(57)【要約】【課題】サークルフィーダ及び定量供給装置を備えて粉体の排出を行う場合に、安定した排出量を確保することができる粉体排出制御装置を提供する。【解決手段】サークルフィーダ３を駆動する第１のモータ５と、定量供給装置４を駆動する第２の電動モータ８と、前記第１の電動モータ及び前記第２の電動モータを駆動する第１及び第２のインバータ１１，１２と、前記第１のインバータ１１に対して排出量目標値に比例する周波数指令値を出力する駆動制御部１３と、前記定量供給装置４に設けた速度検出器９及び荷重検出器１０及びの検出値に基づいて粉体排出量を演算するとともに、当該粉体排出量と排出量目標値とに基づいて前記第２のインバータ１２に対する第２の周波数指令値を演算して出力する排出量演算部１４とを備えている。【選択図】図１
2013010626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体を貯留するホッパーの排出口に設けた第１の電動モータで駆動されるサークルフィーダと、該サークルフィーダから落下する粉体を受ける第２の電動モータで駆動されるベルトフィーダを有する定量供給装置と、前記第１の電動モータ及び前記第２の電動モータを駆動制御する制御部とを備えた粉体排出量制御装置であって、
前記定量供給装置は、前記ベルトフィーダの搬送速度を検出する速度検出器と、前記ベルトフィーダ上の粉体量に応じた荷重を検出する荷重検出器とを備え、
前記制御部は、前記第１の電動モータを駆動する第１のインバータと、前記第２の電動モータを駆動する第２のインバータと、前記第１のインバータに対して排出量目標値に比例する第１の周波数指令値を出力する駆動制御部と、前記速度検出器及び前記荷重検出器の検出値に基づいて粉体の排出量実績値を演算するとともに、当該排出量実績値と排出量目標値とに基づいて前記第２のインバータに対する第２の周波数指令値を演算して当該第２のインバータに出力する排出量演算部とを備えた
ことを特徴とする粉体排出量制御装置。
【請求項２】
前記駆動制御部は、前記第１のインバータ及び前記第２のインバータに対して運転／停止指令を出力するとともに、前記排出量演算部に対して排出量目標値を出力するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の粉体排出量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄鋼プロセスにおける副生物であるダスト等の粉体をサークルフィーダ及び定量供給装置で定量排出する場合の排出量を制御する粉体排出量制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄鋼プロセスにおける副生物であるダスト等の粉体は、円筒ホッパーに集められて、この円筒ホッパーの下端側に設けられた駆動モータで回転駆動されるサークルフィーダ羽根によって払い出されて定量排出される（例えば、特許文献１参照）。
このような粉体排出量制御装置としては、従来、図２に示す構成を有するものが知られている。
【０００３】
この粉体排出量制御装置は、ホッパー１０１に貯留されたダスト等の粉体は、ホッパー１０１の下端に設けられたサークルフィーダ１０２から切出されてベルトフィーダで構成される定量供給装置（ＣＦＷ）１０３上に載置され、この定量供給装置１０３で定量排出される。
このとき、サークルフィーダ１０２には、これを回転駆動するサークルフィーダ用電動モータ１０４が設けられ、定量供給装置１０３には一方の駆動ローラ１０５を回転駆動する定量供給装置用電動モータ１０６が設けられている。そして、定量供給装置１０３の従動ローラ１０７には速度検出器１０８が連結されているとともに、ベルト部には荷重検出器１０８が配置されている。
【０００４】
また、サークルフィーダ用電動モータ１０４はサークルフィーダ用インバータ１０９で駆動制御され、定量供給装置用電動モータ１０６は定量供給装置用インバータ１１０で駆動制御される。
サークルフィーダ用インバータ１０９及び定量供給装置用インバータ１１０はともに制御装置１１１によって運転／停止制御され、この制御装置１１１はサークルフィーダ用インバータ１０９及び定量供給装置用インバータ１１０から出力される周波数実績値と後述する排出量演算器１１２から出力される排出量実績値とに基づいて排出量目標値を算出し、算出した排出量目標値を排出量演算器１１２に出力する。
【０００５】
排出量演算器１１２では、速度検出器１０８で検出した従動ローラ１０７の回転速度と荷重検出器１０８で検出した積載荷重とに基づいて排出量実績値を演算し、演算した排出量実績値を制御装置１１１に出力するとともに、排出量目標値と排出量実績値の偏差に基づいて周波数指令値を算出し、算出した周波数指令値をサークルフィーダ用インバータ１０９及び定量供給装置用インバータ１１０に供給して、両インバータ１０９及び１１０を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平４−１２１３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記図２に示す従来例にあっては、排出量演算器１１２から出力される周波数指令値をサークルフィーダ用インバータ１０９及び定量供給装置用インバータ１１０に供給して、両インバータ１０９及び１１０を同位置周波数指令値で制御するので、サークルフィーダ１０２から定量供給装置１０３に排出される粉体は、定量供給装置１０３を定速制御した場合には、図３に示すように、定量供給装置１０３上で粉体が連続的な山形状を呈することになる。このため、定量供給装置１０３上で粉体を均等に均すには、山形状のピーク部では定量供給装置１０３の搬送速度を速くし、山形状の裾野部では、定量供給装置１０３の搬送速度を遅く制御する。逆に、サークルフィーダ１０２では、粉体の切出開始時には回転速度を遅くし、切出終了時には回転速度を遅くするように制御することにより、定量供給装置１０３上で略均等な粉体量とすることができる。
【０００８】
しかしながら、上記図２に示す従来例にあっては、サークルフィーダ用インバータ１０９及び定量供給装置用インバータ１１０に対して排出量演算器１１２から同一の周波数指令値を出力するので、定量供給装置１０３上での粉体の層厚が一定にならないと、層厚が厚い箇所は減速し、層厚が薄い箇所は加速するようにサークルフィーダ用インバータ１０９及び定量供給装置用インバータ１１０の双方を速度制御することになり、サークルフィーダ１０２と定量供給装置１０３との速度がともに安定せず、排出量も安定しないという未解決の課題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、サークルフィーダ用及び定量供給装置用の２つのインバータに対する速度制御を個別に行うことにより、粉体排出量を安定化させることができる粉体定量供給装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明に係る粉体排出量制御装置の第１の態様は、粉体を貯留するホッパーの排出口に設けた第１の電動モータで駆動されるサークルフィーダと、該サークルフィーダから落下する粉体を受ける第２の電動モータで駆動されるベルトフィーダを有する定量供給装置と、前記第１の電動モータ及び前記第２の電動モータを駆動制御する制御部とを備えた粉体排出量制御装置であって、前記定量供給装置は、前記ベルトフィーダの搬送速度を検出する速度検出器と、前記ベルトフィーダ上の粉体量に応じた荷重を検出する荷重検出器とを備え、前記制御部は、前記第１の電動モータを駆動する第１のインバータと、前記第２の電動モータを駆動する第２のインバータと、前記第１のインバータに対して排出量目標値に比例する第１の周波数指令値を出力する駆動制御部と、前記速度検出器及び前記荷重検出器の検出値に基づいて粉体の排出量実績値を演算するとともに、当該排出量実績値と排出量目標値とに基づいて前記第２のインバータに対する第２の周波数指令値を演算して当該第２のインバータに出力する排出量演算部とを備えたことを特徴としている。
【００１１】
また、本発明に係る粉体排出量制御装置の第２の態様は、前記駆動制御部が、前記第１のインバータ及び前記第２のインバータに対して運転／停止指令を出力するとともに、前記排出量演算部に対して排出量目標値を出力するように構成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、サークルフィーダの第１の電動モータを駆動する第１のインバータに対しては駆動制御部から排出量目標値に比例した第１の周波数指令値を供給し、定量供給装置の第２の電動モータを駆動する第２のインバータに対しては排出量演算部で実際の排出量に応じた第２の周波数指令値を供給することにより、安定した排出量を確保し、切出精度を向上させることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る粉体排出量制御装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】従来の粉体排出量制御装置を示すブロック図である。
【図３】従来例の粉体排出状況を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る粉体排出制御装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る粉体排出制御装置の一実施形態を示すブロック図である。図中、１は、鉄鋼プロセスにおける副生物であるダスト等の粉体２を貯留するホッパーである。このホッパー１の下端には、前述した従来例と同様に、サークルフィーダ３が設けられている。このサークルフィーダ３から切出される粉体２は、定量供給装置（ＣＦＷ）３上に載置され、この定量供給装置４によって、定量供給される。
【００１５】
サークルフィーダ３は、図示しないが、粉体落下口３ａに対応する位置に粉体排出口を設けたサークルフィーダ固定底板と、このサークルフィーダ固定底板上で第１の電動モータとしてのサークルフィーダ用電動モータ５によって回転駆動されるサークルフィーダ羽根と開口とを交互に多数配列したサークルフィーダ回転板とを備えている。そして、サークルフィーダ固定底板の粉体排出口とサークルフィーダ回転板の開口とが一致したときに粉体が粉体落下口３ａを通じて定量供給装置４上に落下される。
【００１６】
定量供給装置４は、駆動ローラ６ａと従動ローラ６ｂ間に無端ベルト７を巻回したベルトフィーダの構成を有し、従動ローラ６ｂがサークルフィーダ３の粉体落下口３ａより左方側に配置され、駆動ローラ６ａが従動ローラ６ｂより右方に所定距離離れた位置に配置されている。駆動ローラ６ａは、第２の電動モータとしての定量供給装置用電動モータ８によって時計方向に回転駆動される。これにより、サークルフィーダ３の粉体落下口３ａから落下された粉体が無端ベルト７上に載置されて右方の駆動ローラ６ａまで搬送されて、図示しない粉体受け部に排出される。
【００１７】
従動ローラ６ｂには、無端ベルト７の搬送速度を検出する速度検出器９が連結され、駆動ローラ６ａ及び従動ローラ６ｂ間の上側の無端ベルト７における駆動ローラ６ａ側に、搬送される粉体の荷重を検出する荷重検出器１０が配置されている。
そして、サークルフィーダ用電動モータ５及び定量供給装置用電動モータ８が個別の第１のインバータとしてのサークルフィーダ用インバータ１１及び第２のインバータとしての定量供給装置用インバータ１２によって駆動制御される。これらサークルフィーダ用インバータ１１及び定量供給装置用インバータ１２は、その運転及び停止が駆動制御部としての制御装置１３によって制御される。
【００１８】
この制御装置１３は、サークルフィーダ用インバータ１１及び定量供給装置用インバータ１２に対して、運転／停止指令を出力する。また、制御装置１３は、サークルフィーダ用インバータ１１及び定量供給装置用インバータ１２から出力される周波数実績値ω１ｒ及びω２ｒと後述する排出量演算器１４から出力される排出量実績値Ｄｒとに基づいて排出量目標値Ｄｔを演算し、演算した排出量目標値Ｄｔを排出量演算部としての排出量演算器１４に出力するとともに、排出量目標値Ｄｔに比例したサークルフィーダ用インバータ１１に対する周波数指令値ω１＊を演算し、演算した周波数指令値ω１＊をサークルフィーダ用インバータ１１に出力する。
【００１９】
また、排出量演算器１４は、速度検出器９で検出した無端ベルト７の搬送速度Ｖｂと荷重検出器１０で検出した粉体２の荷重検出値Ｌｐが入力されているとともに、制御装置１３から排出量目標値が入力されている。
この排出量演算器１４では、無端ベルト７の搬送速度Ｖｂと粉体２の荷重検出値Ｌｐとに基づいて粉体の排出量実績値Ｄｒを演算するとともに、この排出量実績値Ｄｒと、制御装置１３から入力される排出量目標値Ｄｒ＊との偏差を例えばＰＩＤ（比例・積分・微分）制御処理して定量供給装置用インバータ１２に対する周波数指令値ω２＊を算出し、算出した周波数指令値ω２＊を定量供給装置用インバータ１２に出力する。
なお、サークルフィーダ用インバータ１１、定量供給装置用インバータ１２、制御装置１３及び排出量演算器１４で制御部が構成されている。
【００２０】
次に、上記実施形態の動作を説明する。
今、ホッパー１内に鉄鋼プロセスにおける副生物であるダスト等の粉体２が貯留されているとともに、サークルフィーダ用電動モータ５及び定量供給装置用電動モータ８が停止していて、粉体２の排出が停止されているものとする。この粉体２の排出停止状態で、定量供給装置４の無端ベルト７上に粉体２が載置されていないものとする。
【００２１】
この粉体２の排出停止状態で、ホッパー１から粉体２の定量切出しを開始するには、先ず、制御装置１３からサークルフィーダ用インバータ１１及び定量供給装置用インバータ１２に対して例えば論理値“１”の運転／停止指令を出力するとともに、排出量目標値Ｄｔに比例するサークルフィーダ用インバータ１１に対する周波数指令値ω１＊を出力する。これと同時に、制御装置１３は、排出量目標値Ｄｔを排出量演算器１４に出力する。
【００２２】
このため、排出量演算器１４では、定量供給装置４の無端ベルト７が停止しており、速度検出器９から出力される無端ベルト７の搬送速度Ｖｂが零であり、荷重検出器１０から出力される粉体２の荷重検出値Ｌｐも零であるものとすると、排出量実績値Ｄｒも零となっている。この状態で、制御装置１３から排出量目標値Ｄｔが入力されることにより、この排出量目標値Ｄｔと排出量実績値Ｄｔとの偏差ΔＤが大きな値となり、これがＰＩＤ制御処理されることにより、定量供給装置用インバータ１２に対する大きな値の周波数指令値ω２＊が出力される。
【００２３】
したがって、サークルフィーダ用インバータ１１及び定量供給装置用インバータ１２から入力された周波数指令値ω１＊及びω２＊に応じた例えば３相のモータ駆動電流がサークルフィーダ用電動モータ５及び定量供給装置用電動モータ８に出力されて、これらモータ５及び８が回転駆動される。
これにより、サークルフィーダ３のサークルフィーダ回転板が回転されることにより、このサークルフィーダ回転板の開口がサークルフィーダ固定底板の粉体排出口と一致することにより、ホッパー１内の粉体２が粉体落下口３ａを通じて定量供給装置４の無端ベルト７上に落下される。
【００２４】
このとき、定量供給装置４でも定量供給装置用電動モータ８が時計方向に回転駆動されることにより、無端ベルト７の上側が従動ローラ６ｂ側から駆動ローラ６ａ側に移動することになり、無端ベルト７上に落下された粉体２が右側に移動される。
このようにして、サークルフィーダ３及び定量供給装置４が駆動開始されることにより、順次サークルフィーダ３から粉体２が定量供給装置４の無端ベルト７上に落下されて粉体２の切出しが開始される。
【００２５】
このとき、サークルフィーダ用電動モータ５を一定速度で回転駆動し、定量供給装置用電動モータ８を一定速度で回転駆動すると、前述した従来例と同様に、定量供給装置４の無端ベルト７上に、図３に示すように、山谷を繰り返すように粉体２が載置される。
ところが、本実施形態においては、サークルフィーダ用インバータ１１については、制御装置１３によって、排出量目標値Ｄｔに比例した周波数指令値ω１＊が出力されるので、サークルフィーダ用電動モータ５は排出量目標Ｄｔに比例した周波数指令値ω１＊に応じた回転速度で回転駆動されることにより、サークルフィーダ３から排出されて定量供給装置４の無端ベルト４上に落下する粉体２の層厚は図３に示すように山谷を生じることになる。
【００２６】
しかしながら、定量供給装置用インバータ１２については排出量演算器１４から周波数指令値ω２＊が入力されており、この周波数指令値ω２＊は、速度検出器９から出力される無端ベルト７の搬送速度Ｖｂと、荷重検出器１０から出力される粉体２の荷重検出値Ｌｐとに基づいて粉体２の排出量実績値Ｄｒを算出する。
この排出量実績値Ｄｒは定量供給装置用電動モータ８を一定回転速度で回転駆動する場合には、図３に示すように、無端ベルト７上の粉体２の層厚が山谷を繰り返すことになるが、本実施形態では、制御装置１３から入力される排出量目標値Ｄｔと排出量実績値Ｄｒとの偏差ΔＤを例えばＰＩＤ制御処理して演算した周波数指令値ω２ｓを定量供給装置用インバータ１２に供給するようにしている。
【００２７】
このため、定量供給装置用インバータ１２から無端ベルト７上の粉体の山谷を均すように、粉体２の山部分となる領域ではモータ回転速度を速くし、粉体２の谷部分となる領域ではモータ回転速度を遅く制御することになる。この結果、定量供給装置４の無端ベルト７上にサークルフィーダ３から載置される粉体２の層厚が略均一となり、粉体２の排出量を目標値に正確に制御することができ、切出精度を向上させることができる。
【００２８】
このとき、サークルフィーダ用インバータ１１については周波数指令値ω１＊を制御装置１３によって排出量目標値Ｄｔに比例した値に制御し、定量供給装置用インバータ１２については周波数指令値ω２＊を排出量演算器１４によって排出量目標値Ｄｔと排出量実績値Ｄｒとの偏差ΔＤに基づいて制御するように、両者を個別に制御するので、サークルフィーダ用インバータ１１の周波数指令値ω１＊と定量供給装置用インバータ１２の周波数指令値ω２＊とが干渉して排出量制御が不安定となることがなく、安定した排出量制御を行うことができる。すなわち、粉体２の排出量の変動分は、定量供給装置用インバータ１２に対する周波数指令値ω２＊によって調整することにより、制御が発散することなく、安定した制御を行うことができる。
【００２９】
その後、ホッパー１からの粉体２の排出を停止する場合には、制御装置１３から論理値“０”の運転／停止指令を、先ず、サークルフィーダ用インバータ１１に出力することにより、サークルフィーダ用インバータ１１からの３相モータ電流の出力を停止して、サークルフィーダ用電動モータ５を停止させてホッパー１からの粉体２の切出しを停止させる。次いで、定量供給装置４の無端ベルト７上の粉体２が全て排出されるに十分な時間が経過した後に、制御装置１３から論理値“０”の運転／停止指令を定量供給装置用インバータ１２に出力して、定量供給装置用電動モータ８を停止させることにより、粉体の定量排出を停止させる。このように、無端ベルト７上の粉体２を全て排出してから定量供給装置４を停止させることにより、粉体の排出量制御の開始毎に、排出量目標値が異なる場合に、初期状態に排出量目標値に対する粉体排出量の変動幅が大きくなることを防止することができる。
【００３０】
なお、上記実施形態においては、粉体２として鉄鋼プロセスにおける副生物であるダストを適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、鉄鋼プロセス以外で生成されるダストや、その他の任意の粉体を定量排出する場合に本発明を適用することができる。
また、上記実施形態においては、制御装置１３と排出量演算器１４とを個別に設けた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、制御装置１３に対応する駆動制御部と、排出量演算器１４に対応する排出量演算部とを共通のマイクロコンピュータ等の演算処理装置で構成することもできる。
【符号の説明】
【００３１】
１…ホッパー、２…粉体、３…サークルフィーダ、４…定量供給装置、５…サークルフィーダ用電動モータ（第１の電動モータ）、６ａ…駆動ローラ、６ｂ…従動ローラ、７…無端ベルト、８…定量供給装置用電動モータ（第２の電動モータ）、９…速度検出器、１０…荷重検出器、１１…サークルフィーダ用インバータ（第１のインバータ）、１２…定量供給装置用インバータ、１３…制御装置（駆動制御部）、１４…排出量演算器（排出量演算部）
【図１】
2013010626.tif 000003
【図２】
2013010626.tif 000004
【図３】
2013010626.tif 000005