JPH0661760B2 - 重量式粉体原料供給装置 - Google Patents

重量式粉体原料供給装置

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JPH0661760B2
JPH0661760B2 JP2004520A JP452090A JPH0661760B2 JP H0661760 B2 JPH0661760 B2 JP H0661760B2 JP 2004520 A JP2004520 A JP 2004520A JP 452090 A JP452090 A JP 452090A JP H0661760 B2 JPH0661760 B2 JP H0661760B2
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義典 森岡
国昭 光平
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は粉体原料を成形機に供給する重量式粉体原料供
給装置に関する。
〔従来の技術〕
従来の重量式粉体供給装置は、粉体原料供給機構と該粉
体原料供給機構のホッパに収容されている粉体原料との
合計の重量である全体重量に比例したアナグロの電圧ま
たは電流(以下、「アナログ電圧」という。)を出力す
る重量計測装置と、該重量計測装置から出力されるアナ
ログ電圧のレベルを一定時間(例えば1秒間)ごとにサ
ンプリングし、A/D変換器で変換して得たディジタル値
のサンプリング時間ごとの変化を単位時間(例えば1時
間)あたりの粉体原料の供給量に換算した後、該換算し
た供給量を予め設定された目標値に近づけるように粉体
原料供給機構中の駆動装置を制御する制御装置とを備え
ていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来の重量式粉体原料供給装置は、重量計測装
置から出力されるアナログ電圧のレベルを制御装置のA/
D変換器でディジタル値に変換しているので、A/D変換器
の出力のビット数によって制御装置の分解能が決定され
る。
例えば、サンプリングタイムが1秒で、重量測定装置レ
ンジが0−150kg、それをA/D変換器で12ビットにディジ
タル変換した場合、1ビットあたりの分解能は1/4096で
あるため、精度は1ビットあたり 150(kg)÷4096=0.0366(kg) となり、この変化が1秒間に起こった場合、1時間あた
りの供給量換算は 0.0366(kg/sec)×3600(sec/hr)=131(kg/hr) となる。すなわちこの制御装置の分解能は131kg/hrとな
る。
A/D変換器を16ビットにして性能を向上させた場合、
1ビットあたりの分解能は1/65536であるため、精度は
1ビットあたり 150(kg)÷65536=0.0023(kg) となり、この変化が1秒間に起こった場合、1時間あた
りの供給量換算は 0.0023(kg/sec)×3600(sec/hr)=8.2(kg/hr) となる。すなわちこの制御装置の分解能は8.2kg/hrとな
る。
つまり、A/D変換器のビット数を増やせば精度は向上す
るが、A/D変換器の構成が複雑になるので、A/D変換のビ
ット数には限界がある。一方、サンプリング間隔を長く
しても精度は向上するが、制御速度が遅くなる。このた
め、上記制御装置の分解能(例えば131kg/hrまたは8.2k
g/hr)を向上させることは困難である。
また、重量計測装置からのアナログ電圧を制御装置で入
力しているので、重量計測装置と制御装置が離れている
ほど電気的ノイズの影響を受けやすくなる。
さらに、各サンプリング時点のアナログ電圧から供給量
を求めているので、上記サンプリング時点で粉体原料供
給機構の振動などによる外乱があると、その影響を受け
るという問題点がある。
本発明は、上記従来の技術の有する問題点に鑑みてなさ
れたものであり、粉体原料の重量に対応した周波数の信
号を用いることによって、ノイズや外乱の影響を受けに
くく、しかも高精度な重量式粉体原料供給装置を提供す
ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するために、本発明の重量式粉体供給装
置は、 粉体原料供給機構を制御して粉体原料を成形機に供給す
る重量式粉体原料供給装置において、 前記粉体原料の総重量に対応した周波数の信号を出力す
る計測手段と、 前記信号を入力すると、該信号の波の数を一定時間ごと
に計数するカウンタと、 該カウンタの計数結果の一定時間ごとの変化を前記粉体
原料の単位時間あたりの供給量に換算する供給量換算器
と、 前記供給量を目標値に近づけるように前記粉体原料供給
機構を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
計測手段は、粉体原料の重量に対応した電圧を出力する
重量計測装置と、該電圧を、該電圧に比例した周波数の
信号に変換する電圧/周波数変換器とを備えたものがあ
る。
〔作用〕
粉体原料供給機構に粉体原料を貯留しておき、該粉体原
料を成形機に連続的に供給していくと、残りの粉体原料
の総重量が次第に減少し、それにつれて計測手段から出
力される信号の周波数が変化する。周波数が変化する
と、上記信号の波の数も変化し、ひいてはカウンタの計
数結果も変化するので、この計数結果の変化から粉体原
料の単位時間あたりの供給量を求め、この供給量を目標
値に近づけるように制御手段が粉体原料供給機構を制御
する。
〔実施例〕
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
第1図に示す重量式粉体原料供給装置の粉体原料供給機
構1は、粉体原料3を収容するホッパ4を備え、該ホッ
パ4の下方には、図示しない成形機に粉体原料3を供給
するための供給口5と、該供給口5からの供給量を調節
する駆動装置2とが設けられている。
上記粉体原料供給機構1は、該粉体原料供給機構1の重
量、ホッパ4内に収容されている粉体原料およびホッパ
以外の部分に滞留している粉体原料の総重量の合計であ
る全体重量を計測し、該全体重量に比例した出力電圧a
を出力する重量計測装置6上に設置されている。重量計
測装置6の出力端には電圧/周波数変換器7(以下、
「V/F変換器7」という。)が接続されており、重量計
測装置7の出力電圧aに比例した周波数の周波数信号b
が出力されるようになっている。これら重量計測装置6
と、V/F変換器7は、計測手段を構成するものであり、
互いに接近して、または一体に設けられていることが望
ましい。
V/F変換器7の出力端には、該V/F変換器7とは離れた位
置に設置されている制御装置8が、ケーブル12を介して
接続されている。制御装置8の内部には、カウンタ9と
供給量換算器10と速度制御部12が設けられている。カウ
ンタ9は、V/F変換器7からの周波数信号bが入力され
ると、該周波数信号bの波の数を一定時間である積算時
間ごとに計数する。供給量換算器10は、上記カウンタ9
の計数結果の積算時間ごとの変化を粉体原料3の単位時
間である1時間あたりの供給量に換算し、該供給量を示
す測定値信号cを出力する。速度制御部12は、制御手段
として、測定値信号cと、目標値設定器11で設定された
目標値を示す目標値信号dとの差をとり、その差が最小
になるように、すなわち測定値信号cを目標値信号dに
近づけるように粉体原料供給機構1の駆動装置2を制御
する。
次に、第1図の実施例の動作について下記の条件で動作
するように設定されていると仮定して説明する。
積算時間 :1秒間 重量計測装置6の測定レンジ :0−150kg 重量計測装置6の出力レンジ :0−10V V/F変換器7の出力レンジ:0−500kHz 粉体原料供給機構1の重量 :50kg ホッパ4内の粉体原料3の総重量:25kg 粉体原料3の供給量Fe :200kg/hr 上記の条件で本実施例が粉体原料3の供給を開始する前
は、重量計測装置6にかかる合計重量が50+25=75kgと
なり、該重量計測装置6から出力電圧a=10・75/150=5
Vが出力される。5Vの出力電圧aにより、V/F変換器7
から周波数f=500・5/10=250kHz=250000Hzの周波数
信号bが出力される。したがって、カウンタ9の当初の
計数結果N0=250000となる。
駆動装置2が動作を開始すると、ホッパ4内の粉体原料
3が供給口5から図示しない成形機へ供給される。重量
計測装置6にかかる合計重量は、当初の75kgから1秒に
つきFe/3600kgずつ減少し、それにつれて出力電圧aは
1秒につき10・(Fe/3600)/150Vずつ下がる。このため、V
/F変換器7から出力される周波数信号bの周波数f
(t)は、時間t(秒)の関数となり、 f(t)=250000−500000・at/10 =250000−500000・10t(Fe/3600)/(1
50・10) =250000−100Fet/108(Hz)…(1) となる。カウンタ9の計数結果N1は、式(1)を積算時間
(t=0からt=1まで)で積分すれば求められるか
ら、 N1=▲∫1 0▼f(t)dt=▲∫1 0▼(250000-100Ft/108)dt =[250000t-100Fet2/(108・2)]▲1
0▼ =250000-100Fe/216…(2) 設定された条件である粉体原料3の供給量F=200kg/hr
を式(2)に入れると、 N1=250000−100・200/216 ≒250000−92.6 =249907.4 …
(3) となるが、計数結果N1は整数であるから式(3)の結果か
ら少数点以下の数値を切り捨て、N1=249907が得られ
る。
したがって、時刻t=1における計数結果N1は、当初の
計数結果N0よりも、 N0−N1=250000−249907=93…(4) だけ減少する。式(2)に式(4)を加算すると、 N0=93+250000−100Fe/216…(5) N0=250000であるから、式(5)より、供給量Feとして、 Fe=93・216/100=200.88(kg/hr)…(6) が得られる。
式(6)の結果は計数結果N1の減少数N0−N1=93の場合で
あるが、これは式(3)の端数を切り捨てた結果であるか
ら、積算時間のとり方によっては、N0−N1=92となるこ
ともある。この場合は、供給量Feとして、 Fe=92・216/100=198.72(kg/hr)…(7) が得られる。式(6),(7)から、本実施例の分解能rは、 r=200.88−198.72=2.16(kg/hr)…8) となる。式(8)の数値は、発明が解決しようとする課題
の欄で述べた従来技術のもの(131kg/hrまたは8.2kg/h
r)に比べ、大幅に向上したものである。
式(6)または式(7)の数値を示す測定値信号cが供給量換
算器10から出力されると、該測定値信号cは、目標値設
定器11から出力される目標値信号dと比較され、速度制
御部12によって、両者を近づけるように駆動装置2が制
御される。
〔発明の効果〕
本発明は、以上説明したように構成されているので、以
下に記載するような効果を奏する。
粉体原料の総重量に対応した周波数の信号を用いるた
め、該信号の周波数レンジを上げるだけで容易に精度
(分解能)を向上できる。
計測手段とカウンタの間は周波数信号が伝えられるもの
であるため、アナログ電圧のレベルを用いるものに比
べ、はるかにノイズの影響を受けにくいものとなる。
パルス数を一定時間ごとに計数した計数結果を用いるの
で、外乱があっても、パルス数を増やす方向の外乱とパ
ルス数を減らす方向の外乱が互いに打消し合うため、影
響を受けにくい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の重量式粉体原料供給装置の一実施例を
示す構成図である。 1……粉体原料供給機構、2……駆動装置、 3……粉体原料、4……ホッパ、 5……供給口、6……重量計測装置、 7……V/F変換器、8……制御装置、 9……カウンタ、10……供給量換算器、 11……目標値設定器、12……速度制御部、 a……出力電圧、b……周波数信号、 c……測定値信号、d……目標値信号。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】粉体原料供給機構(1)を制御して粉体原料
    (3)を成形機に供給する重量式粉体原料供給装置におい
    て、 前記粉体原料(3)の総重量に対応した周波数の信号(b)を
    出力する計測手段(6,7)と、 前記信号(b)を入力すると、該信号(b)の波の数を一定時
    間ごとに計数するカウンタ(9)と、 該カウンタ(9)の計数結果の一定時間ごとの変化を前記
    粉体原料(3)の単位時間あたりの供給量(c)に換算する供
    給量換算器(10)と、 前記供給量(c)を目標値(d)に近づけるように前記粉体原
    料供給機構(1)を制御する制御手段(12)とを有すること
    を特徴とする重量式粉体原料供給装置。
  2. 【請求項2】計測手段(6,7)は、粉体原料(3)の重量に対
    応した電圧(a)を出力する重量計測装置(6)と、該電圧
    (a)を、該電圧(a)に比例した周波数の信号(b)に変換す
    る電圧/周波数変換器(7)とを備えたものである請求項
    1記載の重量式粉体原料供給装置。
JP2004520A 1990-01-16 1990-01-16 重量式粉体原料供給装置 Expired - Lifetime JPH0661760B2 (ja)

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