(57)【要約】【課題】連続操業が可能であり、かつ意図した配合で原料を混合することができる原料レベル制御方法、原料配合方法、原料レベル制御装置および原料配合装置を提供すること。【解決手段】原料レベル制御方法は、荷役搬送工程において、ホッパー３全体の上限切出量を設定する上限切出量設定ステップと、各ホッパー３の初期設定切出量を算出する初期設定切出量算出ステップと、各ホッパー３の下限重量到達時間を算出する下限重量到達時間算出ステップと、補正対象ホッパーからの切出量、最長の下限重量到達時間、補正対象ホッパー内の原料重量、補正対象ホッパーの原料下限重量に基づいて、補正対象ホッパーの下限重量到達時間が基準ホッパーと同じになるように、補正対象ホッパーへの新たな補給量を算出する補給量算出ステップと、補正対象ホッパーに対する補給量を新たな補給量へと補正する補給量補正ステップと、を含むことを特徴とする。【選択図】図２
2016164092.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる成分からなる複数の原料がそれぞれローダーによって払い出されて複数のホッパー内に補給された後、予め定められた配合比率に従って各ホッパーからコンベア上に前記原料が切り出される荷役搬送工程において、各ホッパー内の原料レベルを制御する原料レベル制御方法であって、
各ホッパーからの切出量合計値が、予め定められた前記コンベアの輸送量上限値以下となるように、ホッパー全体の上限切出量を設定する上限切出量設定ステップと、
前記上限切出量と、前記配合比率と、予め定められた前記ホッパーの設備上限切出量とをそれぞれ満たすように、各ホッパーの初期設定切出量を算出する初期設定切出量算出ステップと、
前記初期設定切出量と予め定められた前記ホッパーへの補給量との差に基づいて、前記ホッパー内の原料重量が予め定められた原料下限重量に到達するまでの時間である下限重量到達時間を算出する下限重量到達時間算出ステップと、
各ホッパーのうち、前記下限重量到達時間が最長であるホッパーを基準ホッパー、それ以外のホッパーを補正対象ホッパーと定め、前記補正対象ホッパーからの切出量と、最長の前記下限重量到達時間と、前記補正対象ホッパー内の原料重量と、前記補正対象ホッパーの原料下限重量とに基づいて、前記補正対象ホッパーの下限重量到達時間が前記基準ホッパーと同じになるように、前記補正対象ホッパーへの新たな補給量を算出する補給量算出ステップと、
前記補正対象ホッパーに対する補給量を前記新たな補給量へと補正する補給量補正ステップと、
を含むことを特徴とする原料レベル制御方法。
【請求項２】
前記補給量算出ステップは、前記新たな補給量が、予め定められた前記ローダーの設備上限払出量を超える場合、前記下限重量到達時間が最短であるホッパーを前記基準ホッパー、それ以外のホッパーを前記補正対象ホッパーと再度定め、前記補正対象ホッパーからの切出量と、最長の前記下限重量到達時間と、前記補正対象ホッパー内の原料重量と、前記補正対象ホッパーの原料下限重量とに基づいて、前記補正対象ホッパーの下限重量到達時間が前記基準ホッパーと同じになるように、前記補正対象ホッパーへの新たな補給量を再度算出し、
前記補給量補正ステップは、前記補正対象ホッパーに対する補給量を、再度算出された前記新たな補給量へと補正することを特徴とする請求項１に記載の原料レベル制御方法。
【請求項３】
前記補給量算出ステップの後に、
前記新たな補給量が、予め定められた前記ローダーの設備上限払出量を超える場合、前記補正対象ホッパーのからの切出量を所定の比率に基づいて減少させることで前記補正対象ホッパーの新たな切出量を算出し、さらに前記補正対象ホッパーの新たな切出量と、前記配合比率とに基づいて、前記基準ホッパーの新たな切出量を算出する切出量算出ステップと、
前記補給量補正ステップの代わりに、各ホッパーの切出量を前記新たな切出量へとそれぞれ補正する切出量補正ステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の原料レベル制御方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の原料レベル制御方法によって制御された原料レベルに応じて、各ホッパーから前記コンベア上に切り出された前記複数の原料を、スタッカーにより前記配合比率で配合することを特徴とする原料配合方法。
【請求項５】
異なる成分からなる複数の原料がそれぞれローダーによって払い出されて複数のホッパー内に補給された後、予め定められた配合比率に従って各ホッパーからコンベア上に前記原料が切り出される荷役搬送工程において、各ホッパー内の原料レベルを制御する原料レベル制御装置であって、
各ホッパーからの切出量合計値が、予め定められた前記コンベアの輸送量上限値以下となるように、ホッパー全体の上限切出量を設定する上限切出量設定手段と、
前記上限切出量と、前記配合比率と、予め定められた前記ホッパーの設備上限切出量とをそれぞれ満たすように、各ホッパーの初期設定切出量を算出する初期設定切出量算出手段と、
前記初期設定切出量と予め定められた前記ホッパーへの補給量との差に基づいて、前記ホッパー内の原料重量が予め定められた原料下限重量に到達するまでの時間である下限重量到達時間を算出する下限重量到達時間算出手段と、
各ホッパーのうち、前記下限重量到達時間が最長であるホッパーを基準ホッパー、それ以外のホッパーを補正対象ホッパーと定め、前記補正対象ホッパーからの切出量と、最長の前記下限重量到達時間と、前記補正対象ホッパー内の原料重量と、前記補正対象ホッパーの原料下限重量とに基づいて、前記補正対象ホッパーの下限重量到達時間が前記基準ホッパーと同じになるように、前記補正対象ホッパーへの新たな補給量を算出する補給量算出手段と、
前記補正対象ホッパーに対する補給量を前記新たな補給量へと補正する補給量補正手段と、
を備えることを特徴とする原料レベル制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載の原料レベル制御装置によって制御された原料レベルに応じて、各ホッパーから前記コンベア上に切り出された前記複数の原料を、スタッカーにより前記配合比率で配合することを特徴とする原料配合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のホッパー内の原料レベルを制御する原料レベル制御方法および原料レベル制御装置、複数のホッパー内の原料を配合する原料配合方法および原料配合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、複数種類の原料を荷役する原料荷役設備は、まずアンローダーによって荷役された原料をコンベアで輸送し、原料ヤードに積み付ける。次に、ローダーによって原料ヤードから原料が払い出され、銘柄ごとにホッパー内に貯蔵される。次に、個々のホッパーから同一のコンベア上に一定量ずつ切り出されて混合され、コンベアの先にあるスタッカーによってバイル山（配合ヤード）として積み上げられる。このようにして、品質の異なる多数の銘柄の原料が少量ずつ配合され、幾層にも薄く高く積み上げられる。
【０００３】
従来、ローダーからホッパーに払い出される量を調整して安定操業を行うために、コンベアの長さおよび速度と、ローダーの払出量とから搬送量を算出してホッパー内の原料レベルを監視し、所定の位置まで原料が充填されるとローダーを停止させてコンベア上の原料をホッパーに投入することで、予め定められた上限レベルの位置に原料レベル（原料の量）を制御する発明が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５８−１１３０３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１で提案された発明は、ホッパーからの切出量を監視しておらず、さらに１つのホッパーのみを監視対象としているため、例えば操業中に複数のホッパーのうちの一つだけが空になり、操業が断続的になる場合があった。また、特許文献１で提案された発明は、複数の銘柄ごとの原料の払出量（補給量）および切出量を制御することができないため、意図した配合で原料を混合することができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、連続操業が可能であり、かつ意図した配合で原料を混合することができる原料レベル制御方法、原料配合方法、原料レベル制御装置および原料配合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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る原料レベル制御方法は、異なる成分からなる複数の原料がそれぞれローダーによって払い出されて複数のホッパー内に補給された後、予め定められた配合比率に従って各ホッパーからコンベア上に前記原料が切り出される荷役搬送工程において、各ホッパー内の原料レベルを制御する原料レベル制御方法であって、各ホッパーからの切出量合計値が、予め定められた前記コンベアの輸送量上限値以下となるように、ホッパー全体の上限切出量を設定する上限切出量設定ステップと、前記上限切出量と、前記配合比率と、予め定められた前記ホッパーの設備上限切出量とをそれぞれ満たすように、各ホッパーの初期設定切出量を算出する初期設定切出量算出ステップと、前記初期設定切出量と予め定められた前記ホッパーへの補給量との差に基づいて、前記ホッパー内の原料重量が予め定められた原料下限重量に到達するまでの時間である下限重量到達時間を算出する下限重量到達時間算出ステップと、各ホッパーのうち、前記下限重量到達時間が最長であるホッパーを基準ホッパー、それ以外のホッパーを補正対象ホッパーと定め、前記補正対象ホッパーからの切出量と、最長の前記下限重量到達時間と、前記補正対象ホッパー内の原料重量と、前記補正対象ホッパーの原料下限重量とに基づいて、前記補正対象ホッパーの下限重量到達時間が前記基準ホッパーと同じになるように、前記補正対象ホッパーへの新たな補給量を算出する補給量算出ステップと、前記補正対象ホッパーに対する補給量を前記新たな補給量へと補正する補給量補正ステップと、を含むことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る原料レベル制御方法は、前記補給量算出ステップにおいて、前記新たな補給量が、予め定められた前記ローダーの設備上限払出量を超える場合、前記下限重量到達時間が最短であるホッパーを前記基準ホッパー、それ以外のホッパーを前記補正対象ホッパーと再度定め、前記補正対象ホッパーからの切出量と、最長の前記下限重量到達時間と、前記補正対象ホッパー内の原料重量と、前記補正対象ホッパーの原料下限重量とに基づいて、前記補正対象ホッパーの下限重量到達時間が前記基準ホッパーと同じになるように、前記補正対象ホッパーへの新たな補給量を再度算出し、前記補給量補正ステップにおいて、前記補正対象ホッパーに対する補給量を、再度算出された前記新たな補給量へと補正することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る原料レベル制御方法は、前記補給量算出ステップの後に、前記新たな補給量が、予め定められた前記ローダーの設備上限払出量を超える場合、前記補正対象ホッパーからの切出量を所定の比率に基づいて減少させることで前記補正対象ホッパーの新たな切出量を算出し、さらに前記補正対象ホッパーの新たな切出量と、前記配合比率とに基づいて、前記基準ホッパーの新たな切出量を算出する切出量算出ステップと、前記補給量補正ステップの代わりに、各ホッパーの切出量を前記新たな切出量へとそれぞれ補正する切出量補正ステップと、をさらに含むことを特徴とする。
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る原料配合方法は、前記した原料レベル制御方法によって制御された原料レベルに応じて、各ホッパーから前記コンベア上に切り出された前記複数の原料を、スタッカーにより前記配合比率で配合することを特徴とする。
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る原料レベル制御装置は、異なる成分からなる複数の原料がそれぞれローダーによって払い出されて複数のホッパー内に補給された後、予め定められた配合比率に従って各ホッパーからコンベア上に前記原料が切り出される荷役搬送工程において、各ホッパー内の原料レベルを制御する原料レベル制御装置であって、各ホッパーからの切出量合計値が、予め定められた前記コンベアの輸送量上限値以下となるように、ホッパー全体の上限切出量を設定する上限切出量設定手段と、前記上限切出量と、前記配合比率と、予め定められた前記ホッパーの設備上限切出量とをそれぞれ満たすように、各ホッパーの初期設定切出量を算出する初期設定切出量算出手段と、前記初期設定切出量と予め定められた前記ホッパーへの補給量との差に基づいて、前記ホッパー内の原料重量が予め定められた原料下限重量に到達するまでの時間である下限重量到達時間を算出する下限重量到達時間算出手段と、各ホッパーのうち、前記下限重量到達時間が最長であるホッパーを基準ホッパー、それ以外のホッパーを補正対象ホッパーと定め、前記補正対象ホッパーからの切出量と、最長の前記下限重量到達時間と、前記補正対象ホッパー内の原料重量と、前記補正対象ホッパーの原料下限重量とに基づいて、前記補正対象ホッパーの下限重量到達時間が前記基準ホッパーと同じになるように、前記補正対象ホッパーへの新たな補給量を算出する補給量算出手段と、前記補正対象ホッパーに対する補給量を前記新たな補給量へと補正する補給量補正手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る原料配合装置は、前記した原料レベル制御装置によって制御された原料レベルに応じて、各ホッパーから前記コンベア上に切り出された前記複数の原料を、スタッカーにより前記配合比率で配合することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、下限重量到達時間の最も長いホッパーに合わせて、その他のホッパーへの原料の補給量を調整することで、複数のホッパーの原料レベルを同時に制御し、各ホッパーの原料レベルのバランスを均一にすることができる。従って、本発明によれば、操業中に複数のホッパーのうちの１つだけが空になることで、原料を意図した配合比率で混合できずに連続操業が阻害される事態を回避し、安定操業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る原料レベル制御装置および原料配合装置を含む、荷役搬送システムの全体構成を示す概略図である。
【図２】図２は、本発明の第１実施形態に係る原料レベル制御装置による処理の一例を示すフローチャートである。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係る原料レベル制御装置による原料レベルの制御方法を説明するための図である。
【図４】図４は、本発明の第１実施形態の変形例に係る原料レベル制御装置による処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、本発明の第２実施形態に係る原料レベル制御装置による処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る原料レベル制御方法、原料配合方法、原料レベル制御装置および原料配合装置の実施形態について説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００１６】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態について、図１〜図３を参照しながら説明する。本実施形態における荷役搬送システムは、図１に示すように、ローダー１と、コンベア２，４，５と、ホッパー３と、スタッカー６と、原料レベル制御装置７と、原料配合装置８と、から構成される。そして、この荷役搬送システムは、複数の原料を搬送するため、ローダー１、コンベア２，４およびホッパー３は、原料の種類に応じて複数設けられ、ローダー１とホッパー３とが一対一で対応している。
【００１７】
ローダー１は、原料ヤードＹａから、異なる成分からなる複数の原料をコンベア２上に払い出す。コンベア２は、原料をホッパー３に搬送し、ホッパー３内に補給する。ホッパー３内の原料は、予め定められた配合比率に従って、コンベア４，５上に切り出されて混合される。そして、スタッカー６は、混合された原料を配合ヤードＹｂとして積み上げる。
【００１８】
原料レベル制御装置７は、複数のホッパー３内に原料が補給され、かつ複数のホッパー３から原料が切り出される荷役搬送工程において、各ホッパー３の原料レベルを制御する。この原料レベル制御装置７を用いた荷役搬送工程では、まず操業前に、当該原料レベル制御装置７によって各ホッパー３の原料の切出量と各ホッパー３への原料の補給量を算出し、この算出された切出量および補給量に従って操業を行う。
【００１９】
また、原料配合装置８は、原料レベル制御装置７によって制御された原料レベルに応じて、各ホッパー３からコンベア４，５上に切り出された複数の原料を、スタッカー６により予め定められた配合比率で配合する。
【００２０】
ここで、原料レベル制御装置７および原料配合装置８は、具体的にはＣＰＵ、ディスク装置、メモリ装置、入力装置、出力装置、通信装置等で構成される一般的なコンピュータを、後記する各手段として機能させるプログラムにより動作させることで実現することができる。
【００２１】
原料レベル制御装置７は、ここでは上限切出量設定手段、初期設定切出量算出手段、下限重量到達時間算出手段、補給量算出手段および補給量補正手段の機能を備えている。以下、各手段における処理の内容について、図２のフローチャートを参照しながら説明する。
【００２２】
上限切出量設定手段は、複数のホッパー３全体の原料の切出量の上限を設定する。上限切出量設定手段は、具体的には、各ホッパー３からの切出量合計値が、予め定められたコンベア４，５の輸送量上限値以下となるように、ホッパー３全体の上限切出量を設定する（上限切出量設定ステップ、図２のステップＳ１）。これにより、操業時において、ホッパー３全体の切出量がスタッカー６に原料を搬送するコンベア４，５の輸送量上限値を超えることがなくなる。
【００２３】
初期設定切出量算出手段は、各ホッパー３の原料の切出量を算出する。初期設定切出量算出手段は、具体的には、上限切出量設定手段によって設定された上限切出量と、予め定められた各原料の配合比率と、予め定められたホッパー３の設備上限切出量とをそれぞれ満たすように、各ホッパー３の初期設定切出量を算出する（初期設定切出量算出ステップ、図２のステップＳ２）。
【００２４】
初期設定切出量算出手段は、例えば、ホッパー３全体の上限切出量およびホッパー３の設備上限切出量を考慮しつつ、複数のホッパー３のうちの原料の配合比率の値が最も大きいホッパー３の初期設定切出量をまず算出する。そして、予め定められた配合比率に従って、その他のホッパー３の初期設定切出量を算出する。
【００２５】
例えばホッパー３の数が２つ、ホッパー３全体の上限切出量が２５ｔ／ｍｉｎ、ホッパー３の設備上限切出量が１５ｔ／ｍｉｎ、各ホッパー３の配合比率が１５：８である場合、初期設定切出量算出手段は、例えば配合比率の値が大きい（＝１５）ホッパー３の初期設定切出量を１５ｔ／ｍｉｎと算出し、配合比率の値が小さい（＝８）ホッパー３の初期設定切出量を８ｔ／ｍｉｎと算出する。この場合、ホッパー３全体の切出量合計値は、２３ｔ／ｍｉｎとなり、ホッパー３全体の上限切出量（＝２５ｔ／ｍｉｎ）以下となる。
【００２６】
ここで、例えばホッパー３の個数をＮ、各ホッパー３の配合比率の値をαＮ、各ホッパー３の初期設定切出量をＹＮ［ｔ／ｍｉｎ］とした場合、コンベア４，５の輸送量上限値と各ホッパー３の切出量合計値（すなわちホッパー３全体の上限切出量）とは、以下の式（１）に示すような関係となる。
【００２７】
輸送量上限値≧Σ（αＮ×ＹＮ）  ・・・式（１）
【００２８】
なお、αＮは、原料の配合計算において予め算出される個々の原料の配合比率の値である。複数の銘柄の原料を配合する上で各銘柄の切出量は同一ではないため、各ホッパー３からの切出量は、上記式（１）に示すように、初期設定切出量ＹＮに配合比率の値αＮを乗じる必要がある。
【００２９】
下限重量到達時間算出手段は、各ホッパー３内の原料が下限重量に到達するまでの時間を算出する。下限重量到達時間算出手段は、具体的には、初期設定切出量算出手段によって算出された初期設定切出量と、予め定められたホッパー３への補給量との差に基づいて、ホッパー３内の原料重量が予め定められた原料下限重量に到達するまでの時間である下限重量到達時間を算出する（下限重量到達時間算出ステップ、図２のステップＳ３）。
【００３０】
下限重量到達時間算出手段は、より具体的には、以下の式（２）に示すように、ホッパー３内の原料重量とホッパー３の原料下限重量との差を、ホッパー３の初期設定切出量とホッパー３への補給量との差で除算することで、各ホッパー３の下限重量到達時間を算出する。
【００３１】
下限重量到達時間［ｔ］＝（原料重量［ｔ］−原料下限重量［ｔ］）／（初期設定切出量［ｔ／ｍｉｎ］−補給量［ｔ／ｍｉｎ］）  ・・・式（２）
【００３２】
このように本発明では、全ての原料がホッパー３から切り出されることを防止するため、原料下限重量、すなわち原料レベル下限値以上を維持できるように構成されている。なお、「初期設定切出量［ｔ／ｍｉｎ］＜補給量［ｔ／ｍｉｎ］」であるホッパー３については計算対象範囲外とするが、例えば操業後に原料レベル上限値まで補給された後に、補給量を０として上記式（２）の計算対象に組み込んでも構わない。
【００３３】
補給量算出手段は、ホッパー３への原料の補給量を算出する。補給量算出手段は、具体的には、まず各ホッパー３のうち、下限重量到達時間算出手段によって算出された下限重量到達時間が最長であるホッパー３を基準ホッパーと定め、それ以外のホッパー３を補正対象ホッパーと定める。ここで、基準ホッパーとは、補正対象ホッパーの補給量算出の際の基準となるホッパー３のことを示しており、補正対象ホッパーとは、補給量算出の対象となるホッパー３のことを示している。そのため、後記するように基準ホッパーの元の補給量（予め設定された補給量）は補正されずに操業時にそのまま用いられ、補正対象ホッパーの元の補給量は補正され、操業時に新たな補給量が用いられることになる。
【００３４】
次に、補給量算出手段は、補正対象ホッパーからの切出量と、最長の下限重量到達時間と、補正対象ホッパー内の原料重量と、補正対象ホッパーの原料下限重量とに基づいて、補正対象ホッパーの下限重量到達時間が基準ホッパーと同じになるように、補正対象ホッパーへの新たな補給量を算出する（補給量算出ステップ、図２のステップＳ４）。すなわち、補給量算出手段は、下限重量到達時間が最長であるホッパー３（基準ホッパー）に合わせて、その他のホッパー３（補正対象ホッパー）への補給量を増加させることで、各ホッパー３の下限重量到達時間を一致させる。
【００３５】
ここで、例えばホッパー３の数を２つとし、補正対象ホッパー内の原料重量をＷ１、原料下限重量をＷ０１、初期設定切出量をＹ１、補給量をＸ１、下限重量到達時間をＴ１とし、基準ホッパー内の原料重量をＷ２、原料下限重量をＷ０２、初期設定切出量をＹ２、補給量をＸ２、下限重量到達時間をＴ２とした場合、前記した式（２）は、以下の式（３）および式（４）のように書き直すことができる。
【００３６】
Ｔ１＝（Ｗ１−Ｗ０１）／（Ｙ１−Ｘ１）・・・式（３）
Ｔ２＝（Ｗ２−Ｗ０２）／（Ｙ２−Ｘ２）・・・式（４）
【００３７】
そして、補給量算出手段は、式（４）のＴ２を式（３）のＴ１に代入して以下の式（５）のように変形し、補正対象ホッパーの新たな補給量Ｘ１’を算出する。
【００３８】
Ｘ１’＝Ｙ１−（Ｗ１−Ｗ０１）／Ｔ２・・・式（５）
【００３９】
これにより、補正対象ホッパーへの「元の補給量Ｘ１＜新たな補給量Ｘ１’」となるため、補正対象ホッパーへの補給量Ｘを、基準ホッパーの下限重量到達時間Ｔ２に合わせて増加させることができ、各ホッパー３内の原料レベルのバランスを均一にすることができる。
【００４０】
補給量補正手段は、ホッパー３への原料の補給量を補正する。補給量補正手段は、具体的には、補正対象ホッパーに対する補給量を新たな補給量へと補正する（補給量補正ステップ、図２のステップＳ５）。すなわち、補給量補正手段は、補給量Ｘ１を新たな補給量Ｘ１’へと補正することで、補正対象ホッパーへの補給量を増加させる。
【００４１】
以下、本実施形態に係る原料レベル制御装置７による原料レベル制御の一例について、図３を参照しながら説明する。ここでは、ホッパー３の数を２つ（第１ホッパーおよび第２ホッパー）とし、上限切出量設定手段における処理（上限切出量設定ステップ）および初期設定切出量算出手段における処理（初期設定切出量算出ステップ）は省略し、各ホッパー３の条件を以下のように設定した。
【００４２】
＜第１ホッパーの条件＞
第１ホッパーへの補給量Ｘ１＝１０ｔ／ｍｉｎ
第１ホッパー内の原料重量Ｗ１＝８０ｔ
第１ホッパーの原料下限重量Ｗ０１＝１０ｔ
第１ホッパーの初期設定切出量Ｙ１＝１５ｔ／ｍｉｎ
【００４３】
＜第２ホッパーの条件＞
第２ホッパーへの補給量Ｘ２＝６ｔ／ｍｉｎ
第２ホッパー内の原料重量Ｗ２＝１２０ｔ
第２ホッパーの原料下限重量Ｗ０２＝１０ｔ
第２ホッパーの初期設定切出量Ｙ２＝８ｔ／ｍｉｎ
【００４４】
上限切出量設定ステップおよび初期設定切出量算出ステップの後、下限重量到達時間算出手段は、前記した式（３）および式（４）により、第１ホッパーの下限重量到達時間Ｔ１および第２ホッパーの下限重量到達時間Ｔ２を以下のように算出する（下限重量到達時間算出ステップ）。
【００４５】
下限重量到達時間Ｔ１＝（８０−１０）／（１５−１０）＝１４ｍｉｎ
下限重量到達時間Ｔ２＝（１２０−１０）／（８−６）＝５５ｍｉｎ
【００４６】
上記算出結果により、第１ホッパー内の原料が第２ホッパー内の原料よりも早く下限重量に到達することがわかる。そのため、以下で説明するように、第１ホッパーへの原料の補給量を、元の補給量よりも増加させる処理を行う。
【００４７】
すなわち、補給量算出手段は、第１ホッパーおよび第２ホッパーのうち、下限重量到達時間Ｔ２の長い（＝５５ｍｉｎ）第２ホッパーを基準ホッパー、それ以外の第１ホッパーを補正対象ホッパーとして定める。そして、補給量算出手段は、前記した式（５）により、補正対象ホッパーである第１ホッパーへの新たな補給量Ｘ１’を以下のように算出する（補給量算出ステップ）。
【００４８】
新たな補給量Ｘ１’＝１５−（８０−１０）／５５≒１３．７３ｔ／ｍｉｎ
【００４９】
上記算出結果により、補正対象ホッパー（第１ホッパー）の新たな補給量Ｘ１（＝１３．７３ｔ／ｍｉｎ）は、元の補給量Ｘ１（＝１０ｔ／ｍｉｎ）よりも大きな値となり、第１ホッパーへの補給量が増加することになる。
【００５０】
そして次に、補給量補正手段が、補正対象ホッパー（第１ホッパー）に対する補給量Ｘ１（＝１０ｔ／ｍｉｎ）を新たな補給量Ｘ１（≒１３．７３ｔ／ｍｉｎ）へと補正し（補給量補正ステップ）、この条件で操業が開始される。
【００５１】
以上説明した原料レベル制御装置７および原料レベル制御方法によれば、下限重量到達時間の最も長いホッパー（基準ホッパー）３に合わせて、その他のホッパー（補正対象ホッパー）３への原料の補給量を調整することで、複数のホッパー３の原料レベルを同時に制御し、各ホッパー３の原料レベルのバランスを均一にすることができる。従って、原料レベル制御装置７および原料レベル制御方法は、操業中に複数のホッパー３のうちの１つだけが空になることで、原料を意図した配合比率で混合できずに連続操業が阻害される事態を回避し、安定操業を行うことができる。また、このような原料レベル制御装置７を備える原料配合装置８および原料配合方法によれば、意図した配合比率で原料を混合することができる。
【００５２】
［第１実施形態の変形例］
本発明の第１実施形態の変形例について、図３および図４を参照しながら説明する。前記した第１実施形態では、最長の下限重量到達時間に合わせて補正対象ホッパーへの新たな補給量を算出し、補正対象ホッパーへの補給量を増加させていたが、例えばこの新たな補給量が、予め定められたローダー１の設備上限払出量を超える場合、この新たな補給量をそのまま用いることができない。本変形例はこのような状況に対処するためのものである。なお、以下ではローダー１からの払出量＝ホッパー３への補給量であることを前提として説明する。
【００５３】
本変形例に係る原料レベル制御装置７は、第１実施形態と同様に、上限切出量設定手段、初期設定切出量算出手段、下限重量到達時間算出手段、補給量算出手段および補給量補正手段の機能を備えているが、補給量算出手段の処理が第１実施形態とは異なる。以下、各手段における処理の内容について、図４のフローチャートを参照しながら説明する。なお、図４におけるステップＳ１１〜Ｓ１４は、すでに図２で説明したステップＳ１〜Ｓ４と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００５４】
ステップＳ１４の後、補給量算出手段は、新たな補給量がローダー１の設備上限払出量を超えているか否かを判定する（ステップＳ１５）。そして、新たな補給量がローダー１の設備上限払出量を超えていない場合（ステップＳ１５でＮｏ）、補給量補正手段は、第１実施形態と同様に、補正対象ホッパーに対する補給量を新たな補給量へと補正することで、補正対象ホッパーへの補給量を増加させる（ステップＳ１６）。
【００５５】
一方、新たな補給量がローダー１の設備上限払出量を超えている場合（ステップＳ１５でＹｅｓ）、補給量算出手段は、下限重量到達時間が最短であるホッパー３を基準ホッパー、それ以外のホッパー３を補正対象ホッパーと再度定め、補正対象ホッパーからの切出量と、最長の下限重量到達時間と、補正対象ホッパー内の原料重量と、補正対象ホッパーの原料下限重量とに基づいて、補正対象ホッパーの下限重量到達時間が基準ホッパーと同じになるように、補正対象ホッパーへの新たな補給量を再度算出する（ステップＳ１７）。すなわち、補給量算出手段は、下限重量到達時間が最短であるホッパー３（基準ホッパー）に合わせて、その他のホッパー３（補正対象ホッパー）への補給量を減少させることで、各ホッパー３の下限重量到達時間を一致させる。
【００５６】
ここで、例えばホッパー３の数を２つとし、第１実施形態における説明とは逆に、基準ホッパー内の原料重量をＷ１、原料下限重量をＷ０１、初期設定切出量をＹ１、補給量をＸ１、下限重量到達時間をＴ１とし、補正対象ホッパー内の原料重量をＷ２、原料下限重量をＷ０２、初期設定切出量をＹ２、補給量をＸ２、下限重量到達時間をＴ２とした場合、補給量算出手段は、式（３）のＴ１を式（４）のＴ２に代入して以下の式（６）のように変形し、補正対象ホッパーの新たな補給量Ｘ２’を算出する。
【００５７】
Ｘ２’＝Ｙ２−（Ｗ２−Ｗ０２）／Ｔ１・・・式（６）
【００５８】
これにより、補正対象ホッパーへの「元の補給量Ｘ２＞新たな補給量Ｘ２’」となるため、補正対象ホッパーへの補給量を、基準ホッパーの下限重量到達時間Ｔ１に合わせて減少させることができ、各ホッパー３内の原料レベルのバランスを均一にすることができる。
【００５９】
次に、補給量補正手段は、補正対象ホッパーに対する補給量を、上記式（６）により再度算出された新たな補給量へと補正する（ステップＳ１８）。すなわち、補給量補正手段は、補給量Ｘ２を新たな補給量Ｘ２’へと補正することで、補正対象ホッパーへの補給量を減少させる。
【００６０】
以下、本変形例に係る原料レベル制御装置７による原料レベル制御の一例について、図３を参照しながら説明する。ここで、各ホッパー３の条件は、前記した＜第１ホッパーの条件＞および＜第２ホッパーの条件＞と同様である。また、上限切出量設定手段における処理（上限切出量設定ステップ）および初期設定切出量算出手段における処理（初期設定切出量算出ステップ）についても説明を省略する。
【００６１】
上限切出量設定ステップおよび初期設定切出量算出ステップの後、下限重量到達時間算出手段は、前記した式（３）および式（４）により、第１ホッパーの下限重量到達時間Ｔ１および第２ホッパーの下限重量到達時間Ｔ２を以下のように算出する（下限重量到達時間算出ステップ）。
【００６２】
下限重量到達時間Ｔ１＝（８０−１０）／（１５−１０）＝１４ｍｉｎ
下限重量到達時間Ｔ２＝（１２０−１０）／（８−６）＝５５ｍｉｎ
【００６３】
次に、補給量算出手段は、第１ホッパーおよび第２ホッパーのうち、下限重量到達時間Ｔ２の長い（＝５５ｍｉｎ）第２ホッパーを基準ホッパー、それ以外の第１ホッパーを補正対象ホッパーとして定め、前記した式（５）により、補正対象ホッパーである第１ホッパーへの新たな補給量Ｘ１’を以下のように算出する（補給量算出ステップ）。
【００６４】
新たな補給量Ｘ１’＝１５−（８０−１０）／５５≒１３．７３ｔ／ｍｉｎ
【００６５】
ここまでは、前記した第１実施形態と同様である。しかし例えば、ローダー１の設備上限払出量が１０ｔ／ｍｉｎである場合、前記した新たな補給量Ｘ１’がローダー１の設備上限払出量を超えることになるため、新たな補給量Ｘ１’をそのまま用いることができない。
【００６６】
そこで、補給量算出手段は、第１ホッパーおよび第２ホッパーのうち、下限重量到達時間Ｔ１の短い（＝１４ｍｉｎ）第１ホッパーを基準ホッパー、それ以外の第２ホッパーを補正対象ホッパーとして再度定める。そして、補給量算出手段は、前記した式（６）により、補正対象ホッパーである第２ホッパーへの新たな補給量Ｘ２’を以下のように算出する（補給量算出ステップ）。
【００６７】
新たな補給量Ｘ２’＝８−（１２０−１０）／１４≒０．１４ｔ／ｍｉｎ
【００６８】
上記算出結果により、補正対象ホッパー（第２ホッパー）の新たな補給量Ｘ２’（≒０．１４ｔ／ｍｉｎ）は、元の補給量Ｘ２（＝６ｔ／ｍｉｎ）よりも小さな値となり、第２ホッパーへの補給量が減少することになる。
【００６９】
そして次に、補給量補正手段が、補正対象ホッパー（第２ホッパー）に対する補給量Ｘ２（＝６ｔ／ｍｉｎ）を、再度算出された新たな補給量Ｘ２’ （≒０．１４ｔ／ｍｉｎ）へと補正し（補給量補正ステップ）、この条件で操業が開始される。
【００７０】
以上説明した原料レベル制御装置７および原料レベル制御方法によれば、ローダー１の設備上限払出量も考慮して原料の補給量を調整することで、一部のホッパー３内の原料が枯渇することをより確実に防止し、各ホッパー３の原料レベルのバランスをより確実に均一にすることができる。
【００７１】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態について、図３および図５を参照しながら説明する。前記した第１実施形態の変形例では、新たな補給量が、予め定められたローダー１の設備上限払出量を超えた場合に、下限重量到達時間が最短であるホッパー３以外のホッパー３への補給量を減少させていたが、ホッパー３への補給量ではなく、例えばホッパー３からの切出量を調整することも可能である。
【００７２】
本実施形態に係る原料レベル制御装置７は、第１実施形態における上限切出量設定手段、初期設定切出量算出手段、下限重量到達時間算出手段、補給量算出手段および補給量補正手段に加えて、切出量算出手段および切出量補正手段の機能を備えている。以下、各手段における処理の内容について、図５のフローチャートを参照しながら説明する。なお、図５におけるステップＳ２１〜Ｓ２４は、すでに図２で説明したステップＳ１〜Ｓ４と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００７３】
ステップＳ２４の後、補給量算出手段は、新たな補給量がローダー１の設備上限払出量を超えているか否かを判定する（ステップＳ２５）。そして、新たな補給量がローダー１の設備上限払出量を超えていない場合（ステップＳ２５でＮｏ）、補給量補正手段は、第１実施形態およびその変形例と同様に、補正対象ホッパーに対する補給量を新たな補給量へと補正することで、補正対象ホッパーへの補給量を増加させる（ステップＳ２６）。
【００７４】
一方、新たな補給量がローダー１の設備上限払出量を超えている場合（ステップＳ２５でＹｅｓ）、切出量算出手段は、補正対象ホッパーからの切出量を所定の比率に基づいて減少させることで、補正対象ホッパーの新たな切出量を算出する（切出量算出ステップ、ステップＳ２７）。なお、前記した所定の比率は予め実験的に求めておき、例えば０．８とする。
【００７５】
次に、切出量算出手段は、補正対象ホッパーの新たな切出量と、予め定められた配合比率とに基づいて、基準ホッパーの新たな切出量を算出する（切出量算出ステップ、ステップＳ２８）。すなわち、各ホッパー３からの切出量は、配合比率を維持する必要があるため、補正対象ホッパーについて新たな切出量を求めた後に、その他の基準ホッパーについても、新たな切出量を求める。なお、前記したように各ホッパー３からの切出量は配合比率が維持されるため、補正対象ホッパーの新たな切出量についても、初期設定切出量から減少した値となる。
【００７６】
次に、切出量補正手段は、第１実施形態の補給量補正手段による補給量補正ステップの代わりに、各ホッパー３の初期設定切出量を新たな切出量へとそれぞれ補正する（切出量補正ステップ、ステップＳ２９）。すなわち、切出量補正手段は、各ホッパー３の初期設定切出量を新たな切出量へとそれぞれ補正することで、各ホッパー３の切出量（初期設定切出量）を減少させる。
【００７７】
その後ステップＳ２３に戻り、補給量算出ステップで算出された新たな補給量がローダー１の設備上限払出量を超えなくなる（ステップＳ２５でＮｏとなる）まで、下限重量到達時間算出ステップ（ステップＳ２３）、補給量算出ステップ（ステップＳ２４）、切出量算出ステップ（ステップＳ２７，Ｓ２８）および切出量補正ステップ（ステップＳ２９）を繰り返す。そして、最終的には全てのホッパー３において、ローダー１からの補給量がホッパー３からの切出量を上回るように、切出量を調整する。
【００７８】
以下、本実施形態に係る原料レベル制御装置７による原料レベル制御の一例について、図３を参照しながら説明する。ここで、各ホッパー３の条件は、前記した＜第１ホッパーの条件＞および＜第２ホッパーの条件＞と同様であり、さらに第１ホッパーおよび第２ホッパーの配合比率を１５：８とする。また、上限切出量設定手段における処理（上限切出量設定ステップ）および初期設定切出量算出手段における処理（初期設定切出量算出ステップ）についても説明を省略する。
【００７９】
上限切出量設定ステップおよび初期設定切出量算出ステップの後、下限重量到達時間算出手段は、前記した式（３）および式（４）により、第１ホッパーの下限重量到達時間Ｔ１および第２ホッパーの下限重量到達時間Ｔ２を以下のように算出する（下限重量到達時間算出ステップ）。
【００８０】
下限重量到達時間Ｔ１＝（８０−１０）／（１５−１０）＝１４ｍｉｎ
下限重量到達時間Ｔ２＝（１２０−１０）／（８−６）＝５５ｍｉｎ
【００８１】
次に、補給量算出手段は、第１ホッパーおよび第２ホッパーのうち、下限重量到達時間Ｔ２の長い（＝５５ｍｉｎ）第２ホッパーを基準ホッパー、それ以外の第１ホッパーを補正対象ホッパーとして定め、前記した式（５）により、補正対象ホッパーである第１ホッパーへの新たな補給量Ｘ１’を以下のように算出する（補給量算出ステップ）。
【００８２】
新たな補給量Ｘ１’＝１５−（８０−１０）／５５≒１３．７３ｔ／ｍｉｎ
【００８３】
ここまでは、前記した第１実施形態と同様である。しかし例えば、ローダー１の設備上限払出量が１０ｔ／ｍｉｎである場合、前記した新たな補給量Ｘ１’がローダー１の設備上限払出量を超えることになるため、新たな補給量Ｘ１’をそのまま用いることができない。
【００８４】
そこで、切出量算出手段は、補正対象ホッパーである第１ホッパーからの切出量（ここでは初期設定切出量Ｙ１）を所定の比率に基づいて減少させることで、以下のように第１ホッパーの新たな切出量Ｙ１’を算出する。なお、ここでは所定の比率＝０．８とする。
【００８５】
新たな切出量Ｙ１’＝１５×０．８＝１２ｔ／ｍｉｎ
【００８６】
上記算出結果により、補正対象ホッパー（第１ホッパー）の新たな切出量Ｙ１’（＝１２ｔ／ｍｉｎ）は、初期設定切出量Ｙ１（＝１５ｔ／ｍｉｎ）よりも小さな値となり、第１ホッパーの切出量（初期設定切出量）が減少することになる。
【００８７】
次に、切出量算出手段は、補正対象ホッパー（第１ホッパー）の新たな切出量Ｙ１’に配合比率を乗じることで、基準ホッパー（第２ホッパー）の新たな切出量Ｙ２’を以下のように算出する（切出量算出ステップ）。
【００８８】
新たな切出量Ｙ２’＝１２×（８／１５）＝６．４ｔ／ｍｉｎ
【００８９】
上記算出結果により、基準ホッパー（第２ホッパー）の新たな切出量Ｙ２’（＝６．４ｔ／ｍｉｎ）についても、初期設定切出量Ｙ２（＝８ｔ／ｍｉｎ）よりも小さな値となり、第２ホッパーの切出量（初期設定切出量）も減少することになる。
【００９０】
次に、切出量補正手段が、補正対象ホッパー（第１ホッパー）に対する初期設定切出量Ｙ１（＝１５ｔ／ｍｉｎ）を新たな切出量Ｙ１’ （＝１２ｔ／ｍｉｎ）へと補正するとともに、基準ホッパー（第２ホッパー）に対する初期設定切出量Ｙ２（＝８ｔ／ｍｉｎ）を新たな切出量Ｙ２’ （＝６．４ｔ／ｍｉｎ）へと補正する（切出量補正ステップ）。
【００９１】
そしてその後、補給量算出ステップで算出された新たな補給量がローダー１の設備上限払出量を超えなくなるまで、下限重量到達時間算出ステップ、補給量算出ステップ、切出量算出ステップおよび切出量補正ステップを繰り返し、ローダー１からの補給量がホッパー３からの切出量を上回るように切出量を調整し、この条件で操業が開始される。
【００９２】
以上説明した原料レベル制御装置７および原料レベル制御方法によれば、ローダー１の設備上限払出量を考慮して原料の切出量を調整することで、一部のホッパー３内の原料が枯渇することをより確実に防止し、各ホッパー３の原料レベルのバランスをより確実に均一にすることができる。
【００９３】
以上、本発明に係る原料レベル制御方法、原料配合方法、原料レベル制御装置および原料配合装置について、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変などしたものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。
【００９４】
例えば、本発明に係る原料レベル制御方法、原料配合方法、原料レベル制御装置および原料配合装置では、ホッパー３への供給量およびホッパー３からの切出量が、設備の運転停止や、補給量および切出量を測定している秤量器の側転変動によって計算中に変化することを考慮して、任意時間周期または任意のタイミングで切出量および補給量を再計算する構成としても構わない。これにより、例えば計算が収束せず、計算が無限ループに陥ることを回避することができる。
【符号の説明】
【００９５】
１  ローダー
２，４，５  コンベア
３  ホッパー
６  スタッカー
７  原料レベル制御装置
８  原料配合装置
Ｙａ  原料ヤード
Ｙｂ  配合ヤード
【図１】
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【図２】
2016164092.tif 000004
【図３】
2016164092.tif 000005
【図４】
2016164092.tif 000006
【図５】
2016164092.tif 000007