JP3769420B2

JP3769420B2 - 設備稼働状態計測装置

Info

Publication number: JP3769420B2
Application number: JP22258699A
Authority: JP
Inventors: 収三加藤; 真大内田
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 1999-08-05
Filing date: 1999-08-05
Publication date: 2006-04-26
Anticipated expiration: 2019-08-05
Also published as: JP2001052221A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種設備の稼働状態計測装置及び方法に係わり、特に、各種設備の準備状態、稼動状態、待機状態、停止状態等の各運転状態に対応する物理量を計測して各運転状態を判定し、各運転状態の継続時間からその積算時間を自動で計測する、設備稼働状態計測装置及び方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
工場等の施設内における、工作機械、成型機、加熱炉等の各種設備の各運転状態を、当該各運転状態の継続時間を日々計測して記録に残すことは、設備稼動率の向上、設備保全、及び将来の設備投資を計画する際の基礎データや、省エネルギーを推進する上のデータとして有益である。計測する設備の運転状態としては、例えば、ワークに対し加工等の作業をしている稼動状態、ワークの作業待ちである待機状態、段取り等の準備状態、設備自体の故障による停止状態等がある。
【０００３】
かかる設備の運転状態の継続時間を計測する従来技術として、例えば、特開昭５０−３２９６２号公報に記載の稼働時間測定装置が知られている。この従来技術では、設備における実際の駆動部の負荷電流を負荷電流検出リレーによって検出し、この検出値を加算して実際の駆動部の実稼働時間を計測するように構成したものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の従来技術では、駆動部の負荷電流の計測からその稼働状態を検出し、実稼働時間のみの積算結果を計測することは可能であるが、設備の様々な運転状態における継続時間を積算することができないため、上述のような設備の稼動率の向上、設備保全、及び将来の設備投資を計画する際に必要な基礎データを得ることはできなかった。例えば、従来技術においては、稼働時間の長短に対し、それが生産減による影響なのか、あるいは機械のトラブルまたは作業計画のミスによるワーク待ちによる影響なのかを判断することはできない。
【０００５】
また、省エネルギーを推進する上では、実際に生産に寄与する稼働状態以外の、ワーク待ちの待機状態、設備トラブルに伴う停止状態等の運転状態を極力短くする必要があり、待機状態、停止状態の時間計測と物理量の計測とが必要なるが、上記従来技術では、かかる待機状態、停止状態等の運転状態に応じた測定ができないため、必要なデータを得ることはできない。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、設備の様々な運転状態を正確かつ容易に自動的に測定することができ、省エネルギー、稼働率の向上等を図る上で必要な種々のデータを得ることができる、設備稼働状態計測装置及び方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明に係る設備稼働状態計測装置は、設備の各運転状態を判定する物理量を計測する物理量計測手段と、時間計測手段と、演算処理手段とを備えており、前記物理量計測手段で計測した前記物理量に基づいて前記設備の運転状態を前記演算処理手段で判定し、前記時間計測手段で前記各運転状態毎の運転状態の継続時間を計測し、該継続時間及び該継続時間における前記物理量を対応する前記各運転状態毎に前記演算処理手段で積算することを特徴としている。
【０００８】
また、本発明に係る設備稼働状態計測方法は、設備の各運転状態を判定する物理量を計測し、計測した該物理量に基づいて前記設備の運転状態を判定する一方で、前記各運転状態毎の運転状態の継続時間を計測し、該継続時間及び該継続時間における前記物理量を対応する前記各運転状態毎に積算することを特徴としている。
【０００９】
本発明は、設備の各運転状態に対応する物理量が異なることを利用して、設備の各運転状態の積算時間および積算物理量を計測するものである。計測する物理量としては、設備の消費電力値が好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を添付図面に基づいて説明する。なお、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態を示したものである。同図において、符号１は、設備稼働状態計測装置を示している。
【００１２】
図１に示したように、設備稼働状態計測装置１は、マイクロコンピュータ２と、積算電力計（物理量計測装置）３と、表示装置４と、補助記憶装置５とを備えている。マイクロコンピュータ２と、これら積算電力計３、表示装置４及び補助記憶装置５とは、インターフェース３０，４０，５０により接続されている。
【００１３】
マイクロコンピュータ２は、内部クロック（時間計測手段）２０、プロセッサ（演算処理手段）２１、主記憶装置２２及び上記インターフェース３０，４０，５０を備えた汎用のものである。
【００１４】
積算電力計３は、例えば、単位積算電力値（例えば、毎時１キロワット）毎にパルス信号の出力機能を有する市販のものを使用する。
【００１５】
積算電力計３から出力されるパルス信号は、インターフェース３０を経由してマイクロコンピュータ２に入力され、後述のように平均電力量の算出に使用される。
【００１６】
表示装置４は、ブラウン管式または液晶式ディスプレイ装置等の市販の表示装置を使用し、インターフェース４０を介して各運転状態の積算継続時間等を表示するように構成されている。
【００１７】
補助記憶装置５は、固定式磁気ディスク（ハードディスクドライブ）、光磁気ディスクドライブ、フレキシブルディスクドライブ等の市販の補助記憶装置を使用し、各運転状態の積算継続時間、積算電力値等の必要なデータを、インターフェース５０を介して格納するように構成されている。
【００１８】
上記構成の設備稼働状態計測装置１は、例えば、図１に点線で示したように、設備１０と電源１１との間の電源ラインに介装して使用する。
【００１９】
上記構成の設備稼働状態計測装置１を使用した設備稼働状態計測方法について説明する。
【００２０】
まず、設備１０の各運転状態での消費電力値を予め計測しておき、それぞれの消費電力値に対して検出許容幅を設定し、マイクロコンピュータ２の主記憶装置２２又は補助記憶装置５に登録しておく。
【００２１】
次に、プロセッサ２０は、積算電力計３によって計測された電力値が検出許容幅内にあるか否かを判断することにより当該設備１０がどの運転状態にあるかを判定処理し、その判定結果により設備１０の各運転状態の継続時間を内部クロック２０の値から求め、時間計測用のカウンタ（図示せず）を更新するとともに、電力値のカウンタ（図示せず）を更新する。そして、これらのデータを1日単位等予め定めた単位積算時間毎において積算し、その結果を表示装置４に表示するか又は補助記憶装置２２に記憶する。
【００２２】
積算電力計３からインターフェース３０を介して入力される、設備の各運転状態における電力値の算出及び当該電力値に対する検出許容幅の設定については、例えば、図２に示したように、一定時間ｔ（例えば、１０分）毎に、時刻ＴnとＴn-1（n>1)において積算電力計３から得られるそれぞれの電力積算値の差分（Pn−Pn-1）をプロセッサ２１で演算することにより、各運転状態における平均電力量を予め求めるとともに、この平均電力量に対する検出許容幅を予め設定する。検出許容幅は、各運転状態における平均電力量により設定するが、例えば、当該平均電力量の上下５％以内とする。
【００２３】
このようにして予め設定した電力値の検出許容幅に基づいて、実際の計測対象の設備において測定した平均電力量がどの運転状態の検出許容幅内に入るかをプロセッサ２１において判定し、各運転状態に対応する時間計測用のカウンタをｔ時間増やすことで、各運転状態の継続時間を積算するとともに、電力値のカウンタを増やすことで各運転状態の電力値を積算する。
【００２４】
例えば、設備１０が、図３に示したような電力消費状況を有する場合において、その各運転状態の積算継続時間および積算電力値を求めるには、以下のように行う。
【００２５】
なお、同図の区間Ta1,Ta2は設備の準備状態を示しており、設備起動直後においては、当該設備の制御装置、各駆動源に電力は供給されているが、未だワークを加工する等の実稼動を行っていないため、各駆動源は無負荷、又は低負荷の状態であり、設備全体の消費電力値はPa低い状態にある。
【００２６】
また、区間Tb1,Tb2は、設備がワーク待ちの待機状態を示しており、一部の駆動源の負荷が上がるため、設備全体の消費電力値はPaより高い値Pbとなる。
【００２７】
また、区間Tc1,Tc2は設備が稼動状態を示しており、各駆動源の負荷が上がり、設備全体の消費電力値はPcと高い値となる。
【００２８】
さらに、区間Tdは設備が故障により停止した停止状態を示しており、設備の制御装置には電力が供給されたままであるが、各駆動源への電力供給は停止されており、設備全体の消費電力値はPdとなり、各運転状態の中で一番低い値となる。
【００２９】
このような消費電力状況の設備１０において、例えば、実稼動状態を示す消費電力値Pcを検出する場合には、その検出のための検出許容幅を予めPcL,PcHとして設定し、この検出許容幅内にある場合には、実稼働状態にあるものとして当該実稼働状態の継続時間を積算（Tc1+Tc2)するとともに、当該実稼働状態の電力値を積算する。
【００３０】
上記説明では、実稼働状態Tc1,Tc2について説明したが、準備状態Ta1,Ta2、待機状態Tb1,Tb2、停止状態Td等の他の運転状態についても、これらの運転状態における消費電力値Pa,Pb,Pdに対して予め設定した検出許容幅に基づいて、該当する運転状態の継続時間Ta1+Ta2,Tb1+Tb2,Tdを積算するとともに、各状態の消費電力値Pa,Pb,Pdを積算することにより、所望の各運転状態の積算継続時間及び積算電力値を求めることができる。
【００３１】
このようにして得られた各運転状態ごとの積算電力値のうち、設備の省エネルギーを推進する上においては、実稼働状態以外の積算電力値はゼロに近づけるのが理想であり、これらの積算電力値を管理値として、例えば日報・月報として設備管理者に報告し、省エネルギー推進に活用することができる。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態の設備稼働状態計測装置１によれば、設備の様々な運転状態の積算継続時間及び積算電力値を正確かつ容易に自動的に測定することができ、省エネルギー、稼働率の向上等を図る上で必要な種々のデータを得ることができる。また、人手を要しないため、正確な計測結果を得ることができ、計測結果にばらつきを生じない。
【００３３】
なお、上記実施形態においては、設備の消費電力値が検出許容幅内にあるか否かによりその運転状態を判定したが、物理量計測手段により計測する運転状態を判定するための物理量は、消費電力値に限られるものではなく、例えば電流値、設備の特定部分における温度等、設備の各運転状態を判定できる物理量であれば他の物理量にも適用できることはいうまでもない。
【００３４】
【発明の効果】
本発明に係る設備稼働状態計測装置及び方法によれば、設備の様々な運転状態の積算継続時間およひ積算物理量を正確かつ容易に自動的に測定することができ、省エネルギー、稼働率の向上等を図る上で必要な種々のデータを得ることができる。また、人手を要しないため、計測結果にばらつきを生じることがなく、正確な計測を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る設備稼働状態計測装置の一実施形態を示す概略ブロック図である。
【図２】同実施形態における平均電力値の算出を説明する図である。
【図３】設備の各運転状態における消費電力と時刻との関係を示す図である。
【符号の説明】
１：設備稼働状態計測装置、３：積算電力計（物理量計測手段）、１０：設備、２０：内部クロック（時間計測手段）、２１：プロセッサ（演算処理手段）。

Claims

設備の有する物理量を計測する物理量計測手段と、
時間計測手段と、
演算処理手段と
を備えており、
前記物理量計測手段で計測した前記物理量に基づいて前記演算処理手段が設備の運転状態を判定することで、
前記設備の運転状態を、少なくとも稼動状態、待機状態であると判定し、
前記各運転状態毎に
前記時間計測手段で運転状態の継続時間を計測し、
該継続時間と、
該継続時間における前記物理量と
を前記演算処理手段で積算する
ことを特徴とする設備稼働状態計測装置。
前記物理量が設備の消費電力値であることを特徴とする請求項１に記載の設備稼働状態計測装置。