JP2012194607A - 制御装置、制御方法、プログラム、記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】製造ライン10は、設備A、設備B、設備C、設備D、および制御装置20を備えている。設備A、設備B、設備C、設備Dは、この順序でワークに対して処理を実行する。制御装置20は、設備Aの電源がオンになった時から現時点までの設備Aの電力量を監視する監視部21と、前記電力量が閾値Aより低い値から閾値A以上の値に増加した場合に設備Bの電源をオフからオンに切り替える電源制御部22とを備えている。
【選択図】図2
Description
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る製造ラインの概略構成を示す模式図である。
まず、設備Aの第1電力量の算出対象(計測対象)となる期間を対象期間とする。つまり、この対象期間とは、設備Aの電源オン時から現時点までの期間である。そして、監視部21は、対象期間を複数の等しい所定期間に区切り、所定期間毎の設備Aの消費電力(使用電力)の積算値を期間積算値として計測する(つまり、所定期間は対象期間より必ず短くなる)。さらに、監視部21は、対象区間に属する各所定期間の各期間積算値のうち、所定値未満の期間積算値を除外して所定値以上の期間積算値のみを積算する。そして、この積算で得られる値を第1電力量とする。
このような第1電力量の算出手法の場合、設備Aにて実行される工程(例えば加工処理)とは関係のない微小な消費電力(例えば工程非実行時の無負荷状態のモータの消費電力)を積算しないように設定できる。したがって、設備Aの電源をオンにしたものの、何らかの理由で最初のワークが設備Aに投入されていない状況が続いて設備Aが工程を実施していない状況が続いている場合、設備Bの電源をオンにしてもよいタイミングになってないのに、設備Aの第1電力量が閾値A以上になってしまうというような不具合の発生を抑制できる。
また、現時点から一定の第2時間(例えば15秒)だけ遡った時点と現時点から第2時間よりも短い一定の第3時間(例えば5秒)だけ遡った時点との間に使用された電力の積算値を第1電力量として、設備Aの当該第1電力量が閾値以上になった時に設備Bの電源をオンにし、設備Bの当該第1電力量が閾値以上になった時に設備Cや設備Dの電源をオンにするようになっていてもよい。この場合、前述した対象期間は、現時点から一定の第2時間だけ遡った時点と現時点から第2時間よりも短い一定の第3時間だけ遡った時点との間の期間になる。
また、以上にて説明した実施形態では、ある設備(例えば設備A)の第1電力量に応じて、当該設備よりもワークの搬送方向の下流側に位置する設備(例えば設備B)の電源をオフからオンに切り替える構成であるが、当該構成に限定されるものではない。すなわち、ある設備(例えば設備B)の第1電力量に応じて、当該設備よりもワークの搬送方向の上流側に位置する設備(例えば設備A)の電源をオフからオンに切り替える構成であってもよい。以下ではこの構成について説明する。
実施の形態1では、電源をオフからオンに制御する形態について説明したが、本実施形態では、電源をオンからオフに制御する形態について説明する。本実施形態では、設備A〜Dのうちのいずれかの設備にトラブルが発生して当該設備が正常に稼動しなくなった場合、他の設備の電源をオンからオフにするものである。
ここで、設備が正常に稼動し続けている場合、当該設備の第2電力量(現時点と、現時点から一定時間遡った時点との間の電力の積算値)は、ほぼ一定値で推移するものの、設備にトラブルが生じた場合、前記第2電力量は減少する。そして、前記第2電力量が、ある値(閾値a〜d)以下になるまで減少した場合、当該設備は前記トラブルによって完全停止してしまったものと判断できる。
急なトラブルによって設備Aが停止した場合、設備Aからワークが出力されなくなるため、設備Aよりもワーク搬送方向の下流側に位置する設備B〜Dは、そのまま電源オン状態を維持した場合、不必要な待機状態(ワークに対する処理を実行せずに電力を消費している状態)を継続することになる。したがって、トラブルによって設備Aが停止した場合、直ちに設備B〜設備Dの電源をオフにしなければ、不必要な待機状態による無駄な電力消費が生じてしまうことになる。この点、本実施形態の構成によれば、設備Aがトラブルによって停止したものと認定できる状況になると、直ちに設備B〜設備Dの電源をオフにすることになるため、不必要な待機状態による無駄な電力消費を抑制できるのである。
急なトラブルによって設備Bが停止した場合、設備Bよりもワークの搬送方向の上流側に位置する設備Aが処理を継続しても、設備Bは設備Aから出力されるワークを処理できない。それゆえ、設備Aの処理を継続させても無駄になり、無駄な電力消費を招来することになる。これに対し、本実施形態の構成によれば、設備Bがトラブルによって停止したものと認定できる状況になると、設備Bよりも上流側に位置する設備Aの電源を直ぐにオフにしているため、無駄な電力消費を抑制できるのである。
まず、ライン10を試運転することによって、設備A〜D毎に、第2電力量の算出対象となる期間(現時点と現時点から一定時間遡った時点との間)と同一長さの期間に正常に稼動した場合の電力量の積算値を正常値として予め算出しておく。つぎに、各設備A〜Dの正常値を制御装置20に備えられる記憶装置(不図示)に保存しておく。例えば、図4に示すt5からt6の間の設備Aの消費電力の積算値が設備Aの正常値になり得る。
そして、ライン10の通常稼動時において、電源制御部22は、設備A〜設備Dの各々について、前記正常値から第2電力量を差し引いた差分値を求め、この差分値が閾値より少ない値から閾値以上の値に増加したか否かを判定し続ける。さらに、電源制御部22は、設備A〜設備Dのうちのいずれかの設備の差分値が閾値以上の値に増加したことを検出すると、前記差分値が閾値以上になった設備以外の各設備の電源をオンからオフに切り替える制御を行う。このような処理形態によれば、第2電力量が正常値よりも極めて低い値にまで減少した設備があると、この設備以外の各設備の電源をオフにすることになる。ここで、ある設備の第2電力量が正常値よりも極めて低い値にまで減少するという事は、当該設備がトラブル等によって停止したものと考えることができる。それゆえ、以上の処理形態によっても、ある設備がトラブルによって停止したものと認定できる状況になると、直ちに他の設備の電源をオフにでき、無駄な電力消費を抑制できるのである。
また、オペレータまたはシステム設計者に予め設定されている期間(以下「設定期間」と称す)の各設備の電力量を第3電力量として求め、各設備の第3電力量の合計値を表示装置に表示する形態になっていてもよい。以下では、この形態について説明する。
(1)製造ライン10を構成する各設備の稼動状況に応じて、各設備の電源のオンとオフとの切り替えを好適なタイミングで細かく自動で操作できるので、待機状態あるいは空運転による電力消費を最小限に抑えることができる。これに対し、例えば、電力量を表示装置に表示し、且つ、表示されている電力量に応じて作業員が多数の設備の電源を切り替えるような形態では、電源のオンとオフとの切り替えを好適なタイミングで細かく操作することが不可能である。また、非熟練者においては、電力量の変化から、電源の切り替えの適切なタイミングを見極めることが困難であり、作業員が各設備の電源を切り替えるような形態では、待機状態あるいは空運転による電力消費を最小限に抑えることが困難である。
(2)電力に基づいて動作する設備は、全て、同様な形態の電源を備えている。したがって、実施の形態1〜3の構成は多種多様なラインに適用可能である。
(3)ワークの位置を検出するためのセンサの出力に基づいて電源制御を行う従来構成によれば、各設備に対するワークの搬入・搬出を詳細に監視する必要があるので、最適センサの選定、最適センサ位置の選定を装置毎にシビアに行う必要があり、設計作業が煩雑になる。これに対し、実施の形態1〜3の構成では、前記センサの出力に基づく電源制御を行っていないので、センサの選定やセンサ設置位置の選定を従来構成ほどシビアに行う必要がなく、従来構成よりも設計作業が容易である。
(4)前記従来構成では、同一ラインで多種のワークを処理する場合、ワークの種類の変更に応じてセンサを交換しなければいけない場合がある。これに対し、実施の形態1〜3の構成によれば、同一ラインで多種のワークを処理する場合、ワークの種類が変わっても、閾値を変更するだけでよく、電力計までを交換する必要はない。
(5)前記従来構成によれば、待機状態の期間や空運転期間が必要以上に確保されるので、ラインの微調整を頻繁に実施するためにラインの稼動/非稼動を細かく切り替えるような場合、無駄な消費電力が増大する。これに対し、実施形態1〜3によれば、待機状態の期間や空運転期間を必要最低限に近づけることができるため、ラインの微調整を頻繁に実施するような場合、従来構成より消費電力を削減できる。
(6)実施の形態1〜3の構成によれば、ワークの位置を検出するためのセンサの出力を電源制御に用いないため、前記従来構成と比べて、前記センサの設置数を削減でき、各センサを配線する作業も軽減されるため、コストの低下が可能となる。
(7)実施の形態3の構成によれば、電力計11〜14の測定値を、製造ライン10の電源制御にだけではなく、電力消費の管理用データ(表示装置30に表示される情報)の作成にも用いることができる。
(8)実施の形態1の変形例の構成では、下流側の設備の空運転の進捗状況に応じて上流側の設備の電源をオンにするような制御が可能である。これに対し、従来構成では、ワークの検出のみでは設備の空運転の進捗状況を把握できず、下流側の設備の空運転の進捗状況に応じて上流側の設備の電源をオンにするような制御は困難である。
(9)また、従来構成では、設備αと設備αの下流側の設備βとを有する場合、設備αと設備βとの間にセンサを設置している。そして、設備βにトラブルが生じた場合にセンサにて検出されるワークの滞留数が一定値を越えることになり、前記滞留数が一定値を超えると設備αの電源をオフにする制御が行われている。しかし、このような手法では、センサを余分に設置する必要があり、センサの種類、取り付け位置の調整、滞留判定の条件設定等が煩雑で、ライン調整に長時間を要する問題がある。これに対し、ある設備の第2電力量に基づいて他の設備の電源をオフにする実施の形態2の構成によれば、電源の制御に前記センサの出力を用いていないので、前記した問題を有しない。
例えば、実施の形態1では、設備Aの第1電力量が閾値A以上の値であるか否かを判定する閾値処理が行われていることになるが、この閾値処理は、「第1電力量≧閾値A」であるか否かの判定形態であってもよいし、「第1電力量>閾値A」であるか否かの判定形態であってもよい。また、例えば、実施の形態2では、設備Aの第2電力量が閾値a以下の値であるか否かを判定する閾値処理が行われていることになるが、この閾値処理は、「第2電力量≦閾値」であるか否かの判定形態であってもよいし、「第2電力量<閾値」であるか否かの判定形態であってもよい。
11〜14 電力計
20 制御装置
21 監視部
22 電源制御部
23 演算部
24 表示制御部
30 表示装置
40 入力装置
100 金属加工プレス
A〜D 設備
Claims (10)
- ワークに対して複数の設備の各々が順に処理を実行するラインを制御する制御装置において、
前記複数の設備のうちの少なくとも第1設備の電力量を監視する監視部と、
前記複数の設備のうちの少なくとも第2設備の電源を、前記第1設備の電力量に基づいて制御する電源制御部とを備えたことを特徴とする制御装置。 - 前記電源制御部は、前記第1設備の電力量が第1閾値より低い値から第1閾値以上の値に増加した場合、前記第2設備の電源をオフからオンに切り替えることを特徴とする請求項1に記載の制御装置。
- 前記電力量とは、(a)前記第1設備の電源をオンにした時点と現時点との間において第1設備にて使用された電力の積算値、(b)現時点と現時点から第1時間だけ遡った時点との間において第1設備にて使用された電力の積算値、(c)現時点から第2時間だけ遡った時点と、現時点から第2時間よりも短い第3時間だけ遡った時点との間において第1設備にて使用された電力の積算値のうちのいずれかであることを特徴とする請求項2に記載の制御装置。
- 前記電源制御部は、前記第1設備の電力量が第2閾値より高い値から第2閾値以下の値に減少した場合、前記第2設備の電源をオンからオフに切り替えることを特徴とする請求項1に記載の制御装置。
- 前記電力量とは、(a)現時点と現時点から第4時間だけ遡った時点との間において第1設備にて使用された電力の積算値、(b)現時点から第5時間だけ遡った時点と、現時点から第5時間よりも短い第6時間遡った時点との間において第1設備にて使用された電力の積算値のうちのいずれかであることを特徴とする請求項4に記載の制御装置。
- 前記監視部は、前記電力量の計測対象となる期間を対象期間として、この対象期間を互いに等しい複数の所定期間に区切り、所定期間毎の第1設備の使用電力の積算値を期間積算値とし、対象区間に属する各所定期間の各期間積算値のうち、所定値未満の期間積算値を除外して所定値以上の期間積算値のみを積算し、この積算にて得られる値を前記電力量とすることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の制御装置。
- 前記監視部は、前記複数の設備の全てについての電力量を監視するようになっており、
前記複数の設備の全ての電力量の合計値を求める演算部と、
前記演算部にて求められた前記合計値を表示装置に表示させる表示制御部とを備えたことを特徴とする請求項1に記載の制御装置。 - ワークに対して複数の設備の各々が順に処理を実行するラインを制御する制御方法において、
前記複数の設備のうちの少なくとも第1設備の電力量を監視するステップと、
前記複数の設備のうちの少なくとも第2設備の電源を、前記第1設備の電力量に基づいて制御するステップとを含むことを特徴とする制御方法。 - コンピュータを、請求項1から7のいずれか1項に記載の制御装置の各部として機能させるプログラム。
- 請求項9に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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