KR101470272B1 - 에너지 어시스트 시스템 선정 지원 장치, 용량 선정 장치, 소비 전력 계산 장치, 및 레이아웃 생성 장치 - Google Patents

에너지 어시스트 시스템 선정 지원 장치, 용량 선정 장치, 소비 전력 계산 장치, 및 레이아웃 생성 장치 Download PDF

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Abstract

에너지 어시스트 시스템 선정 지원 장치는, 승강압 초퍼 유니트, 축전 유니트, 및 전동기를 가지며 기계를 구동하는 에너지 어시스트 시스템의 선정을 지원하는 에너지 어시스트 시스템 선정 지원 장치로서, 전자 기계 구성을 고려한 운전 패턴을 생성하는 운전 패턴 생성부와, 상기 생성된 운전 패턴에 따라, 소비 전력에 관한 부하 패턴을 생성하는 부하 패턴 생성부와, 상기 생성된 부하 패턴에 따라, 상기 생성된 운전 패턴이 적용된 에너지 어시스트 시스템의 특성을 제한값과 비교하면서 평가하고, 평가 결과에 따라, 에너지 어시스트 시스템의 각 유니트의 개수를 포함하는 구성 정보를 생성하는 데이터 처리부와, 상기 생성된 구성 정보에 따라, 가상 공간 상에 에너지 어시스트 시스템의 각 유니트를 레이아웃 배치하여 표시 화면 상에 표시하는 레이아웃부를 구비한다.

Description

에너지 어시스트 시스템 선정 지원 장치, 용량 선정 장치, 소비 전력 계산 장치, 및 레이아웃 생성 장치{ENERGY ASSIST SYSTEM SELECTION SUPPORTING APPARATUS, CAPACITY SELECTING APPARATUS, POWER CONSUMPTION CALCULATING APPARATUS, AND LAYOUT GENERATING APPARATUS}
본 발명은, 에너지 어시스트 시스템 선정 지원 장치, 용량 선정 장치, 소비 전력 계산 장치, 및 레이아웃 생성 장치에 관한 것이다.
특허 문헌 1에는, 복수의 커패시터(capacitor)가 직렬 및 병렬로 접속된 커패시터 전원의 설계 지원 장치에 있어서, 부하 데이터가 입력되고, 커패시터의 병렬수(竝列數)가 입력되면, 부하 데이터의 각 시(時)에서의 커패시터 전압을 구하고, 상승 온도의 최대값을 구하며, 조건 변경이 필요하면 새로운 병렬수가 입력되어, 동일한 처리가 반복되는 것이 기재되어 있다. 이것에 의해, 특허 문헌 1에 의하면, 소정의 부하 데이터에 대해서 모듈의 병렬수를 증감시키면서 반복함으로써, 허용 범위 내(內)의 최적인 커패시터 전원을 찾아낼 수 있다고 되어 있다.
특허 문헌 2에는, 전동기 제어장치의 선정 장치에 있어서, 여러가지 요소의 모델을 조합하여 기구 조건이 입력되고, 전동기의 지령 속도, 지령 위치 등의 지령 조건이 입력되고, 전동기 제어장치의 사양 조건이 입력되면, 전동기 제어장치의 특성 데이터베이스 중으로부터 기구 조건, 지령 조건, 및 사양 조건에 알맞은 전동기 제어장치를 선정하는 것이 기재되어 있다. 이것에 의해, 특허 문헌 2에 의하면, 기구 조건, 지령 조건, 및 사양 조건에 의해서 좁힐 수 있으므로, 효율적으로 전동기 제어장치를 선정할 수 있다고 되어 있다.
[특허 문헌 1] 일본특허공개 2008－52417호 공보 [특허 문헌 2] 국제공개 제2008／139800호
특허 문헌 1, 2에 기재된 기술은, 모두, 유저 측에서 시스템에 사용하는 요소의 개수를 결정하여 입력하는 것이 전제로 되어 있으므로, 시스템에 사용하는 요소의 개수(個數)가 적정한 것으로 될 때까지 시행 착오적으로 처리를 반복할 필요가 있다. 이것에 의해, 유저 측에 번잡한 입력 작업을 반복하는 것을 강요하게 되며, 시스템에 사용하는 요소를 선정할 때의 효율이 저하하기 쉽다.
또, 특허 문헌 1에 기재된 커패시터 전원의 설계 지원 장치는, 입력된 병렬수를 바탕으로 부하 패턴으로부터 커패시터의 집합체(集合體, 커패시터 뱅크(bank))의 직렬수(直列數)를 구함으로써 생각되어진다. 이때문에, 만일, 특허 문헌 1에 기재된 커패시터 전원의 설계 지원 장치를 에너지 어시스트 시스템의 선정에 적용하는 경우, 커패시터 뱅크의 충방전의 제어를 행하는 유니트의 성능으로부터 오는 제한값(예를 들면 스위칭 소자의 성능이나 리액터(reactor)의 성능 등)가 고려되어 있지 않기 때문에, 부하 패턴에 의해서는 커패시터 뱅크의 특성이 상기의 제한값을 넘어, 정상적인 충방전 동작을 할 수 없게 될 가능성이 있다.
또, 특허 문헌 2에 기재된 전동기 제어장치의 선정 장치에서는, 부하 패턴의 산출 방법으로서, 토크와 속도를 곱한 단순한 축출력(軸出力)만을 계산한 운전 패턴을 기초로 하고 있다고 생각되어진다. 따라서, 특허 문헌 2에 기재된 전동기 제어장치의 선정 장치에서는, 전자 기계 구성을 고려하고 있지 않기 때문에, 고객이 사용하는 운전 패턴의 모의(模擬)를 행하는 것은 어렵다. 즉, 특허 문헌 2에 기재된 전동기 제어장치의 선정 장치에서는, 고객의 요구에 맞는 운전 패턴을 구하는 것은 어렵고, 특히 전자 기계 구성(예를 들면 전자 기어나 전자 캠 운전 등)을 포함하는 복잡한 운전 패턴으로부터 전동기의 용량 선정을 효율적으로 행하는 것이 곤란하다.
또, 특허 문헌 2에 기재된 전동기 제어장치의 선정 장치에서는, 자석을 내부에 장착한 IPM 모터에 특유한 릴럭턴스 토크(reluctance torque)를 고려하고 있지 않기 때문에, 전동기의 용량 선정의 정확한 산출이 곤란하고, 시스템에서의 에너지의 정확한 산출이 곤란하다. 특히, 소비 전력과 부하가 큰 IPM 모터를 이용한 시스템에 대해서는, 동손(銅損)이나 릴럭턴스 토크의 오차를 무시할 수 없는 것이 되어, 정확한 에너지의 산출을 할 수 없다고 생각되어진다.
게다가, 특허 문헌 1, 2에 기재된 기술에서는, 제품을 구입하는 고객이 고려해야 할 장치 제어반(制御盤) 내 레이아웃이나 도체(導體, 예를 들면 전선이나 동판 등), 커패시터 뱅크 등의 임피던스로 이루어진 유니트의 병렬 설치수 제한은 고려하고 있지 않아, 적정한 레이아웃을 설계하는 것이 곤란하다.
본 발명은, 상기를 감안하여 이루어진 것으로, 에너지 어시스트 시스템의 선정을 간이(簡易)한 또한 효율적인 처리에 의해 지원할 수 있는 에너지 어시스트 시스템 선정 지원 장치, 용량 선정 장치, 소비 전력 계산 장치, 및 레이아웃 생성 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일측면에 관한 에너지 어시스트 시스템 선정 지원 장치는, 승강압 초퍼(chopper) 유니트, 축전 유니트, 및 전동기를 가지며 기계를 구동하는 에너지 어시스트 시스템의 선정을 지원하는 에너지 어시스트 시스템 선정 지원 장치로서, 전자 기계 구성을 고려한 운전 패턴을 생성하는 운전 패턴 생성부와, 상기 생성된 운전 패턴에 따라, 소비 전력에 관한 부하 패턴을 생성하는 부하 패턴 생성부와, 상기 생성된 부하 패턴에 따라, 상기 생성된 운전 패턴이 적용된 에너지 어시스트 시스템의 특성을 제한값과 비교하면서 평가하고, 평가 결과에 따라, 에너지 어시스트 시스템의 각 유니트의 개수(個數)를 포함하는 구성 정보를 생성하는 데이터 처리부와, 상기 생성된 구성 정보에 따라, 가상 공간 상에 에너지 어시스트 시스템의 각 유니트를 레이아웃 배치하여 표시 화면 상에 표시하는 레이아웃부를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 데이터 처리부가, 에너지 어시스트 시스템의 특성의 평가 결과에 따라, 에너지 어시스트 시스템의 각 유니트의 개수를 포함하는 구성 정보를 생성한다. 이것에 의해, 에너지 어시스트 시스템의 특성이 제한값에 대응한 허용 범위 내에 들어가도록, 에너지 어시스트 시스템의 각 유니트의 개수를 용이하게 선정하여 제시할 수 있다. 또, 레이아웃부는, 데이터 처리부에 의해 생성된 구성 정보에 따라, 가상 공간 상에 에너지 어시스트 시스템의 각 유니트를 레이아웃 배치하여 표시 화면 상에 표시한다. 이것에 의해, 에너지 어시스트 시스템의 각 유니트의 레이아웃이 레이아웃 제한값에 대응한 허용 범위 내에 들어가도록 에너지 어시스트 시스템의 레이아웃을 사전에 검토할 수 있어 용이하게 선정할 수 있다. 따라서, 에너지 어시스트 시스템의 선정을 간이한 또한 효율적인 처리에 의해 지원할 수 있다.
도 1은, 실시 형태에 관한 에너지 어시스트 시스템 선정 지원 장치의 기능 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는, 실시 형태에 관한 에너지 어시스트 시스템 선정 지원 장치의 하드웨어 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은, 실시 형태에서의 운전 패턴 생성부 및 부하 패턴 생성부의 동작을 나타내는 플로우 차트이다.
도 4는, 실시 형태에서의 운전 패턴 생성 툴의 동작을 나타내는 도면이다.
도 5는, 실시 형태에서의 운전 패턴을 나타내는 도면이다.
도 6은, 실시 형태에서의 실제 기계 조건의 구성을 나타내는 도면이다.
도 7은, 실시 형태에서의 실제 기계 조건의 입력예를 나타내는 도면이다.
도 8은, 실시 형태에서의 전동기 조건의 선정예를 나타내는 도면이다.
도 9는, 실시 형태에서의 전류 패턴, 부하 패턴 및 어시스트 전력을 나타내는 도면이다.
도 10은, 실시 형태에서의 운전 에너지 조정 화면의 구성을 나타내는 도면이다.
도 11은, 실시 형태에서의 데이터 처리부의 동작을 나타내는 플로우 차트이다.
도 12는, 실시 형태에서의 레이아웃 선정 툴의 구성을 나타내는 도면이다.
도 13은, 실시 형태에서의 레이아웃 선정 화면의 구성을 나타내는 도면이다.
도 14는, 실시 형태에서의 레이아웃부의 동작을 나타내는 플로우 차트이다.
도 15는, 실시 형태에서의 레이아웃부의 경고 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은, 실시 형태에서의 에너지 어시스트 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
이하에, 본 발명에 관한 에너지 어시스트 시스템 선정 지원 장치의 실시 형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 본 실시 형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
실시 형태.
실시 형태에 관한 에너지 어시스트 시스템 선정 지원 장치(1)에 대해서 설명한다.
에너지 어시스트 시스템 선정 지원 장치(1)는, 에너지 어시스트 시스템의 도입에 앞서, 어떠한 에너지 어시스트 시스템을 도입해야할지 검토할 때에, 에너지 어시스트 시스템의 선정을 지원한다.
예를 들면, 도 16에 나타내는 바와 같이, 에너지 어시스트 시스템(S)은, 컨버터 유니트(CV), 드라이브 유니트(DV), 승강압 초퍼 유니트(CP), 축전 유니트(CD), 및 전동기(M)를 구비한다.
컨버터 유니트(CV)는, 전원(PS)으로부터 공급된 교류 전력(예를 들면, 3상(相) 교류 전력)을 정류기(整流器) 등에 의해 정류하여 직류 전력으로 변환한다. 컨버터 유니트(CV)는, 직류 모선(PL, NL)을 통하여, 직류 전력을 드라이브 유니트(DV)으로 공급한다.
드라이브 유니트(DV)는, 직류 전력을 컨버터 유니트(CV)로부터 받는다. 드라이브 유니트(DV)는, 직류 전력을 교류 전력(예를 들면, 3상 교류 전력)으로 변환한다. 예를 들면, 드라이브 유니트(DV)는, 복수의 스위칭 소자(SW1)를 가지며, 복수의 스위칭 소자(SW1)의 각각을 소정의 타이밍으로 스위칭 동작시킴으로써, 직류 전력을 교류 전력으로 변환한다. 드라이브 유니트(DV)는, 교류 전력을 전동기(M)에 공급함으로써, 전동기(M)를 구동한다.
전동기(M)는, 공급된 교류 전력, 즉 전기 에너지를 기계 에너지로 변환하여, 기계(MC)를 구동한다. 전동기(M)는, 예를 들면, 모터 또는 서보 앰프(servo amplifier)이다. 기계(MC)는, 예를 들면, 수치 제어 공작기계나 프레스 기계 등이다.
이때, 승강압 초퍼 유니트(CP)는, 직류 모선(PL, NL)의 선간전압(線間電壓)을 승압(昇壓) 또는 강압(降壓)한다. 승강압 초퍼 유니트(CP)는, 예를 들면, 스위칭 소자(SW2)와 리액터(L2)를 가지며, 스위칭 소자(SW2)와 리액터(L2)를 이용하여 직류 모선(PL, NL)의 선간전압을 승압 또는 강압한다.
예를 들면, 승강압 초퍼 유니트(CP)는, 전동기(M)의 회생시(발전시)에, 직류 모선(PL, NL)의 선간전압을 강압하고, 남은 전기 에너지를 축전 유니트(CD)에 충전(축전)한다. 즉, 승강압 초퍼 유니트(CP)는, 전동기(M)의 회생시(발전시)에, 드라이브 유니트(DV)로부터 직류 모선(PL, NL)을 경유하여 전기 에너지를 받으며, 받은 전기 에너지를 축전 유니트(CD)에 축전한다.
또, 예를 들면, 승강압 초퍼 유니트(CP)는, 전동기(M)의 역행시(力行時, 에너지 소비시)에, 축전 유니트(CD)에 충전된 전기 에너지를 방전하여, 직류 모선(PL, NL)의 선간전압을 승압한다. 즉, 승강압 초퍼 유니트(CP)는, 전동기(M)의 역행시(에너지 소비시)에, 전기 에너지를 축전 유니트(CD)로부터 취출하여 직류 모선(PL, NL)을 경유하여 드라이브 유니트(DV)로 공급한다.
축전 유니트(CD)는, 예를 들면, 전동기(M)의 회생시(발전시)에, 전기 에너지를 충전(축전)하고, 예를 들면, 전동기(M)의 역행시(에너지 소비시)에, 전기 에너지를 방전한다.
에너지 어시스트 시스템(S)에서는, 전동기(M)의 역행시(에너지 소비시)에, 드라이브 유니트(DV)로 공급해야 할 직류 전력, 즉 전기 에너지를, 컨버터 유니트(CV)로부터 공급되는 것에 더하여, 축전 유니트(CD)에 충전된 전기 에너지로 어시스트한다.
또한, 도 16에서는, 컨버터 유니트(CV)와 드라이브 유니트(DV)를 분리한 것으로서 예시하고 있지만, 컨버터 유니트(CV)와 드라이브 유니트(DV)가 일체로 된 유니트(앰프 유니트)로 되어 있어도 좋다.
에너지 어시스트 시스템 선정 지원 장치(1)는, 전동기(M)에 장착되는 실제 기계(MC)의 구성과 드라이브 유니트(DV) 내부나 컴퓨터 상에서 실현되는 전자적인 기계 구성(전자 기계 구성)으로부터 생성된 시계열로 나타내어지는 전동기(M)의 위치 정보(운전 패턴)를 바탕으로, 각 유니트의 적정한 조합과 에너지 어시스트 시스템(S)이 수용되는 반내 배치(盤內配置)를 선정한다.
다음으로, 에너지 어시스트 시스템 선정 지원 장치(1)의 기능 구성에 대해서 도 1을 이용하여 설명한다. 도 1은, 에너지 어시스트 시스템 선정 지원 장치(1)의 기능 구성을 나타내는 도면이다.
에너지 어시스트 시스템 선정 지원 장치(1)는, 운전 패턴 생성부(10), 부하 패턴 생성부(20), 데이터 처리부(30), 레이아웃부(40), 및 출력부(15)를 구비한다.
운전 패턴 생성부(10)는, 유저로부터의 지시에 따라, 전자적인 기계를 고려한 운전 패턴을 생성하는 것이다. 즉, 운전 패턴 생성부(10)는, 전자 기계 구성을 고려한 운전 패턴을 생성하여 부하 패턴 생성부(20)로 공급한다.
구체적으로는, 운전 패턴 생성부(10)는, 전자 기계 배치부(11), 운전 프로그램 기술부(12), 및 운전 패턴 생성부(13)를 가진다.
전자 기계 배치부(11)는, 유저로부터의 지시에 따라, 전동기(M)에 의해 구동되어야 할 실제 기계(MC, 도 16 참조)에 대응한 전자 기계의 조합을 배치한다. 즉, 전자 기계 배치부(11)는, 유저로부터의 지시에 따라, 전자 기계의 라이브러리(library)로부터 실제로 사용하는 기계(MC)에 대응한 전자 기계를 선택하고, 선택된 전자 기계를 가상 공간(예를 들면, 도 4에 나타내는 전자 기구 조합 화면(61)) 상에 배치하며, 배치된 전자 기계에 따른 전자 기계 조건을 생성한다. 전자 기계는, 예를 들면, 전자 캠, 전자 기어, 전자 롤러, 전자 트래버스(traverse), 전자 볼 나사, 전자 회전 테이블, 전자 가상 모터, 전자 가상 서보모터, 전자 가상 엔코더, 전자 클러치, 전자 변속기, 전자 링크 등 중 적어도 하나를 포함한다. 전자 기계 조건은, 예를 들면, 전자 기계에서의 전달계의 관성력, 점성력, 스프링력, 중력, 마찰력, 부하력 중 적어도 하나를 포함한다. 전자 기계 배치부(11)는, 전자 기계 조건을 운전 프로그램 기술부(記述部, 12)를 경유하여(또는, 직접적으로) 운전 패턴 생성부(13)로 공급한다.
운전 프로그램 기술부(12)는, 유저로부터의 지시에 따라, 운전 프로그램을 기술한다. 운전 프로그램은, 예를 들면, 운전 시간 및 운전 개시 조건을 포함한다. 운전 프로그램은, 예를 들면, 래더(ladder)-프로그램이라도 좋고, SFC(Sequential Function　Chart) 프로그램이라도 좋고, C언어 프로그램이라도 좋으며, FBD(Function　Block　Diagram) 프로그램이라도 좋다. 운전 프로그램 기술부(12)는, 운전 프로그램을 운전 패턴 생성부(13)로 공급한다.
운전 패턴 생성부(13)는, 전자 기계 조건을 전자 기계 배치부(11)로부터 받고, 운전 프로그램을 운전 프로그램 기술부(12)로부터 받는다. 운전 패턴 생성부(13)는, 전자 기계 조건을 바탕으로 운전 지령(운전 패턴)을 생성한다. 즉, 운전 패턴 생성부(13)는, 전자 기계 배치부(11)에 의해 생성된 전자 기계 조건과, 운전 프로그램 기술부(12)에 의해 기술된 운전 프로그램에 따라, 운전 패턴을 생성한다.
또한, 운전 패턴 생성부(13)는, 유저에 의해 작성된 시뮬레이션 데이터(예를 들면 복수축의 캠 운전, 기어 등 복잡한 운전 패턴을 시뮬레이션 한 결과)를 시뮬레이션 소프트웨어로부터 불러오고, 불러온 시뮬레이션 데이터를 부하 패턴 생성부(20)에서 처리 가능한 포맷으로 변환함으로써, 운전 패턴을 생성해도 괜찮다. 이 경우, 유저가 다대(多大)한 시간을 들여 작성하는 기계 기구 시뮬레이션 소프트웨어를 이용한 운전 패턴을 바탕으로 직접 에너지 데이터를 산출할 수 있다.
운전 패턴은, 예를 들면, 시계열(時系列)적인 전동기(M)의 위치 정보 및／또는 속도 정보를 포함하고, 예를 들면, 시간 정보에 대응시켜진 전동기(M)의 위치 정보 및／또는 속도 정보를 포함한다(도 5의 (a), (b) 참조). 운전 패턴은, 예를 들면, 시계열적인 전동기(M)의 위치 정보 및／또는 속도 정보에 더하여, 시계열적인 가속도 정보를 더 포함해도 좋고, 예를 들면, 시간 정보에 대응시켜진 전동기(M)의 가속도 정보를 더 포함해도 좋다(도 5의 (c) 참조). 운전 패턴 생성부(13)는, 운전 패턴을 부하 패턴 생성부(20)로 공급한다.
부하 패턴 생성부(20)는, 운전 패턴을 운전 패턴 생성부(10)로부터 받는다. 부하 패턴 생성부(20)는, 운전 패턴으로부터 소비 전력을 구한다. 즉, 부하 패턴 생성부(20)는, 운전 패턴 생성부(10)에 의해 생성된 운전 패턴에 따라, 소비 전력에 관한 부하 패턴을 생성하여 데이터 처리부(30)로 공급한다.
구체적으로는, 부하 패턴 생성부(20)는, 운전 패턴 입력부(21), 기계 조건 입력부(22), 전동기 조건 선정부(23), 토크 패턴 계산부(24), 및 소비 전력 처리부(25)를 가진다.
운전 패턴 입력부(21)에는, 운전 패턴이 운전 패턴 생성부(13)로부터 입력된다. 운전 패턴 입력부(21)는, 운전 패턴을, 기계 조건 입력부(22)를 경유하여(또는 직접적으로) 전동기 조건 선정부(23)로 공급한다. 또, 운전 패턴 입력부(21)는, 운전 패턴을, 기계 조건 입력부(22) 및 전동기 조건 선정부(23)를 경유하여(또는 직접적으로) 토크 패턴 계산부(24)로 공급함과 아울러, 기계 조건 입력부(22), 토크 패턴 계산부(24), 및 전동기 조건 선정부(23)를 경유하여(또는 직접적으로) 소비 전력 처리부(25)로 공급한다.
기계 조건 입력부(22)에는, 유저로부터, 실제 기계 조건이 입력된다(도 6의 (a), (b), 도 7 참조). 실제 기계 조건은, 실제의 기계 요소에서의 전달계의 관성력, 점성력, 스프링력, 중력, 마찰력, 부하력 중 적어도 하나를 포함한다. 기계 조건 입력부(22)는, 실제 기계 조건을 전동기 조건 선정부(23)로 공급한다.
전동기 조건 선정부(23)는, 운전 패턴을 운전 패턴 입력부(21)로부터 받고, 실제 기계 조건을 기계 조건 입력부(22)로부터 받는다. 전동기 조건 선정부(23)는, 운전 패턴과 실제 기계 조건에 따라, 적정한 전동기 조건을 선정한다. 전동기 조건은, 예를 들면, 전동기의 특성을 나타내는 정수(定數)이다(도 8 참조).
예를 들면, 전동기 조건 선정부(23)는, 운전 패턴 및 실제 기계 조건에 따라, 전동기 조건을 자동적으로(상호적인(interactive) 처리를 통하지 않고) 선정해도 괜찮다. 이 경우, 예를 들면, 전동기 조건 선정부(23)는, 전동기 조건의 후보(候補)가 되는 복수의 전동기 조건의 각각이 운전 패턴 및 실제 기계 조건에 대응시켜진 전동기 조건 테이블을 가져도 괜찮다. 그리고, 전동기 조건 선정부(23)는, 운전 패턴 및 실제 기계 조건을 받았을 때에, 전동기 조건 테이블을 참조하여, 받은 운전 패턴 및 실제 기계 조건에 적합한 전동기 조건을 선택한다.
혹은, 예를 들면, 전동기 조건 선정부(23)는, 운전 패턴 및 실제 기계 조건에 따른 전동기 조건의 입력을 받아들임으로써(상호적인 처리를 통하여), 전동기 조건을 선정해도 괜찮다. 이 경우, 예를 들면, 전동기 조건 선정부(23)는, 운전 패턴 및 실제 기계 조건을 받았을 때에, 운전 패턴 및 실제 기계 조건을 표시 화면(52a, 도 2 참조) 상에 표시함과 아울러, 전동기 조건의 입력을 독촉하는 것과 같은 형태로 전동기 조건의 입력란을 표시 화면(52a) 상에 표시해도 괜찮다. 전동기 조건 선정부(23)는, 유저로부터 입력된 전동기 조건을 적정한 전동기 조건으로서 선정해도 괜찮다. 또한, 이때, 전동기 조건 선정부(23)는, 전동기 조건으로서 적정한 수치 범위를 더 표시해도 괜찮다. 이것에 의해, 전동기 조건 선정부(23)는, 적정한 전동기 조건이 입력되도록 독촉하면서, 유저로부터 입력된 전동기 조건을 적정한 전동기 조건으로서 선정할 수 있다.
전동기 조건 선정부(23)는, 선정된 전동기 조건을, 토크 패턴 계산부(24)로 공급함과 아울러, 토크 패턴 계산부(24)를 경유하여(또는 직접적으로) 소비 전력 처리부(25)로 공급한다.
토크 패턴 계산부(24)는, 운전 패턴을 운전 패턴 입력부(21)로부터 받고, 전동기 조건을 전동기 조건 선정부(23)로부터 받는다. 토크 패턴 계산부(24)는, 운전 패턴 및 전동기 조건에 따라, 토크 패턴을 계산한다. 토크 패턴 계산부(24)는, 계산된 토크 패턴을, 소비 전력 처리부(25)로 공급한다.
소비 전력 처리부(25)는, 운전 패턴을 운전 패턴 입력부(21)로부터 받고, 전동기 조건을 전동기 조건 선정부(23)로부터 받으며, 토크 패턴을 토크 패턴 계산부(24)로부터 받는다. 소비 전력 처리부(25)는, 운전 패턴, 전동기 조건, 및 토크 패턴에 따라, 에너지 어시스트 시스템의 총 소비 전력을 계산하고, 소비 전력에 관한 부하 패턴을 구한다(도 9의 (a), (b) 참조).
예를 들면, 소비 전력 처리부(25)는, 토크 패턴과 전동기 조건으로부터 전류 패턴(도 9의 (a) 참조)을 산출하고, 산출된 전류 패턴(도 9의 (a) 참조)을 바탕으로, 동손, 마그네트 토크, 릴럭턴스 토크를 포함한 축출력을 구하며, 구해진 축출력으로부터 에너지 어시스트 시스템의 총 소비 전력(도 9의 (b) 참조)을 계산한다. 그리고, 소비 전력 처리부(25)는, 에너지 어시스트 시스템의 총 소비 전력을 시간 정보와 대응시켜 부하 패턴(도 9의 (a), (b) 참조)을 산출한다.
소비 전력 처리부(25)는, 구해진 부하 패턴을 데이터 처리부(30)로 공급한다.
데이터 처리부(30)는, 부하 패턴을 부하 패턴 생성부(20)로부터 받는다. 데이터 처리부(30)는, 부하 패턴에 따라, 운전 패턴이 적용된 에너지 어시스트 시스템의 특성을 구한다. 데이터 처리부(30)는, 구해진 에너지 어시스트 시스템의 특성을 제한값과 비교하면서 평가하고, 평가 결과에 따라, 에너지 어시스트 시스템의 각 유니트의 개수를 포함하는 구성 정보를 생성한다. 데이터 처리부(30)는, 생성된 구성 정보를, 표시 화면(52a) 상에 표시함과 아울러, 레이아웃부(40)로 공급한다.
구체적으로는, 데이터 처리부(30)는, 부하 패턴 입력부(31), 충방전 패턴 생성부(32), 조건 설정 처리부(33), 전류 평가 처리부(34), 데이터 조정부(35), 및 데이터 출력 처리부(36)를 가진다.
부하 패턴 입력부(31)에는, 부하 패턴이 부하 패턴 생성부(20)로부터 입력된다. 부하 패턴 입력부(31)는, 부하 패턴을, 충방전 패턴 생성부(32)로 공급함과 아울러, 충방전 패턴 생성부(32)를 경유하여(또는 직접적으로) 조건 설정 처리부(33)로 공급한다.
충방전 패턴 생성부(32)는, 부하 패턴을 부하 패턴 입력부(31)로부터 받는다. 충방전 패턴 생성부(32)는, 부하 패턴(도 9의 (a), (b) 참조)에 따라, 축전 유니트(CD, 도 16 참조)의 충방전 패턴을 생성한다. 충방전 패턴은, 예를 들면, 승강압 초퍼 유니트(CP)에 의한 축전 유니트(CD)에 대한 시계열적인(시간 정보로 대응 시켜진) 충전 전류 및 방전 전류의 패턴을 포함한다. 충방전 패턴 생성부(32)는, 생성된 충방전 패턴을 조건 설정 처리부(33)를 경유하여(또는 직접적으로) 전류 평가 처리부(34)로 공급한다.
조건 설정 처리부(33)는, 부하 패턴을 부하 패턴 입력부(31)로부터 받는다. 조건 설정 처리부(33)는, 부하 패턴에 따라, 개수 조건을 설정한다. 개수 조건은, 에너지 어시스트 시스템(S)의 각 유니트의 개수에 관한 조건이며, 예를 들면, 에너지 어시스트 시스템(S)에서의 승강압 초퍼 유니트(CP)의 개수, 축전 유니트(CD)의 개수, 및 전동기(M)의 개수의 적어도 하나를 결정하기 위한 조건을 포함한다. 개수 조건은, 예를 들면, 승강압 초퍼 유니트(CP)의 개수, 축전 유니트(CD)의 개수, 및 전동기(M)의 개수를 결정하기 위한 조건에 더하여, 컨버터 유니트(CV)의 개수 및 드라이브 유니트(DV)의 개수를 결정하기 위한 조건을 더 포함해도 괜찮다. 개수 조건은, 예를 들면, 축전 유니트(CD)의 용량 및 내압(耐壓)을 포함한다.
예를 들면, 조건 설정 처리부(33)는, 부하 패턴에 따라, 개수 조건을 자동적으로(상호적인 처리를 통하지 않고) 설정해도 괜찮다. 이 경우, 예를 들면, 조건 설정 처리부(33)는, 개수 조건의 후보가 되는 복수의 개수 조건의 각각이 부하 패턴에 대응시켜진 개수 조건 테이블을 가져도 괜찮다. 그리고, 조건 설정 처리부(33)는, 부하 패턴을 받았을 때에, 개수 조건 테이블을 참조하여, 받은 부하 패턴에 적합한 개수 조건을 선택한다.
혹은, 예를 들면, 조건 설정 처리부(33)는, 부하 패턴에 따른 개수 조건의 입력을 받아들임으로써(상호적인 처리를 통하여), 개수 조건을 설정해도 괜찮다(도 10 참조). 이 경우, 예를 들면, 조건 설정 처리부(33)는, 부하 패턴을 받았을 때에, 부하 패턴을 표시 화면(52a, 도 2 참조) 상에 표시함과 아울러, 개수 조건의 입력을 독촉하는 것과 같은 형태로 개수 조건의 입력란을 표시 화면(52a) 상에 표시해도 괜찮다. 조건 설정 처리부(33)는, 유저로부터 입력된 개수 조건을 적정한 개수 조건으로서 설정해도 괜찮다. 또한, 이때, 조건 설정 처리부(33)는, 개수 조건으로서 적정한 수치 범위를 더 표시해도 괜찮다. 이것에 의해, 조건 설정 처리부(33)는, 적정한 개수 조건이 입력되도록 독촉하면서, 유저로부터 입력된 개수 조건을 적정한 개수 조건으로서 설정할 수 있다.
조건 설정 처리부(33)는, 설정된 개수 조건을, 전류 평가 처리부(34)로 공급함과 아울러, 전류 평가 처리부(34)를 경유하여(또는 직접적으로) 데이터 조정부(35)로 공급한다.
전류 평가 처리부(34)는, 충방전 패턴을 충방전 패턴 생성부(32)로부터 받고, 개수 조건을 조건 설정 처리부(33)로부터 받는다. 전류 평가 처리부(34)는, 충방전 패턴과 개수 조건에 따라, 에너지 어시스트 시스템(S)에서의 전류를 구한다. 전류 평가 처리부(34)는, 예를 들면, 에너지 어시스트 시스템(S)에서의 전류의 영향을 받아 열화(劣化)하기 쉬운 부분의 전류값을 구한다. 예를 들면, 전류 평가 처리부(34)는, 에너지 어시스트 시스템(S)에서의 스위칭 소자(SW1)를 흐르는 전류를 구해도 괜찮고, 스위칭 소자(SW2)를 흐르는 전류를 구해도 괜찮으며, 리액터(L2)를 흐르는 전류를 구해도 괜찮다(도 16 참조).
전류 평가 처리부(34)는, 구해진 에너지 어시스트 시스템의 전류를 전류 제한값과 비교한다. 예를 들면, 전류 평가 처리부(34)는, 에너지 어시스트 시스템(S)에서의 스위칭 소자(SW1)를 흐르는 전류를 스위칭 소자(SW1)용 전류 제한값(THSW1)과 비교해도 괜찮고, 스위칭 소자(SW2)를 흐르는 전류를 스위칭 소자(SW2)용 전류 제한값(THSW2)과 비교해도 괜찮으며, 리액터(L2)를 흐르는 전류를 리액터(L2)용 전류 제한값(THL2)과 비교해도 괜찮다. 그리고, 전류 평가 처리부(34)는, 비교 결과에 따라 에너지 어시스트 시스템의 특성을 평가한다. 평가 결과는, 예를 들면, 에너지 어시스트 시스템에서의 에너지에 관한 정보를 포함하고, 예를 들면, 어시스트 전력, 피크 전력에 관한 정보 등을 포함해도 괜찮다. 전류 평가 처리부(34)는, 평가 결과를, 데이터 조정부(35)로 공급함과 아울러, 데이터 조정부(35)를 경유하여(또는 직접적으로) 데이터 출력 처리부(36)로 공급한다.
데이터 조정부(35)는, 평가 결과를 전류 평가 처리부(34)로부터 받고, 개수 조건을 조건 설정 처리부(33)로부터 받는다. 데이터 조정부(35)는, 평가 결과에 따라, 조건 설정 처리부(33)에 의해 설정된 개수 조건을 조정하여, 구성 정보를 생성한다. 예를 들면, 데이터 조정부(35)는, 평가 결과에 따라, 에너지 어시스트 시스템(S)에서 필요한 각 유니트의 개수 등을 산출한다. 구성 정보는, 에너지 어시스트 시스템의 구성에 관한 정보이며, 예를 들면, 에너지 어시스트 시스템에서의 각 유니트의 개수를 포함한다. 구성 정보는, 예를 들면, 필요한 축전 유니트(CD)의 개수, 승강압 초퍼 유니트(CP)의 개수, 전동기(M)의 개수를 포함한다(도 16 참조). 데이터 조정부(35)는, 생성된 구성 정보를 데이터 출력 처리부(36)로 공급한다.
데이터 출력 처리부(36)는, 구성 정보를 데이터 조정부(35)로부터 받고, 평가 결과를 전류 평가 처리부(34)로부터 받는다. 데이터 출력 처리부(36)는, 구성 정보와 평가 결과를 표시 화면(52a) 상에 표시한다. 예를 들면, 데이터 출력 처리부(36)는, 구성 정보와 평가 결과에 따라, 구성 정보와 구성 정보가 적용된 에너지 어시스트 시스템의 에너지를, 표시 화면(52a) 상에 표시한다. 예를 들면, 데이터 출력 처리부(36)는, 축전 유니트(CD)의 개수, 어시스트 전력, 피크 전력 등에 관한 정보를 표시 화면(52a) 상에 표시한다(도 10 참조).
또, 데이터 출력 처리부(36)는, 구성 정보 및 평가 결과를 레이아웃부(40)로 공급한다.
레이아웃부(40)는, 구성 정보 및 평가 결과를 데이터 처리부(30)로부터 받는다. 레이아웃부(40)는, 구성 정보에 따라, 가상 공간 상에 에너지 어시스트 시스템의 각 유니트를 레이아웃 배치하여 표시 화면(52a) 상에 표시한다. 또, 레이아웃부(40)는, 레이아웃 결과를 출력부(15)로 공급한다.
구체적으로는, 레이아웃부(40)는, 레이아웃 입력부(41), 레이아웃 배치부(42), 레이아웃 평가부(43), 및 레이아웃 출력부(44)를 가진다.
레이아웃 입력부(41)에는, 구성 정보 및 평가 결과가 데이터 출력 처리부(36)로부터 입력된다. 레이아웃 입력부(41)는, 구성 정보 및 평가 결과를 레이아웃 배치부(42)로 공급한다. 또, 레이아웃 입력부(41)는, 레이아웃 출력부(44)로부터 요구된 경우, 구성 정보를, 레이아웃 배치부(42) 및 레이아웃 평가부(43)를 경유하여(또는 직접적으로) 레이아웃 출력부(44)로 공급한다.
레이아웃 배치부(42)는, 구성 정보 및 평가 결과를 레이아웃 입력부(41)로부터 받는다. 레이아웃 배치부(42)는, 평가 결과에 따라, 구성 정보가 적용된 에너지 어시스트 시스템의 에너지에 관한 정보(예를 들면, 전류, 전력의 데이터)를 표시 화면(52a) 상에 표시한다. 그것과 아울러, 레이아웃 배치부(42)는, 구성 정보와 유저로부터의 지시에 따라, 에너지 어시스트 시스템의 각 유니트를 나타내는 표시 오브젝트를 표시 화면(52a) 상에 레이아웃 배치한다.
예를 들면, 레이아웃 배치부(42)는, 구성 정보에 따라, 에너지 어시스트 시스템의 각 유니트를 나타내는 표시 오브젝트를, 표시 화면(52a) 상에서의 디폴트 위치(예를 들면, 도 13에 나타내는 유니트 영역(101))에 레이아웃 배치해도 괜찮다. 그리고, 레이아웃 배치부(42)는, 유저로부터의 지시에 따라, 표시 화면(52a) 상에서의 각 표시 오브젝트의 위치를 변경한다. 예를 들면, 레이아웃 배치부(42)는, 마우스 포인터 또는 터치 패널 등의 입력 인터페이스를 통하여, 유저로부터의 드래그 앤드 드롭(drag and drop) 조작을 받아들이며, 드래그 앤드 드롭 조작에 따라, 표시 화면(52a) 상에서의 각 표시 오브젝트의 위치를 변경해도 좋다. 즉, 레이아웃 배치부(42)는, 표시 화면(52a) 상에서의 각 표시 오브젝트의 위치를, 실제의 제어반 내의 공간에 대응한 가상 공간(예를 들면, 도 13에 나타내는 배치 영역(102))에서의 원하는 위치로 변경해도 좋다. 이것에 의해, 유저가 레이아웃 배치부(42)를 이용하여, 에너지 어시스트 시스템에서의 각 유니트에 대해서 배치의 검토를 행할 수 있다.
레이아웃 배치부(42)는, 레이아웃 배치를 행하면, 레이아웃 정보를 레이아웃 평가부(43)로 공급한다. 레이아웃 정보는, 표시 화면(52a) 상에서의 레이아웃 배치된 각 유니트를 나타내는 표시 오브젝트의 위치에 관한 정보이며, 예를 들면, 유니트의 식별자와, 표시 오브젝트의 식별자와, 표시 화면(52a) 상에서의 배치된 위치(좌표)가, 복수의 유니트에 대해서 대응시켜진 정보이다. 예를 들면, 레이아웃 배치부(42)는, 레이아웃 배치가 변경될 때마다, 레이아웃 정보를 갱신하고, 갱신된 레이아웃 정보를 레이아웃 평가부(43)로 공급한다.
또, 레이아웃 배치부(42)는, 레이아웃 출력부(44)로부터 요구된 경우, 레이아웃 정보를, 레이아웃 평가부(43)를 경유하여(또는 직접적으로) 레이아웃 출력부(44)로 공급한다.
레이아웃 평가부(43)는, 레이아웃 정보를 레이아웃 배치부(42)로부터 받는다. 레이아웃 평가부(43)는, 레이아웃 정보를 레이아웃 제한값과 비교하면서 평가한다. 레이아웃 제한값은, 예를 들면, 레이아웃 배치의 전기적인 가부(可否)에 관한 제한값을 포함하고 있어도 괜찮고, 각 유니트의 치수 등의 물리적인 가부에 관한 제한값을 포함하고 있어도 괜찮다.
예를 들면, 레이아웃 평가부(43)는, 임피던스에 기인하는 충방전 시정수(時定數)와 충방전 패턴으로부터 정해지는 배치 가능한 축전 유니트의 병렬수와 유저에 의해 배치된 축전 유니트의 병렬수를 비교하는 것에 의해, 유저에 의해 배치된 축전 유니트의 병렬수가 허용 범위 내인지를 판정한다. 그리고, 레이아웃 평가부(43)는, 그 판정 결과를 레이아웃 정보에 대한 평가 결과로 해도 좋다.
레이아웃 평가부(43)는, 평가 결과를 레이아웃 출력부(44)로 공급한다.
레이아웃 출력부(44)는, 평가 결과를 레이아웃 평가부(43)로부터 받는다. 레이아웃 출력부(44)는, 평가 결과에 따라, 경고를 출력거나, 혹은, 레이아웃 정보를 출력부(15)로 출력한다.
예를 들면, 레이아웃 출력부(44)는, 레이아웃 정보가 레이아웃 제한값에 따른 허용 범위를 벗어나는 경우, 경고를 출력한다. 예를 들면, 레이아웃 출력부(44)는, 유저에 의해 배치된 축전 유니트의 병렬수가 허용 범위 밖이 되는 경우, 경고를 출력한다. 경고를 출력하는 방법은, 표시 화면(52a)에 경고 메세지를 표시하거나, 경보 램프를 점등시키거나 하는 것 등의 시각적인 방법을 이용해도 괜찮고, 음성 출력부(49)로부터 경고 메세지를 음성 출력하거나, 음성 출력부(49)로부터 경보 버저(buzzer)를 출력하거나 하는 것 등의 청각적인 방법을 이용해도 괜찮다. 이것에 의해, 유저가 레이아웃 배치부(42)를 이용하여 각 유니트에 대해서 배치의 재검토를 행하도록 독촉할 수 있다.
혹은, 예를 들면, 레이아웃 출력부(44)는, 레이아웃 정보가 레이아웃 제한값에 따른 허용 범위 내에 들어가는 경우, 레이아웃 배치부(42)에 요구하여 레이아웃 배치부(42)로부터 레이아웃 정보를 받는다. 그리고, 레이아웃 출력부(44)는, 레이아웃 정보를 레이아웃 결과로서 출력부(15)에 공급함과 아울러, 레이아웃 정보에 따라, 예를 들면 각 유니트의 개수의 리스트를 생성하여 출력부(15)에 공급한다. 각 유니트의 개수의 리스트는, 예를 들면, 유니트의 식별자와 유니트의 개수가 복수의 유니트의 각각에 대해서 대응시켜진 것이다.
출력부(15)는, 예를 들면, 외부의 컨트롤러(도시하지 않음)의 요구에 따라, 레이아웃 정보 및 각 유니트의 개수의 리스트를, 외부 장치(예를 들면, 프린터)로 출력하거나, 외부의 컨트롤러로 통신회선을 경유하여 송신하거나 한다.
이와 같이 하여, 사용 조건에 있던 축전 유니트, 승강압 초퍼 유니트의 병렬수나 레이아웃을 평가할 수 있다.
또한, 전동기 조건 선정부(23)에 의해 선정되는 전동기 조건은, 예를 들면, 전동기의 용량을 구하는데 필요한 전동기의 특성(예를 들면, 도 8에 나타내는 회전수 및 정격(定格) 토크)을 포함한다. 예를 들면, 도 1에 나타내는 바와 같이, 전자 기계 배치부(11), 운전 프로그램 기술부(12), 운전 패턴 생성부(13), 운전 패턴 입력부(21), 기계 조건 입력부(22), 토크 패턴 계산부(24), 및 전동기 조건 선정부(23)를 포함하는 구성을, 전동기의 용량 선정을 행하는 용량 선정 장치(2)로 파악할 수도 있다. 또, 용량 선정 장치(2)에 의해 선정되는 전동기의 용량은, 상기와 같이, 에너지 어시스트 시스템의 특성이 제한값에 대응한 허용 범위 내에 들어가도록 에너지 어시스트 시스템을 선정하는 것을 지원하는 것이다.
혹은, 소비 전력 처리부(25)에 의해 계산되는 소비 전력에 주목하여 장치를 구성할 수도 있다. 예를 들면, 도 1에 나타내는 바와 같이, 기계 조건 입력부(22), 전동기 조건 선정부(23), 토크 패턴 계산부(24), 및 소비 전력 처리부(25)를 포함하는 구성을, 에너지 어시스트 시스템의 총 소비 전력을 계산하는 소비 전력 계산 장치(3)로 파악할 수도 있다. 또, 소비 전력 계산 장치(3)에 의해 계산되는 에너지 어시스트 시스템의 총 소비 전력은, 상기와 같이, 에너지 어시스트 시스템의 특성이 제한값에 대응한 허용 범위 내에 들어가도록 에너지 어시스트 시스템을 선정하는 것을 지원하는 것이다.
혹은, 레이아웃 출력부(44)에 의해 출력되는 레이아웃 정보에 주목하여 장치를 구성할 수도 있다. 예를 들면, 도 1에 나타내는 바와 같이, 레이아웃 배치부(42), 레이아웃 평가부(43), 및 레이아웃 출력부(44)를 포함하는 구성을, 에너지 어시스트 시스템의 각 유니트의 레이아웃 정보를 생성하는 레이아웃 생성 장치(4)로 파악할 수도 있다. 또, 레이아웃 생성 장치(4)에 의해 생성되는 레이아웃 정보는, 에너지 어시스트 시스템의 각 유니트의 레이아웃이 레이아웃 제한값에 대응한 허용 범위 내에 들어가도록 에너지 어시스트 시스템의 레이아웃을 선정하는 것을 지원하는 것이다.
다음으로, 에너지 어시스트 시스템 선정 지원 장치(1)의 하드웨어 구성에 대해서 도 2를 이용하여 설명한다. 도 2는, 에너지 어시스트 시스템 선정 지원 장치(1)의 하드웨어 구성을 나타내는 도면이다.
에너지 어시스트 시스템 선정 지원 장치(1)는, 제1 기억부(51), 표시부(52), 입력부(53), 제2 기억부(59), 취득 인터페이스(57), 및 제어부(50)를 구비한다. 제1 기억부(51), 표시부(52), 입력부(53), 취득 인터페이스(57), 제2 기억부(59), 및 제어부(50)는, 버스(58, bus)를 통하여 서로 접속되어 있다.
제1 기억부(51)는, 제어부(50)에 의한 제어하에, 정보를 일시적으로 기억한다. 제1 기억부(51)는, 예를 들면, 제어부(50)에 의한 작업 영역이 되는 워크 영역(51a)을 가지고 있다. 제1 기억부(51)는, 휘발성 기억 매체를 가지며, 예를 들면, DRAM(Dynamic　Random　Access　Memory)으로 이루어진다.
표시부(52)는, 제어부(50)에 의한 제어하에, 소정의 정보를 표시 화면(52a) 상에 표시한다. 표시부(52)는, 예를 들면, 디스플레이 장치이며, 예를 들면, 액정 디스플레이 등을 가진다.
입력부(53)는, 입력 인터페이스(53a)를 가지고 있으며, 입력 인터페이스(53a)를 통하여, 유저로부터 소정의 지시를 받아들인다. 입력 인터페이스(53a)는, 예를 들면, 키보드, 마우스, 또는 터치 패널 등이다.
제2 기억부(59)는, 제어부(50)에 의한 제어하에, 정보를 불휘발적(不揮發的)으로 기억한다. 제2 기억부(59)는, 불휘발성 기억 매체를 가지며, 예를 들면, 하드 디스크를 가진다.
제2 기억부(59)는, 예를 들면, OS(Operating　System, 54), 에너지 어시스트 시스템 선정 프로그램(55), 및 운전 패턴 데이터(56)를 기억한다. OS(54)는, 제어부(50)가 에너지 어시스트 시스템 선정 프로그램(55)을 실행할 때의 플랫폼이 되는 시스템이다. 에너지 어시스트 시스템 선정 프로그램(55)은, 상기의 기능 구성을 에너지 어시스트 시스템 선정 지원 장치(1) 내에 실현하기 위한 프로그램이다. 운전 패턴 데이터(56)는, 상기의 운전 패턴 생성부(13)에 의해 생성된 운전 패턴의 데이터이다.
또한, 도 2에서는, 에너지 어시스트 시스템 선정 프로그램(55)의 실행에 따라 제2 기억부(59)에 기억되는 중간 데이터로서, 운전 패턴 데이터(56)가 예시되어 있지만, 다른 중간 데이터(예를 들면, 토크 패턴의 데이터, 충방전 패턴의 데이터, 레이아웃 정보) 및 각종의 설정 데이터(예를 들면, 전자 기계의 라이브러리 데이터, 전동기 조건 테이블)가 제2 기억부(59)에 기억되어도 괜찮다.
취득 인터페이스(57)는, 에너지 어시스트 시스템 선정 프로그램(55)을 취득하여 제2 기억부(59)에 인스톨하기 위한 인터페이스이다. 예를 들면, 취득 인터페이스(57)는, 에너지 어시스트 시스템 선정 프로그램(55)을 기록 매체(예를 들면, CD－ROM)로부터 취득하는 경우, 기록 매체에 기입된 정보를 읽기 위한 기록 매체 인터페이스이다. 혹은, 예를 들면, 취득 인터페이스(57)는, 에너지 어시스트 시스템 선정 프로그램(55)을 통신회선(예를 들면, 인터넷)을 경유하여 다운로드하여 취득하는 경우, 다운로드된 데이터를 수신하기 위한 통신 인터페이스이다.
제어부(50)는, 에너지 어시스트 시스템 선정 지원 장치(1)에서의 각 부를 전체적으로 제어한다. 제어부(50)는, 예를 들면, CPU(Central　Processing　Unit)이다.
예를 들면, 에너지 어시스트 시스템 선정 프로그램(55)이 제어부(50)에 의해 실행됨으로써, 도 1에 나타내는 바와 같은 기능 구성이 에너지 어시스트 시스템 선정 지원 장치(1) 내(예를 들면, 제1 기억부(51)에서의 워크 영역(51a) 내)에 형성된다. 또한, 에너지 어시스트 시스템 선정 지원 장치(1)의 각 기능부는, 에너지 어시스트 시스템 선정 프로그램(55)의 실행 개시에 따라 일괄하여 형성되어도 괜찮고, 에너지 어시스트 시스템 선정 프로그램(55)의 실행 상황에 따라 순차적으로 형성되어도 괜찮다.
또한, 에너지 어시스트 시스템 선정 지원 장치(1)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 음성 출력부(49)를 더 구비해도 괜찮다. 음성 출력부(49)는, 제어부(50)에 의한 제어하에, 음성 정보를 출력한다. 음성 출력부(49)는, 예를 들면, 스피커이다.
다음으로, 운전 패턴 생성부(10)의 동작(운전 패턴 작성 기능) 및 부하 패턴 생성부(20)의 동작(부하 패턴 작성 기능)에 대해서 도 3을 이용하여 설명한다. 도 3은, 운전 패턴 생성부(10) 및 부하 패턴 생성부(20)의 동작을 나타내는 플로우 차트이다.
스텝 S1에서는, 제어부(50)가, 유저로부터의 기동(起動) 지시에 따라, 에너지 어시스트 시스템 선정 프로그램(55)을 기동하여 실행을 개시한다. 또한, 제어부(50)는, 에너지 어시스트 시스템 선정 프로그램(55)을 대신하여 동등의 기능을 가진 외부의 프로그램을 기동하여 실행을 개시해도 괜찮다.
전자 기계 배치부(11)는, 유저로부터의 지시에 따라, 전동기(M)에 의해 구동되어야 할 실제 기계(MC, 도 16 참조)에 대응한 전자 기계의 조합을 배치한다. 즉, 전자 기계 배치부(11)는, 유저로부터의 지시에 따라, 전자 기계의 라이브러리로부터 실제로 사용되는 기계(MC)에 대응한 전자 기계를 선택하고, 선택된 전자 기계를 가상 공간(예를 들면, 도 4에 나타내는 전자 기구 조합 화면(61)) 상에 배치하며, 배치된 전자 기계에 따른 전자 기계 조건을 생성한다. 전자 기계는, 예를 들면, 전자 캠, 전자 기어, 전자 롤러, 전자 트래버스, 전자 볼 나사, 전자 회전 테이블, 전자 가상 모터, 전자 가상 서보모터, 전자 가상 엔코더, 전자 클러치, 전자 변속기, 전자 링크 등 중 적어도 하나를 포함한다. 전자 기계 조건은, 예를 들면, 전자 기계에서의 전달계의 관성력, 점성력, 스프링력, 중력, 마찰력, 부하력 중 적어도 하나를 포함한다. 전자 기계 배치부(11)는, 전자 기계 조건을 운전 프로그램 기술부(12)를 경유하여(또는, 직접적으로) 운전 패턴 생성부(13)로 공급한다.
스텝 S2에서는, 운전 프로그램 기술부(12)가, 유저로부터의 지시에 따라, 운전 프로그램을 기술한다. 운전 프로그램은, 예를 들면, 운전 시간 및 운전 개시 조건을 포함한다. 운전 프로그램은, 예를 들면, 래더-프로그램이라도 좋고, SFC(Sequential　Function　Chart) 프로그램이라도 좋고, C언어 프로그램이라도 좋으며, FBD(Function　Block　Diagram) 프로그램이라도 좋다. 운전 프로그램 기술부(12)는, 운전 프로그램을 운전 패턴 생성부(13)로 공급한다.
운전 패턴 생성부(13)는, 전자 기계 조건을 전자 기계 배치부(11)로부터 받고, 운전 프로그램을 운전 프로그램 기술부(12)로부터 받는다. 운전 패턴 생성부(13)는, 전자 기계 조건을 바탕으로 운전 지령, 즉 운전 패턴을 생성한다. 즉, 운전 패턴 생성부(13)는, 전자 기계 배치부(11)에 의해 생성된 전자 기계 조건과, 운전 프로그램 기술부(12)에 의해 기술된 운전 프로그램에 따라, 운전 패턴을 생성한다.
예를 들면, 운전 패턴 생성부(13)는, 전자 기계 조건에 포함되는 전자 기계 구성에 대해서, 직선 보간(補間), 원호 보완(補完), PTP(Point　To　Point) 보간, 3차원 직선 원호 보완 등의 보간 처리를 행하고, 그 보간 결과에 따라, 운전 패턴을 생성한다.
운전 패턴은, 예를 들면, 시계열적인 전동기(M)의 위치 정보 및／또는 속도 정보를 포함하고, 예를 들면, 시간 정보에 대응시켜진 전동기(M)의 위치 정보 및／또는 속도 정보를 포함한다(도 5의 (a), (b) 참조). 운전 패턴은, 예를 들면, 시계열적인 전동기(M)의 위치 정보 및／또는 속도 정보에 더하여, 시계열적인 가속도 정보를 더 포함해도 좋고, 예를 들면, 시간 정보에 대응시켜진 전동기(M)의 가속도 정보를 더 포함해도 괜찮다(도 5의 (c) 참조). 운전 패턴 생성부(13)는, 운전 패턴을 부하 패턴 생성부(20)로 공급한다.
스텝 S3에서는, 기계 조건 입력부(22)에, 유저로부터, 실제 기계 조건이 입력된다(도 6의 (a), (b), 도 7 참조). 실제 기계 조건은, 실제의 기계요소에서의 전달계의 관성력, 점성력, 스프링력, 중력, 마찰력, 부하력 중 적어도 하나를 포함한다.
예를 들면, 기계 조건 입력부(22)에는, 유저가, 관성, 마찰, 수평 볼 나사, 수직 볼 나사, 락 앤드 피니언, 롤 피드(feed), 회전 테이블, 대차(台車), 승강기, 컨베이어, 리니어 서보라고 하는 기계 모델에 대해서 대차의 폭이나 길이, 질량 등의 기계 정보의 입력을 행한다. 또한, 기계 조건 입력부(22)에는, 특정의 조건이 입력되어도 괜찮고, 혹은, 점성, 스프링, 중력, 마찰, 부하 등의 전달계의 관성력이 직접 조합되어 입력되어도 괜찮다.
기계 조건 입력부(22)는, 실제 기계 조건을 토크 패턴 계산부(24)로 공급한다. 이때 운전 패턴은 운전 패턴 데이터(56)로서 별도로 제2 기억부(59)에 보존되어도 좋다.
토크 패턴 계산부(24)는, 실제 기계 조건을 기계 조건 입력부(22)로부터 받는다. 토크 패턴 계산부(24)는, 실제 기계 조건을 고려한 토크 패턴을 계산한다. 토크 패턴 계산부(24)는, 토크 패턴을, 전동기 조건 선정부(23)로 공급함과 아울러, 전동기 조건 선정부(23)를 경유하여(또는 직접적으로) 소비 전력 처리부(25)로 공급한다.
스텝 S4에서는, 전동기 조건 선정부(23)가, 운전 패턴을 운전 패턴 입력부(21)로부터 받고, 실제 기계 조건을 기계 조건 입력부(22)로부터 받는다. 전동기 조건 선정부(23)는, 운전 패턴과 실제 기계 조건에 따라, 적정한 전동기 조건을 선정한다. 전동기 조건은, 예를 들면, 전동기의 특성을 나타내는 정수이다(도 8 참조).
예를 들면, 전동기 조건 선정부(23)는, 운전 패턴 및 실제 기계 조건에 따라, 전동기 조건을 자동적으로(상호적인 처리를 통하지 않고) 선정해도 괜찮다. 이 경우, 예를 들면, 전동기 조건 선정부(23)는, 전동기 조건의 후보가 되는 복수의 전동기 조건의 각각이 운전 패턴 및 실제 기계 조건에 대응시켜진 전동기 조건 테이블을 가져도 괜찮다. 그리고, 전동기 조건 선정부(23)는, 운전 패턴 및 실제 기계 조건을 받았을 때에, 전동기 조건 테이블을 참조하여, 받은 운전 패턴 및 실제 기계 조건에 적합한 전동기 조건을 선택한다. 전동기 조건 테이블은, 에너지 어시스트 시스템 선정 프로그램(55)을 가지고 있어 에너지 어시스트 시스템 선정 프로그램(55)의 실행에 따라 동적으로 생성되어도 괜찮고, 미리 제2 기억부(59)에 기억되어 있어도 괜찮다.
혹은, 예를 들면, 전동기 조건 선정부(23)는, 운전 패턴 및 실제 기계 조건에 따른 전동기 조건의 입력을 받아들임으로써(상호적인 처리를 통하여), 전동기 조건을 선정해도 괜찮다. 이 경우, 예를 들면, 전동기 조건 선정부(23)는, 운전 패턴 및 실제 기계 조건을 받았을 때에, 운전 패턴 및 실제 기계 조건을 표시 화면(52a, 도 2 참조) 상에 표시함과 아울러, 전동기 조건의 입력을 독촉하는 것과 같은 형태로 전동기 조건의 입력란을 표시 화면(52a) 상에 표시해도 괜찮다. 전동기 조건 선정부(23)는, 유저로부터 입력된 전동기 조건을 적정한 전동기 조건으로서 선정해도 괜찮다. 또한, 이때, 전동기 조건 선정부(23)는, 전동기 조건으로서 적정한 수치 범위를 더 표시해도 괜찮다. 이것에 의해, 전동기 조건 선정부(23)는, 적정한 전동기 조건이 입력되도록 독촉하면서, 유저로부터 입력된 전동기 조건을 적정한 전동기 조건으로서 선정할 수 있다.
전동기 조건 선정부(23)는, 선정된 전동기 조건을, 토크 패턴 계산부(24)로 공급함과 아울러, 토크 패턴 계산부(24)를 경유하여(또는 직접적으로) 소비 전력 처리부(25)로 공급한다.
스텝 S5에서는, 토크 패턴 계산부(24)가, 전동기 조건을 전동기 조건 선정부(23)로부터 받는다. 토크 패턴 계산부(24)는, 전동기 조건에 따라, 토크 패턴을 계산한다. 토크 패턴 계산부(24)는, 계산된 토크 패턴을, 소비 전력 처리부(25)로 공급한다.
토크 패턴 계산부(24)는, 전동기 조건으로부터 토크 정수를 읽어내고, 토크 정수를 이용하여 토크 패턴을 계산한다.
예를 들면, 토크 패턴 계산부(24)는, 토크 정수와 Q축전류값이 비례하는 전동기의 경우, 토크 정수와, 속도, 위치, 가속도의 그래프(예를 들면, 도 5의 (a) ~ (c)에 나타내는 운전 패턴)를 사용하여, 시계열마다의 토크 데이터(토크 패턴)를 산출한다. 예를 들면, 토크 패턴 계산부(24)는, 가속도의 그래프(도 5의 (c) 참조)로부터 전동기에 걸리는 부하 토크 T를 구함과 아울러, 전동기 조건에 포함되는 정격 토크를 전류 정격값으로 나눔으로써 토크 정수 Kt[Nm]를 구한다. 그리고, 토크 패턴 계산부(24)는, 하기의 수식 1에 나타내는 바와 같이, 전동기에 걸리는 부하 토크 T를 토크 정수 Kt[Nm]로 나눔으로써, 모터의 Q축전류값 IQ[A]을 구한다. 예를 들면, 토크 패턴 계산부(24)는, Q축전류값 IQ을 시간 정보에 대응시킴으로써, 제1 토크 패턴을 산출한다.
[수식 1]
Figure 112013101058531-pct00001
혹은, 예를 들면, 토크 패턴 계산부(24)는, 토크 정수와 Q축전류값이 비례하지 않는 전동기(예를 들면 IPM 모터)의 경우, 예를 들면, 가속도의 그래프(도 5의 (c) 참조)로부터 전동기에 걸리는 부하 토크 T를 구함과 아울러, 미리 계산되어 있는 토크와 전류와의 관계 정보를 바탕으로 부하 토크 T로부터 Q축전류값 IQ을 구한다. 예를 들면, 토크 패턴 계산부(24)는, Q축전류값 IQ을 시간 정보에 대응시킴으로써, 제1 토크 패턴을 산출한다.
그리고, 토크 패턴 계산부(24)는, 토크와 Q축전류값과 D축전류값과의 상관(相關)을 나타내는 전류 위상 정보를 바탕으로, 혹은 단지 Q축전류값으로부터 미리 입력된 전류 위상각의 환산 계산을 행함으로써, D축전류값 ID도 구한다. 토크 패턴 계산부(24)는, D축전류값 ID을 시간 정보에 대응시킴으로써, 제2 토크 패턴을 산출한다.
그것과 아울러, 토크 패턴 계산부(24)는, 하기의 수식 2에 의해, Q축전류값 IQ과 D축전류값 ID를 벡터 환산함으로써 단위 시간마다의 상전류(相電流) I도 구한다. 토크 패턴 계산부(24)는, 상전류 I를 시간 정보에 대응시킴으로써, 제3 토크 패턴을 산출한다.
[수식 2]
Figure 112013101058531-pct00002
토크 패턴 계산부(24)는, 계산된 제1 토크 패턴, 제2 토크 패턴, 및 제3 토크 패턴을, 소비 전력 처리부(25)로 공급한다.
스텝 S6에서는, 소비 전력 처리부(25)가, 운전 패턴을 운전 패턴 입력부(21)로부터 받고, 전동기 조건을 전동기 조건 선정부(23)로부터 받으며, 토크 패턴을 토크 패턴 계산부(24)로부터 받는다. 소비 전력 처리부(25)는, 운전 패턴, 전동기 조건, 및 토크 패턴에 따라, 에너지 어시스트 시스템의 총 소비 전력을 계산하고, 소비 전력에 관한 부하 패턴을 구한다(도 9의 (a), (b) 참조).
예를 들면, 소비 전력 처리부(25)는, 전동기 조건으로부터, 유기(誘起) 전압 정수 Ke[ｖ/rad/s], 저항값 R[Ω], 릴럭턴스 Ldq[H], 극대수(極對數) Pm의 고정 파라미터를 읽어들이고(도 8 참조), 운전 패턴으로부터 회전 속도 ω[rad/s]를 특정한다. 그리고, 소비 전력 처리부(25)는, 읽어들인 고정 파라미터, 특정된 회전 속도 ω, 제1 토크 패턴(Q축전류값) IQ, 제2 토크 패턴(D축전류값) ID, 제3 토크 패턴(상전류) I에 따라, 마그네트 토크에 더하여 동손, 릴럭턴스 토크도 구하며, 하기의 수식 3에 의해 전력 P[W]를 계산한다.
[수식 3]
Figure 112013101058531-pct00003
수식 3에서, 우변의 제1 항이 마그네트 토크를 나타내고, 우변의 제2 항이 릴럭턴스 토크를 나타내며, 우변의 제3 항이 동손을 나타낸다. 상기의 수식 3을 이용함으로써, 릴럭턴스 토크의 소비 전력의 큰 전동기(예를 들면, IPM 모터)라도, 소비 전력을 정확하게 구할 수 있다.
또한, 전력 산출 방법을 기본으로 전력을 산출하는 경우에는, 토크 Nm과 회전 속도 ω[rad/s]를 곱하는 하기의 수식 4로 전력을 산출해도 괜찮고, 종래 이용되고 있는 전동기 출력과 철손과 동손의 합계값의 모델을 소비 전력으로 하는 수단을 이용해도 좋다.
[수 4]
Figure 112013101058531-pct00004
다음으로, 운전 패턴 생성부(10)에 대응한 운전 패턴 생성 툴의 동작에 대해서 도 4를 이용하여 설명한다. 도 4는, 운전 패턴 생성 툴의 동작을 나타내는 도면이다.
상기의 스텝 S1 및 스텝 S2의 처리는, 예를 들면, 도 4에 나타내는 운전 패턴 생성 툴에 의해 행해진다. 예를 들면, 스텝 S1에서는, 운전 패턴 생성 툴에 의해 표시 화면(52a) 상에 표시되는, 도 4에 나타내는 전자 기구 조합 화면(61)이 이용된다. 전자 기구 조합 화면(61)에서는, 예를 들면 소정의 버튼 오브젝트(도시하지 않음)가 클릭됨으로써, 전자 기계의 라이브러리에 등록된 복수의 전자 기계의 명칭 또는 아이콘 등이 예를 들면 드롭 다운 형식으로 표시된다. 유저는, 전자 기구 조합 화면(61) 상으로 전자적인 가상 모터(62), 전자 기어(63), 전자 캠(64) 등의 전자 기계를 배치한다. 예를 들면, 전자 기구 조합 화면(61)에서는, 드롭 다운 형식으로 표시된 복수의 전자 기계의 명칭 또는 아이콘 등으로부터 클릭 등에 의해 선택된 전자 기계가, 전자 기구 조합 화면(61)에서의 클릭 등에 의해 선택된 위치에 배치된다. 또, 전자 기계 배치부(11)는, 유저로부터 전자 기계의 조건에 관한 입력을 받아들임으로써, 또는, 전자 기계가 배치된 위치에 따라(예를 들면 다른 전자기기와의 위치 관계나 동작의 관계 등을 고려함으로써), 전자 기계 조건을 생성한다. 이때 가상 모터를 복수 축에 배치하거나, 출력되는 실제의 축을 복수로 배치하거나 하여, 전자 기계 배치부(11)에 계산을 행하게 해도 좋다.
또, 전자 기계의 배치(스텝 S1)와 맞추어, 예를 들면, 스텝 S2에서는, 운전 프로그램 기술부(12)가, 운전 시간 조건이나 전자 기구 구성의 동작 조건의 조합이라고 하는 운전 프로그램(65)을 생성한다. 운전 패턴 생성부(13)는, 전자 기구 조합 화면(61)과 운전 프로그램(65)의 조건으로부터, 실제의 모터로 출력하는 운전 지령 패턴(도 5의 (a) ~ (c) 참조)을 생성하여 운전 패턴 결과 화면(66) 상에 표시한다. 도 4에 나타내는 바와 같은 전자 기계 조건의 운전 동작을 조합함으로써 예를 들면 볼 나사 상(上)에서 특정의 전자 캠의 운전 패턴 동작을 행하는 공작기계나 설비의 운전 소비 전력 계산이나 용량 선정, 에너지 어시스트 시스템의 선정을 행할 수 있다.
다음으로, 상기의 스텝 S2에서 얻어지는 운전 패턴에 대해서 도 5를 이용하여 설명한다. 도 5의 (a) ~ (c)는, 운전 패턴으로서, 전자 캠의 동작에 따른 전동기(M)의 운전 패턴을 예시적으로 나타내는 것이다.
예를 들면, 도 5의 (a)는, 전자 캠의 동작에 따른 전동기(M)의 지령 위치를 나타내는 것이다. 예를 들면, 도 5의 (a)에 나타내는 지령 위치는, 유저가 설정한 캠의 스트로크량, 전자 캠의 1회전당 주기, 운전 패턴, 시간의 정보 등으로부터 구해진다. 또, 전자 캠 조건의 입력은 운전 사이클을 묘화(描畵)하는 수단이나 시계열사(時系列事)의 위치를 배치하는 수단을 이용해도 좋다.
예를 들면, 도 5의 (b)는, 전자 캠의 동작에 따른 전동기(M)의 지령 속도를 나타내는 것이다. 예를 들면, 도 5의 (b)에 나타내는 지령 속도는, 도 5의 (a)에 나타내는 지령 위치에 대해서, 단위시간의 변화율(미분)을 계산함으로써 구해진다.
예를 들면, 도 5의 (c)는, 전자 캠의 동작에 따른 전동기(M)의 지령 가속도를 나타내는 것이다. 예를 들면, 도 5의 (c)에 나타내는 지령 가속도는, 도 5의 (b)에 나타내는 지령 속도에 대해서, 단위시간의 변화율(미분)을 계산함으로써 구해진다. 이것에 의해, 예를 들면, 위치, 속도, 가속도로 이루어지는 운전 패턴이 작성된다.
다음으로, 상기의 스텝 S3에서 입력되는 실제 기계 조건에 대해서 도 6 및 도 7을 이용하여 설명한다. 도 6의 (a), (b)는, 실제 기계 조건의 구성을 나타내는 도면이다. 도 7은, 실제 기계 조건의 입력예를 나타내는 도면이다.
예를 들면, 도 6의 (a)는, 실제의 기계요소로서, 볼 나사, 부하, 감속기가 지정되고, 각각에 대응한 볼 나사 조건(73), 부하 조건(72), 감속기 조건(74)이 기계 조건 입력부(22)에 입력된 경우를 나타내고 있다. 예를 들면, 기계 조건 입력부(22)는, 전자 기계 배치부(11)에 배치된 복수의 전자 기계의 구성(전자 기계 조건)에 따라, 볼 나사, 부하, 감속기의 표시 오브젝트를 생성하여 표시 화면(52a) 상에 표시한다. 유저는, 예를 들면, 볼 나사, 부하, 감속기의 표시 오브젝트를 클릭함으로써, 실제 기계 조건이 입력 가능한 상태로 하고, 볼 나사 조건(73), 부하 조건(72), 감속기 조건(74)을 입력한다. 이것에 따라, 스텝 S4에서, 전동기 조건(71)이 선정된다.
예를 들면, 도 7에 나타내는 바와 같이, 볼 나사 조건(73)으로서, 볼 나사 리드(lead), 볼 나사 직경, 볼 나사 길이, 구동부 효율, 마찰 계수가 입력된다. 부하 조건(72)으로서, 테이블 질량, 부하 질량, 부하 반항력, 테이블 안내면의 체결력이 입력된다. 감속기 조건(74)으로서, 감속비, 감속기 관성이 입력된다.
예를 들면, 도 6의 (b)은, 실제의 기계요소로서, 부하, 감속기, 커플링(coupling)이 지정되며, 각각에 대응한 부하 조건(72), 감속기 조건(74), 커플링 조건(75)이 기계 조건 입력부(22)에 입력된 경우를 나타내고 있다. 예를 들면, 기계 조건 입력부(22)는, 전자 기계 배치부(11)에 배치된 복수의 전자 기계의 구성(전자 기계 조건)에 따라, 부하, 감속기, 커플링의 표시 오브젝트를 생성하여 표시 화면(52a) 상에 표시한다. 유저는, 예를 들면, 부하, 감속기, 커플링의 표시 오브젝트를 클릭함으로써, 실제 기계 조건이 입력 가능한 상태로 하고, 부하 조건(72), 감속기 조건(74), 커플링 조건(75)을 입력한다. 이것에 따라, 스텝 S4에서, 전동기 조건(71)이 선정된다.
예를 들면, 도 7에 나타내는 바와 같이, 부하 조건(72)으로서, 테이블 질량, 부하 질량, 부하 반항력, 테이블 안내면의 체결력이 입력된다. 감속기 조건(74)으로서, 감속비, 감속기 관성이 입력된다. 커플링 조건(75)으로서, 커플링 관성, 그 외의 출력축 환산 관성이 입력된다.
다음으로, 스텝 S4에서 선정되는 전동기 조건에 대해서 도 8을 이용하여 설명한다. 도 8은, 전동기 조건의 선정예를 나타내는 도면이다.
예를 들면, 도 8은, 전동기 조건(71, 도 6의 (a), (b) 참조)으로서, 전동기의 특성을 나타내는 각종 정수가 선정되는 경우를 나타내고 있다. 운전 패턴과 실제 기계 조건에 따라, 예를 들면, 도 8에서는, 전동기 조건(71)으로서, 유기 전압 정수, 저항, 극대수, 회전수, q축전류, d축전류, d축 인덕턴스(Ld)와 q축 인덕턴스(Lq)와의 차분(差分), 전류 정격값, 정격 토크가 선정된다.
다음으로, 축전 유니트의 선정 기능을 포함하는 데이터 처리부(30)의 동작에 대해서 도 11을 이용하여 설명한다. 도 11은, 데이터 처리부(30)의 동작을 나타내는 플로우 차트이다. 데이터 처리부(30)는, 예를 들면, OS(54), 제1 기억부(51), 제어부(50, 도 2 참조)와 협동하여 도 11의 처리를 행한다.
스텝 Sa1에서는, 부하 패턴이 읽어들여진다. 예를 들면, 부하 패턴 입력부(31)에는, 부하 패턴이 부하 패턴 생성부(20)로부터 입력된다. 부하 패턴 입력부(31)는, 부하 패턴을, 충방전 패턴 생성부(32)로 공급함과 아울러, 충방전 패턴 생성부(32)를 경유하여(또는 직접적으로) 조건 설정 처리부(33)로 공급한다.
충방전 패턴 생성부(32)는, 부하 패턴을 부하 패턴 입력부(31)로부터 받는다. 충방전 패턴 생성부(32)는, 부하 패턴(도 9의 (a), (b) 참조)에 따라, 축전 유니트(CD, 도 16 참조)의 충방전 패턴을 생성한다. 충방전 패턴은, 예를 들면, 승강압 초퍼 유니트(CP)에 의한 축전 유니트(CD)에 대한 시계열적인(시간 정보에 대응시켜진) 충전 전류 및 방전 전류의 패턴을 포함한다. 충방전 패턴 생성부(32)는, 생성된 충방전 패턴을 조건 설정 처리부(33)를 경유하여(또는 직접적으로) 전류 평가 처리부(34)로 공급한다.
스텝 Sa2 ~ 스텝 Sa6에서는, 조건 설정 처리부(33)는, 부하 패턴을 부하 패턴 입력부(31)로부터 받는다. 조건 설정 처리부(33)는, 부하 패턴에 따라, 개수 조건을 설정한다. 개수 조건은, 에너지 어시스트 시스템(S)의 각 유니트의 개수에 관한 조건이며, 예를 들면, 에너지 어시스트 시스템(S)에서의 승강압 초퍼 유니트(CP)의 개수, 축전 유니트(CD)의 개수, 및 전동기(M)의 개수 중 적어도 하나를 결정하기 위한 조건을 포함한다. 개수 조건은, 예를 들면, 승강압 초퍼 유니트(CP)의 개수, 축전 유니트(CD)의 개수, 및 전동기(M)의 개수를 결정하기 위한 조건에 더하여, 컨버터 유니트(CV)의 개수 및 드라이브 유니트(DV)의 개수를 결정하기 위한 조건을 더 포함해도 괜찮다. 예를 들면, 개수 조건의 설정은, 축전 유니트의 필요 개수를 구하기 위한 조건 설정을 포함한다. 개수 조건은, 예를 들면, 축전 유니트(CD)의 용량 및 내압을 포함한다. 예를 들면, 개수 조건은, 스텝 Sa7에서 이용하는 제한값을 구하기 위한 조건이라도 괜찮다.
예를 들면, 스텝 Sa2에서는, 조건 설정 처리부(33)가, 개수 조건의 설정 방법법에 대해서, 예를 들면 기정값(旣定値)의 설정을 행할지 임의의 설정을 행할지를 묻는 메세지를 표시 화면(52a) 상에 표시하고, 어느 하나를 선택하도록 유저에게 독촉한다. 조건 설정 처리부(33)는, 기정값의 설정을 행하는 지시를 유저로부터 받은 경우, 처리를 스텝 Sa3로 진행하고, 임의의 설정을 행하는 지시를 유저로부터 받은 경우, 처리를 스텝 Sa4로 진행한다.
스텝 Sa3에서는, 조건 설정 처리부(33)가, 기정값을 선택하여 조건을 개수 설정한다. 이 경우, 예를 들면, 조건 설정 처리부(33)는, 개수 조건의 후보가 되는 복수의 개수 조건의 각각이 부하 패턴에 대응시켜진 개수 조건 테이블을 가져도 괜찮다. 그리고, 조건 설정 처리부(33)는, 부하 패턴을 받았을 때에, 개수 조건 테이블을 참조하고, 받은 부하 패턴에 적합한 개수 조건을 선택한다. 조건 설정 처리부(33)는, 예를 들면, 개수 조건으로서, 받은 부하 패턴에 대응하는 축전 유니트(CD)의 용량 및 내압을 선택한다.
스텝 Sa4에서는, 조건 설정 처리부(33)가, 개수 조건을 임의로 설정한다. 예를 들면, 조건 설정 처리부(33)는, 부하 패턴에 따른 개수 조건의 입력을 받아들임으로써(상호적인 처리를 통하여), 개수 조건을 설정해도 괜찮다(도 10 참조). 이 경우, 예를 들면, 조건 설정 처리부(33)는, 부하 패턴을 받았을 때에, 부하 패턴을 표시 화면(52a, 도 2 참조) 상에 표시함과 아울러, 개수 조건의 입력을 독촉하는 형태로 개수 조건의 입력란을 표시 화면(52a) 상에 표시해도 괜찮다. 조건 설정 처리부(33)는, 유저로부터 입력된 개수 조건을 적정한 개수 조건으로서 설정해도 괜찮다. 조건 설정 처리부(33)는, 예를 들면, 개수 조건으로서, 축전 유니트(CD)의 용량 및 내압의 입력을 받아들이고, 입력된 용량 및 내압을 적정한 용량 및 내압으로서 설정한다.
또한, 이때, 조건 설정 처리부(33)는, 개수 조건으로서 적정한 수치 범위를 더 표시해도 괜찮다. 이것에 의해, 조건 설정 처리부(33)는, 적정한 개수 조건이 입력되도록 독촉하면서, 유저로부터 입력된 개수 조건을 적정한 개수 조건으로서 설정할 수 있다.
스텝 Sa5에서는, 조건 설정 처리부(33)가, 프로그램에 격납된 데이터, 조건에 기초하여 시계열로 커패시터 전원의 전류, 전압, 방전량, 전력 손실, 발열·방열량을 구하여 격납된 부하 데이터, 시계열의 부하 패턴, 커패시터 전원의 정격(定格) 사양 등의 비교 처리를 행한다. 처리는, 스텝 Sa1에서 읽어들인 부하 패턴(예를 들면, 소비 에너지 데이터)으로부터 하기의 수식 5 ~ 수식 7에 의해 필요한 축전 유니트의 합계 개수의 산출을 행한다. 단 상기에서 임의 설정한 경우에는, 축전 유니트의 개수가 산출된다. 읽어들여진 부하 패턴 [W]을 소비에너지 E[J]의 데이터로 변형하면, 다음의 수식 5와 같이 된다.
[수식 5]
Figure 112013101058531-pct00005
축전 유니트의 방전 초기 전압을 V0[V]로 하고, 축전 유니트의 전압 사용 범위를 a[V]로 할 때, 축전 유니트의 합계 용량값 C[F]는 다음의 수식 6에 의해 구해진다.
[수식 6]
Figure 112013101058531-pct00006
그 후, 필요한 축전 유니트의 유니트 단위의 용량 C를 입력된 축전 유니트의 용량 혹은 정해져 있는 1단위당 축전 유니트 용량 C'으로 나눔으로써 필요한 축전 유니트의 개수 n을 다음의 수식 7에 의해 산출한다.
[수 7]
Figure 112013101058531-pct00007
스텝 Sa6에서는, 조건 설정 처리부(33)가, 최대 부하량과 승강압 초퍼 유니트가 조작 가능한 전력량과의 비교를 행하고, 승강압 초퍼 유니트의 필요 대수(台數)를 산출한다.
조건 설정 처리부(33)는, 설정된 개수 조건을, 전류 평가 처리부(34)로 공급함과 아울러, 전류 평가 처리부(34)를 경유하여(또는 직접적으로) 데이터 조정부(35)로 공급한다.
스텝 Sa7에서는, 전류 평가 처리부(34)가, 충방전 패턴을 충방전 패턴 생성부(32)로부터 받고, 개수 조건을 조건 설정 처리부(33)로부터 받는다. 전류 평가 처리부(34)는, 충방전 패턴과 개수 조건에 따라, 에너지 어시스트 시스템(S)에서의 전류를 구한다. 전류 평가 처리부(34)는, 예를 들면, 에너지 어시스트 시스템(S)에서의 전류의 영향을 받아 열화(劣化)하기 쉬운 부분의 전류값을 구한다. 예를 들면, 전류 평가 처리부(34)는, 에너지 어시스트 시스템(S)에서의 스위칭 소자(SW1)를 흐르는 전류를 구해도 괜찮고, 스위칭 소자(SW2)를 흐르는 전류를 구해도 괜찮으며, 리액터(L2)를 흐르는 전류를 구해도 괜찮다(도 16 참조).
전류 평가 처리부(34)는, 구해진 에너지 어시스트 시스템의 전류를 전류 제한값과 비교한다. 예를 들면, 전류 평가 처리부(34)는, 에너지 어시스트 시스템(S)에서의 스위칭 소자(SW1)를 흐르는 전류를 스위칭 소자(SW1)용 전류 제한값(THSW1)과 비교해도 괜찮고, 스위칭 소자(SW2)를 흐르는 전류를 스위칭 소자(SW2)용 전류 제한값(THSW2)과 비교해도 괜찮며, 리액터(L2)를 흐르는 전류를 리액터(L2)용 전류 제한값(THL2)과 비교해도 괜찮다. 그리고, 전류 평가 처리부(34)는, 비교 결과에 따라 에너지 어시스트 시스템의 특성을 평가한다. 평가 결과는, 예를 들면, 에너지 어시스트 시스템에서의 에너지에 관한 정보를 포함하며, 예를 들면, 어시스트 전력, 피크 전력에 관한 정보 등을 포함해도 괜찮다. 전류 평가 처리부(34)는, 평가 결과를, 데이터 조정부(35)로 공급함과 아울러, 데이터 조정부(35)를 경유하여(또는 직접적으로) 데이터 출력 처리부(36)로 공급한다.
예를 들면, 전류 평가 처리부(34)는, 구한 어시스트 후의 소비 전력과 축전 유니트의 조건으로부터 축전 유니트 내부에 흐르는 전류를 구한다. 축전 유니트 내부에 흐르는 전류 데이터와 승강압 초퍼 유니트 내의 스위칭 소자의 전류 허용값과의 비교를 행한다. 또 마찬가지로 승강압 초퍼 유니트의 제어 전류값 및 제어 사이클 패턴과 선정 장치가 보유하는 스위칭 소자의 파워 사이클 수명 데이터와의 비교를 행하는 운전 패턴으로부터의 승강압 초퍼 유니트의 수명값을 계산, 표시한다(도 10 참조).
데이터 조정부(35)는, 평가 결과를 전류 평가 처리부(34)로부터 받고, 개수 조건을 조건 설정 처리부(33)로부터 받는다. 데이터 조정부(35)는, 평가 결과에 따라, 조건 설정 처리부(33)에 의해 설정된 개수 조건을 조정하여, 구성 정보를 생성한다. 예를 들면, 데이터 조정부(35)는, 평가 결과에 따라, 에너지 어시스트 시스템(S)에서 필요한 각 유니트의 개수 등을 산출한다. 예를 들면, 데이터 조정부(35)는, 에너지 어시스트 시스템의 전류가 전류 제한값에 들어가도록, 에너지 어시스트 시스템(S)에서 필요한 각 유니트의 개수 등을 산출한다.
예를 들면, 데이터 조정부(35)는, 에너지 어시스트 시스템(S)에서의 스위칭 소자(SW1)를 흐르는 전류가 스위칭 소자(SW1)용 전류 제한값(THSW1)에 들어가도록 (제1 조건을 만족하도록), 에너지 어시스트 시스템(S)에서 필요한 각 유니트의 개수 등을 산출해도 괜찮다. 혹은, 예를 들면, 데이터 조정부(35)는, 스위칭 소자(SW2)를 흐르는 전류가 스위칭 소자(SW2)용 전류 제한값(THSW2)에 들어가도록( 제2 조건을 만족하도록), 에너지 어시스트 시스템(S)에서 필요한 각 유니트의 개수 등을 산출해도 괜찮다. 혹은, 예를 들면, 데이터 조정부(35)는, 리액터(L2)를 흐르는 전류가 리액터(L2)용 전류 제한값(THL2)에 들어가도록(제3 조건을 만족하도록), 에너지 어시스트 시스템(S)에서 필요한 각 유니트의 개수 등을 산출해도 괜찮다. 혹은, 예를 들면, 데이터 조정부(35)는, 제1 조건, 제2 조건, 및 제3 조건 중 2개 이상을 만족하도록, 에너지 어시스트 시스템(S)에서 필요한 각 유니트의 개수 등을 산출해도 괜찮다.
구성 정보는, 에너지 어시스트 시스템의 구성에 관한 정보이며, 예를 들면, 에너지 어시스트 시스템에서의 각 유니트의 개수를 포함한다. 구성 정보는, 예를 들면, 필요한 축전 유니트(CD)의 개수, 승강압 초퍼 유니트(CP)의 개수, 전동기(M)의 개수를 포함한다(도 16 참조). 데이터 조정부(35)는, 생성된 구성 정보를 데이터 출력 처리부(36)로 공급한다.
스텝 Sa8에서는, 데이터 출력 처리부(36)는, 구성 정보를 데이터 조정부(35)로부터 받고, 평가 결과를 전류 평가 처리부(34)로부터 받는다. 데이터 출력 처리부(36)는, 구성 정보와 평가 결과를 표시 화면(52a) 상에 표시한다. 예를 들면, 데이터 출력 처리부(36)는, 구성 정보와 평가 결과에 따라, 구성 정보와 구성 정보가 적용된 에너지 어시스트 시스템의 에너지를, 표시 화면(52a) 상에 표시한다. 예를 들면, 데이터 출력 처리부(36)는, 축전 유니트(CD)의 개수, 어시스트 전력, 피크 전력 등에 관한 정보를 표시 화면(52a) 상에 표시한다(도 10 참조).
예를 들면, 데이터 출력 처리부(36)는, 지금까지 구한 축전 유니트수, 최대 스펙으로부터의 시스템 여유율, 시스템의 전원 회생, 어시스트 전력, 피크 전력의 시스템 적용 전과의 에너지 비교 데이터를 표시한다.
스텝 Sa9에서는, 데이터 조정부(35)가, 최종 출력에 대해서 피크 전력, 어시스트량의 증감에 의해 운전 패턴의 조건을 시각적으로 조정하는 지시를 받아들인 경우, 그 지시에 따라, 삭감되는 전력 비용, 유니트수의 증감을 조정한다. 데이터 조정부(35)는, 조정을 행한 경우(스텝 Sa9에서「Yes」), 처리를 스텝 Sa8로 되돌리고, 조정 후의 개수를 포함하는 구성 정보를 데이터 출력 처리부(36)로 공급한다. 이것에 따라, 데이터 출력 처리부(36)는, 조정 후의 개수를 포함하는 구성 정보에 따라, 그 표시 내용을 갱신한다(스텝 Sa8). 한편, 데이터 조정부(35)는, 예를 들면 소정의 대기 시간 이내에 조정을 행하지 않았던 경우(스텝 Sa9에서「No」), 처리를 스텝 Sa10으로 진행한다.
스텝 Sa10에서는, 데이터 출력 처리부(36)가, 유저에 의한 조건 확정 버튼의 조작에 따라 지시를 받은 경우(스텝 Sa10에서「Yes」), 구성 정보 및 평가 결과를 레이아웃부(40)로 공급함과 아울러, 처리를 스텝 Sa11로 진행한다. 한편, 데이터 출력 처리부(36)는, 유저에 의한 조건 확정 버튼의 조작을 소정의 대기 시간 이내에 받지 않았던 경우(스텝 Sa10에서「No」), 처리를 스텝 Sa9로 되돌린다.
스텝 Sa11에서는, 레이아웃부(40)가, 어시스트 전력, 전력 유니트의 개수를 바탕으로, 레이아웃의 조정을 행하는 레이아웃 선정 화면(도 13 참조)을 시작한다.
다음으로, 전류 패턴, 부하 패턴, 및 어시스트 전력에 대해서 도 9를 이용하여 설명한다. 도 9의 (a)는, 전류 패턴을 나타내는 도면이고, 도 9의 (b)는, 부하 패턴을 나타내는 도면이며, 도 9의 (c)는, 부하 패턴에 대해서 어시스트 전력을 계산한 결과를 나타내는 도면이다.
도 9의 (a)는, 전동기(M)에서의 부하에 대응한 전류(예를 들면, q축전류)의 시간 변화의 패턴(전류 패턴)을 나타내는 도면이다. 도 9의 (a)에 나타내는 전류 패턴은, 토크 패턴과 전동기 조건(도 8 참조)으로부터 산출된 것이며, 예를 들면, 각 축마다의 패턴이다.
도 9의 (b)는, 전동기(M)에서의 부하에 대응한 전력의 시간 변화의 패턴(부하 패턴)을 나타내는 도면이다. 도 9의 (b)에 나타내는 부하 패턴은, 도 9의 (a)에 나타내는 전류 패턴으로부터 동손, 철손, 릴럭턴스 토크를 포함한 각 축의 축 출력을 구하며, 구해진 각 축의 축 출력을 합계하여 에너지 어시스트 시스템의 총 소비 전력의 시간 변화의 패턴으로서 얻어진다.
도 9의 (c)는, 도 9의 (b)에 나타내는 부하 패턴에 대해서, 사선부의 전력을 축전 유니트(CD)의 전기 에너지로 어시스트하도록 계산된 것을 나타내는 도면이다. 예를 들면, 도 9의 (c)에 나타내는 바와 같이, 데이터 출력 처리부(36)가, 부하 패턴에서의 어시스트 전력이 식별 가능한 형태(예를 들면, 사선부 등에서 하이라이트 하는 형태)로 표시 화면(52a) 상에 표시하므로, 유저는, 식별 가능한 형태로 구별된 부분(예를 들면, 사선부 등에서 하이라이트 된 부분)을 확인함으로써 어시스트 된 에너지(어시스트 전력)를 확인할 수 있다.
다음으로, 상기의 스텝 Sa8에서 표시 화면(52a) 상에 표시되는 운전 에너지 조정 화면에 대해서 도 10을 이용하여 설명한다. 도 10은, 운전 에너지 조정 화면의 구성을 나타내는 도면이다.
운전 에너지 조정 화면에서는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 부하 패턴(전력 패턴, LP)이 표시됨과 아울러, 부하 패턴(LP)에서의 운전 피크 전력(80) 및 어시스트 전력 라인(85)의 차분으로서 어시스트 전력(86)이 표시된다.
운전 에너지 조정 화면은, 어시스트 전력을 증감시키기 위한 구성으로서, 축전 유니트 개수 입력란(81), 에너지 어시스트량 입력란(82), 역행(力行) 어시스트 전력 라인 조작 바(83), 및 어시스트 전력 라인 조작 바(84)를 가진다.
축전 유니트 개수 입력란(81)에는, 예를 들면, 현재의 산출된 축전 유니트 개수가 표시되어 있다. 유저는, 예를 들면, 현재의 개수로부터 증감된 개수를 입력함으로써, 어시스트 전력을 증감시킬 수 있다. 또한, 데이터 조정부(35)는, 평가 결과에 따라, 에너지 어시스트 시스템(S)에서 필요한 축전 유니트의 개수의 후보(적정 수치 범위)를 산출하여, 축전 유니트 개수 입력란(81)의 부근에 적정 수치 범위를 표시해도 괜찮다. 이것에 의해, 유저가 축전 유니트 개수로서 적정한 개수를 입력하도록 독촉할 수 있다.
에너지 어시스트량 입력란(82)에는, 예를 들면, 현재의 산출된 어시스트량(어시스트 전력(즉, 어시스트 전력(86)에 대응한 전력의 양))이 표시되어 있다. 유저는, 예를 들면, 현재의 어시스트량(어시스트 전력)으로부터 증감된 어시스트량(어시스트 전력)을 입력함으로써, 어시스트 전력을 증감시킬 수 있다. 또한, 데이터 조정부(35)는, 현재의 부하 패턴(LP)으로부터 적정한 어시스트량(어시스트 전력)의 조정 범위(적정 조정 범위)를 산출하여, 에너지 어시스트량 입력란(82)의 부근에 적정 조정 범위를 표시해도 괜찮다. 이것에 의해, 유저가 적정한 어시스트량(어시스트 전력)을 입력하도록 독촉할 수 있다.
역행 어시스트 전력 라인 조작 바(83)는, 회생시의 어시스트 전력 라인(85)을 바꾸지 않고 (예를 들면, 어시스트 전력 라인 조작 바(84)에 의해 설정된 레벨로 유지하면서), 역행시에서의 어시스트 전력 라인(85)을 선택적으로 조작하기 위한 유저 인터페이스이다. 역행 어시스트 전력 라인 조작 바(83)는, 예를 들면 좌측으로 이동 조작되었을 때에, 어시스트 전력 라인(85)을 저(低)에너지측으로 이동시키고, 예를 들면 우측으로 이동 조작되었을 때에, 어시스트 전력 라인(85)을 고(高)에너지측으로 이동시킨다. 또한, 회생시와 역행시에 어시스트 전력 라인(85)을 동일한 레벨로 하는 경우, 역행 어시스트 전력 라인 조작 바(83)는, 예를 들면 비활성화 버튼(도시하지 않음)이 눌려지는 것에 의해, 비활성 상태로 된다.
어시스트 전력 라인 조작 바(84)는, 어시스트 전력 라인(85)을 조작하기 위한 유저 인터페이스이다. 어시스트 전력 라인 조작 바(84)는, 예를 들면 좌측으로 이동 조작되었을 때에, 어시스트 전력 라인(85)을 저에너지측으로 이동시키고, 예를 들면 우측으로 이동 조작되었을 때에, 어시스트 전력 라인(85)을 고에너지측으로 이동시킨다. 또한, 역행 어시스트 전력 라인 조작 바(83)가 활성화되어 있는 경우, 어시스트 전력 라인 조작 바(84)는, 회생시의 어시스트 전력 라인(85)을 선택적으로 조작하기 위한 유저 인터페이스로서 기능을 하고, 역행 어시스트 전력 라인 조작 바(83)가 비활성화되어 있는 경우, 어시스트 전력 라인 조작 바(84)는, 회생시 및 역행시에 공통의 어시스트 전력 라인(85)을 조작하기 위한 유저 인터페이스로서 기능을 한다.
예를 들면, 유저는, 역행 어시스트 전력 라인 조작 바(83), 어시스트 전력 라인 조작 바(84)를 이동시킴으로써 어시스트 전력 라인을 조정해도 괜찮고, 축전 유니트 개수 입력란(81)의 개수 혹은 에너지 어시스트량 입력란(82)의 어시스트량(어시스트 전력)을 편집해도 괜찮다. 이때, 운전 에너지 조정 화면에서는, 에너지 어시스트 시스템의 특성이 제한값을 넘지 않도록 하기 위해서 부족한 어시스트량(어시스트 전력)을 확인할 수 있도록 표시해도 괜찮다.
다음으로, 레이아웃부(40)에 대응한 레이아웃 선정 툴의 기능 구성에 대해서 도 12를 이용하여 설명한다. 도 12는, 레이아웃 선정 툴의 기능 구성을 나타내는 도면이다.
레이아웃 선정 툴은, 제어부(50, 도 2 참조)에 의해 실행됨으로써, 도 12에 나타내는 기능 구성이 에너지 어시스트 시스템 선정 지원 장치(1) 내(예를 들면, 제1 기억부(51)에서의 워크 영역(51a) 내)에 형성된다. 또한, 레이아웃 선정 툴에 의해 형성되는 각 기능부는, 레이아웃 선정 툴의 실행 개시에 따라 일괄하여 형성되어도 괜찮고, 레이아웃 선정 툴의 실행 상황에 따라 순차적으로 형성되어도 괜찮다.
예를 들면, 에너지 어시스트 시스템 선정 지원 장치(1)는, 레이아웃 선정 툴에 의해 실현되는 기능 구성으로서, 도 12에 나타내는 바와 같이, 전류·축전 유니트수 읽어들임부(91), 조작부(92), 표시부(93), 축전 유니트 배치 처리부(94), 유니트 데이터 파일 유지부(95), 및 유니트 배치부(96)를 가진다.
전류·축전 유니트수 읽어들임부(91)는, 데이터 처리부에서 구해진 승강압 초퍼 유니트의 개수, 축전 유니트의 개수, 전류를 읽어들인다. 즉, 전류·축전 유니트수 읽어들임부(91)에는, 구성 정보 및 평가 결과가 데이터 출력 처리부(36)로부터 입력된다. 즉, 전류·축전 유니트수 읽어들임부(91)는, 레이아웃 입력부(41, 도 1 참조)에 대응하고 있다.
조작부(92)는, 키보드, 마우스 등으로 구성되어 있고 유저로부터의 조작을 받아들이는 입력 제어를 행한다. 즉, 조작부(92)는, 레이아웃 배치부(42)에서의 유저로부터의 레이아웃 지시를 받아들이기 위한 입력 제어를 행하는 부분에 대응한다.
표시부(93)는, 레이아웃 배치부(42)에서 배치된 결과를 표시하고, 디스플레이, 인쇄기 등으로의 표시를 행한다. 즉, 표시부(93)는, 레이아웃 배치부(42)에서의 레이아웃 지시에 따라 레이아웃 배치된 각 표시 오브젝트를 표시 화면(52a) 상에 표시하기 위한 표시 제어를 행하는 부분에 대응함과 아울러, 레이아웃 출력부(44)에서의 평가 결과에 따라 경고를 표시하는 표시 제어를 행하는 부분에 대응한다.
축전 유니트 배치 처리부(94)는, 예를 들면, 전류·축전 유니트수 읽어들임부(91)에 의해 읽어들인 데이터에 기초하여, 유저가 배치한 축전 유니트의 병렬수가 어시스트 동작 가능한 유니트 제한값(레이아웃 제한값)을 넘지 않는지 어떤지의 비교를 행한다. 즉, 축전 유니트 배치 처리부(94)는, 레이아웃 정보를 레이아웃 제한값과 비교하면서 평가하는 것이며, 레이아웃 평가부(43)에 대응한다.
유니트 데이터 파일 유지부(95)는, 컨버터 유니트, 드라이브 유니트, 축전 유니트, 모터, 케이블, 승강압 초퍼 유니트에 관한 정보를 유지하고 유니트 배치부(96)로 정보를 전달한다. 유니트 데이터 파일 유지부(95)는, 레이아웃 배치부(42), 레이아웃 평가부(43), 및 레이아웃 출력부(44)의 각각에서의 정보를 일시적으로 유지하는 부분에 대응한다.
유니트 배치부(96)는, 조작부(92) 및 유니트 데이터 파일 유지부(95)의 정보를 바탕으로, 표시부(93)로 레이아웃 정보를 전달한다. 즉, 유니트 배치부(96)는, 표시부(93)를 통하여 표시 화면(52a) 상에 레이아웃 정보를 표시하는 것이며, 레이아웃 배치부(42)에서의 레이아웃 지시에 따라 레이아웃 배치된 각 표시 오브젝트를 표시 화면(52a) 상에 표시하기 위한 표시 제어를 행하는 부분에 대응한다.
다음으로, 레이아웃부(40)에 의해 표시 화면(52a) 상에 표시되는 레이아웃 선정 화면에 대해서 도 13을 이용하여 설명한다.
레이아웃 선정 화면은, 도 13에 나타내는 바와 같이, 유니트 영역(101), 배치 영역(102), 리스트 영역(106), 비용 영역(107), 및 어시스트량 표시 영역(108)을 가진다.
유니트 영역(101)에는, 초기 상태에서, 구성 정보에 따른 개수의 각 유니트의 표시 오브젝트가 표시되어 있다. 도 13에서는, 컨버터 유니트, 승강압 초퍼 유니트, 드라이브 유니트, 축전 유니트, 케이블이 유니트 영역(101) 내에 표시된 상태가 예시되어 있다.
배치 영역(102)은, 실제로 각 유니트가 배치되어야 할 제어반 내의 공간에 대응한 가상 공간을 나타내고 있다. 유저는, 유니트 영역(101)보다 유니트를 선택하고, 배치 영역(102)에 배치를 행한다. 이때, 전술의 축전 유니트 배치 처리부(94, 또는 도 1에 나타내는 레이아웃 평가부(43))에서 축전 유니트의 병렬수가 기정값 이상인지 어떤지를 판단하면서 배치를 행한다. 축전 유니트의 병렬수가 기정값을 넘은 경우는 경고 수단(104)에 의해 경고를 행한다. 경고 수단(104)은, 예를 들면, 경고 메세지를 표시 화면(52a) 상에 표시함으로써 경고를 행한다.
예를 들면, 도 13에서는, 컨버터 유니트, 승강압 초퍼 유니트, 드라이브 유니트가 각각 1개 배치 영역(102) 내에 배치되고, 축전 유니트가 2개 배치 영역(102) 내에 배치된 상태가 예시되어 있다. 이때, 파선으로 나타내는 바와 같이, 축전 유니트가 더 추가되면, 축전 유니트의 병렬수(3개)가 기정값(2개)을 넘은 것이라고 판단되어, 경고 수단(104)에 의한 경고가 행해진다.
예를 들면, 도 13에서는, 컨버터 유니트, 승강압 초퍼 유니트, 드라이브 유니트가 각각 1개 배치 영역(102) 내에 배치되고, 축전 유니트가 2개 배치 영역(102) 내에 배치된 상태가 예시되어 있다. 이때, 실선으로 나타내는 바와 같이, 추가되는 축전 유니트가 11m의 케이블을 통하여 2개의 축전 유니트에 접속되면, 케이블의 길이(11m)가 기정값(10m)을 넘은 것이라고 판단되어, 경고 수단(105)에 의한 경고가 행해진다.
리스트 영역(106)에는, 배치 영역(102) 상에 존재하는 각 유니트에 대응한 구입 리스트가 표시된다. 예를 들면, 종료 버튼(109)이 눌려진 경우에, 배치 영역(102) 상에 존재하는 각 유니트를 리스트 업(list up)한 구입 리스트가 작성되고, 작성된 구입 리스트가 리스트 영역(106) 상에 표시된다. 또한, 예를 들면, 배치 영역(102)에 유니트가 추가 배치될 때마다, 구입 리스트가 동적으로 갱신되어 리스트 영역(106) 상에 표시되어도 괜찮다.
비용 영역(107)에는, 배치 영역(102) 상에 존재하는 각 유니트에 대응한 에너지 비용이 표시된다. 예를 들면, 종료 버튼(109)이 눌려진 경우에, 배치 영역(102) 상에 존재하는 각 유니트를 설치하는 전후에서의 에너지 비용이 계산되며, 계산된 각 유니트의 설치 전후에서의 에너지 비용이 비용 영역(107) 상에 비교 표시된다.
또한, 예를 들면, 배치 영역(102)에 유니트가 추가 배치될 때마다, 에너지 비용이 동적으로 갱신된 비용 영역(107) 상에 표시되어도 괜찮다. 이 경우, 종료 버튼(109)이 눌려짐으로써, 에너지 비용이 확정된다.
어시스트량 표시 영역(108)에는, 배치 영역(102) 상에 존재하는 각 유니트에 대응한 어시스트량(어시스트 전력)이 표시된다. 예를 들면, 종료 버튼(109)이 눌려진 경우에, 배치 영역(102) 상에 존재하는 각 유니트에 대응한 어시스트량이 계산되며, 계산된 어시스트량이 어시스트량 표시 영역(108) 상에(예를 들면, 필요한 전력(에너지), 및 전원 전력과 함께) 표시된다.
또한, 예를 들면, 배치 영역(102)에 유니트가 추가 배치될 때마다, 어시스트량이 동적으로 갱신되어 어시스트량 표시 영역(108) 상에 표시되어도 괜찮다. 이 경우, 종료 버튼(109)이 눌려짐으로써, 어시스트량이 확정된다.
다음으로, 레이아웃부(40)의 동작에 대해서 도 14를 이용하여 설명한다. 도 14는, 레이아웃부(40)의 동작을 나타내는 플로우 차트이다.
스텝 T1 ~ T3에서는, 레이아웃 입력부(41)에, 구성 정보 및 평가 결과가 데이터 출력 처리부(36)로부터 입력된다. 레이아웃 입력부(41)는, 구성 정보 및 평가 결과를 레이아웃 배치부(42)로 공급한다. 또, 레이아웃 입력부(41)는, 레이아웃 출력부(44)로부터 요구된 경우, 구성 정보를, 레이아웃 배치부(42) 및 레이아웃 평가부(43)를 경유하여(또는 직접적으로) 레이아웃 출력부(44)로 공급한다.
스텝 T1에서는, 레이아웃 입력부(41)에, 구성 정보로서, 예를 들면, 배치 가능한 축전 유니트의 개수가 읽어 들여진다.
스텝 T2에서는, 레이아웃 입력부(41)에, 구성 정보로서, 예를 들면, 승강압 초퍼 유니트의 개수가 읽어 들여진다.
스텝 T3에서는, 레이아웃 입력부(41)에, 평가 결과로서, 예를 들면, 운전 패턴, 전류값, 전압이 읽어 들여진다.
스텝 T4에서는, 레이아웃 배치부(42)가, 구성 정보 및 평가 결과를 레이아웃 입력부(41)로부터 받는다. 레이아웃 배치부(42)는, 평가 결과에 따라, 구성 정보가 적용된 에너지 어시스트 시스템의 에너지에 관한 정보(예를 들면, 전류, 전력의 데이터)를 표시 화면(52a) 상에 표시한다. 그리고, 유저가 도 13에 나타내는 바와 같은 레이아웃 선정 화면을 통하여 레이아웃 배치의 조작을 실행한다. 레이아웃 배치부(42)는, 구성 정보와 유저로부터의 지시에 따라, 에너지 어시스트 시스템의 각 유니트를 나타내는 표시 오브젝트를 표시 화면(52a) 상에 레이아웃 배치한다.
예를 들면, 레이아웃 배치부(42)는, 구성 정보에 따라, 에너지 어시스트 시스템의 각 유니트를 나타내는 표시 오브젝트를, 표시 화면(52a) 상에서의 디폴트 위치(예를 들면, 도 13에 나타내는 유니트 영역(101))에 레이아웃 배치해도 괜찮다. 그리고, 레이아웃 배치부(42)는, 유저로부터의 지시에 따라, 표시 화면(52a) 상에서의 각 표시 오브젝트의 위치를 변경한다. 예를 들면, 레이아웃 배치부(42)는, 마우스 포인터 또는 터치 패널 등의 입력 인터페이스를 통하여, 유저로부터의 드래그 앤드 드롭 조작을 받아들이며, 드래그 앤드 드롭 조작에 따라, 표시 화면(52a) 상에서의 각 표시 오브젝트의 위치를 변경해도 좋다. 즉, 레이아웃 배치부(42)는, 표시 화면(52a) 상에서의 각 표시 오브젝트의 위치를, 실제의 제어반 내의 공간에 대응한 가상 공간(예를 들면, 도 13에 나타내는 배치 영역(102))에서의 원하는 위치로 변경해도 좋다. 이것에 의해, 유저가 레이아웃 배치부(42)를 이용하여, 에너지 어시스트 시스템에서의 각 유니트에 대해서 배치의 검토를 행할 수 있다.
레이아웃 배치부(42)는, 레이아웃 배치를 행하면, 레이아웃 정보를 레이아웃 평가부(43)로 공급한다. 레이아웃 정보는, 표시 화면(52a) 상에서의 레이아웃 배치된 각 유니트를 나타내는 표시 오브젝트의 위치에 관한 정보이며, 예를 들면, 유니트의 식별자와, 표시 오브젝트의 식별자와, 표시 화면(52a) 상에서의 배치된 위치(좌표)가, 복수의 유니트에 대해서 대응시켜진 정보이다. 예를 들면, 레이아웃 배치부(42)는, 레이아웃 배치가 변경될 때마다, 레이아웃 정보를 갱신하여, 갱신된 레이아웃 정보를 레이아웃 평가부(43)로 공급한다.
스텝 T5 ~ 스텝 T8에서는, 레이아웃 평가부(43)가, 레이아웃 정보를 레이아웃 배치부(42)로부터 받는다. 레이아웃 평가부(43)는, 레이아웃 정보를 레이아웃 제한값과 비교하면서 평가한다. 레이아웃 제한값은, 예를 들면, 레이아웃 배치의 전기적인 가부(可否)에 관한 제한값을 포함하고 있어도 괜찮고, 각 유니트의 치수 등의 물리적인 가부에 관한 제한값을 포함하고 있어도 괜찮다. 예를 들면, 레이아웃 평가부(43)는, 임피던스에 기인하는 충방전 시정수(時定數)와 충방전 패턴으로부터 정해지는 배치 가능한 축전 유니트의 병렬수와 유저에 의해 배치된 축전 유니트의 병렬수를 비교하는 것에 의해, 유저에 의해 배치된 축전 유니트의 병렬수가 허용 범위 내 인지를 판정한다. 그리고, 레이아웃 평가부(43)는, 그 판정 결과를 레이아웃 정보에 대한 평가 결과로 해도 좋다. 레이아웃 평가부(43)는, 평가 결과를 레이아웃 출력부(44)로 공급한다.
예를 들면, 스텝 T5에서는, 스텝 T3에서 읽어들여진 전류값에 의해, 케이블 배선에 요구되는 부재의 단면 치수를 결정한다. 또 구해진 단면 치수로부터, 본 레이아웃 생성 장치가 가지는 케이블의 최대 길이의 데이터베이스로부터 케이블 길이의 제한값을 결정한다. 이때, 유저가 배치하는 케이블 길이가 기정 사양값을 넘은 경우, 경고 수단(105)에 의해 예를 들면 케이블 길이의 경고 메세지를 표시 화면(52a) 상에 표시한다(도 13 참조).
스텝 T6에서는, 축전 유니트가 배치될 때, 직렬로 접속된 것인지 병렬로 접속된 것인지를 판단한다.
스텝 T7에서는, 축전 유니트의 병렬수와 직렬수로부터 축전 유니트의 충방전에 걸리는 C와 R과 L로 표현되는 시정수 τ의 산출을 행한다. 도 15에 식의 개념도를 나타낸다. 예를 들면, 도 15에 나타내는 바와 같이, 드라이브 유니트(DV) 내의 축전 유니트(171)에 대해서, 용량 소자(C1, C2, C3, C4)가 병렬로 접속되고, 용량 소자(C1)와 용량 소자(C2)와의 사이에 저항(R1)이 접속되고, 용량 소자(C2)와 용량 소자(C3)와의 사이에 저항(R2)이 접속되며, 용량 소자(C3)와 용량 소자(C4)와의 사이에 저항(R3)이 접속된 구성을 생각한다. 이 구성에서는, (합성 저항)×(합성 용량)이, 근사적으로 가장 가까운 축전 유니트의 통전 루트(179)의 임피던스와 가장 먼 축전 유니트의 통전 루트(174)의 임피던스와의 차이에 비례하고 있다고 생각되어진다. 이 때문에, 가장 가까운 축전 유니트의 통전 루트(179)의 임피던스와 가장 먼 축전 유니트의 통전 루트(174)의 임피던스와의 차(差)를 구하고, 구해진 차에 따라(예를 들면, 구해진 차에 소정의 계수를 곱하여) 시정수 τ의 산출을 행한다.
스텝 T8에서는, 스텝 T7에서 구해진 축전 유니트의 시정수와 승강압 초퍼 유니트의 어시스트로 구해지는 제어 응답 시간 α와의 비교를 행하고, 어시스트 동작이 가능할지의 판정을 행한다.
예를 들면, 하기의 수식 8에 나타내는 바와 같이, 승강압 초퍼 유니트의 어시스트에 관한 계산 주기(제어 응답 시간) α와 축전 유니트를 병렬로 연결했을 때의 시정수 τ를 비교하여 제어 가능할지 여부의 판단을 행한다. 시정수 τ가 제어 응답 시간 α보다 작은 경우에, 모든 축전 유니트가 축전 가능한 에너지를 합계한 어시스트 에너지량이 운전 패턴의 에너지량에서의 부족분을 상회한다고 생각되므로, 어시스트 동작이 가능하다고 판단한다. 그것에 대해, 시정수 τ가 제어 응답 시간 α 이상인 경우에는, 모든 축전 유니트가 축전 가능한 에너지를 합계한 어시스트 에너지량이 운전 패턴의 에너지량에서의 부족분을 하회한다고 생각되므로, 어시스트 동작이 불가능하다고 판단한다. 레이아웃 평가부(43)는, 어시스트 동작이 가능한 경우(스텝 T8에서 「동작 가능」), 처리를 스텝 T10으로 진행한다.
[수식 8]
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한편, 레이아웃 평가부(43)는, 어시스트 동작이 불가(不可)인 경우(스텝 T8에서「동작 불가능」), 처리를 스텝 T9로 진행한다.
스텝 T9에서는, 레이아웃 출력부(44)가, 평가 결과에 따라, 경고를 출력한다. 예를 들면, 레이아웃 출력부(44)는, 레이아웃 정보가 레이아웃 제한값에 따른 허용 범위를 벗어나는 경우, 경고를 출력한다. 예를 들면, 레이아웃 출력부(44)는, 유저에 의해 배치된 축전 유니트의 병렬수가 허용 범위 밖이 되는 경우, 경고를 출력한다. 경고를 출력하는 방법은, 표시 화면(52a)에 경고 메세지를 표시하거나, 경보 램프를 점등시키거나 하는 것 등의 시각적인 방법을 이용해도 괜찮고, 음성 출력부(49)로부터 경고 메세지를 음성 출력하거나, 음성 출력부(49)로부터 경보 버저를 출력하거나 하는 것 등의 청각적인 방법을 이용해도 괜찮다. 이것에 의해, 유저가 레이아웃 배치부(42)를 이용하여 각 유니트에 대해서 배치의 재검토를 행하도록 독촉할 수 있다. 예를 들면, 유저는, 경고에 따른 병렬수를 변경함으로써 제한값에 대한 수정을 행할 수 있다.
스텝 T10에서는, 레이아웃 출력부(44)가, 유저로부터 배치 종료의 지시를 받은 경우, 처리를 스텝 T11로 진행하고, 소정의 대기 시간 이내에 배치 종료의 지시를 받지 않았던 경우, 처리를 스텝 T4로 되돌린다.
스텝 T11에서는, 레이아웃 출력부(44)가, 구성 정보에 따라, 예를 들면 각 유니트의 개수의 리스트를 생성하여 출력부(15)로 공급한다. 각 유니트의 개수의 리스트는, 예를 들면, 유니트의 식별자와 유니트의 개수가 복수의 유니트의 각각에 대해서 대응시켜진 것이다(도 13 참조).
이상과 같이, 실시 형태에서는, 에너지 어시스트 시스템 선정 지원 장치(1)에서, 운전 패턴 생성부(10)가, 전자 기계 구성을 고려한 운전 패턴을 생성한다. 부하 패턴 생성부(20)는, 운전 패턴 생성부(10)에 의해 생성된 운전 패턴에 따라, 소비 전력에 관한 부하 패턴을 생성한다. 데이터 처리부(30)는, 부하 패턴 생성부(20)에 의해 생성된 부하 패턴에 따라, 운전 패턴 생성부(10)에 의해 생성된 운전 패턴이 적용된 에너지 어시스트 시스템의 특성을 제한값과 비교하면서 평가한다. 데이터 처리부(30)는, 그 평가 결과에 따라, 에너지 어시스트 시스템의 각 유니트의 개수를 포함하는 구성 정보를 생성한다. 이것에 의해, 에너지 어시스트 시스템의 특성이 제한값에 대응한 허용 범위 내에 들어가도록, 에너지 어시스트 시스템의 각 유니트의 개수를 용이하게 선정하여 제시할 수 있다. 레이아웃부(40)는, 데이터 처리부(30)에 의해 생성된 구성 정보에 따라, 가상 공간 상에 에너지 어시스트 시스템의 각 유니트를 레이아웃 배치하여 표시 화면(52a) 상에 표시한다. 이것에 의해, 에너지 어시스트 시스템의 각 유니트의 레이아웃이 레이아웃 제한값에 대응한 허용 범위 내에 들어가도록 에너지 어시스트 시스템의 레이아웃을 사전에 검토할 수 있어 용이하게 선정할 수 있다. 따라서, 에너지 어시스트 시스템의 선정을 간이한 또한 효율적인 처리로 지원할 수 있다.
또, 실시 형태에서는, 에너지 어시스트 시스템 선정 지원 장치(1)에서, 전자 기계 배치부(11)가, 전자 기계를 배치하며, 전자 기계 조건을 생성한다. 운전 프로그램 기술부(12)는, 운전 프로그램을 기술한다. 운전 패턴 생성부(13)는, 전자 기계 배치부(11)에 의해 생성된 전자 기계 조건과 운전 프로그램 기술부(12)에 의해 기술된 운전 프로그램에 따라, 운전 패턴을 생성한다. 이것에 의해, 전자 기계 구성을 고려한 운전 패턴을 생성할 수 있다.
혹은, 실시 형태에서는, 운전 패턴 생성부(13)가, 유저에 의해 작성된 시뮬레이션 데이터(예를 들면 복수축의 캠 운전, 기어 등 복잡한 운전 패턴을 시뮬레이션한 결과)를 시뮬레이션 소프트웨어로부터 불러오고, 불러온 시뮬레이션 데이터를 부하 패턴 생성부(20)에서 처리 가능한 포맷으로 변환함으로써, 운전 패턴을 생성한다. 이것에 의해, 유저가 다대한 시간을 들여 작성하는 기계 기구 시뮬레이션 소프트웨어를 이용하여, 복잡한 수계산(手計算)을 할 필요없이, 운전 패턴을 바탕으로 직접 에너지 데이터를 산출할 수 있다. 즉, 유저가 시뮬레이션 소프트웨어로 사전에 작성한 복잡한 운전 패턴과 제휴하여, 기계 조건 입력함으로써 복잡하고 또한 복수축에서 운전 패턴의 어시스트량을 실제로 가까운 조건으로 계산할 수 있는 효과를 가진다.
또, 실시 형태에서는, 에너지 어시스트 시스템 선정 지원 장치(1)에서, 기계 조건 입력부(22)에, 실제 기계 조건이 입력된다. 전동기 조건 선정부(23)는, 운전 패턴 생성부(10)에 의해 생성된 운전 패턴과 기계 조건 입력부(22)에 입력된 실제 기계 조건에 따라, 전동기 조건을 선정한다. 토크 패턴 계산부(24)는, 운전 패턴 생성부(10)에 의해 생성된 운전 패턴과 전동기 조건 선정부(23)에 의해 선정된 전동기 조건에 따라, 토크 패턴을 계산한다. 소비 전력 처리부(25)는, 운전 패턴 생성부(10)에 의해 생성된 운전 패턴, 전동기 조건 선정부(23)에 의해 선정된 전동기 조건, 및 토크 패턴 계산부(24)에 의해 계산된 토크 패턴에 따라, 총 소비 전력을 계산하여 부하 패턴을 구한다. 이것에 의해, 운전 패턴 생성부(10)에 의해 생성된 운전 패턴에 따라, 소비 전력에 관한 부하 패턴을 생성할 수 있다. 또, 운전 패턴의 변경에 대해서 부하 패턴을 용이하게 재계산할 수 있다.
또, 실시 형태에서는, 에너지 어시스트 시스템 선정 지원 장치(1)에서, 조건 설정 처리부(33)가, 부하 패턴 생성부(20)에 의해 구해진 부하 패턴에 따라, 에너지 어시스트 시스템의 각 유니트의 개수에 관한 개수 조건을 설정한다. 전류 평가 처리부(34)는, 조건 설정 처리부(33)에 의해 설정된 개수 조건에 따른 에너지 어시스트 시스템의 전류를 전류 제한값과 비교하여, 에너지 어시스트 시스템의 특성을 평가한다. 데이터 조정부(35)는, 전류 평가 처리부(34)에 의한 평가 결과에 따라, 조건 설정 처리부(33)에 의해 설정된 개수 조건을 조정하여, 구성 정보를 생성한다. 이것에 의해, 부하 패턴 생성부(20)에 의해 생성된 부하 패턴에 따라, 운전 패턴 생성부(10)에 의해 생성된 운전 패턴이 적용된 에너지 어시스트 시스템의 특성을 제한값과 비교하면서 평가할 수 있고, 평가 결과에 따라, 에너지 어시스트 시스템의 각 유니트의 개수를 포함하는 구성 정보를 생성할 수 있다. 또, 운전 패턴의 변경에 대해서 구성 정보를 용이하게 재계산할 수 있다.
또, 실시 형태에서는, 에너지 어시스트 시스템 선정 지원 장치(1)에서, 레이아웃 배치부(42)가, 구성 정보와 유저로부터의 지시에 따라, 에너지 어시스트 시스템의 각 유니트를 나타내는 표시 오브젝트를 표시 화면(52a) 상에 레이아웃 배치하여, 표시 화면(52a) 상에서의 각 유니트를 나타내는 표시 오브젝트의 위치에 관한 레이아웃 정보를 생성한다. 레이아웃 평가부(43)는, 레이아웃 정보를 레이아웃 제한값과 비교하면서 평가한다. 레이아웃 출력부(44)는, 레이아웃 평가부(43)에 의한 평가 결과에 따라, 경고를 출력하거나, 혹은, 레이아웃 정보를 출력한다. 이것에 의해, 데이터 처리부(30)에 의해 생성된 구성 정보에 따라, 가상 공간 상에 에너지 어시스트 시스템의 각 유니트를 레이아웃 배치하여 표시 화면 상에 표시할 수 있으며, 예를 들면, 필요한 유니트수, 케이블 길이, 배치도를 산출할 수 있기 때문에, 유저의 실제의 제어반 내 검토에 의해 에너지 어시스트 시스템의 레이아웃 검토를 사전에 행할 수 있다.
또, 실시 형태에서는, 용량 선정 장치(2, 도 1 참조)에서, 전자 기계 배치부(11)가, 전동기에 의해 구동되어야 할 기계에 대응한 전자 기계를 배치하며, 전자 기계 조건을 생성한다. 운전 프로그램 기술부(12)는, 운전 프로그램을 기술한다. 운전 패턴 생성부(13)는, 전자 기계 배치부(11)에 의해 생성된 전자 기계 조건과 운전 프로그램 기술부(12)에 의해 기술된 운전 프로그램에 따라, 운전 패턴을 생성한다. 기계 조건 입력부(22)에는, 실제 기계 조건이 입력된다. 전동기 조건 선정부(23)는, 운전 패턴 생성부(13)에 의해 생성된 운전 패턴과 기계 조건 입력부(22)에 입력된 실제 기계 조건에 따라, 전동기의 용량 선정을 할 수 있도록, 전동기 조건을 선정한다. 이것에 의해, 전동기에 의해 구동되어야 할 기계에 대응한 전동기의 용량 선정을 용이하게 행할 수 있다. 이 결과, 예를 들면, 에너지 어시스트 시스템의 특성이 제한값에 대응한 허용 범위 내에 들어가도록 전동기의 용량 선정을 행하는 것이 용이하다.
또, 실시 형태에서는, 소비 전력 계산 장치(3, 도 1 참조)에서, 기계 조건 입력부(22)에, 실제 기계 조건이 입력된다. 전동기 조건 선정부(23)는, 운전 패턴 생성부(10)에 의해 생성된 운전 패턴과 기계 조건 입력부(22)에 입력된 실제 기계 조건에 따라, 전동기 조건을 선정한다. 토크 패턴 계산부(24)는, 운전 패턴 생성부(10)에 의해 생성된 운전 패턴과 전동기 조건 선정부(23)에 의해 선정된 전동기 조건에 따라, 토크 패턴을 계산한다. 소비 전력 처리부(25)는, 운전 패턴 생성부(10)에 의해 생성된 운전 패턴, 전동기 조건 선정부(23)에 의해 선정된 전동기 조건, 및 토크 패턴 계산부(24)에 의해 계산된 토크 패턴에 따라, 동손, 철손, 릴럭턴스 토크를 포함한 축출력을 구하고, 구해진 축출력으로부터 에너지 어시스트 시스템의 총 소비 전력을 계산한다. 이것에 의해, 전동기에 의해 구동되어야 할 기계의 동작에 대응한 에너지 어시스트 시스템의 총 소비 전력을 사전에 구할 수 있다. 이 결과, 예를 들면, 에너지 어시스트 시스템의 특성이 제한값에 대응한 허용 범위 내에 들어가도록 에너지 어시스트 시스템을 선정하는 것을 용이하게 지원할 수 있다.
또, 실시 형태에서는, 레이아웃 생성 장치(4, 도 1 참조)에서, 레이아웃 배치부(42)가, 에너지 어시스트 시스템의 각 유니트의 개수를 포함하는 구성 정보와 유저로부터의 지시에 따라, 에너지 어시스트 시스템의 각 유니트를 나타내는 표시 오브젝트를 표시 화면 상에 레이아웃 배치하여, 표시 화면 상에서의 레이아웃 배치된 각 유니트를 나타내는 표시 오브젝트의 위치에 관한 레이아웃 정보를 생성한다. 레이아웃 평가부(43)는, 임피던스에 기인하는 충방전 시정수와 충방전 패턴으로부터 정해지는 배치 가능한 축전 유니트의 병렬수와 레이아웃 정보에 의해 나타내어지는 축전 유니트의 병렬수를 비교하는 것에 의해, 레이아웃 정보에 의해 나타내어지는 축전 유니트의 병렬수가 허용 범위 내인지를 판정한다. 레이아웃 출력부(44)는, 레이아웃 정보에 의해 나타내어지는 축전 유니트의 병렬수가 허용 범위 밖이 되는 경우, 경고를 출력하고, 레이아웃 정보에 의해 나타내어지는 축전 유니트의 병렬수가 허용 범위 내가 되는 경우, 레이아웃 정보를 출력한다. 이것에 의해, 구성 정보에 따라 에너지 어시스트 시스템의 각 유니트의 레이아웃 배치를 검토하는 경우에, 축전 유니트의 병렬수가 허용 범위 내가 되는 것과 같은 레이아웃 배치를 용이하게 특정할 수 있다. 이 결과, 예를 들면, 에너지 어시스트 시스템의 각 유니트의 레이아웃이 레이아웃 제한값에 대응한 허용 범위 내에 들어가도록 에너지 어시스트 시스템의 레이아웃을 선정하는 것을 용이하게 지원할 수 있다. 또, 레이아웃 정보로서, 설치한 유니트의 리스트를 작성하고 출력하면, 유니트의 구입의 도움을 행할 수 있다.
또, 실시 형태에서는, 운전 에너지 조정 화면(도 10 참조)에서, 달성되는 예상 에너지 비용 삭감량, 필요한 축전 디바이스수나 조건, 및 어시스트량을 표시하므로, 에너지 어시스트 시스템의 투자에 대한 결과를 사전에 정량적으로 평가할 수 있기 때문에, 자금 투자를 결단하기 쉬워진다.
또, 실시 형태에서는, 운전 에너지 조정 화면(도 10 참조)에서, 부하 패턴(전력 패턴) 및 어시스트 전력을 표시함과 아울러, 어시스트량(어시스트 전력)을 증감시키기 위한 유저 인터페이스를 표시하므로, 시각적으로 어시스트 전력을 확인하면서 직감적으로 어시스트량 및 운전 패턴의 조정을 할 수 있다. 예를 들면, 축전 유니트가 현재 3개 필요하지만, 어시스트량을 미세 조정하는 것만으로 축전 유니트의 필요한 개수를 2개로 저감할 수 있는 경우 등에, 슬라이드 바 등으로 용이하게 조정할 수 있다.
또, 실시 형태에서는, 레이아웃 선정 화면(도 13 참조)에서, 실제로 각 유니트가 배치되어야 할 제어반 내의 공간에 대응한 가상 공간(배치 영역(102)) 상에, 각 유니트를 나타내는 표시 오브젝트를 레이아웃 배치함으로써, 레이아웃 정보가 생성된다. 이것에 의해, 시각적으로 각 유니트의 위치를 확인하면서 직감적으로 레이아웃 배치를 검토할 수 있다. 이 결과, 예를 들면, 필요 부재 및 반(盤) 레이아웃의 주의 사항에 조심하면서, 케이블, 콘덴서 배치 조건의 간과를 저감할 수 있다.
[산업상의 이용 가능성]
이상과 같이, 본 발명에 관한 에너지 어시스트 시스템 선정 지원 장치는, 에너지 어시스트 시스템의 선정에 유용하다.
1 : 에너지 어시스트 시스템 선정 지원 장치
2 : 용량 선정 장치
3 : 소비 전력 계산 장치
4 : 레이아웃 생성 장치
10 : 운전 패턴 생성부
20 : 부하 패턴 생성부
30 : 데이터 처리부
40 : 레이아웃부

Claims (8)

  1. 승강압 초퍼(chopper) 유니트, 축전 유니트, 및 전동기를 가지며 기계를 구동하는 에너지 어시스트 시스템의 선정을 지원하는 에너지 어시스트 시스템 선정 지원 장치로서,
    컴퓨터 상에서 실현되어 상기 전동기에 의해 구동되어야 할 실제 기계에 대응한 전자적인 기계 구성인 전자 기계 구성을 고려한 운전 패턴을 생성하는 운전 패턴 생성부와,
    상기 생성된 운전 패턴에 따라, 소비 전력에 관한 부하 패턴을 생성하는 부하 패턴 생성부와,
    상기 생성된 부하 패턴에 따라, 상기 생성된 운전 패턴이 적용된 에너지 어시스트 시스템의 특성을 제한값과 비교하면서 평가하고, 평가 결과에 따라, 에너지 어시스트 시스템의 각 유니트의 개수를 포함하는 구성 정보를 생성하는 데이터 처리부와,
    상기 생성된 구성 정보에 따라, 가상 공간 상에 에너지 어시스트 시스템의 각 유니트를 레이아웃 배치하여 표시 화면 상에 표시하는 레이아웃부를 구비한 것을 특징으로 하는에너지 어시스트 시스템 선정 지원 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 운전 패턴 생성부는,
    전자 기계를 배치하며, 전자 기계 조건을 생성하는 전자 기계 배치부와,
    운전 프로그램을 기술(記述)하는 기술부와,
    상기 생성된 전자 기계 조건과 상기 기술된 운전 프로그램에 따라, 운전 패턴을 생성하는 생성부를 가지는 것을 특징으로 하는 에너지 어시스트 시스템 선정 지원 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 부하 패턴 생성부는,
    실제 기계 조건이 입력되는 기계 조건 입력부와,
    상기 생성된 운전 패턴과 상기 입력된 실제 기계 조건에 따라, 전동기 조건을 선정하는 조건 선정부와,
    상기 생성된 운전 패턴과 상기 선정된 전동기 조건에 따라, 토크 패턴을 계산하는 계산부와,
    상기 생성된 운전 패턴, 상기 선정된 전동기 조건, 및 상기 계산된 토크 패턴에 따라, 총 소비 전력을 계산하고 부하 패턴을 구하는 처리부를 가지는 것을 특징으로 하는 에너지 어시스트 시스템 선정 지원 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 데이터 처리부는,
    상기 생성된 부하 패턴에 따라, 에너지 어시스트 시스템의 각 유니트의 개수(個數)에 관한 개수 조건을 설정하는 조건 설정 처리부와,
    상기 설정된 개수 조건에 따른 에너지 어시스트 시스템의 전류를 전류 제한값과 비교하여, 에너지 어시스트 시스템의 특성을 평가하는 평가 처리부와,
    상기 평가 처리부에 의한 평가 결과에 따라, 상기 설정된 개수 조건을 조정하여, 상기 구성 정보를 생성하는 데이터 조정부를 가지는 것을 특징으로 하는 에너지 어시스트 시스템 선정 지원 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 레이아웃부는,
    상기 구성 정보와 유저로부터의 지시에 따라, 에너지 어시스트 시스템의 각 유니트를 나타내는 표시 오브젝트(object)를 표시 화면 상에 레이아웃 배치하여, 상기 표시 화면 상에서의 각 유니트를 나타내는 표시 오브젝트의 위치에 관한 레이아웃 정보를 생성하는 레이아웃 배치부와,
    상기 레이아웃 정보를 레이아웃 제한값과 비교하면서 평가하는 레이아웃 평가부와,
    상기 레이아웃 평가부에 의한 평가 결과에 따라, 경고를 출력하거나, 혹은, 상기 레이아웃 정보를 출력하는 레이아웃 출력부를 가지는 것을 특징으로 하는 에너지 어시스트 시스템 선정 지원 장치.
  6. 승강압 초퍼 유니트, 축전 유니트, 및 전동기를 가지며 기계를 구동하는 에너지 어시스트 시스템에서의 전동기의 용량 선정을 지원하는 용량 선정 장치로서,
    하나 이상의 상기 전동기에 의해 구동되어야 할 기계에 대응한 전자 기계를 배치하며, 전자 기계 조건을 생성하는 전자 기계 배치부와,
    운전 프로그램을 기술하는 기술부와,
    상기 생성된 전자 기계 조건과 상기 기술된 운전 프로그램에 따라, 운전 패턴을 생성하는 생성부와,
    실제 기계 조건이 입력되는 기계 조건 입력부와,
    상기 생성된 운전 패턴과 상기 입력된 실제 기계 조건에 따라, 상기 하나 이상의 전동기의 용량 선정을 할 수 있도록, 전동기 조건을 선정하는 조건 선정부를 구비한 것을 특징으로 하는 용량 선정 장치.
  7. 승강압 초퍼 유니트, 축전 유니트, 및 전동기를 가지며 기계를 구동하는 에너지 어시스트 시스템의 총 소비 전력을 계산하는 소비 전력 계산 장치로서,
    실제 기계 조건이 입력되는 기계 조건 입력부와,
    컴퓨터 상에서 실현되어 상기 전동기에 의해 구동되어야 할 실제 기계에 대응한 전자적인 기계 구성인 전자 기계 구성에 기초해 생성된 운전 패턴과 상기 입력된 실제 기계 조건에 따라, 전동기 조건을 선정하는 조건 선정부와,
    상기 생성된 운전 패턴과 상기 선정된 전동기 조건에 따라, 토크 패턴을 계산하는 계산부와,
    상기 생성된 운전 패턴, 상기 선정된 전동기 조건, 및 상기 계산된 토크 패턴에 따라, 동손(銅損), 철손(鐵損), 릴럭턴스 토크(reluctance torque)를 포함한 축출력(軸出力)을 구하며, 구해진 축출력으로부터 에너지 어시스트 시스템의 총 소비 전력을 계산하는 처리부를 구비한 것을 특징으로 하는 소비 전력 계산 장치.
  8. 승강압 초퍼 유니트, 축전 유니트, 및 전동기를 가지며 기계를 구동하는 에너지 어시스트 시스템에서의 각 유니트의 레이아웃 정보를 생성하는 레이아웃 생성 장치로서,
    상기 에너지 어시스트 시스템의 각 유니트의 개수를 포함하는 구성 정보와 유저로부터의 지시에 따라, 에너지 어시스트 시스템의 각 유니트를 나타내는 표시 오브젝트를 표시 화면 상에 레이아웃 배치하여, 표시 화면 상에서의 레이아웃 배치된 각 유니트를 나타내는 표시 오브젝트의 위치에 관한 레이아웃 정보를 생성하는 레이아웃 배치부와,
    임피던스에 기인하는 충방전 시정수(時定數)과 충방전 패턴으로부터 정해지는 배치 가능한 축전 유니트의 병렬수(竝列數)와 상기 레이아웃 정보에 의해 나타내어지는 축전 유니트의 병렬수를 비교하는 것에 의해, 상기 레이아웃 정보에 의해 나타내어지는 축전 유니트의 병렬수가 허용 범위 내(內) 인지를 판정하는 레이아웃 평가부와,
    상기 레이아웃 정보에 의해 나타내어지는 축전 유니트의 병렬수가 허용 범위밖이 되는 경우, 경고를 출력하고, 상기 레이아웃 정보에 의해 나타내어지는 축전 유니트의 병렬수가 허용 범위 내(內)가 되는 경우, 상기 레이아웃 정보를 출력하는 레이아웃 출력부를 구비한 것을 특징으로 하는 레이아웃 생성 장치.
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