JP2010011090A - データ送信機能を備えた設備稼働時間積算計及び設備稼働時間積算システム - Google Patents

Abstract

【課題】稼動積算データを管理装置に送信可能なデータ送信機能を備えた設備稼働時間積算計を提供する。
【解決手段】トリガー発生間隔を設定可能な計時手段と、該計時手段が発生するトリガーに応じて機械設備の稼動状態を継続的に検知する検知手段と、該検知手段の検知信号を計数する計数手段と、該計数手段の計数信号を所定期間毎に管理用コンピュータに送信する送信手段と、から構成される設備稼働時間積算計において、前記計時手段が発生するトリガーを計数するトリガー計数手段を備え、該トリガー計数手段が所定数を計数したとき、前記送信手段は、管理用コンピュータからの要求に基づくことなく、自動的にその日のうちに継続的に反復繰り返して、前記計数手段の計数回数を管理用コンピュータに送信する。
【選択図】図１

Description

この発明は、設備稼働時間積算計、特にデータ送信機能を備えた設備稼働時間積算計に関し、並びに該稼動時間積算計を利用した設備稼働時間積算システムに関する。

従来、設備機器、実験機器等の稼動積算時間により保守メンテナンスを実行すべきときが決められている機器類にあっては、当該機器類に直接取り付けられたアワーメータの表示を目視により稼動積算時間を確認する必要があった。
このため、確認作業が何らかの原因で適切に行われなかった場合には、設備機器にあっては設備の故障や、実験機器にあっては実験中の動作不良に基づく実験の無駄等が発生していた。

そこで、このような不具合が発生しないように、各建設機械に、各稼働情報を検出する検出手段と、各稼働情報を記憶する記憶手段と、各稼働情報を送信する送信手段を設けた、データ送信機能を備えた機械稼働時間積算計が提案されている。
特開２００２−１３８５１５号公報

しかしながら、このデータ送信機能を備えた建設機械稼働時間積算計は、建設機械の貸出期間終了まで、基地局に対し稼動積算時間データを送信しないものであるので、必ずしも保守メンテナンス用の設備稼働時間積算計に適しているとはいえない。

また、この建設機械稼働時間積算計は、レンタル期間を算出するために、基地局の指令情報発生手段からの稼働時間等の送信を指令する指令情報に基づいて上記記憶手段に記憶されている稼働時間等をレンタル期間終了時において１回送信するものであって、レンタル期間中において自発的に、期間中継続的に反復して送信するものでないから、この点においても、保守メンテナンス用の設備稼働時間積算計に適しているとはいえない。

そこで、運転者によって操作され所定の作業を行う作業機械から、当該作業機械を管理する側に設けられた端末装置に対して情報を送信可能に、前記作業機械と前記端末装置とを通信手段によって接続し、前記作業機械から当該移動体の状態を示す情報を、前記端末装置に送信し、前記端末装置は、送信された情報に基づいて前記作業機械を管理するようにした作業機械の管理装置において、前記作業機械の稼動開始時に、運転者を識別する運転者識別データを入力するデータ入力手段と、前記作業機械が稼動していた時間を計測する稼動時間計測手段と、前記データ入力手段によって運転者識別データが入力された時点の日時と、前記稼動時間計測手段で稼動時間を計測していた日時を計時する計時手段とを前記作業機械に設け、前記データ入力手段から入力された運転者識別データと、前記稼動時間計測手段で計測された稼動時間と、前記計時手段の計時結果とを、前記作業機械から前記端末装置に送信し、前記端末装置は、送信された情報に基づいて前記作業機械を管理する作業機械の管理装置が提案されるに至っている。

しかしながら、ここで開示された作業機械と端末装置の通信手段は、具体的にはインターネットを介した双方向通信であり、作業機械側には送受信装置を設置する必要がある複雑・高度なシステムとなり、コスト高を避けられない。
また、作業機械から端末装置に稼働時間等のデータを送信する頻度が日に一度であり、この送信タイミングに通信手段又は端末装置が何らかの原因によりシステムダウン状態にあったときは、端末装置は作業機械の稼働状況等をリアルタイムで正確に把握することはできない。
特開２００３−３４９５４号公報

ところが、油圧装置等の機械設備にあっては、油へのゴミ等の異質物の混入、油の劣化のためその稼動積算時間をリアルタイムに時間単位で正確に把握し、的確な保守・メンテナンスを行わないと誤動作、故障することがあり、これを未然に防ぐ必要がある。

そこで本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、設備稼働時間積算計自体極めて単純・簡便な構成としてコストダウンを図りつつ、これに伴う通信の信頼性の低下を防止し、管理装置や通信システムに障害が生じたとしてもその復旧後には即座にその時点における稼動積算データを管理装置側に送信可能な設備稼働時間積算計及び設備稼働時間積算システムを提供することを目的とするものである。

請求項１に係る発明は、トリガー発生間隔を設定可能な計時手段と、該計時手段が発生するトリガーに応じて機械設備の稼動状態を継続的に検知する検知手段と、該検知手段の検知信号を計数する計数手段と、該計数手段の計数信号を所定期間毎に送信する送信手段と、から構成される設備稼働時間積算計において、該設備稼働時間積算計は、前記計時手段が発生するトリガーを計数するトリガー計数手段を備え、該トリガー計数手段が所定数を計数したとき、前記送信手段は、他からの要求に基づくことなく自動的に、その日のうちに継続的に反復繰り返して、前記計数手段の計数回数を送信することを特徴としている。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載された前記設備稼働時間積算計はさらに、前記計数手段における計数信号を所定の集計単位に変換して累計する累計手段を備えることを特徴としている。

請求項３に係る発明は、請求項１乃至請求項２のいずれかに記載された前記設備稼働時間積算計は、ＡＣ／ＤＣ変換器とフォトカプラーとを備えた電源入力検知部４と、マイクロコンピュータとタイマーと送信回路とを備えた無線タグと、から構成されていることを特徴としている。

請求項４に係る発明は、請求項３に記載された前記設備稼働時間積算計の前記無線タグのマイクロコンピュータは、前記タイマーが所定時間経過したときにおいて、その設備稼働確認ポートに前記フォトカプラーからの信号が入力されたとき、前期機械設備が稼動状態にあることを検知する検知手段を備えることを特徴としている。

請求項５に係る発明は、請求項４に記載された前記無線タグのマイクロコンピュータは、前記設備稼働確認ポートから前記検知信号が入力される度毎に、該検知信号数をカウントする計数手段を備えることを特徴としている。

請求項６に係る発明は、請求項４に記載された前記無線タグのマイクロコンピュータは、前記計数手段の前記検知信号数が所定の集計単位に達したとき、該検知信号数を集計単位数に変換して累計する累計手段を備えていることを特徴としている。

請求項７に係る発明は、請求項３乃至請求項６のいずれかに記載されたマイクロコンピュータは、前記累計手段による累計数が、機械設備の設定された所定の保守・メンテナンス期を示すと判断したとき、管理用コンピュータに対し行うべき具体的なメンテナンス事項等を示す警告を送信することを特徴としている。

請求項８に係る発明は、請求項１乃至請求項７のいずれかに記載された設備稼働時間積算計と無線通信可能に結合されるとともに、パーソナルコンピュータとＬＡＮ結合された管理用コンピュータが、前記設備稼働時間積算計から受信した稼働データが、機械設備毎に設定された保守・メンテナンス時期に近付いていることを示していると判断したとき、当該機械設備の管理者のパーソナルコンピュータに対し行うべき具体的なメンテナンス事項等を示す警告を出力することを特徴としている。

請求項１に係る発明によれば、設備稼働時間積算計は、計時手段が発生するトリガーを計数するトリガー計数手段を備え、該トリガー計数手段が所定数を計数したとき、送信手段は、管理用コンピュータからの要求に基づくことなく自動的に、その日のうちに継続的に反復繰り返して、前記計数手段の計数回数を管理用コンピュータに送信するようにして、設備稼働時間積算計自体極めて単純・簡便な構成とすることが可能とし、これによりコストダウンを実現することができ、しかも、送信タイミングに通信手段又は管理用コンピュータが何らかの原因によりシステムダウン状態にあったとしても、管理用コンピュータは機械設備の稼働状況等をリアルタイムで正確に把握することができる。

請求項２に係る発明によれば、設備稼働時間積算計はさらに、計数手段における計数信号を所定の集計単位に変換して累計する累計手段を備えているから、管理装置に対し必要な集計単位のデータを送信することができ、管理用コンピュータにおける変換処理を不要とすることができる。

請求項３に係る発明によれば、設備稼働時間積算計は、ＡＣ／ＤＣ変換器とフォトカプラーとを備えた電源入力検知部４と、マイクロコンピュータとタイマーと送信回路とを備えた無線タグと、から構成されているので、設備稼働時間積算計の構成を簡素化することができる。

請求項４に係る発明によれば、請求項３に記載された設備稼働時間積算計の無線タグのマイクロコンピュータは、前記タイマーが所定時間経過したときにおいて、その設備稼働確認ポートに前記フォトカプラーからの信号が入力されたとき、前期機械設備が稼動状態にあることを検知する検知手段を備えるから、設備稼働時間積算計の構成を極めて簡素化することができる。

請求項５に係る発明によれば、無線タグのマイクロコンピュータは、設備稼働確認ポートから検知信号が入力される度毎に、該検知信号数をカウントする計数手段を備えているから、検知信号数を確実にカウントすることができる。

請求項６に係る発明によれば、無線タグのマイクロコンピュータは、計数手段の検知信号数が所定の集計単位に達したとき、検知信号数を集計単位数に変換して累計する累計手段を備えているから、管理用コンピュータに送信するデータは必要な集計単位に集計済みの形態とすることができる。

請求項７に係る発明によれば、マイクロコンピュータは、累計手段による累計数が、機械設備の設定された所定の保守・メンテナンス期を示すことを判断したとき、管理用コンピュータに対し行うべき具体的なメンテナンス事項等を示す警告を送信するから、単に要メンテナンス時期を知らせられるのに比し、必要なメンテナンス項目、内容等を知らせることができ、機械設備の維持管理を適切に実施することができる。

請求項８に係る発明によれば、パーソナルコンピュータとＬＡＮ結合された管理用コンピュータが請求項１乃至請求項７のいずれかに記載された設備稼働時間積算計と無線通信可能に結合されているから、設備稼働時間積算計の蓄積するメンテナンス情報を管理保守責任者のパーソナルコンピュータの表示画面にて簡単に確認することができ、また、設備稼働時間積算計から受信した稼働データが、機械設備毎に設定された保守・メンテナンス時期に近付いていることを、行うべき具体的なメンテナンス事項等とともに知らせることができる。

図１は、本発明に係るデータ送信機能を備えた設備稼働時間積算計本体の各構成要素の構成例を示すブロック図である。図２は、この設備稼働時間積算計の時間積算方法を模式的に表わした模式図である。図３は、マイクロコンピュータにおける時間積算のフローチャートである。図４は、積算データのデータ構造を示す図である。

設備稼働時間積算計本体１は、通常通り建設用機械、実験用設備等の機械設備２の制御部３に電気的に結合して取り付けられて使用される。
この積算計本体１は、機械設備２が稼動中であるか否かについて通電の有無を検知する電源入力検知部４と、通電時間を積算し管理装置に送信する無線タグ５から構成されている。

上記電源入力検知部４は、設備機械２のＡＣをＤＣに変換するＡＣ／ＤＣ変換器４１とフォトカプラー４２とを備え、無線タグ５は、マイクロコンピュータ（以下「マイコン」という。）５１とタイマー５２と送信回路５３を備え、これらはバッテリー５４にて電源供給されている。

機械設備２は通常、１秒を超える長さで運転されるから、１秒間隔でその稼働状況をチェックしていれば、その機械設備の稼働状況を正確に把握することが可能である。
そこで本発明では、マイコン５１はタイマー５２から１秒間隔で出力されるトリガーに応じてフォトカプラー４２の受光部の信号の有無を検知し、該信号が連続して検知されれば機械設備は稼働中であると判断することとしている。

マイコン５１は、タイマー５２の定期的なトリガーとフォトカプラー４２の受光部からの信号がともに出力され、設備稼働確認ポートを介して入力されたとき、秒カウンタを１加算する。秒カウンタが１加算されることは機械設備２が１秒間通電されたこと、すなわち、１秒間稼動したことを意味する。
逆に機械設備２が１秒間継続して稼動していなければ、フォトカプラー４２の発光部は発光していないので、受光部からの受光信号は発生せず、秒カウンタは加算されることはない。

この秒カウンタが、１例として３６００（秒）をカウントして稼働時間が１時間に達したとき、秒カウンタをリセットするとともに時間カウンタを１加算する。
そして時間カウンタが設定された所定時間、換言すれば要メンテナンス時期に達するまで時間カウンタをカウントアップし、逐次送信回路５３、レシーバ（図示省略）を介して管理用コンピュータ（図示省略）にカウントアップした累計の稼働時間等のデータを送信する。

ここで、積算計本体１における積算稼働時間が１００時間となった直後の動作について、図２に基づいて説明する。
図の横線の下には、秒カウンタと時間カウンタの積算の態様を示し、横線の上にはタイマー５２からのトリガータイミングと時間カウンタの積算データの送信タイミングを示す。
図の左端に示されるように、秒カウンタの積算稼働時間が１００時間となると、秒カウンタはリセットされて機械が稼働中であればタイマーのトリガーに同期して１からカウントし始め、図の中央に示されるように、３６００をカウントして直後にリセットされ、再度１からカウントし始める。秒カウンタはこの動作を繰り返す。
そしてこのとき、時間カウンタは１０１時間にカウントアップされる。
一方、送信回路５３は図の横線の上の中央と右側に柱状グラフで示されるように、タイマーのトリガー１０個毎、すなわち、１０秒間隔でレシーバ（図示省略）に対し送信する。
このように、送信回路５３は設備稼働時間積算計本体１の積算時間が更新されたか否かに拘らず頻繁に送信を繰り返す。

次いでこの積算計本体１の動作を実行するプログラムの処理手順について、図３の機械設備稼働時間積算サブルーチンのフローチャートを参照して詳細に説明する。
先ず初期設定として、マイコン５１のタイマー５２、すなわちリアルタイムクロック（ＲＴＣ）の周期を、この例では１秒に設定するとともに、設備稼働時間積算計本体１が対象とする機械設備２の要メンテナンス期間を設定しておく（ステップ１）。

次のステップでは、ＲＴＣタイマー５２が１秒経過のトリガーを出力するまでループを実行し、１秒経過のトリガーとフォトカプラー４２の受光部からの入力がともにあるか否か判断し（ステップ３）、両者の入力があるときは秒カウンタ（１ｓカウンタ）を１加算する（ステップ４）。
そして、ステップ３のフォトカプラー４２の受光部からの信号が入力されたことを判断する手段が、本発明の検知手段を構成している。また、この秒カウンタが、マイコン５１の設備稼働確認ポートを介して受光部からの検知信号が入力される度毎に、該検知信号数をカウントする本発明の計数手段を構成している。

このときさらに、稼働時間が１時間に達しているか否か、すなわち、秒カウンタが３６００をカウントしているか否か判断する（ステップ５）。
ステップ５において稼働時間が１時間に達していなかったらステップ１０にジャンプして１秒ごとに加算されるＲＴＣ出力カウンタを１加算し（ステップ１０）、次いでＲＴＣ出力カウンタのカウント数が１０に達しているか否か判断し（ステップ１１）、１０に達していないとき、すなわち、前回送信してから１０秒が経過していないときはステップ２に戻って、ステップ２からステップ１１までのループを実行する。

本発明はここで、機械設備２の稼働時間を示す時間カウンタの現時点におけるカウント信号を後述する管理用コンピュータに自動的、定期的に送信するため、ＲＴＣ出力カウンタが、本実施例では１０回カウントする都度、時間カウンタのデータ信号を管理用コンピュータに送信するようにする。
このためステップ１１において、ＲＴＣ出力カウンタのカウント数が１０であるときは、ＲＴＣ出力カウンタをリセットして（ステップ１２）、時間カウンタのデータを図４のデータ構造に処理した上で（ステップ１３）、管理用コンピュータに送信するものである。
つまり、この時間カウンタのデータをその日のうちに継続的に反復繰り返して管理用コンピュータに送信する。

そして上記ループを実行中に、ステップ５において稼働時間が３６００秒に達したときは、秒カウンタをリセットして（ステップ６）、時間カウンタを１加算する（ステップ７）。次のステップ８において時間カウンタの値が設定したメンテナンス期間に達しているか否か判断し、期間に達していなければステップ１０にてＲＴＣカウンタを１加算して同カウンタの値が１０であるか判断する（ステップ１１）。そしてＲＴＣカウンタが１０になるまで上記ステップ２からステップ１１までのループ（以下「ループ」という。）を実行する。
一方、ステップ１１においてＲＴＣカウンタが１０をカウントしているとき、すなわち、本例においては１０秒に１回、上記したとおり時間カウンタの信号を管理用コンピュータに送信して、機械設備の稼動状態を刻々と知らせる。

この実施の形態では、ステップ５において３６００秒に達したと判断したときに、ステップ７にて時間カウンタを１加算している。
この時間カウンタを１加算するというデータ処理内容についてみると、秒カウンタで計数した計数信号を所定の集計単位に変換して累計する処理を行っているのであり、本発明の累計手段の累計処理に相当するものである。
そして、この集計単位は時間に限られず、分単位、日単位、週単位、月単位、旬単位、年単位等、対象とする機械設備の保守・メンテナンスサイクルに応じて適宜設定すればよい。

以上の説明においては、時間カウンタの現時点におけるカウント信号を管理用コンピュータに自動的、定期的に送信することとしているが、ステップ６とステップ７を省略し、ステップ８の時間カウンタを秒カウンタの計数回数判断手段に置き換えて、該判断手段が所定秒数を超えたと判断したとき、その秒数データを直接管理用コンピュータに送信するようにしてもよい。
もちろんこのときは、管理用コンピュータにおいて、受信した秒データを自らが管理する期間データに換算する必要がある。

一方、ステップ８において時間カウンタの値が設定したメンテナンス期間に達していると判断されれば、ステップ９においてメンテナンス期間満了信号を生成するとともに、ＲＴＣ出力カウンタを１加算し（ステップ１０）、該ＲＴＣ出力カウンタが１０カウントするのを待って（ステップ１１）上記したステップ１２乃至ステップ１４を実行して、当該機械設備２は設定されたメンテナンス期間が満了することを告知する前記生成した期間満了信号を管理用コンピュータに対し無線にて送信する。
なお、これを管理用コンピュータを介してパーソナルコンピュータの画面で確認した保守管理責任者は、必要なメンテナンスを施して、完了したら積算計本体１に設けられている時間カウンタ（図示省略）を手動にてリセットする。
このとき、設定されたメンテナンス期間が満了することを告知するだけでなく、具体的なメンテナンス項目を併せて告知するようにすることが好ましい。
このため、マイコン５１の記憶部には期間データとメンテナンス項目・内容データを保存しておく。

上記特許文献２に記載された発明が日に一度だけ管理装置にデータを送信するのに対し、本発明においては、その日のうちに時間データに更新変更が有るか無いかに拘らず、その日に頻繁に時間データをレシーバを介して管理用コンピュータに無線にて送信している。
これによって、管理用コンピュータや通信手段に不具合が生じている間にデータが送信された場合に、管理用コンピュータがデータを受信できず、結果として必要なメンテナンスを行えないという事態を惹起することを効果的に防止することができる。
このように本発明は、特定小電力簡易無線方式を採用して積算計本体１の構成を単純化、簡略化しているが、このことによる通信の信頼性低下を、稼働時間積算テータを頻繁に管理用コンピュータに対し送信し続けることによって補い、コストダウンを実現している。

図４を参照してデータ構造について説明すると、このデータは２２バイト構成で、先頭より３バイトが設備稼働時間積算計本体のＩＤ番号、４バイトが積算時間、１バイトが機械設備の運転・停止の運転状態に充てられ、２バイトが積算計本体１の送信回路５３から送信された電波を受信するレシーバＩＤ、残りの１２バイトが受信時刻に充てられている。

次いで、この設備稼働時間積算計本体１を管理用コンピュータに接続して構成される設備稼働時間積算システムについて説明する。
この積算計本体１は無線タグ５の送信回路５３を介して管理用コンピュータと通信可能に結合される。他方、管理用コンピュータは機械設備の保守管理責任者のパーソナルコンピュータとＬＡＮ結合される。

管理用コンピュータは、設備稼働時間積算計から受信した稼働時間データが、機械設備毎に設定された保守・メンテナンス時期に近付いていることを示していると判断したとき、当該機械設備の管理者のパーソナルコンピュータに対し、稼働時間データとともに行うべき具体的なメンテナンス事項を示す警告又は案内を出力する。
前述の実施の形態では、積算計本体１自体に秒カウンタで計数した計数信号を所定の集計単位に変換して累計する処理を行う累計機能をもたせていたが、その機能は管理用コンピュータにもたせてもよい。

上記の稼動時間に関する生データは、積算計本体１自体が収集するが、その他は管理用コンピュータが集計処理等のデータ処理を行えるように、機械設備毎のメンテナンス時期の判断機能、メンテナンス事項についてのデータ保存を行う。

本発明に係るデータ送信機能を備えた設備稼働時間積算計本体の各構成要素の構成例を示すブロック図である。 この設備稼働時間積算計の時間積算方法を模式的に表わした模式図である。 マイクロコンピュータにおける時間積算のフローチャートである。 積算データのデータ構造を示す図である。

符号の説明

１ 設備稼働時間積算計本体
２ 機械設備
３ 制御部
４ 電源入力検知部
４１ ＡＣ／ＤＣ変換器
４２ フォトカプラー
５ 無線タグ
５１ マイクロコンピュータ
５２ タイマー（ＲＴＣ）
５３ 送信回路
５４ バッテリー

Claims (8)

1. トリガー発生間隔を設定可能な計時手段と、
   該計時手段が発生するトリガーに応じて機械設備の稼動状態を継続的に検知する検知手段と、
   該検知手段の検知信号を計数する計数手段と、
   該計数手段の計数信号を所定期間毎に送信する送信手段と、
   設備稼働時間積算計から構成される設備稼働時間積算計において、
   該設備稼働時間積算計は、前記計時手段が発生するトリガーを計数するトリガー計数手段を備え、該トリガー計数手段が所定数を計数したとき、他からの要求に基づくことなく自動的に、その日のうちに継続的に反復繰り返して、前記計数手段の計数回数を送信することを特徴とする設備稼働時間積算計。
2. 前記設備稼働時間積算計はさらに、前記計数手段における計数信号を所定の集計単位に変換して累計する累計手段を備えることを特徴とする請求項１に記載された設備稼働時間積算計。
3. 前記設備稼働時間積算計は、
   ＡＣ／ＤＣ変換器とフォトカプラーとを備えた電源入力検知部４と、
   マイクロコンピュータとタイマーと送信回路とを備えた無線タグと、
   から構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項２のいずれかに記載された設備稼働時間積算計。
4. 前記無線タグのマイクロコンピュータは、前記タイマーが所定時間経過したときにおいて、その設備稼働確認ポートに前記フォトカプラーからの信号が入力されたとき、前期機械設備が稼動状態にあることを検知する検知手段を備えることを特徴とする請求項３に記載された設備稼働時間積算計。
5. 前記無線タグのマイクロコンピュータは、
   前記設備稼働確認ポートから前記検知信号が入力される度毎に、該検知信号数をカウントする計数手段を備えることを特徴とする請求項４に記載された設備稼働時間積算計。
6. 前記無線タグのマイクロコンピュータは、
   前記計数手段の前記検知信号数が所定の集計単位に達したとき、該検知信号数を集計単位数に変換して累計する累計手段を備えていることを特徴とする請求項４に記載された設備稼働時間積算計。
7. 前記マイクロコンピュータは、
   前記累計手段による累計数が、機械設備の設定された所定の保守・メンテナンス期を示すと判断したとき、管理用コンピュータに対し行うべき具体的なメンテナンス事項等を示す警告を送信することを特徴とする請求項３乃至請求項６のいずれかに記載された設備稼働時間積算計。
8. 前記請求項１乃至請求項７のいずれかに記載された設備稼働時間積算計と無線通信可能に結合されるとともに、パーソナルコンピュータとＬＡＮ結合された管理用コンピュータが、
   前記設備稼働時間積算計から受信した稼働データが、機械設備毎に設定された保守・メンテナンス時期に近付いていることを示していると判断したとき、当該機械設備の管理者のパーソナルコンピュータに対し行うべき具体的なメンテナンス事項等を示す警告を出力することを特徴とする設備稼働時間積算システム。