平成元年度 研究報告 大分県ここ楽言式験場（2）コンクリート製品養生室の自動制御システムについて
化宇部有機化学科

佐 藤

不ニコンクリ」卜㈱大分事業所工場長

1．はじめに

島 田 俊 昭頸8量。外気温等）に応じた養生方法を検討し自動

プレキャスト製品とはあらかじめ管理されたご1二場に於て，所定の形状，品質の均一の製品を加ユニして現場で髄遣てると定義されています。

養生システムしJ実ノF酎ヒに向けて鉦実験を行なノ〕たレつで幸腔〜する。
′享ごお今L酎）二実験は不二ニコングリート㈱大分1裾前

コンクリ仙卜製品の品質におよぽす最も大きな要困であるのが養生でありぅ 今回は薫育養生〃方法豆既設い養生ラインにモデル養生室を設置L，蒸気養生の影響を嵩も受けやすく蒸気の消費量が多い冬季製品の品質の関係を解析し，均一な製品を作成二とにお：ナる結果である。

をF膵プとした。

多品種小量生産では色々な手法を用いて管理を行／ノています。従来養生室レニ〉管理は人の勘と経験によ一ノて行なわれていることが多く製品の品質を一‡かj範囲内に収める零は非′勘二困難である。

2．モデル養生室の設計と設置
H）モデル養生室の概略

本モデ小義生室烏温度言†砂調節計等′と純了キせハソ
コンで測定や制御を行えるように独自て設計L′．く∴

その為にき 養生室内の温度分布￠製［品ル榎類や牒

1ナムであり予 ソフト細狛発によ上 混琵分布≠測等に応じた最適な蒸気養生の方法を検討するたぎル）

定及び蒸支証し貫き出しレ〕制御が叫瀧な機能を備えたモデル養生室を設置し9 蒸気養生び）条件（製品の種もレ〕である。（図…仙1を参照）

ィ崇度測定ユニ ′ト
管三軍ユニ、ソト

ケーブル

ラノ﹁ン コ ン︑ハ ノーヤ ′1ノ＼ウシ ン ウプ ロ、ソ ピー

バ＼′コン β1訂〆／江jプリ ンター＼ふ¶仙〟1

パソコ ン専用台区＝．モデル養生窒の概略
54平成元年度 研究報告：衷分県工業書式験場

生宴の裏）に設置した。ラインコンバーターと制御（2）モデル養生室内の設置養生室（幅4Ill◎高さ3．5ITlゆ奥行き5．5iTl）の内≠裟の間100mを専用ケーブルで接続した。

側に断熱材（発泡PVC5mmシート）を貼り，温度分布用センサー27本（天井下50cmに9本 中段に9本 床上50cmに9本）と製品内部用センサ山2本を設置した。配管については天井。上段。中段。下段の4方向から独立した蒸気噴き出しが可能なように各電磁弁を取り付けた。（図2参照）（3）測定及び制御に関するシステムについて（図−3 システム概略図参照）
パソコン◎プリンタ」一】・・tディスプレイ及びラインコンバーターは事務所に，制御盤と配電盤は現場（養蒸気噴き出しパイプ

図−2 養生室配管概略図

図−3 システム概略図こ）こ）平成元年度 研究率艮告：な分県二工業喜式験場

制御盤には多機報恩プ［コセスニ」ントロwmラー山とア

影響や製品の詰め込み量さ外気温度◎による昇涼等

ナログ三ノ／0ユニット針個で構成Lた。各計器類のを調べた。

機能は挨Ⅵとおりである。

し3）蒸気養生時間と製品J〕品質プ⊂∫セスコントロ血ラー（SK‖LOA）∈ま各I

蜜時（蒸気養生時間と温度の積分値）と製品の品（〕ユニットを制御し，デ血夕の読み込みむ設定及び貫について調べた。品質検盃宜測定項臼は圧縮横磯

外部へ亮出力を行うもJ〕でク ラインコンバーターと強度をで判断L，最適な蒸気養生リノ）方法を求めた。

接続されている。
‡／0ユニット（SK▼38A∠ま〜20111A）はセンサーからガデータ〔電流値）を読みとるものでボイラーソノ）
圧力センサ」と接続している。
Ⅰ／／0ユニット（SI；34A調節計）は温度センサ

ーで検知した温度と設定値を比較し，ON④OFFJ〕信号を出力するもので9 電磁弁の開閉と電灯のノLミく灯に使用している。
ト／0ユニット（SK38APtlO（）n）は温度センサ

4．実験結果と考察（1）プログラム作成こJ）プログラムほ実験結果にもとずき改善を繰り返し作成したものである。（周4 ブローチャ」卜参！昭二

準備：プロセスニコントローラ」との通信準備￠ル山ナンの初期化。画面表ホの準備￠デM夕び〕Fr）Ⅰ）への書き込み準備等をする。

ーから温度を読みとるもので，iユニットで8侶け〕
センサ山を接続できる。

以上8偶のト／／0ユニットはト個のケース（ハウジング） に納めている。
配電盤は温度魯竃滋弁陛比力等ぴ）センサーーとⅠ／′0ユニットの接続をしている。
ラインコンパターは，プロセスコントローラーの信号（RS422）をパソコン用信号（艮S232C）に変換するものである。
終√の場合

温度センサーの設置場所はゥiへ27番は養生室軋
28〜29番は製品珊瑚弧 30〜31番は外気ジ）各温度測定に使用している。
圧力伝送器はがイラーに直接取付た。

3。実験方法（1）プログラムの開発
プログラムし引乍成はBÅS‡C（㍊S一山Dひ§＼）
で行な った。パソコンと多機能プロセスコントロ血ラーといデ血タの交信プログラムを作成L，温度制定を行い予 常時養ヨニ室内ぴ）温度分布や義ノ†三経過が判るよう′なプログラムの作成をした。パル／プ等ジ）制御については思鍬結果にもとずき開発改善を行な−つノ」一亡ト（2）蒸気の噴き出し力て去と箋引勺温度の関係
蒸気噴き班し配管の位置を4箇所に設定し（E針Ⅵ

2菱燕封 そぴ〕噴き出し方法による室内び〕温度分布の56

色」 T7Fニト予一1…仁平成元年度 研究報告 大分県工業喜式験場

強制的に「開」。「閉」又は「自動」を選択する。終調節計確認：各竃滋弁対応する温度設定値が現在しり温度′より高い温度であれば、開（ON）」であり，了の場合は終J′操作に行く。

コントローラー設定値変更：人力されたバルブの低ければ！閉（OFF）」となる。即ち，温度設定値が∵50 ニCであれば「閉」 1（）（） ℃であれば「開」設定値を「開jである。全てが65 ocに変更する。

50 ocであることを確認する。）

バルブ辞認：変更後び〕バルブ叫犬態を確認する。
CRT表示：画面のバルブの状態を表示する。

コントこ了一ラ」山設定値変更：各電滋弁の温度設定値を送信する，電滋弁No．i（現場の赤色灯） 100 oc。
竃滋弁No．2 しと投バルブ） 50 oc◎電滋弁No．3（中100 oc。「閉」 一50 〕C∴自動′（2）蒸気の噴き出しノ方法と室内温度の関係

図】2の配管で蒸気の噴き出し方法と養生室内27段バルブ） 5げ‥C・電滋弁N（〕．4（下段バルブ） 65 oc

ヒする。即ち，現場♂〕赤色灯は「（〕N∴上段9［障豊責の温度上昇を調べた結果は図5へノ10のとおりでバルブ閉」で，あった（〕尚，大井∂）配管は養生開始時に水を噴き出

下段バルブは65⊂Cになるように設し，製品が駄∃になることがわかったイ）で，以後天定を行う〔＝井配管は使用しないこととした（。

義牛開始：各設定偵をプ「トヒスコントローラーに

図5は卜段バノレブのみからの噴〔き出tノである。

伝送することによって，働き蒸気を噴き出し，蒸気

図6は下段と中段バルブからの噴きi上iしてある。

養生が開始し，現場の赤色灯を／且と卜㌻る。
時間測定：開始時刻及び養生時間を冨十貸する。

図7は卜段と中段と上段3箇所明バノンブからの噴

待機時問：1分間隔で各種データを読むため待機き嵩してあるする。
一己L，L度ぺ描J

プロセスコントニトノラ㌧ からのデータ読み込み：

卜段のみ開放各1ノ0ユニットノりデータを読み込み（温喪■バルブル状態。 ボイラー圧力等）数値デ」一夕に編集をする。

㌧こl（）

養生判断：ノ蜃時の計算を汀いあト〕かじめ設定三され て二封）た養生（凛時20（〕）を行い，養生の橙イを判断すろ。

ユO

終−トカ時烏右方鍔終了操作を行いそれ以外は下J〕〔二iりRT表示へ行く。

りC RT表ホ：養生室内温度レ）分布⑳最高最低温i5度8バルブい状態。蒸気薫牛の進行状態等を表示すう0456075り（） 川5 120

F▲．晶1（分）「ム圭一1】ノJ＋最低 ◇、【甥 ＜ゴ‡′モ X偏※る〔ノFDD書き込み：各種のデタをフロッピーに書

図−5

き込み「碍問測定 に行く。

プぎ．．し佐畔閏【− 卜f是り昭文

養生判断で養生が終了（OK＝）場合

プロセスコントローラ」設定値変更：電滋弁Nu．2／）4の温度設定値に 50 ccを送信する。

即ち全てレ〕バルブ「閉 とする（）
バノンプ確認：全てしノノ）バルブが閉じていることを信認し，プLコヒスコントロし ラ、設定値竃滋弁No．トわ

温度設定値に 50 ocを送信し現場の赤色灯を消す。

■

ま（1℃ 珊∴：

ま0り（） 153（） L15 （）075 リ0川5 120

養生終r：プログラムを終了する。
：∴■途［γで養生ん法を変更または強制終了する場合
養生力▲i′天変史：バルブ（竃夜番1の番号を入力し，コ最il∴】j ＋最低 ◇、l／均 △差＋×偏差

図−6○／平成元年度 研究率巨告 大分県工業言式験場

温度時聞

温度一時間

ユニ【1・日没開放015304560

産隼二：押トヒ製ふ1】Iメ凋ミ〔7バ温度75901（）5 12（）時間（分）

コ最高 ＋猿低 ◇平均 △差 ×偏差
図鵬7平均温度時間

度時一強度
Y＝0．341X【260015304560759（） 105 120801201602伐）

度 時□測定値 …・予測強度

時間（分）

口上・中・F段開放 ＋中t下段開放 ◇下段のみ開放
周一8［司l−11

図仙8は図5〜7の平均温度を示すもので9温度差一時間
室内最大温度差

上魯中也下段の3カ所からの噴き出しは中段とF段及びF段のみでの噴き出しに較べ昇温速度は早かっ﹁⊥

均温度の上昇速度は変わらないことがわかった。

ハU

㍊・普∵C

たがE郎貨を下段及び下段のみの噴き出しでは室内平n合

図9は室内の最高と最低温度の差をグラフで表∠U

示したもレつである。1二段d中段払下段及び下段のみ

4のバルブからの噴き出し方法では温度差が5℃以下であり温度分布は非常に良いことがわかっ差㍉温度
01550456075

り0 105t三0

叫瀾（分）ロト中∴＝設問放 ＋しト下だん開放C丹欄拝みr〕ij放上昇速度は遅いが蒸気び〕節約を考慮して今後の実験はド段バルブのみの噴き出Lで実験を行なうこととレ。
†図−9巨仁】0は最低温度を示す前面下郡の製品の内部温度を測定したもので，12（）分√㌦ほ0分後には室内湿度より高くなることがわかった⊂）

58

コ40

平成元年度 研究報告 大分県工業試験場（3）蒸気養生時間と製品の品質

表−1 度時と強度（テストピ州ス）の関係（2偶の平均値）

蒸気養生終了後でほ，脱型及び運搬に耐えるだけ「 八岬［八一Y▼m＋の強度が必要である。脱型時の強度に及ぼす要因に′コ芝1っいて，度時￠外気温￠配合￠スランプ。養生する」 −→一 山

川．2 L⊥州【と2製品の量等u〕要因が考えられる。配合やスランブは川52h

用い］川十278．9

許W㌫

卜十

犯j」L宣 ほ吊う29．：う6r：i（〕．51凱）】ごうI

i7■］

39う

225j32′拍」＝で度時による影響が最も大きいことがわかったの

22，〔） 1．うう一3「で，度時を測定し蒸気養生終了の時期を判断することとした。今回は度時と強度の関係をテストピー∵ス1（う（jⅣ【【」」十▲ざ川（圧縮強度）について行なった

ii‑,2〔）．l

実験は養生室内で常に最低温度を示す前面の下郡
再温度で度時の計算を行い，試験用試料（テストピ81†γ†W…

wス）も前面の下郡で養生を行なった。その結果は」

川〔〕表1のとおりであった。

8．射こ札2蒸気養生の終了時期は従来現場の担当者の経験と7・6 9（〕▲∧95〉ノ」m

7．（う 鋸ト…

）

w仙∴、＋＋＋う〕

rうゎ ユ

勘とによっていたので，テストピースの強度と担当者の意見などを検討した結乳 テストピースの強度

16うト」

が40Kgfノ′′′cm2以上あれば蒸気養生は充分であり製品
r汎Ij l（う（〕1旦ート十肝〟品N州ゾ」 12 30．6∴＿ーJlj﹂弓一J卜

「】】T椚

ニ乱2

1 ごW「▼㌫′†

ほ叫↓185﹁珂1り9 外気温◎製品の量については蒸気養生時の温度上昇速度が変化するだけである。それ

封・ 1・∃：1ゾ†←〟WW＝2日

常に一定であ∴とテストピースによる強度の関係を示したもので，強度40Kgf′′／以上になるには度時200で良いことがわう31 2り5かった。
（うl．1と川2ニうり

59．8

肌用l了

義一2 養生終了時のテストピースの強度

ぎ
4S∴∃j

220

99
一十肌−−爪−【」」6∴うび）睨型が可能であることがわかった。図1わは度時

4］

1トi

ほ1！1．′j（2偶の平均値）（1、う パし）… 4√主用 11一」ト

∴「妄右手盲蒜忘妄
回数∃ Kgf′′′clli19・＝i

十11 38」

馴．町∃∵
1591 ′膵

39．〔2∃2日．〔）

3 j

45．2

L㈱削竺」m仙＿一ん竺1
5 63．524j

ニi6．〜う2（ト ト十6 61．1

∴ i9。▼ツ」，∋ 81 49．6∃
八 59

平成元年度 研究報告 大分県工業誹挨〕易表−3 製品の曲げ破壊強度

温度の制御方法については温度ほ，条件の一番悪（4個の平均値）

い前面紆F部を使用することとし温度65〇Cで制御することとした。度時については実験び′璃吉果にもとずき2（）（）とし，度時200で養生を終了する事とした。

5．おわりに以上の実験の結果を参考にして，プログラムの作成を行い，実際の養生実験を行なった。表一2は養牛終r時のテストピ…スの圧縮試験の寿吉果であリ4りKが′′ノ′cm悠て明養生が行なわれている。
麦畑3は製品（U字溝300B）について養生終了時ヒ14日後の曲げ破壊強度を測定したものである。養

「−≦7帽u9802，4 n81．n0 2，450 ‖ト9rl，08 2，31U‖
10980 2．540

生時間は冬季の実験で外気温度が低かったことと，他の養生室の養生と重なり蒸気の噴き出し革等が変化したため3時間30分√＼ノ′川寺問30分とばらつきは大きかった，しかし製品の強度に放ては非常に安定しており，品質宣ば十一化に大きく寄与できた。

最後に今回の実験に指導していただいた丸山巌
氏一兼LL」護氏（大分高層）℡三浦昭1上氏（日本文理大字）各先生役び不ニコンクリート㈱大分工場の担1

尚，強度（Y）と度時（X）の実験による関係式は
Y＝0．341Ⅹ一26．0となり相関計数は0．84であった。

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常に，厚く才i礼を申し上げます