射出成形機の電力監視装置
【課題】射出成形機の使用電力を電力料金の算定根拠となるデマンド時間単位で時刻に対応させて積算、さらに時刻に対応させて射出成形機の電力監視装置を提供する。
【解決手段】計測を開始する時点の時刻情報を取得し、経過時間ｔおよび積算使用電力量を初期化する（ＳＡ１００、ＳＡ１０１）。１制御周期毎の電力量を計算し、計算して求めた電力量を制御周期毎に１分間毎に積算し使用電力量を算出し、現在時刻情報を取得する（ＳＡ１０２〜ＳＡ１０７）。稼動状態の情報を取得し、積算使用電力量を算出し、現在時刻情報に対応させて稼動状態の情報および積算使用電力量を記憶装置に記憶する（ＳＡ１０８〜ＳＡ１１０）。経過時間を１分増加し経過時間ｔがデマンド時間の３０分を経過すると、次のデマンド時間３０分間の積算使用電力量を算出するためステップＳＡ１０１へ戻る（ＳＡ１１１、ＳＡ１１２）。
【解決手段】計測を開始する時点の時刻情報を取得し、経過時間ｔおよび積算使用電力量を初期化する（ＳＡ１００、ＳＡ１０１）。１制御周期毎の電力量を計算し、計算して求めた電力量を制御周期毎に１分間毎に積算し使用電力量を算出し、現在時刻情報を取得する（ＳＡ１０２〜ＳＡ１０７）。稼動状態の情報を取得し、積算使用電力量を算出し、現在時刻情報に対応させて稼動状態の情報および積算使用電力量を記憶装置に記憶する（ＳＡ１０８〜ＳＡ１１０）。経過時間を１分増加し経過時間ｔがデマンド時間の３０分を経過すると、次のデマンド時間３０分間の積算使用電力量を算出するためステップＳＡ１０１へ戻る（ＳＡ１１１、ＳＡ１１２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機の電力監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力料金は、基本料金と実際に使用した電力量で決まる電力量料金とからなっている。このうち基本料金の算定の根拠となる契約電力は、１年間を通じての最大需要電力を基準として決定される。電力会社は刻々と変わる需要電力を記録型計量器によりデマンド時間（３０分単位）の平均使用電力（平均値）として計量している。この平均使用電力のうち、１ヶ月間の最大の値をその月の最大需要電力としている。そのため、図９に示すようにデマンド時間である３０分内で積算使用積算電力量が電力量監視値を超えないようにしている。最大需要電力は、工場内における稼動設備が多ければ多いほど大きくなる。設備の使用時間などをずらすと、最大需要電力を小さくすることができ、契約電力の減少につながる。
【０００３】
射出成形機を複数台設置して使用する場合、最大需要電力を小さくするために機械の使用時間をずらす必要がある。そのためには射出成形機が稼働する場合、どのように電力が消費されるのかを分析する必要がある。射出成形機は、金型を開閉したり射出・計量などを行うためのモータ、樹脂を溶融するためのヒータ、モータを制御したりヒータの加熱を制御する制御装置等を備えており、それらはそれぞれが電力を使用している。射出成形機の使用電力を把握することは、成形品の生産コストを算出するために重要である。
【０００４】
特許文献１には、１サイクル毎の使用電力量を検出して制御装置の表示器や記憶媒体に出力する技術が開示されている。特許文献２には、運転中や成形準備中の使用電力を時刻で表示する技術が開示されている。特許文献３には、成形中の各射出成形機の動作タイミングにより使用電力量が大きくなる時間が重ならないように、複数の射出成形機を管理する管理方法の技術が開示されている。
【０００５】
特許文献４には、複数の射出成形機を設置した射出成形工場において平均使用電力を抑えるために、各射出成形機の中間工程（１成形サイクルが終了してから次の成形サイクルが始まるまでの休止工程）を調整して電力量の集中を回避する技術、さらに管理装置を用いて複数の射出成形機における１成形サイクルあたりの電力量および中間工程の電力量を集約し、各射出成形機に対して中間工程時間を指令する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２０６１５０号公報
【特許文献２】特開２００７−８３４３２号公報
【特許文献３】特開２００７−２１８６１号公報
【特許文献４】特開昭６１−１８０５３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
射出成形機を用いて成形を行う場合、成形中以上に射出成形機のシリンダを加温するシリンダヒータや金型を加温する金型ヒータを加熱し、成形の準備を行う段階において最も使用電力量が大きくなる。
したがって、例えば、月曜日の朝や長期休暇の後などに、複数の射出成形機のシリンダヒータや金型ヒータを加熱する昇温作業を一斉に行うと、複数の射出成形機による使用電力量の合計値は成形運転中の合計値よりも高くなる。
【０００８】
背景技術で説明したように、電気料金を決めるためのデマンド時間は３０分毎の積算値から求めるため、３０分毎の使用電力量を把握する必要がある。さらに、使用電力量を削減するための対策を行うためには、射出成形機の稼働状態（ヒータ使用中・成形運転中・金型交換中・樹脂排出中など）と関連させて使用電力を把握する必要がある。
【０００９】
背景技術で説明した特許文献１に開示される技術は、１サイクル毎の使用電力量を検出して制御装置の表示器や記憶媒体に出力する技術であり、デマンド時間に対応した出力を行うものではなく、特許文献２に開示される技術は、運転中や成形準備中の使用電力を時刻で表示するものであり、デマンド時間に対応した表示を行うものではない。また、特許文献３や特許文献４に開示される技術は、射出成形機が運転中の使用電力量に着目し、複数の射出成形機の使用電力量が重ならないように自動調整をおこなうものであり、デマンド時間に関連したものではなく、射出成形機の稼働状態と関連させた使用電力量の把握はできなかった。
【００１０】
そこで本発明の目的は、射出成形機の使用電力を電力料金の算定根拠となるデマンド時間単位で時刻に対応させて積算、さらに時刻に対応させて射出成形機の稼働状態とともに記憶し、記憶された積算使用電力量と稼働状態を時刻に対応させて射出成形機の表示装置の表示画面に表示、射出成形機に接続された印刷機に印刷、射出成形機に接続された記憶装置（内蔵されたメモリも含む）あるいは通信回線を介して外部に送信することにより、射出成形機の使用電力量の変化と稼働状態との関連を容易に把握することができる射出成形機の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】
【００１１】
本願の請求項１に係る発明は、射出成形機の使用電力を検出する電力検出手段と、第１の所定時間毎の時刻情報を取得する時刻情報取得手段と、前記電力検出手段により検出された使用電力に基づき前記第１の所定時間毎の使用電力量を算出する使用電力量算出手段と、前記時刻情報取得手段により取得される時刻情報の時刻における前記射出成形機の稼動状態を検出する稼動状態検出手段と、前記使用電力量算出手段により算出された前記第１の所定時間毎の使用電力量を前記第１の所定時間毎に第２の所定時間毎に加算し積算使用電力量を算出する積算使用電力量算出手段と、前記時刻情報取得手段により取得された時刻情報に対応させて少なくとも前記積算使用電力量算出手段により算出された積算使用電力量および前記稼動状態検出手段により検出された稼動状態を記憶する記憶手段とを備え、
前記記憶手段に記憶された積算使用電力量および稼動状態を時刻情報に対応させて、前記射出成形機に接続された表示装置の表示画面に表示したり、射出成形機に接続された印字装置に印字したり、射出成形機に接続された外部記憶装置に記憶したり、通信回線を介して外部装置に出力することを少なくとも１つ行うことを特徴とする射出成形機の電力監視装置である。
【００１２】
請求項２に係る発明は、前記稼動状態検出手段によって検出される稼動状態は、少なくとも前記射出成形機が成形運転中であることを表す情報および加熱用ヒータを使用中であることを表す情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の射出成形機の電力監視装置である。
請求項３に係る発明は、前記稼動状態検出手段によって検出される稼動状態は、成形品の識別情報が含まれることを特徴とする請求項１または２のいずれか１つに記載の射出成形機の電力監視装置である。
【００１３】
請求項４に係る発明は、前記電力検出手段は、更に少なくとも前記射出成形機の駆動に使用される電力、加熱用ヒータに使用される電力、これら以外の射出成形機の制御装置等に使用される電力とを区別して検出し、前記使用電力量算出手段は、更に該電力検出手段により区別して検出された電力の前記区別毎の電力量を算出し、前記積算使用電力量算出手段は、更に該使用電力量算出手段により算出された電力量の前記区別毎の積算電力量を算出し、前記記憶手段は、更に前記区別毎の積算電力量を前記時刻情報に対応させて記憶し、前記記憶手段に記憶された前記区別毎の積算電力量、積算使用電力量、および稼動状態を時刻情報に対応させて、前記射出成形機に接続された表示装置の表示画面に表示したり、射出成形機に接続された印字装置に印字したり、射出成形機に接続された外部記憶装置に記憶したり、通信回線を介して外部装置に出力することを少なくとも１つ行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の射出成形機の電力監視装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、射出成形機の使用電力を電力料金の算定根拠となるデマンド時間単位で時刻に対応させて積算、さらに時刻に対応させて射出成形機の稼働状態とともに記憶し、記憶された積算使用電力量と稼働状態を時刻に対応させて射出成形機の表示装置の表示画面に表示、射出成形機に接続された印刷機に印刷、射出成形機に接続された記憶装置（内蔵されたメモリも含む）あるいは通信回線を介して外部に送信することにより、射出成形機の使用電力量の変化と稼働状態との関連を容易に把握することができる射出成形機の電力監視装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明における射出成形機の電力監視システムの全体図である。
【図２】電力測定器を用いて射出成形機の使用電力を測定することを説明する図である。
【図３】本発明の射出成形機の電力監視装置が実行する処理のアルゴリズムを示す第１のフローチャートである。
【図４】デマンド時間と時刻とを対応させて電力量を記憶することを説明する図である。
【図５】射出成形機の表示装置に表示される画面の例（その１）である。
【図６】本発明の射出成形機の電力監視装置が実行する処理のアルゴリズムを示す第２のフローチャートである。
【図７】デマンド時間と時刻とを対応させて射出成形機で消費される電力量を、モータ、ヒータ、その他の部分ごとに記憶することを説明する図である。
【図８】射出成形機の表示装置に表示される画面の例（その２）である。
【図９】デマンド時間毎に積算使用電力量を監視することを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明における射出成形機の電力監視システムの全体図である。本発明のシステムでは、工場内に設置されたｍａｘ台の射出成形機２1〜２max（ｍａｘ台全体のうちのいずれか１台の射出成形機を表すときは以下単に「射出成形機２」という）が、通信回線５を介して管理装置１に接続されている。射出成形機２は図２に示すようにそれぞれ制御装置２６を備えている。各射出成形機２はそれぞれ電力線４を介して主電源から電力が供給されている。
【００１７】
各射出成形機２にはそれぞれ電力測定器３1〜３max（ｍａｘ台全体のうちのいずれか１台の電力測定器を表すときは以下単に「電力測定器３」という）が設置されている。各電力測定器３はそれぞれ設置された各射出成形機２の使用電力を測定する。各電力測定器３で測定された結果は、射出成形機２の制御装置２６に送られ、制御装置２６において射出成形機２の使用電力量を算出する。管理装置１はＣＰＵ、メモリ、通信回路など（図示せず）を備えている。
【００１８】
図２は、電力測定器３を用いて射出成形機２の使用電力を測定することを説明する図である。射出成形機２は射出部と型締部（図示せず）を備え、図２は射出部を示し射出成形機２のノズル１０にはノズルを加熱するノズル用ヒータ１１が装置されている。シリンダ１２にはシリンダを加熱するシリンダ用ヒータ１３，１４が装着されている。ノズル用ヒータ１１、およびシリンダ用ヒータ１３，１４にはそれぞれ、ヒータの温度を測定するための熱電対１５，１６，１７が設けられている。また、ノズル用ヒータ１１、およびシリンダ用ヒータ１３，１４にはそれぞれ、主電源からの電力がリレー１９，２０，２１を介して供給されている。リレー１９，２０，２１を個別にオン・オフ制御することによって、各ヒータ１１，１３，１４を加熱制御することができる。
【００１９】
シリンダ１２内にはスクリュ２２が挿入されており、スクリュ２２はサーボモータ２３によって駆動されシリンダ１２内をノズル１０方向に対して前進後退の動作を行う。スクリュ２２の前進後退の動作によって射出・保圧・計量の各射出成形の各工程が実行される。サーボモータ２３はサーボアンプ２５から駆動用電力が供給される。サーボアンプ２５には電力測定器３を介して主電源からの電力が供給されている。なお、ロードセル１８は、スクリュ２２に作用する力を測定する圧力測定手段である。
【００２０】
制御装置２６は射出成形機２を全体的に制御する装置であり、サーボアンプ２５を介してサーボモータ２３を駆動制御するサーボＣＰＵ２７を有する。サーボＣＰＵ２７にはサーボ制御専用の制御プログラムを格納したＲＯＭやデータの一時記憶に用いられるＲＡＭが接続されている。サーボＣＰＵ２７にはサーボモータ２３に内蔵される位置・速度検出器２４からの位置・速度フィードバックの情報が入力し、サーボＣＰＵ２７はサーボモータ２３をフィードバックされた情報に基づいてサーボ制御を行う。
【００２１】
ＣＮＣＣＰＵ２８は、数値制御用のマイクロプロセッサであり、射出成形機を全体的に制御する自動運転プログラムを格納するＲＯＭ、データを一時的に格納するＲＡＭが接続されている。入出力回路２９はバス３２を介してＣＮＣＣＰＵ２８，ＰＭＣＣＰＵに接続されている。入出力回路２９は、電力測定器３から射出成形機２の使用電力に関するデータを入力し、ノズル１０およびシリンダ１２に装着された各ヒータ１１，１３，１４の温度を測定する熱電対１５，１６，１７からの温度検出信号を入力する。また、入出力回路２９は、各ヒータ１１，１３，１４への電力の供給のオン・オフを制御する指令信号をリレー１９，２０，２１に出力する。
【００２２】
入出力装置付表示装置３０は液晶表示装置を備えた表示装置であって、液晶表示回路（ＬＣＤ表示回路）を介してバス３２に接続されている。表示装置の画面には、各種グラフ表示などを行うことができ、本発明に係る表示内容も表示装置に表示させる。通信回路３１は、射出成形機２によって使用される使用電力に関する情報を通信回線５を介して管理装置１に出力する通信回路である。
【００２３】
射出成形機２はそれぞれ射出成形機を制御する制御装置２６を備えている。制御装置２６は、入出力インタフェース、サーボＣＰＵ、液晶表示装置などを用いる表示装置、通信回路、を備える。射出成形機２は射出成形機の使用電力を測定する電力測定器３を介して主電源から電力が供給される。電力測定器３は、各ヒータ１１，１３，１４、サーボアンプ２５、および制御装置２６に主電源から供給される電力を計測することができ、射出成形機２の使用電力を計測することができる。制御装置２６のＣＮＣＣＰＵ２８は電力測定器３から射出成形機２の使用電力のデータを取得し、後述する図３あるいは図６に示すアルゴリズムを示すフローチャートの処理を実行することにより、モータの電力量およびその積算電力量、ヒータ１１，１３，１４の電力量およびその積算電力量、制御装置２６等その他の電力量およびその積算電力量を算出する。また、射出成形機２の全体で使用される使用電力量および積算使用電力量を算出する。算出された各データはメモリであるＲＡＭに格納することができる。
【００２４】
制御装置２６で算出した使用電力量は、通信回路３１から管理装置１に送られる。または、電力測定器３から制御装置２６に入力する使用電力のデータを管理装置１に送り出し、管理装置１内で各射出成形機２の使用電力量を算出するようにしてもよい。あるいは、電力測定器３に使用電力量を算出する機能を持たせ、電力測定器３から制御装置２６を介して管理装置１に使用電力量のデータを送信するようにしてもよい。なお、本発明の実施形態においては、後述する電力監視処理のための所定時間（デマンド時間）の電力量積算処理（図３参照）で用いられる射出成形機の過去１分間の積算使用電力量ＥＭ（Ｍ）が読み込まれることから、所定のサンプリング時間は１分とし、１分間隔で使用電力量を算出する必要がある。
【００２５】
なお、射出成形機２の使用電力は射出成形機に取り付けられた電力測定器３を用いて直接測定することに替えて、電動射出成形機の場合には、下記の数１式〜数３式を用いて使用電力を計算で求めてもよい。
サーボ装置の電力＝モータ回転数＊駆動電流＋駆動電流2＊モータ巻き線抵抗＋サーボアンプの発熱量・・・（数１）
ヒータの電力＝ヒータワット数・・・（数２）
制御装置等の電力＝定数・・・（数３）
制御装置２６は、モータ回転数と駆動電流をサーボモータからのフィードバック情報とサーボアンプからのフィードバック情報として取得できる。モータの巻き線抵抗はモータ固有の値であるから事前に取得しておく。サーボアンプの発熱量は一般に、サーボアンプに流れる電流に比例する。電流から発熱量に変換するための変換計数を実験的に求めておき、その変換係数とアンプを流れる電流との積により、アンプの発熱量を推計する。制御装置２６等の電力は、事前に消費電力を実験的に求めておく。ヒータワット数は既知の値であり、ヒータ通電時間も制御装置２６によって計測できる。
【００２６】
射出成形機２は図２に示される構成以外に、型締用サーボモータ、スクリュ回転用サーボモータなどを備えており、これらに供給される電力も含めて電力測定器３は測定することができる。なお、制御装置２６は公知の射出成形機の制御装置と同様に、バス３２に接続されるシーケンス制御用にＰＭＣＣＰＵ、成形データ保存用ＲＡＭを備えている。
【００２７】
図３は、本発明の射出成形機の電力監視装置が実行する処理のアルゴリズムを示す第１のフローチャートである。以下、ステップに従って説明する。
●［ステップＳＡ１００］計測を開始する時点の時刻Ｔの時刻情報を取得する。時刻情報は、日本標準時に従った時刻でもよいし、計測開始からの総経過時間でもよい。
なお、射出成形機の現在時刻を日本標準時に合わせる手段としては、射出成形機の制御装置に接続された電波時計（図示しない）を使用するか、あるいは日本標準時に合わせてある管理装置１より通信回線を通じて射出成形機に時刻を設定してもよい。
●［ステップＳＡ１０１］経過時間ｔおよび積算使用電力量を初期化する。この経過時間ｔはデマンド時間内での経過時間である。このフローチャートの処理ではデマンド時間を３０分としているので、経過時間ｔは最長で３０分である。
●［ステップＳＡ１０２］電力監視終了の指令があるか否か判断し、電力監視終了の指令があれば計測処理を終了し、電力監視終了の指令がない場合にはステップＳＡ１０３へ移行する。電力監視終了の指令は、例えばオペレータによる指令、電力監視終了時刻の到来などによって行う。
●［ステップＳＡ１０３］使用電力量を初期化する。
●［ステップＳＡ１０４］射出成形機の使用電力を検出する。使用電力の検出は電力測定器を用いて射出成形機に主電源から供給される電力を検出する。供給される電力の検出は制御周期毎に実行する。
●［ステップＳＡ１０５］ステップＳＡ１０４で検出した電力の検出値と制御周期の時間とを乗算し１制御周期毎の電力量を計算し、計算して求めた電力量を制御周期毎に積算し使用電力量を算出する。
●［ステップＳＡ１０６］現在時刻情報を取得する。
●［ステップＳＡ１０７］計測開始から１分間経過したか否か判断し、１分経過していなければステップＳＡ１０４へ戻り、電力量の計算と使用電力量の算出を継続し、１分間経過するまで使用電力量の計算および加算を実行する。
●［ステップＳＡ１０８］稼動状態の情報を取得する。
●［ステップＳＡ１０９］積算使用電力量を算出する。
●［ステップＳＡ１１０］現在時刻情報に対応させて稼動状態の情報および積算使用電力量を記憶装置に記憶する。
●［ステップＳＡ１１１］経過時間ｔを１つ増加する。
●［ステップＳＡ１１２］経過時間ｔは３０以下であるか否か判断し、以下である場合にはステップＳＡ１０３へ戻り処理を継続し、以下でない場合にはステップＳＡ１０１へ戻り、処理を継続する。
【００２８】
上述の処理について補足して説明する。
まず、ステップＳＡ１０５における使用電力量の算出とステップＳＡ１０９における積算使用電力量の算出について説明する。射出成形機２に主電源から供給される電力を電力測定器３により制御周期毎に検出する。電力測定器３により検出された電力と制御周期毎の時間を乗算し、１制御周期における電力量を算出する。そして、１分間に渡って電力量の加算を行う。また、積算使用電力量は１分間に加算された電力量をデマンド時間に渡って１分毎に積算していく。
【００２９】
ステップＳＡ１０７の経過時間ｔが１分経過したか否かで判断したが、経過時間を１分より短く、または長く設定することも可能である。なお、ステップＳＡ１０７における判断は第１の所定時間毎の判断である。
ステップＳＡ１０８の稼働状態の情報について説明する。稼働状態（運転状態）Ｓｍａは、０：停止中、１：成形運転中、２：金型交換中、３：樹脂排出中を表す。稼働状態（ヒータ関連）Ｓｈａは、０：ヒータ不使用、１：ヒータ使用中を表す。稼働状態（成形品の名称）Ｓｐａを射出成形機２の制御装置２６から取得する。
また、ステップＳＡ１１２で経過時間ｔが３０分経過したか否かで判断したが、経過時間ｔを３０より短く、または長く設定することも可能である。ステップＳＡ１１２で経過時間ｔを３０分で判断するようにしているのは、デマンド時間の３０分に合わせるためである。なお、ステップＳＡ１１２における判断は第２の所定時間毎の判断である。
【００３０】
図４は、デマンド時間と時刻とを対応させて電力量を記憶することを説明する図である。図４は、図３に示すアルゴリズムの処理を実行し求められた、経過時間ｔに対応した積算使用電力量ΣＥａ（ｔ）、稼動状況（経過時間ｔに対応した稼動状態（運転状態）Ｓｍ（ｔ）および経過時間ｔに対応したヒータの稼動状態Ｓｈ（ｔ）、経過時間ｔに対応した稼動状態（成形品）Ｓｐ（ｔ））を時刻Ｔに対応させて記憶装置に格納することを示している。ｔは経過時間を表す。なお、図４には表示されていないが、計測を開始した時刻（図３のステップＳＡ１００で読み込んだ現在時刻情報）も射出成形機の記憶手段に記憶されている。なお、経過時間ｔに対応した使用電力量Ｅａ（ｔ）は図３に示すフローチャートの処理では記憶するようにはなっていないが、ステップＳＡ１０７で１分経過した後に使用電力量Ｅａ（ｔ）を記憶手段に記憶するステップを行う。
【００３１】
図５は、射出成形機の表示装置に表示される画面の例（その１）である。図５の表示例は、積算使用電力量ΣＥａ（ｔ）を縦軸に時刻Ｔを横軸とした折れ線グラフ、および時刻Ｔに対応して稼動状態（運転状態）Ｓｍ（ｔ）、ヒータの稼動状態Ｓｈ（ｔ）、ならびに稼動状態（成形品）Ｓｐ（ｔ）を帯グラフとして表示している。
積算使用電力量ΣＥａ（ｔ）はデマンド時間の３０分で初期化され、デマンド時間内での射出成形機２の使用電力量の増加度合いを把握することが可能である。折れ線グラフは、射出成形機２の記憶手段に格納されたデータ（図４参照）を用いて表示される。同様に、射出成形機２の稼動状態を表すデータも記憶手段に格納されたデータ（図４参照）を用いて表示される。図５に示されるように、デマンド時間内での積算使用電力量の折れ線グラフと射出成形機の稼動状態とを同じ時刻Ｔに対応させて表示させることができる。
【００３２】
図５に示される表示内容は表示装置の表示画面に表示させるだけではなく、射出成形機２の制御装置２６に接続されている印刷装置（図示せず）により紙媒体に印刷するようにしてもよい。または、制御装置２６に接続された外部記憶装置（図示せず）や通信回線を介して管理装置１などの外部装置に出力するようにしてもよい。
【００３３】
図４や図５を用いて説明した本発明の実施形態では、射出成形機２で使用される電力を全体として把握していた。射出成形機２の使用される電力量の管理を行おうとすると、より詳細に射出成形機２を構成するモータ、ヒータ、または制御装置２６などその他のそれぞれの使用電力を独立して検出し、それぞれの電力量に関するデータを収集する必要がある。
【００３４】
図６は、本発明の射出成形機の電力監視装置が実行する処理のアルゴリズムを示す第２のフローチャートである。このアルゴリズムのフローチャートは、前述したように、射出成形機で使用される電力を射出成形機のモータ、ヒータ、および制御装置等その他に区分けして独立に検出し、それぞれの電力量を求める処理を行う。以下、各ステップに従って説明する。
●［ステップＳＢ１００］計測を開始する時点の時刻情報を取得する。時刻情報は、日本標準時に従った時刻でもよいし、計測開始からの総経過時間でもよい。
なお、射出成形機の現在時刻を日本標準時に合わせる手段としては、射出成形機の制御装置に接続された電波時計（図示しない）を使用するか、あるいは日本標準時に合わせてある管理装置１より通信回線を通じて射出成形機に時刻を設定してもよい。
●［ステップＳＢ１０１］経過時間ｔ、各積算電力量、および積算使用電力量を初期化する。なお、各積算電力量は、モータの積算電力量、ヒータの積算電力量、および制御装置等その他の積算電力量である。
●［ステップＳＢ１０２］電力監視終了の指令があるか否か判断し、電力監視終了の指令があれば計測処理を終了し、電力監視終了の指令がない場合にはステップＳＢ１０３へ移行する。
●［ステップＳＢ１０３］モータの電力量、ヒータの電力量、制御装置等その他の電力量、および使用電力量を初期化する。
●［ステップＳＢ１０４］射出成形機のモータの電力、ヒータの電力、制御装置等その他の電力を検出する。各電力の検出は電力測定器を用いて射出成形機に主電源から供給される電力を検出する。供給される電力の検出は制御周期毎に実行する。
●［ステップＳＢ１０５］ステップＳＢ１０４で検出した各電力の検出値と制御周期の時間とを乗算し１制御周期毎の電力量を計算し、計算して求めた電力量を制御周期毎に積算し各電力量および使用電力量を算出する。なお、使用電力量は各電力量の総和として求められる。
●［ステップＳＢ１０６］現在時刻情報を取得する。
●［ステップＳＢ１０７］計測開始から１分間経過したか否か判断し、１分経過していなければステップＳＢ１０４へ戻り、電力量の計算と使用電力量の算出を継続し、１分間経過するまで使用電力量の計算および加算を実行する。
●［ステップＳＢ１０８］稼動状態の情報を取得する。
●［ステップＳＢ１０９］モータの積算電力量、ヒータの積算電力量、制御装置等その他の積算電力量、および積算使用電力量を算出する。積算使用電力量は各積算電力量の総和である。
●［ステップＳＢ１１０］現在時刻情報に対応させてモータの積算電力量、ヒータの積算電力量、制御装置等その他の積算電力量の各積算電力量、積算使用電力量、および稼動状態の情報を記憶装置に記憶する。
●［ステップＳＢ１１１］経過時間ｔを１つ増加する。
●［ステップＳＢ１１２］経過時間ｔは３０以下であるか否か判断し、以下である場合にはステップＳＢ１０３へ戻り処理を継続し、以下でない場合にはステップＳＢ１０１へ戻り、処理を継続する。
【００３５】
上述の処理について補足して説明する。
まず、ステップＳＢ１０５における使用電力量の算出とステップＳＢ１０９における積算使用電力量の算出について説明する。射出成形機２に主電源から供給される電力を電力測定器３により制御周期毎に検出する。電力測定器３により検出された電力と制御周期毎の時間を乗算し、１制御周期における電力量を算出する。そして、１分間に渡って電力量の加算を行う。また、積算使用電力量は１分間に加算された電力量をデマンド時間に渡って１分毎に積算していく。
【００３６】
ステップＳＢ１０７の経過時間ｔが１分経過したか否かで判断したが、経過時間を１分より短く、または長く設定することも可能である。なお、ステップＳＢ１０７における判断は第１の所定時間毎の判断である。
ステップＳＢ１０８の稼働状態の情報について説明する。稼働状態（運転状態）Ｓｍａは、０：停止中、１：成形運転中、２：金型交換中、３：樹脂排出中を表す。稼働状態（ヒータ関連）Ｓｈａは、０：ヒータ不使用、１：ヒータ使用中を表す。稼働状態（成形品の名称）Ｓｐａを射出成形機２の制御装置２６から取得する。
【００３７】
また、ステップＳＢ１１２で経過時間ｔが３０分経過したか否かで判断したが、経過時間ｔを３０より短く、または長く設定することも可能である。ステップＳＢ１１２で経過時間ｔを３０分で判断するようにしているのは、デマンド時間の３０分に合わせるためである。なお、ステップＳＢ１１２における判断は第２の所定時間毎の判断である。
【００３８】
図７は、デマンド時間と時刻とを対応させて電力量を記憶することを説明する図である。図７は、図６に示すアルゴリズムの処理を実行し求められた、経過時間ｔに対応した積算使用電力量ΣＥａ（ｔ）、稼動状況（経過時間ｔに対応した稼動状態（運転状態）Ｓｍ（ｔ）および経過時間ｔに対応したヒータの稼動状態、Ｓｈ（ｔ）、経過時間ｔに対応した稼動状態（成形品）Ｓｐ（ｔ））を時刻Ｔに対応させて記憶装置に格納することを示している。ｔは経過時間を表す。なお、図７には表示されていないが、計測を開始した時刻（図６のステップＳＢ１００で読み込んだ現在時刻情報）も射出成形機２の記憶手段に記憶されている。経過時間ｔに対応したモータの電力量Ｅｍ（ｔ）、経過時間ｔに対応したヒータの電力量Ｅｈ（ｔ）、経過時間ｔに対応した制御装置等その他の電力量Ｅｃ（ｔ）、経過時間ｔに対応した使用電力量Ｅａ（ｔ）を記憶装置に記憶することは、図６に示すフローチャートの処理に付加してもよい。
【００３９】
図８は、射出成形機の表示装置に表示される画面の例（その２）であり、デマンド時間と時刻とを対応させて射出成形機で消費される電力量を、モータ、ヒータ、制御装置等その他ごとに記憶することを説明する図である。図８の表示例は、モータの積算電力量ΣＥｍ（ｔ）、ヒータの積算電力量ΣＥｈ（ｔ）、制御装置等その他の積算電力量ΣＥｃ（ｔ）、および積算使用電力量ΣＥａ（ｔ）を縦軸にとり時刻Ｔを横軸とした折れ線グラフ、ならびに時刻Ｔに対応して稼動状態（運転状態）Ｓｍ（ｔ）、ヒータの稼動状態Ｓｈ（ｔ）、および稼動状態（成形品）Ｓｐ（ｔ）を帯グラフとして表示している。
【００４０】
モータの積算電力量ΣＥｍ（ｔ）、ヒータの積算電力量ΣＥｈ（ｔ）、制御装置等その他の積算電力量ΣＥｃ（ｔ）、および積算使用電力量ΣＥａ（ｔ）はデマンド時間の３０分で初期化され、デマンド時間の３０分内での射出成形機２の使用電力量の増加度合いを把握することが可能である。折れ線グラフは、射出成形機２の記憶手段に格納されたデータ（図７参照）を用いて表示される。同様に、射出成形機２の稼動状態を表すデータも記憶手段に格納されたデータ（図４参照）を用いて表示される。図８に示されるように、デマンド時間内での積算電力量の折れ線グラフと射出成形機２の稼動状態とを同じ時刻Ｔに対応させて表示させることができる。
【００４１】
図８に示される表示内容は表示装置の表示画面に表示させるだけではなく、射出成形機２の制御装置２６に接続されている印刷装置（図示せず）により紙媒体に印刷するようにしてもよい。または、制御装置２６に接続された外部記憶装置（図示せず）や通信回線を介して管理装置１などの外部装置に出力するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１ 管理装置
２1，２2，２n，２max 射出成形機
３1，３2，３n，３max 電力測定器
４ 電力線
５ 通信回線
１０ ノズル
１１ ノズル用ヒータ
１２ シリンダ
１３，１４ シリンダ用ヒータ
１５，１６，１７ 熱電対
１８ ロードセル
１９，２０，２１ リレー
２２ スクリュ
２３ サーボモータ
２４ 位置・速度検出器
２５ サーボアンプ
２６ 制御装置
２７ サーボＣＰＵ
２８ ＣＮＣＣＰＵ
２９ 入出力回路
３０ 入出力装置付表示装置
３１ 通信回路
３２ バス
Ｅｍ（ｔ） 経過時間ｔに対応したモータの電力量
Ｅｈ（ｔ） 経過時間ｔに対応したヒータの電力量
Ｅｃ（ｔ） 経過時間ｔに対応した制御装置等その他の電力量
Ｅａ（ｔ） 経過時間ｔに対応した使用電力量
ΣＥｍ（ｔ） モータの積算電力量
ΣＥｈ（ｔ） ヒータの積算電力量
ΣＥｃ（ｔ） 制御装置等その他の積算電力量
ΣＥａ（ｔ） 積算使用電力量
Ｓｍ（ｔ） 経過時間ｔに対応した稼動状態（運転状態）
Ｓｈ（ｔ） 経過時間ｔに対応したヒータの稼動状態
Ｓｐ（ｔ） 経過時間ｔに対応した稼動状態（完成品）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機の電力監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力料金は、基本料金と実際に使用した電力量で決まる電力量料金とからなっている。このうち基本料金の算定の根拠となる契約電力は、１年間を通じての最大需要電力を基準として決定される。電力会社は刻々と変わる需要電力を記録型計量器によりデマンド時間（３０分単位）の平均使用電力（平均値）として計量している。この平均使用電力のうち、１ヶ月間の最大の値をその月の最大需要電力としている。そのため、図９に示すようにデマンド時間である３０分内で積算使用積算電力量が電力量監視値を超えないようにしている。最大需要電力は、工場内における稼動設備が多ければ多いほど大きくなる。設備の使用時間などをずらすと、最大需要電力を小さくすることができ、契約電力の減少につながる。
【０００３】
射出成形機を複数台設置して使用する場合、最大需要電力を小さくするために機械の使用時間をずらす必要がある。そのためには射出成形機が稼働する場合、どのように電力が消費されるのかを分析する必要がある。射出成形機は、金型を開閉したり射出・計量などを行うためのモータ、樹脂を溶融するためのヒータ、モータを制御したりヒータの加熱を制御する制御装置等を備えており、それらはそれぞれが電力を使用している。射出成形機の使用電力を把握することは、成形品の生産コストを算出するために重要である。
【０００４】
特許文献１には、１サイクル毎の使用電力量を検出して制御装置の表示器や記憶媒体に出力する技術が開示されている。特許文献２には、運転中や成形準備中の使用電力を時刻で表示する技術が開示されている。特許文献３には、成形中の各射出成形機の動作タイミングにより使用電力量が大きくなる時間が重ならないように、複数の射出成形機を管理する管理方法の技術が開示されている。
【０００５】
特許文献４には、複数の射出成形機を設置した射出成形工場において平均使用電力を抑えるために、各射出成形機の中間工程（１成形サイクルが終了してから次の成形サイクルが始まるまでの休止工程）を調整して電力量の集中を回避する技術、さらに管理装置を用いて複数の射出成形機における１成形サイクルあたりの電力量および中間工程の電力量を集約し、各射出成形機に対して中間工程時間を指令する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２０６１５０号公報
【特許文献２】特開２００７−８３４３２号公報
【特許文献３】特開２００７−２１８６１号公報
【特許文献４】特開昭６１−１８０５３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
射出成形機を用いて成形を行う場合、成形中以上に射出成形機のシリンダを加温するシリンダヒータや金型を加温する金型ヒータを加熱し、成形の準備を行う段階において最も使用電力量が大きくなる。
したがって、例えば、月曜日の朝や長期休暇の後などに、複数の射出成形機のシリンダヒータや金型ヒータを加熱する昇温作業を一斉に行うと、複数の射出成形機による使用電力量の合計値は成形運転中の合計値よりも高くなる。
【０００８】
背景技術で説明したように、電気料金を決めるためのデマンド時間は３０分毎の積算値から求めるため、３０分毎の使用電力量を把握する必要がある。さらに、使用電力量を削減するための対策を行うためには、射出成形機の稼働状態（ヒータ使用中・成形運転中・金型交換中・樹脂排出中など）と関連させて使用電力を把握する必要がある。
【０００９】
背景技術で説明した特許文献１に開示される技術は、１サイクル毎の使用電力量を検出して制御装置の表示器や記憶媒体に出力する技術であり、デマンド時間に対応した出力を行うものではなく、特許文献２に開示される技術は、運転中や成形準備中の使用電力を時刻で表示するものであり、デマンド時間に対応した表示を行うものではない。また、特許文献３や特許文献４に開示される技術は、射出成形機が運転中の使用電力量に着目し、複数の射出成形機の使用電力量が重ならないように自動調整をおこなうものであり、デマンド時間に関連したものではなく、射出成形機の稼働状態と関連させた使用電力量の把握はできなかった。
【００１０】
そこで本発明の目的は、射出成形機の使用電力を電力料金の算定根拠となるデマンド時間単位で時刻に対応させて積算、さらに時刻に対応させて射出成形機の稼働状態とともに記憶し、記憶された積算使用電力量と稼働状態を時刻に対応させて射出成形機の表示装置の表示画面に表示、射出成形機に接続された印刷機に印刷、射出成形機に接続された記憶装置（内蔵されたメモリも含む）あるいは通信回線を介して外部に送信することにより、射出成形機の使用電力量の変化と稼働状態との関連を容易に把握することができる射出成形機の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】
【００１１】
本願の請求項１に係る発明は、射出成形機の使用電力を検出する電力検出手段と、第１の所定時間毎の時刻情報を取得する時刻情報取得手段と、前記電力検出手段により検出された使用電力に基づき前記第１の所定時間毎の使用電力量を算出する使用電力量算出手段と、前記時刻情報取得手段により取得される時刻情報の時刻における前記射出成形機の稼動状態を検出する稼動状態検出手段と、前記使用電力量算出手段により算出された前記第１の所定時間毎の使用電力量を前記第１の所定時間毎に第２の所定時間毎に加算し積算使用電力量を算出する積算使用電力量算出手段と、前記時刻情報取得手段により取得された時刻情報に対応させて少なくとも前記積算使用電力量算出手段により算出された積算使用電力量および前記稼動状態検出手段により検出された稼動状態を記憶する記憶手段とを備え、
前記記憶手段に記憶された積算使用電力量および稼動状態を時刻情報に対応させて、前記射出成形機に接続された表示装置の表示画面に表示したり、射出成形機に接続された印字装置に印字したり、射出成形機に接続された外部記憶装置に記憶したり、通信回線を介して外部装置に出力することを少なくとも１つ行うことを特徴とする射出成形機の電力監視装置である。
【００１２】
請求項２に係る発明は、前記稼動状態検出手段によって検出される稼動状態は、少なくとも前記射出成形機が成形運転中であることを表す情報および加熱用ヒータを使用中であることを表す情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の射出成形機の電力監視装置である。
請求項３に係る発明は、前記稼動状態検出手段によって検出される稼動状態は、成形品の識別情報が含まれることを特徴とする請求項１または２のいずれか１つに記載の射出成形機の電力監視装置である。
【００１３】
請求項４に係る発明は、前記電力検出手段は、更に少なくとも前記射出成形機の駆動に使用される電力、加熱用ヒータに使用される電力、これら以外の射出成形機の制御装置等に使用される電力とを区別して検出し、前記使用電力量算出手段は、更に該電力検出手段により区別して検出された電力の前記区別毎の電力量を算出し、前記積算使用電力量算出手段は、更に該使用電力量算出手段により算出された電力量の前記区別毎の積算電力量を算出し、前記記憶手段は、更に前記区別毎の積算電力量を前記時刻情報に対応させて記憶し、前記記憶手段に記憶された前記区別毎の積算電力量、積算使用電力量、および稼動状態を時刻情報に対応させて、前記射出成形機に接続された表示装置の表示画面に表示したり、射出成形機に接続された印字装置に印字したり、射出成形機に接続された外部記憶装置に記憶したり、通信回線を介して外部装置に出力することを少なくとも１つ行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の射出成形機の電力監視装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、射出成形機の使用電力を電力料金の算定根拠となるデマンド時間単位で時刻に対応させて積算、さらに時刻に対応させて射出成形機の稼働状態とともに記憶し、記憶された積算使用電力量と稼働状態を時刻に対応させて射出成形機の表示装置の表示画面に表示、射出成形機に接続された印刷機に印刷、射出成形機に接続された記憶装置（内蔵されたメモリも含む）あるいは通信回線を介して外部に送信することにより、射出成形機の使用電力量の変化と稼働状態との関連を容易に把握することができる射出成形機の電力監視装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明における射出成形機の電力監視システムの全体図である。
【図２】電力測定器を用いて射出成形機の使用電力を測定することを説明する図である。
【図３】本発明の射出成形機の電力監視装置が実行する処理のアルゴリズムを示す第１のフローチャートである。
【図４】デマンド時間と時刻とを対応させて電力量を記憶することを説明する図である。
【図５】射出成形機の表示装置に表示される画面の例（その１）である。
【図６】本発明の射出成形機の電力監視装置が実行する処理のアルゴリズムを示す第２のフローチャートである。
【図７】デマンド時間と時刻とを対応させて射出成形機で消費される電力量を、モータ、ヒータ、その他の部分ごとに記憶することを説明する図である。
【図８】射出成形機の表示装置に表示される画面の例（その２）である。
【図９】デマンド時間毎に積算使用電力量を監視することを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明における射出成形機の電力監視システムの全体図である。本発明のシステムでは、工場内に設置されたｍａｘ台の射出成形機２1〜２max（ｍａｘ台全体のうちのいずれか１台の射出成形機を表すときは以下単に「射出成形機２」という）が、通信回線５を介して管理装置１に接続されている。射出成形機２は図２に示すようにそれぞれ制御装置２６を備えている。各射出成形機２はそれぞれ電力線４を介して主電源から電力が供給されている。
【００１７】
各射出成形機２にはそれぞれ電力測定器３1〜３max（ｍａｘ台全体のうちのいずれか１台の電力測定器を表すときは以下単に「電力測定器３」という）が設置されている。各電力測定器３はそれぞれ設置された各射出成形機２の使用電力を測定する。各電力測定器３で測定された結果は、射出成形機２の制御装置２６に送られ、制御装置２６において射出成形機２の使用電力量を算出する。管理装置１はＣＰＵ、メモリ、通信回路など（図示せず）を備えている。
【００１８】
図２は、電力測定器３を用いて射出成形機２の使用電力を測定することを説明する図である。射出成形機２は射出部と型締部（図示せず）を備え、図２は射出部を示し射出成形機２のノズル１０にはノズルを加熱するノズル用ヒータ１１が装置されている。シリンダ１２にはシリンダを加熱するシリンダ用ヒータ１３，１４が装着されている。ノズル用ヒータ１１、およびシリンダ用ヒータ１３，１４にはそれぞれ、ヒータの温度を測定するための熱電対１５，１６，１７が設けられている。また、ノズル用ヒータ１１、およびシリンダ用ヒータ１３，１４にはそれぞれ、主電源からの電力がリレー１９，２０，２１を介して供給されている。リレー１９，２０，２１を個別にオン・オフ制御することによって、各ヒータ１１，１３，１４を加熱制御することができる。
【００１９】
シリンダ１２内にはスクリュ２２が挿入されており、スクリュ２２はサーボモータ２３によって駆動されシリンダ１２内をノズル１０方向に対して前進後退の動作を行う。スクリュ２２の前進後退の動作によって射出・保圧・計量の各射出成形の各工程が実行される。サーボモータ２３はサーボアンプ２５から駆動用電力が供給される。サーボアンプ２５には電力測定器３を介して主電源からの電力が供給されている。なお、ロードセル１８は、スクリュ２２に作用する力を測定する圧力測定手段である。
【００２０】
制御装置２６は射出成形機２を全体的に制御する装置であり、サーボアンプ２５を介してサーボモータ２３を駆動制御するサーボＣＰＵ２７を有する。サーボＣＰＵ２７にはサーボ制御専用の制御プログラムを格納したＲＯＭやデータの一時記憶に用いられるＲＡＭが接続されている。サーボＣＰＵ２７にはサーボモータ２３に内蔵される位置・速度検出器２４からの位置・速度フィードバックの情報が入力し、サーボＣＰＵ２７はサーボモータ２３をフィードバックされた情報に基づいてサーボ制御を行う。
【００２１】
ＣＮＣＣＰＵ２８は、数値制御用のマイクロプロセッサであり、射出成形機を全体的に制御する自動運転プログラムを格納するＲＯＭ、データを一時的に格納するＲＡＭが接続されている。入出力回路２９はバス３２を介してＣＮＣＣＰＵ２８，ＰＭＣＣＰＵに接続されている。入出力回路２９は、電力測定器３から射出成形機２の使用電力に関するデータを入力し、ノズル１０およびシリンダ１２に装着された各ヒータ１１，１３，１４の温度を測定する熱電対１５，１６，１７からの温度検出信号を入力する。また、入出力回路２９は、各ヒータ１１，１３，１４への電力の供給のオン・オフを制御する指令信号をリレー１９，２０，２１に出力する。
【００２２】
入出力装置付表示装置３０は液晶表示装置を備えた表示装置であって、液晶表示回路（ＬＣＤ表示回路）を介してバス３２に接続されている。表示装置の画面には、各種グラフ表示などを行うことができ、本発明に係る表示内容も表示装置に表示させる。通信回路３１は、射出成形機２によって使用される使用電力に関する情報を通信回線５を介して管理装置１に出力する通信回路である。
【００２３】
射出成形機２はそれぞれ射出成形機を制御する制御装置２６を備えている。制御装置２６は、入出力インタフェース、サーボＣＰＵ、液晶表示装置などを用いる表示装置、通信回路、を備える。射出成形機２は射出成形機の使用電力を測定する電力測定器３を介して主電源から電力が供給される。電力測定器３は、各ヒータ１１，１３，１４、サーボアンプ２５、および制御装置２６に主電源から供給される電力を計測することができ、射出成形機２の使用電力を計測することができる。制御装置２６のＣＮＣＣＰＵ２８は電力測定器３から射出成形機２の使用電力のデータを取得し、後述する図３あるいは図６に示すアルゴリズムを示すフローチャートの処理を実行することにより、モータの電力量およびその積算電力量、ヒータ１１，１３，１４の電力量およびその積算電力量、制御装置２６等その他の電力量およびその積算電力量を算出する。また、射出成形機２の全体で使用される使用電力量および積算使用電力量を算出する。算出された各データはメモリであるＲＡＭに格納することができる。
【００２４】
制御装置２６で算出した使用電力量は、通信回路３１から管理装置１に送られる。または、電力測定器３から制御装置２６に入力する使用電力のデータを管理装置１に送り出し、管理装置１内で各射出成形機２の使用電力量を算出するようにしてもよい。あるいは、電力測定器３に使用電力量を算出する機能を持たせ、電力測定器３から制御装置２６を介して管理装置１に使用電力量のデータを送信するようにしてもよい。なお、本発明の実施形態においては、後述する電力監視処理のための所定時間（デマンド時間）の電力量積算処理（図３参照）で用いられる射出成形機の過去１分間の積算使用電力量ＥＭ（Ｍ）が読み込まれることから、所定のサンプリング時間は１分とし、１分間隔で使用電力量を算出する必要がある。
【００２５】
なお、射出成形機２の使用電力は射出成形機に取り付けられた電力測定器３を用いて直接測定することに替えて、電動射出成形機の場合には、下記の数１式〜数３式を用いて使用電力を計算で求めてもよい。
サーボ装置の電力＝モータ回転数＊駆動電流＋駆動電流2＊モータ巻き線抵抗＋サーボアンプの発熱量・・・（数１）
ヒータの電力＝ヒータワット数・・・（数２）
制御装置等の電力＝定数・・・（数３）
制御装置２６は、モータ回転数と駆動電流をサーボモータからのフィードバック情報とサーボアンプからのフィードバック情報として取得できる。モータの巻き線抵抗はモータ固有の値であるから事前に取得しておく。サーボアンプの発熱量は一般に、サーボアンプに流れる電流に比例する。電流から発熱量に変換するための変換計数を実験的に求めておき、その変換係数とアンプを流れる電流との積により、アンプの発熱量を推計する。制御装置２６等の電力は、事前に消費電力を実験的に求めておく。ヒータワット数は既知の値であり、ヒータ通電時間も制御装置２６によって計測できる。
【００２６】
射出成形機２は図２に示される構成以外に、型締用サーボモータ、スクリュ回転用サーボモータなどを備えており、これらに供給される電力も含めて電力測定器３は測定することができる。なお、制御装置２６は公知の射出成形機の制御装置と同様に、バス３２に接続されるシーケンス制御用にＰＭＣＣＰＵ、成形データ保存用ＲＡＭを備えている。
【００２７】
図３は、本発明の射出成形機の電力監視装置が実行する処理のアルゴリズムを示す第１のフローチャートである。以下、ステップに従って説明する。
●［ステップＳＡ１００］計測を開始する時点の時刻Ｔの時刻情報を取得する。時刻情報は、日本標準時に従った時刻でもよいし、計測開始からの総経過時間でもよい。
なお、射出成形機の現在時刻を日本標準時に合わせる手段としては、射出成形機の制御装置に接続された電波時計（図示しない）を使用するか、あるいは日本標準時に合わせてある管理装置１より通信回線を通じて射出成形機に時刻を設定してもよい。
●［ステップＳＡ１０１］経過時間ｔおよび積算使用電力量を初期化する。この経過時間ｔはデマンド時間内での経過時間である。このフローチャートの処理ではデマンド時間を３０分としているので、経過時間ｔは最長で３０分である。
●［ステップＳＡ１０２］電力監視終了の指令があるか否か判断し、電力監視終了の指令があれば計測処理を終了し、電力監視終了の指令がない場合にはステップＳＡ１０３へ移行する。電力監視終了の指令は、例えばオペレータによる指令、電力監視終了時刻の到来などによって行う。
●［ステップＳＡ１０３］使用電力量を初期化する。
●［ステップＳＡ１０４］射出成形機の使用電力を検出する。使用電力の検出は電力測定器を用いて射出成形機に主電源から供給される電力を検出する。供給される電力の検出は制御周期毎に実行する。
●［ステップＳＡ１０５］ステップＳＡ１０４で検出した電力の検出値と制御周期の時間とを乗算し１制御周期毎の電力量を計算し、計算して求めた電力量を制御周期毎に積算し使用電力量を算出する。
●［ステップＳＡ１０６］現在時刻情報を取得する。
●［ステップＳＡ１０７］計測開始から１分間経過したか否か判断し、１分経過していなければステップＳＡ１０４へ戻り、電力量の計算と使用電力量の算出を継続し、１分間経過するまで使用電力量の計算および加算を実行する。
●［ステップＳＡ１０８］稼動状態の情報を取得する。
●［ステップＳＡ１０９］積算使用電力量を算出する。
●［ステップＳＡ１１０］現在時刻情報に対応させて稼動状態の情報および積算使用電力量を記憶装置に記憶する。
●［ステップＳＡ１１１］経過時間ｔを１つ増加する。
●［ステップＳＡ１１２］経過時間ｔは３０以下であるか否か判断し、以下である場合にはステップＳＡ１０３へ戻り処理を継続し、以下でない場合にはステップＳＡ１０１へ戻り、処理を継続する。
【００２８】
上述の処理について補足して説明する。
まず、ステップＳＡ１０５における使用電力量の算出とステップＳＡ１０９における積算使用電力量の算出について説明する。射出成形機２に主電源から供給される電力を電力測定器３により制御周期毎に検出する。電力測定器３により検出された電力と制御周期毎の時間を乗算し、１制御周期における電力量を算出する。そして、１分間に渡って電力量の加算を行う。また、積算使用電力量は１分間に加算された電力量をデマンド時間に渡って１分毎に積算していく。
【００２９】
ステップＳＡ１０７の経過時間ｔが１分経過したか否かで判断したが、経過時間を１分より短く、または長く設定することも可能である。なお、ステップＳＡ１０７における判断は第１の所定時間毎の判断である。
ステップＳＡ１０８の稼働状態の情報について説明する。稼働状態（運転状態）Ｓｍａは、０：停止中、１：成形運転中、２：金型交換中、３：樹脂排出中を表す。稼働状態（ヒータ関連）Ｓｈａは、０：ヒータ不使用、１：ヒータ使用中を表す。稼働状態（成形品の名称）Ｓｐａを射出成形機２の制御装置２６から取得する。
また、ステップＳＡ１１２で経過時間ｔが３０分経過したか否かで判断したが、経過時間ｔを３０より短く、または長く設定することも可能である。ステップＳＡ１１２で経過時間ｔを３０分で判断するようにしているのは、デマンド時間の３０分に合わせるためである。なお、ステップＳＡ１１２における判断は第２の所定時間毎の判断である。
【００３０】
図４は、デマンド時間と時刻とを対応させて電力量を記憶することを説明する図である。図４は、図３に示すアルゴリズムの処理を実行し求められた、経過時間ｔに対応した積算使用電力量ΣＥａ（ｔ）、稼動状況（経過時間ｔに対応した稼動状態（運転状態）Ｓｍ（ｔ）および経過時間ｔに対応したヒータの稼動状態Ｓｈ（ｔ）、経過時間ｔに対応した稼動状態（成形品）Ｓｐ（ｔ））を時刻Ｔに対応させて記憶装置に格納することを示している。ｔは経過時間を表す。なお、図４には表示されていないが、計測を開始した時刻（図３のステップＳＡ１００で読み込んだ現在時刻情報）も射出成形機の記憶手段に記憶されている。なお、経過時間ｔに対応した使用電力量Ｅａ（ｔ）は図３に示すフローチャートの処理では記憶するようにはなっていないが、ステップＳＡ１０７で１分経過した後に使用電力量Ｅａ（ｔ）を記憶手段に記憶するステップを行う。
【００３１】
図５は、射出成形機の表示装置に表示される画面の例（その１）である。図５の表示例は、積算使用電力量ΣＥａ（ｔ）を縦軸に時刻Ｔを横軸とした折れ線グラフ、および時刻Ｔに対応して稼動状態（運転状態）Ｓｍ（ｔ）、ヒータの稼動状態Ｓｈ（ｔ）、ならびに稼動状態（成形品）Ｓｐ（ｔ）を帯グラフとして表示している。
積算使用電力量ΣＥａ（ｔ）はデマンド時間の３０分で初期化され、デマンド時間内での射出成形機２の使用電力量の増加度合いを把握することが可能である。折れ線グラフは、射出成形機２の記憶手段に格納されたデータ（図４参照）を用いて表示される。同様に、射出成形機２の稼動状態を表すデータも記憶手段に格納されたデータ（図４参照）を用いて表示される。図５に示されるように、デマンド時間内での積算使用電力量の折れ線グラフと射出成形機の稼動状態とを同じ時刻Ｔに対応させて表示させることができる。
【００３２】
図５に示される表示内容は表示装置の表示画面に表示させるだけではなく、射出成形機２の制御装置２６に接続されている印刷装置（図示せず）により紙媒体に印刷するようにしてもよい。または、制御装置２６に接続された外部記憶装置（図示せず）や通信回線を介して管理装置１などの外部装置に出力するようにしてもよい。
【００３３】
図４や図５を用いて説明した本発明の実施形態では、射出成形機２で使用される電力を全体として把握していた。射出成形機２の使用される電力量の管理を行おうとすると、より詳細に射出成形機２を構成するモータ、ヒータ、または制御装置２６などその他のそれぞれの使用電力を独立して検出し、それぞれの電力量に関するデータを収集する必要がある。
【００３４】
図６は、本発明の射出成形機の電力監視装置が実行する処理のアルゴリズムを示す第２のフローチャートである。このアルゴリズムのフローチャートは、前述したように、射出成形機で使用される電力を射出成形機のモータ、ヒータ、および制御装置等その他に区分けして独立に検出し、それぞれの電力量を求める処理を行う。以下、各ステップに従って説明する。
●［ステップＳＢ１００］計測を開始する時点の時刻情報を取得する。時刻情報は、日本標準時に従った時刻でもよいし、計測開始からの総経過時間でもよい。
なお、射出成形機の現在時刻を日本標準時に合わせる手段としては、射出成形機の制御装置に接続された電波時計（図示しない）を使用するか、あるいは日本標準時に合わせてある管理装置１より通信回線を通じて射出成形機に時刻を設定してもよい。
●［ステップＳＢ１０１］経過時間ｔ、各積算電力量、および積算使用電力量を初期化する。なお、各積算電力量は、モータの積算電力量、ヒータの積算電力量、および制御装置等その他の積算電力量である。
●［ステップＳＢ１０２］電力監視終了の指令があるか否か判断し、電力監視終了の指令があれば計測処理を終了し、電力監視終了の指令がない場合にはステップＳＢ１０３へ移行する。
●［ステップＳＢ１０３］モータの電力量、ヒータの電力量、制御装置等その他の電力量、および使用電力量を初期化する。
●［ステップＳＢ１０４］射出成形機のモータの電力、ヒータの電力、制御装置等その他の電力を検出する。各電力の検出は電力測定器を用いて射出成形機に主電源から供給される電力を検出する。供給される電力の検出は制御周期毎に実行する。
●［ステップＳＢ１０５］ステップＳＢ１０４で検出した各電力の検出値と制御周期の時間とを乗算し１制御周期毎の電力量を計算し、計算して求めた電力量を制御周期毎に積算し各電力量および使用電力量を算出する。なお、使用電力量は各電力量の総和として求められる。
●［ステップＳＢ１０６］現在時刻情報を取得する。
●［ステップＳＢ１０７］計測開始から１分間経過したか否か判断し、１分経過していなければステップＳＢ１０４へ戻り、電力量の計算と使用電力量の算出を継続し、１分間経過するまで使用電力量の計算および加算を実行する。
●［ステップＳＢ１０８］稼動状態の情報を取得する。
●［ステップＳＢ１０９］モータの積算電力量、ヒータの積算電力量、制御装置等その他の積算電力量、および積算使用電力量を算出する。積算使用電力量は各積算電力量の総和である。
●［ステップＳＢ１１０］現在時刻情報に対応させてモータの積算電力量、ヒータの積算電力量、制御装置等その他の積算電力量の各積算電力量、積算使用電力量、および稼動状態の情報を記憶装置に記憶する。
●［ステップＳＢ１１１］経過時間ｔを１つ増加する。
●［ステップＳＢ１１２］経過時間ｔは３０以下であるか否か判断し、以下である場合にはステップＳＢ１０３へ戻り処理を継続し、以下でない場合にはステップＳＢ１０１へ戻り、処理を継続する。
【００３５】
上述の処理について補足して説明する。
まず、ステップＳＢ１０５における使用電力量の算出とステップＳＢ１０９における積算使用電力量の算出について説明する。射出成形機２に主電源から供給される電力を電力測定器３により制御周期毎に検出する。電力測定器３により検出された電力と制御周期毎の時間を乗算し、１制御周期における電力量を算出する。そして、１分間に渡って電力量の加算を行う。また、積算使用電力量は１分間に加算された電力量をデマンド時間に渡って１分毎に積算していく。
【００３６】
ステップＳＢ１０７の経過時間ｔが１分経過したか否かで判断したが、経過時間を１分より短く、または長く設定することも可能である。なお、ステップＳＢ１０７における判断は第１の所定時間毎の判断である。
ステップＳＢ１０８の稼働状態の情報について説明する。稼働状態（運転状態）Ｓｍａは、０：停止中、１：成形運転中、２：金型交換中、３：樹脂排出中を表す。稼働状態（ヒータ関連）Ｓｈａは、０：ヒータ不使用、１：ヒータ使用中を表す。稼働状態（成形品の名称）Ｓｐａを射出成形機２の制御装置２６から取得する。
【００３７】
また、ステップＳＢ１１２で経過時間ｔが３０分経過したか否かで判断したが、経過時間ｔを３０より短く、または長く設定することも可能である。ステップＳＢ１１２で経過時間ｔを３０分で判断するようにしているのは、デマンド時間の３０分に合わせるためである。なお、ステップＳＢ１１２における判断は第２の所定時間毎の判断である。
【００３８】
図７は、デマンド時間と時刻とを対応させて電力量を記憶することを説明する図である。図７は、図６に示すアルゴリズムの処理を実行し求められた、経過時間ｔに対応した積算使用電力量ΣＥａ（ｔ）、稼動状況（経過時間ｔに対応した稼動状態（運転状態）Ｓｍ（ｔ）および経過時間ｔに対応したヒータの稼動状態、Ｓｈ（ｔ）、経過時間ｔに対応した稼動状態（成形品）Ｓｐ（ｔ））を時刻Ｔに対応させて記憶装置に格納することを示している。ｔは経過時間を表す。なお、図７には表示されていないが、計測を開始した時刻（図６のステップＳＢ１００で読み込んだ現在時刻情報）も射出成形機２の記憶手段に記憶されている。経過時間ｔに対応したモータの電力量Ｅｍ（ｔ）、経過時間ｔに対応したヒータの電力量Ｅｈ（ｔ）、経過時間ｔに対応した制御装置等その他の電力量Ｅｃ（ｔ）、経過時間ｔに対応した使用電力量Ｅａ（ｔ）を記憶装置に記憶することは、図６に示すフローチャートの処理に付加してもよい。
【００３９】
図８は、射出成形機の表示装置に表示される画面の例（その２）であり、デマンド時間と時刻とを対応させて射出成形機で消費される電力量を、モータ、ヒータ、制御装置等その他ごとに記憶することを説明する図である。図８の表示例は、モータの積算電力量ΣＥｍ（ｔ）、ヒータの積算電力量ΣＥｈ（ｔ）、制御装置等その他の積算電力量ΣＥｃ（ｔ）、および積算使用電力量ΣＥａ（ｔ）を縦軸にとり時刻Ｔを横軸とした折れ線グラフ、ならびに時刻Ｔに対応して稼動状態（運転状態）Ｓｍ（ｔ）、ヒータの稼動状態Ｓｈ（ｔ）、および稼動状態（成形品）Ｓｐ（ｔ）を帯グラフとして表示している。
【００４０】
モータの積算電力量ΣＥｍ（ｔ）、ヒータの積算電力量ΣＥｈ（ｔ）、制御装置等その他の積算電力量ΣＥｃ（ｔ）、および積算使用電力量ΣＥａ（ｔ）はデマンド時間の３０分で初期化され、デマンド時間の３０分内での射出成形機２の使用電力量の増加度合いを把握することが可能である。折れ線グラフは、射出成形機２の記憶手段に格納されたデータ（図７参照）を用いて表示される。同様に、射出成形機２の稼動状態を表すデータも記憶手段に格納されたデータ（図４参照）を用いて表示される。図８に示されるように、デマンド時間内での積算電力量の折れ線グラフと射出成形機２の稼動状態とを同じ時刻Ｔに対応させて表示させることができる。
【００４１】
図８に示される表示内容は表示装置の表示画面に表示させるだけではなく、射出成形機２の制御装置２６に接続されている印刷装置（図示せず）により紙媒体に印刷するようにしてもよい。または、制御装置２６に接続された外部記憶装置（図示せず）や通信回線を介して管理装置１などの外部装置に出力するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１ 管理装置
２1，２2，２n，２max 射出成形機
３1，３2，３n，３max 電力測定器
４ 電力線
５ 通信回線
１０ ノズル
１１ ノズル用ヒータ
１２ シリンダ
１３，１４ シリンダ用ヒータ
１５，１６，１７ 熱電対
１８ ロードセル
１９，２０，２１ リレー
２２ スクリュ
２３ サーボモータ
２４ 位置・速度検出器
２５ サーボアンプ
２６ 制御装置
２７ サーボＣＰＵ
２８ ＣＮＣＣＰＵ
２９ 入出力回路
３０ 入出力装置付表示装置
３１ 通信回路
３２ バス
Ｅｍ（ｔ） 経過時間ｔに対応したモータの電力量
Ｅｈ（ｔ） 経過時間ｔに対応したヒータの電力量
Ｅｃ（ｔ） 経過時間ｔに対応した制御装置等その他の電力量
Ｅａ（ｔ） 経過時間ｔに対応した使用電力量
ΣＥｍ（ｔ） モータの積算電力量
ΣＥｈ（ｔ） ヒータの積算電力量
ΣＥｃ（ｔ） 制御装置等その他の積算電力量
ΣＥａ（ｔ） 積算使用電力量
Ｓｍ（ｔ） 経過時間ｔに対応した稼動状態（運転状態）
Ｓｈ（ｔ） 経過時間ｔに対応したヒータの稼動状態
Ｓｐ（ｔ） 経過時間ｔに対応した稼動状態（完成品）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出成形機の使用電力を検出する電力検出手段と、
第１の所定時間毎の時刻情報を取得する時刻情報取得手段と、
前記電力検出手段により検出された使用電力に基づき前記第１の所定時間毎の使用電力量を算出する使用電力量算出手段と、
前記時刻情報取得手段により取得される時刻情報の時刻における前記射出成形機の稼動状態を検出する稼動状態検出手段と、
前記使用電力量算出手段により算出された前記第１の所定時間毎の使用電力量を前記第１の所定時間毎に第２の所定時間毎に加算し積算使用電力量を算出する積算使用電力量算出手段と、
前記時刻情報取得手段により取得された時刻情報に対応させて少なくとも前記積算使用電力量算出手段により算出された積算使用電力量および前記稼動状態検出手段により検出された稼動状態を記憶する記憶手段とを備え、
前記記憶手段に記憶された積算使用電力量および稼動状態を時刻情報に対応させて、前記射出成形機に接続された表示装置の表示画面に表示したり、射出成形機に接続された印字装置に印字したり、射出成形機に接続された外部記憶装置に記憶したり、通信回線を介して外部装置に出力することを少なくとも１つ行うことを特徴とする射出成形機の電力監視装置。
【請求項２】
前記稼動状態検出手段によって検出される稼動状態は、少なくとも前記射出成形機が成形運転中であることを表す情報および加熱用ヒータを使用中であることを表す情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の射出成形機の電力監視装置。
【請求項３】
前記稼動状態検出手段によって検出される稼動状態は、成形品の識別情報が含まれることを特徴とする請求項１または２のいずれか１つに記載の射出成形機の電力監視装置。
【請求項４】
前記電力検出手段は、更に少なくとも前記射出成形機の駆動に使用される電力、加熱用ヒータに使用される電力、これら以外の射出成形機の制御装置等に使用される電力とを区別して検出し、
前記使用電力量算出手段は、更に該電力検出手段により区別して検出された電力の前記区別毎の電力量を算出し、
前記積算使用電力量算出手段は、更に該使用電力量算出手段により算出された電力量の前記区別毎の積算電力量を算出し、
前記記憶手段は、更に前記区別毎の積算電力量を前記時刻情報に対応させて記憶し、
前記記憶手段に記憶された前記区別毎の積算電力量、積算使用電力量、および稼動状態を時刻情報に対応させて、
前記射出成形機に接続された表示装置の表示画面に表示したり、射出成形機に接続された印字装置に印字したり、射出成形機に接続された外部記憶装置に記憶したり、通信回線を介して外部装置に出力することを少なくとも１つ行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の射出成形機の電力監視装置。
【請求項１】
射出成形機の使用電力を検出する電力検出手段と、
第１の所定時間毎の時刻情報を取得する時刻情報取得手段と、
前記電力検出手段により検出された使用電力に基づき前記第１の所定時間毎の使用電力量を算出する使用電力量算出手段と、
前記時刻情報取得手段により取得される時刻情報の時刻における前記射出成形機の稼動状態を検出する稼動状態検出手段と、
前記使用電力量算出手段により算出された前記第１の所定時間毎の使用電力量を前記第１の所定時間毎に第２の所定時間毎に加算し積算使用電力量を算出する積算使用電力量算出手段と、
前記時刻情報取得手段により取得された時刻情報に対応させて少なくとも前記積算使用電力量算出手段により算出された積算使用電力量および前記稼動状態検出手段により検出された稼動状態を記憶する記憶手段とを備え、
前記記憶手段に記憶された積算使用電力量および稼動状態を時刻情報に対応させて、前記射出成形機に接続された表示装置の表示画面に表示したり、射出成形機に接続された印字装置に印字したり、射出成形機に接続された外部記憶装置に記憶したり、通信回線を介して外部装置に出力することを少なくとも１つ行うことを特徴とする射出成形機の電力監視装置。
【請求項２】
前記稼動状態検出手段によって検出される稼動状態は、少なくとも前記射出成形機が成形運転中であることを表す情報および加熱用ヒータを使用中であることを表す情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の射出成形機の電力監視装置。
【請求項３】
前記稼動状態検出手段によって検出される稼動状態は、成形品の識別情報が含まれることを特徴とする請求項１または２のいずれか１つに記載の射出成形機の電力監視装置。
【請求項４】
前記電力検出手段は、更に少なくとも前記射出成形機の駆動に使用される電力、加熱用ヒータに使用される電力、これら以外の射出成形機の制御装置等に使用される電力とを区別して検出し、
前記使用電力量算出手段は、更に該電力検出手段により区別して検出された電力の前記区別毎の電力量を算出し、
前記積算使用電力量算出手段は、更に該使用電力量算出手段により算出された電力量の前記区別毎の積算電力量を算出し、
前記記憶手段は、更に前記区別毎の積算電力量を前記時刻情報に対応させて記憶し、
前記記憶手段に記憶された前記区別毎の積算電力量、積算使用電力量、および稼動状態を時刻情報に対応させて、
前記射出成形機に接続された表示装置の表示画面に表示したり、射出成形機に接続された印字装置に印字したり、射出成形機に接続された外部記憶装置に記憶したり、通信回線を介して外部装置に出力することを少なくとも１つ行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の射出成形機の電力監視装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−２４０９７７（Ｐ２０１０−２４０９７７Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９２０３９（Ｐ２００９−９２０３９）
【出願日】平成２１年４月６日（２００９．４．６）
【出願人】（３９０００８２３５）ファナック株式会社 (1,110)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月６日（２００９．４．６）
【出願人】（３９０００８２３５）ファナック株式会社 (1,110)
【Ｆターム（参考）】
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