JP3769420B2 - Equipment operating state measuring device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種設備の稼働状態計測装置及び方法に係わり、特に、各種設備の準備状態、稼動状態、待機状態、停止状態等の各運転状態に対応する物理量を計測して各運転状態を判定し、各運転状態の継続時間からその積算時間を自動で計測する、設備稼働状態計測装置及び方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
工場等の施設内における、工作機械、成型機、加熱炉等の各種設備の各運転状態を、当該各運転状態の継続時間を日々計測して記録に残すことは、設備稼動率の向上、設備保全、及び将来の設備投資を計画する際の基礎データや、省エネルギーを推進する上のデータとして有益である。計測する設備の運転状態としては、例えば、ワークに対し加工等の作業をしている稼動状態、ワークの作業待ちである待機状態、段取り等の準備状態、設備自体の故障による停止状態等がある。
【0003】
かかる設備の運転状態の継続時間を計測する従来技術として、例えば、特開昭50−32962号公報に記載の稼働時間測定装置が知られている。この従来技術では、設備における実際の駆動部の負荷電流を負荷電流検出リレーによって検出し、この検出値を加算して実際の駆動部の実稼働時間を計測するように構成したものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の従来技術では、駆動部の負荷電流の計測からその稼働状態を検出し、実稼働時間のみの積算結果を計測することは可能であるが、設備の様々な運転状態における継続時間を積算することができないため、上述のような設備の稼動率の向上、設備保全、及び将来の設備投資を計画する際に必要な基礎データを得ることはできなかった。例えば、従来技術においては、稼働時間の長短に対し、それが生産減による影響なのか、あるいは機械のトラブルまたは作業計画のミスによるワーク待ちによる影響なのかを判断することはできない。
【0005】
また、省エネルギーを推進する上では、実際に生産に寄与する稼働状態以外の、ワーク待ちの待機状態、設備トラブルに伴う停止状態等の運転状態を極力短くする必要があり、待機状態、停止状態の時間計測と物理量の計測とが必要なるが、上記従来技術では、かかる待機状態、停止状態等の運転状態に応じた測定ができないため、必要なデータを得ることはできない。
【0006】
したがって、本発明の目的は、設備の様々な運転状態を正確かつ容易に自動的に測定することができ、省エネルギー、稼働率の向上等を図る上で必要な種々のデータを得ることができる、設備稼働状態計測装置及び方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明に係る設備稼働状態計測装置は、設備の各運転状態を判定する物理量を計測する物理量計測手段と、時間計測手段と、演算処理手段とを備えており、前記物理量計測手段で計測した前記物理量に基づいて前記設備の運転状態を前記演算処理手段で判定し、前記時間計測手段で前記各運転状態毎の運転状態の継続時間を計測し、該継続時間及び該継続時間における前記物理量を対応する前記各運転状態毎に前記演算処理手段で積算することを特徴としている。
【0008】
また、本発明に係る設備稼働状態計測方法は、設備の各運転状態を判定する物理量を計測し、計測した該物理量に基づいて前記設備の運転状態を判定する一方で、前記各運転状態毎の運転状態の継続時間を計測し、該継続時間及び該継続時間における前記物理量を対応する前記各運転状態毎に積算することを特徴としている。
【0009】
本発明は、設備の各運転状態に対応する物理量が異なることを利用して、設備の各運転状態の積算時間および積算物理量を計測するものである。計測する物理量としては、設備の消費電力値が好ましい。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を添付図面に基づいて説明する。なお、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
【0011】
図1は、本発明の一実施形態を示したものである。同図において、符号1は、設備稼働状態計測装置を示している。
【0012】
図1に示したように、設備稼働状態計測装置1は、マイクロコンピュータ2と、積算電力計(物理量計測装置)3と、表示装置4と、補助記憶装置5とを備えている。マイクロコンピュータ2と、これら積算電力計3、表示装置4及び補助記憶装置5とは、インターフェース30,40,50により接続されている。
【0013】
マイクロコンピュータ2は、内部クロック(時間計測手段)20、プロセッサ(演算処理手段)21、主記憶装置22及び上記インターフェース30,40,50を備えた汎用のものである。
【0014】
積算電力計3は、例えば、単位積算電力値(例えば、毎時1キロワット)毎にパルス信号の出力機能を有する市販のものを使用する。
【0015】
積算電力計3から出力されるパルス信号は、インターフェース30を経由してマイクロコンピュータ2に入力され、後述のように平均電力量の算出に使用される。
【0016】
表示装置4は、ブラウン管式または液晶式ディスプレイ装置等の市販の表示装置を使用し、インターフェース40を介して各運転状態の積算継続時間等を表示するように構成されている。
【0017】
補助記憶装置5は、固定式磁気ディスク(ハードディスクドライブ)、光磁気ディスクドライブ、フレキシブルディスクドライブ等の市販の補助記憶装置を使用し、各運転状態の積算継続時間、積算電力値等の必要なデータを、インターフェース50を介して格納するように構成されている。
【0018】
上記構成の設備稼働状態計測装置1は、例えば、図1に点線で示したように、設備10と電源11との間の電源ラインに介装して使用する。
【0019】
上記構成の設備稼働状態計測装置1を使用した設備稼働状態計測方法について説明する。
【0020】
まず、設備10の各運転状態での消費電力値を予め計測しておき、それぞれの消費電力値に対して検出許容幅を設定し、マイクロコンピュータ2の主記憶装置22又は補助記憶装置5に登録しておく。
【0021】
次に、プロセッサ20は、積算電力計3によって計測された電力値が検出許容幅内にあるか否かを判断することにより当該設備10がどの運転状態にあるかを判定処理し、その判定結果により設備10の各運転状態の継続時間を内部クロック20の値から求め、時間計測用のカウンタ(図示せず)を更新するとともに、電力値のカウンタ(図示せず)を更新する。そして、これらのデータを1日単位等予め定めた単位積算時間毎において積算し、その結果を表示装置4に表示するか又は補助記憶装置22に記憶する。
【0022】
積算電力計3からインターフェース30を介して入力される、設備の各運転状態における電力値の算出及び当該電力値に対する検出許容幅の設定については、例えば、図2に示したように、一定時間t(例えば、10分)毎に、時刻TnとTn-1(n>1)において積算電力計3から得られるそれぞれの電力積算値の差分(Pn−Pn-1)をプロセッサ21で演算することにより、各運転状態における平均電力量を予め求めるとともに、この平均電力量に対する検出許容幅を予め設定する。検出許容幅は、各運転状態における平均電力量により設定するが、例えば、当該平均電力量の上下5%以内とする。
【0023】
このようにして予め設定した電力値の検出許容幅に基づいて、実際の計測対象の設備において測定した平均電力量がどの運転状態の検出許容幅内に入るかをプロセッサ21において判定し、各運転状態に対応する時間計測用のカウンタをt時間増やすことで、各運転状態の継続時間を積算するとともに、電力値のカウンタを増やすことで各運転状態の電力値を積算する。
【0024】
例えば、設備10が、図3に示したような電力消費状況を有する場合において、その各運転状態の積算継続時間および積算電力値を求めるには、以下のように行う。
【0025】
なお、同図の区間Ta1,Ta2は設備の準備状態を示しており、設備起動直後においては、当該設備の制御装置、各駆動源に電力は供給されているが、未だワークを加工する等の実稼動を行っていないため、各駆動源は無負荷、又は低負荷の状態であり、設備全体の消費電力値はPa低い状態にある。
【0026】
また、区間Tb1,Tb2は、設備がワーク待ちの待機状態を示しており、一部の駆動源の負荷が上がるため、設備全体の消費電力値はPaより高い値Pbとなる。
【0027】
また、区間Tc1,Tc2は設備が稼動状態を示しており、各駆動源の負荷が上がり、設備全体の消費電力値はPcと高い値となる。
【0028】
さらに、区間Tdは設備が故障により停止した停止状態を示しており、設備の制御装置には電力が供給されたままであるが、各駆動源への電力供給は停止されており、設備全体の消費電力値はPdとなり、各運転状態の中で一番低い値となる。
【0029】
このような消費電力状況の設備10において、例えば、実稼動状態を示す消費電力値Pcを検出する場合には、その検出のための検出許容幅を予めPcL,PcHとして設定し、この検出許容幅内にある場合には、実稼働状態にあるものとして当該実稼働状態の継続時間を積算(Tc1+Tc2)するとともに、当該実稼働状態の電力値を積算する。
【0030】
上記説明では、実稼働状態Tc1,Tc2について説明したが、準備状態Ta1,Ta2、待機状態Tb1,Tb2、停止状態Td等の他の運転状態についても、これらの運転状態における消費電力値Pa,Pb,Pdに対して予め設定した検出許容幅に基づいて、該当する運転状態の継続時間Ta1+Ta2,Tb1+Tb2,Tdを積算するとともに、各状態の消費電力値Pa,Pb,Pdを積算することにより、所望の各運転状態の積算継続時間及び積算電力値を求めることができる。
【0031】
このようにして得られた各運転状態ごとの積算電力値のうち、設備の省エネルギーを推進する上においては、実稼働状態以外の積算電力値はゼロに近づけるのが理想であり、これらの積算電力値を管理値として、例えば日報・月報として設備管理者に報告し、省エネルギー推進に活用することができる。
【0032】
以上説明したように、本実施形態の設備稼働状態計測装置1によれば、設備の様々な運転状態の積算継続時間及び積算電力値を正確かつ容易に自動的に測定することができ、省エネルギー、稼働率の向上等を図る上で必要な種々のデータを得ることができる。また、人手を要しないため、正確な計測結果を得ることができ、計測結果にばらつきを生じない。
【0033】
なお、上記実施形態においては、設備の消費電力値が検出許容幅内にあるか否かによりその運転状態を判定したが、物理量計測手段により計測する運転状態を判定するための物理量は、消費電力値に限られるものではなく、例えば電流値、設備の特定部分における温度等、設備の各運転状態を判定できる物理量であれば他の物理量にも適用できることはいうまでもない。
【0034】
【発明の効果】
本発明に係る設備稼働状態計測装置及び方法によれば、設備の様々な運転状態の積算継続時間およひ積算物理量を正確かつ容易に自動的に測定することができ、省エネルギー、稼働率の向上等を図る上で必要な種々のデータを得ることができる。また、人手を要しないため、計測結果にばらつきを生じることがなく、正確な計測を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る設備稼働状態計測装置の一実施形態を示す概略ブロック図である。
【図2】同実施形態における平均電力値の算出を説明する図である。
【図3】設備の各運転状態における消費電力と時刻との関係を示す図である。
【符号の説明】
1:設備稼働状態計測装置、3:積算電力計(物理量計測手段)、10:設備、20:内部クロック(時間計測手段)、21:プロセッサ(演算処理手段)。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an operation state measuring apparatus and method for various facilities, and in particular, measures physical quantities corresponding to each operation state such as a preparation state, an operation state, a standby state, and a stop state of various facilities to determine each operation state. In addition, the present invention relates to a facility operating state measuring apparatus and method for automatically measuring the accumulated time from the duration of each operating state.
[0002]
[Prior art]
Measuring the operating status of various equipment such as machine tools, molding machines, and heating furnaces in facilities such as factories on a daily basis and recording them will improve the equipment operating rate and equipment. It is useful as basic data for planning maintenance and future capital investment and as data for promoting energy conservation. The operating state of the equipment to be measured includes, for example, an operating state in which work such as machining is performed on the workpiece, a standby state in which the workpiece is awaiting work, a preparation state such as setup, and a stopped state due to failure of the equipment itself. .
[0003]
As a conventional technique for measuring the duration of the operating state of such equipment, for example, an operating time measuring device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 50-32962 is known. In this prior art, the load current of the actual drive unit in the facility is detected by a load current detection relay, and this detection value is added to measure the actual operating time of the actual drive unit.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-mentioned prior art, it is possible to detect the operating state from the measurement of the load current of the drive unit and measure the integration result of only the actual operating time, but the duration time in various operating states of the equipment Since it cannot be accumulated, it has not been possible to obtain basic data necessary for planning the improvement of equipment operation rate, equipment maintenance, and future equipment investment. For example, in the prior art, it is impossible to determine whether the operating time is due to a decrease in production or whether it is due to a machine trouble or a work waiting due to a work plan error.
[0005]
In order to promote energy conservation, it is necessary to shorten the operating state such as the standby state for waiting for workpieces and the stop state associated with equipment troubles as well as the operating state that actually contributes to production. Although time measurement and physical quantity measurement are required, the above-described conventional technology cannot perform measurement according to the operation state such as the standby state and the stop state, and thus cannot obtain necessary data.
[0006]
Therefore, the object of the present invention is to be able to automatically and easily measure various operating states of the equipment, and to obtain various data necessary for energy saving, improvement of operating rate, etc. The object is to provide an equipment operating state measuring apparatus and method.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an equipment operating state measuring apparatus according to the present invention comprises physical quantity measuring means for measuring physical quantities for determining each operating state of equipment, time measuring means, and arithmetic processing means, and the physical quantities Based on the physical quantity measured by the measuring means, the operation state of the equipment is determined by the arithmetic processing means, the duration of the operating state for each operating state is measured by the time measuring means, the duration time and the continuation time The physical quantity in time is integrated by the arithmetic processing means for each corresponding operating state.
[0008]
The facility operating state measuring method according to the present invention measures a physical quantity for determining each operating state of the equipment, and determines the operating state of the equipment based on the measured physical quantity, while each operating state is determined. The duration of the operating state is measured, and the duration and the physical quantity at the duration are integrated for each corresponding operating state.
[0009]
The present invention measures the accumulated time and accumulated physical quantity of each operation state of the equipment by utilizing the fact that the physical quantity corresponding to each operation state of the equipment is different. As the physical quantity to be measured, the power consumption value of the facility is preferable.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited to this embodiment.
[0011]
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. In the same figure, the code |
[0012]
As shown in FIG. 1, the equipment operating
[0013]
The
[0014]
As the integrated
[0015]
The pulse signal output from the integrating
[0016]
The
[0017]
The
[0018]
The facility operating
[0019]
A facility operating state measuring method using the facility operating
[0020]
First, the power consumption value in each operation state of the
[0021]
Next, the
[0022]
For example, as shown in FIG. 2, the calculation of the power value in each operation state of the facility input from the
[0023]
Based on the preset detection allowable range of the power value in this way, the
[0024]
For example, in the case where the
[0025]
The sections Ta1 and Ta2 in the figure show the equipment preparation state. Immediately after the equipment is started up, power is supplied to the equipment control device and each drive source, but the work is still being processed, etc. Since no actual operation is performed, each drive source is in a no-load or low-load state, and the power consumption value of the entire equipment is in a low Pa state.
[0026]
Further, the sections Tb1 and Tb2 indicate a standby state where the equipment is waiting for a work, and the load of some drive sources increases, so the power consumption value of the entire equipment is a value Pb higher than Pa.
[0027]
In addition, the sections Tc1 and Tc2 indicate that the equipment is in operation, the load on each drive source increases, and the power consumption value of the entire equipment is as high as Pc.
[0028]
Furthermore, the section Td shows a stop state in which the equipment is stopped due to a failure, and power is still supplied to the control device of the equipment, but the power supply to each drive source is stopped, and the consumption of the entire equipment The power value is Pd, which is the lowest value in each operating state.
[0029]
For example, when detecting the power consumption value Pc indicating the actual operation state in the
[0030]
In the above description, the actual operating states Tc1 and Tc2 have been described. However, the power consumption values Pa and Pb in these operating states also apply to other operating states such as the ready states Ta1 and Ta2, the standby states Tb1 and Tb2, and the stopped state Td. Based on the detection tolerance set in advance for Pd, the duration Ta1 + Ta2, Tb1 + Tb2, Td of the corresponding operating state is integrated, and the power consumption values Pa, Pb, Pd of each state are integrated Thus, the integrated duration and the integrated power value of each desired operating state can be obtained.
[0031]
Of the integrated power values for each operating state obtained in this way, in order to promote energy saving of equipment, it is ideal that the integrated power value other than the actual operating state is close to zero. The value can be reported to the facility manager as a management value, for example, as a daily report / monthly report, and used for energy saving promotion.
[0032]
As described above, according to the equipment operating
[0033]
In the above embodiment, the operation state is determined based on whether or not the power consumption value of the facility is within the detection allowable range. However, the physical quantity for determining the operation state measured by the physical quantity measuring unit is the power consumption. Needless to say, the present invention is not limited to a value, and can be applied to other physical quantities as long as the physical quantity can determine each operation state of the equipment, such as a current value, a temperature at a specific part of the equipment, and the like.
[0034]
【The invention's effect】
According to the equipment operating state measuring apparatus and method according to the present invention, it is possible to automatically and accurately measure the cumulative continuation time and the physical quantity of various operating states of the equipment, and save energy and improve the operating rate. Various data necessary for achieving the above can be obtained. In addition, since no manual operation is required, there is no variation in measurement results, and accurate measurement can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic block diagram showing an embodiment of an equipment operating state measuring apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating calculation of an average power value in the same embodiment.
FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between power consumption and time in each operation state of equipment.
[Explanation of symbols]
1: equipment operating state measuring device, 3: integrating wattmeter (physical quantity measuring means), 10: equipment, 20: internal clock (time measuring means), 21: processor (arithmetic processing means).
Claims (2)
時間計測手段と、
演算処理手段と
を備えており、
前記物理量計測手段で計測した前記物理量に基づいて前記演算処理手段が設備の運転状態を判定することで、
前記設備の運転状態を、少なくとも稼動状態、待機状態であると判定し、
前記各運転状態毎に
前記時間計測手段で運転状態の継続時間を計測し、
該継続時間と、
該継続時間における前記物理量と
を前記演算処理手段で積算する
ことを特徴とする設備稼働状態計測装置。Physical quantity measuring means for measuring the physical quantity possessed by the facility;
Time measuring means;
Arithmetic processing means,
By on the basis of the physical quantity measured by the physical quantity measuring means pre Symbol arithmetic processing means for determining the operation state of the equipment,
The operation state of the equipment is determined to be at least an active state and a standby state,
For each operating state
Measure the duration of the driving state with the time measuring means ,
The duration; and
The physical quantity in the duration and
The equipment operation state measurement apparatus characterized by integrating by the arithmetic processing means.
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