JP6771740B2 - 穀物調製機械の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、穀物調製機械の制御装置に関する。

従来、もみすり機、穀物乾燥機、光学式選別機、穀物選別計量機など複数機種の穀物調製機械に対応した共通の制御装置を提供することにより、量産コストを低減させることを目的とした穀物調製機械の制御装置がある（特許文献１）。

このものは、もみすり機、穀物乾燥機、光学式選別機及び穀粒選別計量機など穀物調製機械のそれぞれの機種に対応して設計した複数の入出力インターフェース基板の中から、対象となる入出力インターフェース基板を一つ選び、その選んだ一つの入出力インターフェース基板の機械が運転可能となるよう当該入出力インターフェース基板と接続される共通化メイン制御基板を備えた穀物調製機械の制御装置であって、前記入出力インターフェース基板と前記共通化メイン基板との間は、シリアル通信線により接続され、前記共通化メイン基板は、マンマシンインターフェースとしての液晶タッチスクリーンが接続されるとともに、少なくとも中央演算制御手段と、電気的に書き込み・消去可能な記憶手段と、データを一時的に保存する一時記憶手段とを備えたハードウェアが搭載され、該ハードウェアには、前記選択した機械の運転制御を行うアプリケーションソフトウェアがインストールされていることを特徴とする穀物調製機械の制御装置の構成としている。

これにより、記憶容量が少なくて済み、製造コストの大幅な削減が可能となる。専用のハードウェアやオペレーティングシステム（Operating System、ＯＳ）を変える必要もなく、極めて簡単に機種変更の設定を行うことができる、といった利点がある。

しかしながら、上記特許文献１では、それぞれの機械に個別に操作部を備えることを前提としており、機械のオペレータや作業者は、作業の都度、機械の操作盤の近辺に行って操作パネルを操作して運転を始めなければならないといった不都合があった。

特開２０１５−１８７８１８号公報

本発明は上記問題点にかんがみ、穀物調製機械に個別に操作部を備えることなく、一つの端末により、穀物乾燥機、籾摺り機、光学式選別機及び穀粒選別計量機など複数の穀物調製機械を運転することができる穀物調製機械の制御装置を提供することを技術的課題とする。

上記課題を解決するため本発明は、収穫後の穀物の調製・加工を行う穀物調製機械の制御装置であって、該穀物調製機械の各種モータ類，センサ類の制御を可能とするメイン基板と、前記穀物調製機械から離れた場所で無線により遠隔操作可能な操作用端末と、により構成され、前記メイン基板は、穀物乾燥機、籾摺り機、光学選別機、穀粒選別計量機及び精米機のいずれの穀物調製機械でも使用することのできる共通化メイン基板とする、という技術的手段を講じた。
より具体的には、本発明は、収穫後の穀物の調製・加工を行う穀物調製機械の制御装置であって、該穀物調製機械の各種モータ類，センサ類の制御を可能とするメイン基板と、前記穀物調製機械から離れた場所で無線により遠隔操作可能な操作用端末と、により構成され、前記メイン基板は、穀物乾燥機、籾摺り機、光学選別機、穀粒選別計量機及び精米機のいずれの穀物調製機械でも使用することのできる共通化メイン基板であり、前記操作用端末には、前記複数の穀物調製機械を操作するための操作用アプリケーションが組み込まれ、該操作用アプリケーションを立ち上げると、前記操作用端末の操作用液晶画面には、各穀物調製機械を一斉に停止させる一斉停止ボタン、各穀物調製機械を個別にオン・オフ動作させるオン・オフボタン、及び各穀物調製機械を個別に設定する設定画面が出現するように設定され、前記設定画面は、各穀物調製機械の各操作工程を選択できるボタンや、その際の各種条件を設定できるボタンを有しており、前記操作用端末には、各穀物調製機械から一定時間毎に信号が送信され、前記操作用端末は、前記信号が検知されなかった場合はアラームを出すべく構成され、加えて、前記操作用端末には、連動運転ボタンが設けられ、穀物が搬入されたときから穀物が搬出されるまでに使用される各穀物調製機械が連動すべく制御されることを特徴としている。

請求項２記載の発明は、前記操作用端末には、前記複数の穀物調製機械を操作するための操作用アプリケーションが組み込まれ、該操作用アプリケーションを立ち上げると、前記操作用端末の操作用液晶画面には、各穀物調製機械を一斉に停止させる一斉停止ボタン、各穀物調製機械を個別にオン・オフ動作させるオン・オフボタン、及び各穀物調製機械を個別に設定する設定画面が出現するように設定されていることを特徴とする。
より具体的には、本発明は、収穫後の穀物の調製・加工を行う穀物調製機械の制御装置であって、該穀物調製機械の各種モータ類，センサ類の制御を可能とするメイン基板と、前記穀物調製機械から離れた場所で無線により遠隔操作可能な操作用端末と、により構成され、前記メイン基板は、穀物乾燥機、籾摺り機、光学選別機、穀粒選別計量機及び精米機のいずれの穀物調製機械でも使用することのできる共通化メイン基板であり、前記操作用端末には、前記複数の穀物調製機械を操作するための操作用アプリケーションが組み込まれ、該操作用アプリケーションを立ち上げると、前記操作用端末の操作用液晶画面には、各穀物調製機械を一斉に停止させる一斉停止ボタン、各穀物調製機械を個別にオン・オフ動作させるオン・オフボタン、及び各穀物調製機械を個別に設定する設定画面が出現するように設定され、前記設定画面は、各穀物調製機械の各操作工程を選択できるボタンや、その際の各種条件を設定できるボタンを有しており、各穀物調製機械とサーバコンピュータとがインターネットあるいは仮想プライベートネットワークを用いて接続され、前記操作用端末を用いて、前記サーバコンピュータのデータベースに操作する各穀物調製機械の運転指示フラグ領域を予め作っておき、各穀物調製機械は自分の運転指示フラグを一定時間毎に見て、運転指示フラグが「運転」を指示していると各穀物調製機械を運転し、運転指示フラグが「停止」を指示していると各穀物調製機械を停止する
ことを特徴としている。

請求項３記載の発明は、前記設定画面が、該設定画面を操作者が指タッチで横にスライドさせると、各穀物調製機械に固有の設定画面が出現するように構成されていることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、穀物調製機械が、穀物共同乾燥調製施設又はライスセンタであることを特徴とする。

本発明によれば、穀物調製機械の各種モータ類，センサ類の制御を可能とするメイン基板と、前記穀物調製機械から離れた場所で無線により遠隔操作可能な操作用端末と、により構成され、前記メイン基板は、穀物乾燥機、籾摺り機、光学選別機、穀粒選別計量機及び精米機のいずれの穀物調製機械でも使用することのできる共通化メイン基板としたので、穀物調製機械に個別に操作部を備えることなく、操作用端末一つにより、各穀物調製機械に共通した共通化メイン基板を介して各穀物調製機械に操作の指令を送信することができる。これにより、機械のオペレータや作業者は、作業の都度、機械の操作盤の近辺に行って操作パネルを操作して運転を始めなければならないといった不都合は無くなる。作業者は、一カ所で各穀物調製機械の操作ができるということになる。

また、各穀物調製機械には、操作ボタンが無いため、製品のコストが低減でき、市場に安価な製品を供給することができる。

請求項２記載の発明によれば、操作用端末には、前記複数の穀物調製機械を操作するための操作用アプリケーションが組み込まれ、該操作用アプリケーションを立ち上げると、前記操作用端末の操作用液晶画面には、各穀物調製機械を一斉に停止させる一斉停止ボタン、各穀物調製機械を個別にオン・オフ動作させるオン・オフボタン、及び各穀物調製機械を個別に設定する設定画面が出現するように設定されているから、機械のモデルチェンジなどで操作盤などが変更した場合に新たな部品を開発する必要はなく、操作用アプリケーションの変更のみで仕様変更が可能であり、複数台、複数機種の変更がある場合でも安価に操作部の変更が可能となる。

請求項３記載の発明によれば、設定画面が、該設定画面を操作者が指タッチで横にスライドさせると、各穀物調製機械に固有の設定画面が出現するように構成されているから、簡単な操作（スワイプさせる）で各穀物機械に固有の操作の設定画面に切り替えることができ、ユーザーにとっては、操作用端末一つで、しかも、簡単な操作で複数の穀物調製機械の操作ができ、極めて利便性がよくなる。

請求項４記載の発明によれば、穀物調製機械が、穀物共同乾燥調製施設又はライスセンタであるから、穀物共同乾燥調製施設又はライスセンタなど複数の穀物調製機械を保有していたとしても、操作用端末一つで、各穀物調製機械に操作の指令を送信することができる。また、操作用端末一つで運転情報、運転履歴表示、異常停止情報など様々な情報を取得することができる。

本発明の穀物調製機械の制御装置における概念図である。 制御装置における概略ブロック図である。 各機種ごとの操作用の設定画面を表示したものである。 本発明を穀物共同乾燥調製施設やライスセンタなどに適用した概念図である。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の穀物調製機械の制御装置における概念図であり、図２は制御装置における概略ブロック図であり、図３は各穀物調製機械を選択したときの個別設定画面遷移図である。

図１に示すように、本発明の穀物調製機械の制御装置１は、収穫後の穀物の変質防止、貯蔵性，加工性の向上を目的とした穀物乾燥機２や、籾から籾がらを脱離して玄米へ加工することを目的とした籾摺り機３や、籾摺り後の玄米から不良粒や異物を光学的に選別する光学選別機４や、光学選別後の玄米に含まれる小米、砕粒などを選別除去するとともに、計量・袋詰めを行う選別計量機５や、そのほか、玄米から糠層を除去して精米にする精米機（図示せず）などに適用することができる。

図２に示すように、制御装置１は、各穀物調製機械２〜５に組み込まれている共通化メイン基板６と、無線により遠隔操作可能であって本体と液晶画面が一体の画面を直接タッチして操作が可能な操作用端末（タブレット）７と、により主要部が構成される。共通化メイン基板６には、少なくとも中央演算制御装置（ＣＰＵ）８と、前記操作用端末（タブレット）７と通信可能な通信モジュール９と、各穀物調製機械２〜５の各種モータ類，センサ類が電気的に接続される入出力インターフェース基板１０とが備えられる。

図２に示す操作用端末（タブレット）７は、穀物調製機械操作用のアプリケーションソフトを立ち上げると、液晶画面７ａ上には、下から一斉停止ボタン１１、各穀物調製機械の個別のオン・オフボタン１２、各穀物調製機械の個別の設定画面１３が出現するようになる。一斉停止ボタン１１は、各穀物調製機械が稼動しているときに緊急停止する必要がある場合の非常停止の役目を果たすものである。オン・オフボタン１２は、各穀物調製機械のオン・オフ操作を行うもので、例えば、運転中は赤色が点灯し、停止中は緑色が点灯させるとよい。設定画面１３は、各穀物調製機械の各操作工程を選択できるボタンや、その際の各種条件を設定できるボタンを有するものである。例えば、図２では、穀物乾燥機の操作工程として「張込をはじめる」、「循環をはじめる」、「乾燥をはじめる」、「排出をはじめる」のボタンを備えたり、穀物乾燥機の乾燥条件として乾燥速度ボタン「速い」「普通」「遅い」や、穀物品種ボタン「もみ」「麦」「大麦」や、目標水分値設定ボタン「１５．０％」などを備えることができる。

前記設定画面１３は、タッチで横にスライドさせる（スワイプさせる）と、各機種ごとの画面が表示されるようになる（図３）。すなわち、符号１３−ａは図２と同様の穀物乾燥機２に係る設定画面であり、符号１３−ｂは籾摺り機３に係る設定画面であり、符号１３−ｂは光学選別機４に係る設定画面である。

操作用端末（タブレット）７には、ｉＯＳ（登録商標）、Ａｎｄｒｏｉｄ（登録商標）、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）、Ｍｏｂｉｌｅ（登録商標）などの広く知られているＯＳ（Operating System）を採用し、インストールしておくことができる。また、共通化メイン基板６と操作用端末（タブレット）７との間で使用する通信の種類は、一般に流通しているＷｉｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、９２０ＭＨｚ帯のサブギガ帯などの無線回線を使用することができる。操作用端末（タブレット）７は、各穀物調製機械２〜５を設置している場所に近い近距離（例えば、数メートル〜数十メートル）に配置されることを想定している。

一方で、操作用端末（タブレット）７は、無線通信により携帯電話基地局を介してインターネット１４に接続することができる。インターネット１４には、遠隔監視サーバ１５が接続されていて、操作用端末（タブレット）７から各穀物調製機械２〜５の運転情報、運転履歴表示、異常停止情報など様々な情報を遠隔監視サーバ１５に蓄積することができる。すなわち、操作用端末（タブレット）７がルーター（異なるネットワーク同士を相互接続するネットワーク機器）としての役目を果たす。

インターネット１４には、さらに、ユーザが所有している携帯端末（携帯電話、スマートフォン）１６が接続され、各穀物調製機械２〜５から遠く離れた場所（例えば、数キロ以上離れた場所。海外でもよい。）から運転状況や、機械に異常が発生した場合や作業が終了した場合に、ｅ−ｍａｉｌなどを使用してメールで機械の異常や作業終了をユーザに知らせることができる。

さらに、操作用端末（タブレット）７は、図４に示すように、複数の穀物乾燥機群２−ｎ、複数の籾摺り機群３−ｎ、複数の光学選別機群４−ｎ、複数の選別計量機群５−ｎを配設したような穀物共同乾燥調製施設やライスセンタなどにおいても適用することができる。このとき、操作用端末（タブレット）７は、一連の機械を集中コントロールする中央操作盤に匹敵する膨大な情報も処理できるようになっている。これら複数の穀物乾燥機群２-ｎ、複数の籾摺り機群３−ｎ、複数の光学選別機群４−ｎ、複数の選別計量機群５−ｎは前記インターネット１４に接続されていてもよい。

さらに、前記インターネット１４には、荷受計量機（図示せず）や、計測機器である穀粒判別機（図示せず）や、コメのおいしさの度合いを測る食味値などを算出する食味測定装置（食味計（登録商標）、図示せず）が接続されていてもよい。

各穀物調製機械２〜５からは、一定時間毎に信号（例えば、機械２〜５自身が正常に稼動していることを外部に知らせるために送るハートビート信号）が送信されていて、操作用端末（タブレット）７は、その信号を受けて応答を返すという動作になる。操作用端末（タブレット）７側に登録している機械２〜５のハートビート信号が検知されなかった場合は、アラーム（警告）を出して作業者に知らせるようにするとよい。アラーム信号を発信するとともに、停止処理などの安全動作をとれるようにしてもよい。

また、操作用端末（タブレット）７に、「連動運転ボタン」を設けておき、穀物が搬入されたときから穀物が搬出されるまでに使用される各調製機械２〜５が連動する(例えば、穀物乾燥機２が駆動して２０時間後に籾摺り機３が駆動し、籾摺り機４が駆動後に１０分経過後に光学選別機４が駆動し、光学選別機４が駆動して５分後に選別計量機５が駆動する、といった連動制御)制御としてもよい。

そのほか、以下のことが想定され得る。
１．各調製機械にはLANと接続でき、かつインターネットと接続できる制御装置を搭載する。
２．外部のデータセンターなどの安全な場所に調製機械の運転情報と運転履歴情報をデータベースに記録するデータサーバと、スマートフォンやタブレット等の情報端末やインターネットと接続されたPCからそれらの情報を見るためのＷｅｂサービスを提供するＷｅｂサーバと、遠隔監視、遠隔操作、運転履歴表示、異常通報メール配信等のサービスを提供するアプリケーションサーバから構成されるサーバを設ける。
３．施設側に各調製機械とサーバを接続するためのインターネットに接続したPCを設ける。
４．このPCはルータの役目として、各調製機械とサーバをインターネットで接続する。
５．このPCでWebブラウザを使って、サーバと通信して各調製機の状態や運転操作をおこなうことが出来る。
６．各機械とサーバコンピュータの通信経路は内容を暗号化してインターネットを利用するか、またはVPN（仮想プライベートネットワーク）を使用して、外部からの侵入、成りすまし、覗き見を防ぐ。
７．操作者が各調製機械を監視する仕組みは、PCのWebブラウザから見たい情報や操作したい機器の情報をインターネットでサーバコンピュータに送り、サーバコンピュータは要求された情報を施設側のWebブラウザに返し、操作者は目的の情報を得ることができる。
８．操作者が各機械の操作をする仕組みは、サーバコンピュータのデータベースに操作する機械の運転指示フラグ領域を予め作っておき、各機械は自分の運転指示フラグを一定時間毎に見て、フラグが「運転」を指示していていると機械を運転し、フラグが「停止」を指示していると機械を停止する。
９．操作者はサーバ上のそのフラグをインターネットに接続したコンピュータから変更することにより、機械の操作を行うことができる。
１０．監視している調製機械で異常が発生した場合や作業が終了した場合などは登録しているメールアドレスにメールで異常や終了などを知らせる。
１１．制御サーバから各機械の制御ソフトを更新する機能を持つ。
１２．制御サーバを利用して保守メンテナンスサービスを利用者に提供する。
１３．施設側のPCは、インターネットができる一般的なPCが使えるので、安価にできる。
１４．施設側PCには操作や表示するソフトおよび運転データなどの重要な機能のものはないので、故障や盗難にあったとしても、代わりのPCを用意すればすぐに使用することができる。
１５．施設監視、操作ソフトウェアの実体はサーバコンピュータにあるので、変更をするときは現場にいく必要がないので手間が掛からない。
１６．手持ちのスマートフォンからサーバコンピュータにアクセスすれば、遠隔で施設の機械の運転を監視、操作することができる。

以上のように本実施形態によれば、穀物調製機械２〜５の各種モータ類，センサ類の制御を可能とするメイン基板と、穀物調製機械２〜５から離れた場所で無線により遠隔操作可能な操作用端末７と、により構成され、メイン基板は、穀物乾燥機２、籾摺り機３、光学選別機４、穀粒選別計量機５及び精米機のいずれの穀物調製機械でも使用することのできる共通化メイン基板６…としたので、穀物調製機械２〜５に個別に操作部を備えることなく、操作用端末７一つにより、各穀物調製機械２〜５に共通した共通化メイン基板６…を介して各穀物調製機械に操作の指令を送信することができる。これにより、機械のオペレータや作業者は、作業の都度、機械の操作盤の近辺に行って操作パネルを操作して運転を始めなければならないといった不都合は無くなる。作業者は、一カ所で各穀物調製機械の操作ができるということになる。

本発明は、農家において使用される穀物調製機械、穀物共同乾燥調製施設（カントリーエレベータ（ＣＥ））、精米工場又は食品工場などで適用することができる。

１ 制御装置
２ 穀物乾燥機
３ 籾摺り機
４ 光学選別機
５ 選別計量機
６ 共通化メイン基板
７ 操作用端末（タブレット）
８ 中央演算制御装置（ＣＰＵ）
９ 通信モジュール
１０ 入出力インターフェース基板
１１ 一斉停止ボタン
１２ オン・オフボタン
１３ 設定画面
１４ インターネット
１５ 遠隔監視サーバ
１６ 携帯端末（携帯電話、スマートフォン）

Claims (4)

1. 収穫後の穀物の調製・加工を行う穀物調製機械の制御装置であって、
   該穀物調製機械の各種モータ類，センサ類の制御を可能とするメイン基板と、前記穀物調製機械から離れた場所で無線により遠隔操作可能な操作用端末と、により構成され、
   前記メイン基板は、穀物乾燥機、籾摺り機、光学選別機、穀粒選別計量機及び精米機のいずれの穀物調製機械でも使用することのできる共通化メイン基板であり、
   前記操作用端末には、前記複数の穀物調製機械を操作するための操作用アプリケーションが組み込まれ、該操作用アプリケーションを立ち上げると、前記操作用端末の操作用液晶画面には、各穀物調製機械を一斉に停止させる一斉停止ボタン、各穀物調製機械を個別にオン・オフ動作させるオン・オフボタン、及び各穀物調製機械を個別に設定する設定画面が出現するように設定され、前記設定画面は、各穀物調製機械の各操作工程を選択できるボタンや、その際の各種条件を設定できるボタンを有しており、
   前記操作用端末には、各穀物調製機械から一定時間毎に信号が送信され、前記操作用端末は、前記信号が検知されなかった場合はアラームを出すべく構成され、加えて、前記操作用端末には、連動運転ボタンが設けられ、穀物が搬入されたときから穀物が搬出されるまでに使用される各穀物調製機械が連動すべく制御される
   ことを特徴とする穀物調製機械の制御装置。
2. 収穫後の穀物の調製・加工を行う穀物調製機械の制御装置であって、
   該穀物調製機械の各種モータ類，センサ類の制御を可能とするメイン基板と、前記穀物調製機械から離れた場所で無線により遠隔操作可能な操作用端末と、により構成され、
   前記メイン基板は、穀物乾燥機、籾摺り機、光学選別機、穀粒選別計量機及び精米機のいずれの穀物調製機械でも使用することのできる共通化メイン基板であり、
   前記操作用端末には、前記複数の穀物調製機械を操作するための操作用アプリケーションが組み込まれ、該操作用アプリケーションを立ち上げると、前記操作用端末の操作用液晶画面には、各穀物調製機械を一斉に停止させる一斉停止ボタン、各穀物調製機械を個別にオン・オフ動作させるオン・オフボタン、及び各穀物調製機械を個別に設定する設定画面が出現するように設定され、前記設定画面は、各穀物調製機械の各操作工程を選択できるボタンや、その際の各種条件を設定できるボタンを有しており、
   各穀物調製機械とサーバコンピュータとがインターネットあるいは仮想プライベートネットワークを用いて接続され、前記操作用端末を用いて、前記サーバコンピュータのデータベースに操作する各穀物調製機械の運転指示フラグ領域を予め作っておき、各穀物調製機械は自分の運転指示フラグを一定時間毎に見て、運転指示フラグが「運転」を指示していると各穀物調製機械を運転し、運転指示フラグが「停止」を指示していると各穀物調製機械を停止する
   ことを特徴とする穀物調製機械の制御装置。
3. 前記設定画面は、該設定画面を操作者が指タッチで横にスライドさせると、各穀物調製機械に固有の設定画面が出現するように構成されている請求項１または２に記載の穀物調製機械の制御装置。
4. 前記穀物調製機械が、穀物共同乾燥調製施設又はライスセンタである請求項１乃至３のいずれかに記載の穀物調製機械の制御装置。
   

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