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技術 電力監視装置

出願人 東芝機械株式会社
発明者 四條弘次山本和美落合浩之渡邉譲井澤広雄牧雄一
出願日 2013年3月29日 (6年5ヶ月経過) 出願番号 2013-074124
公開日 2014年10月23日 (4年10ヶ月経過) 公開番号 2014-199521
状態 特許登録済
技術分野 制御系の試験・監視
主要キーワード サーミスタ温度計 圧力入力 シーケンス入力 電力平均値 監視値 設置済み 電力監視装置 シーケンス信号
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図面 (8)

課題

被監視装置電力データを予め設定された条件のもとで記録することができる電力監視装置を提供する。

解決手段

本実施形態による電力監視装置は、被監視装置において消費される電力値、あるいは、該被監視装置に供給される電圧値および電流値を受け取るデータ入力部と、電力値の記録、あるいは、電圧値と電流値とに基づいて算出された電力値の記録を開始または停止させるプログラムを格納するメモリと、プログラムに従って電力値の記録を開始し、あるいは、停止する演算処理部とを備えている。

概要

背景

近年、省エネ等のために工作機械等の装置(以下、被監視装置ともいう)の消費電力監視したいという要望が多い。しかし、被監視装置には、電力監視機能を有しないものも多い。従って、既存の被監視装置の消費電力を監視するためには、その被監視装置に電力監視装置別途取り付ける必要がある。

概要

被監視装置の電力データを予め設定された条件のもとで記録することができる電力監視装置を提供する。本実施形態による電力監視装置は、被監視装置において消費される電力値、あるいは、該被監視装置に供給される電圧値および電流値を受け取るデータ入力部と、電力値の記録、あるいは、電圧値と電流値とに基づいて算出された電力値の記録を開始または停止させるプログラムを格納するメモリと、プログラムに従って電力値の記録を開始し、あるいは、停止する演算処理部とを備えている。

目的

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、被監視装置の電力データを予め設定された条件のもとで記録することができる電力監視装置を提供する

効果

実績

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請求項1

被監視装置において消費される電力値、あるいは、該被監視装置に供給される電圧値および電流値を受け取るデータ入力部と、前記電力値の記録、あるいは、前記電圧値と前記電流値とに基づいて算出された電力値の記録を開始または停止させるプログラムを格納するメモリと、前記プログラムに従って前記電力値の記録を開始し、あるいは、停止する演算処理部とを備えた電力監視装置

請求項2

前記プログラムは、前記電力値の記録の開始条件および停止条件を含み、前記演算処理部は、前記開始条件を満たしたときに前記電力値の記録を開始し、前記停止条件を満たしたときに前記電力値の記録を停止することを特徴とする請求項1に記載の電力監視装置。

請求項3

前記演算処理部は、第1の時点において前記電力値の記録を開始し、第2の時点において前記電力値の記録を停止することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電力監視装置。

請求項4

前記被監視装置の動作状態を示す状態信号を受け取る状態信号入力部をさらに備え、前記演算処理部は、前記状態信号が前記被監視装置の電源オンを示したときに前記電力値の記録を開始し、前記状態信号が前記被監視装置の電源オフを示したときに前記電力値の記録を停止することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の電力監視装置。

請求項5

前記被監視装置の動作状態を示す状態信号を受け取る状態信号入力部をさらに備え、前記演算処理部は、前記状態信号が前記被監視装置の動作開始を示したときに前記電力値の記録を開始し、前記状態信号が前記被監視装置の動作停止を示したときに前記電力値の記録を停止することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の電力監視装置。

請求項6

前記メモリは、前記開始条件および前記停止条件を書換え可能なように格納していることを特徴とする請求項2から請求項5のいずれか一項に記載の電力監視装置。

請求項7

前記電力値を出力可能な出力部をさらに備え、前記演算処理部は、前記出力部に接続された外部メモリに前記電力値を記録することを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の電力監視装置。

請求項8

前記電力値を表示する表示部をさらに備えたことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の電力監視装置。

技術分野

0001

本発明による実施形態は、電力監視装置に関する。

背景技術

0002

近年、省エネ等のために工作機械等の装置(以下、被監視装置ともいう)の消費電力監視したいという要望が多い。しかし、被監視装置には、電力監視機能を有しないものも多い。従って、既存の被監視装置の消費電力を監視するためには、その被監視装置に電力監視装置を別途取り付ける必要がある。

先行技術

0003

特許第2545465号明細書
特開平9−233734号公報
特開2012−181656号公報
特開2010−130873号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかし、従来の電力監視装置は、被監視装置の消費電力を監視することはできるものの、詳細な監視条件の設定をすることはできなかった。従って、操作者が操作しない限り、電力監視装置は被監視装置の消費電力の監視を開始せず、あるいは、被監視装置の消費電力の監視を停止することができなかった。また、消費電力の監視中において、電力監視装置は、消費電力の監視を連続して実行していた。このため、電力監視装置は、データを格納するために大容量のメモリが必要であった。もし、メモリの記憶容量が充分でないと、電力監視装置は、必要な電力データを記録することができない場合があった。

0005

また、全ての電力データをメモリに格納できたとしても、被監視装置の消費電力を分析するときに、大量の電力データから分析に必要な電力データを抽出する必要がある。このため、被監視装置の消費電力を分析するために長時間が掛かっていた。

0006

一方、電力監視装置を外付けすることなく、設置済みの被監視装置に電力監視機能を持たせることは困難であり、かつ、コストも高くなる。

0007

そこで、本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、被監視装置の電力データを予め設定された条件のもとで記録することができる電力監視装置を提供することである。

課題を解決するための手段

0008

本実施形態による電力監視装置は、被監視装置において消費される電力値、あるいは、該被監視装置に供給される電圧値および電流値を受け取るデータ入力部と、電力値の記録、あるいは、電圧値と電流値とに基づいて算出された電力値の記録を開始または停止させるプログラムを格納するメモリと、プログラムに従って電力値の記録を開始し、あるいは、停止する演算処理部とを備えている。

0009

前記プログラムは、前記電力値の記録の開始条件および停止条件を含み、前記演算処理部は、前記開始条件を満たしたときに前記電力値の記録を開始し、前記停止条件を満たしたときに前記電力値の記録を停止してもよい。

0010

前記演算処理部は、第1の時点において前記電力値の記録を開始し、第2の時点において前記電力値の記録を停止してもよい。

0011

前記被監視装置の動作状態を示す状態信号を受け取る状態信号入力部をさらに備え、前記演算処理部は、前記状態信号が前記被監視装置の電源オンを示したときに前記電力値の記録を開始し、前記状態信号が前記被監視装置の電源オフを示したときに前記電力値の記録を停止してもよい。

0012

前記被監視装置の動作状態を示す状態信号を受け取る状態信号入力部をさらに備え、
前記演算処理部は、前記状態信号が前記被監視装置の動作開始を示したときに前記電力値の記録を開始し、前記状態信号が前記被監視装置の動作停止を示したときに前記電力値の記録を停止してもよい。

0013

前記メモリは、前記開始条件および前記停止条件を書換え可能なように格納してもよい。

0014

前記電力値を出力可能な出力部をさらに備え、前記演算処理部は、前記出力部に接続された外部メモリに前記電力値を記録してもよい。

0015

前記電力値を表示する表示部をさらに備えてもよい。

図面の簡単な説明

0016

第1の実施形態に従った電力監視装置100の一例を示す外観図
第1の実施形態に従った電力監視装置100の構成を示すブロック図。
電力監視装置100と被監視装置200との接続関係を示す図。
電力監視装置100と被監視装置200との接続関係を示す図。
第2の実施形態による電力監視装置300の構成を示すブロック図。
第3の実施形態による電力監視装置400のディスプレイ51の画面を示す図。
第4の実施形態による電力監視装置500の構成を示すブロック図。

実施例

0017

以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。

0018

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に従った電力監視装置100の一例を示す外観図である。電力監視装置100は、工作機械等の被監視装置(図3図4の参照番号200参照)の消費電力を記録するために、該被監視装置に接続される。

0019

電力監視装置100は、筐体1と、電源2と、メモリカードスロット3と、データ入力部20と、状態信号入力部30と、ディスプレイ51とを備えている。筐体1の内部には、図2に示すようにPLC(Programmable Logic Controller)10等が収容されている。電力監視装置100は、電源2から電力供給を受けて動作する。メモリカードスロット3は、例えば、SDカード等のメモリカードを挿入することができるように構成されている。データ入力部20は、被監視装置の電力値等を該被監視装置から受け取る。状態信号入力部30は、被監視装置の状態を示す状態信号を受け取る。状態信号については後述する。ディスプレイ51は、被監視装置の消費電力等を表示する。

0020

図1では示されていないが、電力監視装置100は、パーソナルコンピュータ(以下、単にPCとも言う)等の外部装置通信接続することができるようにLAN(Local Area Network)ポートをさらに備えていてもよい。これにより、上位システム(図示せず)に複数の電力監視装置100を通信可能に接続し、上位システムにおいて複数の電力監視装置100を集中管理してもよい。

0021

図2は、第1の実施形態に従った電力監視装置100の構成を示すブロック図である。電力監視装置100は、演算処理部としてのPLC10と、データ入力部20と、状態信号入力部30と、外部出力部40と、表示出力部50と、メモリ60と、PC入出力部70とを備えている。

0022

PLC10は、メモリ60内に格納されたシーケンスプログラムを実行し、それにより電力監視装置10の各構成要素を自動でシーケンス制御する。シーケンスプログラムは、メモリ60内に格納されている。PLC10がシーケンスプログラムを実行することによって、PLC10は、被監視装置で消費される電力値の記録を開始し、あるいは、停止する。ユーザは、その電力値の記録の開始または停止の条件を設定するためにメモリ60内のシーケンスプログラムを書き換えることができる。その際、ユーザは、PC入出力部70に接続された外部PC(Personal Computer)を操作することによってシーケンスプログラムを書き換える。

0023

シーケンスプログラムは、電力値の記録の開始条件および停止条件を含む。PLC10は、シーケンスプログラムの開始条件を満たしたときに、被監視装置の電力値の記録を開始し、停止条件を満たしたときに被監視装置の電力値の記録を停止する。尚、演算処理部は、PLC10およびシーケンスプログラムに代えて、汎用CPU(Central Processing Unit)およびプログラムで構成してもよい。

0024

データ入力部20は、上述の通り、被監視装置の電力データ等の監視値を受け取る。例えば、被監視装置が工作機械の場合、監視値は、工作機械で消費される電力、工作機械に印加される電圧、工作機械に供給される電流、加工部の温度や圧力等の値である。より詳細には、電力データ入力部21は、工作機械で消費される(供給される)電力値を受け取る。温度入力部22は、工作機械の加工部の温度データを受け取る。電圧データ入力部23は、工作機械に印加される電圧値を受け取る。電流データ入力部24は、工作機械に供給される電流値を受け取る。図2に示していないが、データ入力部20は、工作機械の加工部の圧力データを受け取る圧力入力部をさらに備えていてもよい。

0025

尚、電力値は、電圧値および電流値に基づいて算出され得る値である。従って、データ入力部20は、電圧値および電流値を受け取ることなく、電力値のみを受け取ってもよい。これにより、PLC10は、電力値をそのまま記録し、あるいは、電力値をそのままディスプレイ51に表示させることができる。即ち、PLC10は、電圧値および電流値から電力値を算出する必要がない。逆に、データ入力部20は、電力値を受け取ることなく、電圧値および電流値のみを受け取ってもよい。これにより、PLC10は、電圧値および電流値から電力値を算出すればよい。この場合、PLC10は、電力値だけでなく、電圧値および電流値も記録し、あるいは、ディスプレイ51に表示させることができる。

0026

監視値は、PLC10の内部メモリ11に格納してもよい。あるいは、監視値は、メモリカードスロット3に挿入された外部メモリに格納してもよい。外部メモリを用いることによって、電力監視装置100に外部PCを接続することなく、電力監視装置100から監視値のデータを取り出すことができる。以下、監視対象を電力値として説明を続ける。

0027

状態信号入力部30は、上述の通り、被監視装置の状態を示す状態信号を受け取る。状態信号は、電力監視装置100が被監視装置の電力の監視を開始し、あるいは、停止するためのトリガとなる信号である。例えば、被監視装置が工作機械の場合、状態信号は、工作機械側のシーケンサ(PLC)から入出力されるI/O信号である。より詳細には、状態信号は、工作機械の電源のオン状態またはオフ状態を示す信号でもよい。状態信号は、工作機械が加工を開始した状態を示す信号(加工開始信号)または加工を停止した状態を示す信号(加工停止信号)でもよい。状態信号は、工作機械の特定のモータ回転開始または回転停止を示す信号でもよい。状態信号は、工作機械の所定箇所の温度(例えば、気温、モータの温度、加工部の温度)であってもよい。状態信号は、工作機械の摺動面に供給される油の流量あるいは工作機械の加工部に供給されるクーラントの流量であってもよい。状態信号は、工作機械の動作部分が所定の位置まで移動したときに出力されるリミットスイッチのオンオフの信号であってもよい。状態信号は、工作機械の非常停止信号であってもよい。工作機械が加工プログラムおよびCPUによって動作する場合、状態信号は、工作機械における所定の加工プログラムの各加工ステップを示すシーケンス番号であってもよい。工作機械がシーケンスプログラムおよびPLCによって動作する場合、状態信号は、ラダーロジックまたはラダー言語におけるスイッチングの情報(オン/オフ)であってもよい。さらに、状態信号は、不具合あるいは不良を知らせる信号であってもよい。これらの状態信号は、通常、工作機械のPLC等の制御部から出力されており、容易に取り出すことができる。

0028

尚、工作機械の加工プログラムのシーケンス番号は、CPUで実行されるプログラムステップ順番を示すものであり、PLCが実行するシーケンスプログラムのステップとは異なる。

0029

これらの状態信号が所定の条件を満たす場合に、電力監視装置100は被監視装置の電力の監視を開始し、あるいは、これらの状態信号が所定の条件を満たさなくなった場合に、被監視装置の電力の監視を停止すればよい。電力値の記録の具体的な開始条件および停止条件については後述する。

0030

外部出力部40は、電力値に応じて被監視装置へ信号を出力する。例えば、電力値が所定値を超えた場合に、外部出力部40は、被監視装置の動作を停止する信号を出力してもよい。外部出力部40は、電力値を外部PCへ出力してもよい。外部出力部40は、例えば、有線LANまたは無線LANによって被監視装置または外部PCと通信接続されている。

0031

表示出力部50は、被監視装置の電力値をディスプレイ51へ出力する。ディスプレイ51は、被監視装置の電力値を数値またはグラフで表示する。これにより、ユーザは、被監視装置の消費電力を容易に把握することができる。

0032

図3および図4は、電力監視装置100と被監視装置200との接続関係を示す図である。図3に示すように、電力監視装置100は、電源から被監視装置200へ供給される電圧値および電流値(あるいは電力値)を受け取る。また、電力監視装置100は、被監視装置200から状態信号を受け取る。

0033

例えば、被監視装置200が工作機械である場合(以下、工作機械200ともいう)、図4に示すように、2つの電力監視装置100A,100Bが工作機械200に接続されていてもよい。電力監視装置100Aは、工作機械200の直流電源からコントローラへ供給される電圧値および電流値(あるいは電力値)を受け取る。また、電力監視装置100Aは、工作機械200のコントローラから状態信号を受け取る。一方、電力監視装置100Bは、工作機械200のモータドライバからモータMへ供給される電圧値および電流値(あるいは電力値)を受け取る。また、電力監視装置100Bは、工作機械200のコントローラから状態信号を受け取る。電力監視装置100A、100Bは、同一の状態信号を受け取ってもよく、あるいは、互いに異なる状態信号を受け取ってもよい。例えば、電力監視装置100Aは、工作機械200の電源のオン/オフを示す状態信号を受け取り、電力監視装置100Bは、モータMが駆動しているか否かを示す状態信号を受け取ってもよい。

0034

電力監視装置100A、100Bは、それぞれ状態信号に基づいて、工作機械200の電力値の記録を開始し、あるいは、その記録を停止する。電力監視装置100A、100Bが互いに異なる状態信号を受け取る場合、電力監視装置100A、100Bは、互いに異なるタイミングで工作機械200の電力値に記録を開始し、あるいは、その記録を停止する。一方、電力監視装置100A、100Bが同一の状態信号を受け取る場合、電力監視装置100A、100Bは、同時に工作機械200の電力値に記録を開始し、あるいは、その記録を停止することができる。

0035

次に、電力値の記録の開始条件および停止条件の具体例を説明する。

0036

(状態信号:電源オン/オフ)
状態信号が被監視装置200の電源のオン状態またはオフ状態を示す信号である場合、PLC10は、状態信号が被監視装置200の電源オンを示したときに、被監視装置200の電力値の記録を開始する。また、PLC10は、状態信号が被監視装置200の電源オフを示したときに被監視装置200の電力値の記録を停止する。このように、電力値の記録の開始条件および停止条件は、それぞれ被監視装置200の電源オンおよび電源オフであってもよい。

0037

ユーザは、電力値の記録の開始条件および停止条件をメモリ60内のシーケンスプログラムにおいて設定可能である。これにより、電力監視装置100は、被監視装置200の電源オンと同時に電力値の記録を自動的に開始し、被監視装置200の電源オフと同時に電力値の記録を自動的に停止することができる。

0038

被監視装置200の電源が入っていない期間中、電力監視装置100は被監視装置200の電力の記録をしない。従って、電力監視装置100は、操作者によって操作されなくとも、メモリ11または外部メモリへ格納するデータの容量を低減させることができる。また、電力監視装置100は、不要なデータを記録しないので、被監視装置200の電力を分析する際に分析時間を短縮することができる。

0039

(状態信号:加工開始信号/加工停止信号)
状態信号が工作機械200の加工開始/加工停止を示す信号である場合、PLC10は、状態信号が加工開始を示したときに、被監視装置200の電力値の記録を開始する。また、PLC10は、状態信号が加工停止を示したときに被監視装置200の電力値の記録を停止する。このように、電力値の記録の開始条件および停止条件は、それぞれ工作機械200の加工開始および加工停止であってもよい。これにより、電力監視装置100は、工作機械200の加工開始と同時に電力値の記録を自動的に開始し、工作機械200の加工開始と同時に電力値の記録を自動的に停止することができる。

0040

工作機械200が加工を停止している期間中、電力監視装置100は工作機械200の電力の記録をしない。従って、電力監視装置100は、操作者によって操作されなくとも、メモリ11または外部メモリへ格納するデータの容量を低減させることができる。また、電力監視装置100は、不要なデータを記録しないので、工作機械200の電力を分析する際に分析時間を短縮することができる。

0041

尚、加工開始/加工停止とは、工作機械200における加工プログラムの実行の開始/停止を意味してもよい。あるいは、加工開始/加工停止とは、工作機械200のモータMが実際に回転を開始し、あるいは、回転を停止することを意味してもよい。

0042

(状態信号:温度)
状態信号が工作機械200の所定部分の温度である場合、PLC10は、その所定部分の温度が所定値を超えたときに、被監視装置200の電力値の記録を開始する。また、PLC10は、その所定部分の温度が所定値を下回ったときに被監視装置200の電力値の記録を停止する。このように、電力値の記録の開始条件および停止条件は、それぞれ工作機械200の所定部分の温度であってもよい。

0043

温度の所定値は、メモリ60内のシーケンスプログラムにおいて設定されている。工作機械200の所定部分の温度は、工作機械200の周囲の気温、モータMの温度、加工対象物と接触する工具の温度等でよい。これらの温度は、工作機械200に配備されたサーミスタ温度計等によって測定することができる。これにより、電力監視装置100は、工作機械200の所定部分が異常に加熱されたときに電力値の記録を自動的に開始することができる。即ち、この場合、電力監視装置100は、工作機械200の異常時における電力を記録することができる。

0044

工作機械200が正常動作をしており、所定部分の温度が所定値より低い場合、電力監視装置100は工作機械200の電力の記録をしない。従って、電力監視装置100は、メモリ11または外部メモリへ格納するデータの容量を低減させることができる。また、電力監視装置100は、不要なデータを記録しないので、工作機械200の異常を分析する際に分析時間を短縮することができる。

0045

(状態信号:油供給量またはクーラント供給量
状態信号が工作機械200の油供給量またはクーラント供給量である場合、PLC10は、油またはクーラントの供給量が所定値を下回ったときに、被監視装置200の電力値の記録を開始する。また、PLC10は、油またはクーラントの供給量が所定値を超えたときに被監視装置200の電力値の記録を停止する。このように、電力値の記録の開始条件および停止条件は、工作機械200の油供給量またはクーラント供給量であってもよい。

0046

油またはクーラントの供給量が少ないときには、工作機械200の加工部分摩擦抵抗や温度が異常に高くなる場合がある。従って、油またはクーラントの供給量が所定値を下回ったことを電力値の記録の開始条件にすることによって、電力監視装置100は、工作機械200の異常時における電力を記録することができる。

0047

油またはクーラントの供給量が所定値を超えている場合には、工作機械200の加工部分の摩擦抵抗や温度は高くならず、工作機械200は正常に動作することができる。従って、油またはクーラントの供給量が所定値を超えたことを電力値の記録の停止条件にするによって、電力監視装置100は、メモリ11または外部メモリへ格納するデータの容量を低減させることができる。また、電力監視装置100は、不要なデータを記録しないので、工作機械200の異常を分析する際に分析時間を短縮することができる。

0048

(状態信号:リミットスイッチのオン/オフ)
状態信号が工作機械200のリミットスイッチのオン/オフを示す信号である場合、リミットスイッチは、工作機械200の動作部分(例えば、主軸受け台等)が所定位置(第1の位置)に移動したときにオン状態になり、工作機械200の動作部分が他の所定位置(第2の位置)に移動したときにオフ状態になるように構成され得る。この場合、PLC10は、工作機械200の動作部分が第1の位置に移動したときに、被監視装置200の電力値の記録を開始する。また、PLC10は、工作機械200の動作部分が第2の位置に移動したときに、被監視装置200の電力値の記録を停止する。このように、電力値の記録の開始条件および停止条件は、それぞれ工作機械200のリミットスイッチのオン/オフであってもよい。これにより、電力監視装置100は、工作機械200の動作部分の位置に応じて電力値の記録を自動的に開始し、あるいは、停止することができる。従って、電力監視装置100は、メモリ11または外部メモリへ格納するデータの容量を低減させることができる。また、電力監視装置100は、不要なデータを記録しないので、工作機械200の電力を分析する際に分析時間を短縮することができる。

0049

(状態信号:非常停止信号)
状態信号が工作機械200の非常停止信号である場合、PLC10は、工作機械200が通常に動作しているときには、被監視装置200の電力値の記録を停止している。しかし、工作機械200が非常停止信号を発したときに、被監視装置200の電力値の記録を開始する。これにより、電力監視装置100は、工作機械200の異常時に電力値の記録を自動的に開始することができる。即ち、この場合、電力監視装置100は、工作機械200の異常時における電力を記録することができる。

0050

工作機械200が正常動作をしている場合、電力監視装置100は工作機械200の電力の記録をしない。従って、電力監視装置100は、メモリ11または外部メモリへ格納するデータの容量を低減させることができる。また、電力監視装置100は、不要なデータを記録しないので、工作機械200の異常を分析する際に分析時間を短縮することができる。

0051

このように本実施形態による電力監視装置100は、所定の条件に従って被監視装置200の電力値の記録を自動で開始し、その電力値の記録を自動で終了させることができる。これにより、電力監視装置100は、被監視装置200の消費電力の分析に必要なデータを測定および記録するとともに、メモリへ記録されるデータ容量を低減させることができる。

0052

また、本実施形態による電力監視装置100は、被監視装置200の内部構成を変更すること無く、被監視装置200の設置後に被監視装置200に対して容易に外付けすることができる。従って、本実施形態は、設置済みの被監視装置200に対して比較的簡単にかつ低コストで電力監視機能を付加することができる。

0053

(第2の実施形態)
図5は、第2の実施形態による電力監視装置300の構成を示すブロック図である。第2の実施形態において、状態信号は、工作機械の加工プログラムの各加工ステップを示すシーケンス信号(例えば、シーケンス番号、プログラム内容)である。あるいは、工作機械がシーケンスプログラムおよびPLCで動作する場合、ラダーロジックまたはラダー言語におけるスイッチングの情報(オン/オフ)でもよい。従って、電力監視装置300は、シーケンス信号入力部32およびシーケンス信号出力部34を備えている。

0054

電力監視装置300は、PLC10がメモリ60に格納されたシーケンスプログラムを実行することによってシーケンス制御される。PLC10は、シーケンスプログラムにおいて予め設定されたシーケンス信号と工作機械から受け取ったシーケンス信号とを比較して、電力値の記録を開始または停止する。従って、電力監視装置300は、工作機械から第1のシーケンス信号を受け取るためにシーケンス信号入力部32を備えている。また、電力監視装置300は、電力値に基づいて制御信号を第2のシーケンス信号として工作機械へ出力してもよい。従って、電力監視装置300は、工作機械へシーケンス信号を出力するためにシーケンス信号出力部34を備えている。即ち、第2の実施形態による電力監視装置300は、工作機械からシーケンス信号を受け取るシーケンス信号入力部32と、工作機械へシーケンス信号を出力するシーケンス信号出力部34とをさらに備えている。電力監視装置300のその他の構成は、電力監視装置100の対応する構成と同様でよい。

0055

尚、図2に示す状態信号入力部30は、シーケンス信号入力部32とともに設けられていてもよいが、省略されていてもよい。また、電力監視装置300と工作機械との接続関係は、図3または図4に示す接続関係と同様でよい。

0056

工作機械の加工プログラムは、複数の加工ステップを所定の順番でシーケンシャルに実行するように設定されている。加工プログラムの各加工ステップは、シーケンス番号によって実行順に構成されている。工作機械のPLCが加工ステップをシーケンス番号に従って実行することによって、工作機械は、加工対象を所望の形状に加工するように動作する。

0057

電力監視装置300は、工作機械とは別にシーケンスプログラムを内蔵しており、シーケンス制御される。電力監視装置300のシーケンスプログラムは、メモリ60に格納されている。

0058

電力監視装置300のPLC10は、電力監視装置300のシーケンスプログラムを実行する。これにより、電力監視装置300は、工作機械の電力値の記録を開始し、あるいは、停止することができる。電力監視装置300のシーケンスプログラムには、電力値の記録の開始条件および停止条件が予め設定されている。尚、ユーザは、外部PCを用いて、メモリ60内のシーケンスプログラムを書き換える際に、電力値の記録の開始条件および停止条件を変更することができる。

0059

電力監視装置300は、シーケンス信号入力部32を介して、工作機械のシーケンス信号(以下、第1のシーケンス信号ともいう)を第1の実施形態と同様、状態信号として受け取ることができる。PLC10は、メモリ60内のシーケンスプログラムに予め設定されたシーケンス信号と第1のシーケンス信号とを比較して、第1のシーケンス信号が電力値の記録の開始条件または停止条件に適合するか否かを判断する。電力値の記録の開始条件または停止条件の具体例は、第1の実施形態に示した具体例と同様である。例えば、第1のシーケンス信号は、工作機械の電源状態を示す信号であってもよい。この場合、PLC10は、第1のシーケンス信号が工作機械の電源オンを示したときに電力値の記録を開始する。一方、PLC10は、第1のシーケンス信号が工作機械の電源オフを示したときに電力値の記録を停止する。

0060

第1のシーケンス信号は、工作機械の加工開始信号または加工停止信号であってもよい。この場合、PLC10は、第1のシーケンス信号が工作機械の加工動作開始を示したときに電力値の記録を開始する。一方、PLC10は、第1のシーケンス信号が工作機械の加工動作停止を示したときに電力値の記録を停止する。

0061

第1のシーケンス信号は、モータMの回転開始または回転停止を示す信号でもよい。この場合、PLC10は、第1のシーケンス信号がモータの回転開始を示したときに電力値の記録を開始する。一方、PLC10は、第1のシーケンス信号がモータの回転停止を示したときに電力値の記録を停止する。

0062

PLC10は、電力値の記録の開始条件または停止条件を第1のシーケンス信号のシーケンス番号で判断してもよい。この場合、ユーザは、電力監視装置300のシーケンスプログラムにおける電力値の記録の開始条件または停止条件を、工作機械側の加工プログラムのシーケンス番号で設定すればよい。PLC10は、電力監視装置300のシーケンスプログラムで予め設定されたシーケンス番号と、第1のシーケンス信号のシーケンス番号とを比較する。PLC10は、これらのシーケンス番号が一致する場合に、電力値の記録を開始し、あるいは、停止する。

0063

代替的に、PLC10は、電力値の記録の開始条件または停止条件を第1のシーケンス信号に対応する加工ステップのプログラム内容(命令内容)で判断してもよい。この場合、ユーザは、電力監視装置300のシーケンスプログラムにおける電力値の記録の開始条件または停止条件を、第1のシーケンス信号の命令内容で設定すればよい。PLC10は、電力監視装置300のシーケンスプログラムで設定された命令内容と、第1のシーケンス信号の命令内容とを比較する。PLC10は、これらの命令内容が一致する場合に、電力値の記録を開始し、あるいは、停止すればよい。

0064

電力監視装置300は、シーケンス信号出力部34を介して、シーケンス信号(以下、第2のシーケンス信号ともいう)を工作機械へ出力することもできる。第2のシーケンス信号は、工作機械の動作を制御する信号でよい。例えば、工作機械の消費電力が所定値よりも高い場合に、その消費電力を低減させるために、第2のシーケンス信号は、工作機械の加工プログラムの一部または全部を他の加工プログラムを変更する信号であってもよい。これにより、電力監視装置300は、工作機械の消費電力を監視するだけでなく、その消費電力に応じて工作機械の動作を変更することもできる。

0065

第2の実施形態による電力監視装置300は、電力値の記録の開始条件または停止条件として、工作機械の加工プログラムのシーケンス番号またはプログラム内容自体を有する。従って、電力監視装置300は、工作機械のシーケンス信号を状態信号として用いて、工作機械の消費電力の記録を開始し、あるいは、停止することができる。これにより、第2の実施形態は、メモリ11または外部メモリへ格納するデータの容量を低減させることができる。また、第2の実施形態は、不要なデータを記録しないので、工作機械の消費電力を分析する際に分析時間を短縮することができる。第2の実施形態は、第1の実施形態のその他の効果も得ることができる。

0066

(第3の実施形態)
図6は、第3の実施形態による電力監視装置400のディスプレイ51の画面を示す図である。第3の実施形態による電力監視装置400のその他の構成は、図2に示す電力監視装置100または図5に示す電力監視装置300の対応する構成と同様でよい。

0067

第3の実施形態において、表示出力部50がテーブルTとグラフGとを出力し、ディスプレイ51がテーブルTとグラフGとを表示している。テーブルTは、工作機械200の加工プログラムと対応するように電力値を表示している。グラフGは、工作機械200において消費されている電力値をリアルタイムで示すラインLと、各加工ステップのシーケンス番号における消費電力の平均値Aとを表示している。尚、グラフGの縦軸は、工作機械200における消費電力を示し、その横軸は時間を示す。

0068

テーブルTは、工作機械200において実行される各加工ステップの加工ステップのシーケンス番号、各加工ステップの加工プログラムの内容、並びに、各加工ステップにおける消費電力の平均値(電力平均値)を示している。加工プログラムの内容は、工作機械200の動作命令およびその動作を実行するために必要な座標等の情報を含む。電力平均値は、各加工ステップにおいて工作機械が消費する電力の平均値である。テーブルTの電力平均値は、グラフGの平均値Aに対応する。

0069

グラフGのラインLは、消費電力をリアルタイムで表示している。このため、電力平均値Aは、各加工ステップの実行後に表示される。

0070

電力監視装置400が状態信号として受け取るシーケンス信号は、加工ステップのシーケンス番号、および、プログラム内容のいずれか一方、あるいは、それらの両方でよい。従って、第3の実施形態による電力監視装置400は、工作機械200の加工プログラムの各加工ステップにおけるシーケンス番号、プログラム内容および消費電力を互いに対応させかつ同時にディスプレイ51へ出力し、表示させることができる。これにより、操作者は、ディスプレイ51を参照することによって、電力消費の多い加工ステップを容易に把握することができる。電力消費の多い加工ステップのプログラムを電力消費の比較的少ない加工ステップへ変更または修正することによって、工作機械の省エネに貢献することができる。例えば、電力監視装置400によれば、ユーザは、加工対象を重切削により少ない回数で加工する方法(方法1)と加工対象を軽切削により多くの回数で加工する方法(方法2)とを消費電力において容易に比較することができる。

0071

電力監視装置400は、各加工ステップにおける消費電力をリアルタイムで出力し、あるいは、表示する。従って、操作者は、工作機械の異常や過剰な電力消費をリアルタイムで知ることができ、それにより、工作機械の異常や過剰な電力消費に対して直ぐに対応することが可能となる。

0072

電力監視装置400は、加工ステップのシーケンス番号、プログラム内容および消費電力をディスプレイ51に表示すると同時にメモリ11へ格納することもできる。また、表示出力部50は、加工ステップのシーケンス番号、プログラム内容、電力値以外のパラメータをディスプレイ51へ出力してもよい。例えば、消費電力の積算値(その加工ステップまでの総消費電力)、その加工ステップまでの消費電力の平均値等をディスプレイ51に表示してもよい。

0073

また、第3の実施形態による電力監視装置400のその他の動作は、第1または第2の実施形態による電力監視装置の動作と同様でよい。従って、電力監視装置400のプログラムが上記第1または第2の実施形態のように電力値の記録の開始条件および停止条件を含む場合、表示出力部50は、開始条件を満たしてから停止条件を満たすまでの電力値を出力すればよい。また、ディスプレイ51は、開始条件を満たしてから停止条件を満たすまでの電力値を表示すればよい。このように、第3の実施形態は、第1または第2の実施形態と組み合わせることができる。

0074

尚、ディスプレイ51は、必ずしも電力監視装置400に設けられていなくてもよい。この場合、電力監視装置400は、外部出力部40を介して外部PC等へ、工作機械の加工プログラムを示す情報(第1のシーケンス信号)と電力値とを互いに対応するよう関連付けて出力してもよい。これにより、電力監視装置400は、外部PC等のディスプレイにテーブルTおよびグラフGを表示させることができる。この場合、電力監視装置400は、表示出力部50およびディスプレイ51を必要とせず、図2に示す外部出力部40を備えていればよい。

0075

(第4の実施形態)
図7は、第4の実施形態による電力監視装置500の構成を示すブロック図である。第4の実施形態において、PLC10は、タイマ12をさらに備えている。そして、PLC10は、第1の時点において電力値の記録を開始し、第2の時点において電力値の記録を停止する。即ち、PLC10は、被監視装置から受け取った状態信号に基づいて電力値の記録を開始/停止するのではなく、PLC10の内部のタイマ12に基づいて電力値の記録を開始/停止する。従って、第4の実施形態において、状態信号入力部30(またはシーケンス入力32)は、省略してもよい。

0076

勿論、第4の実施形態は、第3の実施形態と組み合わせてもよい。即ち、電力監視装置は、第1の時点から第2の時点までの被監視装置の電力値を出力し、その電力値をディスプレイ51または外部のディスプレイに表示させてもよい。

0077

ユーザが或る時間帯における被監視装置の消費電力を分析したい場合、第4の実施形態による電力監視装置500は、被監視装置の消費電力の分析に必要なデータのみを測定および記録することができる。従って、メモリへ記録されるデータ容量を低減させることができるとともに、消費電力の分析時間を短縮することができる。

0078

第4の実施形態は、第1から第3の実施形態と組み合わせてもよい。例えば、第4の実施形態を第1または第2の実施形態と組み合わせた場合、電力監視装置100は、状態信号入力部30において状態信号を被監視装置から受け取る。状態信号が電力値の記録の開始条件を満たしている場合に、PLC10は、被監視装置の消費電力を記録する。そのとき、タイマ12が計時を開始する。そして、電力値の記録を開始してから所定時間経過後(例えば、1時間後)に、PLC10は、被監視装置の消費電力の記録を終了する。即ち、電力値の記録の始期は、被監視装置の状態信号によって決定され、電力値の記録の終期は、タイマ12の時間によって決定される。これにより、電力監視装置は、被監視装置が所定の状態になってから所定期間内における被監視装置の消費電力を記録、出力または表示することができる。このようにしても、本発明の効果を得ることができる。

0079

100、300、400、500・・・電力監視装置、1・・・筐体、2・・・電源、3・・・メモリカードスロット、10・・・PLC、11・・・メモリ、12・・・タイマ、20・・・データ入力部、30・・・状態信号入力部、40・・・外部出力部、50・・・表示出力部、51・・・ディスプレイ、60・・・メモリ、70・・・PC入出力部

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