特開 2023-27602 破砕システムの制御器、破砕システムおよびその制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023027602

(43)【公開日】2023-03-02

(54)【発明の名称】破砕システムの制御器、破砕システムおよびその制御方法

(51)【国際特許分類】

   B02C 2/04 20060101AFI20230222BHJP

   B02C 25/00 20060101ALI20230222BHJP

【ＦＩ】

B02C2/04 Z

B02C25/00 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021132812

(22)【出願日】2021-08-17

(71)【出願人】

【識別番号】503245465

【氏名又は名称】株式会社アーステクニカ

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】弁理士法人有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小林 純

(72)【発明者】

【氏名】木島 崇

(72)【発明者】

【氏名】梶田 信之

(72)【発明者】

【氏名】石澤 基明

(72)【発明者】

【氏名】中島 健一

(72)【発明者】

【氏名】坂本 守行

(72)【発明者】

【氏名】山本 佳太

【テーマコード（参考）】

4D063

4D067

【Ｆターム（参考）】

4D063BB04

4D063BB17

4D063GA07

4D063GC02

4D063GC08

4D063GC17

4D063GC21

4D063GC29

4D063GD02

4D063GD04

4D063GD13

4D063GD15

4D067FF02

4D067FF13

4D067GA02

4D067GB04

(57)【要約】

【課題】所定粒度範囲内の産物について所望の生産量を得るための目標値を直感的に設定でき、所望の生産量となるように旋動式破砕機を安定的に制御することができる破砕システムの制御器、破砕システムおよびその制御方法を提供する。
【解決手段】破砕システムの制御器は、旋動式破砕機と、供給機とを備えた破砕システムの制御器である。制御器は、旋動式破砕機にかかる破砕負荷を直接または間接的に表す負荷指標を取得する負荷指標取得部と、旋動式破砕機によって破砕された被破砕物から得られる所定の粒度範囲の産物の生産量を所定の基準生産量に対する比率で表した粒度比を算出する粒度比算出部と、取得した負荷指標と負荷指標および粒度比の間の相関関係とに基づいて負荷指標目標値を生成する目標値生成部と、負荷指標および負荷指標目標値から制御指令値を生成する制御指令生成部と、を備える。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

旋動式破砕機および前記旋動式破砕機に被破砕物を供給する供給機を備えた破砕システムの制御器であって、
前記旋動式破砕機にかかる破砕負荷を直接または間接的に表す負荷指標を取得する負荷指標取得部と、
前記旋動式破砕機によって破砕された前記被破砕物から得られる所定の粒度範囲の産物の生産量を所定の基準生産量に対する比率で表した粒度比を算出する粒度比算出部と、
取得した前記負荷指標と前記負荷指標および前記粒度比の間の相関関係とに基づいて前記負荷指標目標値を生成する目標値生成部と、
前記負荷指標および前記負荷指標目標値から制御指令値を生成する制御指令生成部と、を備え、
前記負荷指標が負荷指標目標値に基づく基準範囲内になるように、前記旋動式破砕機または前記供給機のうちの少なくとも１つを制御する、制御器。

【請求項2】

前記破砕システムは、前記旋動式破砕機で破砕された前記被破砕物を粒度に応じて選別する選別機を備え、
前記制御器は、前記選別機で選別された前記所定の粒度範囲の産物の生産量を直接または間接的に表す粒度指標を取得する粒度指標取得部を備え、
前記粒度比算出部は、前記粒度指標を用いて前記粒度比を算出する、請求項１に記載の制御器。

【請求項3】

前記破砕システムは、前記選別機の下流側において、選別された前記所定の粒度範囲の産物を搬送する搬送コンベヤを備え、
前記粒度比算出部は、前記搬送コンベヤにおける前記産物の単位時間あたりの搬送量を前記所定の粒度範囲の産物の生産量として用いて前記粒度比を算出する、請求項２に記載の制御器。

【請求項4】

前記粒度指標取得部は、前記搬送コンベヤを駆動する電動モータに供給される電力を前記粒度指標として取得する、請求項３に記載の制御器。

【請求項5】

前記旋動式破砕機に供給される前記被破砕物の単位時間あたりの供給量を取得する供給量取得部を備え、
前記粒度比算出部は、前記供給量に対する前記搬送コンベヤにおける前記搬送量の割合を前記粒度比として算出する、請求項３または４に記載の制御器。

【請求項6】

前記粒度比算出部は、前記相関関係および取得した前記負荷指標から前記負荷指標における前記粒度比を算出する、請求項１に記載の制御器。

【請求項7】

前記目標値生成部は、取得した前記負荷指標と前記相関関係から制御ゲインを設定し、前記制御ゲインと所定の粒度比目標値から前記粒度比を差し引いた粒度比偏差とに基づいて前記負荷指標目標値を生成する、請求項１から６の何れかに記載の制御器。

【請求項8】

前記相関関係を記憶する記憶器を備え、
前記目標値生成部は、取得した前記負荷指標および前記記憶器に予め記憶された前記相関関係から前記制御ゲインを算出する、請求項７に記載の制御器。

【請求項9】

取得した前記負荷指標および算出された前記粒度比の履歴を記憶する記憶器を備え、
前記目標値生成部は、過去の２以上の前記負荷指標および前記粒度比の組み合わせから前記負荷指標に対する前記粒度比の変化率を算出することにより前記相関関係を算出し、取得した前記負荷指標および算出された前記相関関係から前記制御ゲインを算出する、請求項７に記載の制御器。

【請求項10】

前記目標値生成部は、前記粒度比偏差に前記制御ゲインを掛ける制御ゲイン乗算器と、前記制御ゲイン乗算器の出力を所定の制限範囲に制限するリミッタと、を含み、
前記制限範囲は、取得した前記負荷指標に応じて設定される、請求項７から９の何れかに記載の制御器。

【請求項11】

旋動式破砕機と、
前記旋動式破砕機に被破砕物を供給する供給機と、
請求項１から１０の何れかに記載の制御器と、を備えた、破砕システム。

【請求項12】

前記旋動式破砕機は、
偏心旋回運動する主軸に固定されたマントルと、
内部に、前記マントルとの間に被破砕物を噛み込んで圧砕する破砕室を有するコーンケーブと、を備え、
前記マントルおよび前記コーンケーブの間のセットが機械的に保持され、
前記制御器は、前記被破砕物の前記旋動式破砕機への供給量を制御する、請求項１１に記載の破砕システム。

【請求項13】

前記旋動式破砕機は、
偏心旋回運動する主軸に固定されたマントルと、
内部に、前記マントルとの間に被破砕物を噛み込んで圧砕する破砕室を有するコーンケーブと、
前記マントルおよび前記コーンケーブの間のセットを保持するように前記マントルまたは前記コーンケーブに破砕力に対抗する油圧力を与える油圧シリンダと、を備え、
前記制御器は、前記被破砕物の前記旋動式破砕機への供給量または前記セットの大きさのうちの少なくとも１つを制御する、請求項１１に記載の破砕システム。

【請求項14】

旋動式破砕機および前記旋動式破砕機に被破砕物を供給する供給機を備えた破砕システムの制御方法であって、
前記旋動式破砕機にかかる破砕負荷を直接または間接的に表す負荷指標を検出し、
前記旋動式破砕機によって破砕された前記被破砕物から得られる所定の粒度範囲の産物の生産量を所定の基準生産量に対する比率で表した粒度比を算出し、
検出された前記負荷指標と前記負荷指標および前記粒度比の間の相関関係とに基づいて前記負荷指標目標値を生成し、
前記負荷指標が負荷指標目標値に基づく基準範囲内になるように、前記負荷指標および前記負荷指標目標値から前記旋動式破砕機または前記供給機のうちの少なくとも１つを制御するための制御指令値を生成する、制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、旋動式破砕機を備えた破砕システムの制御器、破砕システムおよびその制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、円錐筒状のコーンケーブの内側に配置された円錐台状のマントルを偏心旋回運動させて、原石等の被破砕物をコーンケーブとマントルとの間に噛み込んで圧砕する旋動式破砕機が知られている。旋動式破砕機の上部から被破砕物が供給されると、旋動されるマントルとコーンケーブとの間の破砕室に捕捉された被破砕物が所定の粒度まで圧砕されて排出される。その際、旋動式破砕機に供給する供給量またはセットと呼ばれる破砕室の出口隙間を変更することで、生産量および旋動式破砕機から排出される産物の粒度を調整することができる。

【0003】

旋動式破砕機では、排出される産物が所定の粒度範囲ごとに選別される。粒度範囲ごとに選別された産物のそれぞれについて、被破砕物の供給量に対する割合を需要に応じて調整することが要求される。従来の旋動式破砕機では、粒度範囲ごとに選別された産物の比率を目視で確認し、それに基づいてオペレータが、被破砕物の供給量またはセットを変更していた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００３－２０００７９号公報

【特許文献2】特開２０１９－２０２２４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

これに対し、上記特許文献１には、複数の破砕機を用いて段階的に破砕を行う破砕システムにおいて、粒度範囲ごとの産物の生産量または生産割合の実績値とそのときの原石投入量および各破砕機の設定値から両者の関係を推定し、推定された関係を用いて、所望する産物の生産量または生産割合となるように、各破砕機の設定値を決定することが開示されている。しかし、所望する産物の生産量または生産割合となるように、各破砕機の設定値を決定しても、破砕機に投入される原石の大きさまたは付着水分量等の性状によって破砕結果が変化し得る。このため、上記構成においても、所定粒度範囲内の産物が所望の生産量となるように破砕機を安定的に制御するためには改善の余地がある。

【0006】

また、上記特許文献２には、旋動式破砕機における破砕負荷を表す負荷指標を測定し、負荷指標の測定値が所定の定常範囲外となった場合に負荷指標の目標値と測定値との偏差に基づいて新たな操作量を決定することが開示されている。本構成によれば、負荷を目標値に収束させるような操作量を決定することにより、安定的な生産を行うことができる。しかし、本構成においては負荷の目標値をオペレータが設定する必要がある。オペレータは、所定粒度範囲内の産物について所望の生産量を得るための負荷の目標値を、勘または経験測から推定する必要がある。すなわち、上記構成においても、所定粒度範囲内の産物について所望の生産量を得るための目標値を直感的に設定可能とするためには改善の余地がある。

【0007】

本開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、所定粒度範囲内の産物について所望の生産量を得るための目標値を直感的に設定でき、所望の生産量となるように旋動式破砕機を安定的に制御することができる破砕システムの制御器、破砕システムおよびその制御方法を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示の一態様に係る破砕システムの制御器は、旋動式破砕機および前記旋動式破砕機に被破砕物を供給する供給機を備えた破砕システムの制御器であって、前記旋動式破砕機にかかる破砕負荷を直接または間接的に表す負荷指標を取得する負荷指標取得部と、前記旋動式破砕機によって破砕された前記被破砕物から得られる所定の粒度範囲の産物の生産量を所定の基準生産量に対する比率で表した粒度比を算出する粒度比算出部と、取得した前記負荷指標と前記負荷指標および前記粒度比の間の相関関係とに基づいて前記負荷指標目標値を生成する目標値生成部と、前記負荷指標および前記負荷指標目標値から制御指令値を生成する制御指令生成部と、を備え、前記負荷指標が負荷指標目標値に基づく基準範囲内になるように、前記旋動式破砕機または前記供給機のうちの少なくとも１つを制御する。

【0009】

また、本開示の他の態様に係る破砕システムは、旋動式破砕機と、前記旋動式破砕機に被破砕物を供給する供給機と、上記構成の制御器と、を備えている。

【0010】

また、本開示の他の態様に係る制御方法は、旋動式破砕機および前記旋動式破砕機に被破砕物を供給する供給機を備えた破砕システムの制御方法であって、前記旋動式破砕機にかかる破砕負荷を直接または間接的に表す負荷指標を検出し、前記旋動式破砕機によって破砕された前記被破砕物から得られる所定の粒度範囲の産物の生産量を所定の基準生産量に対する比率で表した粒度比を算出し、検出された前記負荷指標と前記負荷指標および前記粒度比の間の相関関係とに基づいて前記負荷指標目標値を生成し、前記負荷指標が負荷指標目標値に基づく基準範囲内になるように、前記負荷指標および前記負荷指標目標値から前記旋動式破砕機または前記供給機のうちの少なくとも１つを制御するための制御指令値を生成する。

【発明の効果】

【0011】

本開示によれば、所定粒度範囲内の産物について所望の生産量を得るための目標値を直感的に設定でき、所望の生産量となるように旋動式破砕機を安定的に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、本開示の一実施の形態に係る破砕システムの概略構成を示す図である。

【図2】図２は、図１に示す破砕システムに適用される旋動式破砕機の一例における概略構成を示す図である。

【図3】図３は、図１に示す破砕システムの制御系統の概略構成を示すブロック図である。

【図4】図４は、本実施の形態における制御器の制御ブロックの構成を示すブロック図である。

【図5】図５は、図４に示す目標値生成部の構成例を示すブロック図である。

【図6】図６は、本実施の形態における負荷指標および粒度比の間の相関関係を示すグラフである。

【図7】図７は、図４に示す制御指令生成部の構成例を示すブロック図である。

【図8】図８は、搬送コンベヤの電動モータに供給される電力と搬送コンベヤで搬送される産物の単位時間あたりの搬送量との関係を示すグラフである。

【図9】図９は、図５に示す粒度比算出部の構成例を示すブロック図である。

【図10】図１０は、本実施の形態に基づいた制御態様のシミュレーション結果を示すグラフである。

【図11】図１１は、図１に示す破砕システムに適用される旋動式破砕機の他の例における概略構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下に、図面を参照して本開示の一実施の形態を説明する。

【0014】

［破砕システムの概要］
図１は、本開示の一実施の形態に係る破砕システムの概略構成を示す図である。本実施の形態における破砕システム１００は、旋動式破砕機１、供給機４、負荷指標検出器１４０および制御器９を備えている。供給機４は、旋動式破砕機１に被破砕物を供給する。負荷指標検出器１４０は、旋動式破砕機１にかかる破砕負荷を直接または間接的に表す負荷指標を検出する。制御器９は、負荷指標が負荷指標目標値に基づく基準範囲内になるように、旋動式破砕機１または供給機４のうちの少なくとも１つを制御する。

【0015】

供給機４は、例えば、コンベヤ４０を含み、旋動式破砕機１への被破砕物の供給量が調整可能である。コンベヤ４０は、可変速モータである電動モータ４１により駆動される。後述する図２に示すように、電動モータ４１は、モータドライバ４３によって駆動される。

【0016】

破砕システム１００は、旋動式破砕機１で破砕された被破砕物を粒度に応じて選別する選別機１１０と、旋動式破砕機１における被破砕物の出口から選別機１１０に破砕された被破砕物を搬送する中間コンベヤ１１３を備えている。中間コンベヤ１１３は、電動モータ１１４によって駆動される。

【0017】

本実施の形態において、選別機１１０は、粗目の第１篩１１１および細目の第２篩１１２を含む２段階の選別を行う。これにより、旋動式破砕機１で破砕された被破砕物は、第１篩１１１および第２篩１１２の何れも通過した第１粒度範囲の第１産物Ｇ１と、第１篩１１１を通過したが第２篩１１２を通過できない第２粒度範囲の第２産物Ｇ２と、第１篩１１１を通過できない第３粒度範囲の第３産物Ｇ３とに選別される。すなわち、これらの産物Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３は、平均粒度が大きい順に並べるとＧ３＞Ｇ２＞Ｇ１となる。なお、選別機１１０は、1段階の選別を行うものであってもよいし、３段階以上の選別を行うものであってもよい。

【0018】

さらに、破砕システム１００は、選別機１１０の下流側において、選別機１１０で選別された第１産物Ｇ１を搬送する第１搬送コンベヤ１１５と、選別機１１０で選別された第２産物Ｇ２を搬送する第２搬送コンベヤ１１６と、選別機１１０で選別された第３産物Ｇ３を搬送する第３搬送コンベヤ１１７と、を備えている。本実施の形態において、平均粒度が最も大きい第３産物Ｇ３は、第３搬送コンベヤ１１７で搬送された後、旋動式破砕機１に再度投入される。第１産物Ｇ１および第２産物Ｇ２が破砕システム１００における最終生産物となる。すなわち、破砕システム１００は、第１産物Ｇ１および第２産物Ｇ２を生産する生産装置である。

【0019】

このように、選別機１１０は、旋動式破砕機１で生成された産物を、粒度を基準として２種類以上の産物に選別する。さらに、搬送コンベヤは、２種類以上の産物をそれぞれ搬送する２以上の搬送コンベヤ１１５，１１６，１１７を含む。

【0020】

第１搬送コンベヤ１１５は、電動モータ１１８によって駆動される。第２搬送コンベヤ１１６は、電動モータ１１９によって駆動される。第３搬送コンベヤ１１７は、電動モータ１２０によって駆動される。

【0021】

破砕システム１００は、選別機１１０で選別された所定の粒度範囲の産物Ｇｊ（ｊ＝１，２，３）の生産量を直接または間接的に表す粒度指標Ｐａｃｔを検出する粒度指標検出器１３０を備えている。本実施の形態において、粒度指標検出器１３０は、搬送コンベヤ１１５，１１６，１１７におけるＧｊの単位時間あたりの生産量を示す値を粒度指標Ｐａｃｔとして検出する。

【0022】

より具体的には、粒度指標検出器１３０は、第１搬送コンベヤ１１５を駆動する電動モータ１１８に供給される第１電力Ｐ１を計測する第１電力計測器１３１と、第２搬送コンベヤ１１６を駆動する電動モータ１１９に供給される第２電力Ｐ２を計測する第２電力計測器１３２と、第３搬送コンベヤ１１７を駆動する電動モータ１２０に供給される第３電力Ｐ３を計測する第３電力計測器１３３とを含む。なお、電力計測器１３１，１３２，１３３は、電力自体を計測する電力計であってもよいし、電流計および電圧計を有し、計測された電流および電圧から電力を算出してもよい。

【0023】

本実施の形態では、後述するように、第１電力計測器１３１で計測される第１電力Ｐ１が第１産物Ｇ１の粒度指標として用いられ得る。また、第２電力計測器１３２で計測される第２電力Ｐ２が第２産物Ｇ２の粒度指標として用いられ得る。また、第３電力計測器１３３で計測される第３電力Ｐ３が第３産物Ｇ３の粒度指標として用いられ得る。

【0024】

さらに、破砕システム１００は、旋動式破砕機１に供給される被破砕物の単位時間あたりの供給量を示す値Ｐａｌｌを検出する供給量検出器１５０を備えている。本実施の形態において、供給量検出器１５０は、供給機４のコンベヤ４０における被破砕物の単位時間あたりの供給量を示す値を検出する。より具体的には、供給量検出器１５０は、コンベヤ４０を駆動する電動モータ４１に供給される第４電力Ｐ４を計測する第４電力計測器１３４を含む。これに代えて、供給量検出器１５０は、中間コンベヤ１１３を駆動する電動モータ１１４に供給される第５電力を計測する第５電力計測器１３５を含んでもよい。あるいは、後述するように、第１産物Ｇ１の粒度指標、第２産物Ｇ２の粒度指標および第３産物Ｇ３の粒度指標を用いて供給量を算出する場合には、供給量検出器１５０は不要である。

【0025】

［旋動式破砕機の概要］
図２は、図１に示す破砕システムに適用される旋動式破砕機の一例における概略構成を示す図である。図２に例示される旋動式破砕機１は、後述する油圧回路７を通じて油圧シリンダ６の動作が制御可能な油圧式の旋動式破砕機である。本実施の形態に係る旋動式破砕機１は、ホッパ２、マントル１３およびコーンケーブ１４を備えている。マントル１３は、偏心旋回運動する主軸５に固定されている。コーンケーブ１４は、内部に破砕室１６を有する。ホッパ２は、供給機４から供給される被破砕物を貯留する。ホッパ２から落下した被破砕物が破砕室１６に投入される。破砕室１６において、コーンケーブ１４は、マントル１３との間に被破砕物を噛み込んで圧砕する。

【0026】

さらに、旋動式破砕機１は、トップフレーム３１およびボトムフレーム３２からなるフレーム３を備えている。ホッパ２は、トップフレーム３１の上部に配置されている。円錐筒状のコーンケーブ１４は、トップフレーム３１の内周に保持される。コーンケーブ１４の内側には、円錐台状のマントル１３が配置されている。破砕室１６は、間隙を隔てて対峙するコーンケーブ１４の破砕面とマントル１３の破砕面との間の空間として定義され、楔状の鉛直断面を有している。

【0027】

マントル１３は、主軸５の上部に固定されたマントルコア１２を介して取り付けられている。主軸５は、その軸心が鉛直方向から傾いた状態で、フレーム３内に配置されている。主軸５の上端は、トップフレーム３１の上端部に設けられた上部軸受３４に、回転自在に支持されている。主軸５の下部は、インナーブッシュ５１に嵌挿されている。インナーブッシュ５１は偏心スリーブ５２に固定されている。偏心スリーブ５２は、ボトムフレーム３２に取り付けられたアウターブッシュ５３に嵌挿されている。偏心スリーブ５２の下部は、油圧シリンダ６のシリンダチューブ６３に取り付けられた滑り軸受６６に支持されている。主軸５の下端は、油圧シリンダ６のラム６１に取り付けられた滑り軸受６２に支持されている。

【0028】

さらに、旋動式破砕機１は、電動モータである主軸用モータ８および動力伝達機構８０を備えている。動力伝達機構８０は、主軸用モータ８から主軸５へ回転動力を伝達する。これにより、主軸５に固定されたマントル１３は、主軸用モータ８の回転動力により旋回駆動される。主軸用モータ８は、フレーム３の外に配置されている。旋動式破砕機１は、主軸用モータ８の回転数を検出する回転数センサ２５および主軸用モータ８の出力トルクを検出するトルクセンサ２６を備えている。主軸用モータ８は、モータドライバ８８によって駆動される。

【0029】

動力伝達機構８０は、主軸用モータ８からマントル１３が固定された主軸５へ動力を伝達する。動力伝達機構８０は、横軸８３、主軸用モータ８の出力軸８１から横軸８３へ回転動力を伝達するベルト式またはチェーン式伝動機構８２、偏心スリーブ５２、および、横軸８３から偏心スリーブ５２へ回転動力を伝達する傘歯車伝動機構８４を含む。主軸用モータ８の出力を受けて偏心スリーブ５２が回転すると、偏心スリーブ５２に挿嵌された主軸５が偏心旋回する。これにより、マントル１３が位置固定されたコーンケーブ１４に対して偏心旋回運動、いわゆる歳差運動を行う。マントル１３の破砕面とコーンケーブ１４の破砕面との間の開度は、セットと呼ばれる。セットは、マントル１３の偏心旋回運動による主軸５の旋回位置に応じて変化する。

【0030】

本実施の形態における旋動式破砕機１は、マントル１３をコーンケーブ１４に対し昇降させることにより、セットを調整する油圧シリンダ６と、旋動式破砕機１の動作を制御する制御器９とを備えている。油圧シリンダ６の動作により、マントル１３がコーンケーブ１４に対して昇降移動して、コーンケーブ１４とマントル１３の二つの破砕面の間隙の最も狭い位置におけるセット、すなわち、クローズドセットを変化させる。この油圧シリンダ６は、マントル１３に掛かる破砕圧を受ける受圧手段としての機能も有する。

【0031】

油圧シリンダ６は、シリンダチューブ６３、シリンダチューブ６３内を摺動するラム６１、セットセンサ２３、油タンク６７、および、油圧回路７を含む。セットセンサ２３は、例えば、ラム６１の位置または変位を検出する接触式または非接触式の位置センサである。セットセンサ２３で検出されたラム６１の位置または変位からコーンケーブ１４に対するマントル１３の高さ方向の位置が求められ、コーンケーブ１４とマントル１３との相対的位置関係からセットが求められる。

【0032】

シリンダチューブ６３内の油圧室６５は、シリンダチューブ６３の内壁とラム６１とで区画される。油圧室６５は、ラム６１の変位によって容量が変化する。油圧室６５には、油圧回路７が接続されている。油タンク６７の作動油が油圧回路７を通じて油圧室６５へ給油されることにより、ラム６１が上昇する。また、油圧室６５の作動油が油圧回路７を通じて油タンク６７へ排油されることにより、ラム６１が降下する。

【0033】

油圧回路７において、油圧室６５の下部と連通された連通管７１、連通管７１にアキュムレータ７２が接続される。アキュムレータ７２の代わりにバランスシリンダが接続されてもよい。連通管７１には、給油管７３が接続される。給油管７３には、排油管７４が接続される。ただし、油圧回路７の構成は本実施の形態に限定されない。

【0034】

給油管７３には、油タンク６７から油圧室６５への作動油の流れに沿って上流側から順に、ストレーナ７５、ギヤポンプ７６、チェックバルブ７７、および、ノーマルクローズのシャットオフバルブ７８が介装されている。ギヤポンプ７６はポンプモータ６８によって駆動される。ポンプモータ６８は、電動モータであって、モータドライバ６９によって駆動される。さらに油圧回路７は、油圧室６５の作動油の圧力を検出する圧力センサ２４を有する。圧力センサ２４は、油圧室６５、連通管７１、または給油管７３の何れに設置されてもよい。排油管７４は、給油管７３においてチェックバルブ７７とシャットオフバルブ７８との間に接続されている。排油管７４には、ノーマルクローズのシャットオフバルブ７９が接続されている。

【0035】

［破砕システムの制御系統］
図３は、図１に示す破砕システムの制御系統の概略構成を示すブロック図である。図３に示すように、制御器９は、負荷指標検出器１４０、粒度指標検出器１３０、供給機４および油圧回路７との間で信号を送信または受信可能に接続される。さらに、制御器９は、セットセンサ２３からの信号を受信可能に接続される。なお、制御器９は、これ以外のセンサ等とも接続され得る。また、制御器９は、制御プログラムおよび種々のデータを記憶する記憶器９０を含んでいる。

【0036】

制御器９は、例えばマイクロコントローラ、プログラマブルロジックコントローラ、パーソナルコンピュータ等のコンピュータを含んでいる。例えば、制御器９は、ＣＰＵ、ＲＡＭ等のメインメモリ、通信インターフェイス等を備えている。制御器９は、制御プログラムに従って各種センサからの検出信号を受信し、各制御対象へ制御指令を送信する。

【0037】

なお、本明細書で開示する要素の機能は、開示された機能を実行するよう構成またはプログラムされた汎用プロセッサ、専用プロセッサ、集積回路、ASIC（Application Specific Integrated Circuits）、従来の回路、または、それらの組み合わせを含む回路または処理回路を使用して実行できる。プロセッサは、トランジスタやその他の回路を含むため、処理回路または回路とみなされる。本明細書において、回路、ユニット、制御ブロックまたは手段は、列挙された機能を実行するハードウェアであるか、または、列挙された機能を実行するようにプログラムされたハードウェアである。ハードウェアは、本明細書に開示されているハードウェアであってもよいし、あるいは、列挙された機能を実行するようにプログラムまたは構成されているその他の既知のハードウェアであってもよい。ハードウェアが回路の一種と考えられるプロセッサである場合、回路、ユニット、または手段はハードウェアとソフトウェアとの組み合わせであり、ソフトウェアはハードウェアまたはプロセッサの構成に使用される。

【0038】

制御器９は、粒度比算出部９１、目標値生成部９２、制御指令生成部９３、および、データ取得部９４の各制御ブロックを含む。上述したように、これらの各制御ブロックは、何れも回路とみなされる。制御器９は、各制御ブロックの演算処理の結果として生成される制御指令を供給機４または旋動式破砕機１の油圧回路７に送信する。制御器９は、供給機４の電動モータ４１に制御指令を送信することにより、被破砕物の旋動式破砕機１への供給量を制御する。また、制御器９は、油圧回路７に制御指令を送信することにより、旋動式破砕機１における油圧シリンダ６の動作を制御する。油圧シリンダ６の動作が制御されることにより、破砕室１６におけるセットの大きさが調整される。なお、制御器９は単一のコンピュータによる集中制御により各処理を実行してもよいし、複数のコンピュータが協働する分散制御により各処理を実行してもよい。

【0039】

また、制御器９または後述する生産量算出器１７０の一部または全部の機能がクラウドサーバ等のサーバ装置に設けられてもよい。また、記憶器９０がクラウドサーバ等のサーバ装置に設けられてもよい。この場合、各種検出器１３０，１４０，１５０，２３および制御対象である供給機４または油圧回路７とサーバ装置とは、所定の通信ネットワークを介して通信接続される。

【0040】

［旋動式破砕機の運転方法］
ここで、上記構成の旋動式破砕機１の運転方法について説明する。旋動式破砕機１の運転を開始するにあたり、制御器９は、セット、すなわち、クローズドセットが初期設定値となるように油圧回路７を動作させる。セットの初期設定値は、被破砕物または破砕物の粒径等に応じて予め設定される。制御器９は、セットセンサ２３の検出値に基づいて、セットが初期設定値となるように油圧回路７を制御する。制御器９は、セットが初期設定値より大きい場合には、シャットオフバルブ７８を開放し、ポンプモータ６８を稼働させて、油圧室６５へ給油する。また、制御器９は、セットが初期設定値より小さい場合には、シャットオフバルブ７８およびシャットオフバルブ７９を開放して、油圧室６５から排油する。

【0041】

続いて、制御器９は、主軸用モータ８を起動し、供給機４を起動させる。供給機４の動作によって被破砕物はホッパ２を通って破砕室１６へ投入され、コーンケーブ１４と偏心旋回運動するマントル１３との間で破砕されて、ボトムフレーム３２の下方から破砕物として排出される。排出された破砕物が選別機１１０で粒度に応じて選別され、選別された所定の粒度範囲の産物Ｇ１，Ｇ２が最終生産物として回収される。

【0042】

上記のような旋動式破砕機１の運転中に、被破砕物の性状や水分量、ホッパ２内の被破砕物のレベルの変化などの外乱に起因して破砕負荷が変動する。ここで「破砕負荷」とは、被破砕物の破砕に伴って主軸用モータ８の出力軸８１に掛かる負荷を意味する。なお、主軸用モータ８は、出力軸８１に所定以上の過負荷が発生すると、出力軸８１の回転がロックされ、過負荷保護回路の作動によって非常停止する。そこで、破砕システム１００は、旋動式破砕機１の破砕負荷を直接的または間接的に表す負荷指標Ｌａｃｔを測定する負荷指標検出器１４０を備えている。制御器９は、破砕運転中に検出された負荷指標Ｌａｃｔを監視し、負荷指標Ｌａｃｔが負荷指標目標値Ｌｒに基づく所定の基準範囲内に維持されるように供給機４による被破砕物の供給量または旋動式破砕機１におけるセットの少なくとも１つを制御する。

【0043】

破砕負荷は、主軸用モータの出力軸８１の回転数と出力トルクとの積で表される。よって、破砕負荷を、回転数センサ２５で検出された回転数とトルクセンサ２６で検出された出力トルクの積として測定することができる。なお、出力軸８１の回転数は、横軸８３の回転数および偏心スリーブ５２の回転数と対応しているので、回転数センサ２５で検出された回転数に代えて、横軸８３または偏心スリーブ５２に設けられた回転数センサで検出された回転数が用いられてもよい。

【0044】

また、破砕負荷は、主軸用モータ８の駆動電流と相関関係がある。よって、破砕負荷の変化を、主軸用モータ８の駆動電流の変化に基づいて推定することができる。主軸用モータ８の駆動電流は、モータドライバ８８に含まれる電流センサ８８ａの検出値として測定することができる。

【0045】

また、破砕負荷は、主軸用モータ８の消費電力と相関関係がある。よって、破砕負荷の変化を、主軸用モータ８の消費電力の変化に基づいて推定することができる。主軸用モータ８の消費電力は、モータドライバ８８に含まれる電流センサ８８ａの検出値と電圧センサ８８ｂの検出値との積として測定することができる。

【0046】

また、破砕負荷は、破砕圧と相関関係がある。よって、破砕負荷の変化を、破砕圧の変化に基づいて推定することができる。破砕圧は、圧力センサ２４で検出された油圧室６５の圧力として測定することができる。

【0047】

以上から、負荷指標Ｌａｃｔとして、回転数と出力トルクとの積の値、主軸用モータ８の駆動電流の値、主軸用モータ８の消費電力の値、または、破砕圧の値のうちの少なくとも１つを採用することができる。そして、採用された負荷指標Ｌａｃｔに応じて、対応するセンサが、負荷指標Ｌａｃｔを検出する負荷指標検出器１４０として選択される。

【0048】

［制御態様］
データ取得部９４は、負荷指標取得部９５、粒度指標取得部９６および供給量取得部９７を含む。負荷指標取得部９５は、負荷指標検出器１４０から旋動式破砕機１にかかる破砕負荷を直接または間接的に表す負荷指標Ｌａｃｔを取得する。粒度指標取得部９６は、粒度指標検出器１３０から選別機１１０で選別された所定の粒度範囲の産物の生産量を直接または間接的に表す粒度指標Ｐａｃｔを取得する。供給量取得部９７は、供給量検出器１５０から旋動式破砕機１に供給される被破砕物の単位時間あたりの供給量を取得する。データ取得部９４は、取得した各種データを記憶器９０に記憶したり、各機能ブロック９１，９２，９３に受け渡したりする。

【0049】

図４は、本実施の形態における制御器の制御ブロックの構成を示すブロック図である。粒度比算出部９１は、破砕システム１００から得られる粒度指標Ｐａｃｔを取得し、旋動式破砕機１によって破砕された被破砕物から得られる所定の粒度範囲の産物Ｇｊの生産量を所定の基準生産量に対する比率で表した粒度比Ｒａｃｔを算出する。目標値生成部９２は、算出された粒度比Ｒａｃｔを粒度比目標値Ｒｒから差し引いた粒度比偏差ΔＲに基づいて負荷指標目標値Ｌｒを生成する。制御指令生成部９３は、負荷指標検出器１４０で検出された負荷指標Ｌａｃｔおよび目標値生成部９２で算出された負荷指標目標値Ｌｒから制御指令値ＭＶを生成する。破砕システム１００は、制御指令値ＭＶに基づいて負荷指標Ｌａｃｔが負荷指標目標値Ｌｒに基づく所定の基準範囲内に維持されるように制御される。以下に、各制御ブロックについて詳しく説明する。

【0050】

［目標値生成部］
図５は、図４に示す目標値生成部の構成例を示すブロック図である。目標値生成部９２は、減算器１６２、制御ゲイン乗算器１６３、リミッタ１６４、加算器１６５および保持回路１６６を含む。

【0051】

減算器１６２は、粒度比目標値Ｒｒから後述する粒度比算出部９１で算出された破砕システム１００における現在の粒度比Ｒａｃｔを差し引いて粒度比偏差ΔＲを算出する。

【0052】

制御ゲイン乗算器１６３は、粒度比偏差ΔＲに制御ゲインＫｒを乗算し、負荷偏差ΔＬｒを算出する。なお、粒度比偏差ΔＲが小さい場合、例えば０を含む所定範囲内である場合には、制御ゲイン乗算器１６３に入力される粒度比偏差ΔＲを０としてもよいし、または、制御ゲイン乗算器１６３の出力である負荷偏差ΔＬｒを０としてもよい。目標値生成部９２は、検出された負荷指標Ｌａｃｔと、負荷指標Ｌａｃｔおよび粒度比Ｒａｃｔの間の相関関係とから制御ゲインＫｒを設定する。このために、記憶器９０には、旋動式破砕機１に応じた負荷指標Ｌａｃｔおよび粒度比Ｒａｃｔの間の相関関係を示すデータが予め記憶されている。

【0053】

図６は、本実施の形態における負荷指標および粒度比の間の相関関係を示すグラフである。図６に示すグラフは、横軸を負荷指標に対応する負荷圧［ＭＰａ］とし、縦軸を粒度比［％］としており、負荷圧の変化に対する粒度比の変化に非線形な相関関係があることを示している。すなわち、旋動式破砕機１における負荷圧は、破砕エネルギーとみなすことができ、負荷圧が低いと被破砕物は破砕され難くなり、産物の粒度が大きくなる一方、負荷圧が高いと被破砕物は破砕され易くなり、産物の粒度が小さくなるという関係を有する。

【0054】

本開示の開示者らは、鋭意研究の末、図６に示すグラフのように、負荷圧の変化に対する粒度比の変化にこのような相関関係があることを見出した。本開示は、当該相関関係を利用することにより、オペレータが直感的に設定可能な粒度比目標値Ｒｒを、破砕負荷を安定化させるための負荷安定化制御に用いる負荷指標目標値Ｌｒに変換することができるという知見に基づいている。すなわち、目標値生成部９２は、検出された負荷指標と負荷指標および粒度比の間の相関関係とに基づいて負荷指標目標値Ｌｒを生成する。

【0055】

なお、記憶器９０に予め記憶される相関関係のデータは、図６における曲線Ａ１で示されるような非線形の相関関係のデータそのものでもよいが、破砕システム１００における常用負荷領域において線形近似した直線Ａ２で示されるような線形の相関関係のデータであってもよい。

【0056】

相関関係のデータは、実際に破砕システム１００を運転させた際の負荷圧を示す負荷指標Ｌａｃｔと、所定の粒度比の実績値とが対応付けられたデータである。所定の粒度比の実績値は、粒度比目標値Ｒｒの対象となる粒度比に対応している。例えば、全生産量に対する第１産物Ｇ１の生産量の比率に着目し、粒度比目標値Ｒｒを設定する場合、予め作成される相関関係のデータにおける粒度比の実績値として、全生産量に対する第１産物Ｇ１の生産量の比率の実績値が、負荷指標Ｌａｃｔに対応付けられる。

【0057】

目標値生成部９２は、記憶器９０に予め記憶される上記相関関係のデータから粒度比目標値Ｒｒを負荷指標目標値Ｌｒに変換するための制御ゲインＫｒを算出する。非線形の相関関係のデータが用いられる場合には、粒度比目標値Ｒｒの位置における曲線Ａ１の接線の傾きが制御ゲインＫｒとして算出される。また、線形の相関関係のデータが用いられる場合には、直線Ａ２の傾きが制御ゲインＫｒとして算出される。算出された制御ゲインＫｒが制御ゲイン乗算器１６３において粒度比偏差補正値ΔＲｃに乗算させる制御ゲインＫｒとして設定される。本構成によれば、記憶器９０に予め記憶された相関関係を用いて、粒度比についての値を負荷指標についての値に変換するため、簡単な演算で負荷指標目標値Ｌｒを生成することができる。

【0058】

リミッタ１６４は、制御ゲイン乗算器１６３から出力される負荷偏差ΔＬｒを所定の制限範囲Ｅ内に制限する。例えば、負荷偏差ΔＬｒが制限範囲Ｅの０より大きい上限値を超える場合、リミッタ１６４は、当該上限値を負荷偏差補正値ΔＬｒｃとして出力する。また、負荷偏差ΔＬｒが制限範囲Ｅの０より小さい下限値を下回る場合、リミッタ１６４は、当該下限値を負荷偏差補正値ΔＬｒｃとして出力する。負荷偏差ΔＬｒが制限範囲Ｅ内である場合、リミッタ１６４は、負荷偏差ΔＬｒをそのまま負荷偏差補正値ΔＬｒｃとして出力する。このようなリミッタ１６４により、負荷指標目標値Ｌｒの急激な変化が抑制される。

【0059】

ここで、制限範囲Ｅは、検出された負荷指標Ｌａｃｔに応じて変更可能としてもよい。図５に示すように、曲線Ａ１で示される相関関係において、負荷圧が小さい場合には、負荷圧の変化に対する粒度比の変動幅が大きい。一方、負荷圧が大きい場合には、負荷圧の変化に対する粒度比の変動幅が小さい。このため、非線形の相関関係のデータを用いて負荷指標目標値Ｌｒが算出される場合、現在の負荷指標Ｌａｃｔが小さい場合には、制限範囲Ｅを小さく設定し、現在の負荷指標Ｌａｃｔが大きい場合には、制限範囲Ｅを大きく設定してもよい。これにより、粒度比の変動割合に応じて制限範囲Ｅを適切に設定することができる。

【0060】

制限範囲Ｅの変更態様は、特に限定されないが、例えば、負荷指標Ｌａｃｔが所定の基準値未満の場合に制限範囲Ｅを第１の範囲に設定し、負荷指標Ｌａｃｔが所定の基準値以上の場合に制限範囲Ｅを第１の範囲に含まれ、かつ第１の範囲より狭い範囲の第２の範囲に設定する。２以上の基準値を設けることにより、制限範囲Ｅを３つ以上の範囲に設定することができる。また、例えば、負荷指標Ｌａｃｔに応じた制限範囲Ｅの上限値または下限値の値が所定の関数を用いて算出されてもよい。この場合、負荷指標Ｌａｃｔの変化に対して連続的に制限範囲Ｅの大きさが変化する。

【0061】

なお、直線Ａ２で示されるような線形の相関関係を用いて負荷指標目標値Ｌｒが算出される場合には、リミッタ１６４における制限範囲Ｅの大きさは固定されていてもよい。

【0062】

保持回路１６６は、目標値生成部９２から出力される負荷指標目標値Ｌｒを所定時間保持する。加算器１６５は、リミッタ１６４から出力される負荷偏差補正値ΔＬｒｃを保持回路１６６で保持された過去の負荷指標目標値Ｌｒｐに加算する。すなわち、目標値生成部９２は、過去の負荷指標目標値Ｌｒｐに対する目標値の変化量として負荷偏差補正値ΔＬｒｃを算出し、当該過去の負荷指標目標値Ｌｒｐに負荷偏差補正値ΔＬｒｃを加算することで、新たな負荷指標目標値Ｌｒを生成する。

【0063】

［制御指令生成部］
制御指令生成部９３は、目標値生成部９２で生成された負荷指標目標値Ｌｒおよび負荷指標検出器１４０で検出された負荷指標Ｌａｃｔに基づいて破砕システム１００に対する制御指令値ＭＶを生成する。

【0064】

図７は、図４に示す制御指令生成部の構成例を示すブロック図である。制御指令生成部９３は、減算器１６８および制御演算器１６９を含む。減算器１６８は、負荷指標目標値Ｌｒから現在の負荷指標Ｌａｃｔを差し引いた負荷偏差実績値ΔＬを算出する。なお、減算器１６８に入力される負荷指標Ｌａｃｔは、所定のフィルタによりノイズが除去された後の負荷指標Ｌａｃｔであってもよい。

【0065】

制御演算器１６９は、負荷偏差実績値ΔＬに対して所定の制御アルゴリズムを適用し、制御指令値ＭＶを生成する。例えば、制御演算器１６９は、比例要素、積分要素および微分要素を有するＰＩＤコントローラを含む。あるいは、制御演算器１６９は、比例要素を有するＰコントローラ、比例要素および積分要素を有するＰＩコントローラ、または、比例要素および微分要素を有するＰＤコントローラ等を含んでもよい。

【0066】

制御指令生成部９３は、上記制御アルゴリズムに従って生成される制御指令値ＭＶを出力する。なお、負荷偏差実績値ΔＬが小さい場合、例えば０を含む所定範囲内である場合には、制御演算器１６９に入力される負荷偏差実績値ΔＬを０としてもよいし、または、制御演算器１６９が前回の制御指令値ＭＶと同じ制御指令値ＭＶを出力するようにしてもよい。また、制御指令生成部９３は、制御演算器１６９で生成された制御指令値ＭＶを所定の制限範囲内に制限するリミッタを含んでいてもよい。

【0067】

制御器９は、制御指令生成部９３が生成した制御指令値ＭＶに対して制御対象を動作させる。制御対象が油圧回路７である場合には、油圧シリンダ６へ供給される作動油の量が制御指令値ＭＶに応じて制御され、破砕室１６におけるセットの大きさが調整される。また、制御対象が供給機４である場合には、コンベヤ４０による被破砕物の旋動式破砕機１への供給量が制御指令値ＭＶに応じて制御される。

【0068】

［粒度比算出部］
粒度比算出部９１は、粒度指標検出器１３０により検出された粒度指標Ｐａｃｔに基づいて粒度比Ｒａｃｔを算出する。粒度比Ｒａｃｔは、旋動式破砕機１によって破砕された被破砕物から得られる所定の粒度範囲の産物Ｇｊの生産量を所定の基準生産量に対する比率で表した値として定義される。

【0069】

まず、一例として、産物Ｇｊの全生産量、すなわち、供給量を基準生産量とし、第１産物Ｇ１の生産量の基準生産量に対する比率を制御対象の粒度比Ｒａｃｔとする破砕システム１００の制御態様を例示する。

【0070】

本例では、第１電力計測器１３１が粒度指標検出器１３０である。第１電力計測器１３１は、上述したように、選別機１１０で選別された第１産物Ｇ１を搬送する第１搬送コンベヤ１１５を駆動する電動モータ１１８に供給される電力Ｐ１を計測する。

【0071】

図８は、搬送コンベヤの電動モータに供給される電力と搬送コンベヤで搬送される産物の単位時間あたりの搬送量との関係を示すグラフである。図８に示すグラフは、実機において所定量の産物を搬送コンベヤで搬送させたときの電動モータに供給される電力を計測するとともに、そのときの実際の搬送量を計測し、計測された電力および搬送量の組み合わせのデータをグラフ上にプロットしたものである。さらに、図８に示すグラフには、搬送量を変化させたときの複数のプロット位置について近似された直線が表されている。

【0072】

第１搬送コンベヤ１１５は、第１産物Ｇ１を一定速度で搬送する。第１産物Ｇ１が第１搬送コンベヤ１１５上を搬送されると、第１搬送コンベヤ１１５を駆動する電動モータ１１８への負荷が増大する。第１搬送コンベヤ１１５を定速で運転するためには、電動モータ１１８に供給される第１電力Ｐ１を増大させる必要がある。図８の例では、電動モータ１１８に供給され得る第１電力Ｐ１の変化に対する単位時間あたり搬送量の変化は、図８の近似直線で示されるように、線形的な特性を有している。

【0073】

このような特性を利用し、第１搬送コンベヤ１１５を駆動する電動モータ１２０に供給される第１電力Ｐ１から第１搬送コンベヤ１１５で搬送される第１産物Ｇ１の単位時間あたりの搬送量、すなわち、第１粒度範囲の第１産物Ｇ１の単位時間あたりの生産量を求めることができる。このため、本例において、粒度比算出部９１は、第１電力Ｐ１を粒度指標Ｐａｃｔとして取得する。

【0074】

図９は、図５に示す粒度比算出部の構成例を示すブロック図である。図９に示すように、粒度比算出部９１は、生産量算出器１７０、フィルタ１７１、平均値算出部１７２および計算実行部１７３を含む。記憶器９０には、電動モータ１２０に供給される電力と第１搬送コンベヤ１１５が単位時間あたりに搬送する搬送量との相関関係が予め記憶される。本実施の形態における破砕システム１００は、旋動式破砕機１、第１搬送コンベヤ１１５、第１電力計測器１３１、生産量検出装置として機能する制御器９を備え、旋動式破砕機１により生産される第１産物Ｇ１の生産量を検出する生産量検出システムを含んでいる。生産量検出装置として機能する制御器９は、記憶器９０および生産量算出器１７０を含む。

【0075】

生産量算出器１７０は、記憶器９０から対応する相関関係を読み出し、粒度指標Ｐａｃｔとして取得した第１電力Ｐ１に対応する搬送量を、第１産物Ｇ１の生産量、すなわち、対象産物生産量Ｓａｃｔとして算出する。このような構成によれば、第１搬送コンベヤ１１５を駆動する電動モータ１１８に供給される第１電力Ｐ１を計測することにより、記憶器９０に記憶された第１電力Ｐ１と第１搬送コンベヤ１１５の搬送量との相関関係を用いて、第１搬送コンベヤ１１５の搬送量を第１搬送コンベヤ１１５で搬送される産物の生産量として算出することができる。したがって、第１搬送コンベヤ１１５に、搬送量が計量可能なベルトスケールを設けたり、別途搬送量を検出する手段を設けたりすることなく、第１搬送コンベヤ１１５で搬送される産物の生産量を安価かつ容易に算出することができる。

【0076】

また、粒度比算出部９１は、供給量検出器１５０が検出した値Ｐａｌｌを取得する。上述したように、供給量検出器１５０は、例えば、供給機４のコンベヤ４０を駆動する電動モータ４１に供給される第４電力Ｐ４を検出する。生産量算出器１７０は、対象産物生産量Ｓａｃｔを算出する場合と同様に、記憶器９０から対応する相関関係を読み出し、第４電力Ｐ４に対応する搬送量を旋動式破砕機１への供給量として算出する。本例において、粒度比算出部９１は、基準生産量Ｓａｌｌを、第１産物Ｇ１、第２産物Ｇ２および第３産物Ｇ３の全生産量とする。また、本実施の形態において、全生産量は、旋動式破砕機１への供給量に等しいとみなすことができる。したがって、本例において、粒度比算出部９１は、算出された供給量を基準生産量Ｓａｌｌとして扱う。

【0077】

なお、供給量を求める際に使用する相関関係は、第１産物Ｇ１の生産量を求める際に使用する相関関係と同じでもよいし異なっていてもよい。すなわち、第１搬送コンベヤ１１５と供給機４のコンベヤ４０との間で、互いに同じ搬送能力および互いに同じ大きさを有する場合等、同じ特性を有する場合には、双方のコンベヤ４０，１１５について共通する１つの相関関係が記憶器９０に記憶されてもよい。これに代えて、供給機４のコンベヤ４０に対応する相関関係および第１搬送コンベヤ１１５に対応する相関関係を含む複数の相関関係が記憶器９０に記憶されてもよい。

【0078】

粒度指標検出器１３０が粒度指標Ｐａｃｔを連続的または所定のタイミングごとに検出することにより、生産量算出器１７０で得られる対象産物生産量Ｓａｃｔは、時間経過に対して変化し得るデータとなる。同様に、供給量検出器１５０が供給量を示す値Ｐａｌｌを連続的または所定のタイミングごとに検出することにより、生産量算出器１７０で得られる供給量、すなわち、基準生産量Ｓａｌｌは、時間経過に対して変化し得るデータとなる。

【0079】

フィルタ１７１は、対象産物生産量Ｓａｃｔおよび基準生産量Ｓａｌｌを平滑化する。例えばフィルタ１７１は、移動平均フィルタを含む。フィルタ１７１により、サイズまたは圧縮硬さ等の産物Ｇｊのばらつきによる外乱が除去される。

【0080】

平均値算出部１７２は、フィルタ後の対象産物生産量Ｓｆａｃｔおよび基準生産量Ｓｆａｌｌの所定の単位期間ごとの平均値を算出する。例えば、平均値算出部１７２は、フィルタ後の対象産物生産量Ｓｆａｃｔの時間的な変化が基準範囲内である期間のうちの所定の単位期間を抽出し、当該抽出した単位期間における対象産物生産量の平均値を算出する。すなわち、平均値算出部１７２は、フィルタ後の対象産物生産量Ｓｆａｃｔの時間的な変化が急峻な期間を除外して、フィルタ後の対象産物生産量Ｓｆａｃｔの単位期間ごとの平均値を算出する。平均値算出部１７２は、フィルタ後の基準生産量Ｓｆａｌｌについても同様にして平均値を算出する。

【0081】

計算実行部１７３は、平均値算出部１７２で算出された平均対象産物生産量Ｓｖａｃｔおよび平均基準生産量Ｓｖａｌｌに基づいて第３産物Ｇ３の生産量を基準生産量に対する比率で表した粒度比Ｒａｃｔを算出する。

【0082】

計算実行部１７３は、平均対象産物生産量Ｓｖａｃｔの平均供給量に対する比率を粒度比Ｒａｃｔとして算出する。すなわち、粒度比Ｒａｃｔは、以下の式（１）を用いて算出される。

【0083】

【数1】

【0084】

算出された粒度比Ｒａｃｔは、目標値生成部９２に入力される。なお、上記式（１）は、以下の式（２）のように一般化することができる。

【0085】

【数2】

Ｓ１：第１産物Ｇ１の生産量
Ｓ２：第２産物Ｇ２の生産量
Ｓ３：第３産物Ｇ３の生産量
Ｓ４：供給量
Ｓ５：中間コンベヤの搬送量
ｋ_ｉ＝０または１（ｉ＝１，２，…，８）

【0086】

着目する粒度比Ｒａｃｔによってｋ_ｉの値が０または１に切り替えられる。式（２）においても、各生産量Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３および供給量Ｓ４，Ｓ５は、平均値算出部１７２から出力された値である。上記例、すなわち、第１産物Ｇ１の生産量を供給量に対する比率で表した粒度比Ｒａｃｔは、式（２）におけるｋ_１およびｋ_７を１とし、その他の係数ｋ_ｉを０とした場合に相当する。

【0087】

上記例では、被破砕物の供給量を基準生産量とし、第１産物Ｇ１の生産量の基準生産量に対する比率を制御対象の粒度比Ｒａｃｔとするための基準生産量として、供給機４のコンベヤ４０を駆動する電動モータ４１に供給される第４電力Ｐ４を供給量検出器１５０が検出した値Ｐａｌｌとする代わりに、中間コンベヤ１１３を駆動する電動モータ１１４に供給される第５電力Ｐ５を供給量検出器１５０が検出した値Ｐａｌｌとしてもよい。すなわち、上記例において、式（２）に示すｋ_７を１とする代わりに、ｋ_８を１としてもよい。

【0088】

あるいは、生産量算出器１７０が第１産物Ｇ１の生産量と、第２産物Ｇ２の生産量と、第３産物Ｇ３の生産量とを算出し、これらの生産量を足し合わせた値を基準生産量Ｓａｌｌとしてもよい。すなわち、上記例において、式（２）に示すｋ_７を１とする代わりに、ｋ_４，ｋ_５，ｋ_６を１としてもよい。

【0089】

また、上記例では、被破砕物の供給量を基準生産量とし、第１産物Ｇ１の生産量の基準生産量に対する比率を制御対象の粒度比Ｒａｃｔとする例を示したが、粒度比Ｒａｃｔは、オペレータが設定する粒度比目標値、すなわち、監視対象の粒度比に応じて種々の粒度比を採用し得る。

【0090】

例えば、対象産物生産量Ｓａｃｔは、第２産物Ｇ２の生産量であってもよいし、第１産物Ｇ１および第２産物Ｇ２の生産量の合計値であってもよい。例えば、式（２）において、ｋ_２およびｋ_４を１とする、またはｋ_１，ｋ_２，ｋ_４を１とし、他のｋ_ｉを０としてもよい。あるいは、対象産物生産量Ｓａｃｔは、第３産物Ｇ３の生産量であってもよい。例えば、式（２）において、ｋ_３およびｋ_４を１とし、他のｋ_ｉを０としてもよい。対象産物生産量Ｓａｃｔが第３産物Ｇ３の生産量である場合、粒度比Ｒａｃｔは、供給量に対して破砕された被破砕物が旋動式破砕機１に再度供給される割合、すなわち、被破砕物のリターン比率を表す。これらの変形例においてもｋ_４を１とする代わりにｋ_５またはｋ_１，ｋ_２，ｋ_３を１としてもよい。

【0091】

また、粒度比Ｒａｃｔは、複数の選別範囲に含まれる生産量に対するそのうちの一部の選別範囲における生産量の比率としてもよい。例えば、第１産物Ｇ１および第２産物Ｇ２の生産量の合計値に対する第１産物Ｇ１または第２産物Ｇ２の生産量の比率としてもよい。例えば、式（２）において、ｋ_１またはｋ_２と、ｋ_４およびｋ_５とを１とし、他のｋ_ｉを０としてもよい。

【0092】

このように、式（２）における係数ｋ_ｉのうち、１にする係数と０にする係数との好適な組み合わせを選択することにより、粒度比算出部９１は、オペレータが着目する産物Ｇｊに基づく所望の粒度比Ｒａｃｔを算出することができる。なお、係数ｋ_ｉの選択に合わせて、粒度比目標値Ｒｒがプリセットされるようにしてもよい。すなわち、記憶器９０に、想定される係数ｋ_ｉの組み合わせに応じた粒度比目標値Ｒｒのプリセット値が記憶され、オペレータによる係数ｋ_ｉの選択に応じたプリセット値が読み出され、読み出されたプリセット値に対してオペレータが所望の粒度比目標値Ｒｒに調整できるようにしてもよい。

【0093】

生産量算出器１７０は、第２産物Ｇ２の生産量、第３産物Ｇ３の生産量、中間コンベヤ１１３の搬送量も、第１産物Ｇ１の生産量と同様に、対応するコンベヤ１１６，１１７，１１３を駆動する電動モータ１１９，１２０，１１４に供給される電力に基づいて算出することができる。この際、複数の搬送コンベヤ１１５，１１６，１１７および電動モータ１１８，１１９，１２０が互いに同じ搬送能力および互いに同じ大きさ等を有する場合には、複数の搬送コンベヤ１１５，１１６，１１７について共通する１つの相関関係が記憶器９０に記憶されてもよい。これに代えて、搬送コンベヤ１１５，１１６，１１７に応じた複数の相関関係が記憶器９０に記憶されてもよい。

【0094】

何れの粒度範囲における産物Ｇｊに着目する場合であっても、産物Ｇｊの生産量は、生産量算出器１７０により、同様に算出される。また、旋動式破砕機１から得られる複数種類の産物Ｇｊの生産量を容易に算出することができるため、複数種類の産物Ｇｊにおける生産バランスを容易に確認することができる。

【0095】

［本実施の形態の効果］
上記構成によれば、負荷指標Ｌａｃｔが負荷指標目標値Ｌｒに基づく基準範囲内になるように、旋動式破砕機１または供給機４のうちの少なくとも１つが制御される。これにより、短い時間における負荷変動を抑えて安定的な破砕システム１００の運転を行うことができる。また、上記構成によれば、着目する粒度範囲の産物Ｇｊの生産量Ｓａｃｔを所定の基準生産量Ｓａｌｌに対する比率で表した粒度比Ｒａｃｔと、負荷指標Ｌａｃｔおよび粒度比Ｒａｃｔの相関関係とを用いて、負荷指標目標値Ｌｒが算出される。

【0096】

このため、オペレータは、着目する粒度範囲の産物の生産量Ｓａｃｔに基づいて直感的に破砕システム１００の制御目標値を設定することができる。また、産物の生産量Ｓａｃｔは、比較的長い時間で平均して得られる。したがって、着目する産物の生産量Ｓａｃｔに基づいて得られる粒度比Ｒａｃｔが粒度比目標値Ｒｒとなるような負荷指標目標値Ｌｒを生成することにより、破砕システム１００の安定性と最適な生産バランスとを両立した運転を行うことができる。

【0097】

以上より、所定粒度範囲内の産物Ｇｊについて所望の生産量を得るための目標値を直感的に設定でき、所望の生産量となるように旋動式破砕機１を安定的に制御することができる。

【0098】

また、上記実施の形態によれば、所定の粒度範囲の産物Ｇｊの生産量を直接または間接的に表す粒度指標Ｐａｃｔを検出し、当該粒度指標Ｐａｃｔを用いて粒度比Ｒａｃｔが算出される。産物Ｇｊの粒度そのものを計測する代わりに、選別後の産物Ｇｊの生産量を計測または推定することにより、複数の粒度範囲の産物Ｇｊの生産バランスの評価を容易に行うことができる。また、着目する粒度範囲の産物Ｇｊの粒度比Ｒａｃｔを容易に算出することができる。さらに、所定の粒度範囲の産物Ｇｊを搬送する搬送コンベヤ１１５，１１６，１１７における産物Ｇｊの単位時間当たりの搬送量が、粒度比Ｒａｃｔを算出するための産物Ｇｊの生産量として用いられる。したがって、着目する産物Ｇｊを、別途計量器を設けることなく検出することができる。

【0099】

［シミュレーション結果］
図１０は、本実施の形態に基づいた制御態様のシミュレーション結果を示すグラフである。図１０の下のグラフは、負荷圧の時間変化を示すグラフであり、上のグラフは、粒度比の時間変化を示すグラフである。本例のシミュレーションでは、時刻Ｔ１に粒度比目標値Ｒｒが第１目標値Ｒｒ１から第１目標値Ｒｒ１より低い第２目標値Ｒｒ２に変更されている。

【0100】

図１０に示すように、粒度比目標値Ｒｒの変更に伴い、時刻Ｔ１以降の負荷指標目標値Ｌｒが時刻Ｔ１以前に比べて高く変化している。負荷指標目標値Ｌｒが段階的に変化しているのは、リミッタ１６４によって負荷指標目標値Ｌｒの急激な変化が制限されるからである。負荷指標目標値Ｌｒによって破砕システム１００が制御されることにより、旋動式破砕機１から検出される負荷指標Ｌａｃｔが負荷指標目標値Ｌｒに追従するように変化する。この結果、旋動式破砕機１で被破砕物が破砕されることにより得られる産物Ｇｊの粒度比Ｒａｃｔも粒度比目標値Ｒｒに追従するように変化している。このように、本実施の形態において、粒度比目標値Ｒｒを用いて負荷圧の制御を行うことにより、所望の粒度比が得られることが、本シミュレーションにおいても示されている。

【0101】

［変形例］
以上、本開示の実施の形態について説明したが、本開示は上記実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更、修正が可能である。

【0102】

例えば、上記実施の形態では、粒度指標検出器１３０が第１産物Ｇ１、第２産物Ｇ２および第３産物Ｇ３の何れの粒度指標も検出可能な構成としているが、粒度指標検出器１３０は、少なくとも何れか１種類の産物の粒度指標を検出可能としてもよい。すなわち、破砕システム１００において、着目する粒度比Ｒａｃｔを算出するために用いない粒度指標を検出する手段は備えていなくてもよい。例えば、着目する粒度比Ｒａｃｔがリターン比率である場合、粒度指標検出器１３０は、第３産物Ｇ３の粒度指標が検出可能であればよい。この場合、上記実施の形態では、破砕システム１００は、粒度指標検出器１３０として第３電力計測器１３３を備えていればよく、第１電力計測器１３１および第２電力計測器１３２は備えていなくてもよい。同様に、着目する粒度比Ｒａｃｔが第１産物Ｇ１または第２産物Ｇ２の粒度比Ｒａｃｔの何れか一方である場合、破砕システム１００は、粒度指標検出器１３０として第１電力計測器１３１または第２電力計測器１３２の何れか一方を備えていればよい。

【0103】

また、上記実施の形態では、粒度指標検出器１３０が粒度指標Ｐａｃｔとして産物Ｇｊを搬送する搬送コンベヤ１１５，１１６，１１７を駆動する電動モータ１１８，１１９，１２０に供給される電力を検出することにより、産物Ｇｊの生産量を算出する態様を例示したが、粒度指標の検出態様はこれに限られない。

【0104】

例えば、搬送コンベヤ１１５，１１６，１１７は、単位時間あたりの搬送量を検出可能なベルトスケールであってもよい。この場合、ベルトスケールの計測値が粒度指標として検出される。すなわち、粒度指標は、産物Ｇｊの単位時間あたりの搬送量、言い換えると、産物Ｇｊの生産量である。また、搬送コンベヤ１１５，１１６，１１７の搬送面上にカメラを設置し、当該カメラが撮影した画像に対して画像処理を行うことにより、単位時間あたりの搬送量、すなわち、産物Ｇｊの生産量を粒度指標として検出してもよい。例えば、カメラが撮影した産物の画像から搬送される産物の断面積を求め、断面積と搬送速度とから産物の搬送量が推定され得る。また、供給量検出器１５０において検出する値も、粒度指標と同様の変形例を採用できる。すなわち、供給機４のコンベヤ４０および中間コンベヤ１１３において、ベルトスケールの計測値または画像処理による検出値から供給量を算出してもよい。

【0105】

あるいは、粒度指標検出器１３０はなくてもよい。例えば、旋動式破砕機１で破砕され、選別機１１０で選別される前の被破砕物、すなわち、第１産物Ｇ１、第２産物Ｇ２および第３産物Ｇ３の混成状態にある産物をカメラで撮影し、撮影画像を画像処理することにより、画像処理後の撮影画像から所定の粒度範囲の産物Ｇｊの全体に対する比率を推定してもよい。すなわち、粒度比算出部９１は、撮影画像から所望の粒度比Ｒａｃｔを直接取得してもよい。このためのカメラは、例えば、中間コンベヤ１１３の搬送面上に設置されてもよい。

【0106】

粒度指標を用いずに粒度比Ｒａｃｔを算出するために、粒度比算出部９１は、負荷指標Ｌａｃｔおよび粒度比Ｒａｃｔの間の相関関係と、負荷指標検出器１４０で検出された負荷指標Ｌａｃｔとから負荷指標Ｌａｃｔにおける粒度比Ｒａｃｔを算出してもよい。例えば、粒度比算出部９１は、図６の直線Ａ２で示される線形の相関関係を読み出し、当該相関関係において、検出された負荷指標Ｌａｃｔに対応する粒度比Ｒａｃｔを出力してもよい。本構成によれば、別途粒度指標検出器１３０を設けることなく粒度比Ｒａｃｔを算出することができる。

【0107】

また、上記実施の形態では、目標値生成部９２において用いられる制御ゲインＫｒを、記憶器９０に予め記憶されている相関関係と、負荷指標検出器１４０で検出された負荷指標Ｌａｃｔとから算出する態様を例示したが、これに限られない。例えば、記憶器９０は、負荷指標Ｌａｃｔおよび粒度比Ｒａｃｔの履歴を記憶し、目標値生成部９２は、過去の２以上の負荷指標および粒度比Ｒａｃｔの組み合わせから負荷指標Ｌａｃｔに対する粒度比Ｒａｃｔの変化率を算出することにより相関関係を算出し、算出した相関関係を用いて制御ゲインＫｒを算出してもよい。

【0108】

例えば、図６のグラフと同様に、横軸を、負荷圧を示す負荷指標とし、縦軸を粒度比とすると、過去の第１時点における負荷指標Ｌａ１および粒度比Ｒａ１の組み合わせを示す第１座標Ｑ１（Ｌａ１，Ｒａ１）と過去の第２時点における負荷指標Ｌａ２および粒度比Ｒａ２の組み合わせを示す第２座標Ｑ２（Ｌａ２，Ｒａ２）とを結んだ直線が、負荷指標に対する粒度比の相関関係を示す直線となる。また、過去の３つ以上の時点における３つ以上の座標を直線または曲線により近似したものを相関関係としてもよい。

【0109】

目標値生成部９２は、このようにして得られた相関関係を用いて制御ゲインＫｒを算出してもよい。すなわち、目標値生成部９２は、検出された負荷指標Ｌａｃｔにおける相関関係の傾きまたは接線の傾きを制御ゲインＫｒとして算出してもよい。本構成によれば、負荷指標および粒度比の実測値から制御ゲインＫｒを算出することにより、実際の運転時における旋動式破砕機１の特性を抽出することができ、より高い精度の負荷指標目標値Ｌｒを生成することができる。

【0110】

また、上記実施の形態では、油圧式の旋動式破砕機１を備えた破砕システム１００を例示したが、旋動式破砕機１は、これに限られず、例えば、機械式の旋動式破砕機も適用可能である。

【0111】

図１１は、図１に示す破砕システムに適用される旋動式破砕機の他の例における概略構成を示す図である。図２に示す油圧式の旋動式破砕機１と同様の構成には同じ符号を付し、説明を省略する。

【0112】

図１１に示すように、旋動式破砕機１Ａも、油圧式の旋動式破砕機１と同様に、破砕室１６へ被破砕物を投入するホッパ２と、ホッパ２へ被破砕物を供給する供給機４と、ホッパ２から落下した被破砕物を噛み込んで破砕するマントル１３およびコーンケーブ１４と、マントル１３が固定される主軸５の旋回駆動手段である主軸用モータ８と、主軸用モータ８からマントル１３へ回転動力を伝達する動力伝達機構８０と、制御器９と、を備えている。

【0113】

図１１に示す機械式の旋動式破砕機１Ａは、油圧式の旋動式破砕機１とは異なり、油圧回路７および油圧回路７を通じて破砕室１６におけるセットを制御するための油圧シリンダ６を備えていない。すなわち、旋動式破砕機１Ａは、セットが機械的に保持される。

【0114】

ただし、旋動式破砕機１Ａは、機械的なセットの調整が可能である。このため、旋動式破砕機１Ａは、トップフレーム３１の内周面に内ねじ３１ａが形成され、コーンケーブサポート３５の外周面に外ねじ３５ａが形成され、内ねじ３１ａおよび外ねじ３５ａが螺合している。さらに、コーンケーブサポート３５に外歯３５ｂが形成され、この外歯３５ｂは駆動歯車４５と噛合している。駆動歯車４５は、電動モータ４６の回転動力を受けて回転する。電動モータ４６は、トップフレーム３１に支持されている。電動モータ４６の動作は、制御器９と接続されたモータドライバ４７によって制御される。

【0115】

駆動歯車４５が回転するとコーンケーブサポート３５がトップフレーム３１に対して回転する。コーンケーブサポート３５が回転すると、トップフレーム３１の内ねじ３１ａとコーンケーブサポート３５の外ねじ３５ａとの螺合により、トップフレーム３１に対してコーンケーブサポート３５が昇降し、セットが変化する。ただし、機械式の旋動式破砕機１Ａにおいて、セットは、破砕運転中に変更されない。

【0116】

トップフレーム３１またはコーンケーブサポート３５には、トップフレーム３１に対するコーンケーブサポート３５の変位を検出する接触式または非接触式のセットセンサ２３Ａが設けられている。制御器９は、セットセンサ２３Ａの検出値からセットを求めることができる。制御器９は、セットセンサ２３Ａで検出されたセットの値に基づいて電動モータ４６を動作させる。

【0117】

マントル１３は、主軸５の上部に固定されたマントルコア１２に取り付けられている。主軸５は、その軸心が鉛直方向から傾いた状態で、フレーム３内に配置されている。主軸５の下部は、インナーブッシュ５１に嵌挿されている。インナーブッシュ５１は偏心スリーブ５２に固定されている。偏心スリーブ５２は、ボトムフレーム３２に設けられたアウターブッシュ５３に嵌挿されている。偏心スリーブ５２の下部は、滑り軸受６６に支持されている。マントルコア１２は、ボトムフレーム３２に設けられたスラスト軸受（静圧軸受）５５に支持されている。マントルコア１２とスラスト軸受５５との間には潤滑油による油膜が形成されている。スラスト軸受５５の潤滑回路７Ａには、潤滑油の給油圧力を検出する圧力センサ２４Ａが設けられている。マントル１３に破砕圧が掛かると、マントルコア１２とスラスト軸受５５との間に潤滑油を送り出すために更に高い圧力が必要となり、スラスト軸受５５へ供給される潤滑油の油圧が上昇する。したがって、圧力センサ２４Ａで検出されるスラスト軸受５５の給油圧力は、破砕負荷を間接的に表す測定値であって、負荷指標Ｌａｃｔとして用いられ得る。

【0118】

上記構成の旋動式破砕機１Ａでは、前述の旋動式破砕機１と同様に、破砕負荷を直接的または間接的に表す負荷指標Ｌａｃｔを検出する負荷指標検出器１４０を備えている。制御器９は、破砕運転中に検出された負荷指標Ｌａｃｔを監視し、負荷指標Ｌａｃｔが負荷指標目標値Ｌｒに基づく所定の基準範囲内に維持されるように供給機４による被破砕物の供給量を制御する。

【0119】

また、上記実施の形態において、破砕システム１００を、産物を生産する生産装置として例示したが、生産量検出システムおよび生産量検出方法は、破砕システム１００以外の生産装置にも適用可能である。生産装置は、産物を搬送コンベヤで搬送可能な産物を生産する生産装置であればよい。例えば、生産装置は、セメント原料を焼成してクリンカを産物として生成するセメント製造プラント等を含む。また、検出対象の産物は、その後廃棄等されるものであってもよい。例えば、生産装置は、ごみ処理施設等において排出される灰の灰処理装置を含んでもよい。また、生産装置が生産する産物は１種類のみでもよい。

【0120】

［本開示のまとめ］
本開示の一態様に係る破砕システムの制御器は、旋動式破砕機および前記旋動式破砕機に被破砕物を供給する供給機を備えた破砕システムの制御器であって、前記旋動式破砕機にかかる破砕負荷を直接または間接的に表す負荷指標を取得する負荷指標取得部と、前記旋動式破砕機によって破砕された前記被破砕物から得られる所定の粒度範囲の産物の生産量を所定の基準生産量に対する比率で表した粒度比を算出する粒度比算出部と、取得した前記負荷指標と前記負荷指標および前記粒度比の間の相関関係とに基づいて前記負荷指標目標値を生成する目標値生成部と、前記負荷指標および前記負荷指標目標値から制御指令値を生成する制御指令生成部と、を備え、前記負荷指標が負荷指標目標値に基づく基準範囲内になるように、前記旋動式破砕機または前記供給機のうちの少なくとも１つを制御する。

【0121】

上記構成によれば、負荷指標が負荷指標目標値に基づく基準範囲内になるように、旋動式破砕機または供給機のうちの少なくとも１つが制御される。これにより、短い時間における負荷変動を抑えて安定的な破砕システムの運転を行うことができる。また、上記構成によれば、着目する粒度範囲の産物の生産量を所定の基準生産量に対する比率で表した粒度比と、負荷指標および粒度比の相関関係とを用いて、負荷指標目標値が算出される。

【0122】

このため、オペレータは、着目する粒度範囲の産物の生産量に基づいて直感的に破砕システムの制御目標値を設定することができる。また、産物の生産量は、比較的長い時間で平均して得られる。したがって、着目する産物の生産量に基づいて得られる粒度比が粒度比目標値となるような負荷指標目標値を生成することにより、破砕システムの安定性と最適な生産バランスとを両立した運転を行うことができる。

【0123】

以上より、所定粒度範囲内の産物について所望の生産量を得るための目標値を直感的に設定でき、所望の生産量となるように旋動式破砕機を安定的に制御することができる。

【0124】

前記破砕システムは、前記旋動式破砕機で破砕された前記被破砕物を粒度に応じて選別する選別機を備え、前記制御器は、前記選別機で選別された前記所定の粒度範囲の産物の生産量を直接または間接的に表す粒度指標を取得する粒度指標取得部を備え、前記粒度比算出部は、前記粒度指標を用いて前記粒度比を算出してもよい。

【0125】

上記構成によれば、所定の粒度範囲の産物の生産量を直接または間接的に表す粒度指標を検出し、当該粒度指標を用いて粒度比が算出される。これにより、着目する粒度範囲の産物の粒度比を容易に算出することができる。

【0126】

さらに、前記破砕システムは、前記選別機の下流側において、選別された前記所定の粒度範囲の産物を搬送する搬送コンベヤを備え、前記粒度比算出部は、前記搬送コンベヤにおける前記産物の単位時間あたりの搬送量を前記所定の粒度範囲の産物の生産量として用いて前記粒度比を算出してもよい。

【0127】

上記構成によれば、所定の粒度範囲の産物を搬送する搬送コンベヤにおける産物の単位時間当たりの搬送量が、粒度比を算出するための産物の生産量として用いられる。したがって、着目する産物の生産量を、別途計量器を設けることなく検出することができる。

【0128】

前記粒度指標取得部は、前記搬送コンベヤを駆動する電動モータに供給される電力を前記粒度指標として取得してもよい。これによれば、搬送コンベヤを駆動する電動モータに供給される電力を取得することにより、搬送コンベヤの搬送量を算出することができる。したがって、上記構成によれば、搬送コンベヤを、搬送量が計量可能なベルトスケールとしたり、別途搬送量を検出する手段を設けたりすることなく、搬送コンベヤの単位時間あたりの搬送量を安価かつ容易に算出することができる。

【0129】

前記制御器は、前記旋動式破砕機に供給される前記被破砕物の単位時間あたりの供給量を取得する供給量取得部を備え、前記粒度比算出部は、前記供給量に対する前記搬送コンベヤにおける前記搬送量の割合を前記粒度比として算出してもよい。

【0130】

前記粒度比算出部は、前記相関関係および取得した前記負荷指標から前記負荷指標における前記粒度比を算出してもよい。本構成によれば、別途粒度指標検出器を設けることなく粒度比を算出することができる。

【0131】

前記目標値生成部は、取得した前記負荷指標と前記相関関係から制御ゲインを設定し、前記制御ゲインと所定の粒度比目標値から前記粒度比を差し引いた粒度比偏差とに基づいて前記負荷指標目標値を生成してもよい。これによれば、制御ゲインを用いて粒度比偏差から負荷指標目標値が生成されるため、簡単な構成で粒度比目標値から負荷指標目標値への変換を容易に実現できる。

【0132】

前記破砕システムは、前記相関関係を記憶する記憶器を備え、前記目標値生成部は、取得した前記負荷指標および前記記憶器に予め記憶された前記相関関係から前記制御ゲインを算出してもよい。本構成によれば、記憶器に予め記憶された相関関係を用いて、粒度比についての値を負荷指標についての値に変換するため、簡単な演算で負荷指標目標値を生成することができる。

【0133】

前記破砕システムは、取得した前記負荷指標および算出された前記粒度比の履歴を記憶する記憶器を備え、前記目標値生成部は、過去の２以上の前記負荷指標および前記粒度比の組み合わせから前記負荷指標に対する前記粒度指標の変化率を算出することにより前記相関関係を算出し、取得した前記負荷指標および算出された前記相関関係から前記制御ゲインを算出してもよい。本構成によれば、負荷指標および粒度比の実測値から制御ゲインを算出することにより、実際の運転時における旋動式破砕機の特性を抽出することができ、より高い精度の負荷指標目標値を生成することができる。

【0134】

前記目標値生成部は、前記粒度比偏差に前記制御ゲインを掛ける制御ゲイン乗算器と、前記制御ゲイン乗算器の出力を所定の制限範囲に制限するリミッタと、を含み、前記制限範囲は、取得した前記負荷指標に応じて設定されてもよい。これにより、粒度比の変動割合に応じて制限範囲を適切に設定することができる。

【0135】

本開示の他の態様に係る破砕システムは、旋動式破砕機と、前記旋動式破砕機に被破砕物を供給する供給機と、上記構成の制御器と、を備えている。

【0136】

前記旋動式破砕機は、偏心旋回運動する主軸に固定されたマントルと、内部に、前記マントルとの間に被破砕物を噛み込んで圧砕する破砕室を有するコーンケーブと、を備え、前記マントルおよび前記コーンケーブの間のセットが機械的に保持され、前記制御器は、前記被破砕物の前記旋動式破砕機への供給量を制御してもよい。

【0137】

前記旋動式破砕機は、偏心旋回運動する主軸に固定されたマントルと、内部に、前記マントルとの間に被破砕物を噛み込んで圧砕する破砕室を有するコーンケーブと、前記マントルおよび前記コーンケーブの間のセットを保持するように前記マントルまたは前記コーンケーブに破砕力に対抗する油圧力を与える油圧シリンダと、を備え、前記制御器は、前記被破砕物の前記旋動式破砕機への供給量または前記セットの大きさのうちの少なくとも１つを制御してもよい。

【0138】

本開示の他の態様に係る制御方法は、旋動式破砕機および前記旋動式破砕機に被破砕物を供給する供給機を備えた破砕システムの制御方法であって、前記旋動式破砕機にかかる破砕負荷を直接または間接的に表す負荷指標を検出し、前記旋動式破砕機によって破砕された前記被破砕物から得られる所定の粒度範囲の産物の生産量を所定の基準生産量に対する比率で表した粒度比を算出し、検出された前記負荷指標と前記負荷指標および前記粒度比の間の相関関係とに基づいて前記負荷指標目標値を生成し、前記負荷指標が負荷指標目標値に基づく基準範囲内になるように、前記負荷指標および前記負荷指標目標値から前記旋動式破砕機または前記供給機のうちの少なくとも１つを制御するための制御指令値を生成する。

【0139】

本開示の他の態様に係る生産量検出装置は、投入した原料に所定の処理を行って所定の産物を生産する生産装置における生産量検出装置であって、前記生産装置は、生産された前記産物を搬送する搬送コンベヤを備え、前記生産量検出装置は、前記搬送コンベヤを駆動する電動モータに供給される電力と前記搬送コンベヤが単位時間あたりに搬送する搬送量との相関関係が予め記憶された記憶器と、前記電動モータに供給される電力を取得し、取得した前記電力および前記電力と前記搬送量との前記相関関係から、取得した前記電力に対応する前記搬送量を前記生産装置の生産量として算出する生産量算出器と、を備えている。

【0140】

上記構成によれば、搬送コンベヤを駆動する電動モータに供給される電力を取得することにより、記憶器に記憶された電力と搬送量との相関関係を用いて、搬送コンベヤの搬送量を搬送コンベヤで搬送される産物の生産量として算出することができる。したがって、搬送コンベヤに、搬送量が計量可能なベルトスケールを設けたり、別途搬送量を検出する手段を設けたりすることなく、産物の生産量を安価かつ容易に算出することができる。

【0141】

前記生産装置は、生産された前記産物を所定の基準に応じて少なくとも第１種類の産物と第２種類の産物とに選別する選別機を備え、前記搬送コンベヤは、前記第１種類の産物を搬送する第１コンベヤと前記第２種類の産物を搬送する第２コンベヤとを含み、前記生産量算出器は、前記第１コンベヤを駆動する電動モータに供給される第１電力および前記第２コンベヤを駆動する電動モータに供給される第２電力を取得してもよい。

【0142】

上記構成によれば、生産装置から得られる複数種類の産物の生産量を容易に算出することができるため、複数種類の産物における生産バランスを容易に確認することができる。

【0143】

前記生産装置は、被破砕物を破砕する旋動式破砕機を備え、前記選別機は、破砕された前記被破砕物を所定の粒度範囲に応じて選別してもよい。

【0144】

本開示の他の態様に係る生産量検出システムは、投入した原料に所定の処理を行って所定の産物を生産する生産装置における生産量検出システムであって、前記生産装置は、生産された前記産物を搬送する搬送コンベヤを備え、前記生産量検出システムは、前記搬送コンベヤを駆動する電動モータに供給される電力を計測する電力計測器と、上記構成の生産量検出装置と、を備えている。

【0145】

本開示の他の態様に係る生産量検出方法は、投入した原料に所定の処理を行って所定の産物を生成し、生成した前記産物を搬送得る搬送コンベヤを備えた生産装置における生産量検出方法であって、前記生産量検出方法は、前記搬送コンベヤを駆動する電動モータに供給される電力を検出し、前記電力と前記搬送コンベヤが単位時間あたりに搬送する搬送量との相関関係を取得し、検出された前記電力および前記電力と前記搬送量との前記相関関係から、検出された前記電力に対応する前記搬送量を生産量として算出する。

【符号の説明】

【0146】

１，１Ａ 旋動式破砕機
４ 供給機
６ 油圧シリンダ
９ 制御器
１３ マントル
１４ コーンケーブ
１６ 破砕室
９０ 記憶器
９１ 粒度比算出部
９２ 目標値生成部
９３ 制御指令生成部
９５ 負荷指標取得部
９６ 粒度指標取得部
９７ 供給量取得部
１００ 破砕システム
１１０ 選別機
１１５，１１６，１１７ 搬送コンベヤ
１１８，１１９，１２０ 電動モータ
１３０ 粒度指標検出器
１３１，１３２，１３３ 電力計測器
１４０ 負荷指標検出器
１５０ 供給量検出器
１６３ 制御ゲイン乗算器
１６４ リミッタ
１７０ 生産量算出器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】