TWI813225B - 自動化設備之節能裝置及其方法 - Google Patents

Abstract

本發明為有關一種自動化設備之節能裝置及其方法，主要結構包括設於自動化設備一側之人員存在感測器、機台狀態感測器、與環境資訊感測器，該自動化設備外設有一裝置載體，裝置載體內具有至少一訊號接收裝置、一邏輯運算裝置、與至少一訊號輸出裝置，該訊號輸出裝置電性連結至少一環境設備控制器、與至少一耗材設備控制器，而該邏輯運算裝置資訊連結一伺服器。藉此，透過感測自動化設備的運作狀態、周遭有無人員、及周遭環境狀態，分析自動化設備之能源用度狀況，而透過環境設備控制器及耗材設備控制器，主動調節環境控制設備及耗材供應設備，以達到節能之目的。

Description

自動化設備之節能裝置及其方法

本發明為提供一種可感測機台能源用度狀況而控制機台周邊之環境控制設備及耗材供應設備，以達到主動節能功效的自動化設備之節能裝置及其方法。

按，近年來，由於環保意識抬頭，幾乎所有的設備都朝向追求節能減碳之方向進行改良或操作，而常見的改良方向中，不外乎降低耗電量、縮短用電必要時間，且通常其改良方式多經由數據收集及統計分析，使耗電的機電設備能夠以最低耗能的運轉狀態工作，以使耗電的機電設備不需處於長時間最高效率運轉，或在無使用必要的狀態下，直接關閉其開關或切斷其電力來源，而達到省電的目的。

已知有利用溫溼度感測器、或人員感測器判斷機電設備本身是否需要繼續運作、及是否得以降低運轉功率之省電方式，但此種設計大多需要在機電設備的製造或設計初期，即將此功能結合於機電設備上，而此種號稱省電能效較高的機電設備通常製造成本較高、市場售價也較高，至於已經出廠且不具有上述省電設計的機電設備，則無法享有此省電功效，對消費者而言，只能重新購置具有省電設計的機電設備。

另外，有部分廠商將具有省電功效的控制器，結合於舊有的機電設備內，使該機電設備升級為具有省電設計者，但此升級方式因為包含軟韌體的更新，對消費者而言升級費用極高，寧可選擇購買新的機種，而不受市場青睞。再者，現有機電設備的省電設計，大多只能控制本身的運作方式，無法控制周邊設備，如製造業的機電設備搭載省電設計時，無法控制周邊的燈具、空調、氣體壓縮等設備。

是以，要如何解決上述習用之問題與缺失，即為本發明之發明人 與從事此行業之相關廠商所亟欲研究改善之方向所在者。

故，本發明之發明人有鑑於上述缺失，乃蒐集相關資料，經由多方評估及考量，並以從事於此行業累積之多年經驗，經由不斷試作及修改，始設計出此種可感測機台能源用度狀況而控制機台周邊之環境控制設備及耗材供應設備，以達到主動節能功效的自動化設備之節能裝置及其方法的發明專利者。

本發明之主要目的在於：只要外接本發明之裝置載體，即可配合人員存在感測器、機台狀態感測器及環境資訊感測器，判斷自動化設備的能源用度狀況，進而在不影響自動化設備運作狀態的情況下，控制周邊的環境控制設備及耗材供應設備，而達到主動節能之目的。

為達成上述目的，本發明之主要結構包括：至少一人員存在感測器、至少一機台狀態感測器、至少一環境資訊感測器、一裝置載體、至少一訊號接收裝置、一邏輯運算裝置、至少一訊號輸出裝置、至少一環境設備控制器、至少一耗材設備控制器、及一伺服器，其中該人員存在感測器係供感測自動化設備之周遭有無人員，該機台狀態感測器係供感測自動化設備之運作狀態，該環境資訊感測器係供感測自動化設備之周遭環境狀態，該裝置載體係設於自動化設備外並透過至少一訊號接收裝置接收人員存在感測器、機台狀態感測器、及環境資訊感測器之感測訊號，該邏輯運算裝置係設於裝置載體內，並供轉換感測訊號為數位訊號，以分析自動化設備之能源用度狀況，該訊號輸出裝置係設於裝置載體內並供輸出控制訊號，該環境設備控制器係電性連結訊號輸出裝置以根據控制訊號控制環境控制設備，該耗材設備控制器係電性連結訊號輸出裝置以根據控制訊號控制耗材供應設備，而該伺服器係資訊連結邏輯運算裝置以供記錄自動化設備、環境控制設備及耗材供應設備之使用狀況。

使用者只要將裝置載體連結自動化設備，並透過人員存在感測器、機台狀態感測器與環境資訊感測器，感測自動化設備的運作狀態、周遭有無人員、及周遭環境狀態，即可利用訊號接收裝置蒐集感測結果，並由邏輯運算裝置分析自動化設備之能源用度狀況，而經由訊號輸出裝置將控制訊號傳遞給環境設備控制器及耗材設備控制器，以主動調節環境控制設備及耗材供應設備 ，達到節能之目的。藉此，使用者無需改動自動化設備之軟韌體，即可在不影響自動化設備運作狀態的情況下，控制周邊的環境控制設備及耗材供應設備，故具有使用成本較低之優勢，且能達到主動節能之目的。

藉由上述技術，可針對習用機電設備的省電設計所存在之無法於出場後加裝省電功能、升級成本極高、及無法控制周邊設備等問題點加以突破，達到上述優點之實用進步性。

1:人員存在感測器

2:機台狀態感測器

3:環境資訊感測器

4:裝置載體

41:訊號接收裝置

42:邏輯運算裝置

43:訊號輸出裝置

5:環境設備控制器

51:環境控制設備

6:耗材設備控制器

61:耗材供應設備

7:伺服器

71:行動裝置

8:自動化設備

第一圖 係為本發明較佳實施例之結構方塊圖。

第二圖 係為本發明較佳實施例之方塊流程圖。

第三圖 係為本發明較佳實施例之使用狀態圖。

第四圖 係為本發明再一較佳實施例之結構方塊圖。

第五圖 係為本發明再一較佳實施例之使用狀態圖。

為達成上述目的及功效，本發明所採用之技術手段及構造，茲繪圖就本發明較佳實施例詳加說明其特徵與功能如下，俾利完全了解。

請參閱第一圖及第二圖所示，係為本發明較佳實施例之結構方塊圖及方塊流程圖，由圖中可清楚看出本發明係包括：

至少一人員存在感測器1，係供感測一自動化設備8之周遭有無人員，該人員存在感測器1係為毫米波雷達、紅外線感測器、或影像辨識裝置其中之一者，本實施例係以毫米波雷達做為舉例，毫米波雷達為利用毫米波之頻率波段的雷達系統(毫米波mmWave)，其頻率為長度在1~10毫米的電磁波，對應的頻率範圍為30~300GH，主要採用短波長電磁波的特殊雷達技術。雷達發射的電磁波信號接觸到物體阻擋而會發生反射，通過捕捉反射的信號，雷達系統可以計算出物體的距離，速度和角度資訊，並且可具有天線尺寸小、及高精準度的優勢；

至少一機台狀態感測器2，係供感測該自動化設備8之運作狀態，該運作狀態係透過三色警示燈之訊號、機台震動狀態、或電源訊號等其中之 一者方式進行判斷，本實施例係以機台震動狀態說明，故該機台狀態感測器2係以震動感測器做為舉例，如OMRON之D7F震動感測器；

至少一環境資訊感測器3，係供感測該自動化設備8之周遭環境狀態，該周遭環境狀態係指環境溫度、環境濕度、或環境亮度其中之一者，本實施例係以環境溫度說明，故該環境資訊感測器3係以溫度感測器做為舉例，如MiSUMi之TH-8282溫度感測器；

一裝置載體4，係設於該自動化設備8外，並透過至少一訊號接收裝置41接收該人員存在感測器1、該機台狀態感測器2、及該環境資訊感測器3之感測訊號，本實施例中該裝置載體4係以盒體做為舉例；

一邏輯運算裝置42，係設於該裝置載體4內，並供轉換該感測訊號為數位訊號，以分析該自動化設備8之能源用度狀況，本實施例中該邏輯運算裝置42係以中央處理器做為舉例；

至少一訊號輸出裝置43，係設於該裝置載體4內，並供輸出控制訊號，其中該訊號接收裝置41與該訊號輸出裝置43係以對應該人員存在感測器1、該機台狀態感測器2、及該環境資訊感測器3之連接埠做為舉例；

至少一環境設備控制器5，係電性連結該訊號輸出裝置43，以根據該控制訊號控制一環境控制設備51，該環境控制設備51係為冷氣、除濕機、或燈具其中之一者，本實施例係以冷氣說明，故該環境設備控制器5係以冷氣控制基板做為舉例；

至少一耗材設備控制器6，係電性連結該訊號輸出裝置43，以根據該控制訊號控制一耗材供應設備61，該耗材供應設備61係為冷卻水供應設備、或壓縮氣體供應設備其中之一者，本實施例以壓縮氣體供應設備說明，故該耗材設備控制器6係以該壓縮氣體供應設備之電源開關做為舉例；及

一伺服器7，係資訊連結該邏輯運算裝置42，以供記錄該自動化設備8、該環境控制設備51及該耗材供應設備61之使用狀況，本實施例中該伺服器7係以雲端硬碟做為舉例。

而本發明之自動化設備之節能方法，其主要步驟包括：

(a)取裝置載體：取一裝置載體4，該裝置載體4內設有至少一訊號接收裝置41、一連接該訊號接收裝置41之邏輯運算裝置42、及至少一連接該邏輯運算裝置42之訊號輸出裝置43；

(b)連結自動化設備：將該裝置載體4設置於一自動化設備8外；

(c)人員存在感測：利用至少一設於該自動化設備8一側之人員存在感測器1，感測該自動化設備8之周遭有無人員；

(d)機台狀態感測：利用至少一設於該自動化設備8一側之機台狀態感測器2，感測該自動化設備8之運作狀態；

(e)環境資訊感測：利用至少一設於該自動化設備8一側之環境資訊感測器3，感測該自動化設備8之周遭環境狀態；

(f)接收感測訊號：利用該訊號接收裝置41接收該人員存在感測器1、該機台狀態感測器2、及該環境資訊感測器3之感測訊號；

(g)分析能源用度狀況是否符合標準：由該邏輯運算裝置42轉換該感測訊號為數位訊號，並分析該自動化設備8之能源用度狀況，並將其記錄於一伺服器7中，若該能源用度狀況符合節能標準則回到步驟(c)，若該能源用度狀況不符合節能標準則進入步驟(h)；

(h)判斷是否控制耗材供應設備：若該自動化設備8處於運作狀態，則不控制耗材供應設備61並進入步驟(j)，若該自動化設備8處於非運作狀態，則進入步驟(i)；

(i)控制耗材供應設備：由該訊號輸出裝置43發出控制訊號到至少一耗材設備控制器6，以根據該控制訊號控制該耗材供應設備61，並將其記錄於該伺服器7中；

(j)判斷是否控制環境控制設備：若該自動化設備8周遭有人員，則不控制環境控制設備51並回到步驟(c)，若該自動化設備8周遭無人員，則進入步驟(k)；

(k)控制環境控制設備：由該訊號輸出裝置43發出控制訊號到至少一環境設備控制器5，以根據該控制訊號控制該環境控制設備51，並將其記錄於該伺服器7中。

藉由上述之說明，已可了解本技術之結構，而依據這個結構之對應配合，更可感測機台能源用度狀況而控制機台周邊之環境控制設備51及耗材供應設備61，以達到主動節能功效，而詳細之解說將於下述說明。

請同時配合參閱第一圖至第三圖所示，係為本發明較佳實施例之 結構方塊圖至使用狀態圖，由圖中可清楚看出，本實施例之自動化設備8係以真空包裝機做為舉例，當使用者欲對該自動化設備8的周邊設備進行節能管控時，使用者只要將裝置載體4連結自動化設備8，並在自動化設備8的機台上或機台附近設置人員存在感測器1、機台狀態感測器2及環境資訊感測器3，例如人員存在感測器1設於自動化設備8一側，用以感測其前方有無人員存在，機台狀態感測器2設於自動化設備8上，用以感測機台是否震動而判斷其運作狀態(是否正在運作)，環境資訊感測器3則可設於自動化設備8一側的牆壁上，用以感測其附近溫度做為周遭環境狀態之感測結果，並將該等感測器連結裝置載體4內之訊號接收裝置41，以及將裝置載體4內之訊號輸出裝置43連結環境設備控制器5與耗材設備控制器6，如此即將本發明外掛設置於自動化設備8外而完成安裝動作，無須更改自動化設備8之軟韌體，故無需負擔其升級費用，且本發明之結構單純、安裝方式簡便，整體成本較低。

實際使用時，只要利用訊號接收裝置41蒐集人員存在感測器1、機台狀態感測器2及環境資訊感測器3之感測結果，訊號接收裝置41即會將該等感測器中不同性質的訊號轉為邏輯運算裝置42可辨識之訊號，並由邏輯運算裝置42分析自動化設備8之能源用度狀況，即可經由訊號輸出裝置43將控制訊號傳遞給環境設備控制器5及耗材設備控制器6，以主動調節環境控制設備51及耗材供應設備61，以達到節能之目的。舉例而言，人員存在感測器1之感測結果為周遭無人員、機台狀態感測器2之感測結果為非運作狀態、環境資訊感測器3之感測結果為周遭溫度低於常溫，則邏輯運算裝置42則可根據此感測結果，對應預先設定之能源用度標準，判定此狀況可關閉環境控制設備51及耗材供應設備61，而透過訊號輸出裝置43發送控制訊號給環境設備控制器5及耗材設備控制器6。再一例說明，人員存在感測器1之感測結果為周遭有人員、機台狀態感測器2之感測結果為非運作狀態、環境資訊感測器3之感測結果為周遭溫度低於機台適用環境溫度(如23度)，則邏輯運算裝置42可根據此感測結果，對應預先設定之能源用度標準，判定此狀況可透過環境設備控制器5調整環境控制設備51，以稍微調高環境溫度(如調至25度)，及透過耗材設備控制器6關閉耗材供應設備61。藉此，使用者無需改動自動化設備8之軟韌體，即可在不影響自動化設備8運作狀態的情況下，主動控制周邊的環境控制設備51及耗材供應設備61，減少非必要之用電，故具有使 用成本較低之優勢，且能達到主動節能之目的。

另外，上述感測結果及自動化設備8的能源用度狀態，乃經由邏輯運算設備以有線或無線的方式傳遞至伺服器7(本實施例係透過網路以無線方式傳遞)，以將用電狀況及耗材使用狀況記錄於伺服器7中，供使用者查閱。

再請同時配合參閱第四圖及第五圖所示，係為本發明再一較佳實施例之結構方塊圖及使用狀態圖，由圖中可清楚看出，本實施例與上述實施例為大同小異，惟本實施例之裝置載體4乃同時對應複數台自動化設備8，故連結自動化設備8之人員存在感測器1、機台狀態感測器2及環境資訊感測器3數量皆為複數個，若該等感測器之感測結果的訊號性質不同，如人員存在感測器1為影像辨識裝置時，訊號性質為影像訊號，機台狀態感測器2為三色警示燈之感測器時，訊號性質為電訊號，環境資訊感測器3為光感測器時，訊號性質為光訊號，裝置載體4內之訊號接收裝置41亦為複數個，藉此說明本發明得以一個裝置載體4同時連結多個自動化設備8，同理對應自動化設備8的環境設備控制器5與耗材設備控制器6亦為複數個。另外，本實施例之伺服器7係透過網路連結至一行動裝置71，以供使用者利用該行動裝置71檢視該自動化設備8及其周邊設備之能源用度狀況，如此一來，使用者即可透過行動裝置71(如手機)遠端連結伺服器7，而隨時檢視自動化設備8之能源用度狀況。

惟，以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，非因此即侷限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為之簡易修飾及等效結構變化，均應同理包含於本發明之專利範圍內，合予陳明。

綜上所述，本發明之自動化設備之節能裝置及其方法於使用時，為確實能達到其功效及目的，故本發明誠為一實用性優異之發明，為符合發明專利之申請要件，爰依法提出申請，盼 審委早日賜准本發明，以保障發明人之辛苦發明，倘若 鈞局審委有任何稽疑，請不吝來函指示，發明人定當竭力配合，實感德便。

1:人員存在感測器

2:機台狀態感測器

3:環境資訊感測器

4:裝置載體

41:訊號接收裝置

42:邏輯運算裝置

43:訊號輸出裝置

5:環境設備控制器

51:環境控制設備

6:耗材設備控制器

61:耗材供應設備

7:伺服器

8:自動化設備

Claims (8)

1. 一種自動化設備之節能裝置，其主要包括：

   至少一人員存在感測器，係供感測一自動化設備之周遭有無人員；

   至少一機台狀態感測器，係供感測該自動化設備之運作狀態；

   至少一環境資訊感測器，係供感測該自動化設備之周遭環境狀態；

   一裝置載體，係設於該自動化設備外，並透過至少一訊號接收裝置接收該人員存在感測器、該機台狀態感測器、及該環境資訊感測器之感測訊號；

   一邏輯運算裝置，係設於該裝置載體內，並供轉換該感測訊號為數位訊號，以分析該自動化設備之能源用度狀況；

   至少一訊號輸出裝置，係設於該裝置載體內，並供輸出控制訊號；

   至少一環境設備控制器，係電性連結該訊號輸出裝置，以根據該控制訊號控制一環境控制設備；

   至少一耗材設備控制器，係電性連結該訊號輸出裝置，以根據該控制訊號控制一耗材供應設備；及

   一伺服器，係資訊連結該邏輯運算裝置，以供記錄該自動化設備、該環境控制設備及該耗材供應設備之使用狀況。
2. 如申請專利範圍第1項所述之自動化設備之節能裝置，其中該環境控制設備係為冷氣、除濕機、或燈具其中之一者。
3. 如申請專利範圍第1項所述之自動化設備之節能裝置，其中該耗材供應設備係為冷卻水供應設備、或壓縮氣體供應設備其中之一者。
4. 如申請專利範圍第1項所述之自動化設備之節能裝置，其中該伺服器係透過網路連結至一行動裝置。
5. 一種自動化設備之節能方法，其主要步驟包括：

   (a)取一裝置載體，該裝置載體內設有至少一訊號接收裝置、一連接該訊號接收裝置之邏輯運算裝置、及至少一連接該邏輯運算裝置之訊號輸出裝置；

   (b)將該裝置載體設置於一自動化設備外；

   (c)利用至少一設於該自動化設備一側之人員存在感測器，感測該自動化設備之周遭有無人員；

   (d)利用至少一設於該自動化設備一側之機台狀態感測器，感測該自動化設備之運作狀態；

   (e)利用至少一設於該自動化設備一側之環境資訊感測器，感測該自動化設備之周遭環境狀態；

   (f)利用該訊號接收裝置接收該人員存在感測器、該機台狀態感測器、及該環境資訊感測器之感測訊號；

   (g)由該邏輯運算裝置轉換該感測訊號為數位訊號，並分析該自動化設備之能源用度狀況，並將其記錄於一伺服器中，若該能源用度狀況符合節能標準則回到步驟(c)，若該能源用度狀況不符合節能標準則進入步驟(h)；

   (h)若該自動化設備處於運作狀態，則不控制耗材供應設備並進入步驟(j)，若該自動化設備處於非運作狀態，則進入步驟(i)；

   (i)由該訊號輸出裝置發出控制訊號到至少一耗材設備控制器，以根據該控制訊號控制該耗材供應設備，並將其記錄於該伺服器中；

   (j)若該自動化設備周遭有人員，則不控制環境控制設備並回到步驟(c)，若該自動化設備周遭無人員，則進入步驟(k)；及

   (k)由該訊號輸出裝置發出控制訊號到至少一環境設備控制器，以根據該控制訊號控制該環境控制設備，並將其記錄於該伺服器中。
6. 如申請專利範圍第5項所述之自動化設備之節能方法，其中該環境控制設備係為冷氣、除濕機、或燈具其中之一者。
7. 如申請專利範圍第5項所述之自動化設備之節能方法，其中該耗材供應設備係為冷卻水供應設備、或壓縮氣體供應設備其中之一者。
8. 如申請專利範圍第5項所述之自動化設備之節能方法，其中該伺服器係透過網路連結至一行動裝置，以供使用者利用該行動裝置檢視該自動化設備之能源用度狀況。

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