重量充填装置の制御方法及び重量充填装置
【課題】重量充填装置の異常を感度良く検出することができる制御方法、及びその方法を実施するための重量充填装置の提供。
【解決手段】複数の載せ台と複数の供給装置と複数の計量器とを備え、風袋に被計量物を充填した後にさらに被計量物を充填し、被計量物の計量を繰り返し実行するように構成された重量充填装置の制御方法において、第１、第２の充填に要する第１、第２充填時間を算出するステップと、特定の供給装置に係る第１ないし第２充填時間と他の供給装置に係る第１ないし第２充填時間との差異に基づいて、前記特定の供給装置及び当該特定の供給装置に係る特定の計量器の少なくとも何れか一方に異常状態が発生しているか否かを判定するステップと、異常状態が発生していると判定された場合に、前記特定の供給装置に係る第１および第２充填時間と他の供給装置に係る第１および第２充填時間との差異とを比較し、異常状態が発生している計量器を判定する。
【解決手段】複数の載せ台と複数の供給装置と複数の計量器とを備え、風袋に被計量物を充填した後にさらに被計量物を充填し、被計量物の計量を繰り返し実行するように構成された重量充填装置の制御方法において、第１、第２の充填に要する第１、第２充填時間を算出するステップと、特定の供給装置に係る第１ないし第２充填時間と他の供給装置に係る第１ないし第２充填時間との差異に基づいて、前記特定の供給装置及び当該特定の供給装置に係る特定の計量器の少なくとも何れか一方に異常状態が発生しているか否かを判定するステップと、異常状態が発生していると判定された場合に、前記特定の供給装置に係る第１および第２充填時間と他の供給装置に係る第１および第２充填時間との差異とを比較し、異常状態が発生している計量器を判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重量充填装置の制御方法に関し、特に重量充填装置の異常の原因を特定することができる制御方法、およびその方法を実施するための重量充填装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大量の被計量物を貯蔵した貯槽から所定の容器に対して、被計量物を一定量ずつバッチ供給する充填装置がある。このような充填装置において、供給経路における通流状態が安定するような性質を有する物質が被計量物である場合（例えば、液体）、供給経路に一定の開口面積を有するバルブを設け、そのバルブを一定時間だけ開くことによって被計量物の一定体積量を容器へ供給する方式が従来から用いられている。
【０００３】
ところで、被計量物が液体である場合、温度によって被計量物の密度が変化したり、貯槽における貯蔵液面の高さが異なると単位時間当たりにバルブ開口面を流れる液体の重量が異なったりするため、一定時間バルブを開いたとしても一定の重量の被計量物を容器へ供給することができない場合がある。
【０００４】
貯槽液面の高さの変化に伴う容器への供給流量の変化を回避するためには、例えば、貯槽から目標供給量に相当する一定体積容量を有するシリンダへ液体を一旦注入した後、シリンダから容器へピストンによって供給するように構成された充填装置がある。
【０００５】
しかし、このような充填装置の場合、被計量物を供給するための供給部の構造が複雑になるため、供給部の分解洗浄に相当な時間を要するという問題、および洗浄レベルが低くなるため滅菌環境における充填には不向きであるという問題などがある。また、このような充填装置の場合でも被計量物の密度の変化に伴う容器への供給流量の変化を回避することはできない。
【０００６】
このように、前述したような体積充填方式では供給流量の変化に対応することができない。そして、液体の価値は基本的に重量によって決定される。そこで、被計量物である液体の重量を測定しながら充填し、所定の重量に到達した場合に供給を停止するという重量充填装置が提案されるようになっている。
【０００７】
重量充填装置の場合、被計量物の重量を測定しながら一定の重量分の被計量物を通すようにバルブの開口部を調節するため、前述した体積充填方式の充填装置の場合と比べて、供給部の構造が単純になる。しかし、重量を測定するために重量センサを備えた計量器が必要となる。そして、被計量物は液体であることが多く、その場合は充填装置の周囲の環境は湿度が高くなるため、精密な計量器が用いられる環境としては劣悪であり、良好な環境で使用されるはかりと比べると、計量器の故障確率が高くなる。また、回転式重量充填装置の場合では、回転する計量器の上に容器が乗り込むという構成となるため、同様にして精密な計量器が用いられる環境としては劣悪であり、計量器の故障確率が高くなる。
【０００８】
さらに、重量充填装置の場合、単位時間当たりの容器への充填処理能力を高めるために、充填装置１台当たりに多くの計量器が設けられる構成が一般的である。そのため、充填装置１台当たりでの計量器の故障確率も高くなる。
【０００９】
そこで、従来から、重量充填装置において、計量器の出力が異常となったり、容器への被計量物の供給時間が異常値を示したりした場合に、警報を発したり供給動作を制御したりする機能が実現されている。具体的には、被計量物の充填時間を実測し、その実測された充填時間と予め設定された基準の充填時間とを比べて差がある場合には被計量物の流量が所定の基準値になるように流量を調節することができる重量充填装置が特許文献１に開示されている。この重量充填装置（以下、従来技術１という）は、いくつかの供給装置またはすべての供給装置の実際の充填時間の平均値と基準の充填時間との差を関数として実際の充填時間が基準の充填時間になるように被計量物の流量を調節するように構成されている。
【００１０】
また、被計量物を容器へ供給する複数の供給装置のうち、特定の供給装置の実際の充填時間と予め設定されている基準の充填時間または臨界充填時間（許容充填時間）とを比較し、実際の充填時間が基準の充填時間または臨界充填時間を超えたときに警報を出力するような重量充填装置が提案されている。この重量充填装置（以下、従来技術２という）の場合、臨界充填時間は、例えば予めオペレータにより設定されるかまたは複数の供給装置の実際の充填時間の平均値から算出される。
【００１１】
ところで、重量充填装置において、容器に対する充填時間が許容充填時間の範囲を超えるような事態が起こる場合として、以下の３つを挙げることができる。
（１）被計量物の密度または粘度が変化したり、貯槽内の液面高さが変化したために流速が変化したりする場合。
（２）計量器が故障した場合。
（３）被計量物の供給装置（被計量物が液体の場合はバルブ、粉体の場合はスクリューフィーダなど）が故障した場合。
【００１２】
上記のうち、（１）については重量充填装置の故障ではなく、重量充填装置の周囲の温度環境の変化、または重量充填装置への被計量物の供給状態の変化により起こり得るものである。一方、（２）および（３）は、重量充填装置の故障により起こり得るものである。
【００１３】
上記（２）の場合において、特定の計量器が故障し、その計量器が備えている重量センサのスパンが小さくなる方向に変化したときは、被計量物である液体の体積の割に重量が小さく測定されることになるため、液体の流量（ｇ／ｓｅｃ）が実際より小さく測定されることになる。その結果、故障した計量器においては、液体重量がｗ１からｗ２（ｗ１＜ｗ２）に到達する時間が他の計量器と比べて長くなるため、従来技術２のように、特定のバルブの充填時間と他のバルブの充填時間の平均値とを比較することにより異常を検出することができる。また、従来技術１の場合であっても、実測された充填時間と予め設定された基準の充填時間とを比べると差が生じるため、異常を検出することができる。
【００１４】
また、上記（３）の場合において、例えばバルブが故障したために動作不良が発生し、その結果バルブの開口度が所定の値まで大きくならなかったときでも、前述した場合と同様にして液体重量がｗ１からｗ２（ｗ１＜ｗ２）に到達する時間が他の計量器と比べて長くなる。したがって、この場合でも、従来技術１および従来技術２により異常を検出することができる。
【００１５】
以上のように、従来の重量充填装置によって、上記（２）および（３）の何れの場合でも異常を検出することができる。
【００１６】
ところで、重量充填装置における計量動作において、いわゆる大投入過程に要する大投入時間（大投入過程における充填時間）をｔ１とし、小投入過程における小投入時間（小投入過程における充填時間）をｔ２とした場合、大投入時間ｔ１および小投入時間ｔ２はともに、計量器およびバルブの動作が正常であっても計量器の振動によるノイズによりほぼ一定の範囲でばらついたり、液体密度の変化などに起因して伸縮したりする。また、各バルブ間で比べた場合でも、それぞれの供給経路の管路抵抗、バルブ開口度などによって大投入時間ｔ１および小投入時間ｔ２が少しずつ異なる。
【００１７】
従来の重量充填装置の場合、以上のようなばらつき要因を考慮して、大投入時間ｔ１または小投入時間ｔ２に対して上下限値を定め、且つ計量器およびバルブが正常な状態での標準の大投入時間ｔ１ｓおよび標準の小投入時間ｔ２ｓを調整の際に定めていた。その上、１〜ｎで識別されるバルブ毎に異なるばらつき要因が生じ得るため、バルブ毎に標準の大投入時間ｔ１ｓ１〜ｔ１ｓｎおよび標準の小投入時間ｔ２ｓ１〜ｔ２ｓｎを調整の際に設定し、計量器およびバルブが正常な場合のそれらのばらつき量に基づいて上下限値±ｔｅを定めることによって、以下の式１のような異常有無の判定式を設定していた。
【００１８】
ｔ１ｓｎ−ｔｅ≦ｔ１ｎ≦ｔ１ｓｎ＋ｔｅ … 式１
この式１はバルブｎの大投入時間ｔ１ｎが正常であるか否かを判定するための判定式である。
【００１９】
バルブｎの大投入時間ｔ１ｎが式１を満足しないと判定した場合、異常が発生していると判定される。なお、正常な状態において大投入時間ｔ１および小投入時間ｔ２がばらつく場合、その要因はすべてのバルブに共通であるため、各バルブに共通の境界値ｔｅが用いられる。
【００２０】
上述したようにして異常の発生を検出することによって、高精度な計量を継続させることが可能となる。
【００２１】
また、計量器の異常を検出した場合に装置の稼働を停止させることなく運転を継続させる方法としては、例えば、正常に稼働運転している場合の大投入時間ｔ１ｎと小投入時間ｔ２ｎとを最新のＮ個ずつ記憶させておき、異常が発生した計量器ｎを停止させたときの生産量の低下を回避するために、異常判定直前のＭ個（Ｍ＜Ｎ）を除く最新の（Ｎ−Ｍ）個の大小投入時間の平均値を用いて充填を継続させるものが提案されている。このような方法において異常判定直前のＭ個のデータを除く理由は、異常判定がなされる前であってもその直前のデータは既に異常傾向を示す場合が多いというものである。
【００２２】
その他にも、予め調整モードにおいて正常な状態での標準的な大小投入時間をバルブ毎に記憶させておき、その記憶値を、特定の計量器が異常であると判定された場合に大小投入時間として用いる方法が提案されている。
【特許文献１】特開平３−６７９４９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
しかしながら、従来の重量充填装置の場合、単に充填時間を基準値等と比較するだけであるため、異常を検出することができたとしても、上記（２）または（３）の何れが原因であるのか、すなわち計量器が故障したために異常が発生したのか、それともバルブが故障したために異常が発生したのかを判別することができない。そのため、異常が検出されたことを示す警報が発せられたとしても、自動的に故障状態を復旧させることは不可能であり、作業者が異常の原因調査を行って計量器またはバルブの何れが故障したのかを特定した上で復旧させる必要があった。したがって、復旧に相当な時間を要するという問題があった。
【００２４】
また、上記式１の場合、例えば液体の密度が変化したり貯槽内の液面高さが変化したりしたことに起因してバルブｎの大投入時間ｔ１ｎが変化する分を、境界値ｔｅの中に予め見込んでおかなければならない。液体密度の変化および貯槽内の液面高さの変化によって投入時間が変化する現象は重量充填装置に異常があったために起きたわけではないので、そのような現象が起きたとしても重量充填装置は正常であると判定されなければならないためである。
【００２５】
しかしながら、そのために境界値ｔｅを大きな値とすることは、他の要因によりバルブｎの大投入時間ｔ１ｎが変化した場合における異常検出感度の低下につながるという問題があった。
【００２６】
また、上述したような従来の装置の稼働を停止させることなく運転を継続させる方法の場合、少なくとも異常判定時点以降の液体密度の変化及び液面高さの変化が考慮されていないため、精度の高い充填を行うことができないという問題があった。
【００２７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、重量充填装置において検出される異常が、被計量物の計量器の故障によるものなのか、それとも被計量物の供給装置によるものなのかを判別することができる制御方法、およびその方法を実施するための重量充填装置を提供することにある。
【００２８】
また、本発明の他の目的は、重量充填装置の異常を感度良く検出することができる制御方法、およびその方法を実施するための重量充填装置を提供することにある。
【００２９】
さらに、本発明の他の目的は、計量器に異常が発生した場合であっても、稼働を停止させることなく、高精度な充填を継続して実行することができる制御方法、およびその方法を実施するための重量充填装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明者等は、計量器のスパンが小さい場合には被計量物である液体の重量が所定量に到達する時間が長くなるため、それに伴って被計量物の投入時間も長くなり、またバルブに故障が起きたために稼働中において調整時点で設定された開口度よりも小さい開口度となった場合も同様にして投入時間が長くなることを知見した。そして、発明者等は、この知見に基づいて以下に示す発明をした。
【００３１】
前述した課題を解決するために、本発明に係る重量充填装置の制御方法は、被計量物及び当該被計量物の容器である風袋を載置するための複数の載せ台と、当該載せ台のそれぞれに対して被計量物を供給するための複数の供給装置と、前記載せ台のそれぞれに載置された被計量物の重量を計測するための複数の計量器とを備え、前記供給装置を介して前記風袋に所定量の被計量物を充填し、当該充填された被計量物の重量を前記計量器によって計測する処理を繰り返し実行するように構成された重量充填装置の制御方法において、前記複数の供給装置に係る前記所定量の被計量物の充填に要する充填時間を算出するステップと、算出された前記複数の供給装置のうちの特定の供給装置に係る充填時間と他の供給装置に係る充填時間との差異に基づいて、前記特定の供給装置又は当該特定の供給装置に係る特定の計量器に異常状態が発生しているか否かを判定するステップとを有している。
【００３２】
前記発明に係る重量充填装置の制御方法において、前記判定するステップは、前記特定の供給装置に係る充填時間と、他の供給装置に係る充填時間の平均値との差異が所定の範囲内にあるか否かに基づいて、前記特定の供給装置又は前記特定の計量器に異常状態が発生しているか否かを判定するようにしてもよい。
【００３３】
また、前記発明に係る重量充填装置の制御方法において、前記判定するステップは、前記特定の供給装置に係る充填時間と、前記複数の供給装置のそれぞれに係る充填時間の平均値との差異が所定の範囲内にあるか否かに基づいて、前記特定の供給装置又は前記特定の計量器に異常状態が発生しているか否かを判定するようにしてもよい。
【００３４】
また、前記発明に係る重量充填装置の制御方法において、前記算出するステップは、前記充填時間を繰り返し算出し、前記判定するステップは、算出された前記特定の供給装置に係る複数の充填時間の平均値と、他の供給装置に係る複数の充填時間の平均値との差異に基づいて、前記特定の供給装置又は前記複数の計量器のうちの特定の計量器に異常状態が発生しているか否かを判定するようにしてもよい。
【００３５】
また、前記発明に係る重量充填装置の制御方法において、前記判定するステップは、前記特定の供給装置に係る複数の充填時間の平均値と、他の供給装置に係る複数の充填時間の平均値の平均値との差異が所定の範囲内にあるか否かに基づいて、前記特定の供給装置又は前記特定の計量器に異常状態が発生しているか否かを判定するようにしてもよい。
【００３６】
また、前記発明に係る重量充填装置の制御方法において、前記判定するステップは、前記特定の供給装置に係る複数の充填時間の平均値と、前記複数の供給装置のそれぞれに係る複数の充填時間の平均値の平均値との差異が所定の範囲内にあるか否かに基づいて、前記特定の供給装置又は前記特定の計量器に異常状態が発生しているか否かを判定するようにしてもよい。
【００３７】
また、本発明に係る重量充填装置の制御方法は、被計量物及び当該被計量物の容器である風袋を載置するための複数の載せ台と、当該載せ台のそれぞれに対して被計量物を供給するための複数の供給装置と、前記載せ台のそれぞれに載置された被計量物の重量を計測するための複数の計量器とを備え、前記供給装置を介して前記風袋に第１の所定量の被計量物を充填した後に第１の所定量よりも少ない第２の所定量の被計量物を充填し、当該充填された被計量物の重量を前記計量器によって計測する処理を繰り返し実行するように構成された重量充填装置の制御方法において、前記複数の供給装置に係る第１の所定量の被計量物の充填に要する第１充填時間を算出する第１の算出ステップと、前記複数の供給装置に係る第２の所定量の被計量物の充填に要する第２充填時間を算出する第２の算出ステップと、算出された前記複数の供給装置のうちの特定の供給装置に係る第１充填時間と他の供給装置に係る第１充填時間との差異、又は算出された前記複数の供給装置のうちの特定の供給装置に係る第２充填時間と他の供給装置に係る第２充填時間との差異に基づいて、前記特定の供給装置及び当該特定の供給装置に係る特定の計量器の少なくとも何れか一方に異常状態が発生しているか否かを判定する第１の判定ステップと、前記特定の供給装置及び前記特定の計量器の少なくとも何れか一方に異常状態が発生していると判定された場合に、前記特定の供給装置に係る第１充填時間と他の供給装置に係る第１充填時間との差異と、前記特定の供給装置に係る第２充填時間と他の供給装置に係る第２充填時間との差異とを比較し、比較した結果に基づいて前記特定の供給装置及び前記特定の計量器の何れに異常状態が発生しているのかを判定する第２の判定ステップとを有している。
【００３８】
前記発明に係る重量充填装置の制御方法において、前記第２の判定ステップにより前記特定の計量器に異常状態が発生していると判定された場合、前記特定の供給装置に係る第２充填時間と他の供給装置に係る第２充填時間との差異に基づいて、当該特定の計量器に係るスパン補正を実行するステップを更に有するようにしてもよい。
【００３９】
また、前記発明に係る重量充填装置の制御方法において、前記第２の判定ステップにより前記特定の計量器に異常状態が発生していると判定された場合、その後の第１の所定量の被計量物の充填時間を、前記他の供給装置に係る第１充填時間の平均値に基づいて算出するステップを更に有するようにしてもよい。
【００４０】
また、前記発明に係る重量充填装置の制御方法において、前記第２の判定ステップにより前記特定の計量器に異常状態が発生していると判定された場合、その後の第２の所定量の被計量物の充填時間を、前記他の供給装置に係る第２充填時間の平均値に基づいて算出するステップを更に有するようにしてもよい。
【００４１】
また、前記発明に係る重量充填装置の制御方法において、前記第１の算出ステップは、前記第１充填時間を繰り返し算出し、前記第２の算出ステップは、前記第２充填時間を繰り返し算出し、前記第２の判定ステップは、算出された前記特定の供給装置に係る複数の第１充填時間の平均値と他の供給装置に係る複数の第１充填時間の平均値との差異と、前記特定の供給装置に係る複数の第２充填時間の平均値と他の供給装置に係る複数の第２充填時間の平均値との差異とを比較し、比較した結果に基づいて前記特定の供給装置及び前記特定の計量器の何れに異常状態が発生しているのかを判定するようにしてもよい。
【００４２】
また、前記発明に係る重量充填装置の制御方法において、前記第２の判定ステップにより前記特定の計量器に異常状態が発生していると判定された場合、前記特定の供給装置に係る複数の第２充填時間の平均値と他の供給装置に係る複数の第２充填時間の平均値との差異に基づいて、当該特定の計量器に係るスパン補正を実行するステップを更に有するようにしてもよい。
【００４３】
また、前記発明に係る重量充填装置の制御方法において、前記第２の判定ステップにより前記特定の計量器に異常状態が発生していると判定された場合、その後の第１の所定量の被計量物の充填時間を、前記他の供給装置に係る第１充填時間の複数の平均値の平均値に基づいて算出するステップを更に有するようにしてもよい。
【００４４】
また、前記発明に係る重量充填装置の制御方法において、前記第２の判定ステップにより前記特定の計量器に異常状態が発生していると判定された場合、その後の第２の所定量の被計量物の充填時間を、前記他の供給装置に係る第２充填時間の複数の平均値の平均値に基づいて算出するステップを更に有するようにしてもよい。
【００４５】
また、本発明に係る重量充填装置の制御方法は、被計量物及び当該被計量物の容器である風袋を載置するための複数の載せ台と、当該載せ台のそれぞれに対して被計量物を供給するための複数の供給装置と、前記載せ台のそれぞれに載置された被計量物の重量を計測するための複数の計量器とを備え、前記供給装置を介して前記風袋に所定量の被計量物を充填し、当該充填された被計量物の重量を前記計量器によって計測する処理を繰り返し実行するように構成された重量充填装置の制御方法において、前記複数の供給装置に係る前記所定量の被計量物の充填に要する充填時間を算出するステップと、前記複数の供給装置のうちの特定の供給装置の異常を検出するステップと、異常が検出された前記特定の供給装置とは異なる他の供給装置に係る充填時間に基づいて算出された充填時間によって、前記特定の供給装置を制御するステップとを有している。
【００４６】
この場合における特定の供給装置の異常の検出には、重量充填装置が所定の方法で異常を検出する場合のみでなく、分銅検査等によって異常が発生しているとオペレータが確認したときに、入力装置等を介して、そのオペレータから重量充填装置に対して当該異常が伝えられる場合等も含まれる。
【００４７】
また、本発明の重量充填装置は、被計量物及び当該被計量物の容器である風袋を載置するための複数の載せ台と、当該載せ台のそれぞれに対して被計量物を供給するための複数の供給装置と、前記載せ台のそれぞれに載置された被計量物の重量を計測するための複数の計量器とを備え、前記供給装置を介して前記風袋に所定量の被計量物を充填し、当該充填された被計量物の重量を前記計量器によって計測する処理を繰り返し実行するように構成された重量充填装置において、前記複数の供給装置に係る前記所定量の被計量物の充填に要する充填時間を算出する算出手段と、 当該算出手段によって算出された前記複数の供給装置のうちの特定の供給装置に係る充填時間と他の供給装置に係る充填時間との差異に基づいて、前記特定の供給装置又は当該特定の供給装置に係る特定の計量器に異常状態が発生しているか否かを判定する判定手段とを備える。
【００４８】
さらに、本発明の重量充填装置は、被計量物及び当該被計量物の容器である風袋を載置するための複数の載せ台と、当該載せ台のそれぞれに対して被計量物を供給するための複数の供給装置と、前記載せ台のそれぞれに載置された被計量物の重量を計測するための複数の計量器とを備え、前記供給装置を介して前記風袋に第１の所定量の被計量物を充填した後に第１の所定量よりも少ない第２の所定量の被計量物を充填し、当該充填された被計量物の重量を前記計量器によって計測する処理を繰り返し実行するように構成された重量充填装置において、前記複数の供給装置に係る第１の所定量の被計量物の充填に要する第１充填時間を算出する第１の算出手段と、前記複数の供給装置に係る第２の所定量の被計量物の充填に要する第２充填時間を算出する第２の算出手段と、第１の算出手段によって算出された前記複数の供給装置のうちの特定の供給装置に係る第１充填時間と他の供給装置に係る第１充填時間との差異、又は第２の算出手段によって算出された前記複数の供給装置のうちの特定の供給装置に係る第２充填時間と他の供給装置に係る第２充填時間との差異に基づいて、前記特定の供給装置及び当該特定の供給装置に係る特定の計量器の少なくとも何れか一方に異常状態が発生しているか否かを判定する第１の判定手段と、前記特定の供給装置及び前記特定の計量器の少なくとも何れか一方に異常状態が発生していると判定された場合に、前記特定の供給装置に係る第１充填時間と他の供給装置に係る第１充填時間との差異と、前記特定の供給装置に係る第２充填時間と他の供給装置に係る第２充填時間との差異とを比較し、比較した結果に基づいて前記特定の供給装置及び前記特定の計量器の何れに異常状態が発生しているのかを判定する第２の判定手段とを備える。
【発明の効果】
【００４９】
本発明の重量充填装置の制御方法及びその方法を実施するための重量充填装置は、重量充填装置の異常原因を特定することができる。
【００５０】
また、本発明の重量充填装置の制御方法及び重量充填装置は、重量充填装置の異常を感度良く検出することができる。
【００５１】
さらに、本発明の重量充填装置の制御方法及び重量充填装置は、計量器に異常が発生した場合であっても、稼働を停止させることなく、高精度な充填を継続して実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。なお、以下では、本発明の重量充填装置として回転式重量充填装置を例示する。
【００５３】
図１は、本発明の重量充填装置である回転式重量充填装置の構成を示す平面図である。図１に示すように、本発明の回転式重量充填装置１は、図示しない駆動源によって定常運転時には所定の一定速度で回転駆動される回転体２を備えている。なお、ラインの都合で回転体２の回転速度は変化する場合がある。この回転体２の円周方向には、容器１４を載置するための複数の計量載せ台１２，１２…が所定の間隔で配置されており、これら計量載せ台１２，１２…は回転体２とともに回転されるように構成されている。
【００５４】
また、回転体２の回転位置（計量載せ台１２，１２…の位置）を検出するために、回転体２の回転軸には位置検出手段１１が設けられている。この位置検出手段１１は、回転体２の１回転のスタートを示す位置でパルスを１個発信するための後述する原点用パルス発信器と、回転体２が１回転する間に複数個のパルスを発信するための後述する複数パルス発信器とを備えている。また、位置検出手段１１は、制御装置１０と通信可能に接続されており、原点用パルス発信器及び複数パルス発信器によって発信されたパルスを制御装置１０に対して出力する。
【００５５】
制御装置１０は、原点用パルス発信器にてパルスが発信された時点から現時点までに複数パルス発信器にて発信されたパルス数に基づいて、回転体２の回転位置を検出する。また、制御装置１０は、同じくパルス数に基づいて、回転体２の回転速度を検出する。このようにして検出された回転体２の回転位置及び回転速度を示す情報が制御装置１０から後述する各計量器に対して送信される。
【００５６】
前述した複数の計量載せ台１２，１２…には、当該計量載せ台１２，１２…上に載置された容器１４の重量を検出するための重量センサであるロードセル１３，１３…がそれぞれ接続されている。また、これらの計量載せ台１２，１２…の上方には、当該計量載せ台１２，１２…上に載置された容器１４に液体などの充填物を供給するための供給装置である後述するバルブがそれぞれ設けられている。
【００５７】
計量載せ台１２，１２…には、搬送コンベヤ１６によって搬送された未計量の容器１４が、スターホイール１５によって順次供給される。一方、後述するような計量処理が行われた後、計量載せ台上１２，１２…上にある計量済みの容器１４はスターホイール１７によって順次回収され、搬送コンベヤ１８によって搬送される。なお、スターホイール１５及び１７と計量載せ台１２，１２…との間で正確に容器１４の受け渡しを行うようにするために、回転体１０２，スターホイール１５および１７の回転は同期がとられる。
【００５８】
図２は、計量載せ台１２，１２…上に載置された容器１４の重量を測定するための計量器の構成を示すブロック図である。図２に示すように、計量器３はＣＰＵ２３を備えており、このＣＰＵ２３は増幅器２１及びＡ／Ｄ変換器２２を介して前述したロードセル１３と接続されている。また、ＣＰＵ２３は、入出力装置（Ｉ／Ｏ）２６を介して前述したバルブ２７と接続されている。さらに、ＣＰＵ２３は、所定の記憶領域を有するメモリ２４、及び制御装置１０と通信するための通信インタフェース２５と接続されている。
【００５９】
以上のように構成された計量器３において、ロードセル１３から出力されるアナログ計量信号が増幅器２１によって増幅された後、Ａ／Ｄ変換器２２に供給される。そして、Ａ／Ｄ変換器２２にてアナログ計量信号がデジタル信号に変換され、その変換後のデジタル信号がＣＰＵ２３に供給される。
【００６０】
ＣＰＵ２３は、メモリ２４に記憶されているコンピュータプログラムにしたがって動作する。これにより、ＣＰＵ２３は、Ａ／Ｄ変換器２２からの信号を重量値に変換したり、被計量物の充填量が所定の値になるようにバルブ２７の開口度を制御したりする。
【００６１】
また、ＣＰＵ２３は、通信インタフェース２５を介して、後述する零計測位置，風袋計測位置，小投位置，及びエンド位置を示す情報を制御装置１０から受け取る。ＣＰＵ２３は、これらの情報により、ロードセル１３と接続されている載せ台１２の位置を知ることができ、その位置に応じて以下のような処理を実行することになる。
【００６２】
図３は、本発明の重量充填装置である回転式重量充填装置１が備える制御装置１０の構成を示すブロック図である。図３に示すように、制御装置１０はＣＰＵ３１を備えており、このＣＰＵ３１は図示しないＩ／Ｏ素子を介して、キー等で構成される入力装置３２、液晶ディスプレイ等で構成される表示装置３３、および回転体２を回転させるためのモータ６を制御するモータ制御装置３４と接続されている。また、ＣＰＵ３１は、所定の記憶領域を有するメモリ３５、および各計量器３，３…と通信するための通信インタフェース３６と接続されている。さらに、ＣＰＵ３１は、前述したように、位置検出手段１１を介して、原点用パルス発信器４および複数パルス発信器５からの出力を受け取ることができるように構成されている。
【００６３】
次に、このように構成された回転式重量充填装置１の通常運転時における基本動作を、図１および図４を参照しながら説明する。なお、図４は、本発明の回転式重量充填装置の通常運転時における被計量物の重量の変化を示すグラフである。
【００６４】
［零点計測処理］
図１において、ａは零点計測位置を示しており、この零点計測位置ａから始まるＴ１は零点計測過程を示している。計量器３が備えるＣＰＵ２３は、制御装置１０から出力された信号に基づいて、計量載せ台１２が零点計測位置ａに到達したと判定した場合、その計量載せ台１２上には容器１４が載っていないものと判断し、零点計測処理を開始する。
【００６５】
零点計測処理においては、ロードセル１３からの出力された重量信号に基づいて零点計測値を求め、必要に応じて零点補正を実行する。
【００６６】
なお、零点が異常であると判定された場合、計量器３は、計量器を識別するための識別信号および零点異常を示す信号を制御装置１０へ送信する。これらの信号を受信した制御装置１０は、零点異常が発生したことを示す情報を表示装置３３に表示する。
【００６７】
［風袋計測処理］
図１において、ｂは風袋計測位置を示しており、この風袋計測位置ｂから始まるＴ２は風袋計測過程を示している。計量器３が備えるＣＰＵ２３は、制御装置１０から出力された信号に基づいて、計量載せ台１２が風袋計測位置ｂに到達したと判定した場合、その計量載せ台１２上に容器１４が載ったものと判断し、風袋計測処理を開始する。
【００６８】
ＣＰＵ２３は、計量載せ台１２が風袋計測過程Ｔ２にある間、ロードセル１３からの出力信号に基づいて複数回重量値を演算し、その平均値を算出する。そして、ＣＰＵ２３は、その算出された平均値から零点を差し引いた値を風袋値としてメモリ２４に記憶させる。
【００６９】
なお、計量載せ台１２上に容器が載せられているか否かを判断するための容器有無設定値を予め用意しておき、その容器有無設定値とメモリ２４に記憶されている風袋値とを比較することによって、容器が載せられているか否かを判定することができる。そして、容器が載せられていないと判定した場合、ＣＰＵ２３は、次の充填処理を実行しないようにする。
【００７０】
［充填処理］
図１において、Ｔ３は被計量物の大投入を行う大投入過程を、Ｔ４は被計量物の小投入を行う小投入過程をそれぞれ示している。なお、ｃは小投入位置を示している。
【００７１】
計量器３が備えるＣＰＵ２３は、ロードセル１３からの出力信号に基づいて、被計量物の重量値を繰り返し演算する。そして、その重量値がゼロのときに開口度が大となるようにバルブ２７の動作を制御して大投入を実行する。その後、重量値が図４に示すＷ１に達したときに開口度が小となるようにバルブ２７の動作を制御して小投入を実行する。そして、重量値がＷ２に達したときに開口度がゼロ、すなわち全閉の状態になるようにバルブ２７の動作を制御する。
【００７２】
なお、大投入過程Ｔ３は充填時間の短縮化を図るために被計量物の流量（ｇ／ｓｅｃ）を多くしており、一方小投入過程Ｔ４は充填量の精度を高めるために被計量物の流量を少なくしている。
【００７３】
［安定待ち処理］
図１において、Ｔ５は計量器３を安定させるための安定待ち過程を示している。安定待ち過程において、計量器３が備えるＣＰＵ２３は、バルブ２７が全閉となったときにバルブ２７と容器１４内の液面との間にある被計量物が容器１４内に完全に落下するまでの時間、計量器３を安定させるために待機する。この時間は所定の時間とし、バルブ２７が全閉となったときからその所定の時間だけ待機する。
【００７４】
なお、図４に示す「落差」は、バルブ２７が全閉となったときにバルブ２７と容器１４内の液面との間にある被計量物の量を示している。小投入過程Ｔ３の終了時の被計量物の重量値Ｗ２に「落差」分の重量が加わることにより、被計量物の重量を所望の重量Ｗｔとなるように重量値Ｗ２は決定される。
【００７５】
［安定計測処理］
図１において、Ｔ６は容器１４の重量を計測するための安定計測過程を示している。安定計測過程Ｔ６において、ＣＰＵ２３はロードセル１３からの出力信号に基づいて複数回重量値を演算し、その平均値を算出する。そして、ＣＰＵ２３は、その算出された平均値から零点及び風袋値を差し引いた値を被計量物の重量値としてメモリ２４に記憶させる。ここで、容器１４の重量値が、所定の許容範囲の上限以上又は下限以下であると判定した場合、ＣＰＵ２３はその充填済みの容器１４には過不足があると判断し、その容器１４を不良側に排出するように所定の処理を実行する。
【００７６】
［エンド位置］
図１において、ｄはエンド位置を示している。計量器３が備えるＣＰＵ２３は、制御装置１０から出力された信号に基づいて、計量載せ台１２がエンド位置ｄに到達したと判定した場合、仮にその計量載せ台１２上の容器１４に対してバルブ２７による充填処理が施されていたとしても、バルブ２７の充填動作を終了させる。
【００７７】
このエンド位置ｄを超えた後、計量載せ台１２上に載置された容器１４は、スターホイール１７によって回収され、搬送コンベヤ１８によって搬送される。
【００７８】
以上に示した各過程を繰り返すことにより回転式重量充填装置１は繰り返し計量充填を実行する。なお、零点計測から次の零点計測までが１充填サイクルということになる。
【００７９】
本発明のように重量充填装置の場合、被計量物の供給は重量に基づいて制御されるため、供給時間を測定する必要はない。しかし、本発明の重量充填装置では、容器に被計量物を供給している時間を大小の投入時間として測定する。
【００８０】
各バルブ２７における供給時間は、バルブ２７の開口度（開口面積）および管路抵抗の違いなどの特性により多少異なるものの、（１）貯槽内の被計量物がなくなったとき、および（２）バルブ２７に異常が発生したときにはバルブ２７が全閉となり、（３）計量器３に異常が発生したときはバルブ２７の全閉または後述するタイマー充填を実行する。
【００８１】
以下では、（Ａ）バルブまたは計量器の異常判定、（Ｂ）バルブまたは計量器の異常判定における計量器のスパン異常の検出、（Ｃ）計量器のスパン異常が検出された場合のスパン補正、（Ｄ）計量器の異常が検出された場合のタイマー充填、のそれぞれについて説明する。
【００８２】
（Ａ）バルブまたは計量器の異常判定
本発明の重量充填装置である回転式重量充填装置１は、各種の調整を行うための調整モードにおいて、バルブ２７および計量器３の組が正常であることが確認された後に複数回の充填サイクルを繰り返すことによって、被計量物を所定重量分だけ容器１４に充填するときのバルブ番号１〜ｎで識別されるバルブ２７＿１〜２７＿ｎのそれぞれについての大投入時間ｔ１１’〜ｔ１ｎ’、小投入時間ｔ２１’〜ｔ２ｎ’を測定する。
【００８３】
なお、以下では、バルブ２７＿１〜２７＿ｎのそれぞれに対応して設けられている計量器３を計量器３＿１〜３＿ｎと呼ぶことにする。
【００８４】
次に、回転式重量充填装置１は、特定のバルブ２７に係る大投入時間（小投入時間）を分子とし、その特定のバルブ２７以外のすべてのバルブ２７に係る大投入時間（小投入時間）の平均値を分母とすることにより、前記特定のバルブ２７の大小投入時間とその他のバルブ２７の大小投入時間との比率（以下、大投入時間相対比率および小投入時間相対比率という）を算出する。
【００８５】
なお、前述した大投入時間相対比率および小投入時間相対比率は、分子となる特定のバルブ２７に係る大投入時間（小投入時間）を測定するタイミングと、分母となるその他のバルブ２７に係る大投入時間（小投入時間）を測定するタイミングとができる限り異ならないようにすることが好ましい。これらのタイミングを合わせることにより、被計量物の密度および流速の変化による影響を低減することができるためである。
【００８６】
以下、ｋｔ１ｎを、バルブ２７＿ｎの、ｎ以外で識別されるバルブ２７＿１〜２７＿ｎ−１に対する大投入時間相対比率とする。バルブ番号１〜ｎで識別されるバルブ２７＿１〜２７＿ｎの大投入時間相対比率は以下の式２により算出することができる。
【００８７】
ｋｔ１１＝ｔ１１’／｛（ｔ１２’＋ｔ１３’＋…＋ｔ１ｎ’）／（ｎ−１）｝，
ｋｔ１２＝ｔ１２’／｛（ｔ１１’＋ｔ１３’＋…＋ｔ１ｎ’）／（ｎ−１）｝，…，
ｋｔ１ｎ＝ｔ１１’／｛（ｔ１１’＋ｔ１２’＋…＋ｔ１（ｎ―１）’）
／（ｎ−１）｝… 式２
なお、バルブ２７の数が比較的多い場合、特定の１つのバルブ２７に係る大投入時間の正常値からの増減量が、すべてのバルブ２７＿１〜２７＿ｎに係る大投入時間の平均値に対して与える影響が小さくなるため、以下の式３により各バルブ２７＿１〜２７＿ｎの大投入時間相対比率を算出するようにしてもよい。
【００８８】
ｋｔ１１＝ｔ１１’／｛（ｔ１１’＋ｔ１２’＋…＋ｔ１ｎ’）／ｎ｝，
ｋｔ１２＝ｔ１２’／｛（ｔ１１’＋ｔ１２’＋…＋ｔ１ｎ’）／ｎ｝，…，
ｋｔ１ｎ＝ｔ１１’／｛（ｔ１１’＋ｔ１２’＋…＋ｔ１ｎ’）／ｎ｝… 式３
また、任意のｋ個（１＜ｋ＜ｎ）分の平均値を求めて、この値を分母にしてもよい。
【００８９】
回転式重量充填装置１の制御装置１０は、テストサンプルの仕様に応じて各バルブ２７＿１〜２７＿ｎに対して連続的に計量充填を実行しながら、式２（または式３）にしたがって算出された大投入時間相対比率ｋｔ１１〜ｋｔ１ｎをそれぞれ複数個ずつ取得し、メモリ３５に記憶する。また、小投入時間相対比率ｋｔ２１〜ｋｔ２ｎについても同様にして取得し、メモリ３５に記憶する。そして、制御装置１０は、複数個のｋｔ１１〜ｋｔ１ｎそれぞれの平均値ｋｔ１１ａ〜ｋｔ１ｎａと、複数個のｋｔ２１〜ｋｔ２ｎそれぞれの平均値ｋｔ２１ａ〜ｋｔ２ｎａとを求めてメモリ３５に記憶する。
【００９０】
以上のような相対比率に対しては液体の密度変化などは影響しない。液体の密度変化などは、各バルブ２７＿１〜２７＿ｎで共通であるため、分母分子で相殺されるからである。しかし、特定の１つのバルブ２７の投入時間が異常な値となった場合、そのバルブ２７の投入時間が大小投入時間相対比率の分母として用いられるときは影響が少ないが、分子として用いられるときは影響が大きくなる。本発明では、この原理を利用し、大小投入時間相対比率に基づいて異常判定を行う。
【００９１】
大投入時間相対比率について、バルブ２７＿ｎを含むすべてのバルブ２７が正常である場合、バルブ２７＿ｎに係る大投入時間相対比率の平均値ｋｔ１ｎａ≒１となる。しかし、前述したように、各バブル２７の供給経路の管路抵抗の違い、および開口度のわずかな違いなどによって、同じ重量分の被計量物を供給するために必要な時間は異なる。したがって、大投入時間相対比率の平均値ｋｔ１１ａ〜ｋｔ１ｎａの値は１を中心にして少しずつ異なるのが通常である。
【００９２】
本発明においては、大投入時間を評価するために実行される大投入時間相対比率ｋｔ１１〜ｋｔ１ｎに基づく異常の有無の判定を容易にするために、以下の式４によって算出される修正係数ｐ１１，ｐ１２，…，ｐ１ｎを用いる。
【００９３】
ｐ１１＝１／ｋｔ１１ａ，ｐ１２＝１／ｋｔ１２ａ，…，
ｐ１ｎ＝１／ｋｔ１ｎａ …式４
この修正係数ｐ１１，ｐ１２，…，ｐ１ｎは、大投入時間に関する各バルブ２７のバルブ特性の違いを表す定数と考えられる。制御装置１０は、修正係数ｐ１１，ｐ１２，…，ｐ１ｎを求めてメモリ３５に記憶する。
【００９４】
回転式重量充填装置１の稼働運転時に各バルブ２７＿１〜２７＿ｎに係る大投入時間ｔ１１〜ｔ１ｎの測定に基づいて大投入時間相対比率ｋｔ１１〜ｋｔ１ｎが求まった場合であって、それらの値において測定要因によるばらつきが発生しているとき、それぞれの値に対して修正係数ｐ１１〜ｐ１ｎを乗じる。これらの演算値は、すべてのバルブ２７＿１〜２７＿ｎが正常であれば、以下の式５のとおりに１となる。すなわち、大投入時間相対比率が１に正規化されることになる。
【００９５】
ｐ１１・ｋｔ１１〜ｐ１ｎ・ｋｔ１ｎ≒１ …式５
以下、ｐ１ｎ・ｋｔ１ｎをバルブ２７＿ｎの正規化された大投入時間相対比率と呼ぶ。
【００９６】
特定のバルブ２７または計量器３が異常になれば、大投入時間相対比率ｔ１１〜ｔ１ｎのいずれかの大きさが異常になる。その結果、異常になったバルブ２７または計量器３に係る正規化された大投入時間相対比率が１から離れた値となる。
【００９７】
したがって、特定のバルブ２７または計量器３における異常の発生の有無を判定するためには、正規化された大投入時間相対比率ｐ１１・ｋｔ１１〜ｐ１ｎ・ｋｔ１ｎの１からの変化量を用いればよい。この判定のための上下限値は、すべてのバルブ２７＿１〜２７＿ｎ及び計量器３が正常である場合における正規化された大投入時間相対比率ｐ１１・ｋｔ１１〜ｐ１ｎ・ｋｔ１ｎのばらつきの標準偏差に基づいて定められることが望ましい。
【００９８】
本発明では、回転重量充填装置１の稼働運転時に各バルブ２７＿１〜２７＿ｎに係る大投入時間相対比率ｋｔ１１〜ｋｔ１ｎの値を求め、それらの値に対して、予め調整運転時に求めていたバルブ２７＿１〜２７＿ｎの修正係数ｐ１１〜ｐ１ｎをそれぞれ乗じることにより得られる正規化された大投入時間相対比率ｐ１１・ｋｔ１１〜ｐ１ｎ・ｋｔ１ｎの値に基づいて正常・異常の判定を行う。そして、調整運転時において予め求めておいた正規化された大投入時間相対比率ｐ１１・ｋｔ１１〜ｐ１ｎ・ｋｔ１ｎの標準偏差を求め、その値を判定の際の上下限値に用いる。
【００９９】
ここでは、バルブ番号ｎで識別されるバルブ２７＿ｎの大投入時間相対比率ｋｔ１ｎのばらつきについて以下に例示する。この大投入時間相対比率ｋｔ１ｎは、バルブ２７＿ｎの大投入時間／全バルブ２７の大投入時間の平均値で求められる。
【０１００】
回転式重量充填装置１の調整運転時にバルブ２７＿１〜２７＿ｎ毎にｍ回の計量充填を行わせ、ｍ個の大投入時間を取得する。そして、制御装置１０は、各バルブ２７＿１〜２７＿ｎの大投入時間の標準偏差ｓ１１〜ｓ１ｎを求める。
【０１０１】
各バルブ２７＿１〜２７＿ｎによって大投入時間はバルブの開口度の違いなどによって少しずつ異なるが、大投入時間のばらつき要因はほぼ同じであるため、大投入時間のばらつき量も各バルブ２７でほぼ等しい。そこで、全バルブ２７＿１〜２７＿ｎに対して共通のばらつき量を考慮することとする。
【０１０２】
全バルブ２７の大投入時間のばらつき量の標準偏差は、以下の式６のとおり、各バルブ２７の標準偏差の平均値により算出される。
【０１０３】
ｓ１’＝（ｓ１１＋…＋ｓ１ｎ）／ｎ …式６
したがって、各バルブ２７＿１〜２７＿ｎの大投入相対時間比率ｋｔ１１〜ｋｔ１ｎのばらつきの標準偏差ｓ１’’は、以下の式７に示すとおり、全バルブ２７＿１〜２７＿ｎの大投入時間の平均値を用いて算出される。
【０１０４】
ｓ１’’＝ｓ１’／（全バルブ２７＿１〜２７＿ｎの大投入時間の平均値） …式７
なお、ｓ１’’として各バルブ２７＿１〜２７＿ｎの標準偏差の最大値を用いるようにしてもよい。
【０１０５】
したがって、回転式重量充填装置１の稼働運転時の各バルブ２７＿１〜２７＿ｎに対する判定基準ｐ１１・ｋｔ１１〜ｐ１ｎ・ｋｔ１ｎの標準偏差ｓ１１〜ｓ１ｎは以下の式８により算出される。
【０１０６】
ｓ１１＝ｐ１１・ｓ１’’，〜，ｓ１ｎ＝ｐ１ｎ・ｓ１’’ …式８
また、毎回の大投入時間に対する大投入相対時間比率ｋｔ１１〜ｋｔ１ｎの代わりに、Ｍ個の大投入時間の平均値を用いて得られる大投入相対時間比率ｋｔ１１ａ〜ｋｔ１ｎａを用いる場合であれば、判定基準としてｐ１１・ｋｔ１１ａ〜ｐ１ｎ・ｋｔ１ｎａを採用する。この場合、予め設定されたサンプル個数ＭよりＭ1/2を求め、以下の式９に示すとおり、平均値の標準偏差を求める。
【０１０７】
ｓ１１ａ＝ｓ１１／Ｍ1/2 ，〜，ｓ１ｎａ＝ｓ１ｎ／Ｍ1/2 …式９
なお、上下限値に３シグマをとる場合はこれらの３倍の値を用いることになる。
【０１０８】
次に、小投入時間についても同様にして正規化された大投入時間相対比率ｐ２１・ｋｔ２１，〜，ｐ２ｎ・ｋｔ２ｎの標準偏差ｓ２１〜ｓ２ｎを求め、さらに判定基準ｐ２１・ｋｔ２１ａ，〜，ｐ２ｎ・ｋｔ２ｎａを求める。
【０１０９】
これらの標準偏差は３シグマ値に変換された後、各計量器３が備えるメモリ２４に記憶される。そして、稼働運転時に各バルブ２７の大投入時間ｔ１１〜ｔ１ｎを測定したとき、バルブ２７＿ｎの場合であれば、大投入時間ｔ１ｎの正常・異常を判定するために、まず以下の式１０を用いてｋｔ１ｎを算出する。
【０１１０】
ｋｔ１ｎ＝ｔ１ｎ／｛（ｔ１１＋ｔ１２＋…＋ｔ１ｎ）／ｎ｝ …式１０
次に、ｐ１ｎをメモリ２４から読み出し、ｐ１ｎ・ｋｔ１ｎを算出する。大投入時間ｔ１ｎが正常である場合、この値は１となるため、予め記憶されている上下限値３・ｓ１ｎを使用して以下の式１１が成立するか否かを判定する。
【０１１１】
１−３・ｓ１ｎ≦ｐ１ｎ・ｋｔ１ｎ≦１＋３・ｓ１ｎ …式１１
ここで、この式１１が成立する場合、バルブ２７＿ｎ及び計量器３＿ｎは正常、すなわちバルブ及びスパンともに正常であると判定する。一方、この式が成立しない場合、異常が発生していると判定され、警報信号が制御装置１０へ送られ、表示装置３３に表示される。
【０１１２】
また、小投入時間の場合も同様にして以下の式１２を用いて正常／異常の判定が行われる。
【０１１３】
１−３・ｓ２ｎ≦ｐ２ｎ・ｋｔ２ｎ≦１＋３・ｓ２ｎ …式１２
なお、この場合、複数のバルブと計量器との組のうち、同時に異常が発生するのはせいぜい１〜２個程度であるとの前提条件がある。ある特定のバルブと計量器との組が異常である場合、分母は正常であるからｐ１ｎ・ｋｔ１ｎの値は１から離れる。バルブ・計量器の数が多い場合、１個程度の異常な組が含まれていたとしても、分母に対する影響は小さい。
【０１１４】
投入時間の個別の変動要因としては、個々の計量器３に特有のスパン変動、個々のバルブ２７に特有の動作不良等が考えられる。急激な変化ではなく徐々に変化する変動要因を検出するためには、検出の応答速度は遅くても構わないが、より高い感度が必要となる。
【０１１５】
なお、バルブ２７＿ｎについて、Ｍ個の大投入時間平均値の正常／異常を判定する場合は以下の式１３を、Ｍ個の小投入時間平均値の正常／異常を判定する場合は以下の式１４をそれぞれ用いる。
【０１１６】
１−３・ｓ１ｎａ≦ｐ１ｎ・ｋｔ１ｎａ≦１＋３・ｓ１ｎａ …式１３
１−３・ｓ２ｎａ≦ｐ２ｎ・ｋｔ２ｎａ≦１＋３・ｓ２ｎａ …式１４
平均値にはよらない上記式１１及び式１２の判定式による異常判定と、平均値による上記式１３及び式１４の判定式による異常判定とを共に実行する。ここで、急激な投入時間相対比率の変動に対しては式１１及び式１２により異常判定を行い、緩やかな変動に対しては式１３及び式１４により異常判定を行う。
【０１１７】
このように、式１１及び式１２並びに式１３及び式１４の両方を用いることによって、計量器のスパン変化のように、時間変化率も変動量も小さいために迅速な応答での異常検出は不要であるが小さい変動を検出して異常が発生した判定しなければならないものと、バルブの急な動作不良及び計量器の損傷のように、時間変化率も変動量も大きいために迅速な応答で異常を検出しなければならないものとの両方に対応することができる。
【０１１８】
（Ｂ）バルブ又は計量器の異常判定における計量器のスパン異常の検出
本発明にておいては、バルブ又は計量器の異常判定における計量器のスパン異常の検出を、一定の重量分の被計量物を大投入又は小投入で供給するために要する時間に基づいて実行する。図４において、風袋計測値によって被計量物の重量の零点が認識され、被計量物の重量が零からＷ１に到達するまでの時間が大投入時間であり、Ｗ１からＷ２に到達するまでの時間が小投入時間である。
【０１１９】
被計量物が液体の場合、大投入、小投入はそれぞれバルブ開口度を大小に制御して行われる。この制御は、それぞれ予め定められた開口度Ｄ１，Ｄ２（Ｄ１＞Ｄ２）で行われる。そのため、被計量物が液体のように流れの状態が安定した物性のものである場合であって、液体の密度変化又は貯槽の液面変化による液体の流速変化がないときは、大投入所要時間ｔ１及び小投入所要時間ｔ２はほぼ一定となる。
【０１２０】
しかし、液体の密度変化等が生じた場合であっても、上記（Ａ）に示したとおり、大投入についてはｐ１ｎ・ｋｔ１ｎ、小投入についてはｐ２ｎ・ｋｔ２ｎのパラメータは影響を受けず、特定のバルブ２７が故障するか又は特定の計量器３のスパンが変動したときにこれらの値は基準値１から変化する。
【０１２１】
ところで、バルブ２７＿ｎと計量器３＿ｎの組ｎにおいて、大小投入時間相対比率の比ｒｎを、以下の式１５と定義して取り上げると、バルブ２７も計量器３も正常であればほぼｒｎ＝１が成立することは上述したとおりである。
【０１２２】
ｒｎ＝ｐ１ｎ・ｋｔ１ｎ／ｐ２ｎ・ｋｔ２ｎ …式１５
ここで、例えば計量器３＿ｎのスパンが小さく変化した場合、計量器３＿ｎがある値の重量であると計測する液体の体積量はスパン変化を起こす前に比べて増加するため、スパン変化の割合に応じて投入体積量が増え、それに伴い投入時間が増える。この場合、大投入時間及び小投入時間は同じ割合で影響を受けるため、上記式１５において、ｋｔ１ｎ及びｋｔ２ｎは同一の割合で変化する。したがって、計量器３のスパンが変化してもｒｎの値は１に保たれる。
【０１２３】
なお、大投入時間ｔ１を被計量物の重量が零からの時間測定値とした場合、時間測定の開始点直後はバルブ２７が駆動応答の途上にあるため、流量変化の大きい部分の経過時間が含まれることになる。そのため、この場合は厳密な大投入時間の評価として好ましくない。したがって、０＜Ｗ０＜Ｗ１なる重量Ｗ０を設定し、被計量物の重量がＷ０〜Ｗ１の間の所要時間を大投入時間ｔ１として測定することが好ましい。
【０１２４】
また、重量信号には振動的ノイズが含まれているので、上記（Ａ）においてｋｔ１ｎ及びｋｔ２ｎは複数回の平均値を取り、それぞれｋｔ１ｎａ、ｋｔ２ｎａとして、以下の式１６によりｒｎａを求めるようにする。
【０１２５】
ｒｎａ＝ｐ１ｎ・ｋｔ１ｎａ／ｐ２ｎ・ｋｔ２ｎａ …式１６
これにより、判定の信頼性を向上させることができる。
【０１２６】
小投入に関しても同様である。すなわち、バルブ開口度の変化する過程は流量が乱れたりバルブ動作時間がばらついたりする等の影響が考えられる。したがって、Ｗ１＜Ｗ１２＜Ｗ２なるＷ１２を設定し、被計量物の重量がＷ１２〜Ｗ２の間の所要時間を小投入時間ｔ２として測定することが好ましい。
【０１２７】
故障によってバルブ２７＿ｎの開口度が正常時の値から変化する場合、大投入の開口度と小投入の開口度とが同一の割合で変化しない限りは上記の比率ｒｎａは１から変化する。しかし、バルブの異常の原因は、機械的動作不良又は電気回路の制御動作不良がほとんどであるため、同一の比率で大投入の開口度と小投入の開口度とが変化する確率は極めて小さい。したがって、ｒｎａ＝１であるにもかかわらず、ｐ１ｎ・ｋｔ１ｎａ又はｐ２ｎ・ｋｔ２ｎａが１から離れた場合には計量器３＿ｎのスパン異常と判定し、ｒｎａが１から離れた場合にはバルブ２７＿ｎの異常と判定することができる。
【０１２８】
本発明において、ｒｎａが１付近であるか否かを判定するための境界値は以下のようにして定義する。
【０１２９】
上述したようにｐ１ｎ・ｋｔ１ｎ，ｐ２ｎ・ｋｔ２ｎの標準偏差はそれぞれｓ１ｎ，ｓ２ｎと求められるので、ｋｔ１ｎ，ｋｔ２ｎのそれぞれＭ個の平均値がｋｔ１ｎａ，ｋｔ２ｎａであるとすると、ｐ１ｎ・ｋｔ１ｎａ，ｐ２ｎ・ｋｔ２ｎａの標準偏差はそれぞれｓ１ｎ／Ｍ1/2，ｓ２ｎ／Ｍ1/2となる。
【０１３０】
また、上述したようにｐ１ｎ・ｋｔ１ｎａ，ｐ２ｎ・ｋｔ２ｎａの標準偏差はそれぞれｓ１ｎａ，ｓ２ｎａと求められるので、バルブ２７＿ｎについての比率ｒｎａ＝ｐ１ｎ・ｋｔ１ｎａ／ｐ２ｎ・ｋｔ２ｎａの標準偏差ｓｒｎａは以下の式１７により算出される。
【０１３１】
ｓｒｎａ＝（ｓ１ｎａ2＋ｓ２ｎａ2）1/2 …式１７
本発明では、回転式重量充填装置の稼働運転時において大小投入時間を測定し、それぞれＭ個の平均値を算出し、その平均値に基づいてバルブ・計量器スパンの異常判定を行う。ここで、計量器スパン又はバルブ異常判定には小投入時間測定値のＭ個の平均値及び上記式１４を用いる。
【０１３２】
式１４が成立する場合、バルブ及び計量器スパンの何れも異常なしと判定される。一方、式１４が成立しない場合、バルブ及び計量器スパンの何れかが異常であると判定される。この場合、大投入時間測定値を用いてｒｎａを算出し、このｒｎａ及び以下の式１８を用いて何れが異常であるのか判定する。
【０１３３】
１−３・ｓｒｎａ≦ｒｎａ≦１＋３・ｓｒｎａ …式１８
この式１８が成立すれば計量器のスパン異常であり、成立しなければバルブ異常であると判定する。
【０１３４】
（Ｃ）計量器のスパン異常が検出された場合のスパン補正
回転式重量充填装置１の稼働運転中に上記（Ｂ）において計量器３のスパン異常が判定された場合であって、自動的にスパン補正を実行するような設定となっているときは、計量器ｎに対してスパン補正が自動的に実行される。
【０１３５】
スパン変化率を求めるには、被計量物の流量が小さく、しかも計量器３に対して与える振動外乱が少ないために、測定値のばらつきが比較的少ない小投入時間の方を用いることが好ましい。
【０１３６】
調整モードにおいて計量器３のスパンにより充填動作が行われ、そのときの小投入時間から求められ正規化された小投入時間相対比率はｐ２ｎ・ｋｔ２ｎ＝１であった。仮に調整モードにおける計量器３＿ｎのスパンがＫｎであって、稼働運転中における計量器３＿ｎのスパンが０．９Ｋｎに減少したとすると、小投入時間相対比率ｋｔ２ｎは１／０．９に増加するため、稼働運転時に求められたｐ２ｎ・ｋｔ２ｎａも１から１／０．９に増加する。したがって、稼働運転中に上記（Ｂ）においてスパン異常であると判定された場合、計量器３＿ｎのスパンにｐ２ｎ・ｋｔ２ｎａの値を乗ずる。すなわち、計量器３＿ｎの調整モードにおけるスパンをＫｎ、稼働運転時の修正スパンをＫｎ’とすると、Ｋｎ’は以下の式１９により算出される。
【０１３７】
Ｋｎ’＝ｐ２ｎ・ｋｔ２ｎａ・Ｋｎ …式１９
本発明において、この式１９を用いて自動的にスパン補正が実行される。
【０１３８】
（Ｄ）計量器の異常が検出された場合のタイマー充填
スパン異常の識別判定が上記（Ｂ）に示すようにしてなされた場合であっても、回転式重量充填装置１の仕様により重量測定値、大小投入時間の測定値にばらつきが大きい等のために、上記（Ｃ）に示す手順により計量器のスパン補正ができないようなとき、及び風袋計測または零点計測などの他の過程において計量器の異常が検出されたとき又は分銅検査等によって計量器の異常が検出されたとき等に、後述するタイマー充填が実行される。
【０１３９】
なお、貯槽の液面高さ及び液体密度変化による影響は、特定のバルブ・計量器の組も、それ以外の組も等しく受けることになる。本発明では、この現象に基づいてタイマー充填が実行される。
【０１４０】
本発明におけるタイマー充填では、次のようにして特定のバルブ及び計量器の組に係る大投入時間及び小投入時間が決定される。
【０１４１】
特定の計量器３＿ｎが異常であると判定された場合、その異常が判定された時点における正常な計量器３＿１〜３＿ｎ−１に対応するバルブ２７＿１〜２７＿ｎ−１の大投入時間の平均値である｛ｔ１１＋ｔ１２＋…＋ｔ１（ｎ−１）／（ｎ−１）｝を、上記（Ａ）において説明した係数ｐ１ｎで除することにより、バルブ２７＿ｎの大投入時間ｔ１ｎを算出する。すなわち、以下の式２０により、大投入時間ｔ１ｎを算出する。
【０１４２】
ｔ１ｎ＝｛ｔ１１＋ｔ１２＋…＋ｔ１（ｎ−１）／（ｎ−１）｝／ｐ１ｎ
＝｛ｔ１１＋ｔ１２＋…＋ｔ１（ｎ−１）／（ｎ−１）｝／ｋｔ１ｎａ …式２０
なお、上記のバルブ２７＿１〜２７＿ｎ−１の大投入時間の平均値を複数回算出し、その複数個の平均値の平均値を、係数ｐ１ｎで除することにより、バルブ２７＿ｎの大投入時間ｔ１ｎを算出するようにしてもよい。
【０１４３】
ここで、例えば現時点の液体の密度が調整モードの９５％の値に変化していた場合であれば、すべてのバルブ２７の大投入時間（ｔ１１，…，ｔ１（ｎ−１），ｔ１ｎ）は、調整モードにおける当該大投入時間（ｔ１１’，…，ｔ１（ｎ−１）’，ｔ１ｎ’）より１．０５％増加していることになる。したがって、大投入時間ｔ１ｎは、次のようにして算出される。
【０１４４】
ｔ１ｎ＝｛ｔ１１＋ｔ１２＋…＋ｔ１（ｎ−１）／（ｎ−１）｝・［ｔ１ｎ’／｛ｔ１１’＋ｔ１２’＋…＋ｔ１（ｎ−１）’／（ｎ−１）｝］
＝｛（ｔ１１＋ｔ１２＋…＋ｔ１（ｎ−１））・（ｔ１１’＋ｔ１２’＋…＋ｔ１（ｎ−１）’）｝・ｔ１ｎ’
＝１．０５・ｔ１ｎ’
このように、異常と判定された計量器３ｎを除く計量器３＿１〜３＿ｎ−１に対応するバルブ２７＿１〜２７＿ｎ−１の大投入時間の測定結果に基づいて、調整モードにおける大投入時間ｔ１ｎ’より長い大投入時間ｔ１ｎが得られるようにする。この場合、バルブ２７ｎが充填過程の大投入位置に到達したときに、バルブ２７ｎの開口度を大にして上記の演算結果の時間の長さ分だけ大投入を実行させる。
【０１４５】
また、小投入時間も大投入時間と同様にして算出される。すなわち、バルブ２７ｎ以外のバルブ２７＿１〜２７＿ｎ−１の小投入時間の平均値を求め、その値を係数ｐ２ｎで除することにより、バルブ２７ｎの小投入時間を算出する。そして、バルブ２７ｎが充填過程の小投入位置に到達したときに、バルブ２７ｎの開口度を小にして演算結果の時間の長さ分だけ小投入を実行させる。
【０１４６】
なお、バルブ２７の数が比較的多い場合には、異常な計量器３＿ｎに係るバルブ２７ｎの大投入時間が含まれていてもすべてのバルブ２７＿１〜２７ｎの大投入時間の平均値の変動はわずかであるから、すべてのバルブ２７＿１〜２７＿ｎ−１の大投入時間の平均値を、係数ｐ１ｎで除することにより、バルブ２７＿ｎの大投入時間ｔ１ｎを算出するようにしてもよい。
【０１４７】
また、このように特定のバルブ２７ｎ以外のバルブ２７＿１〜２７＿ｎ−１の大投入時間の平均値を用いたり、すべてのバルブ２７＿１〜２７ｎの大投入時間の平均値を用いたりする以外にも、例えば全体の２／３程度のバルブの大投入時間の平均値を用いるようにしてもよい。どの程度の数のバルブの大投入時間の平均値を用いればよいのかは、バルブ２７ｎの大投入時間による影響が少なく、しかもすべてのバルブ２７＿１〜２７ｎに共通な変動要因が可能な限り含められるか否かを基準にして定めればよい。バルブ２７の数が比較的多い場合は、応答遅れが生じない程度に、バルブの数とそれらのバルブの大投入時間の平均値の数とを適宜選択することが望ましい。
【０１４８】
このように回転重量充填装置１が稼働運転している場合であって、特定の計量器３＿ｎに異常が発生したとき、他の正常な計量器３＿１〜３＿ｎ−１とバルブ２７＿１〜２７＿ｎ−１との組に係る大投入時間（小投入時間）の測定値と、計量器３＿ｎに係るバルブ２７＿ｎのその他のバルブ２７＿１〜２７＿ｎ−１との特性差を表す係数とに基づいて、バルブ２７＿ｎの大投入時間（小投入時間）を算出し、その算出した大投入時間（小投入時間）にしたがって充填処理（タイマー充填）を実行する。これにより、高精度で正確な所定量充填が可能となる。
【０１４９】
その他の正常なバルブ２７＿１〜２７＿ｎ−１の大投入時間（小投入時間）には、異常なバルブ２７＿ｎの大投入時間（小投入時間）を算出するときの液体密度変化分及び流速変化分が含まれているため、従来のタイマー充填とは異なり、時間充填ではあっても、その都度これらの変化に応じた大投入時間（小投入時間）を算出することにより正しい重量値の被計量物を充填することができる。
【０１５０】
（回転式重量充填装置１の詳細な動作）
次に、以上のような基本動作を行う本発明の重量充填装置である回転式重量充填装置１の詳細な動作について説明する。ところで、本発明の回転式重量充填装置の動作モードには、各種の調整を行うための調整モードと、計量動作を実行するための通常モードとがある。そこで、以下ではこれらの動作モード別に回転式重量充填装置１の動作を説明する。なお、各計量器３は既に正常状態に調整されているものとする。
【０１５１】
図５は、調整モードにおける各種の設定情報の設定処理に伴う本発明の重量充填装置である回転式重量充填装置１が備える制御装置１０の動作の流れを示すフローチャートである。また、図６は、各種の設定情報を説明するためのグラフである。
【０１５２】
オペレータは、制御装置１０の入力装置３２を用いて、大投入設定量Ｗ１、小投入設定量Ｗ２、大投入時間測定用基準値Ｗ０、小投入時間測定用基準値Ｗ１２、及び評価サンプル数Ｍを入力する。ここで、大投入設定量Ｗ１は、大投入過程において充填されるべき被計量物の重量を示しており、実際の充填処理において被計量物の重量がこの大投入設定量Ｗ１に達したときに大投入過程から小投入過程への切り替えが行われる。また、小投入設定量Ｗ２は、小投入過程において充填されるべき被計量物の重量を示しており、実際の充填処理において被計量物の重量がこの小投入設定量Ｗ２に達したときに小投入過程から安定待ち過程への切り替えが行われる。
【０１５３】
また、大投入時間測定用基準値Ｗ０は後述するようにして大投入時間を測定するための値であり、小投入時間測定用基準値Ｗ１２は同じく小投入時間を測定するための値である。
【０１５４】
制御装置１０は、入力装置３２を介して、大投入設定量Ｗ１、小投入設定量Ｗ２、大投入時間測定用基準値Ｗ０、小投入時間測定用基準値Ｗ１２、及び評価サンプル数Ｍの入力を受け付け（Ｓ１０１）、これらの設定情報を各計量器３へ送信する（Ｓ１０２）。
【０１５５】
なお、各計量器３は、制御装置１０が送信された設定情報を受信し、その設定情報をメモリ２４に記憶しておく。
【０１５６】
図７は、調整モードにおける充填処理に伴う本発明の重量充填装置である回転式重量充填装置１が備える各計量器３の動作の流れを示すフローチャートである。このフローチャートで示す処理は、充填処理中において一定時間間隔で繰り返し実行される。なお、このフローチャートでは、大投入過程及び小投入過程における充填処理のみを表しており、上述したように、この充填処理の前には零点計測処理及び風袋計測処理が、後には安定待ち処理及び安定計測処理が実行される。
【０１５７】
計量器３の備えるＣＰＵ２３は、ロードセル１３を用いて測定された容器の重量値（測定重量値）を読み込む（Ｓ２０１）。そして、ＣＰＵ２３は、読み込んだ測定重量値から風袋計測値を減ずることにより、被計量物重量値Ｗｎｎを算出する（Ｓ２０２）。
【０１５８】
次に、ＣＰＵ２３は、大投入過程中であるか否かを判定する（Ｓ２０３）。ここで大投入過程中ではないと判定した場合（Ｓ２０３でＮＯ）、ＣＰＵ２３は後述するステップＳ２１０に進む。
【０１５９】
一方、大投入過程中であると判定した場合（Ｓ２０３でＹＥＳ）、ＣＰＵ２３は、被計量物重量値Ｗｎｎが大投入時間測定用基準値Ｗ０に達したか否かを判定する（Ｓ２０４）。ここで、被計量物重量値Ｗｎｎが大投入時間測定用基準値Ｗ０に達していないと判定した場合（Ｓ２０４でＮＯ）、ＣＰＵ２３は処理を終了し、大投入時間測定用基準値Ｗ０に達したと判定した場合（Ｓ２０４でＹＥＳ）、ＣＰＵ２３は投入時間カウント用のカウンタ値Ｃ１ｎを１だけインクリメントする（Ｓ２０５）。
【０１６０】
次に、ＣＰＵ２３は、被計量物重量値Ｗｎｎが大投入設定量Ｗ１に達したか否かを判定する（Ｓ２０６）。ここで、被計量物重量値Ｗｎｎが大投入設定量Ｗ１に達していないと判定した場合（Ｓ２０６でＮＯ）、ＣＰＵ２３は処理を終了し、大投入設定量Ｗ１に達したと判定した場合（Ｓ２０６でＹＥＳ）、ＣＰＵ２３はバルブ２７の開口度を小に設定する（Ｓ２０７）。
【０１６１】
次に、ＣＰＵ２３は、カウンタ値Ｃ１ｎに基づいて大投入時間を求め、その大投入時間を示す大投入時間データを、通信Ｉ／Ｆ２５を介して制御装置１０へ送信する（Ｓ２０８）。その後、ＣＰＵ２３は、カウンタ値Ｃ１ｎを０にリセットし（Ｓ２０９）、処理を終了する。
【０１６２】
上述したように、ステップＳ２０３にて大投入過程中ではないと判定した場合（Ｓ２０３でＮＯ）、ＣＰＵ２３は、ステップＳ２１０に進み、小投入過程中であるか否かを判定する。ここで小投入過程中ではないと判定した場合（Ｓ２１０でＮＯ）、上述した安定待ち処理に進む。
【０１６３】
一方、小投入過程中であると判定した場合（Ｓ２１０でＹＥＳ）、ＣＰＵ２３は、被計量物重量値Ｗｎｎが小投入時間測定用基準値Ｗ１２に達したか否かを判定する（Ｓ２１１）。ここで、被計量物重量値Ｗｎｎが小投入時間測定用基準値Ｗ１２に達していないと判定した場合（Ｓ２１１でＮＯ）、ＣＰＵ２３は処理を終了し、小投入時間測定用基準値Ｗ１２に達したと判定した場合（Ｓ２１１でＮＯ）、ＣＰＵ２３はカウンタ値Ｃ１ｎを１だけインクリメントする（Ｓ２１２）。
【０１６４】
次に、ＣＰＵ２３は、被計量物重量値Ｗｎｎが小投入設定量Ｗ２に達したか否かを判定する（Ｓ２１３）。ここで、被計量物重量値Ｗｎｎが小投入設定量Ｗ２に達していないと判定した場合（Ｓ２１３でＮＯ）、ＣＰＵ２３は処理を終了し、小投入設定量Ｗ２に達したと判定した場合（Ｓ２１３でＹＥＳ）、ＣＰＵ２３はバルブ２７の開口度をゼロに設定する（Ｓ２１４）。
【０１６５】
次に、ＣＰＵ２３は、カウンタ値Ｃ１ｎに基づいて小投入時間を求め、その小投入時間を示す小投入時間データを、通信Ｉ／Ｆ２５を介して制御装置１０へ送信する（Ｓ２１５）。その後、ＣＰＵ２３は、カウンタ値Ｃ１ｎを０にリセットし（Ｓ２０９）、処理を終了する。
【０１６６】
制御装置１０は、各計量器３から送信された大投入時間データ及び小投入時間データを受信し、それらのデータをメモリ３５に記憶しておく。なお、大投入時間データ及び小投入時間データには各計量器３を識別するための識別データが含まれており、制御装置がその識別データを参照することによって、どの計量器３の大投入時間データ及び小投入時間データであるのかを判定することができる。
【０１６７】
図８及び図９は、調整モードにおける投入時間の異常の有無を判定するための判定式の生成処理に伴う、本発明の重量充填装置である回転式重量充填装置１が備える制御装置１０の動作の流れを示すフローチャートである。なお、ここでは、大小投入時間相対時間の分母はすべてのバルブ２７＿１〜２７＿ｎの投入時間の平均値を用いるものとし、各計量器３＿１〜３＿ｎから大投入時間データ及び小投入時間データがそれぞれｍ個（ｍ＞Ｍ）ずつ送られてきて制御装置１０のメモリ３５に記憶されているものとする。
【０１６８】
オペレータは、制御装置１０に対して、投入時間の異常の有無を判定するための判定式を生成するように入力装置３２を介して指示をする。
【０１６９】
この指示を受けた制御装置１０が備えるＣＰＵ３１は、バルブ２７＿１〜２７＿ｎ毎に、大投入時間ｔ１１〜ｔ１ｎの平均値ｔ１１ａ〜ｔ１ｎａ及び標準偏差シグマｓ１１〜ｓ１ｎ、並びに小投入時間ｔ２１〜ｔ２ｎの平均値ｔ２１ａ〜ｔ２ｎａ及び標準偏差シグマｓ２１〜ｓ２ｎを算出する（Ｓ３０１）。そして、ＣＰＵ３１は、すべてのバルブ２７＿１〜２７＿ｎの大投入時間の平均値ｔ１ａ及び小投入時間の平均値ｔ２ａを算出する（Ｓ３０２）。
【０１７０】
次に、ＣＰＵ３１は、各バルブ２７＿１〜２７＿ｎの大投入時間相対比率ｋｔ１１〜ｋｔ１ｎ及び小投入時間相対比率ｋｔ２１〜ｋｔ２ｎを算出する（Ｓ３０３）。具体的には、ｋｔ１１＝ｔ１１ａ／ｔ１ａ，〜，ｋｔ１ｎ＝ｔ１ｎａ／ｔ１ａ、ｋｔ２１＝ｔ２１ａ／ｔ２ａ，〜，ｋｔ２ｎ＝ｔ２ｎａ／ｔ２ａを実行する。
【０１７１】
次に、ＣＰＵ３１は、各バルブ２７＿１〜２７＿ｎの大投入時間修正係数ｐ１１〜ｐ１ｎ及び小投入時間相対比率ｐ２１〜ｐ２ｎを算出する（Ｓ３０４）。具体的には、ｐ１１＝１／ｋｔ１１，〜，ｐ１ｎ＝１／ｋｔ１ｎ、ｐ２１＝１／ｋｔ２１，〜，ｐ２ｎ＝１／ｋｔ２ｎを実行する。
【０１７２】
次に、ＣＰＵ３１は、すべてのバルブ２７＿１〜２７＿ｎの大投入時間の標準偏差ｓ１’及び小投入時間の標準偏差ｓ２’を算出する（Ｓ３０５）。具体的には、ｓ１’＝（ｓ１１＋…＋ｓ１ｎ）／ｎ、ｓ２’＝（ｓ２１＋…＋ｓ２ｎ）／ｎを実行する。
【０１７３】
そして、ＣＰＵ３１は、すべてのバルブ２７＿１〜２７＿ｎの大投入時間相対比率の標準偏差ｓ１’’及び小投入時間相対比率の標準偏差ｓ２’’を算出する（Ｓ３０６）。具体的には、ｓ１’’＝ｓ１’／ｔ１ａ、ｓ２’’＝ｓ２’／ｔ２ａを実行する。
【０１７４】
次に、ＣＰＵ３１は、各バルブ２７＿１〜２７＿ｎの大投入時間について、ｐ１１・ｋｔ１１ａ〜ｐ１ｎ／ｋｔ１ｎａの標準偏差ｓ１１ａからｓ１ｎａを算出する（Ｓ３０７）。具体的には、ｓ１１＝ｐ１１・ｓ１’’ ，〜，ｓ１ｎ＝ｐ１ｎ・ｓ１’’を用いてｓ１１ａ＝ｓ１１／Ｍ1/2，〜，ｓ１ｎａ＝ｓ１ｎ／Ｍ1/2を実行する。
【０１７５】
同様にして、ＣＰＵ３１は、各バルブ２７＿１〜２７＿ｎの小投入時間について、ｐ２１・ｋｔ２１ａ〜ｐ２ｎ／ｋｔ２ｎａの標準偏差ｓ２１ａからｓ２ｎａを算出する（Ｓ３０８）。具体的には、ｓ２１＝ｐ２１・ｓ２’’ ，〜，ｓ２ｎ＝ｐ２ｎ・ｓ２’’を用いてｓ２１ａ＝ｓ２１／Ｍ1/2，〜，ｓ２ｎａ＝ｓ２ｎ／Ｍ1/2を実行する。
【０１７６】
次に、ＣＰＵ３１は、大小投入時間相対比率の比ｒ１ａ〜ｒｎａの標準偏差ｓｒ１ａ〜ｓｒｎａを算出する（Ｓ３０９）。具体的には、ｓｒ１ａ＝（ｓ１１ａ2＋ｓ２１ａ2）1/2，〜，ｓｒｎａ＝（ｓ１ｎａ2＋ｓ２ｎａ2）1/2を実行する。
【０１７７】
次に、ＣＰＵ３１は、ステップＳ３０７乃至Ｓ３０９において算出した各標準偏差ｓ１１ａ〜ｓ１ｎａ、ｓ２１ａ〜ｓ２ｎａ、及びｓｒ１ａ〜ｓｒｎａを３倍し、その値を判定式の上下限値としてメモリ３５に記憶する（Ｓ３１０）。
【０１７８】
以下では、通常モードにおける回転式重量充填装置１の動作について説明する。
【０１７９】
通常モードにおける充填処理に伴う本発明の重量充填装置である回転式重量充填装置１が備える各計量器３の動作は、図７を参照して説明した調整モードの場合と同様であるため、説明を省略する。
【０１８０】
図１０及び図１１は、通常モードにおける充填処理に伴う本発明の重量充填装置である回転式重量充填装置１が備える制御装置１０の動作の流れを示すフローチャートである。このフローチャートで示す処理は、充填処理中において一定時間間隔で繰り返し実行される。なお、以下の処理は、各計量器３＿１〜３＿ｎからの送信データ（大投入時間データ又は小投入時間データ）を受信する都度、実行される。
【０１８１】
まず、制御装置１０が備えるＣＰＵ３１は、計量器３からの送信データを読み込み（Ｓ４０１）、その送信データが大投入時間データであるか否かを判定する（Ｓ４０２）。ここで、当該送信データが大投入時間データであると判定した場合（Ｓ４０２でＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は、その大投入時間データに示されている大投入時間を、当該大投入時間データに係るバルブ２７の大投入時間としてメモリ３５に記憶する（Ｓ４０３）。なお、メモリ３５には、各バルブ２７＿１〜２７＿ｎの最新のＭ個の大投入時間が記憶されているようにする。
【０１８２】
次に、ＣＰＵ３１は、ステップＳ４０３にて記憶された大投入時間に係るバルブ２７（ここではバルブ２７＿ｋと表す）の大投入時間の最新のＭ個の平均値ｔ１ｋａを算出する（Ｓ４０４）。そして、ＣＰＵ３１は、すべてのバルブ２７＿１〜２７＿ｎの大投入時間の最新のＭ個の平均値ｔ１ａを算出する（Ｓ４０５）。
【０１８３】
次に、ＣＰＵ３１は、バルブ２７＿ｋの大投入時間相対比率ｋｔ１ｋａを算出する（Ｓ４０６）。具体的には、ｋｔ１ｋａ＝ｔ１ｋａ／ｔ１ａを実行する。
【０１８４】
そして、ＣＰＵ３１は、大投入時間相対比率ｋｔ１ｋａに修正係数ｐ１ｋを乗じて、その値をメモリ３５に記憶し（Ｓ４０７）、処理を終了する。
【０１８５】
上述したステップＳ４０２において、送信データが大投入時間データではないと判定した場合（Ｓ４０２でＮＯ）、ＣＰＵ３１は、当該送信データが小投入時間データであるか否かを判定する（Ｓ４０８）。ここで、小投入時間データではないと判定した場合（Ｓ４０８でＮＯ）、ＣＰＵ３１は処理を終了する。
【０１８６】
一方、前記送信データが小投入時間データであると判定した場合（Ｓ４０２でＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は、その小投入時間データに示されている小投入時間を、当該小投入時間データに係るバルブ２７の小投入時間としてメモリ３５に記憶する（Ｓ４０９）。なお、メモリ３５には、各バルブ２７＿１〜２７＿ｎの最新のＭ個の小投入時間が記憶されているようにする。
【０１８７】
次に、ＣＰＵ３１は、ステップＳ４０９にて記憶された小投入時間に係るバルブ２７（バルブ２７＿ｋ）の小投入時間の最新のＭ個の平均値ｔ２ｋａを算出する（Ｓ４１０）。そして、ＣＰＵ３１は、すべてのバルブ２７＿１〜２７＿ｎの小投入時間の最新のＭ個の平均値ｔ２ａを算出する（Ｓ４１１）。
【０１８８】
次に、ＣＰＵ３１は、バルブ２７＿ｋの小投入時間相対比率ｋｔ２ｋａを算出する（Ｓ４１２）。具体的には、ｋｔ２ｋａ＝ｔ２ｋａ／ｔ２ａを実行する。
【０１８９】
そして、ＣＰＵ３１は、小投入時間相対比率ｋｔ２ｋａに修正係数ｐ２ｋを乗じて、その値を小投入時間としてメモリ３５に記憶する（Ｓ４１３）。
【０１９０】
次に、ＣＰＵ３１は、バルブ２７＿ｋの小投入時間が異常であるか否かを判定する（Ｓ４１４）。具体的には、調整モードにおいて算出した判定式を用いて、以下の式が成立するか否かにより判断する。
【０１９１】
１−３・ｓ２ｋａ≦ｐ２ｋ・ｋｔ２ｋａ≦１＋３・ｓ２ｋａ
ここでこの式が成立する場合はバルブ２７＿ｋの小投入時間は異常ではないと判定し、成立しない場合は異常であると判定する。
【０１９２】
ＣＰＵ３１は、バルブ２７＿ｋの小投入時間が異常ではないと判定した場合（Ｓ４１４でＮＯ）、処理を終了する。一方、バルブ２７＿ｋの小投入時間が異常であると判定した場合（Ｓ４１４でＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は、大小投入時間相対比率の比ｒｋａ＝ｐｋｎ・ｋｔ１ｋａ／ｐ２ｋ・ｋｔ２ｋａを算出する（Ｓ４１５）。
【０１９３】
次に、ＣＰＵ３１は、大小投入時間相対比率ｋｔ１ａの比ｒｋａが異常であるか否かを判定する（Ｓ４１６）。具体的には、調整モードにおいて算出した判定式を用いて、以下の式が成立するか否かにより判断する。
【０１９４】
１−３・ｓｒｋａ≦ｒｋａ≦１＋３・ｓｒｋａ
ここでこの式が成立する場合は大小投入時間相対比率ｋｔ１ａの比ｒｋａは異常ではないと判定し、成立しない場合は異常であると判定する。
【０１９５】
ＣＰＵ３１は、大小投入時間相対比率ｋｔ１ａの比ｒｋａが異常であると判定した場合（Ｓ４１６でＹＥＳ）、バルブ２７＿ｋに係る計量器３＿ｋのスパン異常が発生したと判断し、スパン異常警報信号を表示装置３３に出力する（Ｓ４１７）。一方、大小投入時間相対比率ｋｔ１ａの比ｒｋａが異常ではないと判定した場合（Ｓ４１６でＮＯ）、ＣＰＵ３１は、バルブ２７＿ｋに異常が発生したと判断し、バルブ異常警報信号を表示装置３３に出力する（Ｓ４１８）。
【０１９６】
図１２は、通常モードにおいてスパン異常が発生した場合の処理に伴う本発明の重量充填装置である回転式重量充填装置１が備える制御装置１０の動作の流れを示すフローチャートである。上述したステップS４１６において、バルブ２７＿ｋに係る計量器３＿ｋのスパン異常が発生したと判断した場合に、制御装置１０は以下の処理を実行する。
【０１９７】
まず、制御装置１０が備えるＣＰＵ３１は、スパン異常の程度が小さいか否かを判定する（Ｓ５０１）。具体的には、以下の式が成立するか否かにより判断する。なお、ここでは小投入時間相対比率４シグマを基準に判断している。
【０１９８】
１−４・ｓ２ｋａ≦ｐ２ｋ・ｋｔ２ｋａ≦１＋４・ｓ２ｋａ
ここでこの式が成立する場合はスパン異常の程度が小さいと判定し、成立しない場合はその程度が大きいと判定する。
【０１９９】
ＣＰＵ３１は、ステップＳ５０１にてスパン異常の程度が小さいと判定した場合（Ｓ５０１でＹＥＳ）、スパン係数Ｋｋを補正する（Ｓ５０２）。具体的には、Ｋｋａ・ｐ２ａ・ｋｔ２ｋａをＫｋに代入する処理を実行する。
【０２００】
次に、ＣＰＵ３１は、バルブ２７＿ｋに係る計量器３＿ｋに対して、補正されたスパン係数Ｋｋを送信し（Ｓ５０３）、処理を終了する。
【０２０１】
一方、ステップＳ５０１にてスパン異常の程度が大きいと判定した場合（Ｓ５０１でＮＯ）、ＣＰＵ３１は、バルブ２７＿ｋ以外のバルブの大投入時間の平均値ｔ１ｋｎａ及び小投入時間の平均値ｔ２ｋｎａを算出する（Ｓ５０４）。
【０２０２】
次に、ＣＰＵ３１は、バルブ２７＿ｋの次回の大投入時間ｔ１ｋｑを算出する（Ｓ５０５）。具体的には、ｔ１ｋｑ＝ｔ１ｋｎａ／ｐ１ｋを実行する。同様にして、ＣＰＵ３１は、バルブ２７＿ｋの次回の大投入時間ｔ２ｋｑを算出する（Ｓ５０６）。具体的には、ｔ２ｋｑ＝ｔ２ｋｎａ／ｐ２ｋを実行する。
【０２０３】
次に、ＣＰＵ３１は、タイマー充填を実行することを表すためのタイマー充填フラグＦｆｔに１をセットする（Ｓ５０７）。これにより、後述するように、タイマー充填が実行されることになる。
【０２０４】
図１３及び図１４は、通常モードにおいてタイマー充填が実行される場合に伴う本発明の重量充填装置である回転式重量充填装置１が備える各計量器３の動作の流れを示すフローチャートである。このフローチャートで示す処理は、充填処理中において一定時間間隔で繰り返し実行される。
【０２０５】
計量器３の備えるＣＰＵ２３は、ロードセル１３を用いて測定された容器の重量値（測定重量値）を読み込む（Ｓ６０１）。そして、ＣＰＵ２３は、読み込んだ測定重量値から風袋計測値を減ずることにより、被計量物重量値Ｗｎｎを算出する（Ｓ６０２）。
【０２０６】
次に、ＣＰＵ２３は、風袋計測値の読み込みタイミングであるか否かを判定する（Ｓ６０３）。ここで、風袋計測値の読み込みタイミングであると判定した場合、ＣＰＵ２３は、タイマー充填フラグＦｆｔが１であるか否かを判定し（Ｓ６０４）、１ではないと判定した場合（Ｓ６０４でＮＯ）、通常の風袋計測処理を実行する（Ｓ６０６）。
【０２０７】
一方、ステップＳ６０４にてタイマー充填フラグＦｆｔが１であると判定した場合（Ｓ６０４でＹＥＳ）、ＣＰＵ２３は、バルブ開口度を大に設定し（Ｓ６０５）、風袋計測過程から大投入過程に切り替える。
【０２０８】
また、ステップＳ６０３にて風袋計測値の読み込みタイミングではないと判定した場合（Ｓ６０３でＮＯ）、ＣＰＵ２３は、大投入過程中であるか否かを判定する（Ｓ６０７）。ここで、大投入過程中であると判定した場合（Ｓ６０７でＹＥＳ）、ＣＰＵ２３は、タイマー充填フラグＦｆｔが１であるか否かを判定し（Ｓ６０８）、１ではないと判定した場合（Ｓ６０８でＮＯ）、通常の大投入の計量充填処理を実行する（Ｓ６１３）。
【０２０９】
一方、ステップＳ６０８にてタイマー充填フラグＦｆｔが１であると判定した場合（Ｓ６０８でＹＥＳ）、ＣＰＵ２３は経過時間カウント用のカウンタ値Ｃｋｔを１だけインクリメントする（Ｓ６０９）。
【０２１０】
次に、ＣＰＵ２３は、カウンタ値Ｃｋｔが、上述したようにして算出されたバルブ２７＿ｋの大投入時間ｔ１ｋｑと同一であるか否かを判定する（Ｓ６１０）。ここで、同一ではないと判定した場合（Ｓ６１０でＮＯ）、ＣＰＵ２３は処理を終了する。
【０２１１】
一方、ステップＳ６１０にてカウンタ値Ｃｋｔ＝ｔ１ｋｑが成立すると判定した場合（Ｓ６１０でＹＥＳ）、ＣＰＵ２３は、バルブ開口度を小に設定し（Ｓ６１１）、大投入過程から小投入過程に切り替える。そして、ＣＰＵ２３は、カウンタ値Ｃｋｔを０にリセットし（Ｓ６１２）、処理を終了する。
【０２１２】
また、ステップＳ６０７にて大投入過程中ではないと判定した場合（Ｓ６０７でＮＯ）、ＣＰＵ２３は、小投入過程中であるか否かを判定する（Ｓ６１４）。ここで、小投入過程中ではないと判定した場合（Ｓ６１４でＮＯ）、ＣＰＵ２３は処理を終了する。
【０２１３】
一方、ステップＳ６１４で小投入過程中であると判定した場合（Ｓ６１４でＹＥＳ）、ＣＰＵ２３は、タイマー充填フラグＦｆｔが１であるか否かを判定し（Ｓ６１５）、１ではないと判定した場合（Ｓ６１５でＮＯ）、通常の小投入の計量充填処理を実行する（Ｓ６２０）。
【０２１４】
また、ステップＳ６１５にてタイマー充填フラグＦｆｔが１であると判定した場合（Ｓ６１５でＹＥＳ）、ＣＰＵ２３はカウンタ値Ｃｋｔを１だけインクリメントする（Ｓ６１６）。
【０２１５】
次に、ＣＰＵ２３は、カウンタ値Ｃｋｔが、上述したようにして算出されたバルブ２７＿ｋの小投入時間ｔ２ｋｑと同一であるか否かを判定する（Ｓ６１７）。ここで、同一ではないと判定した場合（Ｓ６１７でＮＯ）、ＣＰＵ２３は処理を終了する。
【０２１６】
一方、ステップＳ６１７にてカウンタ値Ｃｋｔ＝ｔ２ｋｑが成立すると判定した場合（Ｓ６１７でＹＥＳ）、ＣＰＵ２３は、バルブ開口度をゼロに設定し（Ｓ６１８）、投入処理を終了する。そして、ＣＰＵ２３は、カウンタ値Ｃｋｔを０にリセットし（Ｓ６１９）、処理を終了する。
【０２１７】
このようにしてタイマー充填を行うことによって、計量器に異常が発生した場合であっても、稼働を停止させることなく、高精度な充填を継続して実行することができる。
【産業上の利用可能性】
【０２１８】
本発明に係る重量充填装置の制御方法及び重量充填装置は、計量器の異常を感度良く検出することができ、高精度な計量動作を維持する必要がある計量装置等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０２１９】
【図１】本発明の重量充填装置である回転式重量充填装置の構成を示す平面図である。
【図２】計量載せ台上に載置された容器の重量を測定するための計量器の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の重量充填装置である回転式重量充填装置が備える制御装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の回転式重量充填装置の通常運転時における被計量物の重量の変化を示すグラフである。
【図５】調整モードにおける各種の設定情報の設定処理に伴う本発明の重量充填装置である回転式重量充填装置が備える制御装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図６】各種の設定情報を説明するためのグラフである。
【図７】調整モードにおける充填処理に伴う本発明の重量充填装置である回転式重量充填装置が備える各計量器の動作の流れを示すフローチャートである。
【図８】調整モードにおける投入時間の異常の有無を判定するための判定式の生成処理に伴う、本発明の重量充填装置である回転式重量充填装置が備える制御装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図９】調整モードにおける投入時間の異常の有無を判定するための判定式の生成処理に伴う、本発明の重量充填装置である回転式重量充填装置が備える制御装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図１０】通常モードにおける充填処理に伴う本発明の重量充填装置である回転式重量充填装置が備える制御装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図１１】通常モードにおける充填処理に伴う本発明の重量充填装置である回転式重量充填装置が備える制御装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図１２】通常モードにおいてスパン異常が発生した場合の処理に伴う本発明の重量充填装置である回転式重量充填装置が備える制御装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図１３】通常モードにおいてタイマー充填が実行される場合に伴う本発明の重量充填装置である回転式重量充填装置が備える各計量器の動作の流れを示すフローチャートである。
【図１４】通常モードにおいてタイマー充填が実行される場合に伴う本発明の重量充填装置である回転式重量充填装置が備える各計量器の動作の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０２２０】
１ 回転式重量充填装置
２ 回転体
３ 計量器
１０ 制御装置
１１ 位置検出手段
１２ 載せ台
１３ ロードセル
１４ 容器
１５ スターホイール
１６ 搬送コンベヤ
１７ スターホイール
１８ 搬送コンベヤ
２１ 増幅器
２２ Ａ／Ｄ変換器
２３ ＣＰＵ
２４ メモリ
２５ 通信インタフェース
２６ 入出力装置
２７ 充填バルブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重量充填装置の制御方法に関し、特に重量充填装置の異常の原因を特定することができる制御方法、およびその方法を実施するための重量充填装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大量の被計量物を貯蔵した貯槽から所定の容器に対して、被計量物を一定量ずつバッチ供給する充填装置がある。このような充填装置において、供給経路における通流状態が安定するような性質を有する物質が被計量物である場合（例えば、液体）、供給経路に一定の開口面積を有するバルブを設け、そのバルブを一定時間だけ開くことによって被計量物の一定体積量を容器へ供給する方式が従来から用いられている。
【０００３】
ところで、被計量物が液体である場合、温度によって被計量物の密度が変化したり、貯槽における貯蔵液面の高さが異なると単位時間当たりにバルブ開口面を流れる液体の重量が異なったりするため、一定時間バルブを開いたとしても一定の重量の被計量物を容器へ供給することができない場合がある。
【０００４】
貯槽液面の高さの変化に伴う容器への供給流量の変化を回避するためには、例えば、貯槽から目標供給量に相当する一定体積容量を有するシリンダへ液体を一旦注入した後、シリンダから容器へピストンによって供給するように構成された充填装置がある。
【０００５】
しかし、このような充填装置の場合、被計量物を供給するための供給部の構造が複雑になるため、供給部の分解洗浄に相当な時間を要するという問題、および洗浄レベルが低くなるため滅菌環境における充填には不向きであるという問題などがある。また、このような充填装置の場合でも被計量物の密度の変化に伴う容器への供給流量の変化を回避することはできない。
【０００６】
このように、前述したような体積充填方式では供給流量の変化に対応することができない。そして、液体の価値は基本的に重量によって決定される。そこで、被計量物である液体の重量を測定しながら充填し、所定の重量に到達した場合に供給を停止するという重量充填装置が提案されるようになっている。
【０００７】
重量充填装置の場合、被計量物の重量を測定しながら一定の重量分の被計量物を通すようにバルブの開口部を調節するため、前述した体積充填方式の充填装置の場合と比べて、供給部の構造が単純になる。しかし、重量を測定するために重量センサを備えた計量器が必要となる。そして、被計量物は液体であることが多く、その場合は充填装置の周囲の環境は湿度が高くなるため、精密な計量器が用いられる環境としては劣悪であり、良好な環境で使用されるはかりと比べると、計量器の故障確率が高くなる。また、回転式重量充填装置の場合では、回転する計量器の上に容器が乗り込むという構成となるため、同様にして精密な計量器が用いられる環境としては劣悪であり、計量器の故障確率が高くなる。
【０００８】
さらに、重量充填装置の場合、単位時間当たりの容器への充填処理能力を高めるために、充填装置１台当たりに多くの計量器が設けられる構成が一般的である。そのため、充填装置１台当たりでの計量器の故障確率も高くなる。
【０００９】
そこで、従来から、重量充填装置において、計量器の出力が異常となったり、容器への被計量物の供給時間が異常値を示したりした場合に、警報を発したり供給動作を制御したりする機能が実現されている。具体的には、被計量物の充填時間を実測し、その実測された充填時間と予め設定された基準の充填時間とを比べて差がある場合には被計量物の流量が所定の基準値になるように流量を調節することができる重量充填装置が特許文献１に開示されている。この重量充填装置（以下、従来技術１という）は、いくつかの供給装置またはすべての供給装置の実際の充填時間の平均値と基準の充填時間との差を関数として実際の充填時間が基準の充填時間になるように被計量物の流量を調節するように構成されている。
【００１０】
また、被計量物を容器へ供給する複数の供給装置のうち、特定の供給装置の実際の充填時間と予め設定されている基準の充填時間または臨界充填時間（許容充填時間）とを比較し、実際の充填時間が基準の充填時間または臨界充填時間を超えたときに警報を出力するような重量充填装置が提案されている。この重量充填装置（以下、従来技術２という）の場合、臨界充填時間は、例えば予めオペレータにより設定されるかまたは複数の供給装置の実際の充填時間の平均値から算出される。
【００１１】
ところで、重量充填装置において、容器に対する充填時間が許容充填時間の範囲を超えるような事態が起こる場合として、以下の３つを挙げることができる。
（１）被計量物の密度または粘度が変化したり、貯槽内の液面高さが変化したために流速が変化したりする場合。
（２）計量器が故障した場合。
（３）被計量物の供給装置（被計量物が液体の場合はバルブ、粉体の場合はスクリューフィーダなど）が故障した場合。
【００１２】
上記のうち、（１）については重量充填装置の故障ではなく、重量充填装置の周囲の温度環境の変化、または重量充填装置への被計量物の供給状態の変化により起こり得るものである。一方、（２）および（３）は、重量充填装置の故障により起こり得るものである。
【００１３】
上記（２）の場合において、特定の計量器が故障し、その計量器が備えている重量センサのスパンが小さくなる方向に変化したときは、被計量物である液体の体積の割に重量が小さく測定されることになるため、液体の流量（ｇ／ｓｅｃ）が実際より小さく測定されることになる。その結果、故障した計量器においては、液体重量がｗ１からｗ２（ｗ１＜ｗ２）に到達する時間が他の計量器と比べて長くなるため、従来技術２のように、特定のバルブの充填時間と他のバルブの充填時間の平均値とを比較することにより異常を検出することができる。また、従来技術１の場合であっても、実測された充填時間と予め設定された基準の充填時間とを比べると差が生じるため、異常を検出することができる。
【００１４】
また、上記（３）の場合において、例えばバルブが故障したために動作不良が発生し、その結果バルブの開口度が所定の値まで大きくならなかったときでも、前述した場合と同様にして液体重量がｗ１からｗ２（ｗ１＜ｗ２）に到達する時間が他の計量器と比べて長くなる。したがって、この場合でも、従来技術１および従来技術２により異常を検出することができる。
【００１５】
以上のように、従来の重量充填装置によって、上記（２）および（３）の何れの場合でも異常を検出することができる。
【００１６】
ところで、重量充填装置における計量動作において、いわゆる大投入過程に要する大投入時間（大投入過程における充填時間）をｔ１とし、小投入過程における小投入時間（小投入過程における充填時間）をｔ２とした場合、大投入時間ｔ１および小投入時間ｔ２はともに、計量器およびバルブの動作が正常であっても計量器の振動によるノイズによりほぼ一定の範囲でばらついたり、液体密度の変化などに起因して伸縮したりする。また、各バルブ間で比べた場合でも、それぞれの供給経路の管路抵抗、バルブ開口度などによって大投入時間ｔ１および小投入時間ｔ２が少しずつ異なる。
【００１７】
従来の重量充填装置の場合、以上のようなばらつき要因を考慮して、大投入時間ｔ１または小投入時間ｔ２に対して上下限値を定め、且つ計量器およびバルブが正常な状態での標準の大投入時間ｔ１ｓおよび標準の小投入時間ｔ２ｓを調整の際に定めていた。その上、１〜ｎで識別されるバルブ毎に異なるばらつき要因が生じ得るため、バルブ毎に標準の大投入時間ｔ１ｓ１〜ｔ１ｓｎおよび標準の小投入時間ｔ２ｓ１〜ｔ２ｓｎを調整の際に設定し、計量器およびバルブが正常な場合のそれらのばらつき量に基づいて上下限値±ｔｅを定めることによって、以下の式１のような異常有無の判定式を設定していた。
【００１８】
ｔ１ｓｎ−ｔｅ≦ｔ１ｎ≦ｔ１ｓｎ＋ｔｅ … 式１
この式１はバルブｎの大投入時間ｔ１ｎが正常であるか否かを判定するための判定式である。
【００１９】
バルブｎの大投入時間ｔ１ｎが式１を満足しないと判定した場合、異常が発生していると判定される。なお、正常な状態において大投入時間ｔ１および小投入時間ｔ２がばらつく場合、その要因はすべてのバルブに共通であるため、各バルブに共通の境界値ｔｅが用いられる。
【００２０】
上述したようにして異常の発生を検出することによって、高精度な計量を継続させることが可能となる。
【００２１】
また、計量器の異常を検出した場合に装置の稼働を停止させることなく運転を継続させる方法としては、例えば、正常に稼働運転している場合の大投入時間ｔ１ｎと小投入時間ｔ２ｎとを最新のＮ個ずつ記憶させておき、異常が発生した計量器ｎを停止させたときの生産量の低下を回避するために、異常判定直前のＭ個（Ｍ＜Ｎ）を除く最新の（Ｎ−Ｍ）個の大小投入時間の平均値を用いて充填を継続させるものが提案されている。このような方法において異常判定直前のＭ個のデータを除く理由は、異常判定がなされる前であってもその直前のデータは既に異常傾向を示す場合が多いというものである。
【００２２】
その他にも、予め調整モードにおいて正常な状態での標準的な大小投入時間をバルブ毎に記憶させておき、その記憶値を、特定の計量器が異常であると判定された場合に大小投入時間として用いる方法が提案されている。
【特許文献１】特開平３−６７９４９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
しかしながら、従来の重量充填装置の場合、単に充填時間を基準値等と比較するだけであるため、異常を検出することができたとしても、上記（２）または（３）の何れが原因であるのか、すなわち計量器が故障したために異常が発生したのか、それともバルブが故障したために異常が発生したのかを判別することができない。そのため、異常が検出されたことを示す警報が発せられたとしても、自動的に故障状態を復旧させることは不可能であり、作業者が異常の原因調査を行って計量器またはバルブの何れが故障したのかを特定した上で復旧させる必要があった。したがって、復旧に相当な時間を要するという問題があった。
【００２４】
また、上記式１の場合、例えば液体の密度が変化したり貯槽内の液面高さが変化したりしたことに起因してバルブｎの大投入時間ｔ１ｎが変化する分を、境界値ｔｅの中に予め見込んでおかなければならない。液体密度の変化および貯槽内の液面高さの変化によって投入時間が変化する現象は重量充填装置に異常があったために起きたわけではないので、そのような現象が起きたとしても重量充填装置は正常であると判定されなければならないためである。
【００２５】
しかしながら、そのために境界値ｔｅを大きな値とすることは、他の要因によりバルブｎの大投入時間ｔ１ｎが変化した場合における異常検出感度の低下につながるという問題があった。
【００２６】
また、上述したような従来の装置の稼働を停止させることなく運転を継続させる方法の場合、少なくとも異常判定時点以降の液体密度の変化及び液面高さの変化が考慮されていないため、精度の高い充填を行うことができないという問題があった。
【００２７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、重量充填装置において検出される異常が、被計量物の計量器の故障によるものなのか、それとも被計量物の供給装置によるものなのかを判別することができる制御方法、およびその方法を実施するための重量充填装置を提供することにある。
【００２８】
また、本発明の他の目的は、重量充填装置の異常を感度良く検出することができる制御方法、およびその方法を実施するための重量充填装置を提供することにある。
【００２９】
さらに、本発明の他の目的は、計量器に異常が発生した場合であっても、稼働を停止させることなく、高精度な充填を継続して実行することができる制御方法、およびその方法を実施するための重量充填装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明者等は、計量器のスパンが小さい場合には被計量物である液体の重量が所定量に到達する時間が長くなるため、それに伴って被計量物の投入時間も長くなり、またバルブに故障が起きたために稼働中において調整時点で設定された開口度よりも小さい開口度となった場合も同様にして投入時間が長くなることを知見した。そして、発明者等は、この知見に基づいて以下に示す発明をした。
【００３１】
前述した課題を解決するために、本発明に係る重量充填装置の制御方法は、被計量物及び当該被計量物の容器である風袋を載置するための複数の載せ台と、当該載せ台のそれぞれに対して被計量物を供給するための複数の供給装置と、前記載せ台のそれぞれに載置された被計量物の重量を計測するための複数の計量器とを備え、前記供給装置を介して前記風袋に所定量の被計量物を充填し、当該充填された被計量物の重量を前記計量器によって計測する処理を繰り返し実行するように構成された重量充填装置の制御方法において、前記複数の供給装置に係る前記所定量の被計量物の充填に要する充填時間を算出するステップと、算出された前記複数の供給装置のうちの特定の供給装置に係る充填時間と他の供給装置に係る充填時間との差異に基づいて、前記特定の供給装置又は当該特定の供給装置に係る特定の計量器に異常状態が発生しているか否かを判定するステップとを有している。
【００３２】
前記発明に係る重量充填装置の制御方法において、前記判定するステップは、前記特定の供給装置に係る充填時間と、他の供給装置に係る充填時間の平均値との差異が所定の範囲内にあるか否かに基づいて、前記特定の供給装置又は前記特定の計量器に異常状態が発生しているか否かを判定するようにしてもよい。
【００３３】
また、前記発明に係る重量充填装置の制御方法において、前記判定するステップは、前記特定の供給装置に係る充填時間と、前記複数の供給装置のそれぞれに係る充填時間の平均値との差異が所定の範囲内にあるか否かに基づいて、前記特定の供給装置又は前記特定の計量器に異常状態が発生しているか否かを判定するようにしてもよい。
【００３４】
また、前記発明に係る重量充填装置の制御方法において、前記算出するステップは、前記充填時間を繰り返し算出し、前記判定するステップは、算出された前記特定の供給装置に係る複数の充填時間の平均値と、他の供給装置に係る複数の充填時間の平均値との差異に基づいて、前記特定の供給装置又は前記複数の計量器のうちの特定の計量器に異常状態が発生しているか否かを判定するようにしてもよい。
【００３５】
また、前記発明に係る重量充填装置の制御方法において、前記判定するステップは、前記特定の供給装置に係る複数の充填時間の平均値と、他の供給装置に係る複数の充填時間の平均値の平均値との差異が所定の範囲内にあるか否かに基づいて、前記特定の供給装置又は前記特定の計量器に異常状態が発生しているか否かを判定するようにしてもよい。
【００３６】
また、前記発明に係る重量充填装置の制御方法において、前記判定するステップは、前記特定の供給装置に係る複数の充填時間の平均値と、前記複数の供給装置のそれぞれに係る複数の充填時間の平均値の平均値との差異が所定の範囲内にあるか否かに基づいて、前記特定の供給装置又は前記特定の計量器に異常状態が発生しているか否かを判定するようにしてもよい。
【００３７】
また、本発明に係る重量充填装置の制御方法は、被計量物及び当該被計量物の容器である風袋を載置するための複数の載せ台と、当該載せ台のそれぞれに対して被計量物を供給するための複数の供給装置と、前記載せ台のそれぞれに載置された被計量物の重量を計測するための複数の計量器とを備え、前記供給装置を介して前記風袋に第１の所定量の被計量物を充填した後に第１の所定量よりも少ない第２の所定量の被計量物を充填し、当該充填された被計量物の重量を前記計量器によって計測する処理を繰り返し実行するように構成された重量充填装置の制御方法において、前記複数の供給装置に係る第１の所定量の被計量物の充填に要する第１充填時間を算出する第１の算出ステップと、前記複数の供給装置に係る第２の所定量の被計量物の充填に要する第２充填時間を算出する第２の算出ステップと、算出された前記複数の供給装置のうちの特定の供給装置に係る第１充填時間と他の供給装置に係る第１充填時間との差異、又は算出された前記複数の供給装置のうちの特定の供給装置に係る第２充填時間と他の供給装置に係る第２充填時間との差異に基づいて、前記特定の供給装置及び当該特定の供給装置に係る特定の計量器の少なくとも何れか一方に異常状態が発生しているか否かを判定する第１の判定ステップと、前記特定の供給装置及び前記特定の計量器の少なくとも何れか一方に異常状態が発生していると判定された場合に、前記特定の供給装置に係る第１充填時間と他の供給装置に係る第１充填時間との差異と、前記特定の供給装置に係る第２充填時間と他の供給装置に係る第２充填時間との差異とを比較し、比較した結果に基づいて前記特定の供給装置及び前記特定の計量器の何れに異常状態が発生しているのかを判定する第２の判定ステップとを有している。
【００３８】
前記発明に係る重量充填装置の制御方法において、前記第２の判定ステップにより前記特定の計量器に異常状態が発生していると判定された場合、前記特定の供給装置に係る第２充填時間と他の供給装置に係る第２充填時間との差異に基づいて、当該特定の計量器に係るスパン補正を実行するステップを更に有するようにしてもよい。
【００３９】
また、前記発明に係る重量充填装置の制御方法において、前記第２の判定ステップにより前記特定の計量器に異常状態が発生していると判定された場合、その後の第１の所定量の被計量物の充填時間を、前記他の供給装置に係る第１充填時間の平均値に基づいて算出するステップを更に有するようにしてもよい。
【００４０】
また、前記発明に係る重量充填装置の制御方法において、前記第２の判定ステップにより前記特定の計量器に異常状態が発生していると判定された場合、その後の第２の所定量の被計量物の充填時間を、前記他の供給装置に係る第２充填時間の平均値に基づいて算出するステップを更に有するようにしてもよい。
【００４１】
また、前記発明に係る重量充填装置の制御方法において、前記第１の算出ステップは、前記第１充填時間を繰り返し算出し、前記第２の算出ステップは、前記第２充填時間を繰り返し算出し、前記第２の判定ステップは、算出された前記特定の供給装置に係る複数の第１充填時間の平均値と他の供給装置に係る複数の第１充填時間の平均値との差異と、前記特定の供給装置に係る複数の第２充填時間の平均値と他の供給装置に係る複数の第２充填時間の平均値との差異とを比較し、比較した結果に基づいて前記特定の供給装置及び前記特定の計量器の何れに異常状態が発生しているのかを判定するようにしてもよい。
【００４２】
また、前記発明に係る重量充填装置の制御方法において、前記第２の判定ステップにより前記特定の計量器に異常状態が発生していると判定された場合、前記特定の供給装置に係る複数の第２充填時間の平均値と他の供給装置に係る複数の第２充填時間の平均値との差異に基づいて、当該特定の計量器に係るスパン補正を実行するステップを更に有するようにしてもよい。
【００４３】
また、前記発明に係る重量充填装置の制御方法において、前記第２の判定ステップにより前記特定の計量器に異常状態が発生していると判定された場合、その後の第１の所定量の被計量物の充填時間を、前記他の供給装置に係る第１充填時間の複数の平均値の平均値に基づいて算出するステップを更に有するようにしてもよい。
【００４４】
また、前記発明に係る重量充填装置の制御方法において、前記第２の判定ステップにより前記特定の計量器に異常状態が発生していると判定された場合、その後の第２の所定量の被計量物の充填時間を、前記他の供給装置に係る第２充填時間の複数の平均値の平均値に基づいて算出するステップを更に有するようにしてもよい。
【００４５】
また、本発明に係る重量充填装置の制御方法は、被計量物及び当該被計量物の容器である風袋を載置するための複数の載せ台と、当該載せ台のそれぞれに対して被計量物を供給するための複数の供給装置と、前記載せ台のそれぞれに載置された被計量物の重量を計測するための複数の計量器とを備え、前記供給装置を介して前記風袋に所定量の被計量物を充填し、当該充填された被計量物の重量を前記計量器によって計測する処理を繰り返し実行するように構成された重量充填装置の制御方法において、前記複数の供給装置に係る前記所定量の被計量物の充填に要する充填時間を算出するステップと、前記複数の供給装置のうちの特定の供給装置の異常を検出するステップと、異常が検出された前記特定の供給装置とは異なる他の供給装置に係る充填時間に基づいて算出された充填時間によって、前記特定の供給装置を制御するステップとを有している。
【００４６】
この場合における特定の供給装置の異常の検出には、重量充填装置が所定の方法で異常を検出する場合のみでなく、分銅検査等によって異常が発生しているとオペレータが確認したときに、入力装置等を介して、そのオペレータから重量充填装置に対して当該異常が伝えられる場合等も含まれる。
【００４７】
また、本発明の重量充填装置は、被計量物及び当該被計量物の容器である風袋を載置するための複数の載せ台と、当該載せ台のそれぞれに対して被計量物を供給するための複数の供給装置と、前記載せ台のそれぞれに載置された被計量物の重量を計測するための複数の計量器とを備え、前記供給装置を介して前記風袋に所定量の被計量物を充填し、当該充填された被計量物の重量を前記計量器によって計測する処理を繰り返し実行するように構成された重量充填装置において、前記複数の供給装置に係る前記所定量の被計量物の充填に要する充填時間を算出する算出手段と、 当該算出手段によって算出された前記複数の供給装置のうちの特定の供給装置に係る充填時間と他の供給装置に係る充填時間との差異に基づいて、前記特定の供給装置又は当該特定の供給装置に係る特定の計量器に異常状態が発生しているか否かを判定する判定手段とを備える。
【００４８】
さらに、本発明の重量充填装置は、被計量物及び当該被計量物の容器である風袋を載置するための複数の載せ台と、当該載せ台のそれぞれに対して被計量物を供給するための複数の供給装置と、前記載せ台のそれぞれに載置された被計量物の重量を計測するための複数の計量器とを備え、前記供給装置を介して前記風袋に第１の所定量の被計量物を充填した後に第１の所定量よりも少ない第２の所定量の被計量物を充填し、当該充填された被計量物の重量を前記計量器によって計測する処理を繰り返し実行するように構成された重量充填装置において、前記複数の供給装置に係る第１の所定量の被計量物の充填に要する第１充填時間を算出する第１の算出手段と、前記複数の供給装置に係る第２の所定量の被計量物の充填に要する第２充填時間を算出する第２の算出手段と、第１の算出手段によって算出された前記複数の供給装置のうちの特定の供給装置に係る第１充填時間と他の供給装置に係る第１充填時間との差異、又は第２の算出手段によって算出された前記複数の供給装置のうちの特定の供給装置に係る第２充填時間と他の供給装置に係る第２充填時間との差異に基づいて、前記特定の供給装置及び当該特定の供給装置に係る特定の計量器の少なくとも何れか一方に異常状態が発生しているか否かを判定する第１の判定手段と、前記特定の供給装置及び前記特定の計量器の少なくとも何れか一方に異常状態が発生していると判定された場合に、前記特定の供給装置に係る第１充填時間と他の供給装置に係る第１充填時間との差異と、前記特定の供給装置に係る第２充填時間と他の供給装置に係る第２充填時間との差異とを比較し、比較した結果に基づいて前記特定の供給装置及び前記特定の計量器の何れに異常状態が発生しているのかを判定する第２の判定手段とを備える。
【発明の効果】
【００４９】
本発明の重量充填装置の制御方法及びその方法を実施するための重量充填装置は、重量充填装置の異常原因を特定することができる。
【００５０】
また、本発明の重量充填装置の制御方法及び重量充填装置は、重量充填装置の異常を感度良く検出することができる。
【００５１】
さらに、本発明の重量充填装置の制御方法及び重量充填装置は、計量器に異常が発生した場合であっても、稼働を停止させることなく、高精度な充填を継続して実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。なお、以下では、本発明の重量充填装置として回転式重量充填装置を例示する。
【００５３】
図１は、本発明の重量充填装置である回転式重量充填装置の構成を示す平面図である。図１に示すように、本発明の回転式重量充填装置１は、図示しない駆動源によって定常運転時には所定の一定速度で回転駆動される回転体２を備えている。なお、ラインの都合で回転体２の回転速度は変化する場合がある。この回転体２の円周方向には、容器１４を載置するための複数の計量載せ台１２，１２…が所定の間隔で配置されており、これら計量載せ台１２，１２…は回転体２とともに回転されるように構成されている。
【００５４】
また、回転体２の回転位置（計量載せ台１２，１２…の位置）を検出するために、回転体２の回転軸には位置検出手段１１が設けられている。この位置検出手段１１は、回転体２の１回転のスタートを示す位置でパルスを１個発信するための後述する原点用パルス発信器と、回転体２が１回転する間に複数個のパルスを発信するための後述する複数パルス発信器とを備えている。また、位置検出手段１１は、制御装置１０と通信可能に接続されており、原点用パルス発信器及び複数パルス発信器によって発信されたパルスを制御装置１０に対して出力する。
【００５５】
制御装置１０は、原点用パルス発信器にてパルスが発信された時点から現時点までに複数パルス発信器にて発信されたパルス数に基づいて、回転体２の回転位置を検出する。また、制御装置１０は、同じくパルス数に基づいて、回転体２の回転速度を検出する。このようにして検出された回転体２の回転位置及び回転速度を示す情報が制御装置１０から後述する各計量器に対して送信される。
【００５６】
前述した複数の計量載せ台１２，１２…には、当該計量載せ台１２，１２…上に載置された容器１４の重量を検出するための重量センサであるロードセル１３，１３…がそれぞれ接続されている。また、これらの計量載せ台１２，１２…の上方には、当該計量載せ台１２，１２…上に載置された容器１４に液体などの充填物を供給するための供給装置である後述するバルブがそれぞれ設けられている。
【００５７】
計量載せ台１２，１２…には、搬送コンベヤ１６によって搬送された未計量の容器１４が、スターホイール１５によって順次供給される。一方、後述するような計量処理が行われた後、計量載せ台上１２，１２…上にある計量済みの容器１４はスターホイール１７によって順次回収され、搬送コンベヤ１８によって搬送される。なお、スターホイール１５及び１７と計量載せ台１２，１２…との間で正確に容器１４の受け渡しを行うようにするために、回転体１０２，スターホイール１５および１７の回転は同期がとられる。
【００５８】
図２は、計量載せ台１２，１２…上に載置された容器１４の重量を測定するための計量器の構成を示すブロック図である。図２に示すように、計量器３はＣＰＵ２３を備えており、このＣＰＵ２３は増幅器２１及びＡ／Ｄ変換器２２を介して前述したロードセル１３と接続されている。また、ＣＰＵ２３は、入出力装置（Ｉ／Ｏ）２６を介して前述したバルブ２７と接続されている。さらに、ＣＰＵ２３は、所定の記憶領域を有するメモリ２４、及び制御装置１０と通信するための通信インタフェース２５と接続されている。
【００５９】
以上のように構成された計量器３において、ロードセル１３から出力されるアナログ計量信号が増幅器２１によって増幅された後、Ａ／Ｄ変換器２２に供給される。そして、Ａ／Ｄ変換器２２にてアナログ計量信号がデジタル信号に変換され、その変換後のデジタル信号がＣＰＵ２３に供給される。
【００６０】
ＣＰＵ２３は、メモリ２４に記憶されているコンピュータプログラムにしたがって動作する。これにより、ＣＰＵ２３は、Ａ／Ｄ変換器２２からの信号を重量値に変換したり、被計量物の充填量が所定の値になるようにバルブ２７の開口度を制御したりする。
【００６１】
また、ＣＰＵ２３は、通信インタフェース２５を介して、後述する零計測位置，風袋計測位置，小投位置，及びエンド位置を示す情報を制御装置１０から受け取る。ＣＰＵ２３は、これらの情報により、ロードセル１３と接続されている載せ台１２の位置を知ることができ、その位置に応じて以下のような処理を実行することになる。
【００６２】
図３は、本発明の重量充填装置である回転式重量充填装置１が備える制御装置１０の構成を示すブロック図である。図３に示すように、制御装置１０はＣＰＵ３１を備えており、このＣＰＵ３１は図示しないＩ／Ｏ素子を介して、キー等で構成される入力装置３２、液晶ディスプレイ等で構成される表示装置３３、および回転体２を回転させるためのモータ６を制御するモータ制御装置３４と接続されている。また、ＣＰＵ３１は、所定の記憶領域を有するメモリ３５、および各計量器３，３…と通信するための通信インタフェース３６と接続されている。さらに、ＣＰＵ３１は、前述したように、位置検出手段１１を介して、原点用パルス発信器４および複数パルス発信器５からの出力を受け取ることができるように構成されている。
【００６３】
次に、このように構成された回転式重量充填装置１の通常運転時における基本動作を、図１および図４を参照しながら説明する。なお、図４は、本発明の回転式重量充填装置の通常運転時における被計量物の重量の変化を示すグラフである。
【００６４】
［零点計測処理］
図１において、ａは零点計測位置を示しており、この零点計測位置ａから始まるＴ１は零点計測過程を示している。計量器３が備えるＣＰＵ２３は、制御装置１０から出力された信号に基づいて、計量載せ台１２が零点計測位置ａに到達したと判定した場合、その計量載せ台１２上には容器１４が載っていないものと判断し、零点計測処理を開始する。
【００６５】
零点計測処理においては、ロードセル１３からの出力された重量信号に基づいて零点計測値を求め、必要に応じて零点補正を実行する。
【００６６】
なお、零点が異常であると判定された場合、計量器３は、計量器を識別するための識別信号および零点異常を示す信号を制御装置１０へ送信する。これらの信号を受信した制御装置１０は、零点異常が発生したことを示す情報を表示装置３３に表示する。
【００６７】
［風袋計測処理］
図１において、ｂは風袋計測位置を示しており、この風袋計測位置ｂから始まるＴ２は風袋計測過程を示している。計量器３が備えるＣＰＵ２３は、制御装置１０から出力された信号に基づいて、計量載せ台１２が風袋計測位置ｂに到達したと判定した場合、その計量載せ台１２上に容器１４が載ったものと判断し、風袋計測処理を開始する。
【００６８】
ＣＰＵ２３は、計量載せ台１２が風袋計測過程Ｔ２にある間、ロードセル１３からの出力信号に基づいて複数回重量値を演算し、その平均値を算出する。そして、ＣＰＵ２３は、その算出された平均値から零点を差し引いた値を風袋値としてメモリ２４に記憶させる。
【００６９】
なお、計量載せ台１２上に容器が載せられているか否かを判断するための容器有無設定値を予め用意しておき、その容器有無設定値とメモリ２４に記憶されている風袋値とを比較することによって、容器が載せられているか否かを判定することができる。そして、容器が載せられていないと判定した場合、ＣＰＵ２３は、次の充填処理を実行しないようにする。
【００７０】
［充填処理］
図１において、Ｔ３は被計量物の大投入を行う大投入過程を、Ｔ４は被計量物の小投入を行う小投入過程をそれぞれ示している。なお、ｃは小投入位置を示している。
【００７１】
計量器３が備えるＣＰＵ２３は、ロードセル１３からの出力信号に基づいて、被計量物の重量値を繰り返し演算する。そして、その重量値がゼロのときに開口度が大となるようにバルブ２７の動作を制御して大投入を実行する。その後、重量値が図４に示すＷ１に達したときに開口度が小となるようにバルブ２７の動作を制御して小投入を実行する。そして、重量値がＷ２に達したときに開口度がゼロ、すなわち全閉の状態になるようにバルブ２７の動作を制御する。
【００７２】
なお、大投入過程Ｔ３は充填時間の短縮化を図るために被計量物の流量（ｇ／ｓｅｃ）を多くしており、一方小投入過程Ｔ４は充填量の精度を高めるために被計量物の流量を少なくしている。
【００７３】
［安定待ち処理］
図１において、Ｔ５は計量器３を安定させるための安定待ち過程を示している。安定待ち過程において、計量器３が備えるＣＰＵ２３は、バルブ２７が全閉となったときにバルブ２７と容器１４内の液面との間にある被計量物が容器１４内に完全に落下するまでの時間、計量器３を安定させるために待機する。この時間は所定の時間とし、バルブ２７が全閉となったときからその所定の時間だけ待機する。
【００７４】
なお、図４に示す「落差」は、バルブ２７が全閉となったときにバルブ２７と容器１４内の液面との間にある被計量物の量を示している。小投入過程Ｔ３の終了時の被計量物の重量値Ｗ２に「落差」分の重量が加わることにより、被計量物の重量を所望の重量Ｗｔとなるように重量値Ｗ２は決定される。
【００７５】
［安定計測処理］
図１において、Ｔ６は容器１４の重量を計測するための安定計測過程を示している。安定計測過程Ｔ６において、ＣＰＵ２３はロードセル１３からの出力信号に基づいて複数回重量値を演算し、その平均値を算出する。そして、ＣＰＵ２３は、その算出された平均値から零点及び風袋値を差し引いた値を被計量物の重量値としてメモリ２４に記憶させる。ここで、容器１４の重量値が、所定の許容範囲の上限以上又は下限以下であると判定した場合、ＣＰＵ２３はその充填済みの容器１４には過不足があると判断し、その容器１４を不良側に排出するように所定の処理を実行する。
【００７６】
［エンド位置］
図１において、ｄはエンド位置を示している。計量器３が備えるＣＰＵ２３は、制御装置１０から出力された信号に基づいて、計量載せ台１２がエンド位置ｄに到達したと判定した場合、仮にその計量載せ台１２上の容器１４に対してバルブ２７による充填処理が施されていたとしても、バルブ２７の充填動作を終了させる。
【００７７】
このエンド位置ｄを超えた後、計量載せ台１２上に載置された容器１４は、スターホイール１７によって回収され、搬送コンベヤ１８によって搬送される。
【００７８】
以上に示した各過程を繰り返すことにより回転式重量充填装置１は繰り返し計量充填を実行する。なお、零点計測から次の零点計測までが１充填サイクルということになる。
【００７９】
本発明のように重量充填装置の場合、被計量物の供給は重量に基づいて制御されるため、供給時間を測定する必要はない。しかし、本発明の重量充填装置では、容器に被計量物を供給している時間を大小の投入時間として測定する。
【００８０】
各バルブ２７における供給時間は、バルブ２７の開口度（開口面積）および管路抵抗の違いなどの特性により多少異なるものの、（１）貯槽内の被計量物がなくなったとき、および（２）バルブ２７に異常が発生したときにはバルブ２７が全閉となり、（３）計量器３に異常が発生したときはバルブ２７の全閉または後述するタイマー充填を実行する。
【００８１】
以下では、（Ａ）バルブまたは計量器の異常判定、（Ｂ）バルブまたは計量器の異常判定における計量器のスパン異常の検出、（Ｃ）計量器のスパン異常が検出された場合のスパン補正、（Ｄ）計量器の異常が検出された場合のタイマー充填、のそれぞれについて説明する。
【００８２】
（Ａ）バルブまたは計量器の異常判定
本発明の重量充填装置である回転式重量充填装置１は、各種の調整を行うための調整モードにおいて、バルブ２７および計量器３の組が正常であることが確認された後に複数回の充填サイクルを繰り返すことによって、被計量物を所定重量分だけ容器１４に充填するときのバルブ番号１〜ｎで識別されるバルブ２７＿１〜２７＿ｎのそれぞれについての大投入時間ｔ１１’〜ｔ１ｎ’、小投入時間ｔ２１’〜ｔ２ｎ’を測定する。
【００８３】
なお、以下では、バルブ２７＿１〜２７＿ｎのそれぞれに対応して設けられている計量器３を計量器３＿１〜３＿ｎと呼ぶことにする。
【００８４】
次に、回転式重量充填装置１は、特定のバルブ２７に係る大投入時間（小投入時間）を分子とし、その特定のバルブ２７以外のすべてのバルブ２７に係る大投入時間（小投入時間）の平均値を分母とすることにより、前記特定のバルブ２７の大小投入時間とその他のバルブ２７の大小投入時間との比率（以下、大投入時間相対比率および小投入時間相対比率という）を算出する。
【００８５】
なお、前述した大投入時間相対比率および小投入時間相対比率は、分子となる特定のバルブ２７に係る大投入時間（小投入時間）を測定するタイミングと、分母となるその他のバルブ２７に係る大投入時間（小投入時間）を測定するタイミングとができる限り異ならないようにすることが好ましい。これらのタイミングを合わせることにより、被計量物の密度および流速の変化による影響を低減することができるためである。
【００８６】
以下、ｋｔ１ｎを、バルブ２７＿ｎの、ｎ以外で識別されるバルブ２７＿１〜２７＿ｎ−１に対する大投入時間相対比率とする。バルブ番号１〜ｎで識別されるバルブ２７＿１〜２７＿ｎの大投入時間相対比率は以下の式２により算出することができる。
【００８７】
ｋｔ１１＝ｔ１１’／｛（ｔ１２’＋ｔ１３’＋…＋ｔ１ｎ’）／（ｎ−１）｝，
ｋｔ１２＝ｔ１２’／｛（ｔ１１’＋ｔ１３’＋…＋ｔ１ｎ’）／（ｎ−１）｝，…，
ｋｔ１ｎ＝ｔ１１’／｛（ｔ１１’＋ｔ１２’＋…＋ｔ１（ｎ―１）’）
／（ｎ−１）｝… 式２
なお、バルブ２７の数が比較的多い場合、特定の１つのバルブ２７に係る大投入時間の正常値からの増減量が、すべてのバルブ２７＿１〜２７＿ｎに係る大投入時間の平均値に対して与える影響が小さくなるため、以下の式３により各バルブ２７＿１〜２７＿ｎの大投入時間相対比率を算出するようにしてもよい。
【００８８】
ｋｔ１１＝ｔ１１’／｛（ｔ１１’＋ｔ１２’＋…＋ｔ１ｎ’）／ｎ｝，
ｋｔ１２＝ｔ１２’／｛（ｔ１１’＋ｔ１２’＋…＋ｔ１ｎ’）／ｎ｝，…，
ｋｔ１ｎ＝ｔ１１’／｛（ｔ１１’＋ｔ１２’＋…＋ｔ１ｎ’）／ｎ｝… 式３
また、任意のｋ個（１＜ｋ＜ｎ）分の平均値を求めて、この値を分母にしてもよい。
【００８９】
回転式重量充填装置１の制御装置１０は、テストサンプルの仕様に応じて各バルブ２７＿１〜２７＿ｎに対して連続的に計量充填を実行しながら、式２（または式３）にしたがって算出された大投入時間相対比率ｋｔ１１〜ｋｔ１ｎをそれぞれ複数個ずつ取得し、メモリ３５に記憶する。また、小投入時間相対比率ｋｔ２１〜ｋｔ２ｎについても同様にして取得し、メモリ３５に記憶する。そして、制御装置１０は、複数個のｋｔ１１〜ｋｔ１ｎそれぞれの平均値ｋｔ１１ａ〜ｋｔ１ｎａと、複数個のｋｔ２１〜ｋｔ２ｎそれぞれの平均値ｋｔ２１ａ〜ｋｔ２ｎａとを求めてメモリ３５に記憶する。
【００９０】
以上のような相対比率に対しては液体の密度変化などは影響しない。液体の密度変化などは、各バルブ２７＿１〜２７＿ｎで共通であるため、分母分子で相殺されるからである。しかし、特定の１つのバルブ２７の投入時間が異常な値となった場合、そのバルブ２７の投入時間が大小投入時間相対比率の分母として用いられるときは影響が少ないが、分子として用いられるときは影響が大きくなる。本発明では、この原理を利用し、大小投入時間相対比率に基づいて異常判定を行う。
【００９１】
大投入時間相対比率について、バルブ２７＿ｎを含むすべてのバルブ２７が正常である場合、バルブ２７＿ｎに係る大投入時間相対比率の平均値ｋｔ１ｎａ≒１となる。しかし、前述したように、各バブル２７の供給経路の管路抵抗の違い、および開口度のわずかな違いなどによって、同じ重量分の被計量物を供給するために必要な時間は異なる。したがって、大投入時間相対比率の平均値ｋｔ１１ａ〜ｋｔ１ｎａの値は１を中心にして少しずつ異なるのが通常である。
【００９２】
本発明においては、大投入時間を評価するために実行される大投入時間相対比率ｋｔ１１〜ｋｔ１ｎに基づく異常の有無の判定を容易にするために、以下の式４によって算出される修正係数ｐ１１，ｐ１２，…，ｐ１ｎを用いる。
【００９３】
ｐ１１＝１／ｋｔ１１ａ，ｐ１２＝１／ｋｔ１２ａ，…，
ｐ１ｎ＝１／ｋｔ１ｎａ …式４
この修正係数ｐ１１，ｐ１２，…，ｐ１ｎは、大投入時間に関する各バルブ２７のバルブ特性の違いを表す定数と考えられる。制御装置１０は、修正係数ｐ１１，ｐ１２，…，ｐ１ｎを求めてメモリ３５に記憶する。
【００９４】
回転式重量充填装置１の稼働運転時に各バルブ２７＿１〜２７＿ｎに係る大投入時間ｔ１１〜ｔ１ｎの測定に基づいて大投入時間相対比率ｋｔ１１〜ｋｔ１ｎが求まった場合であって、それらの値において測定要因によるばらつきが発生しているとき、それぞれの値に対して修正係数ｐ１１〜ｐ１ｎを乗じる。これらの演算値は、すべてのバルブ２７＿１〜２７＿ｎが正常であれば、以下の式５のとおりに１となる。すなわち、大投入時間相対比率が１に正規化されることになる。
【００９５】
ｐ１１・ｋｔ１１〜ｐ１ｎ・ｋｔ１ｎ≒１ …式５
以下、ｐ１ｎ・ｋｔ１ｎをバルブ２７＿ｎの正規化された大投入時間相対比率と呼ぶ。
【００９６】
特定のバルブ２７または計量器３が異常になれば、大投入時間相対比率ｔ１１〜ｔ１ｎのいずれかの大きさが異常になる。その結果、異常になったバルブ２７または計量器３に係る正規化された大投入時間相対比率が１から離れた値となる。
【００９７】
したがって、特定のバルブ２７または計量器３における異常の発生の有無を判定するためには、正規化された大投入時間相対比率ｐ１１・ｋｔ１１〜ｐ１ｎ・ｋｔ１ｎの１からの変化量を用いればよい。この判定のための上下限値は、すべてのバルブ２７＿１〜２７＿ｎ及び計量器３が正常である場合における正規化された大投入時間相対比率ｐ１１・ｋｔ１１〜ｐ１ｎ・ｋｔ１ｎのばらつきの標準偏差に基づいて定められることが望ましい。
【００９８】
本発明では、回転重量充填装置１の稼働運転時に各バルブ２７＿１〜２７＿ｎに係る大投入時間相対比率ｋｔ１１〜ｋｔ１ｎの値を求め、それらの値に対して、予め調整運転時に求めていたバルブ２７＿１〜２７＿ｎの修正係数ｐ１１〜ｐ１ｎをそれぞれ乗じることにより得られる正規化された大投入時間相対比率ｐ１１・ｋｔ１１〜ｐ１ｎ・ｋｔ１ｎの値に基づいて正常・異常の判定を行う。そして、調整運転時において予め求めておいた正規化された大投入時間相対比率ｐ１１・ｋｔ１１〜ｐ１ｎ・ｋｔ１ｎの標準偏差を求め、その値を判定の際の上下限値に用いる。
【００９９】
ここでは、バルブ番号ｎで識別されるバルブ２７＿ｎの大投入時間相対比率ｋｔ１ｎのばらつきについて以下に例示する。この大投入時間相対比率ｋｔ１ｎは、バルブ２７＿ｎの大投入時間／全バルブ２７の大投入時間の平均値で求められる。
【０１００】
回転式重量充填装置１の調整運転時にバルブ２７＿１〜２７＿ｎ毎にｍ回の計量充填を行わせ、ｍ個の大投入時間を取得する。そして、制御装置１０は、各バルブ２７＿１〜２７＿ｎの大投入時間の標準偏差ｓ１１〜ｓ１ｎを求める。
【０１０１】
各バルブ２７＿１〜２７＿ｎによって大投入時間はバルブの開口度の違いなどによって少しずつ異なるが、大投入時間のばらつき要因はほぼ同じであるため、大投入時間のばらつき量も各バルブ２７でほぼ等しい。そこで、全バルブ２７＿１〜２７＿ｎに対して共通のばらつき量を考慮することとする。
【０１０２】
全バルブ２７の大投入時間のばらつき量の標準偏差は、以下の式６のとおり、各バルブ２７の標準偏差の平均値により算出される。
【０１０３】
ｓ１’＝（ｓ１１＋…＋ｓ１ｎ）／ｎ …式６
したがって、各バルブ２７＿１〜２７＿ｎの大投入相対時間比率ｋｔ１１〜ｋｔ１ｎのばらつきの標準偏差ｓ１’’は、以下の式７に示すとおり、全バルブ２７＿１〜２７＿ｎの大投入時間の平均値を用いて算出される。
【０１０４】
ｓ１’’＝ｓ１’／（全バルブ２７＿１〜２７＿ｎの大投入時間の平均値） …式７
なお、ｓ１’’として各バルブ２７＿１〜２７＿ｎの標準偏差の最大値を用いるようにしてもよい。
【０１０５】
したがって、回転式重量充填装置１の稼働運転時の各バルブ２７＿１〜２７＿ｎに対する判定基準ｐ１１・ｋｔ１１〜ｐ１ｎ・ｋｔ１ｎの標準偏差ｓ１１〜ｓ１ｎは以下の式８により算出される。
【０１０６】
ｓ１１＝ｐ１１・ｓ１’’，〜，ｓ１ｎ＝ｐ１ｎ・ｓ１’’ …式８
また、毎回の大投入時間に対する大投入相対時間比率ｋｔ１１〜ｋｔ１ｎの代わりに、Ｍ個の大投入時間の平均値を用いて得られる大投入相対時間比率ｋｔ１１ａ〜ｋｔ１ｎａを用いる場合であれば、判定基準としてｐ１１・ｋｔ１１ａ〜ｐ１ｎ・ｋｔ１ｎａを採用する。この場合、予め設定されたサンプル個数ＭよりＭ1/2を求め、以下の式９に示すとおり、平均値の標準偏差を求める。
【０１０７】
ｓ１１ａ＝ｓ１１／Ｍ1/2 ，〜，ｓ１ｎａ＝ｓ１ｎ／Ｍ1/2 …式９
なお、上下限値に３シグマをとる場合はこれらの３倍の値を用いることになる。
【０１０８】
次に、小投入時間についても同様にして正規化された大投入時間相対比率ｐ２１・ｋｔ２１，〜，ｐ２ｎ・ｋｔ２ｎの標準偏差ｓ２１〜ｓ２ｎを求め、さらに判定基準ｐ２１・ｋｔ２１ａ，〜，ｐ２ｎ・ｋｔ２ｎａを求める。
【０１０９】
これらの標準偏差は３シグマ値に変換された後、各計量器３が備えるメモリ２４に記憶される。そして、稼働運転時に各バルブ２７の大投入時間ｔ１１〜ｔ１ｎを測定したとき、バルブ２７＿ｎの場合であれば、大投入時間ｔ１ｎの正常・異常を判定するために、まず以下の式１０を用いてｋｔ１ｎを算出する。
【０１１０】
ｋｔ１ｎ＝ｔ１ｎ／｛（ｔ１１＋ｔ１２＋…＋ｔ１ｎ）／ｎ｝ …式１０
次に、ｐ１ｎをメモリ２４から読み出し、ｐ１ｎ・ｋｔ１ｎを算出する。大投入時間ｔ１ｎが正常である場合、この値は１となるため、予め記憶されている上下限値３・ｓ１ｎを使用して以下の式１１が成立するか否かを判定する。
【０１１１】
１−３・ｓ１ｎ≦ｐ１ｎ・ｋｔ１ｎ≦１＋３・ｓ１ｎ …式１１
ここで、この式１１が成立する場合、バルブ２７＿ｎ及び計量器３＿ｎは正常、すなわちバルブ及びスパンともに正常であると判定する。一方、この式が成立しない場合、異常が発生していると判定され、警報信号が制御装置１０へ送られ、表示装置３３に表示される。
【０１１２】
また、小投入時間の場合も同様にして以下の式１２を用いて正常／異常の判定が行われる。
【０１１３】
１−３・ｓ２ｎ≦ｐ２ｎ・ｋｔ２ｎ≦１＋３・ｓ２ｎ …式１２
なお、この場合、複数のバルブと計量器との組のうち、同時に異常が発生するのはせいぜい１〜２個程度であるとの前提条件がある。ある特定のバルブと計量器との組が異常である場合、分母は正常であるからｐ１ｎ・ｋｔ１ｎの値は１から離れる。バルブ・計量器の数が多い場合、１個程度の異常な組が含まれていたとしても、分母に対する影響は小さい。
【０１１４】
投入時間の個別の変動要因としては、個々の計量器３に特有のスパン変動、個々のバルブ２７に特有の動作不良等が考えられる。急激な変化ではなく徐々に変化する変動要因を検出するためには、検出の応答速度は遅くても構わないが、より高い感度が必要となる。
【０１１５】
なお、バルブ２７＿ｎについて、Ｍ個の大投入時間平均値の正常／異常を判定する場合は以下の式１３を、Ｍ個の小投入時間平均値の正常／異常を判定する場合は以下の式１４をそれぞれ用いる。
【０１１６】
１−３・ｓ１ｎａ≦ｐ１ｎ・ｋｔ１ｎａ≦１＋３・ｓ１ｎａ …式１３
１−３・ｓ２ｎａ≦ｐ２ｎ・ｋｔ２ｎａ≦１＋３・ｓ２ｎａ …式１４
平均値にはよらない上記式１１及び式１２の判定式による異常判定と、平均値による上記式１３及び式１４の判定式による異常判定とを共に実行する。ここで、急激な投入時間相対比率の変動に対しては式１１及び式１２により異常判定を行い、緩やかな変動に対しては式１３及び式１４により異常判定を行う。
【０１１７】
このように、式１１及び式１２並びに式１３及び式１４の両方を用いることによって、計量器のスパン変化のように、時間変化率も変動量も小さいために迅速な応答での異常検出は不要であるが小さい変動を検出して異常が発生した判定しなければならないものと、バルブの急な動作不良及び計量器の損傷のように、時間変化率も変動量も大きいために迅速な応答で異常を検出しなければならないものとの両方に対応することができる。
【０１１８】
（Ｂ）バルブ又は計量器の異常判定における計量器のスパン異常の検出
本発明にておいては、バルブ又は計量器の異常判定における計量器のスパン異常の検出を、一定の重量分の被計量物を大投入又は小投入で供給するために要する時間に基づいて実行する。図４において、風袋計測値によって被計量物の重量の零点が認識され、被計量物の重量が零からＷ１に到達するまでの時間が大投入時間であり、Ｗ１からＷ２に到達するまでの時間が小投入時間である。
【０１１９】
被計量物が液体の場合、大投入、小投入はそれぞれバルブ開口度を大小に制御して行われる。この制御は、それぞれ予め定められた開口度Ｄ１，Ｄ２（Ｄ１＞Ｄ２）で行われる。そのため、被計量物が液体のように流れの状態が安定した物性のものである場合であって、液体の密度変化又は貯槽の液面変化による液体の流速変化がないときは、大投入所要時間ｔ１及び小投入所要時間ｔ２はほぼ一定となる。
【０１２０】
しかし、液体の密度変化等が生じた場合であっても、上記（Ａ）に示したとおり、大投入についてはｐ１ｎ・ｋｔ１ｎ、小投入についてはｐ２ｎ・ｋｔ２ｎのパラメータは影響を受けず、特定のバルブ２７が故障するか又は特定の計量器３のスパンが変動したときにこれらの値は基準値１から変化する。
【０１２１】
ところで、バルブ２７＿ｎと計量器３＿ｎの組ｎにおいて、大小投入時間相対比率の比ｒｎを、以下の式１５と定義して取り上げると、バルブ２７も計量器３も正常であればほぼｒｎ＝１が成立することは上述したとおりである。
【０１２２】
ｒｎ＝ｐ１ｎ・ｋｔ１ｎ／ｐ２ｎ・ｋｔ２ｎ …式１５
ここで、例えば計量器３＿ｎのスパンが小さく変化した場合、計量器３＿ｎがある値の重量であると計測する液体の体積量はスパン変化を起こす前に比べて増加するため、スパン変化の割合に応じて投入体積量が増え、それに伴い投入時間が増える。この場合、大投入時間及び小投入時間は同じ割合で影響を受けるため、上記式１５において、ｋｔ１ｎ及びｋｔ２ｎは同一の割合で変化する。したがって、計量器３のスパンが変化してもｒｎの値は１に保たれる。
【０１２３】
なお、大投入時間ｔ１を被計量物の重量が零からの時間測定値とした場合、時間測定の開始点直後はバルブ２７が駆動応答の途上にあるため、流量変化の大きい部分の経過時間が含まれることになる。そのため、この場合は厳密な大投入時間の評価として好ましくない。したがって、０＜Ｗ０＜Ｗ１なる重量Ｗ０を設定し、被計量物の重量がＷ０〜Ｗ１の間の所要時間を大投入時間ｔ１として測定することが好ましい。
【０１２４】
また、重量信号には振動的ノイズが含まれているので、上記（Ａ）においてｋｔ１ｎ及びｋｔ２ｎは複数回の平均値を取り、それぞれｋｔ１ｎａ、ｋｔ２ｎａとして、以下の式１６によりｒｎａを求めるようにする。
【０１２５】
ｒｎａ＝ｐ１ｎ・ｋｔ１ｎａ／ｐ２ｎ・ｋｔ２ｎａ …式１６
これにより、判定の信頼性を向上させることができる。
【０１２６】
小投入に関しても同様である。すなわち、バルブ開口度の変化する過程は流量が乱れたりバルブ動作時間がばらついたりする等の影響が考えられる。したがって、Ｗ１＜Ｗ１２＜Ｗ２なるＷ１２を設定し、被計量物の重量がＷ１２〜Ｗ２の間の所要時間を小投入時間ｔ２として測定することが好ましい。
【０１２７】
故障によってバルブ２７＿ｎの開口度が正常時の値から変化する場合、大投入の開口度と小投入の開口度とが同一の割合で変化しない限りは上記の比率ｒｎａは１から変化する。しかし、バルブの異常の原因は、機械的動作不良又は電気回路の制御動作不良がほとんどであるため、同一の比率で大投入の開口度と小投入の開口度とが変化する確率は極めて小さい。したがって、ｒｎａ＝１であるにもかかわらず、ｐ１ｎ・ｋｔ１ｎａ又はｐ２ｎ・ｋｔ２ｎａが１から離れた場合には計量器３＿ｎのスパン異常と判定し、ｒｎａが１から離れた場合にはバルブ２７＿ｎの異常と判定することができる。
【０１２８】
本発明において、ｒｎａが１付近であるか否かを判定するための境界値は以下のようにして定義する。
【０１２９】
上述したようにｐ１ｎ・ｋｔ１ｎ，ｐ２ｎ・ｋｔ２ｎの標準偏差はそれぞれｓ１ｎ，ｓ２ｎと求められるので、ｋｔ１ｎ，ｋｔ２ｎのそれぞれＭ個の平均値がｋｔ１ｎａ，ｋｔ２ｎａであるとすると、ｐ１ｎ・ｋｔ１ｎａ，ｐ２ｎ・ｋｔ２ｎａの標準偏差はそれぞれｓ１ｎ／Ｍ1/2，ｓ２ｎ／Ｍ1/2となる。
【０１３０】
また、上述したようにｐ１ｎ・ｋｔ１ｎａ，ｐ２ｎ・ｋｔ２ｎａの標準偏差はそれぞれｓ１ｎａ，ｓ２ｎａと求められるので、バルブ２７＿ｎについての比率ｒｎａ＝ｐ１ｎ・ｋｔ１ｎａ／ｐ２ｎ・ｋｔ２ｎａの標準偏差ｓｒｎａは以下の式１７により算出される。
【０１３１】
ｓｒｎａ＝（ｓ１ｎａ2＋ｓ２ｎａ2）1/2 …式１７
本発明では、回転式重量充填装置の稼働運転時において大小投入時間を測定し、それぞれＭ個の平均値を算出し、その平均値に基づいてバルブ・計量器スパンの異常判定を行う。ここで、計量器スパン又はバルブ異常判定には小投入時間測定値のＭ個の平均値及び上記式１４を用いる。
【０１３２】
式１４が成立する場合、バルブ及び計量器スパンの何れも異常なしと判定される。一方、式１４が成立しない場合、バルブ及び計量器スパンの何れかが異常であると判定される。この場合、大投入時間測定値を用いてｒｎａを算出し、このｒｎａ及び以下の式１８を用いて何れが異常であるのか判定する。
【０１３３】
１−３・ｓｒｎａ≦ｒｎａ≦１＋３・ｓｒｎａ …式１８
この式１８が成立すれば計量器のスパン異常であり、成立しなければバルブ異常であると判定する。
【０１３４】
（Ｃ）計量器のスパン異常が検出された場合のスパン補正
回転式重量充填装置１の稼働運転中に上記（Ｂ）において計量器３のスパン異常が判定された場合であって、自動的にスパン補正を実行するような設定となっているときは、計量器ｎに対してスパン補正が自動的に実行される。
【０１３５】
スパン変化率を求めるには、被計量物の流量が小さく、しかも計量器３に対して与える振動外乱が少ないために、測定値のばらつきが比較的少ない小投入時間の方を用いることが好ましい。
【０１３６】
調整モードにおいて計量器３のスパンにより充填動作が行われ、そのときの小投入時間から求められ正規化された小投入時間相対比率はｐ２ｎ・ｋｔ２ｎ＝１であった。仮に調整モードにおける計量器３＿ｎのスパンがＫｎであって、稼働運転中における計量器３＿ｎのスパンが０．９Ｋｎに減少したとすると、小投入時間相対比率ｋｔ２ｎは１／０．９に増加するため、稼働運転時に求められたｐ２ｎ・ｋｔ２ｎａも１から１／０．９に増加する。したがって、稼働運転中に上記（Ｂ）においてスパン異常であると判定された場合、計量器３＿ｎのスパンにｐ２ｎ・ｋｔ２ｎａの値を乗ずる。すなわち、計量器３＿ｎの調整モードにおけるスパンをＫｎ、稼働運転時の修正スパンをＫｎ’とすると、Ｋｎ’は以下の式１９により算出される。
【０１３７】
Ｋｎ’＝ｐ２ｎ・ｋｔ２ｎａ・Ｋｎ …式１９
本発明において、この式１９を用いて自動的にスパン補正が実行される。
【０１３８】
（Ｄ）計量器の異常が検出された場合のタイマー充填
スパン異常の識別判定が上記（Ｂ）に示すようにしてなされた場合であっても、回転式重量充填装置１の仕様により重量測定値、大小投入時間の測定値にばらつきが大きい等のために、上記（Ｃ）に示す手順により計量器のスパン補正ができないようなとき、及び風袋計測または零点計測などの他の過程において計量器の異常が検出されたとき又は分銅検査等によって計量器の異常が検出されたとき等に、後述するタイマー充填が実行される。
【０１３９】
なお、貯槽の液面高さ及び液体密度変化による影響は、特定のバルブ・計量器の組も、それ以外の組も等しく受けることになる。本発明では、この現象に基づいてタイマー充填が実行される。
【０１４０】
本発明におけるタイマー充填では、次のようにして特定のバルブ及び計量器の組に係る大投入時間及び小投入時間が決定される。
【０１４１】
特定の計量器３＿ｎが異常であると判定された場合、その異常が判定された時点における正常な計量器３＿１〜３＿ｎ−１に対応するバルブ２７＿１〜２７＿ｎ−１の大投入時間の平均値である｛ｔ１１＋ｔ１２＋…＋ｔ１（ｎ−１）／（ｎ−１）｝を、上記（Ａ）において説明した係数ｐ１ｎで除することにより、バルブ２７＿ｎの大投入時間ｔ１ｎを算出する。すなわち、以下の式２０により、大投入時間ｔ１ｎを算出する。
【０１４２】
ｔ１ｎ＝｛ｔ１１＋ｔ１２＋…＋ｔ１（ｎ−１）／（ｎ−１）｝／ｐ１ｎ
＝｛ｔ１１＋ｔ１２＋…＋ｔ１（ｎ−１）／（ｎ−１）｝／ｋｔ１ｎａ …式２０
なお、上記のバルブ２７＿１〜２７＿ｎ−１の大投入時間の平均値を複数回算出し、その複数個の平均値の平均値を、係数ｐ１ｎで除することにより、バルブ２７＿ｎの大投入時間ｔ１ｎを算出するようにしてもよい。
【０１４３】
ここで、例えば現時点の液体の密度が調整モードの９５％の値に変化していた場合であれば、すべてのバルブ２７の大投入時間（ｔ１１，…，ｔ１（ｎ−１），ｔ１ｎ）は、調整モードにおける当該大投入時間（ｔ１１’，…，ｔ１（ｎ−１）’，ｔ１ｎ’）より１．０５％増加していることになる。したがって、大投入時間ｔ１ｎは、次のようにして算出される。
【０１４４】
ｔ１ｎ＝｛ｔ１１＋ｔ１２＋…＋ｔ１（ｎ−１）／（ｎ−１）｝・［ｔ１ｎ’／｛ｔ１１’＋ｔ１２’＋…＋ｔ１（ｎ−１）’／（ｎ−１）｝］
＝｛（ｔ１１＋ｔ１２＋…＋ｔ１（ｎ−１））・（ｔ１１’＋ｔ１２’＋…＋ｔ１（ｎ−１）’）｝・ｔ１ｎ’
＝１．０５・ｔ１ｎ’
このように、異常と判定された計量器３ｎを除く計量器３＿１〜３＿ｎ−１に対応するバルブ２７＿１〜２７＿ｎ−１の大投入時間の測定結果に基づいて、調整モードにおける大投入時間ｔ１ｎ’より長い大投入時間ｔ１ｎが得られるようにする。この場合、バルブ２７ｎが充填過程の大投入位置に到達したときに、バルブ２７ｎの開口度を大にして上記の演算結果の時間の長さ分だけ大投入を実行させる。
【０１４５】
また、小投入時間も大投入時間と同様にして算出される。すなわち、バルブ２７ｎ以外のバルブ２７＿１〜２７＿ｎ−１の小投入時間の平均値を求め、その値を係数ｐ２ｎで除することにより、バルブ２７ｎの小投入時間を算出する。そして、バルブ２７ｎが充填過程の小投入位置に到達したときに、バルブ２７ｎの開口度を小にして演算結果の時間の長さ分だけ小投入を実行させる。
【０１４６】
なお、バルブ２７の数が比較的多い場合には、異常な計量器３＿ｎに係るバルブ２７ｎの大投入時間が含まれていてもすべてのバルブ２７＿１〜２７ｎの大投入時間の平均値の変動はわずかであるから、すべてのバルブ２７＿１〜２７＿ｎ−１の大投入時間の平均値を、係数ｐ１ｎで除することにより、バルブ２７＿ｎの大投入時間ｔ１ｎを算出するようにしてもよい。
【０１４７】
また、このように特定のバルブ２７ｎ以外のバルブ２７＿１〜２７＿ｎ−１の大投入時間の平均値を用いたり、すべてのバルブ２７＿１〜２７ｎの大投入時間の平均値を用いたりする以外にも、例えば全体の２／３程度のバルブの大投入時間の平均値を用いるようにしてもよい。どの程度の数のバルブの大投入時間の平均値を用いればよいのかは、バルブ２７ｎの大投入時間による影響が少なく、しかもすべてのバルブ２７＿１〜２７ｎに共通な変動要因が可能な限り含められるか否かを基準にして定めればよい。バルブ２７の数が比較的多い場合は、応答遅れが生じない程度に、バルブの数とそれらのバルブの大投入時間の平均値の数とを適宜選択することが望ましい。
【０１４８】
このように回転重量充填装置１が稼働運転している場合であって、特定の計量器３＿ｎに異常が発生したとき、他の正常な計量器３＿１〜３＿ｎ−１とバルブ２７＿１〜２７＿ｎ−１との組に係る大投入時間（小投入時間）の測定値と、計量器３＿ｎに係るバルブ２７＿ｎのその他のバルブ２７＿１〜２７＿ｎ−１との特性差を表す係数とに基づいて、バルブ２７＿ｎの大投入時間（小投入時間）を算出し、その算出した大投入時間（小投入時間）にしたがって充填処理（タイマー充填）を実行する。これにより、高精度で正確な所定量充填が可能となる。
【０１４９】
その他の正常なバルブ２７＿１〜２７＿ｎ−１の大投入時間（小投入時間）には、異常なバルブ２７＿ｎの大投入時間（小投入時間）を算出するときの液体密度変化分及び流速変化分が含まれているため、従来のタイマー充填とは異なり、時間充填ではあっても、その都度これらの変化に応じた大投入時間（小投入時間）を算出することにより正しい重量値の被計量物を充填することができる。
【０１５０】
（回転式重量充填装置１の詳細な動作）
次に、以上のような基本動作を行う本発明の重量充填装置である回転式重量充填装置１の詳細な動作について説明する。ところで、本発明の回転式重量充填装置の動作モードには、各種の調整を行うための調整モードと、計量動作を実行するための通常モードとがある。そこで、以下ではこれらの動作モード別に回転式重量充填装置１の動作を説明する。なお、各計量器３は既に正常状態に調整されているものとする。
【０１５１】
図５は、調整モードにおける各種の設定情報の設定処理に伴う本発明の重量充填装置である回転式重量充填装置１が備える制御装置１０の動作の流れを示すフローチャートである。また、図６は、各種の設定情報を説明するためのグラフである。
【０１５２】
オペレータは、制御装置１０の入力装置３２を用いて、大投入設定量Ｗ１、小投入設定量Ｗ２、大投入時間測定用基準値Ｗ０、小投入時間測定用基準値Ｗ１２、及び評価サンプル数Ｍを入力する。ここで、大投入設定量Ｗ１は、大投入過程において充填されるべき被計量物の重量を示しており、実際の充填処理において被計量物の重量がこの大投入設定量Ｗ１に達したときに大投入過程から小投入過程への切り替えが行われる。また、小投入設定量Ｗ２は、小投入過程において充填されるべき被計量物の重量を示しており、実際の充填処理において被計量物の重量がこの小投入設定量Ｗ２に達したときに小投入過程から安定待ち過程への切り替えが行われる。
【０１５３】
また、大投入時間測定用基準値Ｗ０は後述するようにして大投入時間を測定するための値であり、小投入時間測定用基準値Ｗ１２は同じく小投入時間を測定するための値である。
【０１５４】
制御装置１０は、入力装置３２を介して、大投入設定量Ｗ１、小投入設定量Ｗ２、大投入時間測定用基準値Ｗ０、小投入時間測定用基準値Ｗ１２、及び評価サンプル数Ｍの入力を受け付け（Ｓ１０１）、これらの設定情報を各計量器３へ送信する（Ｓ１０２）。
【０１５５】
なお、各計量器３は、制御装置１０が送信された設定情報を受信し、その設定情報をメモリ２４に記憶しておく。
【０１５６】
図７は、調整モードにおける充填処理に伴う本発明の重量充填装置である回転式重量充填装置１が備える各計量器３の動作の流れを示すフローチャートである。このフローチャートで示す処理は、充填処理中において一定時間間隔で繰り返し実行される。なお、このフローチャートでは、大投入過程及び小投入過程における充填処理のみを表しており、上述したように、この充填処理の前には零点計測処理及び風袋計測処理が、後には安定待ち処理及び安定計測処理が実行される。
【０１５７】
計量器３の備えるＣＰＵ２３は、ロードセル１３を用いて測定された容器の重量値（測定重量値）を読み込む（Ｓ２０１）。そして、ＣＰＵ２３は、読み込んだ測定重量値から風袋計測値を減ずることにより、被計量物重量値Ｗｎｎを算出する（Ｓ２０２）。
【０１５８】
次に、ＣＰＵ２３は、大投入過程中であるか否かを判定する（Ｓ２０３）。ここで大投入過程中ではないと判定した場合（Ｓ２０３でＮＯ）、ＣＰＵ２３は後述するステップＳ２１０に進む。
【０１５９】
一方、大投入過程中であると判定した場合（Ｓ２０３でＹＥＳ）、ＣＰＵ２３は、被計量物重量値Ｗｎｎが大投入時間測定用基準値Ｗ０に達したか否かを判定する（Ｓ２０４）。ここで、被計量物重量値Ｗｎｎが大投入時間測定用基準値Ｗ０に達していないと判定した場合（Ｓ２０４でＮＯ）、ＣＰＵ２３は処理を終了し、大投入時間測定用基準値Ｗ０に達したと判定した場合（Ｓ２０４でＹＥＳ）、ＣＰＵ２３は投入時間カウント用のカウンタ値Ｃ１ｎを１だけインクリメントする（Ｓ２０５）。
【０１６０】
次に、ＣＰＵ２３は、被計量物重量値Ｗｎｎが大投入設定量Ｗ１に達したか否かを判定する（Ｓ２０６）。ここで、被計量物重量値Ｗｎｎが大投入設定量Ｗ１に達していないと判定した場合（Ｓ２０６でＮＯ）、ＣＰＵ２３は処理を終了し、大投入設定量Ｗ１に達したと判定した場合（Ｓ２０６でＹＥＳ）、ＣＰＵ２３はバルブ２７の開口度を小に設定する（Ｓ２０７）。
【０１６１】
次に、ＣＰＵ２３は、カウンタ値Ｃ１ｎに基づいて大投入時間を求め、その大投入時間を示す大投入時間データを、通信Ｉ／Ｆ２５を介して制御装置１０へ送信する（Ｓ２０８）。その後、ＣＰＵ２３は、カウンタ値Ｃ１ｎを０にリセットし（Ｓ２０９）、処理を終了する。
【０１６２】
上述したように、ステップＳ２０３にて大投入過程中ではないと判定した場合（Ｓ２０３でＮＯ）、ＣＰＵ２３は、ステップＳ２１０に進み、小投入過程中であるか否かを判定する。ここで小投入過程中ではないと判定した場合（Ｓ２１０でＮＯ）、上述した安定待ち処理に進む。
【０１６３】
一方、小投入過程中であると判定した場合（Ｓ２１０でＹＥＳ）、ＣＰＵ２３は、被計量物重量値Ｗｎｎが小投入時間測定用基準値Ｗ１２に達したか否かを判定する（Ｓ２１１）。ここで、被計量物重量値Ｗｎｎが小投入時間測定用基準値Ｗ１２に達していないと判定した場合（Ｓ２１１でＮＯ）、ＣＰＵ２３は処理を終了し、小投入時間測定用基準値Ｗ１２に達したと判定した場合（Ｓ２１１でＮＯ）、ＣＰＵ２３はカウンタ値Ｃ１ｎを１だけインクリメントする（Ｓ２１２）。
【０１６４】
次に、ＣＰＵ２３は、被計量物重量値Ｗｎｎが小投入設定量Ｗ２に達したか否かを判定する（Ｓ２１３）。ここで、被計量物重量値Ｗｎｎが小投入設定量Ｗ２に達していないと判定した場合（Ｓ２１３でＮＯ）、ＣＰＵ２３は処理を終了し、小投入設定量Ｗ２に達したと判定した場合（Ｓ２１３でＹＥＳ）、ＣＰＵ２３はバルブ２７の開口度をゼロに設定する（Ｓ２１４）。
【０１６５】
次に、ＣＰＵ２３は、カウンタ値Ｃ１ｎに基づいて小投入時間を求め、その小投入時間を示す小投入時間データを、通信Ｉ／Ｆ２５を介して制御装置１０へ送信する（Ｓ２１５）。その後、ＣＰＵ２３は、カウンタ値Ｃ１ｎを０にリセットし（Ｓ２０９）、処理を終了する。
【０１６６】
制御装置１０は、各計量器３から送信された大投入時間データ及び小投入時間データを受信し、それらのデータをメモリ３５に記憶しておく。なお、大投入時間データ及び小投入時間データには各計量器３を識別するための識別データが含まれており、制御装置がその識別データを参照することによって、どの計量器３の大投入時間データ及び小投入時間データであるのかを判定することができる。
【０１６７】
図８及び図９は、調整モードにおける投入時間の異常の有無を判定するための判定式の生成処理に伴う、本発明の重量充填装置である回転式重量充填装置１が備える制御装置１０の動作の流れを示すフローチャートである。なお、ここでは、大小投入時間相対時間の分母はすべてのバルブ２７＿１〜２７＿ｎの投入時間の平均値を用いるものとし、各計量器３＿１〜３＿ｎから大投入時間データ及び小投入時間データがそれぞれｍ個（ｍ＞Ｍ）ずつ送られてきて制御装置１０のメモリ３５に記憶されているものとする。
【０１６８】
オペレータは、制御装置１０に対して、投入時間の異常の有無を判定するための判定式を生成するように入力装置３２を介して指示をする。
【０１６９】
この指示を受けた制御装置１０が備えるＣＰＵ３１は、バルブ２７＿１〜２７＿ｎ毎に、大投入時間ｔ１１〜ｔ１ｎの平均値ｔ１１ａ〜ｔ１ｎａ及び標準偏差シグマｓ１１〜ｓ１ｎ、並びに小投入時間ｔ２１〜ｔ２ｎの平均値ｔ２１ａ〜ｔ２ｎａ及び標準偏差シグマｓ２１〜ｓ２ｎを算出する（Ｓ３０１）。そして、ＣＰＵ３１は、すべてのバルブ２７＿１〜２７＿ｎの大投入時間の平均値ｔ１ａ及び小投入時間の平均値ｔ２ａを算出する（Ｓ３０２）。
【０１７０】
次に、ＣＰＵ３１は、各バルブ２７＿１〜２７＿ｎの大投入時間相対比率ｋｔ１１〜ｋｔ１ｎ及び小投入時間相対比率ｋｔ２１〜ｋｔ２ｎを算出する（Ｓ３０３）。具体的には、ｋｔ１１＝ｔ１１ａ／ｔ１ａ，〜，ｋｔ１ｎ＝ｔ１ｎａ／ｔ１ａ、ｋｔ２１＝ｔ２１ａ／ｔ２ａ，〜，ｋｔ２ｎ＝ｔ２ｎａ／ｔ２ａを実行する。
【０１７１】
次に、ＣＰＵ３１は、各バルブ２７＿１〜２７＿ｎの大投入時間修正係数ｐ１１〜ｐ１ｎ及び小投入時間相対比率ｐ２１〜ｐ２ｎを算出する（Ｓ３０４）。具体的には、ｐ１１＝１／ｋｔ１１，〜，ｐ１ｎ＝１／ｋｔ１ｎ、ｐ２１＝１／ｋｔ２１，〜，ｐ２ｎ＝１／ｋｔ２ｎを実行する。
【０１７２】
次に、ＣＰＵ３１は、すべてのバルブ２７＿１〜２７＿ｎの大投入時間の標準偏差ｓ１’及び小投入時間の標準偏差ｓ２’を算出する（Ｓ３０５）。具体的には、ｓ１’＝（ｓ１１＋…＋ｓ１ｎ）／ｎ、ｓ２’＝（ｓ２１＋…＋ｓ２ｎ）／ｎを実行する。
【０１７３】
そして、ＣＰＵ３１は、すべてのバルブ２７＿１〜２７＿ｎの大投入時間相対比率の標準偏差ｓ１’’及び小投入時間相対比率の標準偏差ｓ２’’を算出する（Ｓ３０６）。具体的には、ｓ１’’＝ｓ１’／ｔ１ａ、ｓ２’’＝ｓ２’／ｔ２ａを実行する。
【０１７４】
次に、ＣＰＵ３１は、各バルブ２７＿１〜２７＿ｎの大投入時間について、ｐ１１・ｋｔ１１ａ〜ｐ１ｎ／ｋｔ１ｎａの標準偏差ｓ１１ａからｓ１ｎａを算出する（Ｓ３０７）。具体的には、ｓ１１＝ｐ１１・ｓ１’’ ，〜，ｓ１ｎ＝ｐ１ｎ・ｓ１’’を用いてｓ１１ａ＝ｓ１１／Ｍ1/2，〜，ｓ１ｎａ＝ｓ１ｎ／Ｍ1/2を実行する。
【０１７５】
同様にして、ＣＰＵ３１は、各バルブ２７＿１〜２７＿ｎの小投入時間について、ｐ２１・ｋｔ２１ａ〜ｐ２ｎ／ｋｔ２ｎａの標準偏差ｓ２１ａからｓ２ｎａを算出する（Ｓ３０８）。具体的には、ｓ２１＝ｐ２１・ｓ２’’ ，〜，ｓ２ｎ＝ｐ２ｎ・ｓ２’’を用いてｓ２１ａ＝ｓ２１／Ｍ1/2，〜，ｓ２ｎａ＝ｓ２ｎ／Ｍ1/2を実行する。
【０１７６】
次に、ＣＰＵ３１は、大小投入時間相対比率の比ｒ１ａ〜ｒｎａの標準偏差ｓｒ１ａ〜ｓｒｎａを算出する（Ｓ３０９）。具体的には、ｓｒ１ａ＝（ｓ１１ａ2＋ｓ２１ａ2）1/2，〜，ｓｒｎａ＝（ｓ１ｎａ2＋ｓ２ｎａ2）1/2を実行する。
【０１７７】
次に、ＣＰＵ３１は、ステップＳ３０７乃至Ｓ３０９において算出した各標準偏差ｓ１１ａ〜ｓ１ｎａ、ｓ２１ａ〜ｓ２ｎａ、及びｓｒ１ａ〜ｓｒｎａを３倍し、その値を判定式の上下限値としてメモリ３５に記憶する（Ｓ３１０）。
【０１７８】
以下では、通常モードにおける回転式重量充填装置１の動作について説明する。
【０１７９】
通常モードにおける充填処理に伴う本発明の重量充填装置である回転式重量充填装置１が備える各計量器３の動作は、図７を参照して説明した調整モードの場合と同様であるため、説明を省略する。
【０１８０】
図１０及び図１１は、通常モードにおける充填処理に伴う本発明の重量充填装置である回転式重量充填装置１が備える制御装置１０の動作の流れを示すフローチャートである。このフローチャートで示す処理は、充填処理中において一定時間間隔で繰り返し実行される。なお、以下の処理は、各計量器３＿１〜３＿ｎからの送信データ（大投入時間データ又は小投入時間データ）を受信する都度、実行される。
【０１８１】
まず、制御装置１０が備えるＣＰＵ３１は、計量器３からの送信データを読み込み（Ｓ４０１）、その送信データが大投入時間データであるか否かを判定する（Ｓ４０２）。ここで、当該送信データが大投入時間データであると判定した場合（Ｓ４０２でＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は、その大投入時間データに示されている大投入時間を、当該大投入時間データに係るバルブ２７の大投入時間としてメモリ３５に記憶する（Ｓ４０３）。なお、メモリ３５には、各バルブ２７＿１〜２７＿ｎの最新のＭ個の大投入時間が記憶されているようにする。
【０１８２】
次に、ＣＰＵ３１は、ステップＳ４０３にて記憶された大投入時間に係るバルブ２７（ここではバルブ２７＿ｋと表す）の大投入時間の最新のＭ個の平均値ｔ１ｋａを算出する（Ｓ４０４）。そして、ＣＰＵ３１は、すべてのバルブ２７＿１〜２７＿ｎの大投入時間の最新のＭ個の平均値ｔ１ａを算出する（Ｓ４０５）。
【０１８３】
次に、ＣＰＵ３１は、バルブ２７＿ｋの大投入時間相対比率ｋｔ１ｋａを算出する（Ｓ４０６）。具体的には、ｋｔ１ｋａ＝ｔ１ｋａ／ｔ１ａを実行する。
【０１８４】
そして、ＣＰＵ３１は、大投入時間相対比率ｋｔ１ｋａに修正係数ｐ１ｋを乗じて、その値をメモリ３５に記憶し（Ｓ４０７）、処理を終了する。
【０１８５】
上述したステップＳ４０２において、送信データが大投入時間データではないと判定した場合（Ｓ４０２でＮＯ）、ＣＰＵ３１は、当該送信データが小投入時間データであるか否かを判定する（Ｓ４０８）。ここで、小投入時間データではないと判定した場合（Ｓ４０８でＮＯ）、ＣＰＵ３１は処理を終了する。
【０１８６】
一方、前記送信データが小投入時間データであると判定した場合（Ｓ４０２でＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は、その小投入時間データに示されている小投入時間を、当該小投入時間データに係るバルブ２７の小投入時間としてメモリ３５に記憶する（Ｓ４０９）。なお、メモリ３５には、各バルブ２７＿１〜２７＿ｎの最新のＭ個の小投入時間が記憶されているようにする。
【０１８７】
次に、ＣＰＵ３１は、ステップＳ４０９にて記憶された小投入時間に係るバルブ２７（バルブ２７＿ｋ）の小投入時間の最新のＭ個の平均値ｔ２ｋａを算出する（Ｓ４１０）。そして、ＣＰＵ３１は、すべてのバルブ２７＿１〜２７＿ｎの小投入時間の最新のＭ個の平均値ｔ２ａを算出する（Ｓ４１１）。
【０１８８】
次に、ＣＰＵ３１は、バルブ２７＿ｋの小投入時間相対比率ｋｔ２ｋａを算出する（Ｓ４１２）。具体的には、ｋｔ２ｋａ＝ｔ２ｋａ／ｔ２ａを実行する。
【０１８９】
そして、ＣＰＵ３１は、小投入時間相対比率ｋｔ２ｋａに修正係数ｐ２ｋを乗じて、その値を小投入時間としてメモリ３５に記憶する（Ｓ４１３）。
【０１９０】
次に、ＣＰＵ３１は、バルブ２７＿ｋの小投入時間が異常であるか否かを判定する（Ｓ４１４）。具体的には、調整モードにおいて算出した判定式を用いて、以下の式が成立するか否かにより判断する。
【０１９１】
１−３・ｓ２ｋａ≦ｐ２ｋ・ｋｔ２ｋａ≦１＋３・ｓ２ｋａ
ここでこの式が成立する場合はバルブ２７＿ｋの小投入時間は異常ではないと判定し、成立しない場合は異常であると判定する。
【０１９２】
ＣＰＵ３１は、バルブ２７＿ｋの小投入時間が異常ではないと判定した場合（Ｓ４１４でＮＯ）、処理を終了する。一方、バルブ２７＿ｋの小投入時間が異常であると判定した場合（Ｓ４１４でＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は、大小投入時間相対比率の比ｒｋａ＝ｐｋｎ・ｋｔ１ｋａ／ｐ２ｋ・ｋｔ２ｋａを算出する（Ｓ４１５）。
【０１９３】
次に、ＣＰＵ３１は、大小投入時間相対比率ｋｔ１ａの比ｒｋａが異常であるか否かを判定する（Ｓ４１６）。具体的には、調整モードにおいて算出した判定式を用いて、以下の式が成立するか否かにより判断する。
【０１９４】
１−３・ｓｒｋａ≦ｒｋａ≦１＋３・ｓｒｋａ
ここでこの式が成立する場合は大小投入時間相対比率ｋｔ１ａの比ｒｋａは異常ではないと判定し、成立しない場合は異常であると判定する。
【０１９５】
ＣＰＵ３１は、大小投入時間相対比率ｋｔ１ａの比ｒｋａが異常であると判定した場合（Ｓ４１６でＹＥＳ）、バルブ２７＿ｋに係る計量器３＿ｋのスパン異常が発生したと判断し、スパン異常警報信号を表示装置３３に出力する（Ｓ４１７）。一方、大小投入時間相対比率ｋｔ１ａの比ｒｋａが異常ではないと判定した場合（Ｓ４１６でＮＯ）、ＣＰＵ３１は、バルブ２７＿ｋに異常が発生したと判断し、バルブ異常警報信号を表示装置３３に出力する（Ｓ４１８）。
【０１９６】
図１２は、通常モードにおいてスパン異常が発生した場合の処理に伴う本発明の重量充填装置である回転式重量充填装置１が備える制御装置１０の動作の流れを示すフローチャートである。上述したステップS４１６において、バルブ２７＿ｋに係る計量器３＿ｋのスパン異常が発生したと判断した場合に、制御装置１０は以下の処理を実行する。
【０１９７】
まず、制御装置１０が備えるＣＰＵ３１は、スパン異常の程度が小さいか否かを判定する（Ｓ５０１）。具体的には、以下の式が成立するか否かにより判断する。なお、ここでは小投入時間相対比率４シグマを基準に判断している。
【０１９８】
１−４・ｓ２ｋａ≦ｐ２ｋ・ｋｔ２ｋａ≦１＋４・ｓ２ｋａ
ここでこの式が成立する場合はスパン異常の程度が小さいと判定し、成立しない場合はその程度が大きいと判定する。
【０１９９】
ＣＰＵ３１は、ステップＳ５０１にてスパン異常の程度が小さいと判定した場合（Ｓ５０１でＹＥＳ）、スパン係数Ｋｋを補正する（Ｓ５０２）。具体的には、Ｋｋａ・ｐ２ａ・ｋｔ２ｋａをＫｋに代入する処理を実行する。
【０２００】
次に、ＣＰＵ３１は、バルブ２７＿ｋに係る計量器３＿ｋに対して、補正されたスパン係数Ｋｋを送信し（Ｓ５０３）、処理を終了する。
【０２０１】
一方、ステップＳ５０１にてスパン異常の程度が大きいと判定した場合（Ｓ５０１でＮＯ）、ＣＰＵ３１は、バルブ２７＿ｋ以外のバルブの大投入時間の平均値ｔ１ｋｎａ及び小投入時間の平均値ｔ２ｋｎａを算出する（Ｓ５０４）。
【０２０２】
次に、ＣＰＵ３１は、バルブ２７＿ｋの次回の大投入時間ｔ１ｋｑを算出する（Ｓ５０５）。具体的には、ｔ１ｋｑ＝ｔ１ｋｎａ／ｐ１ｋを実行する。同様にして、ＣＰＵ３１は、バルブ２７＿ｋの次回の大投入時間ｔ２ｋｑを算出する（Ｓ５０６）。具体的には、ｔ２ｋｑ＝ｔ２ｋｎａ／ｐ２ｋを実行する。
【０２０３】
次に、ＣＰＵ３１は、タイマー充填を実行することを表すためのタイマー充填フラグＦｆｔに１をセットする（Ｓ５０７）。これにより、後述するように、タイマー充填が実行されることになる。
【０２０４】
図１３及び図１４は、通常モードにおいてタイマー充填が実行される場合に伴う本発明の重量充填装置である回転式重量充填装置１が備える各計量器３の動作の流れを示すフローチャートである。このフローチャートで示す処理は、充填処理中において一定時間間隔で繰り返し実行される。
【０２０５】
計量器３の備えるＣＰＵ２３は、ロードセル１３を用いて測定された容器の重量値（測定重量値）を読み込む（Ｓ６０１）。そして、ＣＰＵ２３は、読み込んだ測定重量値から風袋計測値を減ずることにより、被計量物重量値Ｗｎｎを算出する（Ｓ６０２）。
【０２０６】
次に、ＣＰＵ２３は、風袋計測値の読み込みタイミングであるか否かを判定する（Ｓ６０３）。ここで、風袋計測値の読み込みタイミングであると判定した場合、ＣＰＵ２３は、タイマー充填フラグＦｆｔが１であるか否かを判定し（Ｓ６０４）、１ではないと判定した場合（Ｓ６０４でＮＯ）、通常の風袋計測処理を実行する（Ｓ６０６）。
【０２０７】
一方、ステップＳ６０４にてタイマー充填フラグＦｆｔが１であると判定した場合（Ｓ６０４でＹＥＳ）、ＣＰＵ２３は、バルブ開口度を大に設定し（Ｓ６０５）、風袋計測過程から大投入過程に切り替える。
【０２０８】
また、ステップＳ６０３にて風袋計測値の読み込みタイミングではないと判定した場合（Ｓ６０３でＮＯ）、ＣＰＵ２３は、大投入過程中であるか否かを判定する（Ｓ６０７）。ここで、大投入過程中であると判定した場合（Ｓ６０７でＹＥＳ）、ＣＰＵ２３は、タイマー充填フラグＦｆｔが１であるか否かを判定し（Ｓ６０８）、１ではないと判定した場合（Ｓ６０８でＮＯ）、通常の大投入の計量充填処理を実行する（Ｓ６１３）。
【０２０９】
一方、ステップＳ６０８にてタイマー充填フラグＦｆｔが１であると判定した場合（Ｓ６０８でＹＥＳ）、ＣＰＵ２３は経過時間カウント用のカウンタ値Ｃｋｔを１だけインクリメントする（Ｓ６０９）。
【０２１０】
次に、ＣＰＵ２３は、カウンタ値Ｃｋｔが、上述したようにして算出されたバルブ２７＿ｋの大投入時間ｔ１ｋｑと同一であるか否かを判定する（Ｓ６１０）。ここで、同一ではないと判定した場合（Ｓ６１０でＮＯ）、ＣＰＵ２３は処理を終了する。
【０２１１】
一方、ステップＳ６１０にてカウンタ値Ｃｋｔ＝ｔ１ｋｑが成立すると判定した場合（Ｓ６１０でＹＥＳ）、ＣＰＵ２３は、バルブ開口度を小に設定し（Ｓ６１１）、大投入過程から小投入過程に切り替える。そして、ＣＰＵ２３は、カウンタ値Ｃｋｔを０にリセットし（Ｓ６１２）、処理を終了する。
【０２１２】
また、ステップＳ６０７にて大投入過程中ではないと判定した場合（Ｓ６０７でＮＯ）、ＣＰＵ２３は、小投入過程中であるか否かを判定する（Ｓ６１４）。ここで、小投入過程中ではないと判定した場合（Ｓ６１４でＮＯ）、ＣＰＵ２３は処理を終了する。
【０２１３】
一方、ステップＳ６１４で小投入過程中であると判定した場合（Ｓ６１４でＹＥＳ）、ＣＰＵ２３は、タイマー充填フラグＦｆｔが１であるか否かを判定し（Ｓ６１５）、１ではないと判定した場合（Ｓ６１５でＮＯ）、通常の小投入の計量充填処理を実行する（Ｓ６２０）。
【０２１４】
また、ステップＳ６１５にてタイマー充填フラグＦｆｔが１であると判定した場合（Ｓ６１５でＹＥＳ）、ＣＰＵ２３はカウンタ値Ｃｋｔを１だけインクリメントする（Ｓ６１６）。
【０２１５】
次に、ＣＰＵ２３は、カウンタ値Ｃｋｔが、上述したようにして算出されたバルブ２７＿ｋの小投入時間ｔ２ｋｑと同一であるか否かを判定する（Ｓ６１７）。ここで、同一ではないと判定した場合（Ｓ６１７でＮＯ）、ＣＰＵ２３は処理を終了する。
【０２１６】
一方、ステップＳ６１７にてカウンタ値Ｃｋｔ＝ｔ２ｋｑが成立すると判定した場合（Ｓ６１７でＹＥＳ）、ＣＰＵ２３は、バルブ開口度をゼロに設定し（Ｓ６１８）、投入処理を終了する。そして、ＣＰＵ２３は、カウンタ値Ｃｋｔを０にリセットし（Ｓ６１９）、処理を終了する。
【０２１７】
このようにしてタイマー充填を行うことによって、計量器に異常が発生した場合であっても、稼働を停止させることなく、高精度な充填を継続して実行することができる。
【産業上の利用可能性】
【０２１８】
本発明に係る重量充填装置の制御方法及び重量充填装置は、計量器の異常を感度良く検出することができ、高精度な計量動作を維持する必要がある計量装置等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０２１９】
【図１】本発明の重量充填装置である回転式重量充填装置の構成を示す平面図である。
【図２】計量載せ台上に載置された容器の重量を測定するための計量器の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の重量充填装置である回転式重量充填装置が備える制御装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の回転式重量充填装置の通常運転時における被計量物の重量の変化を示すグラフである。
【図５】調整モードにおける各種の設定情報の設定処理に伴う本発明の重量充填装置である回転式重量充填装置が備える制御装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図６】各種の設定情報を説明するためのグラフである。
【図７】調整モードにおける充填処理に伴う本発明の重量充填装置である回転式重量充填装置が備える各計量器の動作の流れを示すフローチャートである。
【図８】調整モードにおける投入時間の異常の有無を判定するための判定式の生成処理に伴う、本発明の重量充填装置である回転式重量充填装置が備える制御装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図９】調整モードにおける投入時間の異常の有無を判定するための判定式の生成処理に伴う、本発明の重量充填装置である回転式重量充填装置が備える制御装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図１０】通常モードにおける充填処理に伴う本発明の重量充填装置である回転式重量充填装置が備える制御装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図１１】通常モードにおける充填処理に伴う本発明の重量充填装置である回転式重量充填装置が備える制御装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図１２】通常モードにおいてスパン異常が発生した場合の処理に伴う本発明の重量充填装置である回転式重量充填装置が備える制御装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図１３】通常モードにおいてタイマー充填が実行される場合に伴う本発明の重量充填装置である回転式重量充填装置が備える各計量器の動作の流れを示すフローチャートである。
【図１４】通常モードにおいてタイマー充填が実行される場合に伴う本発明の重量充填装置である回転式重量充填装置が備える各計量器の動作の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０２２０】
１ 回転式重量充填装置
２ 回転体
３ 計量器
１０ 制御装置
１１ 位置検出手段
１２ 載せ台
１３ ロードセル
１４ 容器
１５ スターホイール
１６ 搬送コンベヤ
１７ スターホイール
１８ 搬送コンベヤ
２１ 増幅器
２２ Ａ／Ｄ変換器
２３ ＣＰＵ
２４ メモリ
２５ 通信インタフェース
２６ 入出力装置
２７ 充填バルブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被計量物及び当該被計量物の容器である風袋を載置するための複数の載せ台と、当該載せ台のそれぞれに対して被計量物を供給するための複数の供給装置と、前記載せ台のそれぞれに載置された被計量物の重量を計測するための複数の計量器とを備え、前記供給装置を介して前記風袋に所定量の被計量物を充填し、当該充填された被計量物の重量を前記計量器によって計測する処理を繰り返し実行するように構成された重量充填装置の制御方法において、
前記複数の供給装置に係る前記所定量の被計量物の充填に要する充填時間を算出するステップと、
算出された前記複数の供給装置のうちの特定の供給装置に係る充填時間と他の供給装置に係る充填時間との差異に基づいて、前記特定の供給装置又は当該特定の供給装置に係る特定の計量器に異常状態が発生しているか否かを判定するステップと
を有することを特徴とする重量充填装置の制御方法。
【請求項２】
前記判定するステップは、前記特定の供給装置に係る充填時間と、他の供給装置に係る充填時間の平均値との差異が所定の範囲内にあるか否かに基づいて、前記特定の供給装置又は前記特定の計量器に異常状態が発生しているか否かを判定する、請求項１に記載の重量充填装置の制御方法。
【請求項３】
前記判定するステップは、前記特定の供給装置に係る充填時間と、前記複数の供給装置のそれぞれに係る充填時間の平均値との差異が所定の範囲内にあるか否かに基づいて、前記特定の供給装置又は前記特定の計量器に異常状態が発生しているか否かを判定する、請求項１に記載の重量充填装置の制御方法。
【請求項４】
前記算出するステップは、前記充填時間を繰り返し算出し、
前記判定するステップは、算出された前記特定の供給装置に係る複数の充填時間の平均値と、他の供給装置に係る複数の充填時間の平均値との差異に基づいて、前記特定の供給装置又は前記複数の計量器のうちの特定の計量器に異常状態が発生しているか否かを判定する、請求項１に記載の重量充填装置の制御方法。
【請求項５】
前記判定するステップは、前記特定の供給装置に係る複数の充填時間の平均値と、他の供給装置に係る複数の充填時間の平均値の平均値との差異が所定の範囲内にあるか否かに基づいて、前記特定の供給装置又は前記特定の計量器に異常状態が発生しているか否かを判定する、請求項４に記載の重量充填装置の制御方法。
【請求項６】
前記判定するステップは、前記特定の供給装置に係る複数の充填時間の平均値と、前記複数の供給装置のそれぞれに係る複数の充填時間の平均値の平均値との差異が所定の範囲内にあるか否かに基づいて、前記特定の供給装置又は前記特定の計量器に異常状態が発生しているか否かを判定する、請求項４に記載の重量充填装置の制御方法。
【請求項７】
被計量物及び当該被計量物の容器である風袋を載置するための複数の載せ台と、当該載せ台のそれぞれに対して被計量物を供給するための複数の供給装置と、前記載せ台のそれぞれに載置された被計量物の重量を計測するための複数の計量器とを備え、前記供給装置を介して前記風袋に第１の所定量の被計量物を充填した後に第１の所定量よりも少ない第２の所定量の被計量物を充填し、当該充填された被計量物の重量を前記計量器によって計測する処理を繰り返し実行するように構成された重量充填装置の制御方法において、
前記複数の供給装置に係る第１の所定量の被計量物の充填に要する第１充填時間を算出する第１の算出ステップと、
前記複数の供給装置に係る第２の所定量の被計量物の充填に要する第２充填時間を算出する第２の算出ステップと、
算出された前記複数の供給装置のうちの特定の供給装置に係る第１充填時間と他の供給装置に係る第１充填時間との差異、又は算出された前記複数の供給装置のうちの特定の供給装置に係る第２充填時間と他の供給装置に係る第２充填時間との差異に基づいて、前記特定の供給装置及び当該特定の供給装置に係る特定の計量器の少なくとも何れか一方に異常状態が発生しているか否かを判定する第１の判定ステップと、
前記特定の供給装置及び前記特定の計量器の少なくとも何れか一方に異常状態が発生していると判定された場合に、前記特定の供給装置に係る第１充填時間と他の供給装置に係る第１充填時間との差異と、前記特定の供給装置に係る第２充填時間と他の供給装置に係る第２充填時間との差異とを比較し、比較した結果に基づいて前記特定の供給装置及び前記特定の計量器の何れに異常状態が発生しているのかを判定する第２の判定ステップと
を有することを特徴とする重量充填装置の制御方法。
【請求項８】
前記第２の判定ステップにより前記特定の計量器に異常状態が発生していると判定された場合、前記特定の供給装置に係る第２充填時間と他の供給装置に係る第２充填時間との差異に基づいて、当該特定の計量器に係るスパン補正を実行するステップを更に有する、請求項７に記載の重量充填装置の制御方法。
【請求項９】
前記第２の判定ステップにより前記特定の計量器に異常状態が発生していると判定された場合、その後の第１の所定量の被計量物の充填時間を、前記他の供給装置に係る第１充填時間の平均値に基づいて算出するステップを更に有する、請求項７又は請求項８に記載の重量充填装置の制御方法。
【請求項１０】
前記第２の判定ステップにより前記特定の計量器に異常状態が発生していると判定された場合、その後の第２の所定量の被計量物の充填時間を、前記他の供給装置に係る第２充填時間の平均値に基づいて算出するステップを更に有する、請求項７又は請求項８に記載の重量充填装置の制御方法。
【請求項１１】
前記第１の算出ステップは、前記第１充填時間を繰り返し算出し、
前記第２の算出ステップは、前記第２充填時間を繰り返し算出し、
前記第２の判定ステップは、算出された前記特定の供給装置に係る複数の第１充填時間の平均値と他の供給装置に係る複数の第１充填時間の平均値との差異と、前記特定の供給装置に係る複数の第２充填時間の平均値と他の供給装置に係る複数の第２充填時間の平均値との差異とを比較し、比較した結果に基づいて前記特定の供給装置及び前記特定の計量器の何れに異常状態が発生しているのかを判定する、請求項７に記載の重量充填装置の制御方法。
【請求項１２】
前記第２の判定ステップにより前記特定の計量器に異常状態が発生していると判定された場合、前記特定の供給装置に係る複数の第２充填時間の平均値と他の供給装置に係る複数の第２充填時間の平均値との差異に基づいて、当該特定の計量器に係るスパン補正を実行するステップを更に有する、請求項１１に記載の重量充填装置の制御方法。
【請求項１３】
前記第２の判定ステップにより前記特定の計量器に異常状態が発生していると判定された場合、その後の第１の所定量の被計量物の充填時間を、前記他の供給装置に係る第１充填時間の複数の平均値の平均値に基づいて算出するステップを更に有する、請求項１１又は請求項１２に記載の重量充填装置の制御方法。
【請求項１４】
前記第２の判定ステップにより前記特定の計量器に異常状態が発生していると判定された場合、その後の第２の所定量の被計量物の充填時間を、前記他の供給装置に係る第２充填時間の複数の平均値の平均値に基づいて算出するステップを更に有する、請求項１１又は請求項１２に記載の重量充填装置の制御方法。
【請求項１５】
被計量物及び当該被計量物の容器である風袋を載置するための複数の載せ台と、当該載せ台のそれぞれに対して被計量物を供給するための複数の供給装置と、前記載せ台のそれぞれに載置された被計量物の重量を計測するための複数の計量器とを備え、前記供給装置を介して前記風袋に所定量の被計量物を充填し、当該充填された被計量物の重量を前記計量器によって計測する処理を繰り返し実行するように構成された重量充填装置の制御方法において、
前記複数の供給装置に係る前記所定量の被計量物の充填に要する充填時間を算出するステップと、
前記複数の供給装置のうちの特定の供給装置の異常を検出するステップと、
異常が検出された前記特定の供給装置とは異なる他の供給装置に係る充填時間に基づいて算出された充填時間によって、前記特定の供給装置を制御するステップと
を有することを特徴とする重量充填装置の制御方法。
【請求項１６】
被計量物及び当該被計量物の容器である風袋を載置するための複数の載せ台と、当該載せ台のそれぞれに対して被計量物を供給するための複数の供給装置と、前記載せ台のそれぞれに載置された被計量物の重量を計測するための複数の計量器とを備え、前記供給装置を介して前記風袋に所定量の被計量物を充填し、当該充填された被計量物の重量を前記計量器によって計測する処理を繰り返し実行するように構成された重量充填装置において、
前記複数の供給装置に係る前記所定量の被計量物の充填に要する充填時間を算出する算出手段と、
当該算出手段によって算出された前記複数の供給装置のうちの特定の供給装置に係る充填時間と他の供給装置に係る充填時間との差異に基づいて、前記特定の供給装置又は当該特定の供給装置に係る特定の計量器に異常状態が発生しているか否かを判定する判定手段と
を備えることを特徴とする重量充填装置。
【請求項１７】
被計量物及び当該被計量物の容器である風袋を載置するための複数の載せ台と、当該載せ台のそれぞれに対して被計量物を供給するための複数の供給装置と、前記載せ台のそれぞれに載置された被計量物の重量を計測するための複数の計量器とを備え、前記供給装置を介して前記風袋に第１の所定量の被計量物を充填した後に第１の所定量よりも少ない第２の所定量の被計量物を充填し、当該充填された被計量物の重量を前記計量器によって計測する処理を繰り返し実行するように構成された重量充填装置において、
前記複数の供給装置に係る第１の所定量の被計量物の充填に要する第１充填時間を算出する第１の算出手段と、
前記複数の供給装置に係る第２の所定量の被計量物の充填に要する第２充填時間を算出する第２の算出手段と、
第１の算出手段によって算出された前記複数の供給装置のうちの特定の供給装置に係る第１充填時間と他の供給装置に係る第１充填時間との差異、又は第２の算出手段によって算出された前記複数の供給装置のうちの特定の供給装置に係る第２充填時間と他の供給装置に係る第２充填時間との差異に基づいて、前記特定の供給装置及び当該特定の供給装置に係る特定の計量器の少なくとも何れか一方に異常状態が発生しているか否かを判定する第１の判定手段と、
前記特定の供給装置及び前記特定の計量器の少なくとも何れか一方に異常状態が発生していると判定された場合に、前記特定の供給装置に係る第１充填時間と他の供給装置に係る第１充填時間との差異と、前記特定の供給装置に係る第２充填時間と他の供給装置に係る第２充填時間との差異とを比較し、比較した結果に基づいて前記特定の供給装置及び前記特定の計量器の何れに異常状態が発生しているのかを判定する第２の判定手段と
を備えることを特徴とする重量充填装置。
【請求項１】
被計量物及び当該被計量物の容器である風袋を載置するための複数の載せ台と、当該載せ台のそれぞれに対して被計量物を供給するための複数の供給装置と、前記載せ台のそれぞれに載置された被計量物の重量を計測するための複数の計量器とを備え、前記供給装置を介して前記風袋に所定量の被計量物を充填し、当該充填された被計量物の重量を前記計量器によって計測する処理を繰り返し実行するように構成された重量充填装置の制御方法において、
前記複数の供給装置に係る前記所定量の被計量物の充填に要する充填時間を算出するステップと、
算出された前記複数の供給装置のうちの特定の供給装置に係る充填時間と他の供給装置に係る充填時間との差異に基づいて、前記特定の供給装置又は当該特定の供給装置に係る特定の計量器に異常状態が発生しているか否かを判定するステップと
を有することを特徴とする重量充填装置の制御方法。
【請求項２】
前記判定するステップは、前記特定の供給装置に係る充填時間と、他の供給装置に係る充填時間の平均値との差異が所定の範囲内にあるか否かに基づいて、前記特定の供給装置又は前記特定の計量器に異常状態が発生しているか否かを判定する、請求項１に記載の重量充填装置の制御方法。
【請求項３】
前記判定するステップは、前記特定の供給装置に係る充填時間と、前記複数の供給装置のそれぞれに係る充填時間の平均値との差異が所定の範囲内にあるか否かに基づいて、前記特定の供給装置又は前記特定の計量器に異常状態が発生しているか否かを判定する、請求項１に記載の重量充填装置の制御方法。
【請求項４】
前記算出するステップは、前記充填時間を繰り返し算出し、
前記判定するステップは、算出された前記特定の供給装置に係る複数の充填時間の平均値と、他の供給装置に係る複数の充填時間の平均値との差異に基づいて、前記特定の供給装置又は前記複数の計量器のうちの特定の計量器に異常状態が発生しているか否かを判定する、請求項１に記載の重量充填装置の制御方法。
【請求項５】
前記判定するステップは、前記特定の供給装置に係る複数の充填時間の平均値と、他の供給装置に係る複数の充填時間の平均値の平均値との差異が所定の範囲内にあるか否かに基づいて、前記特定の供給装置又は前記特定の計量器に異常状態が発生しているか否かを判定する、請求項４に記載の重量充填装置の制御方法。
【請求項６】
前記判定するステップは、前記特定の供給装置に係る複数の充填時間の平均値と、前記複数の供給装置のそれぞれに係る複数の充填時間の平均値の平均値との差異が所定の範囲内にあるか否かに基づいて、前記特定の供給装置又は前記特定の計量器に異常状態が発生しているか否かを判定する、請求項４に記載の重量充填装置の制御方法。
【請求項７】
被計量物及び当該被計量物の容器である風袋を載置するための複数の載せ台と、当該載せ台のそれぞれに対して被計量物を供給するための複数の供給装置と、前記載せ台のそれぞれに載置された被計量物の重量を計測するための複数の計量器とを備え、前記供給装置を介して前記風袋に第１の所定量の被計量物を充填した後に第１の所定量よりも少ない第２の所定量の被計量物を充填し、当該充填された被計量物の重量を前記計量器によって計測する処理を繰り返し実行するように構成された重量充填装置の制御方法において、
前記複数の供給装置に係る第１の所定量の被計量物の充填に要する第１充填時間を算出する第１の算出ステップと、
前記複数の供給装置に係る第２の所定量の被計量物の充填に要する第２充填時間を算出する第２の算出ステップと、
算出された前記複数の供給装置のうちの特定の供給装置に係る第１充填時間と他の供給装置に係る第１充填時間との差異、又は算出された前記複数の供給装置のうちの特定の供給装置に係る第２充填時間と他の供給装置に係る第２充填時間との差異に基づいて、前記特定の供給装置及び当該特定の供給装置に係る特定の計量器の少なくとも何れか一方に異常状態が発生しているか否かを判定する第１の判定ステップと、
前記特定の供給装置及び前記特定の計量器の少なくとも何れか一方に異常状態が発生していると判定された場合に、前記特定の供給装置に係る第１充填時間と他の供給装置に係る第１充填時間との差異と、前記特定の供給装置に係る第２充填時間と他の供給装置に係る第２充填時間との差異とを比較し、比較した結果に基づいて前記特定の供給装置及び前記特定の計量器の何れに異常状態が発生しているのかを判定する第２の判定ステップと
を有することを特徴とする重量充填装置の制御方法。
【請求項８】
前記第２の判定ステップにより前記特定の計量器に異常状態が発生していると判定された場合、前記特定の供給装置に係る第２充填時間と他の供給装置に係る第２充填時間との差異に基づいて、当該特定の計量器に係るスパン補正を実行するステップを更に有する、請求項７に記載の重量充填装置の制御方法。
【請求項９】
前記第２の判定ステップにより前記特定の計量器に異常状態が発生していると判定された場合、その後の第１の所定量の被計量物の充填時間を、前記他の供給装置に係る第１充填時間の平均値に基づいて算出するステップを更に有する、請求項７又は請求項８に記載の重量充填装置の制御方法。
【請求項１０】
前記第２の判定ステップにより前記特定の計量器に異常状態が発生していると判定された場合、その後の第２の所定量の被計量物の充填時間を、前記他の供給装置に係る第２充填時間の平均値に基づいて算出するステップを更に有する、請求項７又は請求項８に記載の重量充填装置の制御方法。
【請求項１１】
前記第１の算出ステップは、前記第１充填時間を繰り返し算出し、
前記第２の算出ステップは、前記第２充填時間を繰り返し算出し、
前記第２の判定ステップは、算出された前記特定の供給装置に係る複数の第１充填時間の平均値と他の供給装置に係る複数の第１充填時間の平均値との差異と、前記特定の供給装置に係る複数の第２充填時間の平均値と他の供給装置に係る複数の第２充填時間の平均値との差異とを比較し、比較した結果に基づいて前記特定の供給装置及び前記特定の計量器の何れに異常状態が発生しているのかを判定する、請求項７に記載の重量充填装置の制御方法。
【請求項１２】
前記第２の判定ステップにより前記特定の計量器に異常状態が発生していると判定された場合、前記特定の供給装置に係る複数の第２充填時間の平均値と他の供給装置に係る複数の第２充填時間の平均値との差異に基づいて、当該特定の計量器に係るスパン補正を実行するステップを更に有する、請求項１１に記載の重量充填装置の制御方法。
【請求項１３】
前記第２の判定ステップにより前記特定の計量器に異常状態が発生していると判定された場合、その後の第１の所定量の被計量物の充填時間を、前記他の供給装置に係る第１充填時間の複数の平均値の平均値に基づいて算出するステップを更に有する、請求項１１又は請求項１２に記載の重量充填装置の制御方法。
【請求項１４】
前記第２の判定ステップにより前記特定の計量器に異常状態が発生していると判定された場合、その後の第２の所定量の被計量物の充填時間を、前記他の供給装置に係る第２充填時間の複数の平均値の平均値に基づいて算出するステップを更に有する、請求項１１又は請求項１２に記載の重量充填装置の制御方法。
【請求項１５】
被計量物及び当該被計量物の容器である風袋を載置するための複数の載せ台と、当該載せ台のそれぞれに対して被計量物を供給するための複数の供給装置と、前記載せ台のそれぞれに載置された被計量物の重量を計測するための複数の計量器とを備え、前記供給装置を介して前記風袋に所定量の被計量物を充填し、当該充填された被計量物の重量を前記計量器によって計測する処理を繰り返し実行するように構成された重量充填装置の制御方法において、
前記複数の供給装置に係る前記所定量の被計量物の充填に要する充填時間を算出するステップと、
前記複数の供給装置のうちの特定の供給装置の異常を検出するステップと、
異常が検出された前記特定の供給装置とは異なる他の供給装置に係る充填時間に基づいて算出された充填時間によって、前記特定の供給装置を制御するステップと
を有することを特徴とする重量充填装置の制御方法。
【請求項１６】
被計量物及び当該被計量物の容器である風袋を載置するための複数の載せ台と、当該載せ台のそれぞれに対して被計量物を供給するための複数の供給装置と、前記載せ台のそれぞれに載置された被計量物の重量を計測するための複数の計量器とを備え、前記供給装置を介して前記風袋に所定量の被計量物を充填し、当該充填された被計量物の重量を前記計量器によって計測する処理を繰り返し実行するように構成された重量充填装置において、
前記複数の供給装置に係る前記所定量の被計量物の充填に要する充填時間を算出する算出手段と、
当該算出手段によって算出された前記複数の供給装置のうちの特定の供給装置に係る充填時間と他の供給装置に係る充填時間との差異に基づいて、前記特定の供給装置又は当該特定の供給装置に係る特定の計量器に異常状態が発生しているか否かを判定する判定手段と
を備えることを特徴とする重量充填装置。
【請求項１７】
被計量物及び当該被計量物の容器である風袋を載置するための複数の載せ台と、当該載せ台のそれぞれに対して被計量物を供給するための複数の供給装置と、前記載せ台のそれぞれに載置された被計量物の重量を計測するための複数の計量器とを備え、前記供給装置を介して前記風袋に第１の所定量の被計量物を充填した後に第１の所定量よりも少ない第２の所定量の被計量物を充填し、当該充填された被計量物の重量を前記計量器によって計測する処理を繰り返し実行するように構成された重量充填装置において、
前記複数の供給装置に係る第１の所定量の被計量物の充填に要する第１充填時間を算出する第１の算出手段と、
前記複数の供給装置に係る第２の所定量の被計量物の充填に要する第２充填時間を算出する第２の算出手段と、
第１の算出手段によって算出された前記複数の供給装置のうちの特定の供給装置に係る第１充填時間と他の供給装置に係る第１充填時間との差異、又は第２の算出手段によって算出された前記複数の供給装置のうちの特定の供給装置に係る第２充填時間と他の供給装置に係る第２充填時間との差異に基づいて、前記特定の供給装置及び当該特定の供給装置に係る特定の計量器の少なくとも何れか一方に異常状態が発生しているか否かを判定する第１の判定手段と、
前記特定の供給装置及び前記特定の計量器の少なくとも何れか一方に異常状態が発生していると判定された場合に、前記特定の供給装置に係る第１充填時間と他の供給装置に係る第１充填時間との差異と、前記特定の供給装置に係る第２充填時間と他の供給装置に係る第２充填時間との差異とを比較し、比較した結果に基づいて前記特定の供給装置及び前記特定の計量器の何れに異常状態が発生しているのかを判定する第２の判定手段と
を備えることを特徴とする重量充填装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００６−１５３８１７（Ｐ２００６−１５３８１７Ａ）
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３４８７９２（Ｐ２００４−３４８７９２）
【出願日】平成１６年１２月１日（２００４．１２．１）
【出願人】（０００２０８４４４）大和製衡株式会社 (535)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月１日（２００４．１２．１）
【出願人】（０００２０８４４４）大和製衡株式会社 (535)
【Ｆターム（参考）】
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