(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定総量の粉粒体の供給を所定供給期間が経過した時点で終了すべく動作する粉粒体供給装置の制御装置であって、
供給済の粉粒体の量である既供給量を測定する測定部と、
前記所定総量および前記所定供給期間から得られる基準供給速度と、供給開始からの経過時間とに応じて、前記既供給量の目標値を可変的に設定する目標既供給量設定部と、
前記既供給量の測定値が前記目標値に追従するように前記粉粒体供給装置の操作量を設定する操作量設定部と、
を備える粉粒体供給装置の制御装置。
【請求項２】
前記目標既供給量設定部は、前記所定総量を前記所定供給期間で除算することで得られた前記基準供給速度に前記経過時間を乗算することにより、前記既供給量の前記目標値を導出する、
請求項１記載の粉粒体供給装置の制御装置。
【請求項３】
所定総量の粉粒体の供給を所定供給期間が経過した時点で終了すべく動作する粉粒体供給装置の制御装置であって、
粉粒体の供給速度を測定する測定部と、
前記供給速度の目標値を設定する目標供給速度設定部と、
前記供給速度の測定値が前記目標値に追従するように前記粉粒体供給装置の操作量を設定する操作量設定部と、
を備え、
前記目標供給速度設定部は、
前記測定値の変動の有無を判定し、
前記変動がなければ、前記所定総量および前記所定供給期間から得られる基準値を前記目標値として設定し、
前記変動があれば、前記基準値から当該変動方向とは逆方向へ変化させた補正値を前記目標値として設定する、
粉粒体供給装置の制御装置。
【請求項４】
前記目標供給速度設定部は、
前記変動によって生じた前記粉粒体の供給の過不足量を測定し、
測定された前記過不足量が相殺されるまで前記補正値を前記目標値として設定する、
請求項３に記載の粉粒体供給装置の制御装置。
【請求項５】
前記目標供給速度設定部は、
前記補正値が設定される期間である相殺期間を予め設定し、
測定された前記過不足量が前記相殺期間の経過後に相殺されるように前記補正値を導出する、
請求項４に記載の粉粒体供給装置の制御装置。
【請求項６】
前記測定部は、前記粉粒体供給装置によって支持されている総支持重量を測定し、
前記総支持重量に応じて前記操作量を調整する調整部を、更に備える、
請求項１から５のいずれか１項に記載の粉粒体供給装置の制御装置。
【請求項７】
前記操作量設定部は、伝達関数に従って前記測定値と前記目標値との偏差から前記操作量を導出する演算部を有し、
前記調整部は、前記総支持重量に応じて前記伝達関数のパラメータを調整するパラメータ設定部を有する、
請求項６に記載の粉粒体供給装置の制御装置。
【請求項８】
前記総支持重量が小さくなると、前記パラメータ設定部は、前記偏差に対する前記操作量の応答が鈍くなるように前記パラメータを調整する、
請求項７に記載の粉粒体供給装置の制御装置。
【請求項９】
前記操作量設定部は、前記測定値と前記目標値との偏差に基づいて導出された操作量が所定範囲を超える場合に、前記操作量が当該範囲の上限値または下限値となるように前記操作量を制限する操作量制限部を有し、
前記調整部は、前記総支持重量に応じて前記上限値および前記下限値を調整する上下限設定部を有する、
請求項６から８のいずれか１項に記載の粉粒体供給装置の制御装置。
【請求項１０】
前記上下限設定部は、前記総支持重量に応じて前記操作量の基準値を設定し、前記基準値に上昇許容量を加算することで前記上限値を設定し、前記基準値に下降許容量を減算することで前記下限値を設定する、
請求項９に記載の粉粒体供給装置の制御装置。
【請求項１１】
前記総支持重量に対する前記操作量の前記基準値を定義した対応関係を記憶する対応関係記憶部と、
測定された前記総支持重量と前記操作量設定部によって設定された前記操作量とに基づいて前記対応関係を導出する対応関係導出部と、
を更に備え、
前記上下限設定部は、前記対応関係記憶部に記憶される前記対応関係に従って、前記基準値を設定し、
前記対応関係記憶部は、前記対応関係導出部によって導出された前記対応関係を更新記憶する、
請求項１０に記載の粉粒体供給装置の制御装置。
【請求項１２】
粉粒体を供給する粉粒体供給装置と、
請求項１から１１のいずれか１項に記載の制御装置と、
を備える粉粒体供給システム。
【請求項１３】
所定総量の粉粒体の供給を所定供給期間が経過した時点で終了すべく動作する粉粒体供給装置の制御方法であって、
供給済の粉粒体の量である既供給量を測定する測定工程と、
前記所定総量および前記所定供給期間から得られる基準供給速度と、供給開始からの経過時間とに応じて、前記既供給量の目標値を可変的に設定する目標既供給量設定工程と、
前記既供給量の測定値が前記目標値に追従するように前記粉粒体供給装置の操作量を設定する操作量設定工程と、
を備える粉粒体供給装置の制御方法。
【請求項１４】
所定総量の粉粒体の供給を所定供給期間が経過した時点で終了すべく動作する粉粒体供給装置の制御方法であって、
粉粒体の供給速度を測定する測定工程と、
前記供給速度の目標値を設定する目標供給速度設定工程と、
前記供給速度の測定値が前記目標値に追従するように前記粉粒体供給装置の操作量を設定する操作量設定工程と、
を備え、
前記目標供給速度設定工程は、
前記測定値の変動の有無を判定する工程と、
前記変動がなければ、前記所定総量および前記所定供給期間から得られる基準値を前記目標値として設定する工程と、
前記変動があれば、前記基準値から当該変動方向とは逆方向へ変化させた補正値を前記目標値として設定する工程と、
を含む、粉粒体供給装置の制御方法。
【請求項１５】
請求項１３または１４に記載の制御方法をコンピュータに実行させる、
粉粒体供給装置の制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉粒体を供給する粉粒体供給装置の動作を制御する制御装置およびこれを備えた粉粒体供給システムに関する。また、本発明は、この粉粒体供給装置の制御方法および制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
粉粒体を搬送して受容体へ供給するために、振動フィーダのような粉粒体供給装置が広く利用されている。
例えば、樹脂成型品の製造現場では、粉粒状の樹脂ペレットを金型内へ供給するために、粉粒体供給装置が導入される場合がある。樹脂ペレットの金型への供給総量は、樹脂成型品あるいは金型のサイズによって予め定められる。定速移動する金型内に樹脂ペレットを一定の供給速度で供給することで、金型の移動が終了した時点で所定総量の樹脂ペレットを供給し終えることができるとともに、金型内に樹脂ペレットを一様に撒くことができる。この場合において、樹脂ペレットの供給開始時点、供給期間および供給終了時点は、金型の移動開始時点、移動期間および移動終了時点とそれぞれ概ね一致するように設定される。
【０００３】
特許文献１および２は、粉粒体供給装置の制御方法を開示している。粉粒体供給装置は、粉粒体の供給速度を一定の目標値に保つようにして制御されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１７８３７１号公報
【特許文献２】特開平２−４６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、粉粒体供給装置で粉粒体を搬送している間に、例えば、粉粒体の大きさの不均一性や粘度、あるいは、外的に付加された振動等に起因する外乱によって、供給速度が一時的に変動する場合がある。供給速度が変動すると、供給量に過不足が発生する。
上記した制御方法では、供給速度が変動しても、その後に供給速度を目標値に追従させることは可能である。しかし、供給量の過不足が解消されることなく、供給速度が再び一定に保たれる。このように定速性の重視によって供給量の過不足が看過されると、目標の供給終了時点で所定総量の粉粒体を供給し終えることができない可能性がある。それにより、受容体に粉粒体を一様に撒くことができない可能性がある。
【０００６】
例えば、供給不足が解消されないままであると、受容体の移動が終了しても所定総量の粉粒体を供給し終えることができず、受容体内の端部で粉粒体が局所的に蓄積されていく可能性がある。供給過剰が解消されないままであると、受容体の移動が終了する前に所定総量の粉粒体を供給し終えてしまい、受容体内の端部に粉粒体を撒けない可能性がある。
そこで本発明は、外乱によって供給速度が一時的に変動したとしても、所定総量の粉粒体を供給開始から所定期間が経過した時点で供給し終えることを可能にすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一形態に係る粉粒体供給装置の制御装置は、所定総量の粉粒体の供給を所定供給期間が経過した時点で終了すべく動作する粉粒体供給装置を制御するように構成される。制御装置は、測定部、目標既供給量設定部および操作量設定部を備える。測定部は、供給済の粉粒体の量である既供給量を測定する。目標既供給量設定部は、所定総量および所定供給期間から得られる基準供給速度と、供給開始からの経過時間とに応じて、既供給量の目標値を可変的に設定する。操作量設定部は、既供給量の測定値が目標値に追従するように粉粒体供給装置の操作量を設定する。
【０００８】
前記構成によれば、既供給量の目標値は、粉粒体の供給総量および供給期間から得られる基準供給速度に応じて可変的に設定され、現時点で供給し終えているべき粉粒体の量を示す。他方、既供給量の測定値は、現時点で実際に供給し終えた粉粒体の量を示す。そして、粉粒体の供給に影響を与える外乱によって供給速度の変動およびこれに伴う供給の過不足が生じた場合、この過不足は、測定部において測定される測定値に即座に反映される。ここで、外乱は、例えば、粉粒体の大きさの不均一性や粘度、あるいは、外的に付加された振動等に起因する粉粒体の供給の乱れを意味している。
【０００９】
操作量設定部は、測定部において測定される測定値が目標値に追従するように操作量を設定する。変動および過不足がない通常状態では、供給速度が基準供給速度で保たれ、供給量が基準供給速度に従って増加していく。そして、操作量設定部は、外乱によって速度の変動および供給の過不足が生じると、その過不足が解消されるように操作量を設定する。
【００１０】
これにより、外乱によって供給速度が一時的に変動したとしても、所定総量の粉粒体を供給開始から所定期間が経過した時点で供給し終えることができる。なお、「・・・時点で供給し終える」ことには、「当該時点を基準値とする公差の範囲内で供給し終える」ことも含まれる。
目標既供給量設定部は、所定総量を所定供給期間で除算することで得られた基準供給速度に経過時間を乗算することにより、既供給量の目標値を導出してもよい。
【００１１】
前記構成によれば、通常状態において、供給速度を基準供給速度で保つことと、供給の過不足が生じた場合において、その過不足を解消することとを容易に実現することができる。
本発明の別の形態に係る粉粒体供給装置の制御装置は、所定総量の粉粒体の供給を所定供給期間が経過した時点で終了すべく動作する粉粒体供給装置を制御するように構成される。制御装置は、粉粒体の供給速度を測定する測定部と、供給速度の目標値を設定する目標供給速度設定部と、供給速度の測定値が目標値に追従するように粉粒体供給装置の操作量を設定する操作量設定部とを備える。目標供給速度設定部は、測定値の変動の有無を判定する。変動がなければ、目標供給速度設定部は、所定総量および所定供給期間から得られる基準値を目標値として設定する。変動があれば、目標供給速度設定部は、基準値から当該変動方向とは逆方向へ変化させた補正値を目標値として設定する。
【００１２】
前記構成によれば、外乱によって供給速度の変動が生じた場合、この変動が測定値に即座に反映される。目標値は、変動の有無に応じて変更される。変動がない通常状態では、目標値は、粉粒体の供給総量および供給期間から得られる基準値に設定される。変動が生じると、目標値が基準値から補正値に変更される。補正値は、測定値の変動方向と逆方向へと基準値から変化する。
【００１３】
操作量設定部は、測定部において測定される測定値が目標値に追従するように操作量を設定する。通常状態では、供給速度が基準値で保たれ、供給量が基準値に従って増加していく。外乱によって速度の変動が生じると、供給速度を単に基準値に戻そうとするのではなく、供給速度が基準値を上回ってまたは下回って補正値となるように操作量が設定される。よって、変動によって生じた供給の過不足を解消することができる。
【００１４】
したがって、所定総量の粉粒体を供給開始から所定供給期間が経過した時点で供給し終えることが可能になる。
目標供給速度設定部は、変動によって生じた粉粒体の供給の過不足量を測定し、測定された過不足量が相殺されるまで補正値を目標値として設定してもよい。
前記構成によれば、過不足量を測定し、その過不足量を相殺するまで目標値を基準値から補正値に変更するので、変動によって生じた過不足をより確実に解消することができる。
【００１５】
目標供給速度設定部は、補正値が設定される期間である相殺期間を予め設定し、測定された過不足量が相殺期間の経過後に相殺されるように補正値を導出してもよい。
前記構成によれば、予め設定された相殺期間の経過後に過不足量を相殺することができ、変動に対処する期間を所望どおりに設定することが可能になる。
測定部は、粉粒体供給装置によって支持されている総支持重量を測定してもよい。制御装置が、総支持重量に応じて操作量を調整する調整部を、更に備えてもよい。
【００１６】
ここで、粉粒体供給装置を稼働して粉粒体を供給する過程では、粉粒体の残量が減少するなどして、粉粒体供給装置によって支持されている重量である総支持重量が変化する。そして、粉粒体供給装置の制御特性が、この総支持重量によって変化する場合がある。換言すると、総支持重量が異なれば、同じ操作量が設定されても、供給速度あるいは供給量が異なる結果になる場合がある。
【００１７】
前記構成によれば、総支持重量に応じて操作量を調整するため、粉粒体を供給する過程で総支持重量が変化しても供給速度あるいは供給量を目標値に追従させる制御を安定させることができる。
操作量設定部は、伝達関数に従って前記測定値と前記目標値との偏差から前記操作量を導出する演算部を有してもよい。調整部は、総支持重量に応じて伝達関数のパラメータを調整するパラメータ設定部を有してもよい。
【００１８】
前記構成によれば、総支持重量の変化に伴って、偏差から操作量を導出するための伝達関数のパラメータが調整されるため、測定値を目標値に追従させる制御を安定させることができる。
総支持重量が小さくなると、パラメータ設定部は、偏差に対する操作量の応答が鈍くなるようにパラメータを調整してもよい。
【００１９】
ここで、総支持重量が小さくなると、供給速度が上昇しやすくなり、それにより供給量が増えやすくなる場合がある。
前記構成によれば、総支持重量が小さくなると、偏差に対する操作量の応答が鈍くなるので、測定値を目標値に追従させる制御を安定させることができる。
操作量設定部は、測定値と目標値との偏差に基づいて導出された操作量が所定範囲を超える場合に、操作量が当該範囲の上限値または下限値となるように操作量を制限する操作量制限部を有してもよい。調整部は、総支持重量に応じて上限値および下限値を調整する上下限設定部を有してもよい。
【００２０】
前記構成によれば、上下限設定部が操作量のリミット処理を行う。このリミット処理において、総支持重量に応じて操作量の許容範囲が調整される。総支持重量に応じて操作量に制限をかけることができ、測定値を目標値に追従させる制御を安定させることができる。
上下限設定部は、総支持重量に応じて操作量の基準値を設定し、基準値に上昇許容量を加算することで上限値を設定し、基準値に下降許容量を減算することで下限値を設定する。
【００２１】
前記構成によれば、先ず、総支持重量に応じて操作量の基準値が設定され、この基準値を基準として上限値および下限値が設定される。基準値が、測定値を目標値に追従させるために適切な値に設定されることにより、操作量の許容範囲を総支持重量に応じて適切かつ容易に設定することができる。
制御装置が、総支持重量に対する操作量の基準値を定義した対応関係を記憶する対応関係記憶部と、測定された総支持重量と操作量設定部によって設定された操作量とに基づいて対応関係を導出する対応関係導出部と、を更に備えてもよい。上下限設定部は、対応関係記憶部に記憶される対応関係に従って、基準値を設定してもよい。対応関係記憶部は、対応関係導出部によって導出された対応関係を更新記憶してもよい。
【００２２】
前記構成によれば、実用段階で取得されるデータに基づいて、総支持重量に応じて基準値（ひいては上限値および下限値）を設定するための対応関係が更新される。
このため、粉粒体供給装置の外的変化および内的変化（例えば、季節や気候の変化、装置の経年劣化およびメンテナンス作業による機能回復など）の影響で、操作量に対する制御量あるいは測定値の応答性能が変化したとしても、これに対応することができる。したがって、測定値を目標値に追従させる制御を継続的に安定させることができる。
【００２３】
本発明の一形態に係る粉粒体供給システムは、粉粒体を供給する粉粒体供給装置と、前述した制御装置と、を備える。
本発明の一形態に係る粉粒体供給装置の制御方法は、所定総量の粉粒体の供給を所定供給期間が経過した時点で終了すべく動作する粉粒体供給装置の制御方法である。制御方法は、測定工程、目標既供給量設定工程および操作量設定工程を備える。測定工程では、供給済の粉粒体の量である既供給量を測定する。目標既供給量設定工程では、所定総量および所定供給期間から得られる基準供給速度と、供給開始からの経過時間とに応じて、既供給量の目標値を可変的に設定する。操作量設定工程では、既供給量の測定値が目標値に追従するように粉粒体供給装置の操作量を設定する。
【００２４】
本発明の別形態に係る粉粒体供給装置の制御方法は、所定総量の粉粒体の供給を所定供給期間が経過した時点で終了すべく動作する粉粒体供給装置の制御方法である。制御方法は、粉粒体の供給速度を測定する測定工程と、供給速度の目標値を設定する目標供給速度設定工程と、供給速度の測定値が目標値に追従するように粉粒体供給装置の操作量を設定する操作量設定工程と、を備える。目標供給速度設定工程は、測定値の変動の有無を判定する工程と、変動がなければ、所定総量および前記所定供給期間から得られる基準値を目標値として設定する工程と、変動があれば、前記基準値から当該変動方向とは逆方向へ変化させた補正値を前記目標値として設定する工程と、を含む。
【００２５】
本発明の一形態に係る粉粒体供給装置の制御プログラムは、前述した制御方法をコンピュータに実行させる。
これら粉粒体供給システム、制御方法および制御プログラムは、前述した制御装置と同一または対応する特徴を具備し、前述した制御装置と同様の作用効果を奏する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、外乱によって供給速度が一時的に変動したとしても、所定総量の粉粒体を供給開始から所定期間が経過した時点で供給し終えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る粉粒体供給システムを示す概要図である。
【図２】第１実施形態に係る粉粒体供給装置の制御装置を示すブロック図である。
【図３】供給開始からの経過時間と既供給量の目標値との関係を示すグラフである。
【図４】図４（Ａ）は、総支持重量に対するパラメータ値を定義した第１対応関係を示すグラフである。図４（Ｂ）は、総支持重量に対する操作量の基準値を定義した第２対応関係を上限値および下限値と併せて示すグラフである。
【図５】第１実施形態に係る粉粒体供給装置の制御プログラムおよび制御方法を示すフローチャートである。
【図６】第１実施形態の作用を説明するグラフである。
【図７】第１実施形態の作用を説明するグラフである。
【図８】本発明の第２実施形態に係る粉粒体供給装置の制御装置を示すブロック図である。
【図９】図８に示す目標供給速度設定部を示すブロック図である。
【図１０】第２実施形態に係る粉粒体供給装置の制御プログラムおよび制御方法を示すフローチャートである。
【図１１】第２実施形態の作用を説明するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照して実施形態について説明する。
（第１実施形態）
（適用例）
図１は、本発明の第１実施形態に係る粉粒体供給システム１００を示す。粉粒体供給システム１００は、粉粒体９１を搬送して排出する粉粒体供給装置２を備えている。粉粒体９１の排出には、粉粒体９１の自重落下が利用される。
【００２９】
粉粒体９１の排出位置（粉粒体供給装置２により形成される搬送経路の下流端）の下方には、受容体９２が配置されている。典型的には、受容体９２は、容器状に形成され、上方が開放された姿勢で設けられている。落下した粉粒体９１は、受容体９２内に撒かれ、受容体９２によって受容される。
受容体９２のサイズ等に照らして、受容体９２に供給すべき粉粒体９１の総量Ａ１は予め定められている。粉粒体供給システム１００は、総量Ａ１の粉粒体９１を受容体９２に供給する動作を繰り返し実行する。なお、粉粒体９１の「量」は、重量(g)でも体積(m3)でもよい。本書では、特段断らない限り重量とする。
【００３０】
粉粒体９１の排出位置は、地面から見て不動である一方で、受容体９２は、地面に対し、予め定められた経路あるいは軌跡に沿って、予め定められた速度で移動する。これにより、粉粒体供給装置２が定置されていても、また、受容体９２が水平方向に長尺であっても、粉粒体９１を受容体９２の内部全体に行き渡らせることができる。
受容体９２の移動経路および移動速度は、特に限定されるものではなく、粉粒体９１を受容体９２の内部全体に行き渡らせるために適当に設定される。受容体９２は、図１に矢印で示すように水平な一方向に定速で移動してもよいし、水平方向に往復移動してもよい。
【００３１】
粉粒体供給装置２は、粉粒体９１を一定の供給速度で搬送することを求められた定流量式である。「供給速度」は、単位時間当たりに供給される粉粒体９１の量(g/sec)として定義されてもよい。粉粒体供給装置２の搬送方式は、特に限定されるものではなく、コンベア式、容積式、振動式、サークルフィーダー方式、スクリュー式、オーガ式、あるいは、アルファ式であってもよい。
【００３２】
総量Ａ１の粉粒体９１を受容体９２に一定の供給速度で供給する動作を１回実行するにあたって、供給開始時点ｔｓ、供給期間Ｔ１および供給終了時点は、受容体９２の移動開始時点、移動期間および移動終了時点とそれぞれ概ね一致する。これにより、粉粒体９１を受容体９２の内部全体に均等に撒くことができる。
上記したような粉粒体供給システム１００は、樹脂成型品の製造現場に好適に導入される。この場合、粉粒体９１は、樹脂成型品の原料となる樹脂ペレット（例えば、粒径：10-3〜10-6(m)）であり、受容体９２は、樹脂成型用の金型である。金型の内部全体に樹脂ペレットを均等に撒くことができ、樹脂成型品の品質向上に資する。樹脂ペレットのように比較的大きな粒径を有する粉粒体９１を適用対象とする場合には、粉粒体供給装置２の搬送方式として振動式を好適に採用することができる。
【００３３】
ただし、この適用例は、単なる一例である。粉粒体９１は、10-1〜10-6(m)の粒径を有する多数の粉または粒の集合体であればよい。受容体９２は、粉粒体９１を受容するものであればどのようなものでもよい。受容体９２は、金型のように容器状である必要もなく、撒かれた粉粒体９１をその上に留めることができれば、どのようなものでもよい。
粉粒体９１は、塩や胡椒のような粒状の調味料または食品添加物でもよい。その場合、受容体９２は、調味料または食品添加物を保管するための容器でもよいし、調理途中の加工食品でもよい。粉粒体供給システム１００は、全固体電池の製造現場に導入されてもよい。その場合、粉粒体９１が正極合剤粉であって、受容体９２が正極接合層であってもよい。粉粒体９１が負極合剤粉であって、受容体９２が負極接合層であってもよい。
【００３４】
以下、粉粒体供給システム１００が樹脂成型品の製造現場に導入され、粉粒体９１が樹脂ペレットであり、受容体９２が金型であり、粉粒体供給装置２が搬送方式に振動式を採用した振動フィーダである場合を例にとり、実施形態について説明する。
【００３５】
（粉粒体供給システム）
粉粒体供給システム１００は、ホッパ１、粉粒体供給装置２、ロードセル５、入力装置９および制御装置１０を備えている。ここでは詳細説明を省略するが、粉粒体供給システム１００が、受容体９２を移動させる機構（図示略）と、当該機構の動作を制御する制御器（図示略）を更に備えていてもよい。
ホッパ１は、粉粒体９１を貯留する貯留部１ａと、貯留部１ａに貯留されている粉粒体９１をホッパ１の外へ排出する排出ポート１ｂとを有している。粉粒体９１が排出されやすいように、貯留部１ａは逆錐状に形成され、排出ポート１ｂは貯留部１ａの底部に設けられている。
粉粒体供給装置２は、ホッパ１から排出された粉粒体９１を搬送し、受容体９２に供給する。振動フィーダとしての粉粒体供給装置２は、トラフ３および振動発生器４を備えている。
【００３６】
トラフ３は、長尺の樋状に形成されており、その長手方向に沿って粉粒体９１の搬送経路を形成する。粉粒体９１は、ホッパ１から排出され、トラフ３の長手方向一端部（搬送経路の上流端部）の上に載せられる。
振動発生器４は、トラフ３およびこれに支持されているものを振動させる。これにより、トラフ３上の粉粒体９１が、トラフ３の長手方向一端部から長手方向他端部（搬送経路の下流端部）へと搬送されていく。振動発生器４に供給される駆動電圧および駆動電流に応じて、振動周波数および加振力が変化し、それにより、粉粒体９１の移動速度(m/sec)あるいは供給速度(g/sec)が変化する。
【００３７】
粉粒体９１は、トラフ３上で長手方向他端（搬送経路の下流端）まで達すると、自重で落下する。受容体９２は、トラフ３の長手方向他端の下方に配置されており、上から落下してくる粉粒体９１を受容することができる。
ロードセル５は、粉粒体供給装置２によって支持されている総支持重量ｗ(g)を検出する。総支持重量ｗは、振動発生器４からの加振力が作用する組立体の重量と、当該組立体によって支持されている粉粒体９１の残量との和である。
【００３８】
本実施形態では、ホッパ１が、トラフ３に接触しており、粉粒体供給装置２によって支持されている。このため、当該組立体には、トラフ３のほかにホッパ１も含まれる。この組立体によって支持されている粉粒体９１の残量は、トラフ３上で搬送過程にある粉粒体９１の重量と、ホッパ１内に存在する粉粒体９１の重量との和である。
粉粒体供給装置２が動作すると、粉粒体９１はホッパ１からトラフ３へ排出され続けるとともに、粉粒体９１がトラフ３から受容体９２へ供給され続ける。本実施形態では、加振力がホッパ１にも伝達されるため、粉粒体９１がホッパ１から円滑に排出される。
【００３９】
ロードセル５の検出値は、残量の減少に伴い、小さくなっていく。搬送中に粉粒体９１がホッパ１に補充されない限りにおいて、残量の減少量は、受容体９２へ供給済の粉粒体９１の量（以下、「既供給量」という）(g)と同等である。よって、搬送中に補充をせずロードセル５の検出値を監視すれば、既供給量を測定することができる。
入力装置９は、一例として、製造現場に設置される操作盤であり、製造現場の作業員によって操作される。入力装置９は、粉粒体供給装置２を稼働させる事前に、粉粒体供給装置２の動作条件の入力操作を受け付ける。
一例として、動作条件には、１回の供給動作で受容体９２に供給すべき粉粒体９１の総量Ａ１と、１回の供給動作で受容体９２に粉粒体９１を供給する供給期間Ｔ１とが含まれる。入力装置９は、粉粒体供給装置２の供給動作の開始指令や、粉粒体供給装置２の緊急停止指令の入力操作を受け付けることができるように構成されていてもよい。
【００４０】
（制御装置）
制御装置１０は、処理部１１、入力部１２および出力部１３を有している。入力部１２は、ロードセル５と接続されている。総支持重量ｗを示す検出信号が、ロードセル５から入力部１２に逐次出力される。入力部１２は、所定のサンプリング周期（例えば、5.0msec）おきにロードセル５の検出値を取得する。入力装置９で入力された動作条件に関する情報（例えば、総量Ａ１および供給期間Ｔ１）は、入力部１２あるいは処理部１１に出力される。
【００４１】
処理部１１は、ＣＰＵ１１ａおよびメモリ１１ｂを有している。ＣＰＵ１１ａは、メモリ１１ｂに記憶された制御プログラムＰに従って、粉粒体供給装置２の動作を制御する処理を実行する。この処理において、入力装置９で入力された動作条件を満たすように、ロードセル５の検出値に応じて粉粒体供給装置２の操作量Ｕ（駆動電圧値および／または駆動電流値）が逐次設定される。
出力部１３は、処理部１１で設定された操作量Ｕに基づいて振動発生器４を駆動する。このようにして、粉粒体供給装置２の動作が、総量Ａ１の粉粒体９１を供給開始から所定の供給期間Ｔ１が経過した時点で受容体９２に供給し終えるように制御される。
【００４２】
＜重量フィードバック制御＞
図２は、第１実施形態に係る制御装置１０を示す。本実施形態に係る制御装置１０は、重量（既供給量）のフィードバック制御を通じて、粉粒体供給装置２の動作を制御する。制御装置１０の処理部１１は、条件設定部２０、測定部２１、目標既供給量設定部２２および操作量設定部２３を有している。操作量設定部２３には、演算部２４および操作量制限部２５が含まれる。
【００４３】
条件設定部２０は、入力装置９での入力操作に基づいて、動作条件を設定または記憶する。本実施形態では、条件設定部２０は、少なくとも、総量Ａ１および供給期間Ｔ１を動作条件として設定する。
測定部２１は、入力部１２で取得された総支持重量ｗの検出値に基づいて、既供給量を測定する。一例として、既供給量の測定値Ａmは、粉粒体９１の供給開始時点ｔｓにおける総支持重量ｗ(ts)から、現時点ｔにおける総支持重量ｗ(t)を減算することによって導出される。
【００４４】
目標既供給量設定部２２は、既供給量の目標値Ａtを設定する。図３も参照して、既供給量の目標値Ａtは、条件設定部２０で設定された総量Ａ１および供給期間Ｔ１から得られる供給速度の基準値ｖrefと、供給開始時点ｔｓから現時点ｔまでの経過時間Ｔとに応じて、可変的に設定される。
より詳細には、供給速度の基準値ｖrefは、総量Ａ１を供給期間Ｔ１で除算することで得られ、経過時間Ｔに関わらず一定の値である。目標値Ａtは、基準値ｖrefに経過時間Ｔを乗算することで得られる。測定値Ａmが目標値Ａtに追従し続けている限りにおいて、供給速度は基準値ｖrefに保たれ、既供給量は図３で示すように線形に増加していくことになる。
【００４５】
操作量設定部２３は、測定部２１で測定された既供給量の測定値Ａmと、目標既供給量設定部２２で設定された既供給量の目標値Ａtとの偏差δＡに応じて、測定値Ａmを目標値Ａtに追従させるように、粉粒体供給装置２の操作量Ｕを設定する。
演算部２４は、伝達関数に従って偏差δＡから操作量Ｕpidを導出する。本実施形態では、演算部２４が、比例部２４ａ、積分部２４ｂおよび微分部２４ｃを有し、ＰＩＤ制御を実行する。
【００４６】
比例部２４ａは、比例制御の伝達関数に従って偏差δＡに比例する比例項を導出する。積分部２４ｂは、積分制御の伝達関数に従って偏差δＡの積分に比例する積分項を導出する。微分部２４ｃは、微分制御の伝達関数に従って偏差δＡの微分に比例する微分項を導出する。演算部２４は、３項の和を操作量Ｕpidとして導出する。
操作量制限部２５は、演算部２４によって導出された操作量Ｕpidが所定範囲を超える場合に、操作量Ｕpidを制限するリミット処理を行い、制限後の操作量Ｕを出力する。
【００４７】
操作量Ｕpidが当該範囲の上限値Ｕmaxを上回る場合、操作量制限部２５は、上限値Ｕmaxを操作量Ｕとして出力する。操作量Ｕpidが当該範囲の下限値Ｕminを下回る場合、操作量制限部２５は、下限値Ｕminを操作量Ｕとして出力する。操作量Ｕpidが所定範囲内に収まっている場合、当該操作量Ｕpidをそのまま操作量Ｕとして出力する。
【００４８】
＜操作量調整＞
制御装置１０の処理部１１は、調整部３１、対応関係記憶部３２および対応関係導出部３３を更に有している。調整部３１は、パラメータ設定部３１ａおよび上下限設定部３１ｂを有し、総支持重量ｗに応じて操作量Ｕを調整する。
パラメータ設定部３１ａは、演算部２４にて操作量Ｕpidを導出するために用いられる伝達関数のパラメータの値を、総支持重量ｗに応じて設定する。公知のとおり、伝達関数のパラメータには、例えば、比例部２４ａにおける比例ゲインＫp、積分部２４ｂにおける積分ゲインＫiまたは積分時間Ｔi、および、微分部２４ｃにおける微分ゲインＫdまたは微分時間Ｔdがある。パラメータ設定部３１ａは、これらパラメータのうち少なくともいずれか１つを調整する。本実施形態では、単なる一例として、比例ゲインＫp、積分ゲインＫiおよび微分ゲインＫdを調整対象とする。
【００４９】
上下限設定部３１ｂは、操作量制限部２５でのリミット処理に用いられる操作量Ｕの許容範囲の上限値Ｕmaxおよび下限値Ｕminを、総支持重量ｗに応じて設定する。
図４（Ａ）および（Ｂ）も参照して、対応関係記憶部３２は、総支持重量ｗに対するパラメータの値を定義した第１対応関係４１と、総支持重量ｗに対する操作量の基準値Ｕrefを定義した第２対応関係４２とを記憶している。
【００５０】
パラメータ設定部３１ａは、図４（Ａ）に示される第１対応関係４１に従って調整対象のパラメータの値を設定する。図４（Ａ）では、比例ゲインＫpを代表的に例示しているが、対応関係記憶部３２は、調整対象のパラメータ個々に対応する複数の対応関係を記憶している。換言すると、第１対応関係４１は、複数の調整対象にそれぞれに対応した複数の対応関係の集合である。
【００５１】
第１対応関係４１は、粉粒体供給システム１００の実用前に粉粒体供給装置２を試験的に稼働することによって導出される。この導出に際し、総支持重量ｗを異ならせて、粉粒体供給装置２を複数回稼働する。各回において、公知のオートチューニング法（例えば、リミットサイクル法）を用いて、調整対象の各パラメータの最適値を導出する。
次に、総支持重量ｗを横軸、パラメータの最適値を縦軸とする二次元直交座標系内で、総支持重量ｗに対応した最適値をプロットする。そして、粉粒体供給装置２の試験的稼働回数に応じて得られた複数のプロットに対し、公知の近似法（例えば、最小二乗法）を用いて、直線または曲線を当て嵌める。
【００５２】
この直線または曲線を表す演算式が、第１対応関係４１として、対応関係記憶部３２に記憶される。本実施形態では、第１対応関係４１に、比例ゲインＫp用の演算式（Ｋp＝ｆp（ｗ））、積分ゲインＫi用の演算式（Ｋi＝ｆi（ｗ））、および、微分ゲインＫd用の演算式（Ｋd＝ｆd（ｗ））が含まれる。
図４（Ａ）では、直線が当て嵌められ、比例ゲインＫp用の演算式（Ｋp＝ｆp（ｗ））が一次関数であるが、これは単なる一例である。第１対応関係４１は、非線形の演算式によって表されてもよい。
【００５３】
第１対応関係４１によれば、総支持重量ｗが小さいほど、比例ゲインＫpが小さい値となるように設定される。すなわち、偏差δＡに対する操作量Ｕの応答が鈍くなり、測定値Ａmは目標値Ａtへゆっくり追従する。その他の調整対象のパラメータも、同様の作用が得られるようにして総支持重量ｗと相関している。
上下限設定部３１ｂは、まず、図４（Ｂ）に示される第２対応関係４２に従って操作量の基準値Ｕrefを設定し、次いで、上限値Ｕmaxおよび下限値Ｕminを設定する。
【００５４】
第２対応関係４２も、粉粒体供給システム１００の実用前に粉粒体供給装置２を試験的に動作させることによって導出される。この導出に際し、ＰＩＤ制御を実行して粉粒体供給装置２を動作させる。
この試験動作中に粉粒体９１の残量が漸次減少していく過程で、測定値の目標値への追従を実現することができた操作量の値が、そのときの総支持重量ｗと紐づけして記録される。この「目標値への追従を実現することができた操作量の値」が、基準値Ｕrefとして取り扱われる。
【００５５】
基準値Ｕrefが必要量記録されると、総支持重量ｗを横軸、基準値Ｕrefを縦軸とする二次元直交座標系内で、記録された基準値Ｕrefのデータ群をプロットする。その後は、上記と同様に直線または曲線が当て嵌められ、この直線または曲線を表す演算式（Ｕref＝ｇ（ｗ））が、第２対応関係４２として対応関係記憶部３２に記憶される。
図４（Ｂ）では、直線が当て嵌められ、演算式が一次関数であるが、これは単なる一例である。第２対応関係４２も、非線形の演算式によって表されてもよい。
【００５６】
上下限設定部３１ｂは、対応関係記憶部３２に記憶される第２対応関係４２を参照することで、総支持重量ｗに応じて基準値Ｕrefを可変的に設定する。上下限設定部３１ｂは、この基準値Ｕrefに上昇許容量ΔＵ１を加算することで上限値Ｕmaxを設定し、基準値Ｕrefから下降許容量ΔＵ２を減算することで下限値Ｕminを設定する。
上昇許容量ΔＵ1および下降許容量ΔＵ２は、同じ値でも異なる値でもよい。上昇許容量ΔＵ１および下降許容量ΔＵ２は、総支持重量ｗに関わらず一定の値でもよい。基準値Ｕrefが総支持重量ｗに応じて可変的に設定されるため、上昇許容量ΔＵ１および下降許容量ΔＵ２が一定値でも、上限値Ｕmaxおよび下限値Ｕminは総支持重量ｗに応じて変化する。
【００５７】
上昇許容量ΔＵ１および下降許容量ΔＵ２は、総支持重量ｗに応じて可変的に設定されてもよい。この場合、総支持重量ｗに応じて、操作量制限部２５でのリミット処理に用いる許容範囲を広げたり狭めたりすることができる。
第２対応関係４２によれば、総支持重量ｗが小さいほど、基準値Ｕrefが減少し、上限値Ｕmaxおよび下限値Ｕminも減少する。
【００５８】
対応関係導出部３３は、粉粒体供給システム１００の実用段階で動作し、実用中に取得された総支持重量ｗおよび操作量Ｕのデータに基づいて第２対応関係４２を導出する。
導出方法は、上記した実用前の試験動作で用いられた方法と同じでよい。この方法によれば、粉粒体供給装置２の連続運転中にも第２対応関係４２を導出することができる。
対応関係導出部３３によって導出された第２対応関係４２は、対応関係記憶部３２において更新記憶される。
【００５９】
第２対応関係４２の更新頻度、あるいは、第２対応関係４２の導出および更新処理を実行する条件は、特に限定されるものではない。受容体９２への粉粒体９１の供給を規定回数実行するたび、その間に取得されたデータに基づいて第２対応関係４２を導出してもよい。粉粒体９１の供給に要した時間が、条件設定部２０で設定された供給期間Ｔ１に対して所定閾値を超えてずれた場合に、第２対応関係４２を導出および更新してもよい。
【００６０】
（制御プログラム・制御方法）
図５は、第１実施形態に係る粉粒体供給装置２の制御プログラムＰおよび制御方法を示す。まず、測定部２１が、入力部１２に出力されたロードセル５からの検出信号に基づいて、現時点ｔの総支持重量ｗ(t)を測定し（Ｓ１１）、既供給量を測定する（Ｓ１２）。既供給量の測定値Ａmは、供給開始時点ｔｓの総支持重量ｗ(ts)から現時点ｔの総支持重量ｗ(t)を減算することで得られる。
【００６１】
次に、目標既供給量設定部２２が、既供給量の目標値Ａtを設定する（Ｓ１３）。既供給量の目標値Ａtは、供給速度の基準値ｖrefに、供給開始時点ｔｓから現時点ｔまでの経過時間Ｔを乗算することで得られる（図３も参照）。
次に、測定値Ａmと目標値Ａtとの間の偏差δＡが導出される（Ｓ１４）。
偏差δＡから操作量Ｕpidを導出する（Ｓ１５）に先立ち、パラメータ設定部３１ａが、今回の処理で用いる伝達関数のパラメータの値Ｋp(t)，Ｋi(t)，Ｋd(t)を設定する（Ｓ３１）。パラメータ設定部３１ａは、対応関係記憶部３２に記憶される第１対応関係４１を参照して、測定部２１によって測定された現時点ｔの総支持重量ｗ(t)に応じて、各値を設定する。なお、ステップＳ３１は、ステップＳ１１とステップＳ１５との間であれば、どのタイミングで実行されてもよい。
【００６２】
次に、演算部２４が、パラメータ調整後の伝達関数Ｃに従って、偏差δＡに応じて操作量Ｕpidを導出する（Ｓ１５）。
操作量Ｕpidのリミット処理を実行する（Ｓ１６）に先立ち、上下限設定部３１ｂが、今回の処理で用いる上限値Ｕmax(t)および下限値Ｕmin(t)を設定する（Ｓ３２）。上下限設定部３１ｂは、対応関係記憶部３２に記憶される第２対応関係４２を参照して、測定部２１によって測定された現時点ｔの総支持重量ｗ(t)に応じて、操作量の基準値Ｕref(t)を導出する。更に、上下限設定部３１ｂは、この基準値Ｕref(t)に基づいて、上限値Ｕmax(t)および下限値Ｕmin(t)を設定する。なお、ステップＳ３２は、ステップＳ１１とステップＳ１６との間であれば、どのタイミングで実行されてもよい。
【００６３】
次に、操作量制限部２５が、演算部２４で導出された操作量Ｕpidに制限をかける（Ｓ１６）。操作量制限部２５は、上限値Ｕmax(t)および下限値Ｕmin(t)の範囲内に制限された操作量Ｕを出力する。
次に、出力部１３が、操作量設定部２３によって設定された（操作量制限部２５から出力された）操作量Ｕで振動発生器４を駆動する（Ｓ１７）。
【００６４】
次に、供給開始から現時点ｔまでに受容体９２へ供給した粉粒体９１の量（既供給量）が、条件設定部２０で設定されている総量Ａ１に達したか否かを判断する（Ｓ１９）。
測定部２１によって測定された既供給量の測定値Ａmが総量Ａ１未満であれば（Ｓ１９：Ｎ）、ステップＳ１１に戻って上記の処理が繰り返される。一方、既供給量の測定値Ａmが総量Ａ１に達していれば（Ｓ１９：Ｙ）、第２対応関係４２の更新を要するか否かを判定する（Ｓ３３）。
【００６５】
ここで、更新不要であれば（Ｓ３３：Ｎ）、処理が終了する。更新が必要であれば（Ｓ３３：Ｙ）、対応関係導出部３３が第２対応関係４２を導出し、導出された第２対応関係４２が対応関係記憶部３２に更新記憶される（Ｓ３４）。
【００６６】
（作用・効果）
図６および図７も参照して、上記した制御装置１０、制御プログラムＰおよび制御方法の作用について説明する。
図６は、重量フィードバック制御を採用したことで得られる作用を示すグラフである。
本実施形態によれば、測定値Ａmが目標値Ａtに追従していると、供給速度は、基準値ｖrefに保たれる。フィードバック制御系に対する外乱が発生すると、供給速度が変動して基準値ｖrefからずれる。ここで、外乱とは、例えば、粉粒体９１の大きさの不均一性や粘度、あるいは、外的に付加された振動等に起因する粉粒体９１の供給の乱れを意味している。
【００６７】
このような外乱の発生により、供給速度が基準値ｖrefから下降するようにして変動した場合には、既供給量に不足が生じる。逆に、供給速度が基準値ｖrefから上昇するようにして変動した場合には、既供給量が過剰となる。
本実施形態によれば、既供給量の過不足が、測定値Ａmに即座に反映される。他方、目標値Ａtは、変動なく基準値ｖrefの供給速度で供給し続けることができた場合において現時点ｔで供給し終えているべき粉粒体９１の量を示す。
【００６８】
操作量設定部２３は、変動によって生じた過不足を解消するようにして操作量Ｕを設定する。これにより、過不足が解消されるとともに供給速度が基準値ｖrefに戻って維持される。したがって、粉粒体９１の供給開始時点ｔｓから供給期間Ｔ１が経過した時点で（すなわち、目標供給終了時点ｔｅで）、総量Ａ１の粉粒体９１を供給し終えることができる。
【００６９】
図７は、総支持重量ｗに応じた操作量Ｕの調整処理を採用したことで得られる作用を示すグラフである。説明の便宜のため、図７では、図６に示したような外乱による変動がないものとする。
図７に示すように、総支持重量ｗが粉粒体９１の残量の減少によって総支持重量ｗが漸次減少したとしても、パラメータが総支持重量ｗに応じた最適値に設定される。更に、この最適化されたパラメータを用いて演算された操作量Ｕpidに制限をかける。
【００７０】
このとき、測定値Ａmの目標値Ａtへの追従を実現可能にする基準値Ｕrefが総支持重量ｗに応じて導出され、この基準値Ｕrefに基づいて操作量のリミット処理に用いる上限値Ｕmaxおよび下限値Ｕminが設定される。操作量Ｕは、総支持重量ｗの減少に伴って減少し、また、上限値Ｕmaxと下限値Ｕminとの間の許容範囲内に収まるように制限される。
これにより、総支持重量ｗが減少して加振力に対する供給速度の応答が敏感になっても、測定値Ａmの目標値Ａtへの応答を鈍らせることができる。その結果として、測定値Ａmを目標値Ａtに安定して追従させることができ、また、供給速度を基準値ｖrefで保ち続けることができる。
【００７１】
（第２実施形態）
図８は、本発明の第２実施形態に係る粉粒体供給システム２００に備わる制御装置１１０を示す。以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違を中心に説明する。
（制御装置）
＜供給速度フィードバック制御＞
本実施形態に係る制御装置１１０は、供給速度のフィードバック制御を通じて、粉粒体供給装置２の動作を制御する。制御装置１１０の処理部１１１は、第１実施形態に係る目標既供給量設定部２２に代えて、目標供給速度設定部１２２を有している。
【００７２】
条件設定部１２０は、目標供給速度設定部１２２で参照される動作条件として、総量Ａ１および供給期間Ｔ１のほか、後述する相殺期間Ｔｃを設定する。相殺期間Ｔｃは、入力装置９において作業員によって入力される。作業員は、相殺期間Ｔｃを所望する任意の値に設定することができる。
測定部１２１は、粉粒体９１の供給速度を測定する。供給速度は、総支持重量ｗの時間変化率である。すなわち、供給速度の測定値ｖmは、現時点ｔでの総支持重量ｗ(t)と、現時点ｔに対して所定時間ΔＴ（例えば、5.0msec）だけ過去の時点での総支持重量ｗ(t-1)との差分値を、当該所定時間ΔＴで除算することによって導出される。
【００７３】
目標供給速度設定部１２２は、供給速度の目標値ｖtを設定する。ただし、従来一般的な速度定値制御とは異なり、外乱等によって発生する供給速度の変動の有無に応じて、目標値ｖtを可変的に設定する。
図９は、目標供給速度設定部１２２を示す。目標供給速度設定部１２２は、基準値設定部１５１、判定部１５２、過不足量測定部１５３および補正値設定部１５４を有している。
【００７４】
基準値設定部１５１は、供給速度の基準値ｖrefを設定する。この基準値ｖrefは、第１実施形態でも説明したものと同様である。基準値ｖrefは、条件設定部１２０で設定されている総量Ａ１を供給期間Ｔ１で除算することによって導出される。
判定部１５２は、所定の監視周期Ｔｍで測定部１２１によって測定された供給速度の測定値ｖmの変動の有無を判定する。この監視周期Ｔｍ（例えば、5.0sec）は、フィードバック制御の制御周期（例えば、5.0msec）よりも長い時間に設定される。
【００７５】
変動有無の判定法は、特に限定されるものではない。一例として、判定部１５２は、当該監視周期Ｔｍ内における測定値ｖmの最小値および最大値を抽出し、最小値または最大値が基準値ｖrefに対して所定閾値を超えてずれていた場合に、供給速度の変動があったと判定してもよい。別の例として、判定部１５２は、上記監視周期Ｔｍ内における測定値ｖmを積算し、この積算値が許容範囲外である場合に、供給速度の変動があったと判定してもよい。なお、この積算値は、当該監視周期Ｔｍ内に受容体９２に供給された粉粒体９１の量を示す。
【００７６】
過不足量測定部１５３は、判定部１５２が測定値ｖmの変動があったと判定したときに、変動によって生じた粉粒体９１の供給の過不足量ΔＡを測定する。
過不足量ΔＡの測定法は、特に限定されるものではない。一例として、過不足量測定部１５３は、上記監視周期Ｔｍ内で取得された測定値ｖmの基準値ｖrefに対する偏差δｖを積算することによって、過不足量ΔＡを導出してもよい。なお、この基準値ｖrefは、直近の監視周期Ｔｍ内で目標値ｖtとして設定されていた値でもある。
【００７７】
ここで、単なる一例として、偏差δｖが基準値ｖrefから測定値ｖmを減算して得られるものとする。変動の方向が基準値ｖrefからの下降であった場合には、偏差δｖが正値となり、過不足量ΔＡは正値となって供給の不足を示す。変動の方向が基準値ｖrefからの上昇であった場合には、偏差δｖが負値となり、過不足量ΔＡも負値となって供給の過剰を示す。
【００７８】
補正値設定部１５４は、変動があったと判定された場合に、基準値ｖrefに代わって目標値ｖtとして設定される補正値ｖcを設定する。補正値ｖcは、基準値ｖrefから変動方向とは逆方向に変化させた値である。補正値ｖcは、変動があったと判定されてから条件設定部１２０で設定されている相殺期間Ｔｃが経過するまで設定される。
一例として、補正値ｖcは、過不足量測定部１５３で測定された過不足量ΔＡを相殺期間Ｔｃで除算して得られる補正量（ΔＡ／Ｔｃ）を、基準値ｖrefに加算することによって導出される。この場合、相殺期間Ｔｃ中、一定の補正値ｖcが目標値ｖtとして設定され続ける。
【００７９】
過不足量ΔＡは正値と負値を取り得る。変動方向が基準値ｖrefからの上昇であった場合、過不足量ΔＡおよび補正量が負値となる。補正値ｖcは、基準値ｖrefに負値の補正量を加算した値であり、基準値ｖrefよりも小さくなる。すなわち、補正値ｖcは、当該変動方向とは逆方向（下降方向）に変化した値に設定される。逆に、変動方向が基準値ｖrefからの下降であった場合、補正値ｖcは、基準値ｖrefへの正値の補正量の加算により、当該変動方向とは逆方向（上昇方向）に変化した値に設定される。
【００８０】
判定部１５２は、変動がないと判定した場合には、基準値ｖrefを目標値ｖtとして設定する。判定部１５２は、変動があると判定した場合には、判定した時点で目標値ｖtを基準値ｖrefから補正値ｖcに切り替える。判定部１５２は、変動があると判定した時点から相殺期間Ｔｃが経過するまで、補正値ｖcを目標値ｖtとして設定する。判定部１５２は、相殺期間Ｔｃが経過すると、目標値ｖtを補正値ｖcから基準値ｖrefに切り替える。
【００８１】
＜操作量調整＞
処理部１１１は、第１実施形態と同様にして、調整部３１、対応関係記憶部３２および対応関係導出部３３を有している。これら各部３１〜３３の機能は、第１実施形態と同様であるため、詳細な説明を省略する。なお、フィードバックの対象が既供給量から供給速度に変更されているため、第１対応関係４１および第２対応関係４２は、この変化に適合するように変更されている。
【００８２】
（制御プログラム・制御方法）
図１０は、第２実施形態に係る粉粒体供給装置２の制御プログラムおよび制御方法を示す。
まず、基準値設定部１５１が、供給速度の基準値ｖrefを設定する（Ｓ６０）。次に、測定部１２１が、第１実施形態のステップＳ１１と同様にして現時点ｔの総支持重量ｗ(t)を測定し（Ｓ６１）、供給速度を測定する（Ｓ６２）。測定値ｖmの導出法は、前述したとおりである。
【００８３】
次に、判定部１５２が、相殺期間Ｔｃ中であるか否かを判定する（Ｓ７１）。
ここで、相殺期間Ｔｃ中でなければ（Ｓ７１：Ｎ）、判定部１５２が、変動の有無を判定するタイミングであるか否かを判定する（Ｓ７２）。変動の有無を判定するタイミングであれば（Ｓ７２：Ｙ）、判定部１５２が、変動の有無を判定する（Ｓ７３）。
変動の有無を判定するタイミングでない場合（Ｓ７２：Ｎ）、あるいは、変動がないと判定された場合（Ｓ７３：Ｎ）、判定部１５２は、基準値ｖrefを目標値ｖtとして設定する（Ｓ６３ａ）。
【００８４】
変動があると判定された場合（Ｓ７３：Ｙ）、過不足量測定部１５３が過不足量ΔＡを測定する（Ｓ７４）。過不足量ΔＡの導出法は、前述したとおりである。
次に、補正値設定部１５４が、相殺期間Ｔｃと測定された過不足量ΔＡとに基づいて補正値ｖcを設定する（Ｓ７５）。そして、判定部１５２が、補正値ｖcを目標値ｖtとして設定する（Ｓ６３ｂ）。
【００８５】
このフローは総量Ａ１の粉粒体９１を供給し終えるまで繰り返し実行されるが、変動があると判定された時点で、相殺期間Ｔｃの計時が開始する。この相殺期間Ｔｃ中においては（Ｓ７１：Ｙ）、補正値ｖcが目標値ｖtとして設定され続ける（Ｓ６３ｂ）。
このようにして目標値ｖtが設定されると（Ｓ６３ａまたはＳ６３ｂ）、第１実施形態と同様にして、操作量設定部２３が操作量Ｕを設定し、調整部３１が操作量Ｕを調整する。
【００８６】
すなわち、測定値ｖmと目標値ｖtとの偏差δｖが導出され（Ｓ６４）、総支持重量ｗ(t)に応じて伝達関数のパラメータが調整され（Ｓ３１）、調整された伝達関数に従って偏差δｖから操作量Ｕpidが導出され（Ｓ６５）、総支持重量ｗに応じて操作量の上限値Ｕmax(t)および下限値Ｕmin(t)が設定され（Ｓ３２）、操作量Ｕpidに対するリミット処理が実行される（Ｓ６６）。そして、出力部１３が操作量Ｕで振動発生器４を駆動する（Ｓ６７）。
【００８７】
次に、測定部１２１が、第１実施形態のステップＳ１２と同様にして既供給量を測定し（Ｓ６８）、既供給量の測定値Ａmが総量Ａ１に達したか否かを判断する（Ｓ６９）。
ここで、測定値Ａmが総量Ａ１未満であれば（Ｓ６９：Ｎ）、ステップＳ６１に戻って上記の処理が繰り返される。測定値Ａmが総量Ａ１に達していれば（Ｓ６９：Ｙ）、第１実施形態と同様にして、第２対応関係４２の更新に関する処理（Ｓ３３，Ｓ３４）を経て、フローが終了する。
【００８８】
（作用・効果）
図１１も参照して、上記した制御装置１１０、制御プログラムＰおよび制御方法の作用について説明する。なお、調整部３１による操作量Ｕの調整については、第１実施形態と同様の作用が得られる。
図１１は、供給速度フィードバック制御の採用により得られる作用を示すグラフである。図１１に示すように、外乱等による供給速度の変動がなければ、目標値ｖtは基準値ｖrefであり、測定値ｖmが目標値ｖtに追従することで供給速度が基準値ｖrefに保たれ、既供給量は基準値ｖrefに従って線形に増加していくことになる。
【００８９】
外乱によって供給速度が変動すると、この変動が判定部１５２によって検知される。変動が検知されると、この変動によって生じた供給の過不足が相殺されるようにして、目標値ｖtが補正値ｖcに設定される。
従来一般的な速度定値制御では、供給速度の変動後に測定値を一定の目標値（基準値ｖrefに相当）に単に戻すだけであった。
【００９０】
これに対して、本実施形態では、目標値ｖtが基準値ｖrefとは異なる値に設定される。このため、既供給量の過不足を解消することができ、粉粒体９１の供給開始時点ｔｓから供給期間Ｔ１が経過した時点で（すなわち、目標供給終了時点ｔｅで）、総量Ａ１の粉粒体９１を供給し終えることができる。
相殺期間Ｔｃは、入力装置９にて作業員が動作条件の一つとして入力することができる。このため、粉粒体９１の仕様等に応じて、相殺期間Ｔｃを自由に設定することができる。なお、変動の有無を判定する監視周期Ｔｍは、相殺期間Ｔｃと同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【００９１】
監視周期Ｔｍが相殺期間Ｔｃよりも短い場合、図１０に示すフローはこれに伴って適宜処理順序が変更されてもよい。また、互いに異なる複数の監視周期内で発生した過不足量ΔＡの積算処理を追加し、補正値ｖcが過不足量ΔＡの積算値に基づいて監視タイミング毎に設定し直されてもよい。
このように相殺期間Ｔｃが監視周期Ｔｍよりも長い場合には、少なくとも最終の監視タイミングから目標供給終了時点ｔｅまでの期間が、相殺期間Ｔｃよりも短くなると考えられる。この場合において、相殺期間Ｔｃは、条件設定部１２０で設定されている当初値から、現時点ｔから目標供給終了時点ｔｅまでの期間へと短縮されてもよい。これにより、長い相殺期間Ｔｃが予め設定されていても、目標供給終了時点ｔｅで総量Ａ１の粉粒体９１を供給し終えることができる。
【００９２】
監視周期Ｔｍが相殺期間Ｔｃよりも短くなる場合には、一定の相殺期間Ｔｃが設定されてもよいし、相殺期間Ｔｃが可変的でもよい。可変的な相殺期間Ｔｃの一例として、相殺期間Ｔｃは、現時点ｔから目標供給終了時点ｔｅまでの期間に設定されてもよい。この場合、監視タイミング毎に供給開始から現時点ｔまでの過不足量ΔＡが測定される。補正値ｖcは、この過不足量ΔＡを相殺期間Ｔｃで除算した値を基準値ｖrefに加算することで導出される。相殺期間Ｔｃが常に最大限長くなることから、基準値ｖrefに加算される補正量を極力小さくすることができ、目標値ｖtの補正によって生じる速度の変動が抑制される。
【００９３】
これまで実施形態について説明したが、上記構成は本発明の範囲内で適宜変更、追加および／または削除可能である。
ホッパ１は粉粒体供給装置２に支持されていなくてもよい。この場合、ホッパ１内の粉粒体９１の重量もしくは受容体９２内の粉粒体９１の重量を検出するため、粉粒体供給システムが別のロードセルを備えていてもよく、これにより既供給量を容易に測定可能になる。
【００９４】
第２実施形態に関し、変動があると判定されて補正値ｖcが目標値ｖtとして設定した後は、変動有無を判定するタイミングが来ても、変動有無の判定をスキップしてもよい。これにより、過不足の相殺のために一時的に供給速度を基準値ｖrefよりも高くまたは低く制御しても、その制御の結果が外乱による変動によって生じているとの誤判定を回避することができる。
【符号の説明】
【００９５】
１  ホッパ
２  粉粒体供給装置
１０，１１０  制御装置
２１，１２１  測定部
２２  目標既供給量設定部
２３  操作量設定部
２４  演算部
２５  操作量制限部
３１  調整部
３１ａ  パラメータ設定部
３１ｂ  上下限設定部
３２  対応関係記憶部
３３  対応関係導出部
４１  第１対応関係
４２  第２対応関係
９１  粉粒体
９２  受容体
１００，２００  粉粒体供給システム
１２２  目標供給速度設定部
１５１  基準値設定部
１５２  判定部
１５３  過不足量測定部
１５４  補正値設定部
Ｐ  制御プログラム
【要約】
【課題】外乱によって供給速度が一時的に変動したとしても、所定量の粉粒体を供給開始から所定期間が経過した時点で供給し終える。
【解決手段】制御装置１０が、供給済の粉粒体９１の量である既供給量を測定する測定部２１と、所定総量Ａ１および所定供給期間Ｔ１から得られる基準供給速度ｖrefと、供給開始からの経過時間Ｔとに応じて、既供給量の目標値Ａtを可変的に設定する目標既供給量設定部２２と、既供給量の測定値Ａmが目標値Ａtに追従するように粉粒体供給装置２の操作量Ｕを設定する操作量設定部２３と、を備える。
【選択図】図２【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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