攪拌装置の制御方法
【課題】攪拌翼を備えた攪拌軸をサーボモータにより駆動して、そのサーボモータの特性を利用して被処理流体の攪拌混合を制御し、合理的に攪拌処理が行える攪拌装置の制御方法を提供する。
【解決手段】攪拌装置１における攪拌翼３を備えた攪拌軸４をサーボモータ５により回転駆動するに際し、前記攪拌軸４に作用するトルクを電気的に検知して、制御手段１０により予め入力設定した攪拌データと比較演算させて、その演算結果による最適値に応じて前記サーボモータ５による前記攪拌軸４の回転速度を制御する。
【解決手段】攪拌装置１における攪拌翼３を備えた攪拌軸４をサーボモータ５により回転駆動するに際し、前記攪拌軸４に作用するトルクを電気的に検知して、制御手段１０により予め入力設定した攪拌データと比較演算させて、その演算結果による最適値に応じて前記サーボモータ５による前記攪拌軸４の回転速度を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーボモータにより攪拌翼を備えた攪拌軸を回転させ、被処理流体を効率よく攪拌できるようにする攪拌装置の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、攪拌装置は多くの工業分野において、混合、分散、溶解、反応などいろいろな目的で使用されている。そして、この攪拌操作（混合・分散・溶解・反応など）は単独の工程で実施されるほか、他の処理工程に組み込まれて一連のプロセスとして取扱われる場合が多い。したがって、一般に化学工業や食品工業における混合などの工程が含まれるプロセスでは、合理化を図るためにプロセス全体として計装化され、自動運転されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、反応缶などの混合装置（攪拌装置）において、現状では全くと言ってよいほど計装化されていない。したがって、この攪拌装置としては、どうしても過剰な設計によって製作され、実用に供されている場合が多くなる。このようなことから、設備機器が過剰な構成となるばかりでなく、消費エネルギーの浪費につながり、経済性が損なわれているという問題点がある。
【０００４】
また、過剰な動力や攪拌羽根速度の不適正な設定は、ときには反応物質など対象物に損傷を与え、有害となることが多い。そのために、多くの場合、運転に際して適正化を図るには、運転する作業者が運転の状況を判断して攪拌翼の回転速度を変更したりすることが定常的で、変化に対して適正な運転がなされていない傾向にある。したがって、攪拌・混合処理にばらつきが発生しやすいという問題点がある。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、攪拌翼を備えた攪拌軸をサーボモータにより駆動して、そのサーボモータの特性を利用して被処理流体の攪拌混合を制御し、合理的に攪拌処理が実施できる攪拌装置の制御方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明による攪拌装置の制御方法は、
攪拌装置における攪拌翼を備えた攪拌軸をサーボモータにより回転駆動するに際し、前記攪拌軸に作用するトルクを電気的に検知して、予め入力設定した攪拌データと比較演算させて、その演算結果による最適値に応じて前記サーボモータによる前記攪拌軸の回転速度またはトルクを制御することを特徴とするものである（第１発明）。
【０００７】
前記発明において、前記攪拌データは駆動部で検知される駆動電力値に対応させて予め制御部に記憶させてあるトルクと回転速度との相関データであるのがよい（第２発明）。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、攪拌翼を介して攪拌軸に作用するトルクを検知し、予め設定した被処理物の適正攪拌（混合）状態となるように制御部で設定したデータと攪拌軸の駆動電流値とを比較演算して得られるデータによって駆動部を制御させ、サーボモータの特性を活用してフィードバック制御により攪拌翼を適正速度で回転駆動させ、過剰な運転操作を回避して攪拌（混合）操作時間の短縮を図ることができるという効果を奏する。
【０００９】
また、被処理物の攪拌状態を攪拌軸のトルクから検知することにより、攪拌時の情報を知ることが可能になり、その情報（データ）を活用することにより、経済性の高い攪拌装置を得ることが可能になり、また、反応の終点を推測できて攪拌装置の合理化を図ることができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明による攪拌装置の制御方法の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１１】
図１には本発明に係る攪拌装置の制御方法を実施する攪拌装置の一実施形態を表わす全体概要図が示されている。
【００１２】
この実施形態の攪拌装置１は、所要容積の攪拌槽２内に配される攪拌翼３を備える攪拌軸４と、この攪拌軸４を回転駆動するアクチュエータであるサーボモータ５と、このサーボモータ５を支持する支持機構６および前記サーボモータ５の駆動を制御する制御手段１０とで構成されている。
【００１３】
前記攪拌軸４には、その先端に所要形式の攪拌翼３が、運転時における状態で攪拌槽２内中程の所要深さに位置するようにして付設されている。この攪拌軸４の後端は、攪拌槽２上方で継手７によって着脱可能にサーボモータ５の出力軸５ａと接続されている。なお、前記サーボモータ５は、攪拌槽２の上方位置で支持機構６を構成する支持フレーム６ａにより、前記攪拌軸４を垂直に維持できるように装着支持されている。
【００１４】
前記サーボモータ５の制御手段１０は、公知のサーボアンプを主体とし、このサーボアンプにおける電力供給ユニット部１１で電流センサ１２により攪拌軸４に直結するサーボモータ５の駆動電流値を検知して、制御部１３で予め記憶させてあるデータと前記駆動電流値とを比較演算させ、その演算結果に基づいてインバータ部１４を制御し、適応する回転速度となるようにサーボモータ５へ出力するようにされている。このように制御するために、制御部１３では、攪拌軸４の回転トルクとモータの出力に要する電力との相関関係によるデータを予めメモリーに入力して記憶させておき、前記攪拌軸４からのサーボモータ５の駆動電流値と前記相関関係によるデータとで、この制御部１３において比較演算させ、適正値を選んで出力し、サーボモータ５の回転速度を設定する。また、前記サーボアンプにはサーボモータ５の作動に伴う負荷に対応した駆動トルクが表示されるようになっている。したがって、運転中の攪拌軸４（サーボモータ５）に作用するトルクを知ることができる。
【００１５】
この制御手段１０に付属するコントローラ１５には、デ−タを入力するテンキーおよび取扱う被処理流体に対応した操作を選択するための選択ボタン（いずれも図示せず）とが設けられて、前記制御部１３に接続されている。運転当初の回転速度などの設定は、コントローラ１５に設けられているテンキーによって入力する。また、運転の始動時には取扱流体（被処理流体）の操作を設定するために選択ボタンを押して始動する。
【００１６】
このようにされる攪拌装置1は、制御手段１０によって、攪拌槽２内で攪拌される被処理流体の攪拌状態の変化に合わせ、回転する攪拌翼３に作用する負荷の変動に応じてサーボモータ５の駆動が制御されるので、被処理流体の挙動に応じて攪拌翼３の回転を変化させ、最適な状態の運転を行わせることができるのである。なお、サーボモータ５の回転速度は、付属するエンコーダにより検知されて制御部１３にフィードバックされ、適正回転速度に達するまで制御される。
【００１７】
こうして攪拌運転時の被処理流体の変化は、攪拌軸４を介してサーボモータ５に作用するトルクの変化から読み取り、制御手段１０によってサーボモータ５による駆動を制御して運転を行う。やがて、予め設定されている条件に到達したことを、例えば攪拌軸４の回転トルクの安定持続時間が所定時間経過したことを検知すると、サーボモータ５の駆動を停止して運転を終了する。こうすることにより、被処理流体の攪拌混合操作を自動的に行うことができるのである。
【００１８】
次に、本実施形態の攪拌装置における制御方法の手順を、図２〜図６に示すフローチャートによって説明する。なお、図中符号Ｓ，Ｔ，Ｕ，Ｖは、いずれもステップを示している。
【００１９】
まず、図２によってニュートン流体の場合の攪拌装置における制御について説明する。
Ｓ１〜Ｓ２：制御手段１０のコントローラ１５に設けられている攪拌操作の選別ボタンを押して被処理流体の攪拌操作を選択する。すると、サーボモータ５が低速で起動されて、初期回転速度で攪拌翼３が回転するようにして運転が開始される。
Ｓ３〜Ｓ４：回転開始時の負荷が大きいので、サーボアンプにおける電力供給ユニット部１１において、サーボモータ５の運転開始に伴いその攪拌回転速度が適正状態に移行できるか否かの判断が行われる。適正回転速度への移行が困難であると判断される（Ｎｏ）と、ステップＳ４に移行してサーボモータ５の駆動がリセットされ、ステップＳ２に戻る。この時点では、サーボモータ５に作用する負荷が規定値より大きいとサーモスタットが作動してリセットされる機能を備えているので、実質的に運転可能な負荷まで低減されないと起動−リセットが繰返される。以後、負荷が低減されて適正回転速度に移行可能と判断されるまで、この操作が繰返される。攪拌翼３には、始動による液体の流動性と温度上昇が進行することにより、液体の粘度が低下し始めるのに追従して作用する負荷が低下し、回転が適正状態に移行できる（Ｙｅｓ）と判断されると、次のステップＳ５に移行する。
【００２０】
Ｓ５〜Ｓ７：サーボモータ５による駆動で攪拌軸４が起動の低速から所要回転速度になるように回転速度を制御する（ステップＳ５）。この際、攪拌軸４に作用するトルクは、サーボモータ５の負荷に対応する駆動電流値が電流センサ１２によって検知され、その駆動電流値から制御部１３にて予め入力されている当該被処理流体の攪拌時におけるデータ（トルクと回転速度との相関データ）と比較演算させて、その演算結果を出力してインバータ部１４に指令し、サーボモータ５（攪拌軸４）が所定トルクの回転となるように回転速度を増速させる（ステップＳ６）。次いで、ステップＳ７において、攪拌軸４の回転速度が適正速度になって反応が開始されると、回転速度とトルクから適正か否かを判断する。適正が認められる（Ｙｅｓ）とステップＳ８に移行し、適正でないと判断される（Ｎｏ）とステップＳ５に戻り、再び所要回転速度となるように制御される。
【００２１】
Ｓ８〜Ｓ９：ステップＳ８において適正回転速度にて定常運転が継続されるようにする。やがて、所要時間経過するとステップＳ９において運転を終了するか否かを判断させる。ここでは、定常運転の経過によって回転数（回転速度）とトルクが設定値もしくはそれ以下に達しているか否かを判断して、設定どおりに到達している（Ｙｅｓ）と攪拌運転を停止して作業を終了する。もしも、トルクが設定値もしくはそれ以下に至らない（Ｎｏ）場合は、ステップＳ８に戻って定常運転を継続し、設定値に達するまで運転を続ける。
【００２２】
このように操作することにより、一般流体の攪拌操作に際しては、いわゆる初期設定を作業者が行えば、以後は設定しておいた攪拌速度またはトルクで所要時間運転を行うことにより、途中での制御を自動的に行わせて所望の攪拌混合ができることになり、過剰な負荷を掛けることなく適正な運転ができ、攪拌操作時間を短縮して経済性の向上を図ることができるのである。
【００２３】
図３に示されるのは樹脂重合反応装置における攪拌機の制御フローチャートであり、また、図４に一般的な樹脂重合反応装置での攪拌機による運転時の被処理樹脂の攪拌粘度と攪拌トルクおよび攪拌翼回転数との関係を表わすグラフが示されている。次に、この制御フローチャートとグラフにより説明する。
【００２４】
Ｔ１〜Ｔ２：反応缶に所要の被処理材を投入した後に、制御手段１０のコントローラ１５に設けられている攪拌操作の選別ボタンを押して被処理流体の攪拌操作を選択する（ステップＴ１）。すると、サーボモータ５が低速起動されて初期回転速度で攪拌翼３が回転するようにして運転が開始される（ステップＴ２）（図４における符号ａ）。
【００２５】
Ｔ３〜Ｔ４：回転開始時の負荷が大きいので、サーボアンプにおける電力供給ユニット部１１において、サーボモータ５の運転開始に伴いその攪拌回転速度が適正状態に移行できるか否かの判断が行われる（ステップＴ３）。適正回転速度への移行が困難であると判断される（Ｎｏ）と、ステップＴ４に移行してサーボモータ５の駆動がリセットされ、ステップＴ２に戻る。この時点では、サーボモータ５に作用する負荷が規定値より大きいとサーモスタットが作動してリセットされる機能を備えているので、実質的に運転可能な負荷まで低減されないと起動−リセットが繰返される。適正状態に移行できる（Ｙｅｓ）と判断されると、次のステップＴ５に移行する。以後、適正回転速度に移行可能と判断されるまで、この操作が繰返される(図４におけるａ−ｂの区間。以下、符号のみで示す)。
【００２６】
Ｔ５〜Ｔ７：サーボモータ５による駆動で攪拌軸４が所要トルクになるように回転速度を制御する（ステップＴ５）。この際、攪拌軸４に作用するトルクは、サーボモータ５の負荷に対応する駆動電流値が電流センサ１２によって検知され、その駆動電流値から制御部１３にて予め入力されている当該被処理流体の攪拌時におけるデータ（トルクと回転速度との相関データ）と比較演算させて、その演算結果を出力してインバータ部１４に指令し、昇温などによって液体の粘度が下がるので、トルク一定になるように、サーボモータ５（攪拌軸４）の回転速度を増速させる（ステップＴ６）（符号ｂ−ｃ）。所要時間経過して、ステップＴ７において、攪拌軸４の回転速度とトルクが適正になって駆動を継続できるか否かを判断する。適性と認められるとステップＴ８に移行し、適正でないと判断されるとステップＴ５に戻り、再び所要トルクになるように回転速度が制御される。
【００２７】
Ｔ８〜Ｔ１２：ステップＴ８において適正回転速度にて定常運転が継続されるようにする（符号ｃ−ｄ）。やがて、所要時間経過すると液の粘度が上昇するので、トルクを一定に維持させるには、グラフによって示されるように、回転速度（回転数）を低下させる。こうして運転を所要時間続けた後（符号ｃ−ｅの区間で）、ステップＴ９において反応缶内の被処理流体に対する反応の終了（停止か否か）の判断を行う。予め設定されている攪拌状態（樹脂反応）と攪拌駆動のトルク（駆動電流値）を検知して、設定値に達していると反応の停止を行うようにされる。未達成（Ｎｏ）であればステップＴ８に戻り、運転を続ける。こうして所要時間経過すると、ステップＴ１０において回転速度の制御を行い、回転を減速させる（ステップＴ１１）。ステップＴ１２において、運転の終了か継続かを判断させる。ここで、定常運転の経過によってトルクが設定値もしくはそれ以下に達しているか否が判断されて、設定以下に到達している（Ｙｅｓ）と攪拌運転を停止して作業を終了する（符号ｅ）。もしもトルクが設定値もしくはそれ以下に至らない場合（Ｎｏ）は、ステップＴ１０に戻って回転速度を制御して運転を継続し、設定値以下に達するまで攪拌運転が続けられる。
【００２８】
この運転の制御では、反応開始時点ｃで攪拌翼３を最大の回転速度に上げて攪拌し、やがて反応が進んで粘度が上昇すると（ｃ−ｄの区間）、以後サーボモータ５の出力トルクをほぼ一定に保たせるように回転速度を徐々に低下させ、所要の反応状態まで移行させて終了させる。このように制御することで、サーボモータ５の能力を最大限有効に利用して攪拌効果を高めることができ、作業時間の短縮を図ることができる。
【００２９】
次に、図５に示されるのは、気液反応装置における攪拌機の制御フローチャートであり、この制御フローチャートにより気液反応装置の場合について説明する。この場合の操作は、基本的に前記一般流体の攪拌操作と同様であり、反応が伴うことから通気操作が付加される。
【００３０】
Ｕ１〜Ｕ２：反応缶に所要の被処理材を投入した後に、制御手段１０のコントローラ１５で操作の選別ボタン（気液反応操作）を押して被処理流体の攪拌操作を選択する（ステップＵ１）。サーボモータ５が低速起動されて初期回転速度で攪拌翼３が回転され、運転が開始される（ステップＵ２）。
Ｕ３〜Ｕ４：回転開始時の負荷が大きいので、サーボアンプにおける電力供給ユニット部１１において、サーボモータ５の運転開始に伴いその攪拌回転速度が適正状態に移行できるか否かの判断が行われる（ステップＵ３）。適正回転速度へ移行が困難であると判断される（Ｎｏ）と、ステップＵ４に移行してサーボモータ５の駆動がリセットされ、ステップＵ２に戻る。この時点では、サーボモータ５に作用する負荷が規定値より大きいとサーモスタットが作動してリセットされる機能を備えているので、実質的に運転可能な負荷まで低減されないと、適正状態に達するまで起動−リセットが繰返される。適正状態に移行できると判断される（Ｙｅｓ）と、次のステップＵ５に移行する。
【００３１】
Ｕ５〜Ｕ８：反応が開始されると、サーボモータ５による駆動で攪拌軸４が所要回転速度になるよう回転速度を制御する（ステップＵ５）。この際、前記一般流体の場合と同様に、サーボモータ５の負荷に対応する駆動電流値が電流センサ１２によって検知され、その駆動電流値から制御部１３にて予め入力されている当該被処理流体の攪拌時におけるデータ（トルクと回転速度との相関データ）とで比較演算処理されて、その演算結果を出力してインバータ部１４を指令制御し、サーボモータ５が所要トルクになるように回転速度を増速させる（ステップＵ６）。次いでステップＵ７において、攪拌軸４の回転速度が適正速度で駆動を継続できるか否かを判断させる。継続が認められる（Ｙｅｓ）とステップＵ８に移行し定常運転を続ける。継続が認められなければ（Ｎｏ）ステップＵ５に戻り、再び所要回転速度となるように制御される。
【００３２】
Ｕ９〜Ｕ１０：予め準備工程で反応缶に対して所要気体の供給準備がされているので、ステップＵ９において通気を行うか否かを判断する。通気運転が可能（Ｙｅｓ）と判断されるとステップＵ１０に移行して気体供給用の給気弁（図示せず）が開かれて気体の供給が行われる。給気が好ましくない状態（Ｎｏ）と判断されると、給気弁を開かず、ステップＵ８に戻って一定時間経過後に再度給気を開始するか否かを判断する。
【００３３】
Ｕ１１〜Ｕ１３：給気による気液反応で攪拌翼３に作用する混合流体の状態変化により粘度の低下にともない駆動力が下がる。したがって、サーボモータ５の負荷に応じた駆動電流値（トルク）が電流センサ１２によって検知されて、制御部１３での演算処理にてインバータ部１４を指令制御し、サーボモータ５が適正回転速度となるように回転速度を制御し（ステップＵ１１）、攪拌速度を増速させる（ステップＵ１２）。所要時間攪拌運転を継続してサーボモータ５の作動によるトルク値と回転数（回転速度）から反応の終了を判断する（ステップＵ１３）。予め設定してある設定値に到達していると判断される（Ｙｅｓ）と、運転を停止する。未達成であると判断される（Ｎｏ）とステップＵ１１に戻り、再び適正回転速度となるように制御されて、設定値に達するまで運転が続けられる。
【００３４】
このような運転操作によれば、前記樹脂反応装置と同様に攪拌・混合操作を自動制御して効率よく運転することができる。
【００３５】
図６に示されるのは塑性流体の攪拌操作のフローチャートであり、このフローチャートにより塑性流体の攪拌を行う場合について説明する。この場合は、基本的に前記一般流体の攪拌操作と同様であるが、流体の攪拌に際してせん断効果を高めることから攪拌翼３の反転操作またはインチング操作が付加される。
【００３６】
Ｖ１〜Ｖ２：制御手段１０のコントローラ１５に設けられている攪拌操作の選別ボタンを押して被処理流体の攪拌操作を選択する（ステップＶ１）。すると、サーボモータ５が低速起動されて、初期回転速度で攪拌翼３が回転するようにして運転が開始される（ステップＶ２）。
【００３７】
Ｖ３〜Ｖ６：回転開始時の負荷が大きいので、サーボアンプにおける電力供給ユニット部１１において、サーボモータ５の運転開始に伴いその攪拌回転速度が適正状態に移行できるか否かの判断が行われる（ステップＶ３）。この取扱流体では、一般的に起動時の負荷が大きいため、起動時にサーボモータ５の駆動がオーバーロードになるとリセットされる（ステップＶ４）ので、攪拌翼３の反転駆動を行わせるように設定されると同時に、この攪拌翼３の反転駆動に際しての位置制御がなされる（ステップＶ５）。この位置制御指令に基づいて反転する回転角が設定される（ステップ６）。この状態でステップＶ２に戻り、再び攪拌装置１（サーボモータ５）が再起動される。以後、この起動−停止−反転回動角度変更（制御）−再起動の操作が繰返される。こうして、反復運転を繰返すことにより塑性流体の初期における流動性が引き出される操作を行わせる。やがて、攪拌回転が適正状態に移行できると判断される（Ｙｅｓ）と、次のステップＶ７に移行する。
【００３８】
Ｖ７〜Ｖ８：サーボモータ５による駆動で攪拌軸４が所要回転（反復）速度となるように回転角が設定（位置制御）される（ステップＶ７）。この際、攪拌軸４に作用するトルクは、サーボモータ５の負荷に対応する駆動電流値が電流センサ１２によって検知され、制御部１３にて予め入力されている当該被処理流体の攪拌時におけるデータ（トルクと回転速度との相関データ）と前記駆動電流値とを比較演算させて、その演算結果を出力してインバータ部１４に指令し、サーボモータ５が攪拌軸４を適正回転角で反復運転させる（ステップＶ８）。
【００３９】
Ｖ９〜Ｖ１１：反復運転を続けることにより、被処理流体の流動性が良好になり、これに伴って攪拌翼３に作用するトルクが小さくなり、攪拌翼３の反復回転角も１８０°まで広げることで、流動性が下がってきたと判断する。このように、反復運転の経過によってトルクが設定値どおりに到達している（Ｙｅｓ）と判断すれば、反復運転を停止して（ステップＶ１０）定常運転に移行する（ステップＶ１１）。もしもトルクが設定値もしくはそれ以下に至らない場合（Ｎｏ）は、ステップＶ７に戻って反復位置制御され、反復運転を継続し、設定値に達するまで運転を続ける。
【００４０】
Ｖ１２〜Ｖ１４：定常運転（攪拌翼を全回転させる）を継続して所要時間経過すると、駆動トルクの判断によって攪拌状態を確認する（ステップＶ１２）。駆動トルクが適正と判断される（Ｙｅｓ）とステップＶ１３に移行して、目的に応じて一定トルクになるように回転速度を上げ、回転速度を増速させる（ステップＶ１４）。ステップＶ１２において駆動トルクが適正でないと判断される（Ｎｏ）と、ステップＶ１１に戻り、駆動トルクの判断が適正となるまで定常攪拌が続けられる。
【００４１】
Ｖ１５〜Ｖ１７：回転速度を増速して後、駆動トルクが予定通りであるか否かの判断を行う（ステップＶ１５）。駆動トルクが定常であると判断される（Ｙｅｓ）と、そのまま定常運転を続ける（ステップＶ１６）。もしも駆動トルクが予定通りでなければ（Ｎｏ）、ステップＶ１３に戻り回転速度の制御を行い駆動トルクが定常となるように制御される。こうして、定常運転を所要時間継続した後ステップＶ１７で運転終了か否かの判断を行う。ここで、定常運転の経過によってトルクが設定値もしくはそれ以下に達しているか否が判断されて、設定以下に到達している（Ｙｅｓ）と攪拌運転を停止して作業を終了する。未到達である（Ｎｏ）と、ステップＶ１６に戻って終了可能と判断されるまで運転を継続する。
【００４２】
このように塑性流体を取扱って攪拌・混合操作を行う場合には、サーボモータ５の反復起動に対する耐久性（例えば、通常の起動トルクの３倍程度）を備えるという特性を利用して、起動時に反復運転を繰返し行わせることにより、被処理流体の流動性を引き出すことができ、起動操作を容易にして攪拌・混合操作を実施することができるのである。
【００４３】
上述のように、本発明においては、サーボモータ５を攪拌翼３（攪拌軸４）の駆動源として、そのサーボモータ５が所有する特性を活用し、かつ予め得られた攪拌のデータを元にして、攪拌軸４の駆動トルクからサーボモータ５の駆動時における電流値を検知し、両者の相関データにより制御部でサーボモータ５を適正運転できるように制御することにより、攪拌・混合操作を自動的に制御して運転できるようにしたのである。
【００４４】
本発明によれば、従来、人の判断にて概略的に実施されていた攪拌操作の最適化を図ることが可能になり、設備費ならびに運転コストが低減できて経済的効果を高めることができるのである。
【００４５】
また、取扱う流体の性状に応じて攪拌操作要領を選択できる構成としておけば、一つの攪拌装置によって最適な攪拌・混合操作が選択して実施できるようにすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る攪拌装置の制御方法を実施する攪拌装置の一実施形態を表わす全体概要図
【図２】ニュートン流体の場合の攪拌装置における制御フローチャート
【図３】樹脂反応装置における攪拌機の制御フローチャート
【図４】一般的な樹脂重合反応装置での攪拌機による運転時の被処理樹脂の攪拌粘度と攪拌トルクおよび攪拌翼回転数との関係を表わすグラフ
【図５】気液反応装置における攪拌機の制御フローチャート
【図６】塑性流体の攪拌操作のフローチャート
【符号の説明】
【００４７】
１ 攪拌装置
２ 攪拌槽
３ 攪拌翼
４ 攪拌軸
５ サーボモータ
６ 支持機構
１０ 制御手段
１１ 電力供給ユニット部
１２ 電流センサ
１３ 制御部
１４ インバータ部
１５ コントローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーボモータにより攪拌翼を備えた攪拌軸を回転させ、被処理流体を効率よく攪拌できるようにする攪拌装置の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、攪拌装置は多くの工業分野において、混合、分散、溶解、反応などいろいろな目的で使用されている。そして、この攪拌操作（混合・分散・溶解・反応など）は単独の工程で実施されるほか、他の処理工程に組み込まれて一連のプロセスとして取扱われる場合が多い。したがって、一般に化学工業や食品工業における混合などの工程が含まれるプロセスでは、合理化を図るためにプロセス全体として計装化され、自動運転されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、反応缶などの混合装置（攪拌装置）において、現状では全くと言ってよいほど計装化されていない。したがって、この攪拌装置としては、どうしても過剰な設計によって製作され、実用に供されている場合が多くなる。このようなことから、設備機器が過剰な構成となるばかりでなく、消費エネルギーの浪費につながり、経済性が損なわれているという問題点がある。
【０００４】
また、過剰な動力や攪拌羽根速度の不適正な設定は、ときには反応物質など対象物に損傷を与え、有害となることが多い。そのために、多くの場合、運転に際して適正化を図るには、運転する作業者が運転の状況を判断して攪拌翼の回転速度を変更したりすることが定常的で、変化に対して適正な運転がなされていない傾向にある。したがって、攪拌・混合処理にばらつきが発生しやすいという問題点がある。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、攪拌翼を備えた攪拌軸をサーボモータにより駆動して、そのサーボモータの特性を利用して被処理流体の攪拌混合を制御し、合理的に攪拌処理が実施できる攪拌装置の制御方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明による攪拌装置の制御方法は、
攪拌装置における攪拌翼を備えた攪拌軸をサーボモータにより回転駆動するに際し、前記攪拌軸に作用するトルクを電気的に検知して、予め入力設定した攪拌データと比較演算させて、その演算結果による最適値に応じて前記サーボモータによる前記攪拌軸の回転速度またはトルクを制御することを特徴とするものである（第１発明）。
【０００７】
前記発明において、前記攪拌データは駆動部で検知される駆動電力値に対応させて予め制御部に記憶させてあるトルクと回転速度との相関データであるのがよい（第２発明）。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、攪拌翼を介して攪拌軸に作用するトルクを検知し、予め設定した被処理物の適正攪拌（混合）状態となるように制御部で設定したデータと攪拌軸の駆動電流値とを比較演算して得られるデータによって駆動部を制御させ、サーボモータの特性を活用してフィードバック制御により攪拌翼を適正速度で回転駆動させ、過剰な運転操作を回避して攪拌（混合）操作時間の短縮を図ることができるという効果を奏する。
【０００９】
また、被処理物の攪拌状態を攪拌軸のトルクから検知することにより、攪拌時の情報を知ることが可能になり、その情報（データ）を活用することにより、経済性の高い攪拌装置を得ることが可能になり、また、反応の終点を推測できて攪拌装置の合理化を図ることができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明による攪拌装置の制御方法の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１１】
図１には本発明に係る攪拌装置の制御方法を実施する攪拌装置の一実施形態を表わす全体概要図が示されている。
【００１２】
この実施形態の攪拌装置１は、所要容積の攪拌槽２内に配される攪拌翼３を備える攪拌軸４と、この攪拌軸４を回転駆動するアクチュエータであるサーボモータ５と、このサーボモータ５を支持する支持機構６および前記サーボモータ５の駆動を制御する制御手段１０とで構成されている。
【００１３】
前記攪拌軸４には、その先端に所要形式の攪拌翼３が、運転時における状態で攪拌槽２内中程の所要深さに位置するようにして付設されている。この攪拌軸４の後端は、攪拌槽２上方で継手７によって着脱可能にサーボモータ５の出力軸５ａと接続されている。なお、前記サーボモータ５は、攪拌槽２の上方位置で支持機構６を構成する支持フレーム６ａにより、前記攪拌軸４を垂直に維持できるように装着支持されている。
【００１４】
前記サーボモータ５の制御手段１０は、公知のサーボアンプを主体とし、このサーボアンプにおける電力供給ユニット部１１で電流センサ１２により攪拌軸４に直結するサーボモータ５の駆動電流値を検知して、制御部１３で予め記憶させてあるデータと前記駆動電流値とを比較演算させ、その演算結果に基づいてインバータ部１４を制御し、適応する回転速度となるようにサーボモータ５へ出力するようにされている。このように制御するために、制御部１３では、攪拌軸４の回転トルクとモータの出力に要する電力との相関関係によるデータを予めメモリーに入力して記憶させておき、前記攪拌軸４からのサーボモータ５の駆動電流値と前記相関関係によるデータとで、この制御部１３において比較演算させ、適正値を選んで出力し、サーボモータ５の回転速度を設定する。また、前記サーボアンプにはサーボモータ５の作動に伴う負荷に対応した駆動トルクが表示されるようになっている。したがって、運転中の攪拌軸４（サーボモータ５）に作用するトルクを知ることができる。
【００１５】
この制御手段１０に付属するコントローラ１５には、デ−タを入力するテンキーおよび取扱う被処理流体に対応した操作を選択するための選択ボタン（いずれも図示せず）とが設けられて、前記制御部１３に接続されている。運転当初の回転速度などの設定は、コントローラ１５に設けられているテンキーによって入力する。また、運転の始動時には取扱流体（被処理流体）の操作を設定するために選択ボタンを押して始動する。
【００１６】
このようにされる攪拌装置1は、制御手段１０によって、攪拌槽２内で攪拌される被処理流体の攪拌状態の変化に合わせ、回転する攪拌翼３に作用する負荷の変動に応じてサーボモータ５の駆動が制御されるので、被処理流体の挙動に応じて攪拌翼３の回転を変化させ、最適な状態の運転を行わせることができるのである。なお、サーボモータ５の回転速度は、付属するエンコーダにより検知されて制御部１３にフィードバックされ、適正回転速度に達するまで制御される。
【００１７】
こうして攪拌運転時の被処理流体の変化は、攪拌軸４を介してサーボモータ５に作用するトルクの変化から読み取り、制御手段１０によってサーボモータ５による駆動を制御して運転を行う。やがて、予め設定されている条件に到達したことを、例えば攪拌軸４の回転トルクの安定持続時間が所定時間経過したことを検知すると、サーボモータ５の駆動を停止して運転を終了する。こうすることにより、被処理流体の攪拌混合操作を自動的に行うことができるのである。
【００１８】
次に、本実施形態の攪拌装置における制御方法の手順を、図２〜図６に示すフローチャートによって説明する。なお、図中符号Ｓ，Ｔ，Ｕ，Ｖは、いずれもステップを示している。
【００１９】
まず、図２によってニュートン流体の場合の攪拌装置における制御について説明する。
Ｓ１〜Ｓ２：制御手段１０のコントローラ１５に設けられている攪拌操作の選別ボタンを押して被処理流体の攪拌操作を選択する。すると、サーボモータ５が低速で起動されて、初期回転速度で攪拌翼３が回転するようにして運転が開始される。
Ｓ３〜Ｓ４：回転開始時の負荷が大きいので、サーボアンプにおける電力供給ユニット部１１において、サーボモータ５の運転開始に伴いその攪拌回転速度が適正状態に移行できるか否かの判断が行われる。適正回転速度への移行が困難であると判断される（Ｎｏ）と、ステップＳ４に移行してサーボモータ５の駆動がリセットされ、ステップＳ２に戻る。この時点では、サーボモータ５に作用する負荷が規定値より大きいとサーモスタットが作動してリセットされる機能を備えているので、実質的に運転可能な負荷まで低減されないと起動−リセットが繰返される。以後、負荷が低減されて適正回転速度に移行可能と判断されるまで、この操作が繰返される。攪拌翼３には、始動による液体の流動性と温度上昇が進行することにより、液体の粘度が低下し始めるのに追従して作用する負荷が低下し、回転が適正状態に移行できる（Ｙｅｓ）と判断されると、次のステップＳ５に移行する。
【００２０】
Ｓ５〜Ｓ７：サーボモータ５による駆動で攪拌軸４が起動の低速から所要回転速度になるように回転速度を制御する（ステップＳ５）。この際、攪拌軸４に作用するトルクは、サーボモータ５の負荷に対応する駆動電流値が電流センサ１２によって検知され、その駆動電流値から制御部１３にて予め入力されている当該被処理流体の攪拌時におけるデータ（トルクと回転速度との相関データ）と比較演算させて、その演算結果を出力してインバータ部１４に指令し、サーボモータ５（攪拌軸４）が所定トルクの回転となるように回転速度を増速させる（ステップＳ６）。次いで、ステップＳ７において、攪拌軸４の回転速度が適正速度になって反応が開始されると、回転速度とトルクから適正か否かを判断する。適正が認められる（Ｙｅｓ）とステップＳ８に移行し、適正でないと判断される（Ｎｏ）とステップＳ５に戻り、再び所要回転速度となるように制御される。
【００２１】
Ｓ８〜Ｓ９：ステップＳ８において適正回転速度にて定常運転が継続されるようにする。やがて、所要時間経過するとステップＳ９において運転を終了するか否かを判断させる。ここでは、定常運転の経過によって回転数（回転速度）とトルクが設定値もしくはそれ以下に達しているか否かを判断して、設定どおりに到達している（Ｙｅｓ）と攪拌運転を停止して作業を終了する。もしも、トルクが設定値もしくはそれ以下に至らない（Ｎｏ）場合は、ステップＳ８に戻って定常運転を継続し、設定値に達するまで運転を続ける。
【００２２】
このように操作することにより、一般流体の攪拌操作に際しては、いわゆる初期設定を作業者が行えば、以後は設定しておいた攪拌速度またはトルクで所要時間運転を行うことにより、途中での制御を自動的に行わせて所望の攪拌混合ができることになり、過剰な負荷を掛けることなく適正な運転ができ、攪拌操作時間を短縮して経済性の向上を図ることができるのである。
【００２３】
図３に示されるのは樹脂重合反応装置における攪拌機の制御フローチャートであり、また、図４に一般的な樹脂重合反応装置での攪拌機による運転時の被処理樹脂の攪拌粘度と攪拌トルクおよび攪拌翼回転数との関係を表わすグラフが示されている。次に、この制御フローチャートとグラフにより説明する。
【００２４】
Ｔ１〜Ｔ２：反応缶に所要の被処理材を投入した後に、制御手段１０のコントローラ１５に設けられている攪拌操作の選別ボタンを押して被処理流体の攪拌操作を選択する（ステップＴ１）。すると、サーボモータ５が低速起動されて初期回転速度で攪拌翼３が回転するようにして運転が開始される（ステップＴ２）（図４における符号ａ）。
【００２５】
Ｔ３〜Ｔ４：回転開始時の負荷が大きいので、サーボアンプにおける電力供給ユニット部１１において、サーボモータ５の運転開始に伴いその攪拌回転速度が適正状態に移行できるか否かの判断が行われる（ステップＴ３）。適正回転速度への移行が困難であると判断される（Ｎｏ）と、ステップＴ４に移行してサーボモータ５の駆動がリセットされ、ステップＴ２に戻る。この時点では、サーボモータ５に作用する負荷が規定値より大きいとサーモスタットが作動してリセットされる機能を備えているので、実質的に運転可能な負荷まで低減されないと起動−リセットが繰返される。適正状態に移行できる（Ｙｅｓ）と判断されると、次のステップＴ５に移行する。以後、適正回転速度に移行可能と判断されるまで、この操作が繰返される(図４におけるａ−ｂの区間。以下、符号のみで示す)。
【００２６】
Ｔ５〜Ｔ７：サーボモータ５による駆動で攪拌軸４が所要トルクになるように回転速度を制御する（ステップＴ５）。この際、攪拌軸４に作用するトルクは、サーボモータ５の負荷に対応する駆動電流値が電流センサ１２によって検知され、その駆動電流値から制御部１３にて予め入力されている当該被処理流体の攪拌時におけるデータ（トルクと回転速度との相関データ）と比較演算させて、その演算結果を出力してインバータ部１４に指令し、昇温などによって液体の粘度が下がるので、トルク一定になるように、サーボモータ５（攪拌軸４）の回転速度を増速させる（ステップＴ６）（符号ｂ−ｃ）。所要時間経過して、ステップＴ７において、攪拌軸４の回転速度とトルクが適正になって駆動を継続できるか否かを判断する。適性と認められるとステップＴ８に移行し、適正でないと判断されるとステップＴ５に戻り、再び所要トルクになるように回転速度が制御される。
【００２７】
Ｔ８〜Ｔ１２：ステップＴ８において適正回転速度にて定常運転が継続されるようにする（符号ｃ−ｄ）。やがて、所要時間経過すると液の粘度が上昇するので、トルクを一定に維持させるには、グラフによって示されるように、回転速度（回転数）を低下させる。こうして運転を所要時間続けた後（符号ｃ−ｅの区間で）、ステップＴ９において反応缶内の被処理流体に対する反応の終了（停止か否か）の判断を行う。予め設定されている攪拌状態（樹脂反応）と攪拌駆動のトルク（駆動電流値）を検知して、設定値に達していると反応の停止を行うようにされる。未達成（Ｎｏ）であればステップＴ８に戻り、運転を続ける。こうして所要時間経過すると、ステップＴ１０において回転速度の制御を行い、回転を減速させる（ステップＴ１１）。ステップＴ１２において、運転の終了か継続かを判断させる。ここで、定常運転の経過によってトルクが設定値もしくはそれ以下に達しているか否が判断されて、設定以下に到達している（Ｙｅｓ）と攪拌運転を停止して作業を終了する（符号ｅ）。もしもトルクが設定値もしくはそれ以下に至らない場合（Ｎｏ）は、ステップＴ１０に戻って回転速度を制御して運転を継続し、設定値以下に達するまで攪拌運転が続けられる。
【００２８】
この運転の制御では、反応開始時点ｃで攪拌翼３を最大の回転速度に上げて攪拌し、やがて反応が進んで粘度が上昇すると（ｃ−ｄの区間）、以後サーボモータ５の出力トルクをほぼ一定に保たせるように回転速度を徐々に低下させ、所要の反応状態まで移行させて終了させる。このように制御することで、サーボモータ５の能力を最大限有効に利用して攪拌効果を高めることができ、作業時間の短縮を図ることができる。
【００２９】
次に、図５に示されるのは、気液反応装置における攪拌機の制御フローチャートであり、この制御フローチャートにより気液反応装置の場合について説明する。この場合の操作は、基本的に前記一般流体の攪拌操作と同様であり、反応が伴うことから通気操作が付加される。
【００３０】
Ｕ１〜Ｕ２：反応缶に所要の被処理材を投入した後に、制御手段１０のコントローラ１５で操作の選別ボタン（気液反応操作）を押して被処理流体の攪拌操作を選択する（ステップＵ１）。サーボモータ５が低速起動されて初期回転速度で攪拌翼３が回転され、運転が開始される（ステップＵ２）。
Ｕ３〜Ｕ４：回転開始時の負荷が大きいので、サーボアンプにおける電力供給ユニット部１１において、サーボモータ５の運転開始に伴いその攪拌回転速度が適正状態に移行できるか否かの判断が行われる（ステップＵ３）。適正回転速度へ移行が困難であると判断される（Ｎｏ）と、ステップＵ４に移行してサーボモータ５の駆動がリセットされ、ステップＵ２に戻る。この時点では、サーボモータ５に作用する負荷が規定値より大きいとサーモスタットが作動してリセットされる機能を備えているので、実質的に運転可能な負荷まで低減されないと、適正状態に達するまで起動−リセットが繰返される。適正状態に移行できると判断される（Ｙｅｓ）と、次のステップＵ５に移行する。
【００３１】
Ｕ５〜Ｕ８：反応が開始されると、サーボモータ５による駆動で攪拌軸４が所要回転速度になるよう回転速度を制御する（ステップＵ５）。この際、前記一般流体の場合と同様に、サーボモータ５の負荷に対応する駆動電流値が電流センサ１２によって検知され、その駆動電流値から制御部１３にて予め入力されている当該被処理流体の攪拌時におけるデータ（トルクと回転速度との相関データ）とで比較演算処理されて、その演算結果を出力してインバータ部１４を指令制御し、サーボモータ５が所要トルクになるように回転速度を増速させる（ステップＵ６）。次いでステップＵ７において、攪拌軸４の回転速度が適正速度で駆動を継続できるか否かを判断させる。継続が認められる（Ｙｅｓ）とステップＵ８に移行し定常運転を続ける。継続が認められなければ（Ｎｏ）ステップＵ５に戻り、再び所要回転速度となるように制御される。
【００３２】
Ｕ９〜Ｕ１０：予め準備工程で反応缶に対して所要気体の供給準備がされているので、ステップＵ９において通気を行うか否かを判断する。通気運転が可能（Ｙｅｓ）と判断されるとステップＵ１０に移行して気体供給用の給気弁（図示せず）が開かれて気体の供給が行われる。給気が好ましくない状態（Ｎｏ）と判断されると、給気弁を開かず、ステップＵ８に戻って一定時間経過後に再度給気を開始するか否かを判断する。
【００３３】
Ｕ１１〜Ｕ１３：給気による気液反応で攪拌翼３に作用する混合流体の状態変化により粘度の低下にともない駆動力が下がる。したがって、サーボモータ５の負荷に応じた駆動電流値（トルク）が電流センサ１２によって検知されて、制御部１３での演算処理にてインバータ部１４を指令制御し、サーボモータ５が適正回転速度となるように回転速度を制御し（ステップＵ１１）、攪拌速度を増速させる（ステップＵ１２）。所要時間攪拌運転を継続してサーボモータ５の作動によるトルク値と回転数（回転速度）から反応の終了を判断する（ステップＵ１３）。予め設定してある設定値に到達していると判断される（Ｙｅｓ）と、運転を停止する。未達成であると判断される（Ｎｏ）とステップＵ１１に戻り、再び適正回転速度となるように制御されて、設定値に達するまで運転が続けられる。
【００３４】
このような運転操作によれば、前記樹脂反応装置と同様に攪拌・混合操作を自動制御して効率よく運転することができる。
【００３５】
図６に示されるのは塑性流体の攪拌操作のフローチャートであり、このフローチャートにより塑性流体の攪拌を行う場合について説明する。この場合は、基本的に前記一般流体の攪拌操作と同様であるが、流体の攪拌に際してせん断効果を高めることから攪拌翼３の反転操作またはインチング操作が付加される。
【００３６】
Ｖ１〜Ｖ２：制御手段１０のコントローラ１５に設けられている攪拌操作の選別ボタンを押して被処理流体の攪拌操作を選択する（ステップＶ１）。すると、サーボモータ５が低速起動されて、初期回転速度で攪拌翼３が回転するようにして運転が開始される（ステップＶ２）。
【００３７】
Ｖ３〜Ｖ６：回転開始時の負荷が大きいので、サーボアンプにおける電力供給ユニット部１１において、サーボモータ５の運転開始に伴いその攪拌回転速度が適正状態に移行できるか否かの判断が行われる（ステップＶ３）。この取扱流体では、一般的に起動時の負荷が大きいため、起動時にサーボモータ５の駆動がオーバーロードになるとリセットされる（ステップＶ４）ので、攪拌翼３の反転駆動を行わせるように設定されると同時に、この攪拌翼３の反転駆動に際しての位置制御がなされる（ステップＶ５）。この位置制御指令に基づいて反転する回転角が設定される（ステップ６）。この状態でステップＶ２に戻り、再び攪拌装置１（サーボモータ５）が再起動される。以後、この起動−停止−反転回動角度変更（制御）−再起動の操作が繰返される。こうして、反復運転を繰返すことにより塑性流体の初期における流動性が引き出される操作を行わせる。やがて、攪拌回転が適正状態に移行できると判断される（Ｙｅｓ）と、次のステップＶ７に移行する。
【００３８】
Ｖ７〜Ｖ８：サーボモータ５による駆動で攪拌軸４が所要回転（反復）速度となるように回転角が設定（位置制御）される（ステップＶ７）。この際、攪拌軸４に作用するトルクは、サーボモータ５の負荷に対応する駆動電流値が電流センサ１２によって検知され、制御部１３にて予め入力されている当該被処理流体の攪拌時におけるデータ（トルクと回転速度との相関データ）と前記駆動電流値とを比較演算させて、その演算結果を出力してインバータ部１４に指令し、サーボモータ５が攪拌軸４を適正回転角で反復運転させる（ステップＶ８）。
【００３９】
Ｖ９〜Ｖ１１：反復運転を続けることにより、被処理流体の流動性が良好になり、これに伴って攪拌翼３に作用するトルクが小さくなり、攪拌翼３の反復回転角も１８０°まで広げることで、流動性が下がってきたと判断する。このように、反復運転の経過によってトルクが設定値どおりに到達している（Ｙｅｓ）と判断すれば、反復運転を停止して（ステップＶ１０）定常運転に移行する（ステップＶ１１）。もしもトルクが設定値もしくはそれ以下に至らない場合（Ｎｏ）は、ステップＶ７に戻って反復位置制御され、反復運転を継続し、設定値に達するまで運転を続ける。
【００４０】
Ｖ１２〜Ｖ１４：定常運転（攪拌翼を全回転させる）を継続して所要時間経過すると、駆動トルクの判断によって攪拌状態を確認する（ステップＶ１２）。駆動トルクが適正と判断される（Ｙｅｓ）とステップＶ１３に移行して、目的に応じて一定トルクになるように回転速度を上げ、回転速度を増速させる（ステップＶ１４）。ステップＶ１２において駆動トルクが適正でないと判断される（Ｎｏ）と、ステップＶ１１に戻り、駆動トルクの判断が適正となるまで定常攪拌が続けられる。
【００４１】
Ｖ１５〜Ｖ１７：回転速度を増速して後、駆動トルクが予定通りであるか否かの判断を行う（ステップＶ１５）。駆動トルクが定常であると判断される（Ｙｅｓ）と、そのまま定常運転を続ける（ステップＶ１６）。もしも駆動トルクが予定通りでなければ（Ｎｏ）、ステップＶ１３に戻り回転速度の制御を行い駆動トルクが定常となるように制御される。こうして、定常運転を所要時間継続した後ステップＶ１７で運転終了か否かの判断を行う。ここで、定常運転の経過によってトルクが設定値もしくはそれ以下に達しているか否が判断されて、設定以下に到達している（Ｙｅｓ）と攪拌運転を停止して作業を終了する。未到達である（Ｎｏ）と、ステップＶ１６に戻って終了可能と判断されるまで運転を継続する。
【００４２】
このように塑性流体を取扱って攪拌・混合操作を行う場合には、サーボモータ５の反復起動に対する耐久性（例えば、通常の起動トルクの３倍程度）を備えるという特性を利用して、起動時に反復運転を繰返し行わせることにより、被処理流体の流動性を引き出すことができ、起動操作を容易にして攪拌・混合操作を実施することができるのである。
【００４３】
上述のように、本発明においては、サーボモータ５を攪拌翼３（攪拌軸４）の駆動源として、そのサーボモータ５が所有する特性を活用し、かつ予め得られた攪拌のデータを元にして、攪拌軸４の駆動トルクからサーボモータ５の駆動時における電流値を検知し、両者の相関データにより制御部でサーボモータ５を適正運転できるように制御することにより、攪拌・混合操作を自動的に制御して運転できるようにしたのである。
【００４４】
本発明によれば、従来、人の判断にて概略的に実施されていた攪拌操作の最適化を図ることが可能になり、設備費ならびに運転コストが低減できて経済的効果を高めることができるのである。
【００４５】
また、取扱う流体の性状に応じて攪拌操作要領を選択できる構成としておけば、一つの攪拌装置によって最適な攪拌・混合操作が選択して実施できるようにすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る攪拌装置の制御方法を実施する攪拌装置の一実施形態を表わす全体概要図
【図２】ニュートン流体の場合の攪拌装置における制御フローチャート
【図３】樹脂反応装置における攪拌機の制御フローチャート
【図４】一般的な樹脂重合反応装置での攪拌機による運転時の被処理樹脂の攪拌粘度と攪拌トルクおよび攪拌翼回転数との関係を表わすグラフ
【図５】気液反応装置における攪拌機の制御フローチャート
【図６】塑性流体の攪拌操作のフローチャート
【符号の説明】
【００４７】
１ 攪拌装置
２ 攪拌槽
３ 攪拌翼
４ 攪拌軸
５ サーボモータ
６ 支持機構
１０ 制御手段
１１ 電力供給ユニット部
１２ 電流センサ
１３ 制御部
１４ インバータ部
１５ コントローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
攪拌装置における攪拌翼を備えた攪拌軸をサーボモータにより回転駆動するに際し、前記攪拌軸に作用するトルクを電気的に検知して、予め入力設定した攪拌データと比較演算させて、その演算結果による最適値に応じて前記サーボモータによる前記攪拌軸の回転速度またはトルクを制御することを特徴とする攪拌装置の制御方法。
【請求項２】
前記攪拌データは駆動部で検知される駆動電力値に対応させて予め制御部に記憶させてあるトルクと回転速度との相関データである請求項１に記載の攪拌装置の制御方法。
【請求項１】
攪拌装置における攪拌翼を備えた攪拌軸をサーボモータにより回転駆動するに際し、前記攪拌軸に作用するトルクを電気的に検知して、予め入力設定した攪拌データと比較演算させて、その演算結果による最適値に応じて前記サーボモータによる前記攪拌軸の回転速度またはトルクを制御することを特徴とする攪拌装置の制御方法。
【請求項２】
前記攪拌データは駆動部で検知される駆動電力値に対応させて予め制御部に記憶させてあるトルクと回転速度との相関データである請求項１に記載の攪拌装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−３６５９４（Ｐ２００８−３６５９４Ａ）
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２１７７６３（Ｐ２００６−２１７７６３）
【出願日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【出願人】（０００２３０５８２）日本化学機械製造株式会社 (16)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【出願人】（０００２３０５８２）日本化学機械製造株式会社 (16)
【Ｆターム（参考）】
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