JPH0115443B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は製鉄所の焼結工場などにおいて各種
原料あるいは製品等を輸送するためのベルトコン
ベヤー等のコンベヤーによる輸送系の設備異常を
検出する方法に関するものである。

従来技術 一般にベルトコンベヤーにおいては、例えば第
５図に示すようにベルト１がローラー２に対して
片寄つてローラハンガー３に接触したり、あるい
はベルトが駆動ローラーに対してスリツプしたり
すれば、原料や製品等の被運搬物を円滑に搬送で
きなくなるから、これらの異常は可及的速やかに
検出して対策を講じる必要がある。従来このよう
なベルトコンベヤーにおいて設備異常を検出する
方法としては、設備にベルトコンベヤー片寄り検
出器やスリツプ検出器などの機械的検出器を設置
しておく方法が知られているが、このような機械
的検出器では設置個所に制約を受けるため、コン
ベヤー設置条件や周囲の状況によつては検出器を
設けることができないことも多い問題があり、ま
た多数のベルトコンベヤーを設置している工場等
では、コスト的な面からすべてのベルトコンベヤ
ーに前述のような機械的検出器を設けることが困
難となることが多く、特定の数ケ所だけで検出し
ているのが実情であり、そのため完全な管理を行
なうことは困難であつた。

一方、ベルトコンベヤーの駆動用電動機の保護
のためにサーマルトリツプ装置を電動機に取付け
ておくことが一般的に行なわれているが、サーマ
ルトリツプ装置では前述のベルト片寄りの如く比
較的軽微な異常については検出することができ
ず、サーマルトリツプ装置が動作した時点では既
に重大な設備損傷を招いて手遅れとなつているケ
ースが多く、したがつてこの発明で目的とするよ
うなベルト片寄り等の異常検出には不適当であ
る。

また上記各問題を解決するため、ベルト駆動用
の電動機の負荷電流を監視し、その負荷電流が操
作員の設定した上限値もしくは下限値を越えた場
合に警報を発するようにした方法が既に知られて
いる。このような方法によれば、ベルトの片寄り
やベルトのスリツプ等の比較的軽微な異常が発生
した場合でも、その異常発生を負荷電流の変動と
して早期に検出することができる。

発明が解決しようとする問題点 上述のように電動機の負荷電流を監視して異常
を検出する方式では、次のような問題がある。す
なわち、電動機の負荷電流はコンベヤーによる運
搬量によつて変化するから、運搬量が常に変化す
るような工場において前述のような異常を正しく
検出するためには、運搬量変化に応じてその都度
設定値を修正する必要があり、実用には耐え得な
いのが実情であつた。したがつてこの発明は、コ
ンベヤーによる輸送量が常に変化するような工場
においても、ベルト片寄りやベルトスリツプ等の
異常を自動的に正しく検出する方法を提供するこ
とを目的とする。またこの発明は、前述のような
機械的検出器を用いた場合に設置場所の制約を受
けることに鑑み、そのような機械的検出器を用い
ずにコンベヤーの異常を検出し得る方法を提供す
ることを目的とする。

問題点を解決するための手段 この発明の異常検出方法は、原料もしくは製品
を運搬するコンベヤー設備において、予め正常動
作時におけるコンベヤーの輸送量とそのコンベヤ
ーを駆動する電動機の負荷電流値との関係を求め
ておき、電動機の時々刻々の実際の負荷電流値を
データ処理装置に入力させるとともに、前記関係
に基づいてその時点でのコンベヤーによる輸送量
から負荷電流管理値を算出し、データ処理装置に
よつて実際の負荷電流値と管理値とを比較するこ
とによりコンベヤーの異常状態を検出するもので
ある。

したがつてこの発明の方法によれば、輸送量に
応じて負荷電流管理値が自動的に修正されるか
ら、輸送量の変化が頻繁であつても常に正しく異
常検出を行なうことができる。

実施例 第１図はこの発明の方法を実施するための検出
系統を示すための図で、ベルトコンベヤー４を駆
動するための電動機５の駆動電流回路６には、そ
の電動機５の負荷電流を検出する変流器（CT）
７が設けられており、この変流器７によつて検出
された負荷電流値は電流／電圧変換器８によつて
電圧に変換され、CPU等のデータ処理装置９に
入力される。一方ベルトコンベヤー４による輸送
量はそのベルトに加わる荷重としてロードセル１
０によつて検出され、データ処理装置９において
用いるに適した信号となるように変換器１１によ
つて変換された後、データ処理装置９に入力され
る。

データ処理装置９においては、予め蓄積された
荷重データ（輸送量データ）と、その荷重データ
と同一時刻における負荷電流値とから、統計的手
法によつて正常動作時の理論電流値I₀と荷重（輸
送量）W₀との関係を求めておく。この関係は通
常は次の(1)式に示すような一次式となる。

I₀＝ａ×W₀＋ｂ ……(1) 但し、ａ、ｂは定数である。

一方、前記理論電流値I₀に対して許容されるば
らつきの範囲を予め定める。すなわち蓄積された
荷重データ（輸送量データ）の最近数時間分のデ
ータに基づいて統計的手法により標準偏差σを算
出して、正常動作とみなすべき範囲の電流上限値
Iuおよび電流下限値I_L（すなわち負荷電流管理値）
を次の(2)、(3)式により設定する。

Iu＝I₀＋kσ ……(2) I_L＝I₀−kσ ……(3) 但しここで標準偏差σを求めるにあたつては、
種々の荷重（輸送量）について求めても良いが、
代表してある輸送量のときの電流値を抽出して求
めることが簡便である。

次に設備異常の検出にあたつては、時々刻々デ
ータ処理装置９に入力される負荷電流値と、その
時点での荷重データ（輸送量データ）に基づいて
前記(1)式および(2)、(3)式から求められる電流管理
値すなわち電流上限値Iu、電流下限値I_Lとを比較
演算し、負荷電流値が上限値Iu、下限値I_Lを越え
た場合に警報装置１２によつて警報を発生させ
る。このようにすることによつて、輸送量（荷
重）が変化しても実時間でベルト片寄り、ベルト
スリツプ等の設備異常を検出することができる。

なお電流上限値Iuおよび電流下限値I_Lを求める
ための(2)、(3)式における標準偏差σに対する係数
ｋは状況に応じて適宜定めれば良いが、通常はｋ
＝１あるいはｋ＝２とすれば良い。また理論電流
値I₀を求めるための前記(1)式は、厳密には電動機
やコンベヤーの経時変化によつて変化するが、長
周期で更新する程度で良い。

さらにコンベヤーによる輸送量（荷重）は、電
動機を設けた個々のコンベヤーについて検出する
必要は必ずしもない。すなわち、複数のコンベヤ
ーを組合せた同一輸送系内においては各コンベヤ
ーの輸送量は実質的に同一とみなせるから、その
系内の１台のコンベヤーについて検出してその値
により代表させても良い。またコンベヤーにおけ
る秤量に限らず、切出しホツパーその他で輸送量
を把握できる場合には、その値を輸送量データと
して用いても良い。

次にこの発明の方法を、出力約70kwの駆動用
モータを用いた焼結工場の原料搬送用ベルトコン
ベヤーにおいて実施した例を説明する。

先ず予備実験として、第２図に示すように原料
輸送量ををＡ→Ｂ→Ｃと３段階に変化させ、各輸
送量Ａ、Ｂ、Ｃでの電動機負荷電流Ａを求めた。
なお実際には電動機負荷電流は、ロードモニター
の出力Ｖで求め、その値を電動機負荷電流値に変
換して示した。第２図中の×印で示すように正常
動作時には輸送量と電動機負荷電流とはほぼ一次
式の関係となつており、電動機負荷電流Ａをｙ、
輸送量（ton／hr）をｘとすれば、 ｙ＝0.028x＋31 の関係にあることが判明した。そして輸送量Ｂに
おいてベルトを第５図に示すようにローラーハン
ガーに接触するまで片寄らせたところ、電動機負
荷電流値は第２図のB′点に示す値となつた。こ
の図から、ベルトがハンガーに接触する程度の片
寄りでも負荷電流は正常動作時の輸送量−負荷電
流値の一次直線から大きく片寄り、異常状態を容
易に検出し得ることが明らかとなつた。

上述のような結果をもとに実際のベルトコンベ
ヤー運転状態において次のようにして異常検出を
行なつた。

すなわち、第３図のフローチヤートに示すよう
に先ず駆動用モータの負荷電流値入力データから
標準偏差σを算出した。その結果σ＝0.10であつ
た。なおこの計算は同一輸送量のときの電流値を
抽出して行なつた。続いて負荷電流値入力データ
とその負荷電流値検出時と同時刻の輸送量データ
から理論電流値（計算値）と輸送量との関係を求
めた。その関係式は、 理論電流値(A)＝0.028×輸送量（ton／hr）＋31 で表わされることが判明した。さらに負荷電流値
管理値として、 電流上限値＝理論電流値（計算値）＋σ 電流下限値＝理論電流値（計算値）−σ を設定した。そして時々刻々と入力される負荷電
流値と、各時刻の輸送量により定まる電流上限値
および下限値とを逐次比較し、負荷電流値が上限
値もしくは下限値を越える場合に警報装置を動作
させた。

この実施例における電動機負荷電流（測定値）
および輸送量データから計算される理論電流値の
経時変化を第４図に示す。第４図に示すように始
動後10〜15分頃において異常を検出した警報が発
生し、その時点でベルトコンベヤーを調べたとこ
ろロールハンガーに接触する程度のベルトの片寄
りが実際に発生していることが判明した。

発明の効果 以上の説明で明らかなようにこの発明の異常検
出方法によれば、各コンベヤー毎に機械的検出器
を設けることなく、ベルトの片寄り等の異常を即
座に検出することができ、しかも輸送量が変わる
たびごとに管理値もその都度修正されるため、軽
微な異常でも精度良く検出することができるとと
もに監視のための操作員の手間も不要となつて遠
隔にて異常を検出することができる等、種々の効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の方法を実施するための検出
系統の一例を示すブロツク図、第２図はこの発明
の方法の実施例における予備実験の結果を示す線
図、第３図はこの発明の実施例における検出フロ
ーを示すフローチヤート、第４図はこの発明の実
施例における負荷電流値の経時変化を示すグラ
フ、第５図はベルトの片寄り状況を示す略解図で
ある。 １……ベルト、４……ベルトコンベヤー、９…
…データ処理装置（CPU）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 原料もしくは製品を搬送するコンベヤー設備
   において、予めコンベヤーを駆動する電動機の正
   常動作時における負荷電流値とそのコンベヤーに
   よる輸送量との関係を求めておき、電動機の実際
   の負荷電流値を時々刻々データ処理装置に入力さ
   せるとともに前記関係に基づいてコンベヤーによ
   る輸送量から時々刻々の負荷電流管理値を算出し
   て、実際の負荷電流値と管理値とを比較すること
   によつてコンベヤーの異常状態を検出することを
   特徴とするコンベヤーによる輸送系の異常検出方
   法。