JP5786310B2 - Power control device - Google Patents
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Description
本発明は、生産設備等で用いられる駆動モータの電力制御を行う電力制御装置に関する。 The present invention relates to a power control apparatus that performs power control of a drive motor used in a production facility or the like.
従来から省エネに関する技術として、図5(a)に示すような駆動モータ減速時(または空転時)に発電する電力を、サーボアンプ(またはインバータ)および回生コンバータを介して機器の一次側電源へ直接回生する技術が利用されている。また、図5(b)に示すような駆動モータの消費電力値を、サーボアンプ(またはインバータ)から取得して、電力消費状況をモニタする技術が利用されている。
このような技術では、回生電力発生時に電力を戻したり、消費電力状況をモニタしたりするだけであるため、消費電力状況に応じて電力制御ができなかった。
Conventionally, as a technology related to energy saving, the power generated when the drive motor is decelerated (or idling) as shown in FIG. 5 (a) is directly supplied to the primary power supply of the device via the servo amplifier (or inverter) and the regenerative converter. Regenerative technology is used. Further, a technique is used in which the power consumption value of the drive motor as shown in FIG. 5B is obtained from a servo amplifier (or an inverter) and the power consumption state is monitored.
In such a technique, when the regenerative power is generated, the power is only returned or the power consumption state is monitored, and thus power control cannot be performed according to the power consumption state.
消費電力状況をモニタして電力制御を行う技術として、特許文献1に開示される技術が知られている。
特許文献1に開示される電力線通信装置は、電気機器に接続され、当該電気機器の給電量を測定するとともに、各電力線通信装置間で相互に通信し、その給電量の総和を算出する。そして、当該算出結果に基づいて、電力の抑制可否を判断し、電力制御を行う(または、給電量の総和に応じて電力制御を段階的に解除する)。
As a technique for performing power control by monitoring a power consumption state, a technique disclosed in
The power line communication device disclosed in
前記電力線通信装置は、給電量の総和が予め設定される電力値を越えたときに、電力制御を行う構成である。従って、前記電力線通信装置を生産設備に用いた場合には、駆動モータの回転状態(例えば、停止している状態等)を生産設備全体の中で自律的に監視できない。
言い換えれば、電力がどのタイミングでどのように消費されているかを判断できないため、駆動モータの回転が停止している時間帯に電力供給を行ってしまう等、消費電力の無駄が発生してしまう。つまり、最適な電力制御を行うことができなかった。
The power line communication device is configured to perform power control when the total amount of power supply exceeds a preset power value. Therefore, when the power line communication device is used for production facilities, the rotation state (for example, the stopped state) of the drive motor cannot be monitored autonomously in the entire production facility.
In other words, since it is not possible to determine how and at which timing the electric power is consumed, power consumption is wasted such as supplying power during a time period when the rotation of the drive motor is stopped. That is, optimal power control could not be performed.
本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、駆動モータに対して常に最適な電力制御を行うことができる電力制御装置を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above situation, and provides a power control apparatus capable of always performing optimal power control on a drive motor.
請求項1においては、所定の回転サイクルで回転する駆動モータと、所定の動作サイクルで前記駆動モータとともに一連の動作を行うアクチュエータと、を備える生産設備で用いられ、前記駆動モータの電力を制御する電力制御装置であって、前記アクチュエータの動作サイクルと、前記駆動モータの回転サイクルおよび消費電力値と、を取得可能な監視手段と、前記監視手段と接続され、前記駆動モータの空転時に発生する回生電力を蓄電可能な蓄電手段と、前記監視手段と接続され、前記駆動モータおよび前記蓄電手段の電力の流れ方向を切り替えるとともに、電力供給を入切する切替手段と、を具備し、前記監視手段は、前記アクチュエータの動作サイクルと、前記駆動モータの回転サイクルおよび前記駆動モータの消費電力値と、に基づいて、前記駆動モータの回転状態を解析し、前記アクチュエータが動作するとともに、前記駆動モータが回転しない場合は、前記駆動モータが停止している状態であると判断し、前記切替手段を制御して、前記駆動モータの電力供給を切りにすることで、前記駆動モータへ電力供給を停止し、前記アクチュエータが動作するとともに、前記駆動モータの消費電力値が前記駆動モータの駆動時よりも小さくなる場合は、前記駆動モータが空転している状態であると判断し、前記切替手段を制御して、前記駆動モータから前記蓄電手段へ前記回生電力が流れるように前記電力の流れ方向を切り替えるとともに、前記駆動モータおよび前記蓄電手段の電力供給を入りにすることで、前記回生電力を前記蓄電手段に蓄電する、ものである。 According to a first aspect of the present invention, it is used in a production facility including a drive motor that rotates in a predetermined rotation cycle and an actuator that performs a series of operations together with the drive motor in a predetermined operation cycle, and controls electric power of the drive motor A power control apparatus, wherein the actuator is capable of acquiring an operation cycle of the actuator, a rotation cycle of the drive motor and a power consumption value, and is connected to the monitor, and is generated when the drive motor is idling. A power storage means capable of storing electric power; and a switching means connected to the monitoring means, for switching the flow direction of the electric power of the drive motor and the power storage means, and for switching on and off the power supply. , The operation cycle of the actuator, the rotation cycle of the drive motor, and the power consumption value of the drive motor, Then, the rotational state of the drive motor is analyzed, and when the actuator operates and the drive motor does not rotate, it is determined that the drive motor is stopped, and the switching means is controlled. Then, by turning off the power supply of the drive motor, the power supply to the drive motor is stopped, the actuator is operated, and the power consumption value of the drive motor is smaller than when the drive motor is driven. In this case, it is determined that the drive motor is idling, and the switching unit is controlled to switch the flow direction of the power so that the regenerative power flows from the drive motor to the power storage unit, and The regenerative power is stored in the power storage means by turning on the power supply of the drive motor and the power storage means.
請求項2においては、前記監視手段は、所定の発電装置と接続され、前記発電装置の発電タイミングを制御可能であり、電力の消費が集中している状態であるとともに、前記生産設備の動作サイクルに基づいて設備制御に影響が少ない状態であると判断した場合には、前記発電装置による発電を行う、ものである。 According to a second aspect of the present invention, the monitoring unit is connected to a predetermined power generation device, can control power generation timing of the power generation device, is in a state where power consumption is concentrated, and an operation cycle of the production facility If it is determined that there is little influence on equipment control based on the above, power generation by the power generation device is performed.
本発明は、駆動モータでどのように電力が消費されているかを把握して駆動モータの電力制御を行うため、駆動モータに対して常に最適な電力制御を行うことができる、という効果を奏する。 Since the present invention grasps how power is consumed by the drive motor and performs power control of the drive motor, there is an effect that optimum power control can always be performed on the drive motor.
以下に、本発明に係る電力制御装置の実施の一形態である電力制御装置10について、図面を参照して説明する。
Below,
図1に示すように、電力制御装置10は、生産設備20で用いられ、駆動モータ23の電力制御等を行うものである。
As shown in FIG. 1, the
まず、生産設備20について説明する。生産設備20は、設備コントローラ21、サーボアンプ22、駆動モータ23、およびアクチュエータ24等を具備する。
First, the
設備コントローラ21は、サーボアンプ22およびアクチュエータ24等と通信可能な通信機能を有し、サーボアンプ22およびアクチュエータ24等と電力線を介して通信可能に構成される。設備コントローラ21は、サーボアンプ22およびアクチュエータ24に所定の信号を送信し、駆動モータ23およびアクチュエータ24の動作タイミングの制御を行う(図1に示す符号A11および符号A12参照)。
The
サーボアンプ22は、電力線を介して工場電源および駆動モータ23と接続され、後述する第一スイッチ14を介して工場電源(図1に示す符号S参照)から電力が供給される。サーボアンプ22は、設備コントローラ21より所定の信号を受信したときに、駆動モータ23を動作させる。つまり、駆動モータ23の回転の開始や停止を行う。
なお、サーボアンプ22に代えてインバータにて駆動モータ23を動作させる構成であっても構わない。
The
Note that the
駆動モータ23は、所定の回転サイクルで回転し、例えば、ワークを上げ下げするための昇降装置等を駆動するものである。この場合、ワークを持ち上げたときに駆動モータ23が駆動し、ワークを降ろしたときに駆動モータ23が空転する。駆動モータ23が空転すると、駆動モータ23にて回生電力が発生する。
The
サーボアンプ22は、このような駆動モータ23の回生電力を、その流れ方向に沿って戻すような、既存の回生機能を有している。
The
アクチュエータ24は、例えば、流体シリンダやポンプモータ等である。アクチュエータ24は、設備コントローラ21より所定の信号を受信したときに、その信号に応じた動作を行う。このような動作としては、例えば、アクチュエータ24が流体シリンダの場合には、シリンダ内に流体を導入し、ワークと連結する等である。
The
このように構成される生産設備20では、駆動モータ23およびアクチュエータ24を決まったタイミングで動作させて、所定の工程を行う。具体的には、アクチュエータ24を動作させてワークと連結した後で、駆動モータ23を駆動させてワークを持ち上げる等のような一連の動作である。
このような一連の動作は、駆動モータ23およびアクチュエータ24等に、設備コントローラ21が所定の信号を送信することで行われる。つまり、設備コントローラ21は、生産設備20の動作を制御している。
In the
Such a series of operations is performed by the
次に、電力制御装置10について説明する。電力制御装置10は、スマートメータ11、充放電コンバータ12、蓄電機器13、第一スイッチ14、および第二スイッチ15を具備する。
Next, the
監視手段であるスマートメータ11は、設備コントローラ21およびサーボアンプ22等と通信可能な通信機能を有するとともに、後述する駆動モータ23の回転状態の自動解析等を行うための演算機能を有する。
スマートメータ11は、設備コントローラ21と電力線を介して通信可能に接続され、設備コントローラ21から駆動モータ23の回転サイクルC12およびアクチュエータ24の動作サイクルC11を取得する(図1に示す符号S11)。
また、スマートメータ11は、サーボアンプ22と電力線を介して通信可能に構成され、サーボアンプ22から駆動モータ23の消費電力値V12を取得する(図1に示す符号S12参照)。
The
The
Further, the
充放電コンバータ12は、電力線および蓄電手段である蓄電機器13の過充電を保護するための装置(例えば、図4に示す過大発電保護装置34)を介して、スマートメータ11および設備コントローラ21と通信可能に構成される。
充放電コンバータ12は、蓄電機器13の蓄電状態をスマートメータ11に送信する(図1に示す符号S13参照)。
また、充放電コンバータ12は、電力線を介して蓄電機器13と接続され、設備コントローラ21から所定の信号を受信したとき、蓄電機器13の蓄電または放電を行う。
The charge /
The charge /
The charge /
蓄電機器13は、例えば、電力を繰り返して使用可能な既存の二次電池等である。
The
蓄電機器13の充放電は、スマートメータ11→設備コントローラ21→充放電コンバータ12→蓄電機器13の順に所定の信号が送信されることで行われる。つまり、蓄電機器13は、設備コントローラ21および充放電コンバータ12を介してスマートメータ11と接続される。
設備コントローラ21は、蓄電機器13の充放電を行うとき、第一スイッチ14および第二スイッチ15を制御する。
Charging / discharging of the
The
第一スイッチ14は、サーボアンプ22と工場電源(図1に示す符号S参照)との間に配設され、設備コントローラ21より信号を受信可能に構成される。第一スイッチ14は、設備コントローラ21より信号を受信したときに、駆動モータ23の電力の流れ方向を切り替えるとともに、電力供給を入切する(図1に示す符号A13参照)。
The
第二スイッチ15は、充放電コンバータ12とサーボアンプ22との間(より詳細には、第一スイッチ14よりも充放電コンバータ12側)に配設され、設備コントローラ21より信号を受信可能に構成される。第二スイッチ15は、設備コントローラ21より信号を受信したときに、蓄電機器13の電力の流れ方向を切り替えるとともに、電力供給を入切する(図1に示す符号A14参照)。
The
設備コントローラ21は、駆動モータ23の回生電力を蓄電機器13に蓄電するとき、各スイッチ14・15を制御して、駆動モータ23から蓄電機器13へ電力が流れるように、電力の流れ方向を切り替える。また、駆動モータ23および蓄電機器13の電力供給を入りにする。
設備コントローラ21は、蓄電機器13の電力を駆動モータ23へ放電するとき、各スイッチ14・15を切り替えて、蓄電機器13から駆動モータ23へ電力が流れるように、電力の流れ方向を切り替える。また、駆動モータ23および蓄電機器13の電力供給を入りにする。
つまり、駆動モータ23と蓄電機器13との間は、双方向に電力が流れる。また、各スイッチ14・15は、設備コントローラ21を介してスマートメータ11と接続される。
When the regenerative power of the
When the
That is, electric power flows bidirectionally between the
このように、各スイッチ14・15は、駆動モータ23および蓄電機器13の電力の流れ方向を切り替えるとともに、電力供給を入切する切替手段として機能する。
As described above, the
スマートメータ11は、図1および図2に示すように、設備コントローラ21から取得するアクチュエータ24の動作サイクルC11および駆動モータ23の回転サイクルC12と、サーボアンプ22から取得する駆動モータ23の消費電力値V12とに基づいて、駆動モータ23の回転状態を自動解析する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
本実施形態の駆動モータ23の回転状態とは、駆動モータ23が停止している状態、駆動している状態、空転している状態のいずれかであることを指す。
The rotation state of the
なお、以下では、説明の便宜上、アクチュエータ24はワークと連結する流体シリンダとし、駆動モータ23はワークを持ち上げるための昇降装置を駆動させるものとする。
また、スマートメータ11は、アクチュエータ24をワークと連結→昇降装置がワークを持ち上げる→昇降装置がワークを降ろす→アクチュエータ24とワークとの連結状態を解除するという一連の動作の中で、駆動モータ23の回転状態を自動解析するものとする。
In the following description, for convenience of explanation, it is assumed that the
In addition, the
この場合、アクチュエータ24の動作サイクルC11は、ある時点で流体シリンダ内に流体を導入し(図2の左側の符号C11、抜き端→入り端)、所定時間経過後に流体シリンダ内の流体を抜く(図2の右側の符号C11、入り端→抜き端)ようなものとなる。
In this case, the operation cycle C11 of the
また、駆動モータ23の回転サイクルC12は、ある時点から所定時間経過後に、駆動モータ23の回転を開始するようなものとなる。
Further, the rotation cycle C12 of the
そして、駆動モータ23の消費電力値V12は、駆動モータ23の回転開始から、消費電力値が連続して増減するようなものとなる。
The power consumption value V12 of the
スマートメータ11は、アクチュエータ24が動作するとともに、駆動モータ23が回転しない時間帯においては、駆動モータ23が停止している状態であると判断する。言い換えれば、アクチュエータ24がワークと連結している時間帯であるため、駆動モータ23の電力供給を停止させてもよい時間帯であると判断する。
The
スマートメータ11は、駆動モータ23が停止している状態であると判断した場合、駆動モータ23の電力供給を切り離すような信号を設備コントローラ21に信号を送信する(図1に示す符号S14参照)。
このとき、設備コントローラ21は、第一スイッチ14を制御して、駆動モータ23の電力供給を切りにする。つまり、駆動モータ23へ電力供給を行わない。
When the
At this time, the
そして、スマートメータ11は、アクチュエータ24の動作が終了し、駆動モータ23が回転を開始するタイミングで、各スイッチ14・15を制御して、駆動モータ23の電力供給を開始する。
Then, the
これにより、駆動モータ23停止時に駆動モータ23の電力供給を停止できるため、無駄な電力消費を抑制できる。
Thereby, since the power supply of the
駆動モータ23が回転を開始して、駆動モータ23の消費電力値V12が大きくなる時間帯においては、駆動モータ23が駆動している状態であると判断する。つまり、ワークを持ち上げている時間帯であると判断する。
In the time zone when the
スマートメータ11は、駆動モータ23が駆動している状態であると判断した場合、設備コントローラ21に信号を送信しない。つまり、そのままの電力制御状態を維持する。
When the
アクチュエータ24が動作するとともに、駆動モータ23の消費電力値V12が駆動モータ23駆動時よりも小さくなる時間帯においては、スマートメータ11は、駆動モータ23が空転している状態であると判断する。つまり、ワークを降ろし、アクチュエータ24とワークとの連結状態を解除している時間帯であると判断する。
In the time zone in which the
スマートメータ11は、駆動モータ23が空転している状態であると判断した場合、充放電コンバータ12より受信する蓄電機器13の蓄電状態を確認する。
When the
スマートメータ11は、蓄電機器13が駆動モータ23の回生電力を蓄電可能な状態である場合(満充電でない場合)、駆動モータ23の回生電力を蓄電機器13に蓄電するように設備コントローラ21に信号を送信する。
このとき、設備コントローラ21は、各スイッチ14・15を制御して、駆動モータ23から蓄電機器13に電力が流れるように電力の流れ方向を切り替える。また、駆動モータ23および蓄電機器13の電力供給を入りにする。そして、蓄電機器13が駆動モータ23の回生電力を蓄電するように充放電コンバータ12に信号を送信する。
これにより、駆動モータ23空転時に発生する駆動モータ23の回生電力を蓄電機器13に蓄電する。
The
At this time, the
As a result, the regenerative power of the
仮に、蓄電機器13が駆動モータ23の回生電力を蓄電不能な状態である場合(満充電である場合)には、第一スイッチ14を制御して、サーボアンプ22から工場電源へ駆動モータ23の回生電力を戻す。
If the
このように、電力制御装置10は、スマートメータ11によって駆動モータ23の回転状態を自動解析することで、生産設備20内でどのように電力が消費されているかを把握できる。
また、駆動モータ23の回転状態に応じて電力の流れ方向を積極的に制御することで、無駄な電力消費を抑制できるとともに、蓄電機器13に駆動モータ23の回生電力を蓄電できる。
つまり、駆動モータ23でどのように電力が消費されているかを把握して駆動モータ23の電力制御を行うため、駆動モータ23に対して常に最適な電力制御を行うことができる。
Thus, the
In addition, by actively controlling the direction of power flow according to the rotation state of the
That is, since the power control of the
なお、駆動モータ23の回転サイクルC12および消費電力値V12だけで、駆動モータ23の回転状態を判断可能である場合には、必ずしもアクチュエータ24の動作サイクルC11を考慮する必要はない。
In addition, when the rotation state of the
蓄電機器13に蓄電した電力は、例えば、サイクル開始時や工場の稼動時等、電力の消費が集中する時間帯(以下、「電力集中時」と表記する)に消費することが好ましい。
以下では、図1および図3を参照して、スマートメータ11が電力集中時を自動解析し、蓄電機器13に蓄電した電力を、電力集中時に消費する場合の流れについて説明する。
The power stored in the
In the following, with reference to FIG. 1 and FIG. 3, a flow when the
なお、以下では、説明の便宜上、ある工程の開始時(以下、「設備起動時」と表記する)の電力集中時を自動解析するものとするが、工場の稼動時においても、同様に自動解析可能である。 In the following, for convenience of explanation, it is assumed that the power concentration time at the start of a certain process (hereinafter referred to as “facility startup”) is automatically analyzed, but the automatic analysis is similarly performed during factory operation. Is possible.
スマートメータ11は、設備コントローラ21から設備起動時の駆動モータ23の回転サイクルC21と、設備起動時に動作する装置(例えば、刃具を冷却する冷却装置等、以下「専用駆動装置」と表記する)の動作サイクルC22と、を取得する。
また、サーボアンプ22等から駆動モータ23および専用駆動装置の消費電力値V21・V22を取得する。
The
Further, the power consumption values V21 and V22 of the
設備起動時の駆動モータ23の回転サイクルC21としては、図3に示すような設備起動から一定時間経過後に、駆動モータ23を駆動させるような回転サイクルC21がある。
また、設備起動時の専用駆動装置の動作サイクルC22としては、図3に示すような設備起動から一定時間経過後に、専用駆動装置の動作を開始する(入りにする)ような動作サイクルC22がある。
As the rotation cycle C21 of the
Further, as the operation cycle C22 of the dedicated drive device at the time of starting the equipment, there is an operation cycle C22 in which the operation of the dedicated drive device is started (turned on) after a certain time has elapsed since the equipment start-up as shown in FIG. .
また、駆動モータ23および専用駆動装置の消費電力値V21・V22は、図2に示す消費電力値V12と同様に、消費電力値が連続して増減するようなものとなる。
Further, the power consumption values V21 and V22 of the
スマートメータ11は、設備起動時を基準として、駆動モータ23および専用駆動装置の消費電力値V21・V22が同じタイミングで大きくなる時間帯は、電力集中時であると判断する。
The
スマートメータ11は、電力集中時であると判断するとともに、蓄電機器13が駆動モータ23に充分に電力を供給可能な状態である場合(例えば、満充電である場合等)には、蓄電機器13の放電を行うような信号を設備コントローラ21に送信する。
The
つまり、設備コントローラ21は、蓄電機器13からサーボアンプ22へ電力が流れるように、各スイッチ14・15を制御して、蓄電機器13の放電を開始する。
これにより、電力制御装置10は、スマートメータ11によって設備起動時の電力消費状態をリアルタイムで監視できるため、設備起動時に電力の消費が集中する時間帯を把握できる。従って、電力集中時に蓄電機器13の放電を行うことができ、生産設備20の消費電力を抑えることができる。
That is, the
Thereby, since the
また、駆動モータ23および専用駆動装置停止時や駆動モータ23空転時のように、電力の消費が集中しない時間帯であると判断した場合や、蓄電機器13の蓄電量が少ない場合等においては、蓄電機器13の放電を行わない。
Further, when it is determined that the power consumption is not concentrated, such as when the
電力制御装置10では、駆動モータ23および蓄電機器13の電力制御に加えて、生産設備20にて発電する発電装置の動作を制御して、積極的に発電することも可能である。
以下では、図4に示すように、生産設備20が、熱エネルギー回収コンバータ31、発電制御コンバータ32、発電モータ33、過大発電保護装置34、および出力制御インバータ35等を具備するものとして説明を行う。
In the
In the following description, as shown in FIG. 4, the
発電装置としての熱エネルギー回収コンバータ31は、電力線網36を介してスマートメータ11および設備コントローラ21と通信可能に構成される。熱エネルギー回収コンバータ31は、スマートメータ11に発電量を送信する。熱エネルギー回収コンバータ31は、設備コントローラ21より所定の信号を受信したときに、設備制御盤内の排出熱31aを電力に変換する。
また、熱エネルギー回収コンバータ31は、電力線網36を介して蓄電機器13および出力制御インバータ35に電力を供給可能に構成される。
The thermal
Further, the thermal
電力線網36は、複数の電力線により、スマートメータ11および設備コントローラ21と、熱エネルギー回収コンバータ31および発電制御コンバータ32等とを相互に接続する。電力線網36には、熱エネルギー回収コンバータ31および発電制御コンバータ32等の電力供給を入切するための複数のスイッチ等が配設される。前記各スイッチの制御は、設備コントローラ21によって行われる。
従って、熱エネルギー回収コンバータ31が排出熱31aの電力変換を行う場合には、熱エネルギー回収コンバータ31から蓄電機器13等に電力が流れるように、設備コントローラ21により、熱エネルギー回収コンバータ31に対応するスイッチの制御が行われる。
The
Therefore, when the thermal
発電装置としての発電制御コンバータ32は、電力線を介して発電モータ33と接続され、スマートメータ11に発電モータ33の発電量を送信する。発電制御コンバータ32は、設備コントローラ21より所定の信号を受信したときに、無負荷で空転する発電モータ33の回転力を受けて発電する。
また、発電制御コンバータ32は、電力線網36を介して蓄電機器13および出力制御インバータ35等に発電した電力を供給可能に構成される。
The power
The power
発電装置としての発電モータ33は、例えば、生産設備20にて用いられるモータの近傍に配置され、前記モータに連結されて無負荷で空転する。
The
発電制御コンバータ32が発電モータ33により発電する場合には、熱エネルギー回収コンバータ31の場合と同様に、設備コントローラ21により、発電制御コンバータ32に対応するスイッチの制御が行われ、発電制御コンバータ32の電力供給を入りにする。
このような熱エネルギー回収コンバータ31および発電制御コンバータ32等による発電は、スマートメータ11が設備コントローラ21に所定の信号を送信することで行われる。つまり、スマートメータ11は、熱エネルギー回収コンバータ31および発電制御コンバータ32等の発電タイミングを制御可能である。
When the power
Such power generation by the thermal
過大発電保護装置34は、蓄電機器13の蓄電状態を監視して、蓄電機器13を過充電から保護するものである。過大発電保護装置34は、電力線網36を介してスマートメータ11と通信可能に構成される。
過大発電保護装置34は、蓄電機器13の満充電時にスマートメータ11に蓄電機器13が満充電状態であることを報告する信号を送信する。スマートメータ11は、設備コントローラ21に蓄電機器13の蓄電を停止するように信号を送信し、設備コントローラ21にて蓄電機器13の蓄電を停止する。
The excessive power
The excessive power
出力制御インバータ35は、電力線等を介して別の生産設備20や外部の送電線3等と接続され、生産設備20で蓄電能力以上に余った電力(例えば、蓄電機器13が満充電時に生産設備20で発電した電力)を生産設備20の一次側や送電線3に戻すものである。
The
このような生産設備20において、スマートメータ11は、電力集中時であるとともに、設備制御に影響が少ない時間帯を自動解析する。
In such a
より詳細には、スマートメータ11は、生産設備20の各装置(アクチュエータ24等)の動作サイクルおよび消費電力値を取得する。そして、消費電力値に基づいて電力集中時を判断するとともに、各装置の動作サイクルに基づいて設備制御に影響が少ない時間帯を判断する。
More specifically, the
例えば、消費電力値が予め設定される電力値以上となる電力集中時に、短時間に多くの装置が動作している等複雑な設備制御が行われていなければ、スマートメータ11は、電力集中時であるとともに、設備制御に影響が少ない時間帯であると判断する。
そして、スマートメータ11は、この判断した時間帯に、熱エネルギー回収コンバータ31および発電モータ33に発電を行うための信号を、設備コントローラ21に送信する。当該発電した電力は、駆動モータ23等に供給される(または蓄電機器13に蓄電される)。
なお、上述の「設備制御に影響が少ない」とは、熱エネルギー回収コンバータ31および発電モータ33に発電を行うための信号を設備コントローラ21に送信することで、設備制御に誤動作等の不具合が発生することない、ということである。
For example, the
Then, the
The above-mentioned “less influence on facility control” means that a malfunction such as malfunction occurs in the facility control by transmitting a signal for generating power to the thermal
これによれば、スマートメータ11によって生産設備20全体の動きを自立的に監視することで、生産設備20全体の電力消費状況を把握できる。従って、生産設備20の電力消費状況および各装置の制御状況に応じて、最適なタイミングで発電できるため、生産設備20全体の省エネを積極的にコントロールできる。
According to this, it is possible to grasp the power consumption status of the
また、電力制御装置10は、複数の生産設備20を有する工場内に設けられるスマートサーバ2に接続することよって、工場内の電力を一括して制御することも可能である。
Further, the
スマートサーバ2は、インターネットおよびイントラネット等のネットワーク4を介して各生産設備20の電力制御を行うスマートメータ11と通信可能に構成される。
このようなスマートサーバ2は、例えば、市販のパーソナルコンピュータが用いられ、所定の専用のプログラム等を用いて演算処理を実行可能に構成される。
The
Such a
スマートメータ11は、スマートサーバ2に電力制御情報を送信する。このような電力制御情報としては、例えば、駆動モータ23の回転状態や電力集中時の解析結果、生産設備20での発電状況、および蓄電機器13の蓄電量等である。
The
スマートサーバ2は、このような電力制御情報を解析し、当該解析結果に基づいて、複数の生産設備20が設置される工場内での電力消費をコントロールする。
The
より詳細には、スマートサーバ2は、例えば、所定の生産設備20の電力集中時に、蓄電機器13の電力を供給可能な生産設備20や発電可能な生産設備20を割り出す。
そして、所定の生産設備20での電力集中時に、前記割り出した生産設備20から所定の生産設備20に電力を供給するように、各スマートメータ11に信号を送信するとともに、電力の流れ方向を制御する。
これによれば、工場内での電力消費を最適にコントロールできる。
More specifically, the
When power is concentrated in the
According to this, power consumption in the factory can be optimally controlled.
また、各工場のスマートサーバ2とネットワーク4を介して通信可能に構成されるプラントトータル制御システム1によって、スマートサーバ2の場合と同様に、各工場の電力制御情報を自動解析することで、各工場を跨いだ電力制御も可能である。
これによれば、工場全体で電力消費を最適にコントロールできるため、より大きな省エネ効果を生み出すことができる。
In addition, as in the case of the
According to this, since power consumption can be optimally controlled in the whole factory, a greater energy saving effect can be produced.
10 電力制御装置
11 スマートメータ(監視手段)
13 蓄電機器(蓄電手段)
14 第一スイッチ(切替手段)
15 第二スイッチ(切替手段)
23 駆動モータ
C12 回転サイクル
V12 消費電力値
10
13 Power storage equipment (power storage means)
14 First switch (switching means)
15 Second switch (switching means)
23 Drive motor C12 Rotation cycle V12 Power consumption
Claims (2)
前記アクチュエータの動作サイクルと、前記駆動モータの回転サイクルおよび消費電力値と、を取得可能な監視手段と、
前記監視手段と接続され、前記駆動モータの空転時に発生する回生電力を蓄電可能な蓄電手段と、
前記監視手段と接続され、前記駆動モータおよび前記蓄電手段の電力の流れ方向を切り替えるとともに、電力供給を入切する切替手段と、
を具備し、
前記監視手段は、
前記アクチュエータの動作サイクルと、前記駆動モータの回転サイクルおよび前記駆動モータの消費電力値と、に基づいて、前記駆動モータの回転状態を解析し、
前記アクチュエータが動作するとともに、前記駆動モータが回転しない場合は、前記駆動モータが停止している状態であると判断し、前記切替手段を制御して、前記駆動モータの電力供給を切りにすることで、前記駆動モータへ電力供給を停止し、
前記アクチュエータが動作するとともに、前記駆動モータの消費電力値が前記駆動モータの駆動時よりも小さくなる場合は、前記駆動モータが空転している状態であると判断し、前記切替手段を制御して、前記駆動モータから前記蓄電手段へ前記回生電力が流れるように前記電力の流れ方向を切り替えるとともに、前記駆動モータおよび前記蓄電手段の電力供給を入りにすることで、前記回生電力を前記蓄電手段に蓄電する、
電力制御装置。 A power control apparatus that is used in a production facility including a drive motor that rotates in a predetermined rotation cycle and an actuator that performs a series of operations with the drive motor in a predetermined operation cycle, and that controls the power of the drive motor. ,
Monitoring means capable of acquiring an operation cycle of the actuator, a rotation cycle of the drive motor and a power consumption value;
Power storage means connected to the monitoring means and capable of storing regenerative power generated when the drive motor idles;
A switching unit connected to the monitoring unit, switching a power flow direction of the drive motor and the power storage unit, and switching on and off the power supply;
Comprising
The monitoring means includes
Based on the operation cycle of the actuator, the rotation cycle of the drive motor and the power consumption value of the drive motor, the rotation state of the drive motor is analyzed,
When the actuator operates and the drive motor does not rotate, it is determined that the drive motor is stopped, and the power supply to the drive motor is turned off by controlling the switching means. Then, the power supply to the drive motor is stopped,
When the actuator operates and the power consumption value of the drive motor is smaller than when the drive motor is driven, it is determined that the drive motor is idling, and the switching means is controlled. And switching the flow direction of the power so that the regenerative power flows from the drive motor to the power storage means, and turning on the power supply to the drive motor and the power storage means, thereby supplying the regenerative power to the power storage means. To store electricity,
Power control device.
所定の発電装置と接続され、前記発電装置の発電タイミングを制御可能であり、
電力の消費が集中している状態であるとともに、前記生産設備の動作サイクルに基づいて設備制御に影響が少ない状態であると判断した場合には、前記発電装置による発電を行う、
請求項1に記載の電力制御装置。 The monitoring means includes
It is connected to a predetermined power generator and can control the power generation timing of the power generator,
When it is determined that the power consumption is concentrated and the equipment control is less affected based on the operation cycle of the production equipment, power is generated by the power generator.
The power control apparatus according to claim 1.
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