JP6448888B2 - Power monitoring device - Google Patents
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Description
本発明による実施形態は、電力監視装置に関する。 Embodiments according to the present invention relate to a power monitoring apparatus.
近年、省エネ等のために工作機械等の装置（以下、被監視装置ともいう）の消費電力を監視したいという要望が多い。しかし、被監視装置には、電力監視機能を有しないものも多い。従って、既存の被監視装置の消費電力を監視するためには、その被監視装置に電力監視装置を別途取り付ける必要がある。 In recent years, there are many demands for monitoring the power consumption of devices such as machine tools (hereinafter also referred to as monitored devices) for energy saving or the like. However, many monitored devices do not have a power monitoring function. Therefore, in order to monitor the power consumption of an existing monitored device, it is necessary to separately attach a power monitoring device to the monitored device.
しかし、従来の電力監視装置は、被監視装置の消費電力を監視することはできるものの、詳細な監視条件の設定をすることはできなかった。従って、操作者が操作しない限り、電力監視装置は被監視装置の消費電力の監視を開始せず、あるいは、被監視装置の消費電力の監視を停止することができなかった。また、消費電力の監視中において、電力監視装置は、消費電力の監視を連続して実行していた。このため、電力監視装置は、データを格納するために大容量のメモリが必要であった。もし、メモリの記憶容量が充分でないと、電力監視装置は、必要な電力データを記録することができない場合があった。 However, although the conventional power monitoring apparatus can monitor the power consumption of the monitored apparatus, it cannot set detailed monitoring conditions. Therefore, unless the operator operates, the power monitoring device cannot start monitoring the power consumption of the monitored device or cannot stop monitoring the power consumption of the monitored device. In addition, during power consumption monitoring, the power monitoring apparatus continuously monitors power consumption. For this reason, the power monitoring apparatus needs a large-capacity memory to store data. If the storage capacity of the memory is not sufficient, the power monitoring apparatus may not be able to record necessary power data.
また、全ての電力データをメモリに格納できたとしても、被監視装置の消費電力を分析するときに、大量の電力データから分析に必要な電力データを抽出する必要がある。このため、被監視装置の消費電力を分析するために長時間が掛かっていた。 Even if all the power data can be stored in the memory, it is necessary to extract power data necessary for analysis from a large amount of power data when analyzing the power consumption of the monitored apparatus. For this reason, it took a long time to analyze the power consumption of the monitored apparatus.
一方、電力監視装置を外付けすることなく、設置済みの被監視装置に電力監視機能を持たせることは困難であり、かつ、コストも高くなる。 On the other hand, it is difficult to provide an installed monitored apparatus with a power monitoring function without an external power monitoring apparatus, and the cost increases.
そこで、本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、被監視装置の電力データを予め設定された条件のもとで記録することができる電力監視装置を提供することである。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a power monitoring apparatus that can record power data of a monitored apparatus under a preset condition.
本実施形態による電力監視装置は、第１シーケンスプログラムおよび第１ＰＬＣによって動作する機械に外付け可能な電力監視装置であって、機械において消費される電力値、あるいは、該機械に供給される電圧値および電流値を受け取るデータ入力部と、第１ＰＬＣから機械の動作状態を示す状態信号を受け取る状態信号入力部と、電力値の記録、あるいは、電圧値と電流値とに基づいて算出された電力値の記録を開始または停止させる第２シーケンスプログラムを格納するメモリと、状態信号が第２シーケンスプログラムに予め設定された状態信号である場合に電力値の記録を開始し、あるいは、停止するＰＬＣ機能を有する第２ＰＬＣ部と、機械の動作を示す情報および電力値を対応させて出力する出力部とを備え、動作を示す情報は、電力値の記録の開始条件および停止条件を含み、出力部は、開始条件を満たしてから停止条件を満たすまでの電力値を状態信号と対応させて出力し、電力値の記録の開始条件および停止条件は、ユーザが第２シーケンスプログラムを書き換えることによって変更可能である。 The power monitoring apparatus according to the present embodiment is a power monitoring apparatus that can be externally attached to a machine operated by the first sequence program and the first PLC, and is a power value consumed in the machine or a voltage value supplied to the machine. And a data input unit that receives a current value, a state signal input unit that receives a state signal indicating the operating state of the machine from the first PLC, a power value record, or a power value calculated based on a voltage value and a current value A memory for storing the second sequence program for starting or stopping the recording, and a PLC function for starting or stopping the recording of the power value when the state signal is a state signal preset in the second sequence program. A second PLC unit having an output unit that outputs information indicating the operation of the machine and a power value in association with each other, and the information indicating the operation is The output unit includes a start condition and a stop condition for recording the power value, and the output unit outputs a power value corresponding to the state signal after the start condition is satisfied until the stop condition is satisfied. The condition can be changed by the user rewriting the second sequence program.
状態信号は、機械が実行している動作に対応する第１シーケンスプログラムのシーケンス番号であってもよい。 The status signal may be a sequence number of the first sequence program corresponding to the operation being performed by the machine .
出力部は、機械が状態信号に対応する動作を実行している期間における電力値の平均値を出力してもよい。The output unit may output an average value of power values during a period in which the machine performs an operation corresponding to the state signal.
出力部は、状態信号が機械の電源オンを示したときから状態信号が機械の電源オフを示したまでの電力値を出力してもよい。The output unit may output a power value from when the status signal indicates that the machine is powered on until when the status signal indicates that the machine is powered off.
出力部は、状態信号が機械の動作開始を示したときから状態信号が機械の動作停止を示したときまでの電力値を出力してもよい。The output unit may output a power value from when the state signal indicates the start of the operation of the machine to when the state signal indicates the stop of the operation of the machine.
前記出力部は、第１の時点から第２の時点までの前記電力値を出力してもよい。 The output unit may output the power value from a first time point to a second time point.
電力監視装置は、機械の動作を示す情報と電力値とを互いに対応させて表示する表示部をさらに備えてもよい。The power monitoring apparatus may further include a display unit that displays information indicating the operation of the machine and a power value in association with each other.
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings. This embodiment does not limit the present invention.
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に従った電力監視装置１００の一例を示す外観図である。電力監視装置１００は、工作機械等の被監視装置（図３、図４の参照番号２００参照）の消費電力を記録するために、該被監視装置に接続される。
(First embodiment)
FIG. 1 is an external view showing an example of a
電力監視装置１００は、筐体１と、電源２と、メモリカードスロット３と、データ入力部２０と、状態信号入力部３０と、ディスプレイ５１とを備えている。筐体１の内部には、図２に示すようにＰＬＣ（Programmable Logic Controller）１０等が収容されている。電力監視装置１００は、電源２から電力供給を受けて動作する。メモリカードスロット３は、例えば、ＳＤカード等のメモリカードを挿入することができるように構成されている。データ入力部２０は、被監視装置の電力値等を該被監視装置から受け取る。状態信号入力部３０は、被監視装置の状態を示す状態信号を受け取る。状態信号については後述する。ディスプレイ５１は、被監視装置の消費電力等を表示する。
The
図１では示されていないが、電力監視装置１００は、パーソナルコンピュータ（以下、単にＰＣとも言う）等の外部装置と通信接続することができるようにＬＡＮ（Local Area Network）ポートをさらに備えていてもよい。これにより、上位システム（図示せず）に複数の電力監視装置１００を通信可能に接続し、上位システムにおいて複数の電力監視装置１００を集中管理してもよい。
Although not shown in FIG. 1, the
図２は、第１の実施形態に従った電力監視装置１００の構成を示すブロック図である。電力監視装置１００は、演算処理部としてのＰＬＣ１０と、データ入力部２０と、状態信号入力部３０と、外部出力部４０と、表示出力部５０と、メモリ６０と、ＰＣ入出力部７０とを備えている。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the
ＰＬＣ１０は、メモリ６０内に格納されたシーケンスプログラムを実行し、それにより電力監視装置１０の各構成要素を自動でシーケンス制御する。シーケンスプログラムは、メモリ６０内に格納されている。ＰＬＣ１０がシーケンスプログラムを実行することによって、ＰＬＣ１０は、被監視装置で消費される電力値の記録を開始し、あるいは、停止する。ユーザは、その電力値の記録の開始または停止の条件を設定するためにメモリ６０内のシーケンスプログラムを書き換えることができる。その際、ユーザは、ＰＣ入出力部７０に接続された外部ＰＣ（Personal Computer）を操作することによってシーケンスプログラムを書き換える。
The
シーケンスプログラムは、電力値の記録の開始条件および停止条件を含む。ＰＬＣ１０は、シーケンスプログラムの開始条件を満たしたときに、被監視装置の電力値の記録を開始し、停止条件を満たしたときに被監視装置の電力値の記録を停止する。尚、演算処理部は、ＰＬＣ１０およびシーケンスプログラムに代えて、汎用ＣＰＵ(Central Processing Unit)およびプログラムで構成してもよい。
The sequence program includes a start condition and a stop condition for recording the power value. The
データ入力部２０は、上述の通り、被監視装置の電力データ等の監視値を受け取る。例えば、被監視装置が工作機械の場合、監視値は、工作機械で消費される電力、工作機械に印加される電圧、工作機械に供給される電流、加工部の温度や圧力等の値である。より詳細には、電力データ入力部２１は、工作機械で消費される（供給される）電力値を受け取る。温度入力部２２は、工作機械の加工部の温度データを受け取る。電圧データ入力部２３は、工作機械に印加される電圧値を受け取る。電流データ入力部２４は、工作機械に供給される電流値を受け取る。図２に示していないが、データ入力部２０は、工作機械の加工部の圧力データを受け取る圧力入力部をさらに備えていてもよい。
As described above, the
尚、電力値は、電圧値および電流値に基づいて算出され得る値である。従って、データ入力部２０は、電圧値および電流値を受け取ることなく、電力値のみを受け取ってもよい。これにより、ＰＬＣ１０は、電力値をそのまま記録し、あるいは、電力値をそのままディスプレイ５１に表示させることができる。即ち、ＰＬＣ１０は、電圧値および電流値から電力値を算出する必要がない。逆に、データ入力部２０は、電力値を受け取ることなく、電圧値および電流値のみを受け取ってもよい。これにより、ＰＬＣ１０は、電圧値および電流値から電力値を算出すればよい。この場合、ＰＬＣ１０は、電力値だけでなく、電圧値および電流値も記録し、あるいは、ディスプレイ５１に表示させることができる。
The power value is a value that can be calculated based on the voltage value and the current value. Therefore, the
監視値は、ＰＬＣ１０の内部メモリ１１に格納してもよい。あるいは、監視値は、メモリカードスロット３に挿入された外部メモリに格納してもよい。外部メモリを用いることによって、電力監視装置１００に外部ＰＣを接続することなく、電力監視装置１００から監視値のデータを取り出すことができる。以下、監視対象を電力値として説明を続ける。
The monitoring value may be stored in the
状態信号入力部３０は、上述の通り、被監視装置の状態を示す状態信号を受け取る。状態信号は、電力監視装置１００が被監視装置の電力の監視を開始し、あるいは、停止するためのトリガとなる信号である。例えば、被監視装置が工作機械の場合、状態信号は、工作機械側のシーケンサ（ＰＬＣ）から入出力されるＩ／Ｏ信号である。より詳細には、状態信号は、工作機械の電源のオン状態またはオフ状態を示す信号でもよい。状態信号は、工作機械が加工を開始した状態を示す信号（加工開始信号）または加工を停止した状態を示す信号（加工停止信号）でもよい。状態信号は、工作機械の特定のモータの回転開始または回転停止を示す信号でもよい。状態信号は、工作機械の所定箇所の温度（例えば、気温、モータの温度、加工部の温度）であってもよい。状態信号は、工作機械の摺動面に供給される油の流量あるいは工作機械の加工部に供給されるクーラントの流量であってもよい。状態信号は、工作機械の動作部分が所定の位置まで移動したときに出力されるリミットスイッチのオン／オフの信号であってもよい。状態信号は、工作機械の非常停止信号であってもよい。工作機械が加工プログラムおよびＣＰＵによって動作する場合、状態信号は、工作機械における所定の加工プログラムの各加工ステップを示すシーケンス番号であってもよい。工作機械がシーケンスプログラムおよびＰＬＣによって動作する場合、状態信号は、ラダーロジックまたはラダー言語におけるスイッチングの情報（オン／オフ）であってもよい。さらに、状態信号は、不具合あるいは不良を知らせる信号であってもよい。これらの状態信号は、通常、工作機械のＰＬＣ等の制御部から出力されており、容易に取り出すことができる。
As described above, the status
尚、工作機械の加工プログラムのシーケンス番号は、ＣＰＵで実行されるプログラムステップの順番を示すものであり、ＰＬＣが実行するシーケンスプログラムのステップとは異なる。 The sequence number of the machining program of the machine tool indicates the order of the program steps executed by the CPU, and is different from the sequence program steps executed by the PLC.
これらの状態信号が所定の条件を満たす場合に、電力監視装置１００は被監視装置の電力の監視を開始し、あるいは、これらの状態信号が所定の条件を満たさなくなった場合に、被監視装置の電力の監視を停止すればよい。電力値の記録の具体的な開始条件および停止条件については後述する。
When these state signals satisfy a predetermined condition, the
外部出力部４０は、電力値に応じて被監視装置へ信号を出力する。例えば、電力値が所定値を超えた場合に、外部出力部４０は、被監視装置の動作を停止する信号を出力してもよい。外部出力部４０は、電力値を外部ＰＣへ出力してもよい。外部出力部４０は、例えば、有線ＬＡＮまたは無線ＬＡＮによって被監視装置または外部ＰＣと通信接続されている。
The
表示出力部５０は、被監視装置の電力値をディスプレイ５１へ出力する。ディスプレイ５１は、被監視装置の電力値を数値またはグラフで表示する。これにより、ユーザは、被監視装置の消費電力を容易に把握することができる。
The
図３および図４は、電力監視装置１００と被監視装置２００との接続関係を示す図である。図３に示すように、電力監視装置１００は、電源から被監視装置２００へ供給される電圧値および電流値（あるいは電力値）を受け取る。また、電力監視装置１００は、被監視装置２００から状態信号を受け取る。
3 and 4 are diagrams illustrating a connection relationship between the
例えば、被監視装置２００が工作機械である場合（以下、工作機械２００ともいう）、図４に示すように、２つの電力監視装置１００Ａ，１００Ｂが工作機械２００に接続されていてもよい。電力監視装置１００Ａは、工作機械２００の直流電源からコントローラへ供給される電圧値および電流値（あるいは電力値）を受け取る。また、電力監視装置１００Ａは、工作機械２００のコントローラから状態信号を受け取る。一方、電力監視装置１００Ｂは、工作機械２００のモータドライバからモータＭへ供給される電圧値および電流値（あるいは電力値）を受け取る。また、電力監視装置１００Ｂは、工作機械２００のコントローラから状態信号を受け取る。電力監視装置１００Ａ、１００Ｂは、同一の状態信号を受け取ってもよく、あるいは、互いに異なる状態信号を受け取ってもよい。例えば、電力監視装置１００Ａは、工作機械２００の電源のオン／オフを示す状態信号を受け取り、電力監視装置１００Ｂは、モータＭが駆動しているか否かを示す状態信号を受け取ってもよい。
For example, when the monitored
電力監視装置１００Ａ、１００Ｂは、それぞれ状態信号に基づいて、工作機械２００の電力値の記録を開始し、あるいは、その記録を停止する。電力監視装置１００Ａ、１００Ｂが互いに異なる状態信号を受け取る場合、電力監視装置１００Ａ、１００Ｂは、互いに異なるタイミングで工作機械２００の電力値に記録を開始し、あるいは、その記録を停止する。一方、電力監視装置１００Ａ、１００Ｂが同一の状態信号を受け取る場合、電力監視装置１００Ａ、１００Ｂは、同時に工作機械２００の電力値に記録を開始し、あるいは、その記録を停止することができる。
The
次に、電力値の記録の開始条件および停止条件の具体例を説明する。 Next, specific examples of the power value recording start condition and stop condition will be described.
（状態信号：電源オン／オフ）
状態信号が被監視装置２００の電源のオン状態またはオフ状態を示す信号である場合、ＰＬＣ１０は、状態信号が被監視装置２００の電源オンを示したときに、被監視装置２００の電力値の記録を開始する。また、ＰＬＣ１０は、状態信号が被監視装置２００の電源オフを示したときに被監視装置２００の電力値の記録を停止する。このように、電力値の記録の開始条件および停止条件は、それぞれ被監視装置２００の電源オンおよび電源オフであってもよい。
(Status signal: Power on / off)
When the status signal is a signal indicating the power-on state or off-state of the monitored
ユーザは、電力値の記録の開始条件および停止条件をメモリ６０内のシーケンスプログラムにおいて設定可能である。これにより、電力監視装置１００は、被監視装置２００の電源オンと同時に電力値の記録を自動的に開始し、被監視装置２００の電源オフと同時に電力値の記録を自動的に停止することができる。
The user can set the start condition and the stop condition for recording the power value in the sequence program in the
被監視装置２００の電源が入っていない期間中、電力監視装置１００は被監視装置２００の電力の記録をしない。従って、電力監視装置１００は、操作者によって操作されなくとも、メモリ１１または外部メモリへ格納するデータの容量を低減させることができる。また、電力監視装置１００は、不要なデータを記録しないので、被監視装置２００の電力を分析する際に分析時間を短縮することができる。
During the period when the monitored
（状態信号：加工開始信号／加工停止信号）
状態信号が工作機械２００の加工開始／加工停止を示す信号である場合、ＰＬＣ１０は、状態信号が加工開始を示したときに、被監視装置２００の電力値の記録を開始する。また、ＰＬＣ１０は、状態信号が加工停止を示したときに被監視装置２００の電力値の記録を停止する。このように、電力値の記録の開始条件および停止条件は、それぞれ工作機械２００の加工開始および加工停止であってもよい。これにより、電力監視装置１００は、工作機械２００の加工開始と同時に電力値の記録を自動的に開始し、工作機械２００の加工開始と同時に電力値の記録を自動的に停止することができる。
(Status signal: Machining start signal / machining stop signal)
When the status signal is a signal indicating start / stop of machining of the
工作機械２００が加工を停止している期間中、電力監視装置１００は工作機械２００の電力の記録をしない。従って、電力監視装置１００は、操作者によって操作されなくとも、メモリ１１または外部メモリへ格納するデータの容量を低減させることができる。また、電力監視装置１００は、不要なデータを記録しないので、工作機械２００の電力を分析する際に分析時間を短縮することができる。
During the period when the
尚、加工開始／加工停止とは、工作機械２００における加工プログラムの実行の開始／停止を意味してもよい。あるいは、加工開始／加工停止とは、工作機械２００のモータＭが実際に回転を開始し、あるいは、回転を停止することを意味してもよい。
The machining start / machining stop may mean the start / stop of the machining program execution in the
（状態信号：温度）
状態信号が工作機械２００の所定部分の温度である場合、ＰＬＣ１０は、その所定部分の温度が所定値を超えたときに、被監視装置２００の電力値の記録を開始する。また、ＰＬＣ１０は、その所定部分の温度が所定値を下回ったときに被監視装置２００の電力値の記録を停止する。このように、電力値の記録の開始条件および停止条件は、それぞれ工作機械２００の所定部分の温度であってもよい。
(Status signal: Temperature)
When the status signal is the temperature of a predetermined portion of the
温度の所定値は、メモリ６０内のシーケンスプログラムにおいて設定されている。工作機械２００の所定部分の温度は、工作機械２００の周囲の気温、モータＭの温度、加工対象物と接触する工具の温度等でよい。これらの温度は、工作機械２００に配備されたサーミスタ温度計等によって測定することができる。これにより、電力監視装置１００は、工作機械２００の所定部分が異常に加熱されたときに電力値の記録を自動的に開始することができる。即ち、この場合、電力監視装置１００は、工作機械２００の異常時における電力を記録することができる。
The predetermined temperature value is set in the sequence program in the
工作機械２００が正常動作をしており、所定部分の温度が所定値より低い場合、電力監視装置１００は工作機械２００の電力の記録をしない。従って、電力監視装置１００は、メモリ１１または外部メモリへ格納するデータの容量を低減させることができる。また、電力監視装置１００は、不要なデータを記録しないので、工作機械２００の異常を分析する際に分析時間を短縮することができる。
When the
（状態信号：油供給量またはクーラント供給量）
状態信号が工作機械２００の油供給量またはクーラント供給量である場合、ＰＬＣ１０は、油またはクーラントの供給量が所定値を下回ったときに、被監視装置２００の電力値の記録を開始する。また、ＰＬＣ１０は、油またはクーラントの供給量が所定値を超えたときに被監視装置２００の電力値の記録を停止する。このように、電力値の記録の開始条件および停止条件は、工作機械２００の油供給量またはクーラント供給量であってもよい。
(Status signal: Oil supply or coolant supply)
When the status signal is the oil supply amount or coolant supply amount of the
油またはクーラントの供給量が少ないときには、工作機械２００の加工部分の摩擦抵抗や温度が異常に高くなる場合がある。従って、油またはクーラントの供給量が所定値を下回ったことを電力値の記録の開始条件にすることによって、電力監視装置１００は、工作機械２００の異常時における電力を記録することができる。
When the supply amount of oil or coolant is small, the frictional resistance and temperature of the machined part of the
油またはクーラントの供給量が所定値を超えている場合には、工作機械２００の加工部分の摩擦抵抗や温度は高くならず、工作機械２００は正常に動作することができる。従って、油またはクーラントの供給量が所定値を超えたことを電力値の記録の停止条件にするによって、電力監視装置１００は、メモリ１１または外部メモリへ格納するデータの容量を低減させることができる。また、電力監視装置１００は、不要なデータを記録しないので、工作機械２００の異常を分析する際に分析時間を短縮することができる。
When the supply amount of oil or coolant exceeds a predetermined value, the frictional resistance and temperature of the machined part of the
（状態信号：リミットスイッチのオン／オフ）
状態信号が工作機械２００のリミットスイッチのオン／オフを示す信号である場合、リミットスイッチは、工作機械２００の動作部分（例えば、主軸の受け台等）が所定位置（第１の位置）に移動したときにオン状態になり、工作機械２００の動作部分が他の所定位置（第２の位置）に移動したときにオフ状態になるように構成され得る。この場合、ＰＬＣ１０は、工作機械２００の動作部分が第１の位置に移動したときに、被監視装置２００の電力値の記録を開始する。また、ＰＬＣ１０は、工作機械２００の動作部分が第２の位置に移動したときに、被監視装置２００の電力値の記録を停止する。このように、電力値の記録の開始条件および停止条件は、それぞれ工作機械２００のリミットスイッチのオン／オフであってもよい。これにより、電力監視装置１００は、工作機械２００の動作部分の位置に応じて電力値の記録を自動的に開始し、あるいは、停止することができる。従って、電力監視装置１００は、メモリ１１または外部メモリへ格納するデータの容量を低減させることができる。また、電力監視装置１００は、不要なデータを記録しないので、工作機械２００の電力を分析する際に分析時間を短縮することができる。
(Status signal: Limit switch on / off)
When the status signal is a signal indicating ON / OFF of the limit switch of the
（状態信号：非常停止信号）
状態信号が工作機械２００の非常停止信号である場合、ＰＬＣ１０は、工作機械２００が通常に動作しているときには、被監視装置２００の電力値の記録を停止している。しかし、工作機械２００が非常停止信号を発したときに、被監視装置２００の電力値の記録を開始する。これにより、電力監視装置１００は、工作機械２００の異常時に電力値の記録を自動的に開始することができる。即ち、この場合、電力監視装置１００は、工作機械２００の異常時における電力を記録することができる。
(Status signal: Emergency stop signal)
When the status signal is an emergency stop signal of the
工作機械２００が正常動作をしている場合、電力監視装置１００は工作機械２００の電力の記録をしない。従って、電力監視装置１００は、メモリ１１または外部メモリへ格納するデータの容量を低減させることができる。また、電力監視装置１００は、不要なデータを記録しないので、工作機械２００の異常を分析する際に分析時間を短縮することができる。
When the
このように本実施形態による電力監視装置１００は、所定の条件に従って被監視装置２００の電力値の記録を自動で開始し、その電力値の記録を自動で終了させることができる。これにより、電力監視装置１００は、被監視装置２００の消費電力の分析に必要なデータを測定および記録するとともに、メモリへ記録されるデータ容量を低減させることができる。
As described above, the
また、本実施形態による電力監視装置１００は、被監視装置２００の内部構成を変更すること無く、被監視装置２００の設置後に被監視装置２００に対して容易に外付けすることができる。従って、本実施形態は、設置済みの被監視装置２００に対して比較的簡単にかつ低コストで電力監視機能を付加することができる。
In addition, the
（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態による電力監視装置３００の構成を示すブロック図である。第２の実施形態において、状態信号は、工作機械の加工プログラムの各加工ステップを示すシーケンス信号（例えば、シーケンス番号、プログラム内容）である。あるいは、工作機械がシーケンスプログラムおよびＰＬＣで動作する場合、ラダーロジックまたはラダー言語におけるスイッチングの情報（オン／オフ）でもよい。従って、電力監視装置３００は、シーケンス信号入力部３２およびシーケンス信号出力部３４を備えている。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of the
電力監視装置３００は、ＰＬＣ１０がメモリ６０に格納されたシーケンスプログラムを実行することによってシーケンス制御される。ＰＬＣ１０は、シーケンスプログラムにおいて予め設定されたシーケンス信号と工作機械から受け取ったシーケンス信号とを比較して、電力値の記録を開始または停止する。従って、電力監視装置３００は、工作機械から第１のシーケンス信号を受け取るためにシーケンス信号入力部３２を備えている。また、電力監視装置３００は、電力値に基づいて制御信号を第２のシーケンス信号として工作機械へ出力してもよい。従って、電力監視装置３００は、工作機械へシーケンス信号を出力するためにシーケンス信号出力部３４を備えている。即ち、第２の実施形態による電力監視装置３００は、工作機械からシーケンス信号を受け取るシーケンス信号入力部３２と、工作機械へシーケンス信号を出力するシーケンス信号出力部３４とをさらに備えている。電力監視装置３００のその他の構成は、電力監視装置１００の対応する構成と同様でよい。
The
尚、図２に示す状態信号入力部３０は、シーケンス信号入力部３２とともに設けられていてもよいが、省略されていてもよい。また、電力監視装置３００と工作機械との接続関係は、図３または図４に示す接続関係と同様でよい。
The state
工作機械の加工プログラムは、複数の加工ステップを所定の順番でシーケンシャルに実行するように設定されている。加工プログラムの各加工ステップは、シーケンス番号によって実行順に構成されている。工作機械のＰＬＣが加工ステップをシーケンス番号に従って実行することによって、工作機械は、加工対象を所望の形状に加工するように動作する。 The machining program of the machine tool is set so as to execute a plurality of machining steps sequentially in a predetermined order. Each machining step of the machining program is configured in order of execution by a sequence number. When the PLC of the machine tool executes the machining steps according to the sequence number, the machine tool operates to machine the workpiece to a desired shape.
電力監視装置３００は、工作機械とは別にシーケンスプログラムを内蔵しており、シーケンス制御される。電力監視装置３００のシーケンスプログラムは、メモリ６０に格納されている。
The
電力監視装置３００のＰＬＣ１０は、電力監視装置３００のシーケンスプログラムを実行する。これにより、電力監視装置３００は、工作機械の電力値の記録を開始し、あるいは、停止することができる。電力監視装置３００のシーケンスプログラムには、電力値の記録の開始条件および停止条件が予め設定されている。尚、ユーザは、外部ＰＣを用いて、メモリ６０内のシーケンスプログラムを書き換える際に、電力値の記録の開始条件および停止条件を変更することができる。
The
電力監視装置３００は、シーケンス信号入力部３２を介して、工作機械のシーケンス信号（以下、第１のシーケンス信号ともいう）を第１の実施形態と同様、状態信号として受け取ることができる。ＰＬＣ１０は、メモリ６０内のシーケンスプログラムに予め設定されたシーケンス信号と第１のシーケンス信号とを比較して、第１のシーケンス信号が電力値の記録の開始条件または停止条件に適合するか否かを判断する。電力値の記録の開始条件または停止条件の具体例は、第１の実施形態に示した具体例と同様である。例えば、第１のシーケンス信号は、工作機械の電源状態を示す信号であってもよい。この場合、ＰＬＣ１０は、第１のシーケンス信号が工作機械の電源オンを示したときに電力値の記録を開始する。一方、ＰＬＣ１０は、第１のシーケンス信号が工作機械の電源オフを示したときに電力値の記録を停止する。
The
第１のシーケンス信号は、工作機械の加工開始信号または加工停止信号であってもよい。この場合、ＰＬＣ１０は、第１のシーケンス信号が工作機械の加工動作開始を示したときに電力値の記録を開始する。一方、ＰＬＣ１０は、第１のシーケンス信号が工作機械の加工動作停止を示したときに電力値の記録を停止する。
The first sequence signal may be a machining start signal or a machining stop signal of the machine tool. In this case, the
第１のシーケンス信号は、モータＭの回転開始または回転停止を示す信号でもよい。この場合、ＰＬＣ１０は、第１のシーケンス信号がモータの回転開始を示したときに電力値の記録を開始する。一方、ＰＬＣ１０は、第１のシーケンス信号がモータの回転停止を示したときに電力値の記録を停止する。
The first sequence signal may be a signal indicating the rotation start or rotation stop of the motor M. In this case, the
ＰＬＣ１０は、電力値の記録の開始条件または停止条件を第１のシーケンス信号のシーケンス番号で判断してもよい。この場合、ユーザは、電力監視装置３００のシーケンスプログラムにおける電力値の記録の開始条件または停止条件を、工作機械側の加工プログラムのシーケンス番号で設定すればよい。ＰＬＣ１０は、電力監視装置３００のシーケンスプログラムで予め設定されたシーケンス番号と、第１のシーケンス信号のシーケンス番号とを比較する。ＰＬＣ１０は、これらのシーケンス番号が一致する場合に、電力値の記録を開始し、あるいは、停止する。
The
代替的に、ＰＬＣ１０は、電力値の記録の開始条件または停止条件を第１のシーケンス信号に対応する加工ステップのプログラム内容（命令内容）で判断してもよい。この場合、ユーザは、電力監視装置３００のシーケンスプログラムにおける電力値の記録の開始条件または停止条件を、第１のシーケンス信号の命令内容で設定すればよい。ＰＬＣ１０は、電力監視装置３００のシーケンスプログラムで設定された命令内容と、第１のシーケンス信号の命令内容とを比較する。ＰＬＣ１０は、これらの命令内容が一致する場合に、電力値の記録を開始し、あるいは、停止すればよい。
Alternatively, the
電力監視装置３００は、シーケンス信号出力部３４を介して、シーケンス信号（以下、第２のシーケンス信号ともいう）を工作機械へ出力することもできる。第２のシーケンス信号は、工作機械の動作を制御する信号でよい。例えば、工作機械の消費電力が所定値よりも高い場合に、その消費電力を低減させるために、第２のシーケンス信号は、工作機械の加工プログラムの一部または全部を他の加工プログラムを変更する信号であってもよい。これにより、電力監視装置３００は、工作機械の消費電力を監視するだけでなく、その消費電力に応じて工作機械の動作を変更することもできる。
The
第２の実施形態による電力監視装置３００は、電力値の記録の開始条件または停止条件として、工作機械の加工プログラムのシーケンス番号またはプログラム内容自体を有する。従って、電力監視装置３００は、工作機械のシーケンス信号を状態信号として用いて、工作機械の消費電力の記録を開始し、あるいは、停止することができる。これにより、第２の実施形態は、メモリ１１または外部メモリへ格納するデータの容量を低減させることができる。また、第２の実施形態は、不要なデータを記録しないので、工作機械の消費電力を分析する際に分析時間を短縮することができる。第２の実施形態は、第１の実施形態のその他の効果も得ることができる。
The
（第３の実施形態）
図６は、第３の実施形態による電力監視装置４００のディスプレイ５１の画面を示す図である。第３の実施形態による電力監視装置４００のその他の構成は、図２に示す電力監視装置１００または図５に示す電力監視装置３００の対応する構成と同様でよい。
(Third embodiment)
FIG. 6 is a diagram illustrating a screen of the
第３の実施形態において、表示出力部５０がテーブルＴとグラフＧとを出力し、ディスプレイ５１がテーブルＴとグラフＧとを表示している。テーブルＴは、工作機械２００の加工プログラムと対応するように電力値を表示している。グラフＧは、工作機械２００において消費されている電力値をリアルタイムで示すラインＬと、各加工ステップのシーケンス番号における消費電力の平均値Ａとを表示している。尚、グラフＧの縦軸は、工作機械２００における消費電力を示し、その横軸は時間を示す。
In the third embodiment, the
テーブルＴは、工作機械２００において実行される各加工ステップの加工ステップのシーケンス番号、各加工ステップの加工プログラムの内容、並びに、各加工ステップにおける消費電力の平均値（電力平均値）を示している。加工プログラムの内容は、工作機械２００の動作命令およびその動作を実行するために必要な座標等の情報を含む。電力平均値は、各加工ステップにおいて工作機械が消費する電力の平均値である。テーブルＴの電力平均値は、グラフＧの平均値Ａに対応する。
The table T indicates the sequence number of the machining step of each machining step executed in the
グラフＧのラインＬは、消費電力をリアルタイムで表示している。このため、電力平均値Ａは、各加工ステップの実行後に表示される。 A line L of the graph G displays power consumption in real time. For this reason, the electric power average value A is displayed after execution of each processing step.
電力監視装置４００が状態信号として受け取るシーケンス信号は、加工ステップのシーケンス番号、および、プログラム内容のいずれか一方、あるいは、それらの両方でよい。従って、第３の実施形態による電力監視装置４００は、工作機械２００の加工プログラムの各加工ステップにおけるシーケンス番号、プログラム内容および消費電力を互いに対応させかつ同時にディスプレイ５１へ出力し、表示させることができる。これにより、操作者は、ディスプレイ５１を参照することによって、電力消費の多い加工ステップを容易に把握することができる。電力消費の多い加工ステップのプログラムを電力消費の比較的少ない加工ステップへ変更または修正することによって、工作機械の省エネに貢献することができる。例えば、電力監視装置４００によれば、ユーザは、加工対象を重切削により少ない回数で加工する方法（方法１）と加工対象を軽切削により多くの回数で加工する方法（方法２）とを消費電力において容易に比較することができる。
The sequence signal received as a status signal by the
電力監視装置４００は、各加工ステップにおける消費電力をリアルタイムで出力し、あるいは、表示する。従って、操作者は、工作機械の異常や過剰な電力消費をリアルタイムで知ることができ、それにより、工作機械の異常や過剰な電力消費に対して直ぐに対応することが可能となる。
The
電力監視装置４００は、加工ステップのシーケンス番号、プログラム内容および消費電力をディスプレイ５１に表示すると同時にメモリ１１へ格納することもできる。また、表示出力部５０は、加工ステップのシーケンス番号、プログラム内容、電力値以外のパラメータをディスプレイ５１へ出力してもよい。例えば、消費電力の積算値（その加工ステップまでの総消費電力）、その加工ステップまでの消費電力の平均値等をディスプレイ５１に表示してもよい。
The
また、第３の実施形態による電力監視装置４００のその他の動作は、第１または第２の実施形態による電力監視装置の動作と同様でよい。従って、電力監視装置４００のプログラムが上記第１または第２の実施形態のように電力値の記録の開始条件および停止条件を含む場合、表示出力部５０は、開始条件を満たしてから停止条件を満たすまでの電力値を出力すればよい。また、ディスプレイ５１は、開始条件を満たしてから停止条件を満たすまでの電力値を表示すればよい。このように、第３の実施形態は、第１または第２の実施形態と組み合わせることができる。
Other operations of the
尚、ディスプレイ５１は、必ずしも電力監視装置４００に設けられていなくてもよい。この場合、電力監視装置４００は、外部出力部４０を介して外部ＰＣ等へ、工作機械の加工プログラムを示す情報（第１のシーケンス信号）と電力値とを互いに対応するよう関連付けて出力してもよい。これにより、電力監視装置４００は、外部ＰＣ等のディスプレイにテーブルＴおよびグラフＧを表示させることができる。この場合、電力監視装置４００は、表示出力部５０およびディスプレイ５１を必要とせず、図２に示す外部出力部４０を備えていればよい。
The
（第４の実施形態）
図７は、第４の実施形態による電力監視装置５００の構成を示すブロック図である。第４の実施形態において、ＰＬＣ１０は、タイマ１２をさらに備えている。そして、ＰＬＣ１０は、第１の時点において電力値の記録を開始し、第２の時点において電力値の記録を停止する。即ち、ＰＬＣ１０は、被監視装置から受け取った状態信号に基づいて電力値の記録を開始／停止するのではなく、ＰＬＣ１０の内部のタイマ１２に基づいて電力値の記録を開始／停止する。従って、第４の実施形態において、状態信号入力部３０（またはシーケンス入力３２）は、省略してもよい。
(Fourth embodiment)
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of a
勿論、第４の実施形態は、第３の実施形態と組み合わせてもよい。即ち、電力監視装置は、第１の時点から第２の時点までの被監視装置の電力値を出力し、その電力値をディスプレイ５１または外部のディスプレイに表示させてもよい。
Of course, the fourth embodiment may be combined with the third embodiment. That is, the power monitoring device may output the power value of the monitored device from the first time point to the second time point, and display the power value on the
ユーザが或る時間帯における被監視装置の消費電力を分析したい場合、第４の実施形態による電力監視装置５００は、被監視装置の消費電力の分析に必要なデータのみを測定および記録することができる。従って、メモリへ記録されるデータ容量を低減させることができるとともに、消費電力の分析時間を短縮することができる。
When the user wants to analyze the power consumption of the monitored apparatus in a certain time zone, the
第４の実施形態は、第１から第３の実施形態と組み合わせてもよい。例えば、第４の実施形態を第１または第２の実施形態と組み合わせた場合、電力監視装置１００は、状態信号入力部３０において状態信号を被監視装置から受け取る。状態信号が電力値の記録の開始条件を満たしている場合に、ＰＬＣ１０は、被監視装置の消費電力を記録する。そのとき、タイマ１２が計時を開始する。そして、電力値の記録を開始してから所定時間経過後（例えば、１時間後）に、ＰＬＣ１０は、被監視装置の消費電力の記録を終了する。即ち、電力値の記録の始期は、被監視装置の状態信号によって決定され、電力値の記録の終期は、タイマ１２の時間によって決定される。これにより、電力監視装置は、被監視装置が所定の状態になってから所定期間内における被監視装置の消費電力を記録、出力または表示することができる。このようにしても、本発明の効果を得ることができる。
The fourth embodiment may be combined with the first to third embodiments. For example, when the fourth embodiment is combined with the first or second embodiment, the
１００、３００、４００、５００・・・電力監視装置、１・・・筐体、２・・・電源、３・・・メモリカードスロット、１０・・・ＰＬＣ、１１・・・メモリ、１２・・・タイマ、２０・・・データ入力部、３０・・・状態信号入力部、４０・・・外部出力部、５０・・・表示出力部、５１・・・ディスプレイ、６０・・・メモリ、７０・・・ＰＣ入出力部
100, 300, 400, 500 ... power monitoring device, 1 ... housing, 2 ... power supply, 3 ... memory card slot, 10 ... PLC, 11 ... memory, 12 ...
Claims (7)
前記機械において消費される電力値、あるいは、該機械に供給される電圧値および電流値を受け取るデータ入力部と、
前記第１ＰＬＣから前記機械の動作状態を示す状態信号を受け取る状態信号入力部と、
前記電力値の記録、あるいは、前記電圧値と前記電流値とに基づいて算出された電力値の記録を開始または停止させる第２シーケンスプログラムを格納するメモリと、
前記状態信号が前記第２シーケンスプログラムに予め設定された状態信号である場合に前記電力値の記録を開始し、あるいは、停止するＰＬＣ機能を有する第２ＰＬＣ部と、
前記機械の動作を示す情報および前記電力値を対応させて出力する出力部とを備え、
前記動作を示す情報は、前記電力値の記録の開始条件および停止条件を含み、
前記出力部は、前記開始条件を満たしてから前記停止条件を満たすまでの前記電力値を前記状態信号と対応させて出力し、
前記電力値の記録の開始条件および停止条件は、ユーザが前記第２シーケンスプログラムを書き換えることによって変更可能である、電力監視装置。 A power monitoring device externally attached to a machine operated by a first sequence program and a first PLC ,
A data input for receiving a power value consumed in the machine , or a voltage value and a current value supplied to the machine ;
A state signal input unit for receiving a state signal indicating an operating state of the machine from the first PLC ;
A memory for storing a second sequence program for starting or stopping the recording of the power value or the recording of the power value calculated based on the voltage value and the current value;
A second PLC unit having a PLC function for starting or stopping recording of the power value when the state signal is a state signal preset in the second sequence program;
An output unit that outputs the information indicating the operation of the machine and the power value in association with each other,
The information indicating the operation includes a start condition and a stop condition for recording the power value,
The output unit outputs the power value corresponding to the state signal until the stop condition is satisfied after the start condition is satisfied,
Start condition and stop condition of the recording of the power values, the user can be changed depending on the rewriting Rukoto the second sequence program, the power monitoring device.
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