特許ウォッチ

公開番号2024169859
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-06
出願番号2023086674
出願日2023-05-26
発明の名称制御装置、粉粒体供給システム、制御方法、およびプログラム
出願人三菱重工業株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類B65G 53/66 20060101AFI20241129BHJP(運搬;包装;貯蔵;薄板状または線条材料の取扱い)
要約【課題】供給先設備の指令どおりの流量で粉粒体を供給することができる制御装置を提供する。
【解決手段】粉粒体供給システムの制御装置であって、供給先設備から指示される切出し流量の指令値を粉粒体の質量濃度の設定値と、搬送ラインを流れるガス合計流量の設定値とに分解して設定する設定部と、前記質量濃度の設定値と、前記搬送ラインにおける前記粉粒体の質量濃度の計測値とに基づいて、加圧ガス、エアレーションガス、および搬送ガスのうち少なくとも1つのガスの流量を補正する補正設定値を算出する質量濃度制御部と、前記ガス合計流量の設定値および前記補正設定値に基づいて、前記加圧ガス、前記エアレーションガス、および前記搬送ガスのうち少なくとも1つのガスの流量設定値を決定する配分部と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
内部に粉粒体を貯蔵する吹込みタンクと、
前記吹込みタンクに加圧ガスを供給する加圧ガスラインと、
前記吹込みタンクにエアレーションガスを供給するエアレーションガスラインと、
前記吹込みタンクから切出された前記粉粒体に搬送ガスを供給して供給先設備へ搬送する搬送ラインと、
を備える粉粒体供給システムの制御装置であって、
前記供給先設備から指示される切出し流量の指令値を粉粒体の質量濃度の設定値と、前記搬送ラインを流れるガス合計流量の設定値とに分解して設定する設定部と、
前記質量濃度の設定値と、前記搬送ラインにおける前記粉粒体の質量濃度の計測値とに基づいて、前記加圧ガス、前記エアレーションガス、および前記搬送ガスのうち少なくとも１つのガスの流量を補正する補正設定値を算出する質量濃度制御部と、
前記ガス合計流量の設定値および前記補正設定値に基づいて、前記加圧ガス、前記エアレーションガス、および前記搬送ガスのうち少なくとも１つのガスの流量設定値を決定する配分部と、
を備える制御装置。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記質量濃度制御部は、前記質量濃度の計測値が前記質量濃度の設定値に一致するように前記エアレーションガスの前記補正設定値を求め、
前記配分部は、
前記吹込みタンクへのガス合計流入量と前記加圧ガスおよび前記エアレーションガスの流量との関係を予め規定した配分情報に基づいて、前記ガス合計流量の設定値に対応するエアレーションガス流量基準値および加圧ガス流量基準値を定め、
前記エアレーションガス流量基準値に前記補正設定値を加算して前記エアレーションガスの流量設定値を決定し、
前記加圧ガス流量基準値から前記補正設定値を減じて前記加圧ガスの流量設定値を決定する、
請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記質量濃度制御部は、前記質量濃度の計測値が前記質量濃度の設定値に一致するように、前記搬送ガスの前記補正設定値を求め、
前記配分部は、前記ガス合計流量から前記加圧ガスの流量の計測値および前記エアレーションガスの流量の計測値を減じた搬送ガス基準流量を設定するとともに、設定した前記搬送ガス基準流量に前記補正設定値を加算して、前記搬送ガスの流量設定値を決定する、
請求項１に記載の制御装置。
【請求項４】
前記粉粒体供給システムは、前記搬送ラインに並列に接続される複数の前記吹込みタンクを備え、
前記配分部は、前記ガス合計流量の設定値を複数の前記吹込みタンクそれぞれの加圧ガス流量設定値およびエアレーションガス流量設定値に配分する、
請求項２に記載の制御装置。
【請求項５】
前記粉粒体供給システムは、前記吹込みタンクの高さ方向において、前記エアレーションガスラインよりも高い位置に設けられ、前記吹込みタンクに第２のエアレーションガスを供給する第２のエアレーションガスラインをさらに備え、
前記制御装置は、前記配分部が決定したエアレーションガスの流量設定値に応じたエアレーションガス流量調整弁の開度に基づいて、前記第２のエアレーションガスの流量設定値を決定する第２の配分部をさらに備える、
請求項２に記載の制御装置。
【請求項６】
前記制御装置は、前記吹込みタンク内における粉粒体の循環モデルに基づいて前記第２のエアレーションガスの流量設定値の変化率設定値を決定する変化率設定部をさらに備え、
前記第２の配分部は、前記変化率設定値にさらに基づいて、前記第２のエアレーションガスの流量設定値を決定する、
請求項５に記載の制御装置。
【請求項７】
前記粉粒体供給システムは、前記吹込みタンクの高さ方向において、前記エアレーションガスラインよりも高い位置に設けられ、前記吹込みタンクに第３のエアレーションガスを供給する第３のエアレーションガスラインをさらに備え、
前記第２の配分部は、前記第２のエアレーションガスの流量設定値を、所定の割合で、前記第２のエアレーションガスの流量と前記第３のエアレーションガスの流量とに按分する、
請求項６に記載の制御装置。
【請求項８】
前記粉粒体供給システムは、前記吹込みタンクの重量を計測する秤量計と、前記搬送ラインにおける粉粒体の流量を計測する流量計とをさらに備え、
前記制御装置は、前記吹込みタンクの重量および前記粉粒体の流量の計測値に基づいて、前記切出し流量の指令値を補正する切出し流量補正部をさらに備える、
請求項１に記載の制御装置。
【請求項９】
前記切出し流量補正部は、前記供給先設備の状態量にさらに基づいて、前記切出し流量の指令値を補正する、
請求項８に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記供給先設備の状態量の指令値および計測値に基づいて、前記切出し流量の指令値を補正する切出し流量補正部をさらに備える、
請求項１に記載の制御装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、制御装置、粉粒体供給システム、制御方法、およびプログラムに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、冶金反応容器内の溶融金属に粉粒化された反応剤を吹き込む粉粒体供給システムについて記載されている。
【０００３】
図２５は、従来の粉粒体供給システム９０の一例を示す図である。粉粒体供給システム９０は、秤量吹込みタンク９２から供給先設備９１０へ粉粒体を搬送および供給する。
【０００４】
秤量吹込みタンク９２の上部には、タンク内の圧力をフィードバック制御するための圧力制御装置９４および加圧制御弁Ｖ９１を備える加圧ガスライン９５が接続される。秤量吹込みタンク９２の下部には、タンク内の粉粒体を流動化するためのエアレータ９３が取り付けられている。エアレータ９３にエアレーションガスライン９６を介してエアレーションガスを供給すると、粉粒体は流動化され、秤量吹込みタンク９２と搬送ライン９７との差圧により搬送ライン９７に切出される。そして、搬送ライン９７に設けた流量制御装置９８によって搬送ガスを流量フィードバック制御することにより、指定された流量で粉粒体を供給先設備１０へ搬送するようにしている。
【０００５】
また、秤量吹込みタンク９２には、ロードセル等の秤量計９１が取り付けられ、粉粒体を含む秤量吹込みタンク９２の重量が計測される。エアレーションガスライン９６にはエアレーションガス流量制御弁Ｖ９２が設けられており、エアレーションガスライン９６を介して供給されるガスの流量は、エアレーションガス流量制御弁Ｖ９２の開度を調整することにより制御することができる。切出しライン９９には、切出し流量制御弁Ｖ９３が設けられており、切出し流量制御弁Ｖ９３の開度を調整することにより、切出しライン９９へ供給される粉粒体の流量を制御することができる。切出しライン９９における切出し流量制御弁Ｖ９３の上流側には、流速センサＣ９１と質量濃度センサＣ９２が設けられ、切出しライン９９へ切出される粉粒体の流速と質量濃度がそれぞれのセンサにより計測される。秤量吹込みタンク９２から切出しライン９９へと切出される粉粒体の重量は、秤量計９１が計測する重量によって検出することができる。搬送ライン９７には搬送気体の流量をフィードバック制御することを目的とした流量制御装置９８および搬送ガス流量制御弁Ｖ９４が設けられており、搬送ガスの流量は所望の流量に制御される。
【０００６】
粉粒体の搬送流量（ｋｇ／ｓ）は、秤量計９１が指示する粉粒体を含む秤量吹込みタンク９２の重量ｍ（ｋｇ）の時間変化率ｄｍ／ｄｔからわかる。
【０００７】
しかし、計るべき粉粒体の重量に比べると、その容器である秤量吹込みタンク９２の重量が大きいので、秤量計９１で粉粒体の重量を正確に計ることは難しい。切出し流量（ｋｇ／ｓ）は１秒毎の重量変化によってあらわすことができる。例えば、１秒毎の切出し流量が１ｋｇ／ｓであるならば、秤量計９１の分解能は０．１ｋｇ程度が必要である。しかし、秤量吹込みタンク９２の重量が数トンある場合には、安価な計器で十分な分解能を得ることは難しい。
【０００８】
そこで、特許文献２では、計測した切出し流量（ｋｇ／ｓ）が供給先設備１０から指示された指令値に一致するように、制御部９２０が切出し流量制御弁Ｖ９３の開度を、例えば比例積分制御（ＰＩ制御）で調節する技術が開示されている。
【０００９】
また、特許文献２には、制御部９２０が秤量吹込みタンク９２の圧力を、例えば比例積分制御で調節することにより、切出し流量（ｋｇ／ｓ）と指令値とを一致させる技術も開示されている。秤量吹込みタンク９２の圧力が増加すると、搬送ライン９７との圧力差が拡大し、切出し流量制御弁Ｖ９３の前後差圧が拡大する。これにより、切出し流量制御弁Ｖ９３の開度を開かなくても切出し流量（ｋｇ／ｓ）を増やすことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
特開昭６２－２１５４２４号公報
特許第６８１２０７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許