KR20010013144A

KR20010013144A - 배치 이송 시스템에 대한 과다충전 보상

Info

Publication number: KR20010013144A
Application number: KR19997011126A
Authority: KR
Inventors: 데니스 토마스 플래허티
Original assignee: 제프리 디. 웨어; 마이크로 모우션, 인코포레이티드
Priority date: 1997-05-29
Filing date: 1998-05-06
Publication date: 2001-02-26
Also published as: BR9810238A; MY124582A; CA2290581C; DE69812353T2; HK1028102A1; JP3296568B2; CN1132003C; WO1998054553A1; US5975747A; RU2202104C2; EP0985136B1; JP2001506761A; AR012228A1; EP0985136A1; KR100362054B1; AU7290698A; CA2290581A1; BR9810238B1; CN1258349A; DE69812353D1

Abstract

본 발명은 재료 공급원으부터 재료 종착지까지 정확한 양의 재료를 이송하기 위해 재료의 과다충전을 보상하는 배치 이송 시스템에 관한 것이다. 이러한 시스템으로 밸브 또는 펌프 등의 유동 제어 수단의 작동불량을 탐지할 수도 있다.

Description

배치 이송 시스템에 대한 과다충전 보상 {OVERFILL COMPENSATION FOR A BATCH DELIVERY SYSTEM}

배치 이송 시스템은 이송된 재료의 양을 측정하고 제어하는 자동화된 설비에 의해 재료가 재료 공급원으로부터 재료 종착지까지 이송되는 것으로 공지되어 있다. 배치 이송 시스템은 이송된 재료의 과다충전 및 과소충전(underfill) 량을 최소화시키기 위해 미리정해진 재료의 양이 공급원으로부터 종착지에 정확하게 이송되는 것으로 또한 공지되어 있다.

배치 제어 시스템은 산업상 공정에서 이용되는데, 이는 이송된 재료 양의 과다충전 뿐만 아니라 과소충전을 최소화시키기 위해 재료의 양이 정확하게 제어되어야 한다. 제어되지 못한 과다충전량은 바람직하지 못한데, 그 이유는 이송된 재료가 폐기물을 발생시키기 때문이며, 이송된 재료의 과다충전은 재료가 유해한 형태라면 위험을 일으킬 수 있으며, 이송된 재료에 대해 고객은 미리 주문한 재료의 양에 대해서만 요금을 지불하는 경우 과다충전은 배달된 재료의 판매자에게는 손해가 된다.

다른 적용예 특히, 고가의 재료를 포함한 적용예에서, 과다충전은 경제적인 손실을 의미한다. 고가의 재료를 포함한 다른 경우에서, 과소충전은 이송된 재료의 전체 배치의 폐기를 초래한다. 그 예로서, 이송된 재료가 은인 사진 필름 제조의 경우이며, 과소충전은 불충분한 은의 량이 필름 상에 증착되어 전체 필름이 소정의 목적에 쓸모없도록 초래한다.

과소충전은 다수의 적용예에서 바람직하지 못하다. 가장 명백한 적용예는 고객이 배달되어질 재료의 미리 지정된 양을 기입하여 이에 대해서 요금을 지불하는 경우이다. 임의의 최소충전은 고객이 배달되지 않은 재료에 대해 부담한 재료의 부족을 의미한다.

시스템의 작동중에, 종래의 과다충전 및 과소충전으로부터 유도된 경험을 기초로 한 견적을 근거로 하여 과다충전 및 과소충전에 대한 보상에 대한 시도가 있어 왔다. 예를 들어, 100 갤론을 이송하는 것이 바람직하고 경험상 100 갤론의 용기가 채워졌을 때 제어 밸브를 차단하였음에도 불구하고 1 갤론의 과다충전이 발생한다면, 99갤론이 이송되었을 때 밸브를 차단하기 위한 신호를 발송함으로써 이송된 99 갤론에 예상한 1갤론의 과다충전으로 인해 이송되고자 하는 소정의 100 갤론이 되도록 하여, 이를 보상하는 것으로 비교적 용이하다. 그러나, 이러한 기술은 재료의 유량 등을 포함한 모든 조건들이 일정한 경우에서만 만족한다. 재료 유량 등의 변수의 변동은 소정의 과다충전 또는 과소충전을 발생시킬 것이다. 이는 재료를 이송하기 위해 중력이 유체 공급원으로부터 유체 종착지까지 이용되는 경우에서와 같이 재료의 유량이 일정하지 않고 변하는 경우에 특히 적용가능하다.

따라서, 최소의 과다충전 또는 과소충전으로 지정된 양의 재료만이 이송되도록 재료 공급원으로부터 재료 종착지까지 정확한 양의 재료가 이송되도록 하는 과제를 갖는다.

본 발명은 배치 이송(batch delievery) 시스템 특히, 재료 공급원으로부터 재료 종착지까지 미리 정해진 정확한 양의 재료를 이송하기 위해 자동으로 과다충전(overfill)이 보상될 수 있는 배치 이송 시스템에 관한 것이다.

본 발명의 전술한 특성 및 또 다른 특성은 도면과 함께 본발명의 상세한 설명을 판독함으로써 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 배치 시스템의 블록선도이다.

도 2는 배치 제어기의 블록선도이다.

도 3은 시스템의 바람직한 실시예의 각 단계를 도시한 흐름도이다.

도 4는 시험 데이터를 발생시키기 위한 방법을 도시한 흐름도이다.

도 5는 과다충전 추정량을 측정하기 위한 바람직한 방법을 도시한 흐름도이다.

도 6은 배치의 과다충전을 방지하기 위해 과다충전 추정량을 이용한 방법을 도시한 흐름도이다.

도 7은 추정량을 제공하기 위해 시험 데이터를 얻기 위한 대안을 방법을 도시한 흐름도이다.

도 8은 정확성을 개선하기 위해 과다충전 추정량을 발생하기 위한 바람직한 방법에서 추가의 단계를 도시한 흐름도이다.

도 9는 과다충전 추정량을 발생하기 위한 대안의 방법을 도시한 흐름도이다.

도 10은 시험 데이터를 저장하기 위한 데이터 구조를 도시한 블록선도이다.

도 11은 재료 유동 제어기의 작동불량을 탑지하기 위한 방법을 도시한 블록선도이다.

전술한 문제점 및 또 다른 문제점은 정확한 재료의 양이 최소의 과다충전 및 과소충전 양으로 재료 공급원으로부터 재료 종착지까지 이송될 수 있는 본 발명의 방법에 의해 해결된다. 본 발명에 따라, 유량계 및 원격 제어식 밸브를 포함한 자동화된 제어 설비는 재료가 종착지로 이송되어질 통로와 일렬로 위치된다. 본 발명에 따른 시스템은 이송된 재료에 관련된 유량 정보를 수신하고 제어되는 유동 시스템의 특성을 확인하기 위해 정보를 처리하는 배치 제어기로 명명된 또 다른 자동화된 제어 설비를 포함하고 있다. 배치 제어기는 최소의 과소충전 및 과다충전으로 배치을 종착지로 이송하기 위해 요구되는 시간에 밸브를 폐쇄시키기 위해 처리된 정보를 이용한다.

본 발명에 따른 시스템은 제어된 시스템의 작동 특성을 확인하기 위해 다수의 시험 배치을 이송함으로써 작동된다. 이러한 실행에서, 이송된 재료의 배치 크기는 실행되어질 시험 횟수로 기록된다. 이후, 각각의 실행에서 달성된 과다충전/과소충전 및 재료의 유량을 포함한 통계수치로 시험 배치에 대한 통계치가 수집된다. 기록된 시험 횟수가 실행된 이후에, 시험 데이터는 누적되어 저장된다. 저장된 시험 데이터는 다양한 작동 조건에 대해 예상되는 과다충전 및 과소충전의 예상치의 산출이 가능하다.

게속하여, 재료는 이송되어질 배치의 크기를 기록한 데이터와 관련된 각각의 배치을 갖는 생산 배치내에 이송된다. 이송 라인 내의 재료의 유량계를 포함한 기구는 데이터를 배치 제어기로 전송한다. 배치 제어기는 배치의 기록된 소정의 수치와 동일한 크기를 갖는 종착지에 배치을 이송하기 위해 과다충전 및 과소충전의 저장된 예상 수치를 포함한 데이터를 이용한다.

배치에 대한 이송이 진행됨에 따라, 배치 제어기는 유량계로부터 유량 정보를 수신하고 시간에 대해 이송된 재료의 크기를 누적한다. 이는 측정된 유량에 배치에 대한 누적된 이송 시간을 곱함으로서 수행된다. 상기 공정은 이송된 재료의 총괄 양이 배치에 대해 이송되어질 재료의 타겟 양에 근접할 때 까지 계속된다. 이때, 배치 제어기는 배치의 최종 타겟 양을 정확하게 이송하기 이전에 단시간에 밸브를 차단하기 위해 제어 밸브에 신호를 전송하기 위해 예상 과다충전 데이터를 이용한다. 제어 밸브는 배치 제어기로부터 종료 신호를 수신한 이후에 차단하기 위해 제한된 시간이 소요된다. 또한, 밸브가 차단된 후에, 제한된 재료의 양이 종착지로의 이송 통로 내에 남아있다. 이러한 잔여 재료와 밸브의 차단 시간의 누적 효과는 과다충전 예상수치에 의해 보상되어, 시간이 경과함에 따라 제어 밸브는 최종적으로 닫히게 되며 이송 통로 내에 남아있는 재료는 종착지에 도달하여, 배치에 대해 이송된 재료의 총량은 상당한 정확성을 갖는 목표량의 총량과 근접할 것이다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 시스템은 생산 배치의 처리의 개시 이전에 다수의 시험 배치의 실행을 행한다. 시험 배치을 수행하는 목적은 생산 배치의 처리에 계속하여 이용되는 과다충전 정보의 정확한 추정이 가능하도록 정보를 유도하기 위함이다. 다수의 시험 배치을 실행하기 위한 과정은 실행되어질 시험 배치의 수를 기록하는 단계와, 각각의 시험 배치에 대한 유량 및 다른 정보를 저장하는 단계와, 그리고 다수의 시험 배치에 대한 저장된 정보로부터 처리되어질 실제적인 배치에 이용되어질 과다충전 정보를 유도하는 단계를 포함한다.

특히, 시험 배치에 대해 유도되고 저장된 정보는 각각의 배치에 대한 유량 및 유도되거나 계산된 과다충전량을 포함한다. 또 다른 정보는 각각의 시험 배치에 대한 비를 유도하고 저장하기 위해 과다충전량을 유량으로 나눔으로써 계산된다. 이러한 정보는 각각의 배치으로 유도된 다양한 비의 평균 및 표준 편차의 계산한다. 결국, 저장된 정보는 실제적인 배치의 처리에 계속하여 이용되는 추정량 함수를 유도하는 선형 요소로서 평균 비를 이용한다.

본 발명에 따른 공정은 제어 밸브의 불량작동 또는 초기 불량작동을 결정하는데 유용하다. 예를 들어, 본 발명의 이송 시스템에서 이용되는 제어 밸브는 차단 신호가 수신된 후 폐쇄하기 위해 한정된 시간이 소요된다. 이러한 시간은 대략 5 내지 10초이다. 시험 배치의 처리는 시스템 제어기가 제어 밸브의 차단 시간을 고려할 수 있도록 한다. 제어 밸브의 차단 시간은 재료가 밸브를 폐쇄하기 위해 요구되는 5 내지 10초 간격동안 밸브를 통해 유동할 수 있기 때문에 재료의 과다충전이 발생할 수 있다. 본 발명의 배치 제어기는 밸브의 특성에 관한 정보를 누적하여 밸브의 특성이 계속해서 변화하고 차단되는데 오랜 시간이 소요된다면, 이는 밸브가 적절하게 작동되기 이전보다 과다충전이 발생될 수 있기 때문에 배치 제어기에 의해 결정될 수 있다. 이러한 정보로부터, 배치 제어기는 제어 밸브가 차단 신호가 수신된 이후 차단하기 위해 소요되는 시간을 결정할 수 있다. 이로부터, 배치 제어기는 시스템 제어 밸브의 불량 작동을 시스템 오퍼레이터에게 경고하기 위해 경고음 또는 다른 적절한 신호를 발생할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 배치 이송 시스템(100)을 도시하고 있다. 유체 공급원(101)으로부터 재료가 공급되어 통로(102)를 거쳐 유량계(103)에 도달한다. 밸브(107)는 유량계(103)로부터 통로(106)를 거쳐 재료를 수용한다. 밸브 부재(107)는 선택적으로 펌프일 수도 있다. 재료는 밸브(107)로부터 통로(108)를 거쳐 유체 종착지(110)로 유동한다. 배치 제어기(105)는 배치 이송 시스템(100)을 통과한 재료의 유동을 측정하고 제어한다. 유량계(103)는 통로(104)를 거쳐 배치 제어기(105)로 유동 정보를 전송한다. 배치 제어기(105)가 지정된 양의 재료가 유량계(103)를 통과하는 것을 결정할 때, 배치 제어기(105)는 밸브(107)를 차단하기 위해 통로(109)를 거쳐 신호를 발송한다. 본 발명은 과다충전 추정량 함수를 발생하기 위한 방법에 관한 것으로서, 종결 유동 신호가 배치 제어기(105)에 의해 이송된 시간과 밸브(107)가 차단된 시간 사이에 밸브(107)를 통과할 재료의 과다충전 양을 결정한다. 배치 제어기(105)는 목표량을 초과하여 유체 종착지(110)에서의 과다충전을 방지하기 위해 종결 유동 신호가 밸브(107)에 도달할 때를 결정하기 위해 추정량을 이용한다.

배치 제어기(105)는 도 2의 블록 형태로 도시되어 있다. 프로세서(200)는 ROM(211)으로부터 버스(201)를 거쳐 판독된 지시를 실행함으로써 배치 이송 시스템(100)내의 재료의 유동을 제어한다. 이러한 지시를 실행하기 위해, 프로세서(200)는 RAM(212)으로부터 데이터를 판독하고 버스(202)를 거쳐 RAM(212)로 데이터를 기록한다. 차후 추정에 이용되기 위해 저장된 데이터는 메모리(213)로부터 버스(203)를 거쳐 메모리(213)로부터 쓰여지고 판독된다.

프로세서(200)는 통로(109)를 거쳐 밸브(107)로 신호를 전송함으로써 밸브(107)를 개페한다. 프로세서(200)는 배치 프로세스에 대한 디스플레이 데이터를 발생시킬 수 있으며 비디오 버스(204)를 거쳐 디스플레이(214)로 데이터를 전송시킬 수 있다. 디스플레이(214)는 프로세서(200)에 의해 발생된 디스플레이 데이터를 전시할 수 있는 모니터 또는 동등한 장치이다. 인터폐이스(215)는 사용자가 버스(205)를 거쳐 프로세서(200)에 데이터를 입력하도록 하는 키보드 또는 다른 장치이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에서 프로세서(200)에 의해 실행된 모든 프로세서의 개요를 도시한 흐름도이다. 프로세서(300)는 단계(301)에서 개시된다. 단계(302)에서, 시험 데이터가 발생되며 과다충전 추정량 함수를 측정하기 위해 차후 사용되도록 저장된다. 단계(303)는 과다충전 추정량 함수를 계산하기 위해 단계(302)에서 발생되고 저장된 시험 데이터를 이용한다. 단계(304)는 배치를 실행하기 위해 단계(303)에서 결정된 추정량 함수를 이용하고 과다충전을 방지하기 위해 밸브(107)를 폐쇄하기 위해 적정 시간을 추정한다. 단계(302-304)들의 각각은 하기에 상세히 기술되어져 있다.

단계(302)의 프로세서 흐름도가 도 4에 도시되어 있다. 프로세서(302)는 단계(401)에서 개시된다. 단계(402)에서, 사용자는 시험 배치의 체적을 입력한다. 입력 체적은 프로세서(200)가 종착지(110)로 이송하려고 시도하는 재료의 목표량이다. 사용자는 목표 배치 제척을 인터페이스(215)에 입력한다. 입력 체적은 버스(205)를 거쳐 프로세서(200)에 전송되며 차후 사용되기 위해 RAM(212)에 저장된다. 단계(403)는 차후 사용을 위해 RAM(212)에 저장된 실행될 시험수를 입력한다. 단계(404)에서, 프로세서(200)는 오버필 데이터 구조(1000) (도 10)내의 모든 수치를 제로로 초기화시킨다. 이러한 초기화는 과다충전 추정량 함수를 계산하는데 원치않는 수치가 사용되지 않도록 보장한다. 단계(405)는 시험 실행 수를 제로로 설정하고 시험 배치를 수행하기 위해 배치 시스템(100)이 준비된다.

시험 배치로부터 수집된 데이터는 도 10에 도시된 데이터 구조(100) 내에 저장된다. 각각의 열(1001)은 배치의 실행으로부터 데이타를 포함한다. 배치용 유량계(103)를 통한 재료의 유동율은 칼럼(1002) 내에 기록된다. 배치의 과다충전 량은 칼럼(1003) 내에 저장된다. 과다충전/유량 비는 단계(303) 이후에 계산되며 칼럼(1004)내에 저장된다. 평균 비가 단계(303)에서 또한 계산되며 칼럼(1005) 내에 저장된다. 평균비로부터 측정된 비의 표준 편차는 칼럼(1006)에 저장된다.

단계(302)는 이하 방식으로 개별 시험을 실행함으로써 도 4에 도시된 것과 같이 계속된다. 먼저, 단계(406)는 실행 횟수가 증가된다. 단계(407)에서, 프로세서(200)는 밸브(107)를 개방하기 위해 재료의 개시 유동 신호를 보낸다. 유량계(103)는 배치 시스템(100)을 유동하는 재료의 유량을 측정한다. 측정된 유량은 단계(409)에서 유량계(103)로부터 통로(104)를 거쳐 프로세서(200)의해 수령된다. 프로세서(200)는 단계(410)에서 얼마나 많은 재료가 밸브를 통과했는지를 계산하기 위해 유량을 이용한다. 단계(411)에서, 프로세서(200)는 배치의 입력 체적과 동일한 밸브를 통과하는 체적을 측정한다. 만일 두개의 체적이 동일하지 않다면, 단계(408-411)는 반복된다.

밸브를 통과하는 체적이 입력 배치 체적과 동일할 때, 프로세서(200)는 단계(412)를 실행하고 통로(109)를 거쳐 밸브(107)에 종결 재료 유동 신호를 전송한다. 밸브(107)는 종결 신호가 수신되고 과다충전량이 단계(413)에서 측정될 때 닫힌다. 프로세서(200)는 과다충전 데이타 구조(1000) 내의 시험 유량 및 과다충전을 저장하기 위해 단계(414)를 실행한다. 단계(415)는 시험 횟수가 시험 입력 횟수와 동일한지를 결정한다. 두개의 횟수가 동일하다면, 공정은 완료되고 단계(416)에서 종결된다. 그렇지 않으면, 또 다른 실행이 단계(406)에서 수행된다. 배치 시험은 추정량 함수의 정확성을 개선하기 위해 다수 회에 실행되어야 한다.

도 5는 저장된 유량 및 과다충전량으로부터 과다충전 추정량 함수를 발생하는 공정(303)을 도시하고 있다. 하기는 선형 함수를 발생한다. 그러나, 시험 데이터로부터 함수를 발생시키기 위한 또 다른 방법이 이용될 수 있다. 공정(303)은 단계(501)에서 개시된다. 단계(502)에서, 프로세서(200)는 카운터 제로로 설정한다. 카운터는 공정(303)이 완료된 때를 결정하기 위해 이용된다.

단계(503)는 현재 완료된 공정을 반복을 나타내기 위해 카운터를 증가시킨다. 단계(504)에서, 프로세서(200)는 데이터 구조(1000)로부터 시험 배치에 대한 유량 및 과다충전량을 판독한다. 프로세서(200)는 단계(505)에서 과다충전량/유량 비를 찾기 위해 과다충전량을 유량으로 나눈다. 비는 단계(506)에서 메모리에 저장된다. 카운터가 총 시험 횟수와 동일한지를 결정하는 것은 단계(507)에서 프로세서(200)에 행해진다. 카운터 및 시험 횟수가 동일하지 않다면, 단계(503-507)가 반복된다.

카운터와 시험 횟수가 동일할 때, 단계(508)는 계산된 모든 비를 판독하는 프로세서(200)를 갖추고 있다. 단계(509)에서, 프로세서(200)는 판독된 비의 평균을 계산한다. 평균 비는 데이터 구조(1000)의 칼럼(1009)에서 저장된다. 평균치는 단계(510)의 각각의 비의 표준 편차를 계산하는데 이용되며 공정(303)은 단계(511)에서 종결된다. 평균비는 배치중에 과다충전량을 추정하기 위해 단계(304)에서 추정량 함수로서 이용된다.

도 8은 추정량 함수의 정확성을 개선하기 위해 프로세서(200)에 의해 실행될 수 있는 공정(303)의 부가 단계를 도시하고 있다. 정확성은 편차 인자에 평균 비를 더함으로써 개선된다. 도 8과 도 5의 관련성은 단계(509,510)를 포함한 도 8에 도시되어 있다. 프로세서(200)는 단계(801)내의 이용자로부터 편차 인자(b)의 입력을 받아들인다. 단계(802)는 편차 인자(b)를 단계(510)에서 계산된 표준 편차를 곱한다. 단계(802)의 산물은 배치를 실행하기 위해 단계(304)에서 이용되어질 추정량 함수를 찾기 위해 단계(803)에서 비의 평균에 합산된다.

도 9는 단계(303)의 또 다른 실시예를 나타내고 있다. 도 9의 공정은 데이터의 최상의 다항식을 측정함으로써 추정량 함수를 결정한다. 다항식 함수는 제 1 실시예에서 도시되어진 선형 관계보다 더 정확하다. 공정(303)의 제 2 실시예는 단계(901)에서 개시된다. 단계(902)에서, 프로세서(200)는 데이터 구조(1000)의 수치를 제로로 설정한다. 단계(903)는 정확한 다항식을 발생하는 데이터를 산출하기 위해 생산 배치에 사용되는 유량의 범위에 놓여져 있는 시험 배치에 유량을 지정하는, 도 4에 도시되어진 공정(301)을 갖는다. 공정(303)은 유량으로부터 과다충전량까지 적어도 2차의 다항식을 단계(904)에 적합하도록 프로세서(200)를 갖춘 도 9에서 계속된다. 다항식이 설정된 후에, 단계(905)는 다항식의 평균 2승 오차를 계산한다. 단계(907)의 적(product)은 단계(908)의 다항식의 상수항(a)에 합산된다. 다항식은 공정(304)의 추정량 함수로서 이용된다.

도 6은 배치를 실행하고 재료 종착지(110)의 과다충전을 방지하기 위해 과다충전량을 추정하는 공정(304)을 도시하고 있다. 공정(304)은 단계(601)에서 개시된다. 단계(602)에서, 프로세서(200)는 인터페이스(215)로부터 버스(205)를 거쳐 목표 입력량을 수용한다. 배치의 총괄 체적은 충전이 단계(603)에서 개시되기 이전에 제로로 동일하게 설정된다.

프로세서(200)는 단계(604) 의 통로(109)를 거쳐 밸브(107)에 개시 재료 유동 신호를 전송한다. 밸브(107)는 신호를 수신함에 따라 개방된다. 단계(605)에서 프로세서(200)는 타이머가 제로로 설정된다. 타이머는 단계(606)에서 증가되고 단계(607)는 타이머가 측정 시간과 동일한지를 결정한다. 시간이 동일하지 않다면, 단계(606,607)는 반복된다.

타이머가 측정 시간과 동일할 때, 공정(304)은 단계(608)로 계속되며, 유량을 측정한다. 유량계(103)는 밸브(107)로 유동하는 재료의 유량을 측정한다. 측정 유량은 통로(104)를 거쳐 프로세서(200)에 의해 수신된다. 프로세서(200)는 측정 시간중에 밸브를 통과하는 재료의 양을 결정하기 위해 단계(609)에서 유량 및 측정 시간을 곱한다. 측정된 재료 양은 종착지(110)내의 재료의 현재 량을 나타내기 위해 단계(610)에서 배치의 총괄 체적에 합산된다. 단계(611)는 공정(303) 에서 결정된 추정량 함수를 이용하여 과다충전량을 측정한다. 바람직한 실시예에서, 공정(303)의 단계(509)에서 측정된 평균비는 측정 유량과 곱해진다. 제 2 실시예에서, 유량은 과다충전 추정량을 측정하기 위해 다항식에 놓여진다. 결과는 현재 유량에서 추정된 과다충전량이다.

단계(612)에서, 추정된 과다충전은 총괄 체적에 합산된다. 단계(613)는 합산된 총괄 체적 및 추정된 과다충전이 입력 목표 량과 같거나 더 큰지를 결정한다. 추정된 과다충전 및 총괄 체적이 목표량보다 적다면, 단계(605-613)는 반복된다. 추정된 과다충전 및 총괄 체적이 목표량과 적어도 동일하다면, 프로세서(200)는 단계(614)에서 통로(109)를 거쳐 밸브(107)에 차단 밸브 신호를 전송한다. 밸브(107)는 차단 밸브 신호가 수신되고 공정(304)이 단계(615)에서 종결될 때 차단된다.

본 발명의 제 2 실시예는 추정량 함수를 측정하기 위해 필요한 데이터를 발생하기 위해 이전의 배치로부터 유동 및 과다충전을 이용한다. 도 7은 제 2 실시예를 도시하고 있다. 공정(700)은 단계(701)에서 개시된다. 단계(702)에서, 프로세서(200)는 과다충전 추정량 함수를 제로로 초기화한다. 이는 제 1 배치 실행에 대해 제로의 일정한 과다충전 추정량을 산출하며, 또 다른 추정량 함수는 설계에 관해 선택된다.

단계(703)는 과다충전 추정량 함수를 이용하여 배치를 실행한다. 단계(704)에서, 프로세서(200)는 단계(703) 내의 배치 실행의 유량 및 메모리 내의 배치의 과다충전량을 기록한다. 바람직한 제 2 실시예에서, 유량 및 과다충전량은 가장 최근의 배치를 대신하여 데이터 구조(1000:도 10) 내에 저장된다. 공정(600)은 가장 최근의 실행 배치에 대해서만 데이터를 보유한다.

완료된 배치로부터 유량 및 과다충전은 단계(705)내의 신규한 추정량 함수를 게산하기 위해 이용된다. 바람직한 제 2 실시예에서, 단계(705)는 공정(303)에 신규 기록된 데이터를 포함한 데이터 구조(1000)를 적용함으로서 완료된다. 추정량은 가능한 정확하게 추정량을 유지하기 위해 재계산된다. 사용자는 추정량 함수가 급격하게 변화된다면 즉시 경고한다. 단계(706)는 다른 배치가 실행되는지를 측정한다. 다른 배치가 실행된다면, 단계(703-706)는 반복된다. 그렇지 않으면, 공정(700)은 단계(707)에서 종결된다.

본 발명은 유동 밸브(107) 또는 밸브(107) 대신에 펌프와 같은 다른 유동 제어 수단의 작동불량을 탐지하기 위해 또한 제공된다. 작동불량은 유동 종결 신호를 받아들인 후 차단 시간이 길어지거나 유동 제어 수단에 의한 반응이 지체될 수 있다.

공정은 도 11의 흐름도에 도시되어 있으며, 공정의 개시는 단계(1101)이다. 단계(1102)는 도 10에 도시된 것과 같이 다수의 배치에 대해 유동 종결 신호를 수신한 후의 유량 및 재료 유동을 나타내는 데이터를 저장한다. 다음, 단계(1103)는 다수의 배치에 대한 유동 종결 신호를 수신한 이후에 저장된 유량 및 재료 유동 데이터를 분석한다. 단계(1104)는 분석 결과를 측정하는데, 배치들 중 유동 종결 신호가 먼저 수신된 이후 다수의 배치들 중 나중쪽의 배치가 증가된 재료의 유동량을 갖는지를 측정한다. 단계(1104)의 측정에 응답하여, 단계(1105)는 유동 제어 수단의 작동불량을 나타내는 출력 신호를 발생한다. 부재(1106)는 공정을 종결한다.

전술한 발명이 과잉 재료가 종착지로 이송되는 것을 방지하기 위해 배치의 과다충전을 추정하는 것에 관한 것이다. 상기 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명하였지만, 본 기술분야의 숙련된 당업자들은 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서, 예를 들어 과다충전 추정량 함수를 산출하기 위한 대안의 방법이 있음을 인지할 수 있을 것이다. 예를 들어, 부재(107)는 재료 유동을 개시 또는 종료시키기 위해 제어될 수 있는 밸브 또는 펌프일 수 있다.

Claims

재료 공급원(101)으로부터 재료 종착지까지 재료를 이송하기 위한 재료 이송 시스템(100)을 작동하기 위한 방법으로서, 상기 시스템은

상기 공급원으로부터 상기 종착지까지 재료가 이송되는 n 배치(403,415)를 실행하는 단계와,

각각의 배치 실행중에 상기 재료의 유량을 측정하는(409) 단계와,

각각의 배치에 대해 과다충전된 재료량 및 측정된 유량을 포함한 데이터(414)를 누적하여 기록하는 단계와,

임의의 유량에 대한 추정된 재료 과다충전량(509,510)을 측정하기 위해 상기 기록된 데이터를 이용하는 단계와,

적어도 하나의 연속 배치(604)를 실행하는 단계와,

상기 연속 배치로 이송되어질 재료(602)의 목표량을 지정하는 단계와,

유량(608)을 측정하고 적어도 하나의 연속 배치에 대한 상기 측정된 유량의 추정된 재료의 과다충전(611)량을 측정하는 단계와,

재료 유동 종결 신호량(613)을 유도하기 위해 상기 목표량으로부터 상기 추정된 재료 과다충전량을 감하는 단계와, 그리고

상기 재료의 목표량을 상기 종착지에 이송하기 위해 상기 종결 신호량에 반응하여 상기 재료 유동을 종결하는(614) 단계를 포함하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 연속 배치를 실행하는 단계는

이송된 재료의 최종량과 재료의 재료 유동 종결 신호 사이의 차이로 이루어지는 상기 측정된 유량 및 종결 재료량을 포함한하는 데이터(704)를 누적하고 기록하는 단계와, 그리고

임의의 유량에 대한 추정된 과다충전량을 측정하기 위해 상기 기록된 데이터(705)를 이용하는 단계를 더 포함하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 다수의 n 배치를 실행하기 위한 단계는,

실행되어질 n 배치(403)를 지정하는 단계와,

실행되어질 상기 n, 배치의 각각에 대해 배치 크기(402)를 지정하는 단계와,

상기 n 배치(407)의 적어도 하나의 배치를 실행하는 단계와,

상기 제 1 배치에 대한 유량(409) 및 재료 과다충전량(413)를 측정하는 단계와, 그리고

상기 n 배치중의 각각의 잔여 배치에 대한 유량 및 재료 과다충전을 결정하는 동시에 상기 n 배치(415)중의 잔여 배치를 실행하는 단계를 더 포함하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 다수의 n 배치에 대한 추정된 과다충전량을 측정하기 위한 단계는,

상기 n 배치중의 각각에 대해, 각각의 배치에 대한 재료의 과다충전량을 각가의 배치에 대한 비(505)를 측정하기 위해 각각의 배치에 대한 유량으로 나누는 단계와,

각각의 배치에 대한 비(506)를 저장하는 단계와, 그리고

상기 비의 평균(611)을 상기 측정된 유량과 곱함으로써 각각의 배치에 대한 상기 추정된 재료의 과다충전량을 얻기위해 상기 저장된 비(509)의 평균을 계산하는 단계를 더 포함하는 방법.
제 4항에 있어서, 연속 배치를 실행하기 위한 방법은,

상기 공급원으로부터 상기 종착지가지 상기 재료의 유동을 개시하기 위해 제어 수단(604)을 작동시키는 단계와,

미리정해진 시간 증분에서 상기 재료의 상기 유량을 반복하여 측정하는(608) 단계와,

상기 유량을 상기 시간 증분(609)과 곱함으로서 증가된 재료의 이송된 유량을 측정하는 단계와,

상기 증가된 재료의 이송된 유량을 총액계산기(610)에 합산하는 단계와,

상기 측정된 유량을 상기 비의 평균치와 곱함으로써 상기 측정된 유량에 대한 재료의 과다충전을 추정하는(611) 단계와,

상기 재료 유동 종결 신호량을 유도하기 위해 상기 재료 목표량으로부터 상기 추정된 재료의 과다충전을 감하는(612) 단계와,

상기 측정을 계속하고(613) 상기 총액계산기가 상기 재료의 유동 종결 신호량과 동일하거나 초과할 때까지 합산하는 단계와, 그리고

상기 재료의 유동을 종결하는(614) 단계를 더 포함하는 방법.
제 4항에 있어서, 추정된 과다충전량을 측정하기 위한 단계는,

상기 비의 표준편차를 게산하는(510) 단계와,

편차 인자(B)를 입력하는(801) 단계와,

산출 수치를 얻기 위해 상기 편차 인자(B)를 상기 표준 편차와 곱하는(802) 단계와,

합계치를 얻기 위해 상기 비의 평균에 상기 산출 수치를 합산하는(803) 단계와, 그리고

편차 인자(B)에 비례하여 상기 목표량으로부터 벗어난 추정된 재료의 과다충전량을 얻기 위해 상기 측정된 유량에 상기 합계치를 곱하는(804) 단계를 더 포함하는 방법.
제 6항에 있어서, 재료의 과다충전량을 측정하기 위한 단계는,

다른 크기(903)를 갖는 유량을 지정하는 단계와,

상기 측정된 유량으로부터 적어도 2차의 다항식(904) a + bx + cx²+ dx³+ … 을 상기 측정된 재료의 과다충전량에 적합하게 넣는 단계와,

상기 다항식(905)의 평균 2승 오차를 계산하는 단계와,

상기 편차 인자(B)를 입력하는(906) 단계와,

적(product)(907)을 얻기 위해 상기 평균 2승 오차롸 상기 편차 인자(B)를 곱하는 단계와,

상기 적에 상기 다항식(908)의 상수항(a)을 합산하는 단계와, 그리고

상기 지정된 유량의 각각에 대해 정확하게 상기 재료의 과다충전(909)을 추정하기 위해 상기 다항식을 이용하는 단계를 더 포함하는 방법.
제 5항에 있어서,

다수의 배치에 대한 유동 종결 신호 이후에 상기 유량 및 재료의 유동(1102)을 기록하는 단계와,

상기 다수의 배치에 대한 상기 유량 및 재료의 유동을 분석하는(1103) 단계와,

유사 유량에 대한 상기 유동 종결 신호가 상기 배치중의 이전의 배치에서 먼저 수신된 이후 다수의 배치들 중 나중쪽의 배치가 증가된 재료 유동량을 갖는지를 측정하는(1104) 단계와, 그리고

상기 유동 종결 신호가 수신된 이후 상기 유동 제어 수단의 증가된 작동 시간을 나타내는 상기 유동 제어 수단의 작동 불량을 나타내는 출력 신호를 발생하는(1105) 단계를 포함하는 방법.
제 5항에 있어서, 상기 제어수단을 작동시키는 단계는 밸브(107)를 개방하는 단계를 포함하는 방법.
제 5항에 있어서, 상기 제어 수단을 작동시키는 단계는 펌프(107)를 작동시키는 단계를 포함하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 종결 단계는 상기 재료의 유동을 종결하기 위해 밸브(107)를 차단하는 단계를 포함하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 종결 단계는 상기 재료의 유동을 종결하기 위해 펌프(107)를 제어하는 단계를 포함하는 방법.