JPS6229282B2

JPS6229282B2 -

Info

Publication number: JPS6229282B2
Application number: JP58110010A
Authority: JP
Inventors: Kenzo Kawashima
Original assignee: KAWASHIMA TETSUKOSHO KK
Current assignee: KAWASHIMA TETSUKOSHO KK
Priority date: 1983-06-17
Filing date: 1983-06-17
Publication date: 1987-06-25
Also published as: JPS602402A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上利用できる分野〕本発明は、供給タンクから袋体に投入される穀
類が一定の設定重量に達した時、該タンクのシヤ
ツタを自動閉鎖して、穀類の自動計量を行なう穀
類供給装置に関する。

〔従来技術〕

一般に、この種の穀類供給装置としては、第１
図に示す如く、電気的に制御されるシヤツタ２を
有して、袋体３に穀類を投入する供給タンク１
と、その下方に配設されて、袋体３に充填された
穀類の重量を所定サンプリング周期で検出する重
量検出手段４とを備え、上記重量検出手段４から
出力される検出値が予め設定された計量目標値に
達する時、上記シヤツタ２を自動閉鎖する形式の
ものがある。なお、同図において、５は、検出重
量を表示する表示器である。

ところで、この種の穀類供給装置の場合、検出
値が目標計量値を超えた時点でシヤツタ閉鎖信号
を出力すると、閉鎖タイミングにサンプリング周
期による遅れを生じ、その分、穀類の過剰供給と
なることが知られている。

これに対し、予測制御により、検出値が目標値
に一致する時点を事前に検知すると共に、その時
点から目標値に達するまでの所要時間を、充填さ
れた穀類の重量増加率から算出して予測し、当該
予測時間に達した時、シヤツタを閉鎖する方法が
考えられる。

上述した予測制御を行なう場合、単位時間当り
の投入量により予測精度が変化し、この投入量が
大き過ぎると精度が悪くなる。一方、投入量が小
さ過ぎると、投入時間が長くなり、投入作業能率
が下がる。そのため、シヤツタにより投入量を大
小２段の可変とし、目標値の近くまで大投入を行
ない、ついで小投入に切替えて予測制御を行なう
ことにより、投入能率を向上しつつ、精度良く計
量を行なうことが望ましい。

しかし、大投入の場合、投入量が、穀類の形
状、表面状態、タンクの収容量（投入圧力）、湿
度等により大きく変動するため、大投入から小投
入への切替タイミングが遅れると、予測制御を行
なう前に過剰供給となつてしまうことがある。そ
のため、大投入から小投入への切替を適切に行な
う必要がある。ところが、従来、この点が十分解
決されておらず、予測制御による正確且つ能率的
な計量を実現することは困難であつた。

〔発明の目的〕

本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもの
で、予測制御を２段階に行なつて、第１の予測制
御により、大投入から小投入への切替を適切に行
なうことにより、大投入と小投入を組合せて能率
良く穀類供給を行なうことができ、又、第２の予
測制御により、穀類の供給重量が目標値に到達す
る時点を予測して、サンプリング周期に対応して
生ずるシヤツタ閉鎖タイミングの遅れによる過剰
供給を防止できて、正確に計量し得る穀類供給装
置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

本発明の構成を第１図を参照して説明する。本
発明は、電気的に制御されると共に、投入量を大
小２段に変化し得るシヤツタ２０を有して、袋体
に穀類を投入する供給タンク（以下タンクと略記
する。）１と、袋体に充填された穀類の重量を所
定サンプリング周期で検出する重量検出手段４と
を備え、上記検出手段４から出力される検出値が
予め設定された目標値に達する時、上記シヤツタ
２０を自動閉鎖する形式の穀類供給装置に適用さ
れる。

本発明は、２段階の予測制御を行なう制御装置
７を備えており、第１段の予測制御でシヤツタ２
０を大投入から小投入に切替える信号を、又、第
２段の予測制御でシヤツタ２０を閉鎖せしめる信
号を各々シヤツタ駆動回路２１に出力する。

この制御装置７は、上記重量検出手段４から出
力される検出値の各サンプリング周期毎の増分を
検出する重量増分検出手段７１と、上記検出値と
増分とから次サンプリング時の予測重量を算出す
る予測重量算出手段７２と、上記予測重量と予め
設定した小投入切替設定値Ws及び目標計量値Wo
とを順次比較して、穀類の供給が小投入切替時期
に達したか、及び、シヤツタ閉鎖時期に達したか
を判断する判定手段７３と、上記判定手段７３が
小投入切替時期と判断した時、小投入切替信号を
上記シヤツタ駆動回路２１に出力する小投入切替
信号発生手段７４と、上記判定手段７３がシヤツ
タ閉鎖時間と判断した時、シヤツタ閉鎖信号を上
記シヤツタ駆動回路２１に出力するシヤツタ閉鎖
信号発生手段７５とを有して構成される。

このような構成によつて、第１段の予測制御に
より、穀類の供給重量が小投入切替設定値Wsに
達する時点を予測して、シヤツタ２０を小投入に
切替え、又、第２段の予測制御により、穀類の供
給重量が目標計量値Woに達する時点を予測し
て、シヤツタ２０を閉鎖するよう作用する。

〔実施例〕

第３図に本発明穀類供給装置の一実施例の構成
を示す。同図及び上記第１、第２図を参照して本
実施例の構成について説明する。

本実施例穀類供給装置は、シヤツタ駆動回路２
１により駆動されるシヤツタ２０を有して成るタ
ンク１と、該タンク１の下方に配設され、袋体３
を載置して該袋体３に充填された穀類の重量を供
給する重量検出手段４と、検出された重量を表示
する表示器５と、上記検出された重量に基づき上
記シヤツタ２０の開閉を制御する制御装置として
機能するマイクロコンピユータ９と、該マイクロ
コンピユータ９を制御装置として起動せしめる起
動スイツチ６と、上記マイクロコンピユータ９に
目標となる計量値を設定する目標計量値入力手段
８とを有して構成され、例えば、第１図に示す形
態に形成される。

供給タンク１は、袋体３に充填すべき米等の穀
類を収容して、シヤツタ２０を経て袋体３に投入
する。シヤツタ２０は、投入量が大小２段階に変
更できる構成となつている。例えば、大投入用と
小投入用の２枚のシヤツタを設けるか、１枚のシ
ヤツタの開度を大小２段とするよう設定すること
により実現できる。

重量検出手段４は、袋体３を載置するプレート
を含む重量検出部と、検出信号を増幅する増幅器
と、検出信号をアナログ量からデジタル量に変換
するＡ／Ｄ変換器とを有して成り、一定の周期Ｔ
でサンプリングして重量を検出し、検出値を読込
要求信号と共にマイクロコンピユータ９に送出す
る。重量検出部は、例えば、ロードセル式、静電
容量式、光電式等の検出器を適宜使用する。上記
Ａ／Ｄ変換器からの出力は、表示器５にも送出さ
れ、検出重量デジタル表示される。従つて、本実
施例の場合、通常の重量計としても使用できる。

マイクロコンピユータ９は、中央処理装置（以
下CPUと略記する。）９３と、リードオンリーメ
モリ（以下ROMと略記する。）９４と、ランダム
アクセスメモリ９５と、計時装置９６と、インプ
ツト・ポート９１及びアウトプツト・ポート９２
とを備え、これらをバス９７で接続して成り、上
記第２図に示す制御装置７の各種機能、即ち、重
量増分検出手段７１、予測重量算出手段７２、判
定手段７３、小投入切替信号発生手段７４及びシ
ヤツタ閉鎖信号発生手段７５を構成すると共に、
目標計量値Wo、サンプリング周期Ｔ等を記憶す
ると共に、小投入切替設定値Wsの演算し記憶す
る。

インプツト・ポート９１には、上記重量検出手
段４、目標計量値入力手段８及び起動スイツチ６
が接続され、上記CPU９３の制御により、バス
９７を介して、これらの情報がマイクロコンピユ
ータ９に取込まれる。一方、アウトプツト・ポー
ト９２には、シヤツタ駆動回路２１が接続され、
CPU９３からの小投入切替信号及びシヤツタ開
閉信号が送出される。

ROM９４には、マイクロコンピユータ９に上
記機能を実現させるべく上記CPU９３を制御す
るプログラムが格納されると共に、演算に必要な
各種定数、例えば、サンプリング周期Ｔ、小投入
切替後の残り重量値（例えば１Kg）等を記憶せし
めてある。プログラムの内容は、種々の方式を採
り得るが、例えば、後述する第４図乃至第７図の
フローチヤートに示す方式で構成される。なお、
このROM９４を交換することにより、又、書換
え可能ROMを使用することにより、プログラム
及び定数を変更することができる。

RAM９５は、CPU９３の作業用メモリとし
て、又、外部から入力される設定値等を記憶する
メモリとして使用される。例えば、目標計量値
Wo、小投入切替設定値Ws等を記憶する。

計時装置９６は、小投入切替信号発生手段７４
及びシヤツタ閉鎖信号発生手段７５を構成する場
合に用いられ、サンプリング毎に起動されて、サ
ンプリング時からの時間経過をカウントし、出力
する。

目標計量値入力手段８は、例えば数字キーボー
ド、バツフアレジスタ等から成り、目標値（例え
ば30Kg）をデジタル信号化してマイクロコンピユ
ータ９に入力する。本実施例では、小投入切替設
定値を演算で求めるが、これを手動入力する構成
とする場合には、計量値から切替設定値かを選択
すべく、選択キーを設けるか、数字キーにより選
択コードを作つて入力する。

起動スイツチ６は、袋体３を重量検出手段４の
プレート上に載置して、供給可能となつた時、制
御装置７を起動せしめるための信号を形成する。
この起動スイツチ６の起動信号により、マイクロ
コンピユータ９は、ROM９４からプログラムを
順次読込んで、必要な初期処理と制御装置７の各
手段を実行する。

次に、本実施例の動作について第４図乃至第７
図のフローチヤートをも参照して説明する。

先ず、タンク１に、穀類を図示しない揚穀装置
により充填する。ついで、袋体３を重量検出手段
４上に載置して、０点調整を行なう。この後、目
標計量値、例えば30Kgを目標計量値入力手段８に
て設定し、起動スイツチ６をオンする。これによ
り、マイクロコンピユータ９が起動され、プログ
ラムの実行が開始する。

CPU９３は、第４図に示すようにステツプ
から実行を開始し、インプツト・ポート９１を介
して目標計量値Wo（＝30Kg）を目標計量値入力
手段８から読込み、これをRAM９５の所定領域
に格納する。そして、ステツプで、CPU９３
は、ROM９４から、予め格納してある小投入切
替後の残り重量値（＝１Kg）を読出し、次式の演
算を実行して、小投入切替設定値Wsを求める。
そして、結果をRAM９５の所定領域に記憶せし
める（ステツプ）。

Ws＝Wo（＝30Kg）−１Kg＝29Kg 次に、CPU９３は、シヤツタ駆動回路２１に
対し、大投入開始信号を出力して、シヤツタ２０
を開放せしめる（ステツプ）。これによつて、
穀類が袋体３に投入される。重量検出手段４は、
一定のサンプリング周期Ｔにて、投入穀類の重量
を検出する。

ついで、ステツプに進み、マイクロコンピユ
ータ９は、重量増分検出手段７１及び予測重量算
出手段７２として機能し、予測重量値Weを検出
する。この予測重量値Weは、前回のサンプリン
グと今回のサンプリングとの間における重量増加
率により、次サンプリング時の到達重量を予測し
た値である。このWeの検出は、後述する第５図
に示すプログラムにより行なう。

次の、、のステツプは、マイクロコンピ
ユータ９を判定手段７３として機能させるもので
ある。ステツプでは、CPU９３は、We≧Ws、
即ち、上記予測重量値WeがRAM９５に記憶され
ている小投入切替設定値Wsを越えるか否かを判
断し、We＜Wsであれば、ステツプにジヤンプ
し、We≧Wsとなるまで、同じ動作を繰返えす。
そして、We≧Wsの条件がYESとなれば、ステツ
プへ進む。

ステツプでは、CPU９３は、小投入切替が
既に実行されてるか否かを判断して、切替がなさ
れていなければ、ステツプへブランチし、切替
済であれば、ステツプへ進む。このステツプ
により、予測制御が第１段階か第２段階かを区別
する。ここで、切替済か否かを調べるには、例え
ば、CPU９３内のフラグ用フリツプフロツプを
用いて、小投入切替信号を出力した時点でフラグ
をセツトして、このフラグの状態を見るか、小投
入切替信号をラツチしておいて、これを調べる等
の手段がある。

ステツプへブランチすると、後述する第６図
に示すプログラムを実行して、小投入切替信号を
発生して、シヤツタ２０を小投入に切替え、つい
でステツプにジヤンプして、第２段の予測制御
に移る。

一方、ステツプに進むと、CPU９３は、We
≧Woかを判断する。即ち、予測重量値Weが
RAM９５に記憶されている目標計量値Woを越え
るか否かを判断し、YESであればステツプに
進み、NOであればステツプにジヤンプし、We
≧Woとなるまで同じ動作を繰返えす。

ステツプに進むと、後述する第７図に示すプ
ログラムを実行して、シヤツタ閉鎖信号を発生
し、シヤツタ駆動回路２１に該信号を出力してシ
ヤツタ２０を閉鎖しめる。これにより、袋体３へ
の穀類の充填を終了する。

次に、ステツプの予測重量値We検出動作に
ついて、第５図を参照して説明する。

先づ、ステツプにおいて、計時装置９６をリ
セツトしておく。ついで、インプツト・ポート９
１を、重量検出手段４とCPU９３とを接続する
よう制御し、該重量検出手段４からサンプリング
毎に送出される重量検出値Wn読込要求を待ち、
該要求が送出されると、これを受信する（ステツ
プ）。そして、ステツプにて、CPU９３は、
計時装置９６を起動し、時間経過を計る。

次のステツプにて、CPU９３は、インプツ
ト・ポート９１を介して重量検出手段４から重量
検出値Wnを読込み、レジスタR₂に格納する。つ
いで、前回サンプリング時の検出値Ｗ_o-1をレジ
スタR₁から読出す（ステツプ）。このレジスタ
R₁，R₂は、CPU９３内に適宜設けるか、RAM９
５の所定領域に設けてもよい。但し、起動スイツ
チ６のオン時にリセツトする構成としておく。

ステツプに進むと、CPU９３は、今回サン
プリングの検出値Wnと前回サンプリングの検出
値Ｗ_o-1とから、次式に従つて重量増分△Ｗを演
算し、検出値WnをレジスタR₁に格納すると共
に、△ＷをレジスタR₂に格納する（ステツプ
、）。

△Ｗ＝Wn−Ｗ_o-1 この後、CPU９３は、上記検出値Wnと増分△
Ｗとから、予測重量値Weを次式に従つて演算す
る（ステツプ）。

We＝Wn＋△Ｗ以上のプログラムによつて、予測重量値が検出
される。そして、第４図において説明したよう
に、ステツプにおいてWe≧Wsか否か判断さ
れ、又、ステツプにおいて、We≧Woか否か判
断される。通常、１回のサンプリング時点で各々
目標値に達することは無いので、このステツプ
は何回か繰返えして実行される。なお、本実施例
では、最初のサンプリングからステツプのプロ
グラムを実行する構成となつているが、サンプリ
ング回数が所定回数に達した時点でプログラムを
実行する構成としてもよい。

次に、ステツプの小投入切替信号発生動作に
ついて、第６図を参照して説明する。

ステツプにおいて、次式に従つて小投入切替
予測時間t₁の演算を行なう。

CPU９３は、この演算を例えば次のように行
なう。先づ、小投入切替設定値WsをRAM９５か
ら、又、今回サンプリングの検出値Wnを上記レ
ジスタR₁から各々読出して、小投入切替までに
供給すべき所要重量（Ws−Wn）を求める。又、
CPU９３は、レジスタR₂から重量増分△Ｗを、
ROM９４からサンプリング周期Ｔを各々読出し
て、重量増加率（△Ｗ／Ｔ）を求める。ついで、
上記（Ws−Wn）を（△Ｗ／Ｔ）で除して、t₁を
求める。

この後、CPU９３は、計時装置９６から経過
時間tcを読出し（ステツプ）、経過時間tcが予
測時間t₁に達したか否かを判断する（ステツプ
〓）。tc＜t₁であれば、ステツプに戻り、tc≧t₁
となるまで同じ動作を繰返えす。そして、tc≧t₁
となつた時点でステツプに進み、小投入切替信
号を出力する。

次に、ステツプのシヤツタ閉鎖信号発生動作
について、第７図を参照して説明する。なお、こ
のステツプは、上記ステツプと全く同様の形
式で動作する。

ステツプにおいて、次式に従つてシヤツタ閉
鎖時間t₂の演算を行なう。

ついで、計時装置９６から経過時間tcを読出
し、tc≧t₂となつた時点で、シヤツタ閉鎖信号を
出力する（ステツプ、、〓）。

以上によつて、袋体３に目標計量値Wo（例え
ば30Kg）の穀類が充填され、供給を終了する。そ
して、次の袋体３をセツトし、起動スイツチ６を
オンすることにより、上記と同様にして穀類の供
給が行なわれる。

なお、この種の穀類供給装置にあつては、シヤ
ツタ２と袋体３内に充填されている穀類の上面と
の間に距離（落差）があり、シヤツタ閉鎖時に、
この間を落下中の穀類は、計量されないため、シ
ヤツタ閉鎖後に遅れて供給され、その分だけ過剰
供給となる。これを補正すれば、より正確な計量
を行ない得る。

この補正手段としては、例えば、落差による平
均的過剰供給重量を、落差補正値WdとしてROM
９４に書込んでおき、（Wo−Wd）又は（Wn−
Wd）として、予測時間t₂の補正を行なう方法が
ある。この場合、目標計量値Wo及び袋体３の形
状によつて落差が異なるので、これらに対応した
補正値WdをROM９４にテーブルとして書込め
ば、より正確に補正できる。

又、他の補正手段としては、上記補正値Wd
を、重量増加率△Ｗ／Ｔと、穀類の落下所要時間
ｔとから算出して、上述したように予測時間t₂を
補正する方法がある。この場合、落差に対応した
落下所要時間を、ROM９４にテーブルとして書
込めば、より正確に補正できる。

なお、上記補正を、第１段の予測制御について
行なうことも可能である。

上記実施例では、電気的にシヤツタを開放して
いたが、手動により開放る構成とすることもでき
る。この場合、シヤツタ開放信号を、シヤツタ開
放許可信号として用い、ランプ・ブザー等により
表示せしめる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、重量検出値お
よびその増分から次サンプリング時の予測重量を
算出し、この予測重量によつて、予測制御を２段
階に行なうものであり、第１の予測制御により大
投入から小投入へ切替え、第２の予測制御により
シヤツタを閉鎖するものであるから、供給タンク
から袋体に投入される穀類の時間当たりの投入量
を大きくしても、穀類が過剰に供給されることが
なく、投入作業の能率を向上させることができる
うえ、投入中に投入量がいかに不規則に変動して
も、過剰供給または過少供給状態に陥らず、常に
正確に計量作業を行うことができる効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な穀類供給装置を示す斜視図、
第２図は本発明穀類供給装置の構成を示す構成
図、第３図は本発明の一実施例を示すブロツク
図、第４図は上記実施例の動作を示すフローチヤ
ート、第５図、第６図及び第７図は各々上記第４
図の細部を示すフローチヤートである。１…タンク、２，２０…シヤツタ、２１…シヤ
ツタ駆動回路、３…袋体、４…重量検出手段、５
…表示器、６…起動スイツチ、７…制御装置、７
１…重量増分検出手段、７２…予測重量算出手
段、７３…判定手段、７４…小投入切替信号発生
手段、７５…シヤツタ閉鎖信号発生手段、８…目
標計量値入力手段、９…マイクロコンピユータ、
９１…インプツト・ポート、９２…アウト・プツ
ト・ポート、９３…CPU、９４…ROM、９５…
RAM、９６…計時装置、９７…バス。

Claims

【特許請求の範囲】

１穀類の投入量を大小２段に変化し得るシヤツ
タを有して袋体に穀類を投入する供給タンクと、
袋体に充填された穀類の重量を所定サンプリング
周期で検出する重量検出手段とを備え、上記重量
検出手段から出力される検出値が予め設定された
目標値に達する時、上記シヤツタを自動閉鎖する
形式の穀類供給装置において、上記重量検出手段
から出力される検出値の各サンプリング周期毎の
増分を検出する重量増分検出手段と、重量検出手
段および重量増分検出手段からの重量検出値およ
び増分から次サンプリング時の予測重量を算出す
る予測重量算出手段と、予測重量算出手段からの
予測重量値と予め設定した小投入切替設定値及び
目標計量値とを比較して小投入切替時期に達した
か、シヤツタ閉鎖時期に達したかを判断する判定
手段と、判定手段が小投入切替時期と判断した時
に小投入切替信号をシヤツタの駆動回路に出力す
る小投入切替信号発生手段と、上記判定手段がシ
ヤツタ閉鎖時期と判断した時にシヤツタ閉鎖信号
をシヤツタの駆動回路に出力するシヤツタ閉鎖信
号発生手段を有して成る制御装置を備えたことを
特徴とする穀類供給装置。