JPH02267414A - ドライヤのバーナ燃焼量制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はアスファルト混合物を製造するアスファルトプ
ラントにおいて使用されている骨材、またはアスファル
ト舗装廃材加熱乾燥用のドライヤのバーナ燃焼量制御方
法に関するものである。

［従来技術］ ドライヤのバーナ燃焼量制御方法としては、ドライヤか
ら排出される加熱骨材の温度を検出し、予め設定した加
熱骨材設定温度と比較し、その差値量に比例させてバー
ナ開度を算出し、そのバーナ開度信号によってバーナの
燃料及び空気の取入れを調節するコントールモータを駆
動制御して燃焼量をコントロールしている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このようなバーナの燃焼量制御方法では
、加熱骨材設定温度と検出された加熱骨材温度との偏差
に応じてバーナ開度が一義的に決定されることになり、
画一的な燃焼制御しか行なうことができない。

その反面、ドライヤに送り込まれる骨材は刻々と含水率
が変化しており、骨材温度の上昇率も一定ではない。ま
た、オペレータは加熱骨材貯蔵ビンの貯蔵状況等の運転
状態を監視しながらドライヤに送り込む骨材量を頻繁に
調整していることもあって、従来の燃焼制御方法では検
出される加熱骨材温度が一定にならずに加熱骨材設定温
度を基準として波打ち、落ち着くのにそれなりの時間を
要するという問題点があった。

このような場合、操作に精通した運転員であれば骨材温
度の上昇具合、またドライヤに送り込む骨材量の変動具
合からどの程度のバーナ開度にすれば良いかを経験的に
判断し、状況に応じた柔軟な燃焼制御を行なうことがで
きる。

すなわち、従来の燃焼制御方法は加熱骨材温度以外の運
転条件は燃焼制御の要素とは成らないため、操作に精通
した運転員のように運転状況に対応した柔軟な燃焼制御
を行なうことができないのである。

本発明は上記の点に鑑み、バーナ開度修正量の算出にフ
ァジィ推論を適用して高精度な燃焼量制御を実現するこ
とを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するために、逐次検出される加
熱骨材温度と加熱骨材設定温度の偏差量、及び加熱骨材
温度の時間的変化量に基づいてファジィ推論することに
よって適切なバーナ開度修正量を決定し、バーナ燃焼量
を制御するものである。

また、ドライヤへに送り込む骨材の変動がドラムを回転
駆動する駆動モータの負荷電流値に比例することに着目
し、前記加熱骨材温度に基づくファジィ制御と並行して
逐次検出されるドラム駆動用モータの負荷電流値と該負
荷電流値の時間的変化量に基いてファジィ推論すること
によって適切なバーナ開度修正量を決定し、バーナ燃焼
量を制御するものである。

［作　用］ 本発明に係るドライヤのバーナ燃焼量制御方法にあって
は、ドライヤから排出される加熱骨材を逐次検出し、現
在の加熱骨材温度と加熱骨材設定温度との偏差量を算出
するとともに、前回検出した加熱骨材温度と今回検出し
た加熱骨材温度との差を算出して加熱骨材温度の時間的
変化量を求める。そして、この加熱骨材温度の偏差値と
加熱骨材温度の時間的変化量をファジィ推論規則の前件
部とし、あらかじめ設定されたファジィ集合のメンバー
シップ関数と推論規則に基づいてファジィ推論を行ない
、適切なバーナ開度修正量を決定し、燃焼量の制御を行
なうのである。

また、ドラム駆動用モータの負荷電流値を逐次検出し、
前回検出した負荷電流値と現在の負荷電流値との差を算
出して負荷電流値の時間的変化量を求める。そして、こ
の負荷電流値と負荷電流値の時間的変化量をファジィ推
論規則の前件部とし、あらかじめ設定されたファジィ集
合のメンバーシップ関数と推論規則に基づいてファジィ
推論を行ない、適切なバーナ開度修正量を決定し、燃焼
量の制御を行なうのである。

このドラム駆動用モータの負荷電流値によるファジィ制
御は上記加熱骨材温度に基づくファジィ制御と並行して
行なわれる。こうしたファジィ制御によって熟練した運
転員が経験的に行なっている運転操作により近い運転を
実現することが可能となるのである。

［実施例］ 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明を適用したドライヤの全体構成を示すも
のである。

ドライヤｌは円筒状のドラム２を機台３上に回転自在に
傾斜支持し、ドラム駆動用モータ４により所定の速度で
回転させている。ドラム２内部には多数の掻き上げ羽根
５が配設してあり、骨材搬送装置６によって送り込まれ
る骨材を掻き上げ羽根５で掻き上げ、カーテン状に落下
させながらドラム２内を転勤流下させる間にバーナ７よ
り送り込まれる熱風と接触させて骨材を所望の温度まで
加熱昇温させている。

ドライヤ１にはドラム２から排出される加熱骨材の温度
を検出する温度センサー８、及びドラム駆動用モータ４
の負荷電流値を検出する負荷電流値検出器９が設けられ
ており、これらセンサーからの信号はバーナ燃焼制御装
置ｌＯに入力されている。そして後述するように、これ
らの信号に基づいてバーナ燃焼制御装置ｌＯによってフ
ァジィ推論されたバーナ開度修正指令信号がドライバ１
１を介して燃焼量をコントロールするコントロールモー
タ１２に出力されるのである。

先ず、温度センサー８により検出した加熱骨材温度によ
ってファジィ制御する方法について説明する。

バーナ燃焼制御装置１０は所定の制御周期にて温度セン
サー８より加熱骨材の温度を繰り返して検出している。

温度センサー８より検出された加熱骨材温度Ｔ（’Ｃ：
）はバーナ燃焼制御装置１０の演算部１３に入力され、
あらかじめ設定記憶させた加熱骨材設定温度と比較して
偏差量Ｔ’（’Ｃ）を算出するとともに、前回検出した
加熱骨材温度と今回検出した加熱骨材温度との差を算出
して加熱骨材温度の時間的変化量ΔＴ（”Ｃ／推論周期
）を求める。演算部１３にて算出された加熱骨材温度偏
差量Ｔ’（’Ｃ）と加熱骨材温度の時間的変化量ΔＴ　
（’Ｃ／推論周期）はファジィ制御部１４に入力される
。ファジィ制御部１４においては入力された信号から適
正なバーナ開度修正量Ｕ（％）を決定するためにファジ
ィ集合のメンバーシップ関数と推論規則に基づいてファ
ジィ推論を行なう。

第２図は、加熱骨材温度偏差量Ｔ′の大きさを定性的に
評価するためのメンバーシップ関数である。図中のＴ’
（ｉ）（ｉ＝１〜７）はメンバーシップ関数の形を規定
する定数であって適宜決定する。ＰＢ、ＰＭ、ＰＳ、Ｚ
Ｒ，ＮＳ、ＮＭ、ＮＢは加熱骨材温度偏差量Ｔ°の大き
さを定性的に評価するためにメンバーシップ関数に与え
た名称であり、それぞれ下記の意味を持つ。

ＰＢ：Ｐｏ５ｉｔｉｖｅ　　Ｂｉｇ ＰＭ：Ｐｏ５ｉｔｉｖｅ　　ＭｅｄｉｕｍＰＳ：Ｐｏ５
ｉｔｉｖｅ　　ＳｍａｌｌＺ負：　Ｚ　’ｅ　ｒ　。

ＮＳ：Ｎｅｇａｔｉｖｅ　　ＳｍａｌｌＮＭ：Ｎｅｇａ
ｔｉｖｅ　　ＭｉｄｉｕｍＮＢ：Ｎｅｇａｔｉｖｅ　　
Ｂｉｇ また、図の縦軸はメンバーシップ値である。このメンバ
ーシップ関数を用いて現在の加熱骨材温度偏差量Ｔ°を
定性的に評価する。

第３図は、加熱骨材温度の時間的変化量ΔＴの大きさを
定性的に評価するためのメンバーシップ関数である。図
中のΔＴ（ｉ）（ｉ−１〜７）はメンバーシップ関数の
形を規定する定数であって適宜決定する。ＰＢ、ＰＭ、
ＰＳ、ＺＲ，ＮＳ、ＮＭ、ＮＢは加熱骨材温度の時間的
変化量ΔＴの大きさを定性的に評価するためにメンバー
シップ関数に与えた名称である。

第４図は、加熱骨材温度偏差量Ｔ°と加熱骨材温度の時
間的変化量ΔＴの定性的関係からバーナ開度修正量Ｕを
定性的に決定するための推論規則である。例えば、左上
の推論規則は ＩＦ（Ｔ″　ｉｓ　　ＮＢ　　ａｎｄ　　ΔＴ　　１ｓ
ＮＢ）　　ＴＨＥＮ　　Ｕ　　ｉｓ　　ＰＢという意味
を表わす。

これは「もし骨材温度が設定温度に対し非常に低（、か
つ骨材温度の時間的変化量（温度上昇率）がマイナス側
に非常に大きい（温度がどんどん下がっている）ならば
」　（前件部）、「バーナ開度修正量を非常に大きくせ
よ（バーナ開度を大きくして燃焼量を非常に多くせよ）
」（後件部）というルールを示している。

第５図は、定性的に決定されたバーナ開度修正量を定量
的な値に変換するためのメンバーシップ関数である。図
中のＵ（ｉ）（ｉ＝１〜７）はメンバーシップ関数の形
を規定する定数であり、現在のバーナ開度からの修正量
であって適宜決定する。ＰＢ、ＰＭ、ＰＳ、ＺＲ，ＮＳ
、ＮＭ、ＮＢはバーナ開度修正量の大きさを定性的に表
わすためにメンバーシップ関数に与えた名称であり、第
４図の中で使用している名称に対応している。また、図
の縦軸はメンバーシップ値である。適用された推論規則
によりバーナ開度修正量が定性的にどのメンバーシップ
関数に属するかが決定される。バーナ開度修正量が複数
の推論規則による複数のメンバーシップで規定された場
合は、各メンバーシップ値に応じた加重平均値をもって
実際のバーナ開度修正量とする。このファジィ推論され
たバーナ開度修正指令信号がドライバ１１を介してコン
トロールモータ１２に出力され、バーナ７の燃焼量が適
正に調整される。

第６図は前述した加熱骨材温度偏差量Ｔ°と加熱骨材温
度の時間的変化量ΔＴとに基づいてファジィ制御を行な
った測定結果を示す。ファジィ制御の制御周期は１６秒
としている。骨材ドライヤｌへの骨材送り量はテスト用
に故意に頻繁に変化させている。

次に、ドラム駆動用モータ４の負荷電流値を検出する負
荷電流値検出器９により検出した負荷電流値によってフ
ァジィ制御する方法について説明する。

バーナ燃焼制御装置ｌＯは所定の制御周期にて負荷電流
値検出器９によりドラム駆動用モータ４の負荷電流値を
繰り返して検出している。負荷電流値検出器９より検出
された負荷電流値Ｉ　（Ａ）はバーナ燃焼制御装置１０
に取り込まれ、演算部１３において前回検出した負荷電
流値と今回検出した負荷電流値との差を算出して負荷電
流値の時間的変化量ΔＩ　（Ａ／推論周期）が求められ
る。

負荷電流値工と演算部１３にて算出された負荷電流値の
時間的変化量Δ■はファジィ制御部１４に入力される。

ファジィ制御部１４においては入力された信号から適正
なバーナ開度修正量Ｕ（％）を決定するためにファジィ
集合のメンバーシップ関数と推論規則に基づいてファジ
ィ推論を行なう。

第７図は、負荷電流値■の大きさを定性的に評価するた
めのメンバーシップ関数である。図中のＩ（ｉ）（ｉ＝
１〜７）はメンバーシップ関数の形を規定する定数であ
って適宜決定する。ＰＢ、ＰＭ、ＰＳ、ＺＲ，ＮＳ、Ｎ
Ｍ、ＮＢは負荷電流値Ｉの大きさを定性的に評価するた
めにメンバーシップ関数に与えた名称であり、その意味
は前述した通りである。また、図の縦軸はメンバーシッ
プ値である。このメンバーシップ関数を用いて検出した
現在の負荷電流値Ｉを定性的に評価する。

第８図は、負荷電流値の時間的変化量ΔＩの大きさを定
性的に評価するためのメンバーシップ関数である。図中
のΔＩ（ｉｌ（ｉ＝１〜７）はメンバーシップ関数の形
を規定する定数であり、ＰＲ、ＰＭ、ＰＳ、ＺＲ，ＮＳ
、ＮＭ、ＮＢは負荷電流値の時間的変化量ΔＩの大きさ
を定性的に評価するためにメンバーシップ関数に与えた
名称である。

第９図は、負荷電流値工と負荷電流値の時間的変化量Δ
■の定性的関係からバーナ開度修正量Ｕを定性的に決定
するための推論規則である。その規則の見方は第４図に
ついて述べたのと同様である。例えば、推論規則の一つ
を記載するとＩＰ（Ｉ　　ｉｓ　　ＰＭ　　ａｎｄ　　
ΔＩ　　１ｓＰＳ）　　ＴＨＥＮ　　Ｕ　　ｉｓ　　Ｐ
Ｓというルールが表わされている。

これは「もし負荷電流値が基準値より中ぐらい大きく、
かつ負荷電流値の時間的変化量（負荷電流の上昇率）が
少し高いならば」　（前件部）、「バーナ開度修正量を
少し大きくせよ（燃焼量を少し多くせよ）」（後件部）
という意味であり、ドライヤに送り込まれる骨材量が基
準値より中ぐらいの程度大きく、かつその送り込む骨材
量が少しづつ多くなる傾向であれば、燃焼量を少し多く
して加熱骨材温度の低下を防ごうとするものである。

第１０図は、定性的に決定されたバーナ開度修正量を定
量的な値に変換するためのメン１バーシツプ関数である
。図中のＵ（ｉ）（ｉ＝１〜７）はメンバーシップ関数
の形を規定する定数であり、現在のバーナ開度からの修
正量であって適宜決定する。ＰＢ、ＰＭ、ＰＳ、ＺＯ，
ＮＳ、ＮＭ、ＮＢはバーナ開度修正量の大きさを定性的
に表わすためにメンバーシップ関数に与えた名称であり
、第９図の中で使用している名称に対応している。また
、図の縦軸はメンバーシップ値である。適用された推論
規則によりバーナ開度修正量が定性的にどのメンバーシ
ップ関数に属するかが決定される。バーナ開度修正量が
複数の推論規則による複数のメンバーシップで規定され
た場合は、各メンバーシップ値に応じた加重平均値をも
って実際のバーナ開度修正量とする。このファジィ推論
されたバーナ開度修正指令信号がドライバ１１を介して
コントロールモータ１２に出力され、バーナ７の燃焼量
が適正に調整される。この負荷電流値によるファジィ制
御は、加熱骨材温度によるファジィ制御を補うものであ
って、加熱骨材温度によるファジィ制御と並行に行なわ
れる。

第１１図は温度センサー８によって検出した加熱骨材温
度によりファジィ推論を制御周期１６秒で行ないながら
、かつ負荷電流値検出器９によって検出したドラム駆動
モータ４の負荷電流値によるファジィ推論を制御周期３
０秒で行なった運転結果を示す。

なお、本実施例で使用したメンバーシップ関数は全て三
角型としたが、必ずしもこの形に限るものでなく、骨材
ドライヤの特性、運転員の知識に応じて、種々の曲線を
採用しても本発明の本質が変わるものではない。また、
メンバーシップ関数の形だけでなく、その数も任意に設
定しても本発明の本質が変わるものではない。

また、実施例においては負荷電流値によるファジィ制御
と加熱骨材温度によるファジィ制御の制御周期を変えた
ものを示したが、負荷電流値と加熱骨材温度を同時に検
出してファジィ制御しても良い。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明に係るドライヤ１のバーナ燃
焼量制御方法によれば、加熱骨材温度偏差量と加熱骨材
温度の時間的変化量を示す信号に基づいてファジィ推論
を行ないバーナ開度を決定するようにしたので、あらゆ
る運転状態において運転員の意図に整合した燃焼制御を
行なわせることができる。

更に、上記ファジィ制御に加えて、ドラム駆動用モータ
４の負荷電流値と負荷電流値の時間的変化量を示す信号
に基づいてファジィ推論を行ないバーナ開度を制御する
ことにより、運転員がドライヤ１に送り込む骨材量を頻
繁に調整してもそれに追従した燃焼制御を行なうことが
でき、従来にない高精度な燃焼制御が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例に適用されるドライヤの全体
構成を示す図、第２図は加熱骨材温度偏差量評価用メン
バーシップ関数を示す図、第３図は加熱骨材温度の時間
的変化量評価用メンバーシップ関数を示す図、第４図は
バーナ開度修正量予測ルールの１例を示す図、第５図は
バーナ開度修正量用メンバーシップ関数を示す図、第６
図は実験により得られた測定結果を示す図、第７図は負
荷電流値評価用メンバーシップ関数を示す図、第８図は
負荷電流値の時間的変化量評価用メンバーシップ関数を
示す図、第９図はバーナ開度修正量予測ルールの１例を
示す図、第１０図はバーナ開度修正予測ルールの１例を
示す図、第１１図は実験により得られた測定結果を示す
図である。 １・・・ドライヤ　４・・・ドラム駆動用モータ　７・
・・バーナ　８・・・温度センサー　９・・・負荷電流
検出器１０・・・バーナ燃焼制御装置　１１・・・ドラ
イバ　１２・・・コントロールモータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）任意に設定される加熱骨材設定温度と帰還される
   実加熱骨材温度とによりバーナ燃焼量が段階的または連
   続的に制御される骨材ドライヤのバーナ燃焼制御方法に
   おいて、加熱骨材設定温度に対する加熱骨材温度との偏
   差量と、該加熱骨材温度の時間的変化量とをファジィ推
   論規則の前件部とし、逐次検出される加熱骨材温度に基
   づいてファジィ制御を行ない、バーナ燃焼量を変化させ
   るすることを特徴とするドライヤのバーナ燃焼量制御方
   法。
2. （２）任意に設定される加熱骨材設定温度と帰還される
   実加熱骨材温度とによりバーナ燃焼量が段階的または連
   続的に制御される骨材ドライヤのバーナ燃焼制御方法に
   おいて、加熱骨材設定温度に対する加熱骨材温度との偏
   差量と、該加熱骨材温度の時間的変化量とをファジィ推
   論規則の前件部とし、逐次検出される加熱骨材温度から
   ファジィ制御を行ない、バーナ燃焼量を変化させるとと
   もに、これと並行してドラム駆動用モータの負荷電流値
   と該負荷電流値の時間的変化量とをファジィ推論規則の
   前件部とし、逐次検出されるドラム駆動モータの負荷電
   流値に基づいてファジィ制御を行ない、バーナ燃焼量を
   変化させることを特徴とするドライヤのバーナ燃焼量制
   御方法。