JPWO2019043861A1 - 監視装置、監視方法、プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は同実施形態による混練機制御装置を含む混練機システムの構成を示すブロック図である。
この図が示すように、混練機システム100は混練機制御装置1と混練機2とが通信接続されることにより構成される。本実施形態による混練機制御装置1は混練機2の状態を監視する監視装置の機能を内部に備える。混練機制御装置1は混練機2に内包されるものであってもよい。混練機制御装置1は少なくとも混練機2に取り付けられた各種センサから計測値を示す計測データを取得し、その計測データを用いて混練機2が異常状態となっていないかどうかの監視処理を行うコンピュータである。また混練機制御装置1は混練機2を制御するコンピュータであり混練機2に対して各指令信号を出力してよい。混練機2は混練機制御装置1または他の制御装置等から得た指令信号に基づいて駆動対象を制御する。駆動対象は例えば混練機2を構成する混練用ロータ等である。
図2に示すように混練機2は、混練用ロータ20,21を備える。混練機2はケーシング11の内部に混練室12を形成している。混練機2は、混練室12の内部に、一対の混練用ロータ20,21が平行に配置される。一対の混練用ロータ20,21は、不図示のモータ等の駆動源により互いに逆方向に回転する。また一対の混練用ロータ20,21は、それぞれの外表面に、それぞれ外側に向かって張り出した翼部22,23を形成している。翼部22,23は、例えば、混練用ロータ20,21の軸線24,25に対して螺旋状にねじれて形成されている。これら翼部22,23は、混練用ロータ20,21の回転により互いに噛み合うように配置されている。
また、混練機2は、その底部に、混練されたゴム材を外部に取り出すためのドロップドア15を開閉可能に取り付けている。
次に、互いに逆方向に回転する混練用ロータ20,21の噛み合い作用および混練用ロータ20,21と混練室12の内表面との間に発生するせん断作用によってゴム材を混練する。
そして、混練機2は、混練したゴム材を、混練室12の底部に設けられたドロップドア15を開放することにより混練室12から外部へ取り出して他の工程に搬送する。
なお図2で示す混練機2の構造は一例であって、混練機2は他の構造を有するものであってもよい。例えば混練機2は、翼部22,23が回転により互いにかみ合うことによりゴム材を混練する変わりに、接線式ロータにより混練するものなどであってもよい。また混練機2は、ホッパ13以外にスライド形式の開閉口からゴム材が投入される機構を有するものであってよい。また混練機2は混練されたゴム材の排出機構としてドロップドアの代わりに混合槽を反転する機構を有するニーダ型混練機であってもよい。
図3で示すように混練機制御装置1は、CPU(Central Processing Unit)101、ROM(Read Only Memory)102、RAM(Random Access Memory)103、HDD(Hard Disk Drive)104、信号受信モジュール105を備えるコンピュータである。
混練機制御装置1のCPU101は予め自装置で記憶するプログラムを実行する。これにより混練機制御装置1は、計測データ取得部111、判定部112、記録部113、異常時刻予測部114、混練機制御部115、出力部116の各構成を備える。
計測データ取得部111は、例えば、混練機2におけるゴム材の一連の混練動作における所定の混練動作開始タイミングから計測された監視対象情報の計測データを一連の混練動作の単位それぞれにおいて取得する。
判定部112は、例えば、計測データと、監視対象情報の過去の計測データにおいて選択された参照データとを比較して異常判定を行う。
記録部113は、例えば、監視対象情報の計測データと参照データとの比較関係を示す比較データを記録する。
異常時刻予測部114は、例えば、異常判定の結果に基づいて計測データの値が異常を示す閾値を超える時刻を予測する。
混練機制御部115は、例えば、通常の混練機2の制御や、異常判定の結果に基づいて計測データの値が異常を示す閾値を超えることを抑制する抑制制御を行う。
出力部116は、例えば、異常判定の結果に基づいて混練機2の異常状態を出力する。
次に本実施形態による混練機制御装置の処理フローについて説明する。
混練機制御装置1は混練機2が混練を行うゴム材に含まれる各材料品種、ゴム材を混練する混練機2の動作形態の詳細情報や識別情報、混練室12の容積に対するゴム材の容積率などの情報を示す動作形態情報を、複数の異なる動作形態それぞれについて記憶している。管理者は混練機制御装置1の操作子などを操作し、複数の異なる動作形態のうち所望の動作形態を示す動作形態情報を選択、入力する。これにより混練機制御装置1の混練機制御部115は動作形態を検知する(ステップS101)。また混練機制御部115は、混練機2に対して動作形態情報に基づいた混練動作の開始を指示する(ステップS102)。なお動作形態情報は、一例としては、ゴム材に含まれるゴム原料やシリカやその他の添加剤の混練機2への投入タイミング、混練用ロータの単位時間当たり回転数、混練時間、ラムの位置の上げ下げタイミングなどの組み合わせの情報を含んでいる。
記録部113は、単位計測期間において複数取得した計測データが示す計測値の統計値を算出し、この統計値を計測データとして動作形態情報を示す識別子と対応付けてHDD104等の記憶部に記録する(ステップS106)。記録部113は、図6で示すように単位計測期間T(T1,T2,T3・・・)を時刻の経過に応じて順次ずらしたそれぞれの単位計測期間Tにおいて算出された統計値を、順次計測データとして記憶部に記録していく。ここで説明する統計値は平均値や中央値などであってよい。
混練機制御装置1は混練機2が正常な状態であるときの計測データを多く蓄積している状態で、混練機2の異常判定を行う。なお混練機2が正常な状態とは、一例としては混練機2を使い始めた初期の所定期間内などであってよい。異常判定段階において混練機制御装置1は上記のステップS101〜ステップS106の処理を同様に行う。そして、判定部112は、過去に記憶部に記録された計測データから選択した参照データを生成する(ステップS201)。例えば混練機制御装置1は管理者から過去に記録された計測データにおいて参照データとして利用する計測データの選択を受け付ける。または判定部112は何等かの処理によって、過去に記憶部に記録された計測データから正常と見做される計測データを特定し、その計測データを参照データとして生成してもよい。なお過去の計測データの全てが正常データであると見做すことができる場合には、判定部112は、記録される全ての過去の計測データを参照データとして選択してもよい。
局所外れ値法は、検証データ(新しく計測した計測データ)と過去の計測データから選択した参照データ(正常データ)との距離が近い場合に検証データを正常と判定する。他方、局所外れ値法は、検証データと参照データとの距離が遠い場合に検証データを異常と判定する。
また混練機制御装置1は膨大な量の計測データに基づく情報の記録を動作態様毎に自動で行うため、動作態様それぞれの計測データの時間推移を記録できるため過去との比較が容易となる。また混練機制御装置1は計測データを用いてリアルタイムで異常判定することができる。よって混練機制御装置1は異常が発生したゴム材料の次工程への流出を防止することができる。
出力部116は図8に示すような、時間遷移に応じたゴム温度を示すグラフや、時間遷移に応じた異常度を示すグラフを示す状態監視画像をモニタに出力するようにしてもよい。また出力部116は状態監視画像に含まれる異常度や検証データの参照データからのかい離度の日々の変化を監視して、混練機2の機械状態の経年変化による異常を検出するようにしてもよい(ステップS204)。例えば出力部116は状態監視画像が示すような異常度の増減を監視し、単位期間あたりに異常度が閾値以上となる回数などの増加傾向を予測して、その増加傾向に基づいて所定の算出式により経年変化による異常を判定してもよい。
上述の説明では監視装置1bの機能を混練機制御装置1が備える場合の態様について説明したが、監視装置は混練機制御装置1とは異なる装置であってよい。この場合、監視装置1bは少なくとも、計測データ取得部111と、判定部112の機能を備えればよい。計測データ取得部111は、混練機2におけるゴム材の一連の混練動作における所定の混練動作開始タイミングから計測された監視対象情報の計測データを一連の混練動作の単位それぞれにおいて取得する。判定部112は、計測データと監視対象情報の過去の計測データにおいて選択された参照データとを比較して異常判定を行う。
また監視装置1bは記録部113、異常時刻予測部114、出力部116の機能を備えてよい。これらの機能部も混練機制御装置1で説明した機能と同様である。そして監視装置1bは、混練機2をフィードバック制御して異常度が閾値以下となるよう制御する場合には、通信接続された混練機制御装置1の混練機制御部115に対して、異常度が閾値以下となるよう指示する。この場合混練機制御装置1の混練機制御部115がフィードバック制御を行う。
Claims (10)
- 混練機によりゴム材が混練される際に計測した得た監視対象情報の計測データを取得する計測データ取得部と、
前記計測データと前記監視対象情報の過去の計測データにおいて選択された参照データとを比較して異常判定を行う判定部と、を備え、
前記計測データ取得部は、前記混練機における前記ゴム材の一連の混練動作における所定の混練動作開始タイミングから計測された前記計測データを、前記一連の混練動作の単位それぞれにおいて取得する
監視装置。 - 前記参照データは前記監視対象情報の過去の計測データにおいて選択された正常データを示す参照データである
請求項1に記載の監視装置。 - 前記監視対象情報の計測データと前記参照データとの比較関係を示す比較データを記録する記録部と、
を備える請求項1または請求項2に記載の監視装置。 - 前記記録部は前記混練機が前記ゴム材を混練する動作形態の種別毎に前記比較データを記録する
請求項3に記載の監視装置。 - 前記異常判定の結果に基づいて前記混練機の異常状態を出力する出力部と、
を備える請求項1から請求項4の何れか一項に記載の監視装置。 - 前記計測データは、前記監視対象情報の単位計測期間を時刻の経過に応じて順次ずらしたそれぞれの前記単位計測期間において算出された統計値を示す値である
請求項1から請求項5の何れか一項に記載の監視装置。 - 前記異常判定の結果に基づいて前記計測データの値が異常を示す閾値を超える時刻を予測する異常時刻予測部と、
を備える請求項1から請求項6の何れか一項に記載の監視装置。 - 前記異常判定の結果に基づいて前記計測データの値が異常を示す閾値を超えることを抑制する抑制制御を開始する混練機制御部と、
を備える請求項1から請求項7の何れか一項に記載の監視装置。 - 混練機によりゴム材が混練される際に計測した得た監視対象情報の計測データを取得し、
前記計測データと前記監視対象情報の過去の計測データにおいて選択された参照データとを比較して異常判定を行い、
前記混練機における前記ゴム材の一連の混練動作における所定の混練動作開始タイミングから計測された前記計測データを、前記一連の混練動作の単位それぞれにおいて取得する
監視方法。 - 監視装置のコンピュータを、
混練機におけるゴム材の一連の混練動作における所定の混練動作開始タイミングから計測された監視対象情報の計測データを一連の混練動作の単位それぞれにおいて取得する計測データ取得手段、
前記計測データと前記監視対象情報の過去の計測データにおいて選択された参照データとを比較して異常判定を行う判定手段、
として機能させるプログラム。
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