JP2014226932A - Optimum operation system for cardboard machine - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a system for operating a cardboard machine that allows the machine to be optimally operated without requiring the skills of an operator and also by remote monitoring and a remote operation with small numbers of operators, which therefore can reduce the number of operators and does not require the skills.SOLUTION: The system has a power generator 2, adhered to a cardboard machine 1, as a power source for a sensor 3 attached for grasping an operation state of the cardboard machine 1, transmits data from the sensor 3 to a monitoring device 4 of a clinet through a short-distance communication, and sends the data from the device 4 to a cloud 6 via an internet 5. The cloud 6 stores the data and at the same time sends necessary data to a computer 7 of a machine maker via the internet and determines the quality thereof. Based on the determination result or when the operation can be remotely operated, the operation is stored in the cloud 6 and at the same time sent back to the monitoring device 4 to be displayed. At the same time, if there are problems, measures to the problems are instructed or an actual operation content is optimally operated by moving an actuator 8 therefrom by a remote operation.

Description

本発明は、段ボール機械の遠隔監視、操作および最適運転システムに関するものである。  The present invention relates to a remote monitoring, operation and optimum operation system for a cardboard machine.

センサー技術の急速な進歩と低価格化があり、以前は検出性能が不十分、サイズが大きいあるいは高価である等制限条件が多く実施しにくかったが、スマートホンのように膨大な数のセンサーが使用され技術の進歩が促進され、小型で高性能化ししかも安価になり使用しやすくなった。 また、従来は長期間にわたりセンサーを稼働するべく電力を供給するために小型の蓄電池が通常使われていたが、センサーの省電力化が進んだとはいえやはり蓄電池の取り換えが必要であった。 また最近は小型で小電力の温度差、振動や光発電等の小電力発電装置の変換率が向上し急速に実用レベルになってきており、それらを使用すると取り付けた段ボール機械１が稼働している間は発電されセンサーに給電できる。そうすると稼働中はセンサーに半永久的に電力供給が行えるので電源の心配がなくなり、多くのセンサーを使用した大きな機械装置やプラントの常時監視が可能になる。 またインターネットで大量のデーターを高速でしかも自前の設備でなくクラウドを利用すれば、自社のコンピューターに大きなソフト、ハードを持たないでデーター処理が可能となる。  There have been rapid advances in sensor technology and lower prices, and previously it was difficult to implement many limiting conditions such as insufficient detection performance, large size or expensiveness, but there are a huge number of sensors like smartphones Advances in technology have been promoted, making it smaller, higher performance, cheaper and easier to use. Conventionally, a small storage battery is usually used to supply power to operate the sensor over a long period of time. However, although the power saving of the sensor has progressed, it is still necessary to replace the storage battery. In recent years, the conversion rate of small power generators such as small and small power temperature differences, vibration and photovoltaic power generation has been rapidly improved to practical levels, and when they are used, the corrugated cardboard machine 1 installed is in operation. As long as the power is on, it can generate electricity and power the sensor. Then, during operation, power can be supplied to the sensors semi-permanently, so there is no need to worry about the power supply, and it is possible to constantly monitor large machinery and plants using many sensors. In addition, if you use a cloud instead of your own equipment, you can process large amounts of data on the Internet without having large software and hardware on your computer.

わが国においては少子高齢化が急速に進む一方、段ボール工場は蒸気を使用するために夏は暑く冬は工場が大きく全体を暖房するわけにいかないため寒く、仕事も以前は３Ｋの典型的な職場と言われており、技術レベルの高いオペレーターの確保は現在も困難である。このような状況下、段ボール機械の運転が熟練度を問わずしかも少人数で運転監視、遠隔操作等で省エネの最適運転することは、センサーの個数も多く従ってデーター数も膨大な上に個々の機器の大きさ、性能、コスト等の問題で今までは容易にできなかった。  In Japan, while the aging of the birthrate is declining rapidly, the corrugated cardboard factory is hot in the summer due to the use of steam, cold in the winter because the factory is too large to heat the whole, and the work used to be a typical 3K workplace. It is said that it is still difficult to secure high-level operators. Under such circumstances, the optimal operation of energy saving by operation monitoring, remote control, etc. with a small number of people regardless of their skill level, the number of sensors is large and the number of data is enormous. Until now, it has not been easy because of the size, performance, and cost of the equipment.

図１に本発明の概念図を示す。 製段、製函機等の段ボール機械１の運転状態を把握するため取り付けた温度、振動等の多数のセンサー３の電源として段ボール機械１に付着させた温度差、振動等発電装置２を持ち、センサー３からデーターを無線ランやブルートゥースのような近距離通信で監視装置４に伝送し、そこからインターネット５経由でクラウド６にデーターを送り、クラウド６はそのデーターを保存すると同時に必要データーを機械メーカーのコンピューター７にインターネット経由で送り良否を判定し、その判定結果や遠隔操作可能な場合はその処置内容をクラウド６にストレージするとともに監視装置４に送り返し表示すると同時に、問題がある場合はその対応策をオペレーターに指示あるいは実際の操作内容をそこから段ボール機械１のアクチュエーター８を遠隔操作で動かし、省エネで最適な運転を行うためのシステムを構築する。  FIG. 1 shows a conceptual diagram of the present invention. It has a temperature difference and vibration power generator 2 attached to the cardboard machine 1 as a power source for a large number of sensors 3 such as temperature and vibration attached to grasp the operating state of the cardboard machine 1 such as a box making and box making machine, Data is transmitted from the sensor 3 to the monitoring device 4 by short-range communication such as wireless LAN or Bluetooth, and then sent to the cloud 6 via the Internet 5. The cloud 6 stores the data and simultaneously sends the necessary data to the machine manufacturer. The computer 7 determines whether or not it can be sent via the Internet, and if the determination result or remote control is possible, the processing contents are stored in the cloud 6 and sent back to the monitoring device 4 and displayed at the same time. To the operator or the actual operation contents from there to the actuator of the corrugated board machine 1 The move remotely, to construct a system for optimum operation in energy saving.

クラウドを利用し、低コストで小型かつ高精度のセンサーや小型の熱を利用した温度差や振動発電装置を用いると比較的初期コストを低く抑えて多数のデーターで遠隔監視や操作が可能になるので、熟練度の低い少人数のオペレーターで、しかも段ボール機械１の稼働率も高く省エネの最適な運転ができる。 インターネットでデーターのやり取りができるので客先の地域や国による距離のハンディーもなくなる。  Using a cloud, low-cost, small and high-precision sensors, and temperature difference and vibration power generators that use small heat, remote monitoring and operation can be performed with a large amount of data with relatively low initial costs. Therefore, it is a small operator with a low level of skill, and the operation rate of the corrugated cardboard machine 1 is also high, so that the optimum operation for energy saving can be performed. Since data can be exchanged over the Internet, there is no need for distance handy depending on the customer's region or country.

図１の概念図に基づき説明する。 段ボール製造工場には段ボール機械１として製段機９と製函機１０があり、小電力発生源として製段機は機械の振動や蒸気を使用するため熱が利用でき、製函機は振動が利用できる。 センサーとしては、温度、振動、音等が検出でき、モーターの不調、ベアリングの不調、シャフトの摩耗等一般的な機械類の調子のチェックのみならずオペレーターの設定や操作ミス等の確認が可能である。 また小電力発電装置は振動、熱等で発電するので本機が稼働中は発電する。 センサーは検出位置に取付け、その近辺の機械本体に発電装置を取り付ける。 一方このところクラウドを利用してビッグデーターを活用することが各分野で急速に広がっている。 機械メーカーのコンピューターで全て処理すると大きなシステムが必要になり実現しにくいが、クラウドを活用すればコスト的にも実際的である。  This will be described based on the conceptual diagram of FIG. The corrugated board manufacturing plant has a corrugated machine 9 and a corrugated machine 10 as the corrugated cardboard machine 1. As the low power generation source, the corrugated machine uses vibrations of the machine and steam, so heat can be used. Available. As a sensor, temperature, vibration, sound, etc. can be detected, and it is possible to check not only general machine conditions such as motor malfunction, bearing malfunction, shaft wear, but also operator settings and operational errors. is there. In addition, since the low-power generator generates electricity by vibration, heat, etc., it generates electricity while the machine is in operation. The sensor is attached to the detection position, and the power generator is attached to the machine body in the vicinity. On the other hand, the use of big data using the cloud is spreading rapidly in various fields. If everything is processed by a machine manufacturer's computer, a large system is required and difficult to implement, but using the cloud is practical in terms of cost.

図２は製段機９の場合で段ボール機械は通常全長１００ｍ程度あるが、製段に蒸気を使用しており２００℃以下の温度を利用しあるいは電動モーターを多数使用しており温度差あるいは振動発電が使用可能。 センサー３は生産品が最適条件で生産しているかの確認や機器類の状態監視等に多数を使用し監視を行うが、従来はパラメーターが多く小ロットでは相当忙しく最適運転は熟練していない小人数で実施することは容易でないが、運転データーの良否をメーカーのコンピューターで判断し問題ならば客先の監視装置に結果を表示して操作を促す、場合によってはアクチュエーターの遠隔操作により最適運転が可能になる。  Fig. 2 shows the case of the corrugating machine 9 and the corrugated board machine usually has a total length of about 100m, but steam is used for the corrugating process and uses a temperature of 200 ° C or less, or many electric motors are used. Power generation can be used. Many sensors 3 are used to check whether the product is produced under the optimum conditions and to monitor the status of the equipment, etc., but in the past, there were many parameters and it was quite busy with small lots and the optimum operation was not skillful. Although it is not easy to carry out with the number of people, the manufacturer's computer judges the quality of the operation data, and if there is a problem, the result is displayed on the customer's monitoring device to prompt the operation, and in some cases the optimum operation can be performed by remote operation of the actuator It becomes possible.

図３は製函機１０の場合で段ボール機械は通常全長５０ｍ程度あるが、電動モーターを多数使用しており振動発電が使用可能。 センサー３は生産品が最適条件で生産しているかの確認や機器類の状態監視等に多数を使用し監視を行うが、従来はパラメーターが多く小ロットでは相当忙しく最適運転は熟練していない小人数で実施することはやはり容易でない。 実施例１と同様なことが製函機のラインでも行える。  FIG. 3 shows the case of the box making machine 10 and the corrugated board machine usually has a total length of about 50 m. However, it uses many electric motors and can use vibration power generation. Many sensors 3 are used to check whether the product is produced under the optimum conditions and to monitor the status of the equipment, etc., but in the past, there were many parameters and it was quite busy with small lots and the optimum operation was not skillful. It is still not easy to carry out with the number of people. The same thing as Example 1 can also be performed on the line of a box making machine.

この発明のシステムは現在の少子高齢化の状況に合致したもので、センサー、発電装置、インターネット、近距離通信やクラウド等の新技術の急速な普及により実施可能になり、最大のコスト面での問題がクリアーされつつあるので国内外で利用でき、利用の可能性は広くなっている。  The system of the present invention matches the current situation of declining birthrate and aging, and can be implemented by the rapid spread of new technologies such as sensors, power generation devices, the Internet, near field communication, and cloud, etc. Since the problem is being cleared, it can be used both in Japan and abroad, and the possibilities for use are widening.

本発明の概念図である。  It is a conceptual diagram of this invention. 製段機の場合の概念図である。  It is a conceptual diagram in the case of a plate making machine. 製函機の場合の概念図である。  It is a conceptual diagram in the case of a box making machine.

１ 段ボール機械
２ 発電装置
３ センサー
４ 監視装置
５ インターネット
６ クラウド
７ コンピューター
８ アクチュエーター
９ 製段機
１０ 製函機DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Corrugated machine 2 Power generation device 3 Sensor 4 Monitoring device 5 Internet 6 Cloud 7 Computer 8 Actuator 9 Making machine 10 Box making machine

Claims (1)

段ボール機械（１）の運転状態を把握すべく取り付けたセンサー（３）の電源として段ボール機械１に付着させた発電装置（２）を持ち、センサー３からデーターを監視装置（４）に近距離通信し、そこからインターネット（５）経由でクラウド（６）にデーターを送り、クラウド６はそのデーターを保存すると同時に必要データーを機械メーカーのコンピューター（７）にインターネット経由で送り良否を判定し、その判定結果をクラウド６にストレージするとともに監視装置４に送り返し表示すると同時に、問題がある場合はその対応策を指示あるいは実際の操作内容をそこから段ボール機械１のアクチュエーター（８）を遠隔操作で動かし、小人数のオペレーターで最適な運転が可能なシステム。  The power generation device (2) attached to the cardboard machine 1 is used as a power source for the sensor (3) attached to grasp the operation state of the cardboard machine (1), and the data from the sensor 3 is short-range communication to the monitoring device (4). From there, the data is sent to the cloud (6) via the Internet (5), and the cloud 6 stores the data and at the same time sends the necessary data to the machine manufacturer's computer (7) via the Internet to determine whether the data is good or not. The results are stored in the cloud 6 and sent back to the monitoring device 4 for display. At the same time, if there is a problem, the countermeasures are instructed or the actual operation content is moved from there by moving the actuator (8) of the cardboard machine 1 remotely. A system that can be operated optimally by a large number of operators.

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