JP3426670B2 - 原液連続流量制御装置 - Google Patents

原液連続流量制御装置

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JP3426670B2 JP29451793A JP29451793A JP3426670B2 JP 3426670 B2 JP3426670 B2 JP 3426670B2 JP 29451793 A JP29451793 A JP 29451793A JP 29451793 A JP29451793 A JP 29451793A JP 3426670 B2 JP3426670 B2 JP 3426670B2
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昇吾 山口
卓 伊藤
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、飲料水,薬溶液等の製
造時における原液調合時に、原液の流量を連続的に制御
するために用いる原液連続流量制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、飲料水等を作る際に用いるシロッ
プ等原液の連続調合時には、図3の系統図に示すよう
に、原液を容れた容器103からの原液を、あらかじめ
設定した設定値に対応し、サーボモータ101駆動の定
量ポンプ102の回転によって、払出流路104を経て
一定流量で払出す。その際、原液の流量に対応した出力
を発生する払出流路104上の流量計105からの出力
信号に基づいて、制御装置106からの出力によってサ
ーボモータ101をフィードバック制御し、これによっ
て、原液の連続払出流量があらかじめ設定した設定値に
なるように制御している。一方、容器103から払出さ
れる原液払出流量が、全体として設定値どり連続制御
されているかどうかは、常にロードセル107によって
監視されるとともに、目標値が数時間の間隔で作業員の
手動操作によって修正制御されて、他の原液の払出しと
一致した取り切り制御が行われている。この図3による
全体系統図における原液払出流量制御回路を模式図的に
示すと図4のようになる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】したがって、この場
合、原液の払出流量は、他の原液の取り切りを含めて高
精度に制御されている。しかしながら、このように高精
度で制御できるのは、原液の粘度が変化しない一定温度
下にあっての制御であるからであって、温度が変化し原
液の粘度が変化した場合には、定量ポンプ102の液体
の漏れ量が変化するので、サーボモータ101の回転数
が一定でも、定量ポンプ102からの払出流量が変化し
て、設定値に対応した一定流量を保持することができな
い。さらに、流量計106自体が温度係数を持ち、実流
量を一定に保つことができないという問題もある。その
ための対策として、現状では、原液を容れた容器103
を含む調合用原液連続流量制御装置108全体を恒温室
109に設置するものも知られている。しかし、これで
は恒温室109を含む装置全体が大型になるばかりか、
恒温室109の維持に相当の費用を要し、しかも、運転
開始の立ち上がりには、原液及び機器を含む室内全体の
温度が安定した定常状態に達するまでに相当の時間を要
し、これが飲料水等の生産性を低下させるばかりか、そ
の生産コストをも高くする問題がある。さらに、数日分
の製造量を保有する原液タンクを持つ本装置の使用状態
におけるロードセルの分解能は払出し流量の数分間分に
相当し、ロードセルで払出し流量を制御できないという
問題もある。
【0004】本発明はこのような事情に鑑みて提案され
たもので、恒温室を備えなくても温度変化に対して制御
遅れが少なく安定した流量制御を行うことができ、しか
も、高精度に取り切り制御をも行うことができる低コス
トかつ省人省力で経済的な原液連続流量制御装置を提供
することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】そのために請求項1に係
る本発明の原液連続流量制御装置は、容器に容れられた
原液を定量ポンプによって払い出す払出流路上に付設さ
れ上記原液の流量に対応した出力を発生する流量計と、
上記払出流路を流れる原液の温度に対応した出力を発生
する温度計と、上記流量計の出力信号と上記温度計の
力信号とに基づいて、流量が変化する前の温度変化を検
知して上記定量ポンプが払い出す上記原液の流量設定値
、温度による上記原液の粘度変化に対応して上記流量
計自体の温度補正も含めて正し、補正した後の流量設
定値によって上記定量ポンプが払い出す上記原液の流量
を予測制御する制御装置と、を備えたことを特徴とす
る。
【0006】また、請求項2に係る本発明の原液連続流
量制御装置は、請求項1に記載の原液連続流量制御装置
において、上記原液を容れた上記容器の重量に対応した
出力を発生するロードセルと、同ロードセルからの出力
信号に基づいて検出された原液払出重量が、あらかじめ
設定された流量に対応して得られる原液払出重量と一致
するように、上記定量ポンプが払い出す上記原液の流
設定値を所定時間間隔ごとに自動修正する制御装置と、
を備えたことを特徴とする。
【0007】
【作用】このように構成された原液連続流量制御装置に
よれば、原液の払出流量はあらかじめ設定した設定値
と、同設定値と流量計からの出力信号に基づいた制御装
置からの出力によるサーボモータのフィードバック制御
によって、定量ポンプからはあらかじめ設定した設定量
の原液が高精度に払出される。
【0008】一方、この払出流路上において、原液の温
度が変化した場合、従来では、流量計により流量変化を
検出してから設定値が補正されるため、制御に若干の遅
れが生るのであるが、本発明の場合、流量が変化する
前の温度変化を検知して、流量設定値を温度による原液
の粘度変化に対応して補正するとともに、さらに流量計
自体の温度補正も含めたものとして、この補正した流量
設定値によって定量ポンプのサーボモータを予測制御す
る。
【0009】その結果、払出流量は温度変化によって流
量変化が生る前に流量設定値が補正されて、安定した
一定流量を保持することができる。しかも、原液を容れ
た容器の重量に対応したロードセルからの出力信号によ
って原液払出重量が検出されるとともに、この検出信号
が制御装置に入力される結果、原液払出流量はあらかじ
め設定された流量に対応して得られる原液の連続払出流
量と一致するように、前記流量計と温度計とによる流量
制御に対して、その目標値を数時間間隔ごとに自動修正
される。その結果、原液払出流量を、温度の安定した状
態では、流量計からの出力信号に基づいて高精度にフィ
ードバック制御し、温度変化があった場合には制御遅れ
を生ることなく、温度計からの出力信号に基づいて高
精度に予測制御するとともに、調合する他の原液との取
り切りをも高精度に制御することができる。
【0010】
【実施例】本発明の一実施例を図面について説明する
と、図1はその全体系統図、図2は図1の模式的制御回
路図である。
【0011】まず、図1において容器2に容れられた原
液3を定量ポンプ1の回転によって払出す払出流路4上
には、原液3の流量に対応した出力を発生する流量計5
と、払出流路4を流れる原液3の温度に対応した出力を
発生する温度計6とが取り付けられ、前記流量計5と温
度計6からの出力信号に基づいた制御装置7からの出力
は定量ポンプ1駆動用サーボモータ8に入力され、定量
ポンプ1の回転数を温度による原液3の粘度変化に影響
されることなく、あらかじめ設定された流量に対応して
制御する。
【0012】また、原液3を容れた容器2の重量に対応
した出力信号を発生するロードセル9からの出力は制御
装置7に入力され、同制御装置7は、ロードセル9から
の出力信号に基づいて検出された原液払出重量が、あら
かじめ設定された流量に対応して得られる原液払出重量
と一致するように、前記流量計5と温度計6による流量
制御に対して、その目標値を数時間間隔ごとに自動修正
する。それ故、図1の制御回路を模式図的に示すと図2
のようになる。
【0013】このような装置において、図1〜図2に示
すように、原液3の払出流量は、あらかじめ設定した制
御装置7の設定値と、同設定値と流量計5からの出力信
号に基づいた制御装置7からの出力によるサーボモータ
8のフィードバック制御とによって、定量ポンプ1から
は、あらかじめ設定した設定量の原液が高精度に払出さ
れる。一方、この払出途上において、原液3の温度が変
化した場合、従来では、流量計5により流量変化を検出
してから設定値が補正されるので、制御に若干の遅れが
生じたのであるが、本実施例の場合には、流量が変化す
る前の温度変化を検知して、流量設定値を温度による原
液3の粘度変化に対応して補正するとともに、さらに流
量計自体の温度補正も含めたものとして、この補正した
流量設定値によって定量ポンプ1のサーボモータ8を予
測制御する。
【0014】その結果、原液3の払出流量は温度変化に
よって流量変化が生る前に流量設定値が補正されて安
定した一定流量を保持することができる。しかも、原液
3を容れた容器2の重量に対応したロードセル9からの
出力信号によって原液払出重量が検出されるとともに、
この検出信号が制御装置7に入力される結果、原液払出
流量はあらかじめ設定された流量に対応して得られる原
液3の連続払出流量と一致するように、前記流量計5と
温度計6による流量制御に対して、その目標値数時間
間隔ごとに自動修正される。
【0015】その結果、原液払出流量を、温度の安定し
た状態では、流量計5からの出力信号に基づいて高精度
にフィードバック制御し、温度変化があった場合には、
制御遅れを生ることなく、温度計6からの出力信号に
基づいて高精度に予測制御するとともに、調合する他の
原液との取り切りをも高精度に制御する。
【0016】結局、本発明は、従来知られていた図4に
示した原液払出流量のフィードバック制御回路を図2に
示すような構造に改めたことにあり、その技術構成上の
差異は、下記の点にある。すなわち、図4に示したよう
に、原液の流量計の出力に基づいて制御装置により、サ
ーボモータを介して定量ポンプの回転数のフィードバッ
ク制御を行うとともに、図2に示したように、定量ポン
プでの上流における温度計の出力及び容器の重量を検出
するロードセルの出力に基づいて制御装置によりサーボ
モータを介して定量ポンプの回転数のフィードフォワー
ド制御を行うのである。このような流量のフィードバッ
ク制御と、温度及び容器重量のフィードフォワード制御
との併用により、本発明では、流量の変動に対してはフ
ィードバックにより、温度の変動に対しては予測制御に
より、それぞれ定量ポンプの流量制御遅れが少なく、高
精度で、経済的な流量の制御を可能とした。
【0017】
【発明の効果】その結果、本発明は、恒温室を備えなく
ても温度変化に対して安定した流量制御を制御遅れを生
ることなく行うことができ、しかも、高精度に取り切
り制御をも行うことができる効果がある。
【0018】要するに請求項1に係る発明の原液連続流
量制御装置によれば、容器に容れられた原液を定量ポン
プによって払い出す払出流路上に付設され上記原液の流
量に対応した出力を発生する流量計と、上記払出流路を
流れる原液の温度に対応した出力を発生する温度計と、
上記流量計の出力信号と上記温度計の出力信号とに基づ
いて、流量が変化する前の温度変化を検知して上記定量
ポンプが払い出す上記原液の流量設定値、温度による
上記原液の粘度変化に対応して上記流量計自体の温度補
正も含めて正し、補正した後の流量設定値によって上
記定量ポンプが払い出す上記原液の流量を予測制御する
制御装置と、を備えたことにより、恒温室を備えなくて
も温度変化に対して制御遅れが少なく安定した流量制御
を行うことができ、しかも、高精度に取り切り制御をも
行うことができる低コストかつ省人省力で経済的な原液
連続流量制御装置を得るから、本発明は産業上極めて有
益なものである。
【0019】また、請求項2に係る発明の原液連続流量
制御装置によれば、請求項1に記載の原液連続流量制御
装置において、上記原液を容れた上記容器の重量に対応
した出力を発生するロードセルと、同ロードセルからの
出力信号に基づいて検出された原液払出重量が、あらか
じめ設定された流量に対応して得られる原液払出重量と
一致するように、上記定量ポンプが払い出す上記原液
量設定値を所定時間間隔ごとに自動修正する制御装置
と、を備えたことにより、恒温室を備えなくても温度変
化に対して制御遅れが少なく安定した流量制御を行うこ
とができ、しかも、高精度に取り切り制御をも行うこと
ができる低コストかつ省人省力で経済的な原液連続流量
制御装置を得るとともに、原液払出重量が、ロードセル
により高精度で計測されるから、本発明は産業上極めて
有益なものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の原液連続流量制御装置の説
明図である。
【図2】図1の原液連続流量の模式図的制御回路図であ
る。
【図3】従来の調合用原液連続流量制御装置と恒温室の
説明図である。
【図4】図3の原液連続流量制御装置の模式図的制御回
路図である。
【符号の説明】
1 定量ポンプ 2 容器 3 原液 4 払出流路 5 流量計 6 温度計 7 制御装置 8 サーボモータ 9 ロードセル 10 原液連続流量制御装置
フロントページの続き (72)発明者 舘 栄二 愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道1番 地 三菱重工業株式会社 名古屋機器製 作所内 (72)発明者 伊藤 靖史 愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道1番 地 三菱重工業株式会社 名古屋機器製 作所内 (56)参考文献 特開 昭62−294458(JP,A) 特開 平2−142458(JP,A) 特開 昭59−213468(JP,A) 特開 平4−209016(JP,A) 特開 平4−49108(JP,A) 特開 平5−311614(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01J 4/00 - 4/02 G05D 7/06

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 容器に容れられた原液を定量ポンプによ
    って払い出す払出流路上に付設され上記原液の流量に対
    応した出力を発生する流量計と、上記払出流路を流れる
    原液の温度に対応した出力を発生する温度計と、上記流
    量計の出力信号と上記温度計の出力信号とに基づいて、
    流量が変化する前の温度変化を検知して上記定量ポンプ
    が払い出す上記原液の流量設定値、温度による上記原
    液の粘度変化に対応して上記流量計自体の温度補正も含
    めて正し、補正した後の流量設定値によって上記定量
    ポンプが払い出す上記原液の流量を予測制御する制御装
    置と、を備えたことを特徴とする、原液連続流量制御装
    置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の原液連続流量制御装置に
    おいて、上記原液を容れた上記容器の重量に対応した出
    力を発生するロードセルと、同ロードセルからの出力信
    号に基づいて検出された原液払出重量が、あらかじめ設
    定された流量に対応して得られる原液払出重量と一致す
    るように、上記定量ポンプが払い出す上記原液の流量設
    定値を所定時間間隔ごとに自動修正する制御装置と、を
    備えたことを特徴とする、原液連続流量制御装置。
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