CN104144743A - 比例混合*** - Google Patents

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Abstract

提供一种高精度的比例混合***，在控制比例混合的***中，能够将主液与从液的流量的混合比率保持为作为目标的预定的混合比率。作为高精度的比例混合***，通过利用主液与从液的积算流量，能够识别回溯过去地积算出的误差的同时，将主液与从液的流量的混合比率保持成一定。而且，作为高精度的比例混合***，根据过去的误差的趋势，推测未来的积算的误差，控制主液及/或从液的瞬间流量。

Description

比例混合***
技术领域
本发明涉及在各种饮料的制造工序等中采用的对比例混合进行控制的***，特别涉及到能够以高精度进行比例混合的***。
背景技术
以往，对比例混合的控制方法及***进行了各种提案。
例如，在日本特开2005-348697号公报(专利文献1)以及日本特开2009-100773号公报(专利文献2)中，公开了下述方法：在加工干酪类的制造中，在将加工干酪加热熔融后，在将其冷却到预定的温度后，以在线方式无菌地对乳酸菌(活菌)进行比例混合。
而且，在国际公开公报WO2007/72901号公报(专利文献3)中，公开了下述方法：在加工干酪类的制造中，在将加工干酪加热熔融后，在将其冷却到预定的温度后，以在线方式无菌地对微量的乳酸菌(活菌)进行比例混合，在国际公开公报WO2008/44533号公报(专利文献4)中，公开了下述方法：在软酸奶的制造中，以在线方式无菌地将酸奶基材与副原料(糖液、果肉等)进行比例混合。
进而，在日本特开平6-114377号公报(专利文献5)中，记载了氯化剂的添加装置及其控制方法的相关技术。
而且，在日本特开昭61-42326号公报(专利文献6)中，记载了将积算脉冲利用于比例混合的技术。在预定的积算脉冲的阶段，使从液的阀门打开一定时间，以控制流量。在该方法中，由于从液的添加是接通-断开(ON-OFF)动作，因此在短时间内混合比率的精度不好。
如上所述，作为各种饮料和饮食品的制造工序、洗剂等流体的处理工序等中采用的控制比例混合的***，以往一般采用图1那样的方法。其为，将主液的流量与从液(添加液)的流量分别作为瞬间流量测定，主液的流量和从液的流量通过单循环的反馈控制来分别独立控制。
在该现有的***(图1)的情况下，该控制并不复杂，有着比较简单这样的长处。另一方面，被指出下述短处：在主液和从液的任意单方的流量因干扰而变动的情况下，无法保证预定的混合比率。
出于高精度地进行比例混合的观点，由于是单循环的控制，因此在该***中存在着下述致命的缺点：当各个主液和从液的一方的流量因干扰而变动时，无法使另一方的流量以维持混合比率的方式跟随一方的流量变化。
而且，在泵的停止及启动时，各个主液和从液的流量达到目标值的经过时间不同，因此也存在混合比率相对于目标值存在偏差的情况。相对于此，还存在下述***：为了在泵的停止及启动时使与主液和从液的流量的目标值的误差分别达到最小，在主液和从液的泵使用伺服马达，调整马达的加速及减速的程度(倾向)。
然而，除了是单循环的控制以外，在图1图示的现有的***中，仍旧存在着下述致命的缺点：当各个主液和从液的一方的流量因干扰而变动时，无法使另一方的流量以维持混合比率的方式跟随一方的流量变化。
作为控制比例混合的***，在主液和从液的流量容易因干扰而变动的情况下，有时采用图2的方法。其在考虑到主液的流量的变动的同时，通过级联控制，控制(调整)从液的流量。
在该***(图2)中，当主液的流量因干扰而变动时，从液的流量也跟随该变动而变动，但是存在着其控制变得复杂的缺点。而且，在PID控制的变量(参数)的设定不恰当的情况下，或者在主液的流量因干扰而不断变动的情况下，在从液的瞬间流量到达目标值之前，设定下一个目标值等，主液与从液的混合比率不稳定，作为其结果，有时其混合比率的误差比单循环控制(图1)的情况还要大。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-348697号公报
专利文献2：日本特开2009-100773号公报
专利文献3：国际公开公报WO2007/72901号公报
专利文献4：国际公开公报WO2008/44533号公报
专利文献5：日本特开平6-114377号公报
专利文献6：日本特开昭61-42326号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明的目的在于提供一种高精度的比例混合***，在控制比例混合的***中，能够将主液与从液的流量的混合比率保持为作为目标的预定的混合比率。
即，目的在于提供一种高精度的比例混合***，即使是在主液的流量变动的情况下，也能够通过使从液的流量(添加流量、混合流量)变动，在短时间内将主液与从液的流量的混合比率恢复到为作为目标的预定的混合比率，并保持该预定的混合比率。
用于解决课题的方案
技术方案1所述的发明为一种比例混合***，该比例混合***是将主液和从液按照预先确定的混合比率进行混合的***，所述主液从主液泵经由主液管路被输送至混合器，所述从液自从液泵经由与所述主液管路连接的从液管路被输送至所述主液管路并被添加到所述主液中，其特征在于，所述比例混合***具备：第一流量控制构件，该第一流量控制构件配备在所述主液管路，每隔预先确定的时间，检测所述主液管路内的所述主液的流量并进行数字输出，并且对所述主液管路内的所述主液的流量进行数字控制；第二流量控制构件，该第二流量控制构件配备在所述从液管路，每隔所述预先确定的时间，检测所述从液管路内的所述从液的流量并进行数字输出，并且对所述从液管路内的所述从液的流量进行数字控制；瞬间流量值的算出构件，该瞬间流量值的算出构件基于从所述第一流量控制构件以及所述第二流量控制构件数字输出的所述主液管路内的所述主液的流量以及所述从液管路内的所述从液的流量，算出经过了所述预先确定的时间后的时刻的所述主液的瞬间流量值以及所述从液的瞬间流量值；实际积算流量值的算出构件，该实际积算流量值的算出构件基于从所述第一流量控制构件以及所述第二流量控制构件数字输出的所述主液管路内的所述主液的流量以及所述从液管路内的所述从液的流量，算出经过了所述预先确定的时间后的时刻的所述主液的主液实际积算流量值以及所述从液的从液实际积算流量值；推测积算流量值的算出构件，该推测积算流量值的算出构件基于从所述第一流量控制构件以及所述第二流量控制构件数字输出的所述主液管路内的所述主液的流量以及所述从液管路内的所述从液的流量，算出与算出所述实际积算流量值的经过了所述预先确定的时间后的时刻连续的接下来的所述预先确定的时间经过一次至多次的时刻的、所述主液的预测的推测主液积算流量值及/或所述从液的预测的推测从液积算流量值；以及第三流量控制构件，该第三流量控制构件基于由所述推测积算流量值的算出构件获得的算出结果和所述预先确定的混合比率，控制所述主液管路内的所述主液的流量及/或所述从液管路内的所述从液的流量。
技术方案2所述的发明为，在技术方案1所述的比例混合***中，其特征在于，所述第三流量控制构件具备：目标从液积算流量值的算出构件，该目标从液积算流量值的算出构件使用所述推测积算流量值的算出构件算出的推测主液积算流量值和所述预先确定的混合比率，算出与算出所述实际积算流量值的经过了所述预先确定的时间后的时刻连续的接下来的所述预先确定的时间经过一次至多次的时刻的、作为所述从液的目标的目标从液积算流量值；以及目标从液瞬间流量值的算出构件，该目标从液瞬间流量值的算出构件以与所述算出的所述目标从液积算流量值一致的方式算出作为所述从液管路内的所述从液的目标的目标从液瞬间流量值，所述比例混合***基于所述算出的目标从液瞬间流量值来控制所述第二流量控制构件，使所述从液管路内的所述从液的流量与所述算出的目标从液瞬间流量值一致。
技术方案3所述的发明为，在技术方案1所述的比例混合***中，其特征在于，所述第三流量控制构件具备：目标主液积算流量值的算出构件，该目标主液积算流量值的算出构件使用所述推测积算流量值的算出构件算出的推测从液积算流量值和所述预先确定的混合比率，算出与算出所述实际积算流量值的经过了所述预先确定的时间后的时刻连续的接下来的所述预先确定的时间经过一次至多次的时刻的、作为所述主液的目标的目标主液积算流量值；以及目标主液瞬间流量值的算出构件，该目标主液瞬间流量值的算出构件以与所述算出的所述目标主液积算流量值一致的方式算出作为所述主液管路内的所述主液的目标的目标主液瞬间流量值，所述比例混合***基于所述算出的目标主液瞬间流量值来控制所述第一流量控制构件，使所述主液管路内的所述主液的流量与所述算出的目标主液瞬间流量值一致。
技术方案4所述的发明为，在技术方案1所述的比例混合***中，与所述主液管路连接的所述从液管路由与运送各自不同的从液的多个从液泵分别连接的多个从液管路构成，所述第二流量控制构件分别配备在所述多个从液管路，每隔所述预先确定的时间，检测所述多个从液管路内的所述多个从液各自的流量并进行数字输出，并且对所述多个从液管路内的所述多个从液的流量分别进行数字控制，所述瞬间流量值的算出构件、所述实际积算流量值的算出构件以及所述推测积算流量值的算出构件，分别基于从所述第一流量控制构件以及所述多个第二流量控制构件数字输出的所述主液管路内的所述主液的流量以及所述多个从液管路内的所述多个从液各自的流量，算出经过了所述预先确定的时间的时刻的、所述主液的瞬间流量值以及所述多个从液各自的瞬间流量值、所述主液的主液实际积算流量值以及所述多个从液各自的从液实际积算流量值，并且，算出与算出所述实际积算流量值的经过了所述预先确定的时间后的时刻连续的接下来的所述预先确定的时间经过一次至多次的时刻的、所述主液的预测的推测主液积算流量值及/或所述多个从液的预测的各个推测从液积算流量值，所述第三流量控制构件基于由所述推测积算流量值的算出构件获得的算出结果和所述预先确定的混合比率，控制所述主液管路内的所述主液的流量及/或所述多个从液管路内的所述多个从液各自的流量。
技术方案5所述的发明为，在技术方案4所述的比例混合***中，其特征在于，所述第三流量控制构件具备：目标从液积算流量值的算出构件，该目标从液积算流量值的算出构件使用所述推测积算流量值的算出构件算出的推测主液积算流量值和所述预先确定的混合比率，算出与算出所述实际积算流量值的经过了所述预先确定的时间后的时刻连续的接下来的所述预先确定的时间经过一次至多次的时刻的、作为所述多个从液的目标的各个目标从液积算流量值；以及目标从液瞬间流量值的算出构件，该目标从液瞬间流量值的算出构件以与所述算出的所述目标从液积算流量值一致的方式算出作为所述多个从液管路内的所述多个从液的目标的各个目标从液瞬间流量值，所述比例混合***基于所述算出的目标从液瞬间流量值来控制所述第二流量控制构件，使所述多个从液管路内的所述多个从液各自的流量与所述算出的目标从液瞬间流量值一致。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种高精度的比例混合***，在控制比例混合的***中，能够将主液与从液的流量的混合比率保持为作为目标的预定的混合比率。
而且，能够提供一种高精度的比例混合***，即使是在主液的流量变动的情况下，也能够通过使从液的流量(添加流量、混合流量)变动，在短时间内将主液与从液的流量的混合比率恢复到作为目标的预定的混合比率，并保持该预定的混合比率。另外，从液不限于单数或一个种类，多个或者两种以上的从液也能够通过同样的方法以高精度进行比例混合。
附图说明
图1是现有的利用单循环反馈控制的比例混合控制***的概念图。
图2是现有的利用级联控制的比例混合控制***的概念图。
图3是表示本发明的比例混合控制***的一例的概念图。
图4是表示依靠现有的比例混合控制的响应例的概念图。
图5是表示依靠本发明的比例混合控制的响应例的概念图。
图6是表示对从液的瞬间流量的变动跟随主液的瞬间流量的变动的状态分别以现有的比例混合控制方式和本发明的比例混合控制方式进行模拟的结果的图。
图7是表示对在主液的瞬间流量变动的情况下从液的积算流量的误差的变动的状态分别以现有的比例混合控制方式和本发明的比例混合控制方式进行模拟的结果的图。
图8是表示对在主液的瞬间流量变动的情况下从液的积算流量跟随变动的状态分别以现有的比例混合控制方式和本发明的比例混合控制方式进行模拟的结果的图。
图9(a)是表示对在主液(自来水)的瞬间流量变动的情况下从液(自来水)的积算流量跟随变动的状态以本发明的比例混合控制方式实际检验(实验)的结果的图，(b)是表示主液与从液的积算流量的混合(添加)比例的图。
图10是表示对在主液(糊***溶液)的瞬间流量变动的情况下从液(自来水)的积算流量跟随变动的状态以本发明的比例混合控制方式实际检验(实验)的结果的图。
图11是说明本发明的***的概要结构的一例的概念图。
图12是说明本发明的***的比例混合控制方法的一例的流程图。
图13是表示本发明的比例混合控制***的一例的概念图。
具体实施方式
本发明为一种高精度的比例混合***，在将主液与从液按照预先确定的混合比率混合的***中，所述主液被从主液泵经由主液管路输送至混合器，所述从液经由与所述主液管路连接的从液管路被从从液泵输送至所述主液管路并添加到所述主液中，通过利用主液与从液的积算流量，能够在识别出回溯到过去而积算(累积)的误差的同时，将主液与从液的流量的混合比率保持一定。另外，从液不限于单数或一个种类，多个或者两种以上的从液也能够通过同样的方法以高精度比例混合。
而且，本发明为，在上述的比例混合***中，根据过去的误差的趋势，推测未来的积算的误差，控制主液及/或从液的瞬间流量的、高精度的比例混合***。
这样的使用积算流量的概念的控制方法、控制***在以前并未提出过。例如，上述的专利文献5的控制方法未使用积算流量的概念，而是对运算值乘以修正系数来决定设定值(操作量)。而且，上述的专利文献6的控制方法仅仅控制平均的混合比率，并不是使用控制连续的混合比率以修正误差的概念的技术。
在本发明的比例混合***中，具备：第一流量控制构件，其配备在所述主液管路，每隔预先确定的时间，检测所述主液管路内的所述主液的流量，进行数字输出，并且对所述主液管路内的所述主液的流量进行数字控制；第二流量控制构件，其配备在所述从液管路，每隔所述预先确定的时间，检测所述从液管路内的所述从液的流量，进行数字输出，并且对所述从液管路内的所述从液的流量进行数字控制。
第一流量控制构件以及第二流量控制构件对主液管路内的主液的流量以及从液管路内的从液的流量进行数字控制，即控制主液管路内的主液的瞬间流量以及从液管路内的从液的瞬间流量。
所述的“预先确定的时间”为参照周期＝采样时间。
在本发明的比例混合***中，还具备瞬间流量值的算出构件、实际积算流量值的算出构件、推测积算流量值的算出构件。
瞬间流量值的算出构件进行下述处理：基于从所述第一流量控制构件和所述第二流量控制构件数字输出的所述主液管路内的所述主液的流量以及所述从液管路内的所述从液的流量，算出经过所述预先确定的时间后的时刻的所述主液的瞬间流量值以及所述从液的瞬间流量值。
实际积算流量值的算出构件进行下述处理：基于从所述第一流量控制构件和所述第二流量控制构件数字输出的所述主液管路内的所述主液的流量以及所述从液管路内的所述从液的流量，算出经过所述预先确定的时间后的时刻的所述主液的主液实际积算流量值以及所述从液的从液实际积算流量值。
推测积算流量值的算出构件进行下述处理：基于从所述第一流量控制构件和所述第二流量控制构件数字输出的所述主液管路内的所述主液的流量以及所述从液管路内的所述从液的流量，算出下述时刻的所述主液的预计的推测主液积算流量值以及所述从液的预计的推测从液积算流量值，所述时刻是与算出所述实际积算流量值的经过所述预先确定的时间后的时刻连续的接下来的所述预先确定的时间经过一次至多次的时刻。
并且，本发明的比例混合***具备第三流量控制构件，所述第三流量控制构件基于所述推测积算流量值的算出构件的算出结果和所述预先确定的混合比率，控制所述主液管路内的所述主液的流量及/或所述从液管路内的所述从液的流量。
由上述的结构构成的本发明的比例混合***的比例混合的控制方法为，不仅基于预定的参照周期(采样时间)经过时的主液及/或从液的流量(瞬间流量)进行管理，而且基于预定的参照周期(采样时间)经过时的主液及/或从液的积算流量进行管理，并将主液与从液进行比例混合。
作为上述的第三流量控制构件的一例，具备目标从液积算流量值的算出构件和目标从液瞬间流量值的算出构件。
目标从液积算流量值的算出构件使用所述推测积算流量值的算出构件算出的推测主液积算流量值和所述预先确定的混合比率，算出下述时刻的作为从液的目标的目标从液积算流量值，所述时刻是与算出所述实际积算流量值的经过所述预先确定的时间后的时刻连续的接下来的所述预先确定的时间经过一次至多次的时刻。例如，将所述推测主液积算流量值与所述预先确定的混合比率相乘，算出所述目标从液积算流量值。
而且，目标从液瞬间流量值的算出构件以与上述算出的所述目标从液积算流量值一致的方式算出作为所述从液管路内的所述从液的目标的目标从液瞬间流量值。
基于如此算出的目标从液瞬间流量值，控制所述第二流量控制构件，使所述从液管路内的所述从液的流量与上述算出的目标从液瞬间流量值一致。
而且，作为上述的第三流量控制构件的另一例，具备目标主液积算流量值的算出构件和目标主液瞬间流量值的算出构件。
目标主液积算流量值的算出构件使用所述推测积算流量值的算出构件算出的推测从液积算流量值和所述预先确定的混合比率，算出下述时刻的作为主液的目标的目标主液积算流量值，所述时刻是与算出所述实际积算流量值的经过所述预先确定的时间后的时刻连续的接下来的所述预先确定的时间经过一次至多次的时刻。例如，将所述推测从液积算流量值与所述预先确定的混合比率相乘，算出所述目标主液积算流量值。
而且，目标主液瞬间流量值的算出构件以与上述算出的所述目标主液积算流量值一致的方式算出作为所述主液管路内的所述主液的目标的目标主液瞬间流量值。
基于如此算出的目标主液瞬间流量值，控制所述第一流量控制构件，使所述主液管路内的所述主液的流量与上述算出的目标主液瞬间流量值一致。
另外，从液不限于单数或一个种类，多个或者两种以上的从液也能够通过同样的方法以高精度进行比例混合。
在本实施方式中，例如存在下述情况：与所述主液管路连接的所述从液管路由分别与输送各自不同的从液的多个从液泵连接的多个从液管路构成。
在该情况下，上述第二流量控制构件分别配备于所述多个从液管路，每隔所述预先确定的时间，检测所述多个从液管路内的所述多个从液各自的流量，进行数字输出，并且分别对所述多个从液管路内的所述多个从液的流量进行数字控制。
并且，上述的瞬间流量值的算出构件、所述实际积算流量值的算出构件以及所述推测积算流量值的算出构件分别基于从所述第一流量控制构件和所述多个第二流量控制构件数字输出的所述主液管路内的所述主液的流量以及所述多个从液管路内的所述多个从液各自的流量，算出经过所述预先确定的时间后的时刻的所述主液的瞬间流量值以及所述多个从液各自的瞬间流量值、所述主液的主液实际积算流量值和所述多个从液各自的从液实际积算流量值，并且算出下述时刻的所述主液的预计的推测主液积算流量值及/或所述多个从液的预计的各个推测从液积算流量值，所述时刻是与算出所述实际积算流量值的经过所述预先确定的时间后的时刻连续的接下来的所述预先确定的时间经过一次至多次的时刻。
并且，上述第三流量控制构件基于所述推测积算流量值的算出构件的算出结果和所述预先确定的混合比率，控制所述主液管路内的所述主液的流量及/或所述多个从液管路内的所述多个从液各自的流量
该情况下的第三流量控制构件具备的目标从液积算流量值的算出构件和目标从液瞬间流量值的算出构件分别使用所述推测积算流量值的算出构件算出的推测主液积算流量值和所述预先确定的混合比率，算出下述时刻的作为所述多个从液的目标的各个目标从液积算流量值，所述时刻是与算出所述实际积算流量值的经过所述预先确定的时间后的时刻连续的接下来的所述预先确定的时间经过一次至多次的时刻，以与上述算出的所述目标从液积算流量值一致的方式算出作为所述多个从液管路内的所述多个从液的目标的各个目标从液瞬间流量值。
并且，进行下述处理：基于如此算出的目标从液瞬间流量值，控制所述第二流量控制构件，使所述多个从液管路内的所述多个从液各自的流量与上述算出的目标从液瞬间流量值一致。
作为控制比例混合的***，在现有的单循环控制(图1)、级联控制(图2)中，始终是在将主液和从液的瞬间流量设定为目标值的基础上进行控制的。在这些现有的控制方式中，在主液、从液的流量因干扰而变动的情况下，均无法保证过去积算的混合比率。即，在现有技术中，仅重视使基于主液和从液的瞬间流量的混合比率与目标值一致。
相对于此，在本发明中，与现有的控制比例混合的***不同，采用的是利用积算流量而非主液和从液的瞬间流量来使积算流量的混合比率始终与目标值一致的控制方式(图3)。
通过根据主液和从液的流量计不仅脉冲输出瞬间流量而且也脉冲输出积算流量，从而在向数字控制器等输入并以各种方法计算后，以使基于主液和从液的积算流量的混合比率一定的方式，决定主液或从液的瞬间流量的设定值。
图4是表示图1图示的依靠现有的比例混合控制的响应例的概念图。在现有的控制比例混合的***中，仅着力于在短时间内使从液的瞬间流量与目标流量的误差(差异)减小。因此，某个周期的积算流量(偏差的积分值)并不为零(S1+S2+S3+S4＞0)。因此，不仅无法保证积算的误差，而且主液与从液的混合时间也有所流逝。
例如，在图4所示的情况下，从液的积算流量(偏差的积分值：S1+S2+S3+S4)与目标流量的误差(差异)大于零。即，在某一时刻，虽然从液的瞬间流量与目标流量一致，但是从液的积算流量仍超过目标流量，意味着混合(添加)了比目标流量多的从液。
图5是表示依靠本发明的比例混合控制的响应例的概念图。在本发明的控制比例混合的***中，从液的瞬间流量与目标流量的误差(差异)不是问题，识别出回溯到过去地积算的误差，并且根据过去的误差的趋势，推测未来的积算误差(参照周期)，控制(调整)从液的瞬间流量。因此，某个周期的积算流量(偏差的积分值)为零(S1+S2+S3＝0)。因而，在始终保证积算的误差的同时，主液与从液的混合时间流过。
例如，在图5所示的情况下，从液的积算流量(偏差的积分值：S1+S2+S3)与目标流量的误差(差异)为零。即，在某一时刻，虽然从液的瞬间流量与目标流量不一致，但是从液的积算流量成为与目标流量一致的状态，意味着在主液和从液的混合比率为一定的同时，混合(添加)主液和从液。
图11示出本发明的比例混合***1的概要结构的一例。通过由计算机构成的控制部控制上述第一流量控制构件10和第二流量控制构件11。
在由计算机构成的控制部具备：上述的瞬间流量值的算出构件2、实际积算流量值的算出构件3、推测积算流量值的算出构件4、第三流量控制构件5、目标从液积算流量值的算出构件6、目标从液瞬间流量值的算出构件7、目标主液积算流量值的算出构件8、目标主液瞬间流量值的算出构件9。
而且，在由构成控制部的计算机的硬盘、外部存储构件等形成的数据库12中，存储了关于主液和从液之间的混合而预先确定的混合比率等进行本发明的比例混合***的比例混合控制所需的信息，所述主液从主液泵经由主液管路被输送至混合器，所述从液经由与所述主液管路连接的从液管路自从液泵被输送至所述主液管路并被添加到所述主液中。
接着，使用图12、图13对本发明的比例混合***的比例混合控制的一例进行说明。
图13表示了本发明的***的一例，将被从主液泵20经由主液管路21输送至混合机26的主液和经由与主液管路21连接的多个从液管路23a、23b、23c被输送至主液管路21并添加到主液中的多个从液，按照预先确定的混合比率进行混合。
各从液管路23a、23b、23c分别与从液泵22a、22b、22c连接，从液泵22a、22b、22c分别输送不同的从液。将多个不同的从液按照预先确定的混合比率与主液混合。
图11中说明的第一流量控制构件10配备于主液管路21，每隔预先确定的时间(采样时间)，检测主液管路21内的主液的流量，进行数字输出，并且对主液管路21内的主液的流量进行数字控制。
而且，在图13图示的***中，图11中说明的第二流量控制构件11如附图标记11a、11b、11c所示地配备于各从液管路23a、23b、23c，每隔预先确定的时间(采样时间)，检测多个从液管路23a、23b、23c内的多个从液各自的流量，进行数字输出，并且分别对多个从液管路23a、23b、23c内的多个从液的流量进行数字控制。
首先，对仅将一种从液经由从液泵22a和从液管路23a混合的情况进行说明。在该情况下，依靠从液泵22b和从液管路23b、从液泵22c和从液管路23c的从液的供给不进行。
第一流量控制构件10以及第二流量控制构件11a每隔预先确定的时间(采样时间)，分别检测主液管路21内的主液的流量以及从液管路23a内的从液的流量，并进行数字输出(S1201)。
瞬间流量值的算出构件2基于来自第一流量控制构件10和第二流量控制构件11a的输出，算出经过了所述预先确定的时间后的时刻的主液的瞬间流量值以及从液的瞬间流量值(S1202)。
而且，实际积算流量值的算出构件3基于来自第一流量控制构件10和第二流量控制构件11a的输出，算出经过了所述预先确定的时间后的时刻的主液的主液实际积算流量值以及从液的从液实际积算流量值(S1203)。
接着，推测积算流量值的算出构件4基于来自第一流量控制构件10和第二流量控制构件11a的输出，算出下述时刻的主液的预计的推测主液积算流量值及/或从液的预计的推测从液积算流量值，所述时刻是与实际积算流量值的算出构件3算出实际积算流量值的经过了所述预先确定的时间后的时刻连续的、接下来的所述预先确定的时间经过一次至多次的时刻(S1204)。
接着，目标从液积算流量值的算出构件6将推测主液积算流量值和所述预先确定的混合比率相乘，算出下述时刻的作为从液的目标的目标从液积算流量值，所述时刻是与实际积算流量值的算出构件3算出实际积算流量值的经过了所述预先确定的时间后的时刻连续的、接下来的所述预先确定的时间经过一次至多次的时刻(S1205a)。
接着，目标从液瞬间流量值的算出构件7以与上述算出的目标从液积算流量值一致的方式算出作为从液管路23a内的从液的目标的目标从液瞬间流量值(S1206a)。
基于如此算出的目标从液瞬间流量值，第三流量控制构件5控制第二流量控制构件11a，使从液管路23a内的从液的流量与上述算出的目标从液瞬间流量值一致(S1207a)。
或者，目标主液积算流量值的算出构件8将推测从液积算流量值和所述预先确定的混合比率相乘，算出下述时刻的作为主液的目标的目标主液积算流量值，所述时刻是与实际积算流量值的算出构件3算出实际积算流量值的经过了所述预先确定的时间后的时刻连续的、接下来的所述预先确定的时间经过一次至多次的时刻(S1205b)。
接着，目标主液瞬间流量值的算出构件9以与上述算出的目标主液积算流量值一致的方式算出作为主液管路21内的主液的目标的目标主液瞬间流量值(S1206b)。
基于如此算出的目标主液瞬间流量值，第三流量控制构件5控制第一流量控制构件10，使主液管路21内的主液的流量与上述算出的目标主液瞬间流量值一致(S1207b)。
这样，在本发明中，在将主液与从液按照预先确定的混合比率混合的***中，所述主液从主液泵经由主液管路被输送至混合器，所述从液经由与所述主液管路连接的从液管路自从液泵被输送至所述主液管路并添加到所述主液中，不仅基于预定的参照周期(采样时间)经过时的主液及/或从液的流量(瞬间流量)进行管理，而且也基于预定的参照周期(采样时间)经过时的主液及/或从液的积算流量进行管理，并且对主液与从液进行比例混合。
经过上述的S1205a～S1207a的工序的控制为，根据过去的误差的趋势，推测未来的积算的误差(参照周期)，控制(调整)从液的瞬间流量，经过上述的S1205b～S1207b的工序的控制为，根据过去的误差的趋势，推测未来的积算的误差(参照周期)，控制(调整)主液的瞬间流量。
在不仅经由从液泵22a和从液管路23a供给、混合从液，而且经由从液泵22b和从液管路23b、从液泵22c和从液管路23c进行各自不同的多个从液的供给、混合的情况下，基于各自的第二流量控制构件11a、11b、11c的输出进行上述的S1201～S1204的工序以及S1205a、1206a的工序。基于由此算出的目标从液瞬间流量值，第三流量控制构件5分别控制第二流量控制构件11a、11b、11c，使从液管路23a、23b、23c内的各个从液的流量与上述算出的目标从液瞬间流量值一致(S1207a)，将主液与多个从液按照预先确定的混合比率混合。
实施例
在图6中示出了：在相对于主液供给、混合一种从液的情况下，假定在主液的瞬间流量变动时从液的瞬间流量跟随变动的状态，对于基于现有技术(模拟PID控制)和本发明的响应以计算机进行模拟的结果。
基于本发明的响应通过图12的S1205a～S1207a的工序说明的方法进行，即，根据过去的误差的趋势推测未来的积算的误差(参照周期)，控制(调整)从液的瞬间流量。
无论是在现有技术中还是在本发明中，均是在大约15秒的短时间内，从液的流量的变动跟随主液的流量的变动而成为稳定状态。在从液的流量相对于主液的流量迅速地反应的观点上，现有技术与本发明并无较大差异。
在图7中示出了：假定在主液的瞬间流量发生了变动的情况下从液的积算流量的误差变动的状态，对于基于现有技术(模拟PID控制)和本发明的响应以计算机模拟的结果。在现有技术和本发明中，积算流量的误差存在不同，与现有技术的从液的误差相比，本发明的从液的误差被抑制得较小。
在从液的瞬间流量的变动(图6)中，在现有技术中也好在本发明中也罢，均在大约15秒的短时间内跟随主液的流量的变动，从液的流量的变动成为稳定状态，但是在该时刻，现有技术的误差为3.5％，相对于此，本发明的误差为0.67％，明显更小。此时，在根据过去的误差的趋势推测未来的积算的误差(参照周期)以控制(调整)从液的瞬间流量的情况下，本发明的误差为0.003％，绝对地小，大致为零。
另外，在实际中，从液的泵的马达的响应性是流量的误差的主要原因，因此需要考虑到该马达的响应性来推测参照周期。
在图8中示出了：假定在主液的瞬间流量变动的情况下从液的积算流量跟随变动的状态，对于基于现有技术(模拟PID控制)和本发明的响应以计算机模拟的结果。基于本发明的响应通过以图12的S1205a～S1207a的工序说明的方法进行，即，根据过去的误差的趋势推测未来的积算的误差(参照周期)，控制(调整)从液的瞬间流量。
在现有技术与本发明中，积算流量的变动存在差异，现有技术的从液的积算流量与目标流量(理想流量)有较大不同，相对于此，本发明的从液的积算流量与目标流量同等，其误差大致为零。
在现有技术中，仅仅是使从液的瞬间流量在短时间中与目标流量一致的观点，在过去从液的流量过剩(添加了过多从液)的情况、过去从液的流量不足(添加的从液不够)的情况下，对该过与不足均无法保证。另外，在本发明中，模拟的结果如设计思想那样。
根据以上，可以说与现有技术相比，本发明能够以非常高的精度进行比例混合(比例添加)。
使用采用了以图12的S1205a～S1207a的工序说明的、根据过去的误差的趋势推测未来的积算的误差(参照周期)并控制(调整)从液的瞬间流量的方法的本发明的控制***和控制方法，验证了低粘度的流体(自来水)和高粘度的流体(糊***溶液)的实际混合(添加)精度。
图9是示出基于利用本发明的原理的控制***验证了低粘度的流体的实际混合(添加)精度的结果的图。
进行控制以使该混合试验装置的主液(自来水)的流量以150～300L/h变化，同时使从液(自来水)的流量相对于主液的流量为3％。
如图9(a)所示，即使是在使主液的流量(F_m)在短时间变化的情况下，从液的流量(F_s)也高精度地跟随主液的流量。而且，如图9(b)所示，即使主液与从液的积算流量的混合(添加)比率(R_sa)最大，也能够以0.2％左右的变动加以控制。
图10是示出基于利用本发明的原理的控制***验证了高粘度的流体的实际混合(添加)精度的结果的图。
进行控制以使该混合试验装置的主液(糊***溶液)的流量以3000～5000L/h变化，同时使从液(自来水)的流量相对于主液的流量为50％。
工业上的可利用性
根据本发明，即使是在主液、从液的流量因干扰而微量地变动的情况下，主液、从液的泵在短时间内频繁重复启动和停止的情况等时，均能够在极短时间内恢复适当的混合比率，使主液与从液混合，同时按照规格制造产品。
根据该情况，能够期待下述的效果。
由于添加物(不限于单数或一种从液，多个或两种以上的从液)的过量填充得到抑制而获得制造费的削减(消耗的削减)
由于添加物(不限于单数或一种从液，多个或两种以上的从液)的余量减少而获得出品率的提高(消耗削减)
由于适当的混合比率的维持而实现产品的均一性的确保
而且，能够期待下述的具体的用途。
将果汁、咖啡等浓缩还原的工序
将果肉、调味汁等与发酵奶、饮料混合的工序
将硬化剂、色素与粘接剂混合的工序
将洗涤剂彼此(两种以上的多种液体)混合的工序。

Claims (5)

1.一种比例混合***，该比例混合***是将主液和从液按照预先确定的混合比率进行混合的***，所述主液从主液泵经由主液管路被输送至混合器，所述从液自从液泵经由与所述主液管路连接的从液管路被输送至所述主液管路并被添加到所述主液中，其特征在于，
所述比例混合***具备：
第一流量控制构件，该第一流量控制构件配备在所述主液管路，每隔预先确定的时间，检测所述主液管路内的所述主液的流量并进行数字输出，并且对所述主液管路内的所述主液的流量进行数字控制；
第二流量控制构件，该第二流量控制构件配备在所述从液管路，每隔所述预先确定的时间，检测所述从液管路内的所述从液的流量并进行数字输出，并且对所述从液管路内的所述从液的流量进行数字控制；
瞬间流量值的算出构件，该瞬间流量值的算出构件基于从所述第一流量控制构件以及所述第二流量控制构件数字输出的所述主液管路内的所述主液的流量以及所述从液管路内的所述从液的流量，算出经过了所述预先确定的时间后的时刻的所述主液的瞬间流量值以及所述从液的瞬间流量值；
实际积算流量值的算出构件，该实际积算流量值的算出构件基于从所述第一流量控制构件以及所述第二流量控制构件数字输出的所述主液管路内的所述主液的流量以及所述从液管路内的所述从液的流量，算出经过了所述预先确定的时间后的时刻的所述主液的主液实际积算流量值以及所述从液的从液实际积算流量值；
推测积算流量值的算出构件，该推测积算流量值的算出构件基于从所述第一流量控制构件以及所述第二流量控制构件数字输出的所述主液管路内的所述主液的流量以及所述从液管路内的所述从液的流量，算出与算出所述实际积算流量值的经过了所述预先确定的时间后的时刻连续的接下来的所述预先确定的时间经过一次至多次的时刻的、所述主液的预测的推测主液积算流量值及/或所述从液的预测的推测从液积算流量值；以及
第三流量控制构件，该第三流量控制构件基于由所述推测积算流量值的算出构件获得的算出结果和所述预先确定的混合比率，控制所述主液管路内的所述主液的流量及/或所述从液管路内的所述从液的流量。
2.根据权利要求1所述的比例混合***，其特征在于，所述第三流量控制构件具备：
目标从液积算流量值的算出构件，该目标从液积算流量值的算出构件使用所述推测积算流量值的算出构件算出的推测主液积算流量值和所述预先确定的混合比率，算出与算出所述实际积算流量值的经过了所述预先确定的时间后的时刻连续的接下来的所述预先确定的时间经过一次至多次的时刻的、作为所述从液的目标的目标从液积算流量值；以及
目标从液瞬间流量值的算出构件，该目标从液瞬间流量值的算出构件以与所述算出的所述目标从液积算流量值一致的方式算出作为所述从液管路内的所述从液的目标的目标从液瞬间流量值，
所述比例混合***基于所述算出的目标从液瞬间流量值来控制所述第二流量控制构件，使所述从液管路内的所述从液的流量与所述算出的目标从液瞬间流量值一致。
3.根据权利要求1所述的比例混合***，其特征在于，所述第三流量控制构件具备：
目标主液积算流量值的算出构件，该目标主液积算流量值的算出构件使用所述推测积算流量值的算出构件算出的推测从液积算流量值和所述预先确定的混合比率，算出与算出所述实际积算流量值的经过了所述预先确定的时间后的时刻连续的接下来的所述预先确定的时间经过一次至多次的时刻的、作为所述主液的目标的目标主液积算流量值；以及
目标主液瞬间流量值的算出构件，该目标主液瞬间流量值的算出构件以与所述算出的所述目标主液积算流量值一致的方式算出作为所述主液管路内的所述主液的目标的目标主液瞬间流量值，
所述比例混合***基于所述算出的目标主液瞬间流量值来控制所述第一流量控制构件，使所述主液管路内的所述主液的流量与所述算出的目标主液瞬间流量值一致。
4.根据权利要求1所述的比例混合***，其特征在于，与所述主液管路连接的所述从液管路由与运送各自不同的从液的多个从液泵分别连接的多个从液管路构成，
所述第二流量控制构件分别配备在所述多个从液管路，每隔所述预先确定的时间，检测所述多个从液管路内的所述多个从液各自的流量并进行数字输出，并且对所述多个从液管路内的所述多个从液的流量分别进行数字控制，
所述瞬间流量值的算出构件、所述实际积算流量值的算出构件以及所述推测积算流量值的算出构件，分别基于从所述第一流量控制构件以及所述多个第二流量控制构件数字输出的所述主液管路内的所述主液的流量以及所述多个从液管路内的所述多个从液各自的流量，
算出经过了所述预先确定的时间的时刻的、所述主液的瞬间流量值以及所述多个从液各自的瞬间流量值、所述主液的主液实际积算流量值以及所述多个从液各自的从液实际积算流量值，并且，
算出与算出所述实际积算流量值的经过了所述预先确定的时间后的时刻连续的接下来的所述预先确定的时间经过一次至多次的时刻的、所述主液的预测的推测主液积算流量值及/或所述多个从液的预测的各个推测从液积算流量值，
所述第三流量控制构件基于由所述推测积算流量值的算出构件获得的算出结果和所述预先确定的混合比率，控制所述主液管路内的所述主液的流量及/或所述多个从液管路内的所述多个从液各自的流量。
5.根据权利要求4所述的比例混合***，其特征在于，所述第三流量控制构件具备：
目标从液积算流量值的算出构件，该目标从液积算流量值的算出构件使用所述推测积算流量值的算出构件算出的推测主液积算流量值和所述预先确定的混合比率，算出与算出所述实际积算流量值的经过了所述预先确定的时间后的时刻连续的接下来的所述预先确定的时间经过一次至多次的时刻的、作为所述多个从液的目标的各个目标从液积算流量值；以及
目标从液瞬间流量值的算出构件，该目标从液瞬间流量值的算出构件以与所述算出的所述目标从液积算流量值一致的方式算出作为所述多个从液管路内的所述多个从液的目标的各个目标从液瞬间流量值，
所述比例混合***基于所述算出的目标从液瞬间流量值来控制所述第二流量控制构件，使所述多个从液管路内的所述多个从液各自的流量与所述算出的目标从液瞬间流量值一致。
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