(57)【要約】【課題】  機械装置からの稼動出力を定間隔のパルス信号にすることで、電力測定装置でそのパルスをカウントすることで稼動時間が測定でき、本来別々に機器の設置が必要となるところを電力測定装置と兼用できコスト的にも安価となる。【解決手段】  被測定物である機械装置１の稼動状態を示す複数のパラメータについて、パラメータ毎に稼動時間に対応した定周期パルスを出力する稼動出力回路３２を有するパルス発生装置２。パルス発生装置２からの定周期パルスを受信する検出分６と、受信したパルスを元に機械装置１の稼動時間を算出する演算部７を有する稼動時間演算装置５。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物である機械装置の稼動状態を示す複数のパラメータについて、パラメータ毎に稼動時間に対応した定周期パルスを出力する稼動出力回路を有することを特徴とするパルス発生装置。
【請求項２】
上記機械装置の電力量を基にした定周期パルスを出力する請求項１記載のパルス発生装置。
【請求項３】
被測定物である機械装置の稼動状態を示す複数のパラメータ毎に稼動時間に対応した定周期パルスを出力するパルス発生装置からの定周期パルスを受信する検出部と、受信したパルスを元に上記機械装置の稼動時間を算出する演算部とを有することを特徴とする稼動時間演算装置。
【請求項４】
受信した定周期パルス数に係数を乗じて稼動時間を算出する請求項３記載の稼動時間演算装置。
【請求項５】
被測定物である機械装置の稼動状態を示す複数のパラメータ毎に稼動時間に対応した定周期パルス、及び前記機械装置の電力量を基にした定周期パルスを出力するパルス発生装置からの定周期パルスを受信し、前記機械装置の稼働時間及び電力量を算出することを特徴とする稼動時間演算装置。
【請求項６】
算出した稼動時間と電力量とを組み合わせて図表、グラフ等を作成し、ネットワークを介して閲覧可能に表示する請求項５記載の稼動時間演算装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械装置の状態に応じた定周期パルス発信させることによる稼動時間測定方法であり、電力量測定可能な装置と組み合わせることによる稼動時間と電力量の同時表示演算が可能な稼動時間計に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、機械装置の稼動率を集計する技術は、パソコンやＬＡＮの発達により目覚しく進歩している。一方で、機械装置をフル活用し、生産を高めることは企業の永遠のテーマであり、合せて高効率運転にプラスして少エネルギーで高生産を高めるニーズ（省エネ）は高まる傾向である。
【０００３】
そこで、工場内の機械装置個々に電力量計をつけ電力量の監視を行ったり、より細かく、タイムリーにサンプリングし、稼動率を分析するニーズは高まっている。
【０００４】
一般的に、電力量の測定には機械装置の元電源から電流・電圧を介し信号円板のスリットをセンサで計数しパルス発信するもの（特許文献２参照）や、円板を使用せず電子回路にて測定しパルス発信するものがある（特許文献３参照）。発信された電力量のパルス信号は、特許文献２にあるように電力パルスを計数し、そのパルスを受信測定装置で演算し電力量を算出している。
【０００５】
今回この電力用パルス受信測定装置を使用して機械稼動時間を測定できないものか検討したが、動作時間中に機械装置制御部から連続的に出力される稼動時間を測定することが前記装置ではできなかった。また、特許文献１にあるように、スタート時の立ち上がり立下りパルスと、そのサイクル終了時を示す２個目の立ち上がり立下りパルスではサイクル時間を測定する方式では電力用パルス受信測定装置を使用してその時間を測定するのが困難であった。
【０００６】
従来の機械装置の稼動時間測定は、機械装置の制御部から運転時出力する稼動動作信号を、検出部を介し、専用稼動率計などでその信号の長さ、あるいはその信号の立ち上がりから、次の立ち上がりまでの時間を吸い上げ時間測定することにより稼動時間を測定している。
【０００７】
また、半導体製造装置の稼動時間測定としては予め稼動周期がわかっている測定手段として、稼動発生時に信号をＯＮし次にＯＦＦし、次の稼動時間発生信号ＯＮまでの周期を予め記憶している時刻に信号の立ち上がりを検出し稼動時間としている。しかし、半導体装置の作業のずれなどで周期がずれ、予測の時刻と稼動信号があわず稼動中なのに未稼動」と判定するのを防止するため、稼動発生時に信号をＯＮし次にＯＦＦするまでの設定変動時間値を変更（長く）することにより予測の時間と一致する確立を高めている公知例（特許文献１参照）がある。この場合、半導体製造装置からの稼動信号は予め作業パターンが決まっていることから、予め記憶装置設定された時刻に装置側から発信する稼動信号が立ち上がっているか否かを検出してその周期を稼動時間としており、動きが単純なある決められたパターンの装置稼動時間の測定には良いが、そのつど動きが違うものや、加工ワークにより時間が変わるものなどには、膨大な動作パターンとなり、現実には不可能である。
【０００８】
また、半導体製造装置から発せられる稼動信号は、稼動サイクルの区切りで発信されていることから、このサイクルの時間が本当に稼動しているのかどうかは、一般装置に置き換えた場合、測定が困難である。
【０００９】
工場などにある機械装置の稼動率を測定する場合、一例として特許文献１にあるような稼動率測定装置を新たに設ける必要がある。また、前記機械装置の電力量を測定する場合、特許文献４にあるような電力測定装置を設ける必要がある。よって別々に測定装置を設ける必要があった。
【特許文献１】特開平５−４７６１９号公報
【特許文献２】特開２００３−１０６８７０号公報
【特許文献３】特開平８−１２２３７０号公報
【特許文献４】特開平６−２２５４５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来であれば、機械装置の稼動出力回路から発信される稼動信号は、図２に示すように、Ａ出力−１のように装置の電源ＯＮ時間に対応して出力信号をＯＮとし、また、Ｂ出力−１の自動運転に対応して出力信号をＯＮとし、各々のＯＮ時間を検出部６と演算部７とで時間測定し、そのデータを監視装置１０に送り、稼動時間として処理していたが、測定方式が電力量等の測定方式と相違するため、複数の測定装置が必要であった。
【００１１】
そこで、本発明は、電力用パルス受信測定装置が電力を測定するときに、予め設定された基準パルス（例：１パルス／０．１ｋｗｈ）の計数と時間の乗算で電力量を求める測定方式であることに着目し、図１に示すように、機械装置１に接続した制御装置２のＰＬＣ（プルグラマブル  ロジック  コントローラ）３−１と稼動出力回路３−２を通じ、稼動時や段取り時また電源ＯＮ時などに予め設定したパルス周期で機械装置側から各々の装置の動作状態に応じ、出力ポートＡＢＣから前記電源ＯＮ時間は、図２に示すように、Ａ出力−２（電源ＯＮ時間）に示すように各々のパルスを周期的発信することで、それを電力用パルス受信測定装置５が検出部６で受信計数し、演算部７で設定パルスあたりの時間とパルスのカウント数を乗算し、転送部８でネットワーク９を介し、監視装置１０でその装置の稼動時や段取り時、電源ＯＮ時の時間を測定するようにしたものである。
【００１２】
本発明により、装置制御部の稼動出力を定間隔のパルス信号にすることで、電力測定装置でそのパルスをカウントすることで稼動時間が測定でき、電力量と相まって稼動時間と結びつけることにより、通常の正味稼動時間の追求による稼動効率向上のほか、電力あたりの稼動時間など分析ができ、本来別々に機器の設置が必要となるところを電力測定装置と兼用できコスト的にも安価となる稼動時間計を提供する事が出来る。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、工場などにある機械装置に接続した制御装置に発信回路を設け、その発信周期を任意に設定できるようにし（固定でも可）、その周期を一定もしくはある決められたシーケンスで発信できるように、それを、回線などを通じ、電力量測定装置（稼動時間演算装置）に取り込むことにより、電力量測定装置側の設定によりその周期に合せた設定に変更することで電力量測定装置から監視用パソコンに取り込み、そのデータをエクセルなどの加工用ソフトにて、演算させ稼動時間として処理するものである。
【００１４】
前記の発信取込み回路を図１のＡ，Ｂ，Ｃのようにいくつか設け、発信側でＡ出力を電源ＯＮ時間として、Ｂ側で自動運転とし、図２の本発明のＡ出力、Ｂ出力のようなｔの値を同じにすればその周期をカウントし周期ｔの時間を乗算することで各々の稼動時間がわかる。よって稼動時間が測定できるものである。
【００１５】
また、電力量に於いても、前記同様にパルス数をカウントすることにより、その装置の電力量が測定できる。ゆえに、機械側の出力を稼動時間、電力量、出来高、故障時間などにすることにより、電力量測定装置１台で多種の機械の情報を得ることが出来る。
【００１６】
すなわち、本発明は、被測定物である機械装置の稼動状態を示す複数のパラメータについて、パラメータ毎に稼動時間に対応した定周期パルスを出力する稼動出力回路を有するパルス発生装置である。
【００１７】
また、本発明は、上記機械装置の電力量を基にした定周期パルスを出力するパルス発生装置である。
【００１８】
そして、本発明は、被測定物である機械装置の稼動状態を示す複数のパラメータ毎に稼動時間に対応した定周期パルスを出力するパルス発生装置からの定周期パルスを受信する検出部と、受信したパルスを元に上記機械装置の稼動時間を算出する演算部とを有する稼動時間演算装置である。
【００１９】
更に、本発明は、受信した定周期パルス数に係数を乗じて稼動時間を算出する稼動時間演算装置である。
【００２０】
また、本発明は、被測定物である機械装置の稼動状態を示す複数のパラメータ毎に稼動時間に対応した定周期パルス、及び前記機械装置の電力量を基にした定周期パルスを出力するパルス発生装置からの定周期パルスを受信し、前記機械装置の稼働時間及び電力量を算出する稼動時間演算装置である。
【００２１】
そして、本発明は、算出した稼動時間と電力量とを組み合わせて図表、グラフ等を作成し、ネットワークを介して閲覧可能に表示する稼動時間演算装置である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、電力量測定装置を利用し、機械装置から定周期にて稼動情報を送ることで電力量はもとより稼動時間や出来高も同時に測定でき、稼動率計を新たに設置する必要がなく、同じ電力量測定装置で測定が可能となる。このため、電力量と稼動時間、出来高などを同時に測定できることから、このデータを一つのパソコンで加工することで、エネルギーはもとより、稼動率、出来高などの把握が可能で、ついては予防保全、省エネ、生産効率向上、工程管理などに利用でき、生産コストの大幅削減につなげることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明を実施するための最良の形態を説明する。
以下本発明のパルス発生装置及び稼動時間演算装置について、図面により説明する。図１は本発明のブロック図を示す。被測定物である機械装置１に接続した制御装置（パルス発生装置）２に稼動出力回路３−２を設ける。これは制御装置２の中に含まれるプログロマブルロジックコントローラ（以下ＰＬＣ）３−１の内部回路に稼動出力回路３−２を設けることにより、違った形態の出力４−Ａ、４−Ｂ、４−Ｃの発信が可能である。これらの出力は、機械装置１の稼動状態をそれぞれ示す複数のパラメータである。
【００２４】
この３形態の出力を、例えば４−Ａを電源ＯＮ時間、４−Ｂを自動出力時間、４−Ｃを電力量とすることで、稼動時間演算装置５の検出部６で受信計数し、演算部７で設定パルスあたりの時間とパルスのカウント数を乗算し、転送部８でネットワーク（ＬＡＮ）９を介して接続した監視装置１０で、機械装置１の電力量、稼動時間や、電源ＯＮ時の時間を測定するようにしたものである。なお、パルスの発生について、稼動時間の始めと同期させて、制御装置２がパルス発生をしているが、他のパルス発生装置が発生した定周期パルスを稼働時間の間だけ利用し、稼働時間を示すことも可能である。
【００２５】
図２は、本実施例及び従来例におけるパルス発生装置の出力を示している。従来例では、Ａ出力−１（電源ＯＮ時間）は、電源ＯＮの間、連続的（ｔ）に出力されっぱなしであった。本発明では、電源ＯＮ時間について、Ａ出力−１のように連続的ではなく、Ａ出力−２のように一定周期にて間欠状に出力するようにしたものである。
【００２６】
また自動運転出力についても、従来例では、Ｂ出力−１のように連続的にある時間のみ出力するのに対し、本発明では、Ｂ出力−２に示すように、一定周期の間欠状出力がある時間のみ出力するようにしたものである。
【００２７】
図３は、本発明のパルス発生装置と稼動時間演算装置を組合わせたシステムを示したもので、機械装置１の状態に応じた時間のみ、パルス発生装置から一定周期に発信された各々パルス信号（４−Ａ，４−Ｂ，４−Ｃ）は、稼働時間演算装置５が受信してそのパルスを計数することで、監視装置１０により処理され、データはサーバ１１に保管される。またサーバ１１の情報はネットワーク９を介し、各々のパソコン１２から見られ、機械装置１から得られた情報は、監視装置１０により加工された分析データとして見ることが出来る。
【実施例１】
【００２８】
実施例１を説明する。図４に示すように、本実施例は、運転時間当たりの出来高、電力量をパラメータとする事例である。ここで出力Ａにおいて、運転パルスの周期をｔ０とし、パルス数をｎ個とした場合、運転時間はｔ０×ｎ個＝ｔとなる。また、未稼動（休し）の時は、パルス発生装置からのパルスは発信されない。
【００２９】
次は出力Ｃであるが、これはその機械装置から加工されるワークが１個完成する毎に１パルス発生するようにしたものであり、また、出力Ｄは運転、待機も含めた電力量パルスを示す。以上によれば、出力Ｂ（運転パルス）、出力Ｃ（出来高）、出力Ｄ（電力量）を基にし、運転時間当たりの出来高、運転時間当たりの電力消費量が監視装置（図示せず）により処理され、原単位で管理することが可能である。
【実施例２】
【００３０】
実施例２を説明する。図５は機械装置の稼動形態に応じパルス幅を可変することでその状態を認知するようにした事例である。この場合、図１の稼働時間演算装置５が検出部６で受信計数し、演算部７ではパルス幅の時間測定を測定する機能が必要である。しかしながら、予め機械装置１側のパルス発生装置は、その形態に合せパルス周期を決めておき、その状態に応じ発信するようにする。図１の演算部７では、その長さを検出し、計数することで乗算することでそれぞれの稼働時間がわかる。後は、転送部８でネットワーク９を介し、監視装置１０で機械装置１の電力量、稼動時間や、電源ＯＮ時の時間を測定するようにしたものである。
【００３１】
図５に示す運転パルスｔ１、段取パルスｔ２、トラブルパルスｔ３、未稼動（パルス無し）について、パルス発生装置から発せられるパルスの長さ（周期）ｔ１〜ｔｎを決めておき、機械装置の状態をわかるようにした事例である。
【００３２】
以上実施例で説明したように、本発明は、機械装置の稼動時間を一定周期のパルスに置き換えて受信測定装置にて測定し、装置の稼動時間や出来高、電力量などタイムリー処理することで、省エネや機械の効率運転、予防保全などを可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明のパルス発生装置及び稼動時間演算装置を説明するブロック図。
【図２】従来技術と本発明の出力の説明図。
【図３】本発明のパルス発生装置及び稼動時間演算装置を組合わせたシステムの説明図。
【図４】実施例１における出力の説明図。
【図５】実施例２における出力の説明図。
【図６】従来例１の説明図。
【図７】従来例２の説明図。
【符号の説明】
【００３４】
１：機械装置
２：制御装置
３−１：ＰＬＣ
３−２：稼動出力回路
４−Ａ〜４−Ｃ：出力
５：稼働時間演算装置
６：検出部
７：演算部
８：転送部
９：ＬＡＮ
１０：監視装置
１１：サーバ
１２：パソコン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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