(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
定量供給装置により供給されてきた廃棄物等の投入材料をダイスとローラにより一定形状に造粒する造粒装置において、
前記ローラを駆動させる駆動源の電流値とその変化割合とに基づき、ファジー推論を用いて前記定量供給装置の供給速度を制御することを特徴とする造粒装置の制御方法。
【請求項２】
定量供給装置により供給されてきた廃棄物等の投入材料をダイスとローラにより一定形状に造粒する造粒装置において、
前記ダイスの温度と、前記ローラを駆動させる駆動源の電流値と、当該電流値の変化割合とに基づき、ファジー推論を用いて前記定量供給装置の供給速度を制御することを特徴とする造粒装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物等の投入材料を造粒成形する造粒装置の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、特公平３−３４９７７号公報記載のものに見られるように、ハウジング内に上下に貫通された複数の小孔を有するダイスが略水平に設けられるとともに、該ダイス上にローラが転動自在に配置され、このローラを駆動モータによりダイス上で転動させることで、ハウジング上部の投入口から投入した廃棄物等の投入材料をダイスの小孔を経て下方に押し出し、ダイスの下方に配置された切断装置で切断して造粒する造粒装置が提供されている。
【０００３】
そして、このような造粒装置においては、造粒装置に廃棄物を供給する供給量と造粒装置の造粒能力とのバランスを取り、その運転をスムーズに行うために以下のような制御が行われていた。
▲１▼作業者がローラの駆動モータの電流値を監視しながら、その電流値の変化に合わせて定量供給装置の供給速度を変化させることにより廃棄物の供給量を制御する。
▲２▼汎用ＰＩＤ制御装置を用いて造粒装置の駆動モータの電流値から定量供給装置の供給速度を制御する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記▲１▼、▲２▼の制御については以下のような問題があった。
【０００５】
まず、上記▲１▼の制御では、造粒装置を監視する作業者を常時数人配置しておく必要があり、ランニングコストが高くなるとともに、作業者の負担も大きい。
【０００６】
上記▲２▼のＰＩＤ制御では、現時点での造粒装置の駆動モータの電流値に対応して定量供給装置の供給速度を調整することになる。このため供給速度を変更させてから造粒装置の駆動モータの電流が変化するまでに時間がかかり、廃棄物の性状によっては、供給速度変化が間に合わず造粒装置が過負荷状態になり停止することが起こる。また、ダイス温度によって、造粒装置の負荷状態が変化するために、供給速度を変えないでよい時でも変更してしまうことが起こる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の造粒装置の制御方法は、定量供給装置により供給されてきた廃棄物等の投入材料をダイスとローラにより一定形状に造粒する造粒装置において、前記ローラを駆動させる駆動源の電流値とその変化割合とに基づき、ファジー推論を用いて前記定量供給装置の供給速度を制御するものである。
【０００８】
本発明の請求項２記載の造粒装置の制御方法は、定量供給装置により供給されてきた廃棄物等の投入材料をダイスとローラにより一定形状に造粒する造粒装置において、前記ダイスの温度と、前記ローラを駆動させる駆動源の電流値と、当該電流値の変化割合とに基づき、ファジー推論を用いて前記定量供給装置の供給速度を制御するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１０】
図４は、本発明に係る造粒装置の制御方法を実施する造粒装置の概略構成を示している。
【００１１】
造粒装置１は、円筒状に形成されたハウジング２と、該ハウジング２内に設けられたダイス３と、ハウジング２内に設けられた上記ダイス３上を転動するローラ４と、ハウジング２内のダイス３の下方に設けられた切断装置５とを備えている。
【００１２】
前記ハウジング２は、上部に投入材料を投入する投入口２１が形成されるとともに、下部側方に排出口２２が形成され、該排出口２２に図示しない排出シュートが連設されている。
【００１３】
前記ダイス３は、所定の厚みを有する円板状に形成されたもので、ハウジング２内の途中部に略水平な状態で配置されており、このダイス３によりハウジング２内は上部の造粒室２ａと下部の切断室２ｂとに区画されている。
【００１４】
また、ダイス３には、上下に貫通された複数個の小孔３１が形成されている。
【００１５】
前記ローラ４は、前記造粒室２ａ内に配置されており、駆動シャフト６１にローラホルダー７を介して対象位置に４個取付けられている。
【００１６】
このローラ４の外周面には、幅方向に複数の溝４１が一定の間隔で形成されている。
【００１７】
なお、前記ローラホルダー７には、前記ローラ４の他に、ハウジング２の内周面に沿って移動するスクレパー（図示省略）が前記４個のローラ４の間且つ対象位置に４個設けられている。このスクレパーは、ハウジング２の内周面に付着した付着物を除去するとともに、そぎ落とした付着物をダイス３の中央側に導くガイドの役目も果たす。
【００１８】
前記駆動シャフト６１は、前記ダイス３の中心部を挿通してハウジング２内に上下方向に軸支されており、その下端が前記切断室２ｂを貫通して下方に延設され、図示しない減速機及び伝達機構を介して駆動源である駆動モータ６の出力軸に連結されている。
【００１９】
よって、駆動モータ６の回転駆動により駆動シャフト６１が回転され、この駆動シャフト６１の回転によってローラ４が該駆動シャフト６１を中心にしてダイス３上を転動する。
【００２０】
前記ローラホルダー７は、駆動シャフト６１に上下方向に摺動自在に、且つ駆動シャフト６１の回転方向へは一体になって回転するように設けられている。
【００２１】
前記切断装置５は、駆動シャフト６１に一体に固定された取付部材５１を介して該駆動シャフト６１の対象位置に２個設けられた切断刃５２を備えている。
【００２２】
切断刃５２は、ダイス３の小孔３１が形成された位置と回転軌道が合致するよう配置され、ダイス３の小孔３１から押し出されてくる半流動状物を所定の大きさに切断する。
【００２３】
さらに、造粒装置１の投入口２１には、定量供給装置８が連設されている。定量供給装置８は、スクリュー８１の回転によりホッパ８２に投入された廃棄物を順次排出口８３から定量供給する。この定量供給装置８により供給される廃棄物は予め乾燥処理されている。
【００２４】
次に、上述のように構成された造粒装置１により例えば廃棄物を造粒成形する動作について簡単に説明しておく。
【００２５】
まず、適宜な乾燥手段により乾燥させた廃棄物を定量供給装置８により投入口２１から造粒室２ａに投入する。この投入された廃棄物は、造粒室２ａ内においてダイス３上を転動するローラ４によりダイス３との間で押圧されながらダイス３の小孔３１へ圧入され、ごみ中のプラスチック類が加熱されたダイスの作用により溶融し、この溶融物がバインダーの役目を果たして廃棄物を半流動状にして小孔３１から切断室２ｂに連続した状態で排出する。
【００２６】
そして、これをダイス３の下方で回転する切断刃５２により切断することで、所定の大きさに造粒し、排出口２２から排出する。
【００２７】
ここで、上述のようにして廃棄物等の投入材料を造粒する造粒装置は、請求項１記載の造粒装置の制御方法によって制御されている。
【００２８】
この制御方法は、造粒装置１の駆動モータ６の電流値とその変化割合とに基づき、ファジー推論を用いて前記定量供給装置８の供給速度を制御するものである。
【００２９】
上記駆動モータ６の電流値は、この駆動モータ６によりダイス３上を転動するローラ４の負荷とリンクしている。例えば、造粒室２ａ内に廃棄物が過剰に供給された場合には、廃棄物をダイスとの間で押圧するローラ４に作用する負荷が大きくなり、これに伴ってローラ４を駆動させる駆動モータ６の電流値も高くなるからである。
【００３０】
以下、ファジー推論による造粒装置１の制御について詳細する。
【００３１】
図１はルールを示し、図２はメンバーシップ関数を示している。
【００３２】
上記ルールは、駆動モータの電流値ＭＩとその変化割合ΔＭＩを２つの条件とし、定量供給装置の供給速度を結論としている。
【００３３】
このルールは、一例を示せば、▲１▼「駆動モータの電流値ＭＩが定格値よりも少し低く（ＮＳ）、且つその変化割合ΔＭＩが中くらい大きい（ＰＭ）ならば、定量供給装置８の供給速度を少し遅く（ＮＳ）する。」、また▲２▼「駆動モータの電流値ＭＩが定格値よりも中くらい低く（ＮＭ）、且つその変化割合ΔＭＩがない（ＺＲ）ならば、定量供給装置８の供給速度を少し速く（ＰＳ）する。」等である。
【００３４】
また、ラベルは、ＰＬが大変大きい、ＰＭが中くらい大きい、ＰＳが少し大きい、ＺＲがほぼゼロ、ＮＳが少し小さい、ＮＭが中くらい小さい、ＮＬが大変小さい、ことを意味する。
【００３５】
これらルール及びメンバーシップ関数は、経験則に基づいて作成される。
【００３６】
そして、上記ルールに従って駆動モータの電流値ＭＩとその変化割合ΔＭＩとのグレードのＭＩＮをとり、これから得られた各グレードに従って重心演算を行い、結論として定量供給装置８の供給速度を決定する。
【００３７】
上述したファジー推論は、図３に示す制御装置９によって行われる。
【００３８】
このように造粒装置１の駆動モータ６の電流値ＭＩとその変化割合ΔＭＩとに基づき、ファジー推論を用いて前記定量供給装置８の供給速度を制御することで、ダイス３上を転動するローラ４に作用する負荷及びその負荷の変化割合から将来のローラ４に作用する負荷を予測しながら定量供給装置８の供給速度を調整して造粒装置１内への廃棄物等の投入材料の投入量を調整することができる。
【００３９】
次に、請求項２記載の造粒装置の制御方法について説明する。
【００４０】
この制御方法は、造粒装置１のダイス３の温度と、駆動モータ６の電流値と、当該電流値の変化割合とに基づき、ファジー推論を用いて前記定量供給装置８の供給速度を制御するものである。
【００４１】
上記駆動モータ６の電流値は、この駆動モータ６によりダイス３上を転動するローラ４の負荷とリンクしている。例えば、造粒室２ａ内に廃棄物が過剰に供給された場合には、廃棄物をダイスとの間で押圧するローラ４に作用する負荷が大きくなり、これに伴ってローラ４を駆動させる駆動モータ６の電流値も高くなるからである。
【００４２】
以下、ファジー推論による造粒装置１の制御について詳細する。
【００４３】
図５はルール１を示し、図６はルール２を示し、図７はメンバーシップ関数を示している。
【００４４】
上記ルール１、２は、ダイス３の温度と、駆動モータの電流値ＭＩと、この電流値の変化割合ΔＭＩを３つの条件とし、定量供給装置８の供給速度を結論としている。
【００４５】
このルール１、２は、一例を示せば、▲１▼「ダイス温度Ｔが中くらい低く、且つ駆動モータの電流値ＭＩが定格値よりも少し低く（ＮＳ）、且つその変化割合ΔＭＩが中くらい大きい（ＰＭ）ならば、定量供給装置８の供給速度を少し遅く（ＮＳ）する。」、▲２▼「ダイス温度Ｔが中くらい低く、且つ駆動モータの電流値ＭＩが定格値よりも中くらい低く（ＮＭ）、且つその変化割合ΔＭＩがない（ＺＲ）ならば、定量供給装置８の供給速度を少し速く（ＰＳ）する。」、▲３▼「ダイス温度Ｔが中くらい高く、且つ駆動モータの電流値ＭＩが定格値よりも少し低く（ＮＳ）、且つその変化割合ΔＭＩが中くらい大きい（ＰＭ）ならば、定量供給装置８の供給速度を変えない（ＺＲ）。」等である。
【００４６】
また、ラベルは、ＰＬが大変大きい、ＰＭが中くらい大きい、ＰＳが少し大きい、ＺＲがほぼゼロ、ＮＳが少し小さい、ＮＭが中くらい小さい、ＮＬが大変小さい、ことを意味する。
【００４７】
これらルール及びメンバーシップ関数は、経験則に基づいて作成される。
【００４８】
そして、上記ルール１、２に従って駆動モータの電流値ＭＩとその変化割合ΔＭＩとのグレードのＭＩＮをとり、これから得られた各グレードに従って重心演算を行い、結論として定量供給装置８の供給速度を決定する。
【００４９】
上述したファジー推論は、図８に示す制御装置９によって行われる。
【００５０】
このように造粒装置１のダイス３の温度Ｔと、駆動モータ６の電流値ＭＩと、当該電流値の変化割合ΔＭＩとに基づき、ファジー推論を用いて前記定量供給装置８の供給速度を制御することで、ダイス３の温度変化、ダイス３上を転動するローラ４に作用する負荷及びその負荷の変化割合から将来のローラ４に作用する負荷をさらに正確に予測しながら定量供給装置８の供給速度を調整して造粒装置１内への廃棄物等の投入材料の投入量を調整することができる
【００５１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の請求項１記載の造粒装置の制御方法によれば、ローラを駆動させる駆動源の電流値とその変化割合とに基づき、ファジー推論を用いて前記定量供給装置の供給速度を制御することで、ダイス上を転動するローラに作用する負荷及びその負荷の変化割合から将来のローラに作用する負荷を予測しながら定量供給装置の供給速度を調整して造粒装置内への廃棄物等の投入材料の投入量を調整することができるので、従来のように作業者が常時張り付いて監視する必要がなく、また、供給される投入材料の性状の変化に応じて的確に制御することができ、造粒装置を適正な状態で円滑に作動させることができる。
【００５２】
請求項２記載の造粒装置の制御方法によれば、ダイスの温度と、ローラを駆動させる駆動源の電流値と、当該電流値の変化割合とに基づき、ファジー推論を用いて前記定量供給装置の供給速度を制御することで、ダイスの温度変化、ダイス上を転動するローラに作用する負荷及びその負荷の変化割合から将来のローラに作用する負荷をさらに正確に予測しながら定量供給装置の供給速度を調整して造粒装置内への廃棄物等の投入材料の投入量を調整することができるので、従来のように作業者が常時張り付いて監視する必要がなく、また、供給される投入材料の性状の変化に応じてより的確に制御することができ、造粒装置を適正な状態で円滑に作動させることができる。これにより造粒装置の完全自動化運転も可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ファジー推論におけるルールの一例を示す図である。
【図２】ファジー推論におけるメンバーシップ関数の一例を示す図である。
【図３】制御装置を示す図である。
【図４】造粒装置の構成を示す一部断面の側面図である。
【図５】ファジー推論におけるルールの一例を示す図である。
【図６】ファジー推論におけるルールの一例を示す図である。
【図７】ファジー推論におけるメンバーシップ関数の一例を示す図である。
【図８】制御装置を示す図である。
【符号の説明】
１  造粒装置
３  ダイス
４  ローラ
６  駆動モータ（駆動源）
７  定量供給装置
ＭＩ  駆動モータの電流値
ΔＭＩ  駆動モータの電流値の変化割合
Ｔ  ダイスの温度
【図１】
0003592003.tif 000002
【図２】
0003592003.tif 000003
【図３】
0003592003.tif 000004
【図４】
0003592003.tif 000005
【図５】
0003592003.tif 000006
【図６】
0003592003.tif 000007
【図７】
0003592003.tif 000008
【図８】
0003592003.tif 000009