (zh) * | 2020-09-03 | 2020-12-15 | 绍兴市柯桥区兰亭盛欧塑料制品厂 | 一种pvc扶手 |
-
1997
- 1997-06-13 JP JP9156683A patent/JPH11945A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008024376A (ja) * | 2006-07-18 | 2008-02-07 | Heishin Engineering & Equipment Co Ltd | 液搬送装置 |
| CN112081008A (zh) * | 2020-09-03 | 2020-12-15 | 绍兴市柯桥区兰亭盛欧塑料制品厂 | 一种pvc扶手 |
| CN112081008B (zh) * | 2020-09-03 | 2021-08-03 | 绍兴市柯桥区兰亭盛欧塑料制品厂 | 一种pvc扶手的生产装置及适于该装置的生产方法 |
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