(57)【要約】【課題】前回の過不足情報を補正値として使用し、繰り返し行われる定量供給の安定化を簡単に得る。【解決手段】バッチ処理システムにおいて、流体の通過時に流量計４からの流量信号により実供給量を積算し、実供給量にこれと設定値との間の過不足量を初回の定量供給作業時にはあらかじめ予測して補正値を入力加算し、二回目の定量供給作業時から前回の定量供給作業時において生じた前回の近似計量値と設定値との差を前回補正値に加算して新たな補正値を得るようにし、次回の定量供給作業時から都度演算処理した新たな補正値を実供給量に自動加算する供給量過不足補正装置であり、供給ポンプの背圧等が変化しても、これに応じた計量値が適正に得られ、設定値に対する誤差が極力減少する。また、事前にデータを収集する必要がなく、バッチ処理作業に多くの時間がかからず、処理も簡単になる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
設定値に供給量が達した時に供給ポンプ（３）及び開閉バルブ（５）を停止及び閉鎖して流体を定量供給するバッチ処理システムにおいて、
供給される流体の通過時に流量計（４）からの流量信号により実供給量を積算し、この実供給量にこれと前記設定値との間で生じる供給量の過不足量を初回の定量供給作業時にはあらかじめ予測して補正値として入力加算し、二回目の定量供給作業時から前回の定量供給作業時において生じた前回の近似計量値と設定値との差を前回補正値に加算して新たな補正値を得るようにし、次回の定量供給作業時から都度演算処理した新たな補正値を実供給量に自動加算するようにしたことを特徴とする供給量過不足補正装置。
【請求項２】
実供給量は設定値から前回補正値を差し引いた量であることを特徴とする請求項１記載の供給量過不足補正装置。
【請求項３】
設定値は前回までの設定値での定量供給作業後に前回の設定値から所定量だけ加算あるいは減算して設定することが可能であり、これが変更されると、自動的に前回の実供給量から今回変更された設定値との差を加算あるいは減算してこれに相当する実供給量を設定する構成であることを特徴とする請求項１又は２記載の供給量過不足補正装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、あらかじめ設定された所定量の流体を得るために供給量を演算するバッチ処理システムにおいて、その処理システム上での実供給量と設定値との誤差をできるだけ少なくするようにした供給量過不足補正装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、供給元から各充填容器にあらかじめ設定された所定量の流体を供給したりあるいは主流体に対して副流体を所定の混合比で混合する場合、これらの処理には通常、バッチ処理システムが採用されている。このようなバッチ処理システムを使用して設定された設定値を目標値として流体を充填容器に供給する際には、常時目標とする設定値と実供給量とが一致することはほとんどなく、ある程度の過不足供給量を経験上予測して開閉バルブを速くあるいは遅く閉めたりして目標値にできるだけ近づけるようにしている。また、このような人為的操作によるのではなく、自動化により供給量の過不足を補うようにしたものもあり、この場合は、あらかじめその補正値を試験的に求め、設定値に基づき供給された供給量に対してその都度、この一定の補正値を自動的に加算して目標値に近づけるようにしているのが現状である。
【０００３】
このような一定量での補正で過不足供給量を補償する方法は、例えば、常時５０Ｌの流体が供給された時に開閉バルブが閉鎖されると、常時１Ｌの流体過剰供給が生じることが既に明らかになっている場合には、供給された流体の実供給量４９Ｌと予測した１Ｌとの和が設定値となるように、４９Ｌに達した時に開閉バルブに閉鎖信号を出力する制御とすることで、比較的容易に補正することができる。しかし、この補正方法は流体の流量や性質を含む全ての条件が常に一定である場合にのみ有効となるものであり、この条件が変化する通常の供給システムでは依然として過不足の供給が生じている。これを解消することを目的として発明された方法として、例えば、特許第３２９６５６８号がある。これは、所定量の流体の充填を行う実際の生産バッチ処理を開始する前に、このバッチ処理の試行を複数回行うようにしたものであり、この試行バッチは生産バッチを処理するために後で使用する過剰充填情報を正確に推定できるようにするためのデータ情報を求める方法である。そして、この試行バッチで得られた流量やその他のデータ情報を蓄積し、この過剰充填情報のデータを実際の生産バッチ処理に使用するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３２９６５６８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このようなバッチ処理システムにおいて、あらかじめ、その過不足充填量を経験上から求めた予測値により設定した場合は、前記述べたように流体の流量や性質を含む全ての条件が一定であることが必要であるが、供給元の貯蔵タンク内の流体が減少する毎にその圧力も減少するから当然に過不足量も変化することになり、一定量の充填量が正確に得られていない。また、あらかじめ試行バッチ処理を複数回行い、このデータを使用して作業バッチ処理を行うようにした場合においては、作業を開始する前に必ずこの試行処理を行い、必要なデータを収集しなければならず、このため、バッチ処理作業に時間が多くかかるとともにその処理が複雑になっている。更に、様々なデータをあらかじめ収集し、これを制御装置で演算処理して生産処理時に必要な情報を得るようにしているから、高度な制御装置も必要になり、この制御装置自体が高価になる等の課題が生じている。
【０００６】
本発明の目的は、このような課題を解消するとともに、前回の過不足情報を補正値として使用して繰り返し行われる定量供給の安定化が簡単に得られるようにすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、設定値に供給量が達した時に供給ポンプ３及び開閉バルブ５を停止及び閉鎖して流体を定量供給するバッチ処理システムにおいて、供給される流体の通過時に流量計４からの流量信号により実供給量を積算し、この実供給量にこれと前記設定値との間で生じる供給量の過不足量を初回の定量供給作業時にはあらかじめ予測して補正値として入力加算し、二回目の定量供給作業時から前回の定量供給作業時において生じた前回の近似計量値と設定値との差を前回補正値に加算して新たな補正値を得るようにし、次回の定量供給作業時から都度演算処理した新たな補正値を実供給量に自動加算するようにした供給量過不足補正装置を提供することで達成される。しかも、実供給量は設定値から前回補正値を差し引いた量となった供給量過不足補正装置である。
【０００８】
また、この目的は、前記構成に加えて、設定値は前回までの設定値での定量供給作業後に前回の設定値から所定量だけ加算あるいは減算して設定することが可能であり、これが変更されると、自動的に前回の実供給量から今回変更された設定値との差を加算あるいは減算してこれに相当する実供給量を設定する構成とすることで達成され、設定値が作業途中で変更されても、それに簡単に対応することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１乃至図３に基づき説明する。図３において、１０は液体、気体あるいは蒸気等の流体を供給するバッチ処理システムの総積算計測供給量と計量毎の単位積算計測供給量と設定値とを表示するとともにこの設定値に対する供給出力信号を制御するバッチ処理操作制御ユニット１１を内蔵するカウンタケースである。このカウンタケース１０の前面の上部には総積算計測供給量と計量毎の単位積算計測供給量と設定値を夫々表示する表示部が設けられている。この表示部のトータル表示部１２は供給される流体の総積算量を表示しており、図１に示す流体供給経路の配管中に配置された流量計４から流体が通過する毎に出力される計測信号を受けて総計測供給量を積算表示するようになっている。その下には流量計４による計量毎の積算供給量を表示するバッチ表示部１３が設けてあり、これらの下部にはバッチ量をあらかじめ設定するための設定表示部１４が設けられている。
【００１０】
更に、繰り返される定量供給作業の途中で設定値を変更することも可能であり、このように設定値を変更する場合は、定量供給作業毎のバッチ処理が終了後に設定値をクリアしてからあるいはバッチ処理の途中において一時中断してから、新たな設定値を入力することで可能となる。一方、この設定表示部の下にはバッチ処理時に異常が発生すると、この異常により流体の供給が停止したことを示す自動停止表示灯１６が設けられている。これら設定量及び各種の操作は下部にある操作キー１５で入力設定するようになっている。
【００１１】
また、図１には流体を所定量づつ供給する流体供給経路が示してあり、供給される流体を貯蔵する貯蔵タンク１からは第１供給管２を介して供給ポンプ３が接続されている。この供給ポンプ３にはこれから圧送される流体の供給量を計測する流量計４が接続してあり、これには流量経路を開閉する開閉バルブ５が接続されている。この開閉バルブ５には先端に供給端を有する第２供給管６が接続してあり、これの供給端は設定値の流体が貯まる充填容器７に挿入されている。
【００１２】
更に、前記供給ポンプ３と開閉バルブ５にはバッチ処理操作制御ユニット１１を内蔵するカウンタケース１０が電気接続してあり、これら供給ポンプ３及び開閉バルブ５はバッチ処理操作制御ユニット１１からの操作信号により操作されるようになっている。このバッチ処理操作制御ユニット１１は供給量に相当する設定値を設定する設定部と流量計４からの計測信号による計測流量が設定部で入力された設定値に達すると、供給ポンプ３と開閉バルブ５とに夫々供給停止信号を出力するバッチ処理部とこのバッチ処理部にバッチ処理開始信号を出力するとともにスタートスイッチ１７を含むスタート操作部とから構成されている。
【００１３】
このバッチ処理操作制御ユニット１１は前記カウンタケース１０の前面に設けられている操作キー１５で設定値が設定されると、これを記憶したり、流量計４からの計測信号を処理してこれを表示するバッチ表示部１３に信号を送ったり、供給作業中の全供給量を表示するトータル表示部１２に信号を送ったり、定量供給作業開始時及び繰り返し定量供給作業開始時の夫々の過不足補正値を実供給量に定量供給作業の都度、加算する信号を送ったり、その他の必要処理信号を送るための処理を行うようになっている。しかも、これらの制御に加えて、この制御ユニット１１はスタート信号入力後に、流量計４からの計測信号が所定時間内に入力されないと異常が発生したと判定し、この信号により、前記供給ポンプ３及び開閉バルブ５を停止及び閉鎖操作する信号を出力するようになっている。
【００１４】
一方、前記過不足補正値の加算処理は  あらかじめ設定された設定値に対して供給される流体の通過時において、流量計４からの流量信号により実供給量が積算計数されるが、現実にはこの実供給量が設定値に常時一致するとは限らず、設定値に対して過不足が生じる。この現状の供給量誤差を可能な限り少なくするために行われるもので、あらかじめその補正値を定量供給作業の都度、加算するようになっている。このため、この実供給量に前記設定値との間で生じる供給量の過不足量を作業開始時の初回の定量供給作業時には作業者があらかじめ予測して過不足量を補正値として入力加算し、初回の定量供給作業が行われるようになっている。この時の実供給量は設定値から前回補正値を差し引いた量となっている。この初回定量供給作業が終了すると、初回の近似計量値が得られ、この時の設定値と近似計量値との差（過不足量）が得られるようになっている。そして、この差の全てあるいは半分が前回補正値に加算され、記憶部に新たな補正値として書き換えられ、記憶されるようになっており、二回目の定量供給作業時の実供給量は設定値から新たな補正値を差し引いた量となり、これにより定量供給が制御されて、二回目の近似計量値が得られるようになっている。このような演算処理を定量供給作業毎に都度行い、新たな補正値を取得して、これを実供給量に自動加算して設定値との誤差を少なくする構成となっている。
【００１５】
更に、開閉バルブ５は供給開始時及び供給満了時に急激に開閉すると、水撃作用が生じ、供給経路を破壊する等の恐れがあったり、実供給量のバラツキが大きくなる傾向があることから、これらを解消する目的で通常はこの開閉動作が二段階になっており、この開閉バルブ５はスタート時には半開状態であり、続いて全開状態となるように設定されている。そして、設定値より少ない所定供給量に達すると、開閉バルブ５は全開状態から半開状態となり、滑らかな閉鎖動作が得られるようになっている。この動作は流体の定量供給におけるバッチ処理作業においては従来から行われている動作である。
【００１６】
このような構成において、流体の設定量の定量供給をバッチ処理制御により行う場合は、図２及び図３において、あらかじめ、設定値を入力し、続いて初回の補正値も入力する（ステップＳ１・ステップＳ２）。この後、カウンタケース１０のスタートスイッチ１７をＯＮ状態にする（ステップＳ３）。これによりバッチ処理が開始され、供給ポンプ３の駆動が開始されるとともに開閉バルブ５は開状態となり（ステップＳ４）、貯蔵タンク１からの流体は供給ポンプ３により圧送されて流量計４に計測されながら充填容器７に供給される。この動作中、バッチ処理が続行されて実供給量は積算されており（ステップＳ５）、流量計４からの計測信号はバッチ処理操作制御ユニット１１に連続して出力されている（ステップＳ６：ＮＯ）。このようにして流量計４からの連続した計測信号が演算処理されてその近似計量値が設定値にほぼ等しい所定範囲（下限≦設定値≦上限）に達すると（ステップＳ６：ＹＥＳ）、バッチ処理が終了し、供給ポンプ３及び開閉バルブ５は停止及び閉鎖される（ステップＳ７）。
【００１７】
そして、充填容器７には設定量の流体が供給されたことになり、定量供給１サイクルの供給作業が終了する。この時、設定値と前記近似計量値との間において、これらが等しいか否かが判定され、等しければ（ステップＳ８：ＮＯ）、次回の定量供給作業時の補正値はそのまま継続され、処理が終了する。一方、前記設定値と前記近似計量値との間において、これらが一致せずに過不足誤差が生じている場合は（ステップＳ８：ＹＥＳ）、設定値と近似計量値との間におけるこの誤差が算出され（ステップＳ９）、これを前回補正値に加算して次の新たな補正値となり、前回補正値から書き換え取得されて記憶される（ステップＳ１０）ことになる。
【００１８】
このようにして、初回の流体定量供給作業のバッチ処理が終了すると、次回に用いる補正値が読み込まれることになり、即ち、前回のバッチ処理時において、設定値と近似計量値が等しかった場合は、同じ補正値が読み込まれ、これに対して設定値と近似計量値との間に差が生じていた場合は、新たな補正値が読み込まれている。この後、スタートスイッチ１７がＯＮ状態になると、二回目の定量供給作業のバッチ処理が開始されて、以上の動作が繰り返される。そして、三回目以降もこの動作が繰り返されることになり、このため、この補正値は必要に応じて変更されることになる。
【００１９】
一方、同一設定値での流体定量供給が所定回数繰り返された後、この設定値を変更する場合には、例えば、表１に示すように、５０００Ｌでの定量供給が所定回数繰り返されて後、これを３０００Ｌに変更した場合、この間に２０００Ｌの差が生じることになる。この時、今までの設定値５０００Ｌにおける実供給量は次回補正値が１３Ｌであるため、４９８７Ｌとなるところが、設定値が３０００Ｌに変更されたことから、実供給量が連動して自動的に２０００Ｌ減算されることになる。しかも、前回までの補正値はそのまま使用されることになるから、減算した設定値を入力するだけで新たな設定値に応じた計量値が得られることになる。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
尚、この実施の形態では、設定値が減算された場合を説明したが、これとは反対に設定値が増加した場合においても、この増加量を加算処理するだけでよい。一方、この計量前にこれら新たな設定値が入力されると、この設定値が有効か否かの判定が行われ、無効と判定されれば、計量作業は行われないようになっている。これは、例えば、バッチ処理を途中で中断し、設定値が変更された場合、その時点での実供給量が新たな設定値における実供給量より少ない場合にのみ、変更後の計量作業が有効と判定されることになる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は以上説明した実施の形態から明らかなように、設定値に供給量が達した時に供給ポンプ３及び開閉バルブ５を停止及び閉鎖して流体を定量供給するバッチ処理システムにおいて、流体の通過時に流量計４からの流量信号により実供給量を積算し、実供給量にこれと設定値との間で生じる供給量の過不足量を初回の定量供給作業時にはあらかじめ予測して補正値を入力加算し、二回目の定量供給作業時から前回の定量供給作業時において生じた前回の近似計量値と設定値との差を前回補正値に加算して新たな補正値を得るようにし、次回の定量供給作業時から都度演算処理した新たな補正値を実供給量に自動加算するようにした供給量過不足補正装置であり、しかも、実供給量は設定値から前回補正値を差し引いた量である。
【００２３】
このため、供給元の内圧が変化するような場合、例えば、背の高い貯蔵タンク内から流体が供給される際には、その貯蔵タンク内の貯蔵量の減少に連れて内圧が徐々に低下するので、供給圧力が低下し、そのため、時間当たりの供給量も徐々に少なくなるという現象が生じるが、本発明を用いることで、補正値をそれに合わせて変更でき、その結果、設定値に対応する近似計量値が適宜得られる。また、供給ポンプの背圧や流体の流量や性質等の条件が変化しても、これに応じた計量値が適正に得られ、設定値に対する誤差を極力減少させることができる。更に、従来のように、あらかじめ試行バッチ処理を複数回行い、このデータを使用して作業バッチ処理を行う場合に比べて、あらかじめデータを収集する必要がなく、このため、バッチ処理作業に時間がかからず、処理も簡単になる。しかも、これらデータを制御装置で演算処理して生産処理時に必要な情報を得るようにする等の高度な制御装置も不要になり、安価な装置が提供できる。
【００２４】
また、設定値は前回までの設定値での定量供給作業後に前回の設定値から所定量だけ加算あるいは減算して新たに設定することが可能であり、これが変更されると、自動的に前回の実供給量から今回変更された設定値との差を加算あるいは減算してこれに相当する実供給量を設定する構成となっているので、設定値が作業途中で変更されても、それに迅速に対応することができ、設定値の変更による操作間違いも減少する等の特有の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明を示すフローチャート図である。
【図３】本発明を使用したカウンタの前面図である。
【符号の説明】
１  貯蔵タンク
２  第１供給管
３  供給ポンプ
４  流量計
５  開閉バルブ
６  第２供給管
７  充填容器
１０  カウンタケース
１１  バッチ処理制御ユニット
１２  トータル表示部
１３  バッチ表示部
１４  設定表示部
１５  操作キー
１６  自動停止表示灯
１７  スタートスイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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