射出成形機の電力管理システム
【課題】射出成形機による使用電力量の集中を防ぎ、これによりデマンド時間の平均使用電力を抑えて契約電力を抑制可能な射出成形機の電力管理システムを提供すること。
【解決手段】ｍａｘ台の射出成形機２1〜２maxは、通信回線５を介して管理装置１に接続され、それぞれ電力線４を介して主電源から電力が供給され、電力測定器３1〜３maxが設置されている。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。射出成形機２1〜２maxの制御装置は、使用電力のデータを元にサンプリング時間毎の使用電力量を算出し、通信回線５を介して管理装置１に送信し、管理装置１は電力量監視値あるいは最大許容電力量に基づき電力削減措置の要否を判断する電力監視処理を実行する射出成形機の電力管理システム。
【解決手段】ｍａｘ台の射出成形機２1〜２maxは、通信回線５を介して管理装置１に接続され、それぞれ電力線４を介して主電源から電力が供給され、電力測定器３1〜３maxが設置されている。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。射出成形機２1〜２maxの制御装置は、使用電力のデータを元にサンプリング時間毎の使用電力量を算出し、通信回線５を介して管理装置１に送信し、管理装置１は電力量監視値あるいは最大許容電力量に基づき電力削減措置の要否を判断する電力監視処理を実行する射出成形機の電力管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機を用いて成形品の生産を行う工場における最大需要電力を制御する射出成形機の電力管理システムに関する。
【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。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】
特許文献１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。
特許文献２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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６１−１８０５３０号公報
【特許文献２】特開２００７−２１８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
背景技術で説明した特許文献１や特許文献２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る。
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。
【０００６】
そこで本発明は、射出成形機による使用電力量の集中を防ぎ、これによりデマンド時間の平均使用電力を抑えて契約電力を抑制可能な射出成形機の電力管理システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願の請求項１に係る発明は、使用電力検出手段を備えた１台以上の射出成形機と該射出成形機と通信回線で接続された管理装置を有する射出成形機の電力管理システムであって、前記使用電力検出手段、前記管理装置、前記射出成形機のいずれか１つは前記使用電力検出手段で計測した前記射出成形機の使用電力を射出成形機毎にサンプリング時間単位で積算する積算手段を備え、該管理装置は該サンプリング時間単位で積算された前記射出成形機の使用電力量の総和を所定時間に達するまでの間、逐次積算する逐次積算手段と、
該所定時間に達するまでの間に該逐次積算手段により積算された積算結果が所定値を超えた場合には、前記使用電力検出手段を備えた１台以上の射出成形機のうち少なくとも１台の射出成形機に対し電力削減措置を実行することを指示する指示手段と、を有することを特徴とする射出成形機の電力管理システムである。
【０００８】
請求項２に係る発明は、使用電力検出手段を備えた１台以上の射出成形機と該射出成形機と通信回線で接続された管理装置を有する射出成形機の電力管理システムであって、前記使用電力検出手段、前記管理装置、前記射出成形機のいずれか１つは前記射出成形機の使用電力を射出成形機毎にサンプリング時間単位で積算する積算手段を備え、該管理装置は該サンプリング時間単位で積算された前記射出成形機の使用電力量の総和を所定時間に達するまでの間、逐次積算する逐次積算手段と、該逐次積算した時点において許容できる許容電力量を前記所定時間後の最大許容電力量から求める手段と、前記逐次積算した電力量が前記許容電力量を超えた場合には、前記使用電力検出手段を備えた１台以上の射出成形機のうち少なくとも１台の射出成形機に対し電力削減措置を実行することを指示する指示手段と、を有することを特徴とする射出成形機の電力管理システムである。
【０００９】
請求項３に係る発明は、前記射出成形機には前記管理装置から電力削減措置を実行することが指示された場合、該射出成形機が運転中の場合には連続運転を停止する手段、ヒータ通電遮断手段、またはヒータ設定温度を現在の温度より下げる手段の内、少なくとも連続運転を停止する手段を有し、該射出成形機が停止している場合にはヒータ通電遮断手段、またはヒータ設定温度を現在の温度より下げる手段の内、いずれかの手段を有することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１つに記載の射出成形機の電力管理システムである。
請求項４に係る発明は、前記射出成形機には前記管理装置から電力削減措置を実行することが指示された場合には、該電力削減措置を実行することを前記使用電力検出手段を備えた１台以上の射出成形機の表示装置に表示することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１つに記載の射出成形機の電力管理システムである。
【００１０】
請求項５に係る発明は、前記管理装置は前記射出成形機の前記サンプリング時間単位で積算された使用電力量の増加率を前記射出成形機毎に求める手段を有し、該増加率が最も大きい射出成形機の電力削減措置を実行することを指示する対象とする手段を有することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１つに記載の射出成形機の電力管理システムである。
請求項６に係る発明は、前記求められた増加率を前記射出成形機に対応させて前記管理装置上に表示することを特徴とする請求項５に記載の射出成形機の電力管理システムである。
請求項７に係る発明は、前記求められた増加率を前記射出成形機に対応させて表示する手段と、前記射出成形機に対応させて前記射出成形機の運転状態をも表示する手段と、を有することを特徴とする請求項５に記載の射出成形機の電力管理システムである。
【００１１】
請求項８に係る発明は、前記射出成形機に対し電力削減措置を実行することを指示する手段の代わりに、電子メールや携帯電話等の通信手段、あるいは警告表示灯やブザーなどの視覚や聴覚で認識可能な情報伝達手段を通じて射出成形機のオペレータに対して電力削減措置を実行することを指示する通知を行う手段を有することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１つに記載の射出成形機の電力管理システムである。
請求項９に係る発明は、前記射出成形機は、前記管理装置上で前記サンプリング時間単位で積算された１台以上の射出成形機の使用電力量の総和を所定時間に達するまでの時間、逐次積算した結果を前記管理装置から取得する手段と、該積算した結果を前記射出成形機の画面上に表示することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１つに記載の射出成形機の電力管理システムである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、射出成形機による使用電力量の集中を防ぎ、これによりデマンド時間の平均使用電力を抑えて契約電力を抑制可能な射出成形機の電力管理システムを提供できる。これによって、契約電力を抑制することができ電力料金の節約が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【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】所定時間内の電力量積算処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図４】電力量監視値による監視を説明するグラフである。
【図５】電力監視処理（その１）である。
【図６】電力監視処理（その２）である。
【図７】１分ごとの許容電力を説明する図である。
【図８】所定時間ごとの最大電力量による監視を説明するグラフである。
【図９】電力監視処理（その３）である。
【図１０】電力監視処理（その４）である。
【図１１】射出成形機が有する表示装置の表示画面に表示される警告表示の例である。
【図１２】管理装置の画面の例である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
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。
【００１５】
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。通信手段６としては例えば電子メールや携帯電話等がある。また、情報伝達手段７としては例えば警告表示灯や警告ブザーなどの人間の視覚や聴覚などによって認識可能な手段を用いることができる。本発明において通信手段６や情報伝達手段７は、必要に応じて付加する手段である。
【００１６】
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が装着されている。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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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、入出力回路、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制御周期毎取得し、使用電力のデータと１制御周期の時間を乗算することによって制御周期毎の時間単位で積算して射出成形機２の積算使用電力量を算出し、ＣＮＣＣＰＵ２８に接続されているメモリであるＲＡＭに保存する。
【００２２】
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。
【００２３】
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、サーボアンプに温度センサを設けておき発熱量を推定する。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。
【００２４】
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。
【００２５】
図３は、電力監視処理のために、管理装置１が実行する所定時間内の電力量積算処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。以下、各ステップに従って説明する。なお、このフローチャートで、Ｍmaxは射出成形機の台数、Ｅ（Ｔ）は３０分毎の射出成形機Ｍ（１）〜Ｍ（Ｍmax）の使用電力量の積算値、ＥＭ（Ｍ）は現時点からみての射出成形機Ｍの過去１分間における積算使用電力量を表す。ＥＭＢ（Ｍ）は１分前からみての射出成形機Ｍの過去１分間の積算使用電力量である。Ｔは１つの所定時間（デマンド時間）を表す。この例では所定時間（デマンド時間）は３０分である。
●ステップＳＡ１Ａ；Ｔ＝１と初期化する。
●ステップＳＡ１Ｂ；Ｅ（Ｔ）＝０、ＥＭ（１〜Ｍmax）＝０、ＥＭＢ（１〜Ｍmax）＝０と初期化する。
●ステップＳＡ２；３０分経過したか否か判断し、３０分経過した場合には、ステップＳＡ１２へ移行し、経過していなければステップＳＡ３へ移行する。時間経過の計測はプロセッサのタイマ機能を用いる。このステップの処理は、所定時間（デマンド時間）が経過するのを待つための処理である。
●ステップＳＡ３；１分経過したか否か判断し、１分経過したらステップＳＡ４へ移行する。時間経過の計測はプロセッサのタイマ機能を用いる。なお、ステップＳＡ３〜ステップＳＡ１１の処理は１分間隔で電力監視処理を実行するための処理である。
●ステップＳＡ４；Ｍ＝１とする。各射出成形機２1〜２maxの積算使用電力量を読み込むためにＭを１に初期化する。
●ステップＳＡ５；ＭはＭmax以下であるか否か判断し、以下である場合にはステップＳＡ６へ移行し、以下でない場合にはステップＳＡ２へ戻る。
●ステップＳＡ６；ＥＭＢ（Ｍ）＝ＥＭ（Ｍ）とする。ＥＭＢ（Ｍ）としてＥＭ（Ｍ）をメモリに格納する。つまり、１分前の射出成形機Ｍの過去１分間の積算使用電力量ＥＭＢ（Ｍ）としてＥＭ（Ｍ）を代入する。なお、１回目の計算サイクルではＥＭＢ（Ｍ）およびＥＭ（Ｍ）は初期値の０である。
●ステップＳＡ７；射出成形機Ｍの過去１分間の積算使用電力量ＥＭ（Ｍ）を読み込む。積算使用電力量ＥＭ（Ｍ）は各射出成形機２の制御装置２６において電力測定器３からの使用電力の情報を用いて算出される。各射出成形機２の制御装置２６において少なくとも現在の時点から過去１分間の積算使用電力量を求めておかねばならない。
●ステップＳＡ８；Ｅ（Ｔ）＝Ｅ（Ｔ）＋ＥＭ（Ｍ）を計算する。計算結果のＥ（Ｔ）はメモリに格納する。Ｅ（Ｔ）は３０分毎の射出成形機Ｍ（１）〜Ｍ（Ｍmax）の使用電力量の積算値、ＥＭ（Ｍ）は射出成形機Ｍの過去１分間の積算使用電力量であるから、ステップＳＡ８の処理は、所要時間内（デマンド時間内）である３０分内での現時点までの射出成形機Ｍ（１）〜Ｍ（Ｍmax）の積算使用電力量を合計した使用電力量の積算値を求める処理である。
●ステップＳＡ９；Ｍ＝Ｍmaxか判断し、Ｍ＝ＭmaxであればステップＳＡ１０へ移行し、そうでない場合にはステップＳＡ１１へ移行する。
●ステップＳＡ１０；電力監視処理を実行する。電力監視処理の例は後述して説明する。
●ステップＳＡ１１；Ｍ＝Ｍ＋１を計算する。
●ステップＳＡ１２；電力監視終了か否か判断し、終了でない場合にはステップＳＡ１３へ移行し、終了であれば処理を終了する。電力監視終了か否かは外部からの指令信号あるいは射出成形機が動作していないことを確認するなどによって行う。
●ステップＳＡ１３；Ｔ＝Ｔ＋１を計算する。この計算は、所要時間（デマンド時間）が次の回の所要時間（デマンド時間）に移行することを表している。
【００２６】
次に、前述したステップＳＡ１０における電力監視処理の例を説明する。
図４は電力量監視値Ｅmaxによる電力監視を説明するグラフである。縦軸Ｅ（Ｔ）は３０分毎の射出成形機Ｍ（１）〜Ｍ（Ｍmax）の使用電力量の積算値、横軸は時刻を表す。Ｅ（Ｔ）が電力量監視値Ｅmaxを超えるか否かで射出成形機への電力削減措置の実行を指令するか否かを判断する。
【００２７】
図５は、電力監視処理（その１）であり、所定時間（デマンド時間）である３０分毎の射出成形機による使用電力量の積算値Ｅ（Ｔ）が電力量監視値Ｅmaxより大きいか否かを判断し（ステップＳＢ１）、Ｅ（Ｔ）が電力量監視値Ｅmaxを超えた場合には予め選択された射出成形機に電力削減措置の実行を指令し（ステップＳＢ２）、電力監視処理を終了し、一方、Ｅ（Ｔ）がＥmaxを超えていない場合には射出成形機への電力削減措置の実行を指令することなく電力監視処理を終了する。
【００２８】
図６は、電力監視処理（その２）であり、積算使用電力量の増加率が高い射出成形機を特定するための処理を含むアルゴリズムを示すフローチャートである。以下、各ステップに従って説明する。
●ステップＳＣ１；Ｎ＝１に初期化する。積算使用電力量の増加率が高い射出成形機を特定するためにＮを１に初期化する。
●ステップＳＣ２；ＮはＭmax以下か否か判断し、ＮがＭmax以下であればステップＳＣ３へ移行し、ＮがＭmaxより大きくなるとステップＳＣ５へ移行する。
●ステップＳＣ３；ＩＮＣ（Ｎ）＝ＥＭ（Ｎ）−ＥＭＢ（Ｎ）を算出する。Ｎ番目の射出成形機において、過去１分間の積算使用電力量ＥＭ（Ｎ）から１分前の過去１分間の積算使用電力量ＥＭＢ（Ｎ）を減算することによって、所定時間（デマンド時間）内における１分毎の各射出成形機２の積算使用電力量の増減の度合いを求めることができる。
●ステップＳＣ４；Ｎ＝Ｎ＋１を計算し、ステップＳＣ２へ戻る。
●ステップＳＣ５；使用電力量の積算値Ｅ（Ｔ）は電力量監視値Ｅmaxより大きいか否か判断し（図４参照）、Ｅ（Ｔ）がＥmaxより大きければステップＳＣ６へ移行し、大きくなければ処理を終了する。
●ステップＳＣ６；ステップＳＣ３で算出したＩＮＣ（１）〜ＩＮＣ（Ｍmax）の中で最大値を求め、最大値に対応する射出成形機に電力削減措置の実行を指令し、電力監視処理を終了する。
【００２９】
図５や図６に示す電力監視処理では、予め設定した電力量監視値Ｅmaxを電力削減措置を実行するか否かの判断基準としている。この電力量監視値Ｅmaxが低すぎると過度に電力削減措置を実行することになり、射出成形作業の効率低下を招く。この電力量監視値Ｅmaxが高く設定されると電力削減措置の実行が遅れ、結果的に使用電力量の積算値が増加し、契約電力を押し上げることになってしまう。
【００３０】
そこで、所定時間内（デマンド時間内）において、よりきめ細かく使用電力量の確認を行い、より適切なタイミングで電力削減措置の実行の指令がなされるようにする。そのため、所定時間（デマンド時間）内で、一定時間間隔での最大電力量ＥＭ（Ｔ）を確認する必要がある。図７は、一定時間間隔として１分毎の最大電力量ＥＭ（Ｔ）を説明する図である。所定時間（デマンド時間）として３０分をとり、３０分間の最大許容電力量をＥ３０maxで表すと、１分毎の最大電力量ＥＭ（Ｔ）は図７に示されるとおりである。図７に示されるように、最大電力量ＥＭ（Ｔ）は、最大許容電力量を所定時間（デマンド時間）で除算し、所定時間内での経過時間を乗算することによって求めることができる。最大電力量ＥＭ（Ｔ）は予め管理装置１に内蔵されるメモリ（図示省略）に格納しておいてもよいし、逐次演算して求めてもよい。
【００３１】
図８は、図７に示される１分毎の最大電力量ＥＭ（Ｔ）の関係をグラフ化したものであり、所定時間毎の最大電力量による監視を説明する図である。縦軸はＥ（Ｔ）は３０分毎の射出成形機Ｍ（１）〜Ｍ（Ｍmax）の使用電力量の積算値、横軸は時刻を表す。各所定時間（デマンド時間）内のいずれかの時刻で使用電力量の積算値Ｅ（Ｔ）が最大電力量ＥＭ（Ｔ）を超えると、電力削減措置の実行を指令することが可能となる。例えば、１１時５分において、使用電力量の積算値Ｅ（Ｔ）が最大電力量ＥＭ（Ｔ）を超えると、その時点で電力削減措置の実行を指令することが可能となり、より適切に電力使用の管理ができる。
【００３２】
図９と図１０に示すアルゴリズムのフローチャートは、最大電力量ＥＭ（Ｔ）を基準として電力削減措置の実行を指令する処理である。図９は、電力監視処理（その３）であり、Ｅ（Ｔ）は最大電力量ＥＭ（Ｔ）より大きいか否かを判断し（ステップＳＤ１）、Ｅ（Ｔ）がＥＭ（Ｔ）を超えた場合には、予め選択された射出成形機に電力削減措置の実行を指令し（ステップＳＤ２）、電力監視処理を終了し、Ｅ（Ｔ）がＥＭ（Ｔ）を超えていなければ電力削減措置の実行を指示することなく電力監視処理を終了する。
【００３３】
図１０は、電力監視処理（その４）である。この処理は、使用電力量の増加率が高い射出成形機を特定するための処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。以下、各ステップに従って説明する。
●ステップＳＥ１；Ｎ＝１に初期化する。
●ステップＳＥ２；ＮはＭmax以下か否か判断し、ＮがＭmax以下であればステップＳＥ３へ移行し、ＮがＭmaxより大きいとステップＳＥ５へ移行する。
●ステップＳＥ３；ＩＮＣ（Ｎ）＝ＥＭ（Ｎ）−ＥＭＢ（Ｎ）を算出する。
●ステップＳＥ４；Ｎ＝Ｎ＋１を計算し、ステップＳＥ２へ戻る。
●ステップＳＥ５；Ｅ（Ｔ）はＥＭ（Ｔ）より大きいか否か判断し、Ｅ（Ｔ）がＥＭ（Ｔ）より大きければステップＳＥ６へ移行し、大きくなければ電力監視処理を終了する。
●ステップＳＥ６；ＩＮＣ（１）〜ＩＮＣ（Ｍmax）の中で最大値を求め、最大値に対応する射出成形機に電力削減措置の実行を指令し、電力監視処理を終了する。
【００３４】
図９のステップＳＤ１と図１０のステップＳＥ５について補足して説明する。最大電力量ＥＭ（Ｔ）は、図７に示される所定時間（デマンド時間）内の経過時間に対応した最大電力量ＥＭ（Ｔ）を用いる。図３に示されるフローチャートにおいて１分経過する毎に増加するカウント処理を設け、カウントされた値に対応する図７に示される最大電力量ＥＭ（Ｔ）を用いる。本発明の実施形態では所定時間（デマンド時間）が３０分であり、カウント値は１〜３０の値となる。
【００３５】
図１１は、図３のステップＳＡ１０で電力監視処理において、電力削減措置の実行が指令された場合に射出成形機が有する表示装置の表示画面に表示される警告表示の例である。使用電力量の積算値が最大許容電力量を超える見込みが検出されると、表示される画面の例である。この画面例では、使用電力量の積算値が１０ｋｗｈであり、使用電力量の積算値が最大許容電力量を超える見込みであり、成形運転を停止するよう指示する内容の指示が表示される。ファンクションキーＦ１〜Ｆ５により所定の電力量削減措置を指令するようにしてもよい。また、図１２は、最大許容電力量を超える場合に表示される画面の例である。この画面の例では、使用電力量の増加傾向にある射出成形機の中でどの機械を優先して使用電力の削減を実行するかをオペレータに知らせることができる。１位は昇温中の増加率２５．６％の３号機、２位は自動運転中の増加率２１．３％の２号機、３位は自動運転中の増加率２０．５％の５号機である。
【００３６】
図１１に示されるように、本発明の射出成形機の電力管理システムにおいて、射出成形機２の制御装置２６は使用電力量の積算値のデータを管理装置から取得し、制御装置２６が有する表示装置に表示してもよい。図１２に示されるように、本発明の射出成形機の電力管理システムは、積算使用電力量の増加率を射出成形機に対応させて表示する手段を備えることができる。また、図１２に示されるように、射出成形機に対応させて機械の運転状態を表示する手段を備えることができる。
【００３７】
管理装置１からいずれかの射出成形機２nに電力削減措置の実行が指令された場合、射出成形機２nが連続運転中の場合、ＣＮＣＣＰＵ２８の指令により連続運転を停止したり、ＣＮＣＣＰＵ２８の指令によりリレー１９，２０，２１をオフしヒータ１１，１３，１４への通電を停止したり、ＣＮＣＣＰＵ２８の指令により図示しない電力増幅器からヒータ１１，１３，１４への供給電力を調整しヒータの設定温度を低下させたりする。
射出成形機２が停止している場合には、ＣＮＣＣＰＵ２８の指令によりリレー１９，２０，２１をオフしヒータ１１，１３，１４への通電を停止したり、ＣＮＣＣＰＵ２８の指令により図示しない電力増幅器からヒータ１１，１３，１４への供給電力を調整しヒータの設定温度を低下させたりする。
【００３８】
管理装置１において電力削減措置の実行を指令することに替えて、図１に示されるように、電子メールや携帯電話などの通信手段を用いて射出成形機のオペレータに処置を通知したり、警告表示灯やブザーなどの情報伝達手段７を用いて射出成形機のオペレータに報知するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
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
６ 通信手段
７ 情報伝達手段
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
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機を用いて成形品の生産を行う工場における最大需要電力を制御する射出成形機の電力管理システムに関する。
【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。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】
特許文献１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。
特許文献２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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６１−１８０５３０号公報
【特許文献２】特開２００７−２１８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
背景技術で説明した特許文献１や特許文献２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る。
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。
【０００６】
そこで本発明は、射出成形機による使用電力量の集中を防ぎ、これによりデマンド時間の平均使用電力を抑えて契約電力を抑制可能な射出成形機の電力管理システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願の請求項１に係る発明は、使用電力検出手段を備えた１台以上の射出成形機と該射出成形機と通信回線で接続された管理装置を有する射出成形機の電力管理システムであって、前記使用電力検出手段、前記管理装置、前記射出成形機のいずれか１つは前記使用電力検出手段で計測した前記射出成形機の使用電力を射出成形機毎にサンプリング時間単位で積算する積算手段を備え、該管理装置は該サンプリング時間単位で積算された前記射出成形機の使用電力量の総和を所定時間に達するまでの間、逐次積算する逐次積算手段と、
該所定時間に達するまでの間に該逐次積算手段により積算された積算結果が所定値を超えた場合には、前記使用電力検出手段を備えた１台以上の射出成形機のうち少なくとも１台の射出成形機に対し電力削減措置を実行することを指示する指示手段と、を有することを特徴とする射出成形機の電力管理システムである。
【０００８】
請求項２に係る発明は、使用電力検出手段を備えた１台以上の射出成形機と該射出成形機と通信回線で接続された管理装置を有する射出成形機の電力管理システムであって、前記使用電力検出手段、前記管理装置、前記射出成形機のいずれか１つは前記射出成形機の使用電力を射出成形機毎にサンプリング時間単位で積算する積算手段を備え、該管理装置は該サンプリング時間単位で積算された前記射出成形機の使用電力量の総和を所定時間に達するまでの間、逐次積算する逐次積算手段と、該逐次積算した時点において許容できる許容電力量を前記所定時間後の最大許容電力量から求める手段と、前記逐次積算した電力量が前記許容電力量を超えた場合には、前記使用電力検出手段を備えた１台以上の射出成形機のうち少なくとも１台の射出成形機に対し電力削減措置を実行することを指示する指示手段と、を有することを特徴とする射出成形機の電力管理システムである。
【０００９】
請求項３に係る発明は、前記射出成形機には前記管理装置から電力削減措置を実行することが指示された場合、該射出成形機が運転中の場合には連続運転を停止する手段、ヒータ通電遮断手段、またはヒータ設定温度を現在の温度より下げる手段の内、少なくとも連続運転を停止する手段を有し、該射出成形機が停止している場合にはヒータ通電遮断手段、またはヒータ設定温度を現在の温度より下げる手段の内、いずれかの手段を有することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１つに記載の射出成形機の電力管理システムである。
請求項４に係る発明は、前記射出成形機には前記管理装置から電力削減措置を実行することが指示された場合には、該電力削減措置を実行することを前記使用電力検出手段を備えた１台以上の射出成形機の表示装置に表示することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１つに記載の射出成形機の電力管理システムである。
【００１０】
請求項５に係る発明は、前記管理装置は前記射出成形機の前記サンプリング時間単位で積算された使用電力量の増加率を前記射出成形機毎に求める手段を有し、該増加率が最も大きい射出成形機の電力削減措置を実行することを指示する対象とする手段を有することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１つに記載の射出成形機の電力管理システムである。
請求項６に係る発明は、前記求められた増加率を前記射出成形機に対応させて前記管理装置上に表示することを特徴とする請求項５に記載の射出成形機の電力管理システムである。
請求項７に係る発明は、前記求められた増加率を前記射出成形機に対応させて表示する手段と、前記射出成形機に対応させて前記射出成形機の運転状態をも表示する手段と、を有することを特徴とする請求項５に記載の射出成形機の電力管理システムである。
【００１１】
請求項８に係る発明は、前記射出成形機に対し電力削減措置を実行することを指示する手段の代わりに、電子メールや携帯電話等の通信手段、あるいは警告表示灯やブザーなどの視覚や聴覚で認識可能な情報伝達手段を通じて射出成形機のオペレータに対して電力削減措置を実行することを指示する通知を行う手段を有することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１つに記載の射出成形機の電力管理システムである。
請求項９に係る発明は、前記射出成形機は、前記管理装置上で前記サンプリング時間単位で積算された１台以上の射出成形機の使用電力量の総和を所定時間に達するまでの時間、逐次積算した結果を前記管理装置から取得する手段と、該積算した結果を前記射出成形機の画面上に表示することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１つに記載の射出成形機の電力管理システムである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、射出成形機による使用電力量の集中を防ぎ、これによりデマンド時間の平均使用電力を抑えて契約電力を抑制可能な射出成形機の電力管理システムを提供できる。これによって、契約電力を抑制することができ電力料金の節約が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【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】所定時間内の電力量積算処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図４】電力量監視値による監視を説明するグラフである。
【図５】電力監視処理（その１）である。
【図６】電力監視処理（その２）である。
【図７】１分ごとの許容電力を説明する図である。
【図８】所定時間ごとの最大電力量による監視を説明するグラフである。
【図９】電力監視処理（その３）である。
【図１０】電力監視処理（その４）である。
【図１１】射出成形機が有する表示装置の表示画面に表示される警告表示の例である。
【図１２】管理装置の画面の例である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
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。
【００１５】
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。通信手段６としては例えば電子メールや携帯電話等がある。また、情報伝達手段７としては例えば警告表示灯や警告ブザーなどの人間の視覚や聴覚などによって認識可能な手段を用いることができる。本発明において通信手段６や情報伝達手段７は、必要に応じて付加する手段である。
【００１６】
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が装着されている。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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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、入出力回路、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制御周期毎取得し、使用電力のデータと１制御周期の時間を乗算することによって制御周期毎の時間単位で積算して射出成形機２の積算使用電力量を算出し、ＣＮＣＣＰＵ２８に接続されているメモリであるＲＡＭに保存する。
【００２２】
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。
【００２３】
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、サーボアンプに温度センサを設けておき発熱量を推定する。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。
【００２４】
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。
【００２５】
図３は、電力監視処理のために、管理装置１が実行する所定時間内の電力量積算処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。以下、各ステップに従って説明する。なお、このフローチャートで、Ｍmaxは射出成形機の台数、Ｅ（Ｔ）は３０分毎の射出成形機Ｍ（１）〜Ｍ（Ｍmax）の使用電力量の積算値、ＥＭ（Ｍ）は現時点からみての射出成形機Ｍの過去１分間における積算使用電力量を表す。ＥＭＢ（Ｍ）は１分前からみての射出成形機Ｍの過去１分間の積算使用電力量である。Ｔは１つの所定時間（デマンド時間）を表す。この例では所定時間（デマンド時間）は３０分である。
●ステップＳＡ１Ａ；Ｔ＝１と初期化する。
●ステップＳＡ１Ｂ；Ｅ（Ｔ）＝０、ＥＭ（１〜Ｍmax）＝０、ＥＭＢ（１〜Ｍmax）＝０と初期化する。
●ステップＳＡ２；３０分経過したか否か判断し、３０分経過した場合には、ステップＳＡ１２へ移行し、経過していなければステップＳＡ３へ移行する。時間経過の計測はプロセッサのタイマ機能を用いる。このステップの処理は、所定時間（デマンド時間）が経過するのを待つための処理である。
●ステップＳＡ３；１分経過したか否か判断し、１分経過したらステップＳＡ４へ移行する。時間経過の計測はプロセッサのタイマ機能を用いる。なお、ステップＳＡ３〜ステップＳＡ１１の処理は１分間隔で電力監視処理を実行するための処理である。
●ステップＳＡ４；Ｍ＝１とする。各射出成形機２1〜２maxの積算使用電力量を読み込むためにＭを１に初期化する。
●ステップＳＡ５；ＭはＭmax以下であるか否か判断し、以下である場合にはステップＳＡ６へ移行し、以下でない場合にはステップＳＡ２へ戻る。
●ステップＳＡ６；ＥＭＢ（Ｍ）＝ＥＭ（Ｍ）とする。ＥＭＢ（Ｍ）としてＥＭ（Ｍ）をメモリに格納する。つまり、１分前の射出成形機Ｍの過去１分間の積算使用電力量ＥＭＢ（Ｍ）としてＥＭ（Ｍ）を代入する。なお、１回目の計算サイクルではＥＭＢ（Ｍ）およびＥＭ（Ｍ）は初期値の０である。
●ステップＳＡ７；射出成形機Ｍの過去１分間の積算使用電力量ＥＭ（Ｍ）を読み込む。積算使用電力量ＥＭ（Ｍ）は各射出成形機２の制御装置２６において電力測定器３からの使用電力の情報を用いて算出される。各射出成形機２の制御装置２６において少なくとも現在の時点から過去１分間の積算使用電力量を求めておかねばならない。
●ステップＳＡ８；Ｅ（Ｔ）＝Ｅ（Ｔ）＋ＥＭ（Ｍ）を計算する。計算結果のＥ（Ｔ）はメモリに格納する。Ｅ（Ｔ）は３０分毎の射出成形機Ｍ（１）〜Ｍ（Ｍmax）の使用電力量の積算値、ＥＭ（Ｍ）は射出成形機Ｍの過去１分間の積算使用電力量であるから、ステップＳＡ８の処理は、所要時間内（デマンド時間内）である３０分内での現時点までの射出成形機Ｍ（１）〜Ｍ（Ｍmax）の積算使用電力量を合計した使用電力量の積算値を求める処理である。
●ステップＳＡ９；Ｍ＝Ｍmaxか判断し、Ｍ＝ＭmaxであればステップＳＡ１０へ移行し、そうでない場合にはステップＳＡ１１へ移行する。
●ステップＳＡ１０；電力監視処理を実行する。電力監視処理の例は後述して説明する。
●ステップＳＡ１１；Ｍ＝Ｍ＋１を計算する。
●ステップＳＡ１２；電力監視終了か否か判断し、終了でない場合にはステップＳＡ１３へ移行し、終了であれば処理を終了する。電力監視終了か否かは外部からの指令信号あるいは射出成形機が動作していないことを確認するなどによって行う。
●ステップＳＡ１３；Ｔ＝Ｔ＋１を計算する。この計算は、所要時間（デマンド時間）が次の回の所要時間（デマンド時間）に移行することを表している。
【００２６】
次に、前述したステップＳＡ１０における電力監視処理の例を説明する。
図４は電力量監視値Ｅmaxによる電力監視を説明するグラフである。縦軸Ｅ（Ｔ）は３０分毎の射出成形機Ｍ（１）〜Ｍ（Ｍmax）の使用電力量の積算値、横軸は時刻を表す。Ｅ（Ｔ）が電力量監視値Ｅmaxを超えるか否かで射出成形機への電力削減措置の実行を指令するか否かを判断する。
【００２７】
図５は、電力監視処理（その１）であり、所定時間（デマンド時間）である３０分毎の射出成形機による使用電力量の積算値Ｅ（Ｔ）が電力量監視値Ｅmaxより大きいか否かを判断し（ステップＳＢ１）、Ｅ（Ｔ）が電力量監視値Ｅmaxを超えた場合には予め選択された射出成形機に電力削減措置の実行を指令し（ステップＳＢ２）、電力監視処理を終了し、一方、Ｅ（Ｔ）がＥmaxを超えていない場合には射出成形機への電力削減措置の実行を指令することなく電力監視処理を終了する。
【００２８】
図６は、電力監視処理（その２）であり、積算使用電力量の増加率が高い射出成形機を特定するための処理を含むアルゴリズムを示すフローチャートである。以下、各ステップに従って説明する。
●ステップＳＣ１；Ｎ＝１に初期化する。積算使用電力量の増加率が高い射出成形機を特定するためにＮを１に初期化する。
●ステップＳＣ２；ＮはＭmax以下か否か判断し、ＮがＭmax以下であればステップＳＣ３へ移行し、ＮがＭmaxより大きくなるとステップＳＣ５へ移行する。
●ステップＳＣ３；ＩＮＣ（Ｎ）＝ＥＭ（Ｎ）−ＥＭＢ（Ｎ）を算出する。Ｎ番目の射出成形機において、過去１分間の積算使用電力量ＥＭ（Ｎ）から１分前の過去１分間の積算使用電力量ＥＭＢ（Ｎ）を減算することによって、所定時間（デマンド時間）内における１分毎の各射出成形機２の積算使用電力量の増減の度合いを求めることができる。
●ステップＳＣ４；Ｎ＝Ｎ＋１を計算し、ステップＳＣ２へ戻る。
●ステップＳＣ５；使用電力量の積算値Ｅ（Ｔ）は電力量監視値Ｅmaxより大きいか否か判断し（図４参照）、Ｅ（Ｔ）がＥmaxより大きければステップＳＣ６へ移行し、大きくなければ処理を終了する。
●ステップＳＣ６；ステップＳＣ３で算出したＩＮＣ（１）〜ＩＮＣ（Ｍmax）の中で最大値を求め、最大値に対応する射出成形機に電力削減措置の実行を指令し、電力監視処理を終了する。
【００２９】
図５や図６に示す電力監視処理では、予め設定した電力量監視値Ｅmaxを電力削減措置を実行するか否かの判断基準としている。この電力量監視値Ｅmaxが低すぎると過度に電力削減措置を実行することになり、射出成形作業の効率低下を招く。この電力量監視値Ｅmaxが高く設定されると電力削減措置の実行が遅れ、結果的に使用電力量の積算値が増加し、契約電力を押し上げることになってしまう。
【００３０】
そこで、所定時間内（デマンド時間内）において、よりきめ細かく使用電力量の確認を行い、より適切なタイミングで電力削減措置の実行の指令がなされるようにする。そのため、所定時間（デマンド時間）内で、一定時間間隔での最大電力量ＥＭ（Ｔ）を確認する必要がある。図７は、一定時間間隔として１分毎の最大電力量ＥＭ（Ｔ）を説明する図である。所定時間（デマンド時間）として３０分をとり、３０分間の最大許容電力量をＥ３０maxで表すと、１分毎の最大電力量ＥＭ（Ｔ）は図７に示されるとおりである。図７に示されるように、最大電力量ＥＭ（Ｔ）は、最大許容電力量を所定時間（デマンド時間）で除算し、所定時間内での経過時間を乗算することによって求めることができる。最大電力量ＥＭ（Ｔ）は予め管理装置１に内蔵されるメモリ（図示省略）に格納しておいてもよいし、逐次演算して求めてもよい。
【００３１】
図８は、図７に示される１分毎の最大電力量ＥＭ（Ｔ）の関係をグラフ化したものであり、所定時間毎の最大電力量による監視を説明する図である。縦軸はＥ（Ｔ）は３０分毎の射出成形機Ｍ（１）〜Ｍ（Ｍmax）の使用電力量の積算値、横軸は時刻を表す。各所定時間（デマンド時間）内のいずれかの時刻で使用電力量の積算値Ｅ（Ｔ）が最大電力量ＥＭ（Ｔ）を超えると、電力削減措置の実行を指令することが可能となる。例えば、１１時５分において、使用電力量の積算値Ｅ（Ｔ）が最大電力量ＥＭ（Ｔ）を超えると、その時点で電力削減措置の実行を指令することが可能となり、より適切に電力使用の管理ができる。
【００３２】
図９と図１０に示すアルゴリズムのフローチャートは、最大電力量ＥＭ（Ｔ）を基準として電力削減措置の実行を指令する処理である。図９は、電力監視処理（その３）であり、Ｅ（Ｔ）は最大電力量ＥＭ（Ｔ）より大きいか否かを判断し（ステップＳＤ１）、Ｅ（Ｔ）がＥＭ（Ｔ）を超えた場合には、予め選択された射出成形機に電力削減措置の実行を指令し（ステップＳＤ２）、電力監視処理を終了し、Ｅ（Ｔ）がＥＭ（Ｔ）を超えていなければ電力削減措置の実行を指示することなく電力監視処理を終了する。
【００３３】
図１０は、電力監視処理（その４）である。この処理は、使用電力量の増加率が高い射出成形機を特定するための処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。以下、各ステップに従って説明する。
●ステップＳＥ１；Ｎ＝１に初期化する。
●ステップＳＥ２；ＮはＭmax以下か否か判断し、ＮがＭmax以下であればステップＳＥ３へ移行し、ＮがＭmaxより大きいとステップＳＥ５へ移行する。
●ステップＳＥ３；ＩＮＣ（Ｎ）＝ＥＭ（Ｎ）−ＥＭＢ（Ｎ）を算出する。
●ステップＳＥ４；Ｎ＝Ｎ＋１を計算し、ステップＳＥ２へ戻る。
●ステップＳＥ５；Ｅ（Ｔ）はＥＭ（Ｔ）より大きいか否か判断し、Ｅ（Ｔ）がＥＭ（Ｔ）より大きければステップＳＥ６へ移行し、大きくなければ電力監視処理を終了する。
●ステップＳＥ６；ＩＮＣ（１）〜ＩＮＣ（Ｍmax）の中で最大値を求め、最大値に対応する射出成形機に電力削減措置の実行を指令し、電力監視処理を終了する。
【００３４】
図９のステップＳＤ１と図１０のステップＳＥ５について補足して説明する。最大電力量ＥＭ（Ｔ）は、図７に示される所定時間（デマンド時間）内の経過時間に対応した最大電力量ＥＭ（Ｔ）を用いる。図３に示されるフローチャートにおいて１分経過する毎に増加するカウント処理を設け、カウントされた値に対応する図７に示される最大電力量ＥＭ（Ｔ）を用いる。本発明の実施形態では所定時間（デマンド時間）が３０分であり、カウント値は１〜３０の値となる。
【００３５】
図１１は、図３のステップＳＡ１０で電力監視処理において、電力削減措置の実行が指令された場合に射出成形機が有する表示装置の表示画面に表示される警告表示の例である。使用電力量の積算値が最大許容電力量を超える見込みが検出されると、表示される画面の例である。この画面例では、使用電力量の積算値が１０ｋｗｈであり、使用電力量の積算値が最大許容電力量を超える見込みであり、成形運転を停止するよう指示する内容の指示が表示される。ファンクションキーＦ１〜Ｆ５により所定の電力量削減措置を指令するようにしてもよい。また、図１２は、最大許容電力量を超える場合に表示される画面の例である。この画面の例では、使用電力量の増加傾向にある射出成形機の中でどの機械を優先して使用電力の削減を実行するかをオペレータに知らせることができる。１位は昇温中の増加率２５．６％の３号機、２位は自動運転中の増加率２１．３％の２号機、３位は自動運転中の増加率２０．５％の５号機である。
【００３６】
図１１に示されるように、本発明の射出成形機の電力管理システムにおいて、射出成形機２の制御装置２６は使用電力量の積算値のデータを管理装置から取得し、制御装置２６が有する表示装置に表示してもよい。図１２に示されるように、本発明の射出成形機の電力管理システムは、積算使用電力量の増加率を射出成形機に対応させて表示する手段を備えることができる。また、図１２に示されるように、射出成形機に対応させて機械の運転状態を表示する手段を備えることができる。
【００３７】
管理装置１からいずれかの射出成形機２nに電力削減措置の実行が指令された場合、射出成形機２nが連続運転中の場合、ＣＮＣＣＰＵ２８の指令により連続運転を停止したり、ＣＮＣＣＰＵ２８の指令によりリレー１９，２０，２１をオフしヒータ１１，１３，１４への通電を停止したり、ＣＮＣＣＰＵ２８の指令により図示しない電力増幅器からヒータ１１，１３，１４への供給電力を調整しヒータの設定温度を低下させたりする。
射出成形機２が停止している場合には、ＣＮＣＣＰＵ２８の指令によりリレー１９，２０，２１をオフしヒータ１１，１３，１４への通電を停止したり、ＣＮＣＣＰＵ２８の指令により図示しない電力増幅器からヒータ１１，１３，１４への供給電力を調整しヒータの設定温度を低下させたりする。
【００３８】
管理装置１において電力削減措置の実行を指令することに替えて、図１に示されるように、電子メールや携帯電話などの通信手段を用いて射出成形機のオペレータに処置を通知したり、警告表示灯やブザーなどの情報伝達手段７を用いて射出成形機のオペレータに報知するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
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
６ 通信手段
７ 情報伝達手段
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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用電力検出手段を備えた１台以上の射出成形機と該射出成形機と通信回線で接続された管理装置を有する射出成形機の電力管理システムであって、
前記使用電力検出手段、前記管理装置、前記射出成形機のいずれか１つは前記使用電力検出手段で計測した前記射出成形機の使用電力を射出成形機毎にサンプリング時間単位で積算する積算手段を備え、
該管理装置は該サンプリング時間単位で積算された前記射出成形機の使用電力量の総和を所定時間に達するまでの間、逐次積算する逐次積算手段と、
該所定時間に達するまでの間に該逐次積算手段により積算された積算結果が所定値を超えた場合には、前記使用電力検出手段を備えた１台以上の射出成形機のうち少なくとも１台の射出成形機に対し電力削減措置を実行することを指示する指示手段と、
を有することを特徴とする射出成形機の電力管理システム。
【請求項２】
使用電力検出手段を備えた１台以上の射出成形機と該射出成形機と通信回線で接続された管理装置を有する射出成形機の電力管理システムであって、
前記使用電力検出手段、前記管理装置、前記射出成形機のいずれか１つは前記射出成形機の使用電力を射出成形機毎にサンプリング時間単位で積算する積算手段を備え、
該管理装置は該サンプリング時間単位で積算された前記射出成形機の使用電力量の総和を所定時間に達するまでの間、逐次積算する逐次積算手段と、
該逐次積算した時点において許容できる許容電力量を前記所定時間後の最大許容電力量から求める手段と、
前記逐次積算した電力量が前記許容電力量を超えた場合には、前記使用電力検出手段を備えた１台以上の射出成形機のうち少なくとも１台の射出成形機に対し電力削減措置を実行することを指示する指示手段と、
を有することを特徴とする射出成形機の電力管理システム。
【請求項３】
前記射出成形機には前記管理装置から電力削減措置を実行することが指示された場合、該射出成形機が運転中の場合には連続運転を停止する手段、ヒータ通電遮断手段、またはヒータ設定温度を現在の温度より下げる手段の内、少なくとも連続運転を停止する手段を有し、該射出成形機が停止している場合にはヒータ通電遮断手段、またはヒータ設定温度を現在の温度より下げる手段の内、いずれかの手段を有することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１つに記載の射出成形機の電力管理システム。
【請求項４】
前記射出成形機には前記管理装置から電力削減措置を実行することが指示された場合には、該電力削減措置を実行することを前記使用電力検出手段を備えた１台以上の射出成形機の表示装置に表示することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１つに記載の射出成形機の電力管理システム。
【請求項５】
前記管理装置は前記射出成形機の前記サンプリング時間単位で積算された使用電力量の増加率を前記射出成形機毎に求める手段を有し、該増加率が最も大きい射出成形機の電力削減措置を実行することを指示する対象とする手段を有することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１つに記載の射出成形機の電力管理システム。
【請求項６】
前記求められた増加率を前記射出成形機に対応させて前記管理装置上に表示することを特徴とする請求項５に記載の射出成形機の電力管理システム。
【請求項７】
前記求められた増加率を前記射出成形機に対応させて表示する手段と、前記射出成形機に対応させて前記射出成形機の運転状態をも表示する手段と、を有することを特徴とする請求項５に記載の射出成形機の電力管理システム。
【請求項８】
前記射出成形機に対し電力削減措置を実行することを指示する手段の代わりに、電子メールや携帯電話等の通信手段、あるいは警告表示灯やブザーなどの視覚や聴覚で認識可能な情報伝達手段を通じて射出成形機のオペレータに対して電力削減措置を実行することを指示する通知を行う手段を有することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１つに記載の射出成形機の電力管理システム。
【請求項９】
前記射出成形機は、前記管理装置上で前記サンプリング時間単位で積算された１台以上の射出成形機の使用電力量の総和を所定時間に達するまでの時間、逐次積算した結果を前記管理装置から取得する手段と、該積算した結果を前記射出成形機の画面上に表示することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１つに記載の射出成形機の電力管理システム。
【請求項１】
使用電力検出手段を備えた１台以上の射出成形機と該射出成形機と通信回線で接続された管理装置を有する射出成形機の電力管理システムであって、
前記使用電力検出手段、前記管理装置、前記射出成形機のいずれか１つは前記使用電力検出手段で計測した前記射出成形機の使用電力を射出成形機毎にサンプリング時間単位で積算する積算手段を備え、
該管理装置は該サンプリング時間単位で積算された前記射出成形機の使用電力量の総和を所定時間に達するまでの間、逐次積算する逐次積算手段と、
該所定時間に達するまでの間に該逐次積算手段により積算された積算結果が所定値を超えた場合には、前記使用電力検出手段を備えた１台以上の射出成形機のうち少なくとも１台の射出成形機に対し電力削減措置を実行することを指示する指示手段と、
を有することを特徴とする射出成形機の電力管理システム。
【請求項２】
使用電力検出手段を備えた１台以上の射出成形機と該射出成形機と通信回線で接続された管理装置を有する射出成形機の電力管理システムであって、
前記使用電力検出手段、前記管理装置、前記射出成形機のいずれか１つは前記射出成形機の使用電力を射出成形機毎にサンプリング時間単位で積算する積算手段を備え、
該管理装置は該サンプリング時間単位で積算された前記射出成形機の使用電力量の総和を所定時間に達するまでの間、逐次積算する逐次積算手段と、
該逐次積算した時点において許容できる許容電力量を前記所定時間後の最大許容電力量から求める手段と、
前記逐次積算した電力量が前記許容電力量を超えた場合には、前記使用電力検出手段を備えた１台以上の射出成形機のうち少なくとも１台の射出成形機に対し電力削減措置を実行することを指示する指示手段と、
を有することを特徴とする射出成形機の電力管理システム。
【請求項３】
前記射出成形機には前記管理装置から電力削減措置を実行することが指示された場合、該射出成形機が運転中の場合には連続運転を停止する手段、ヒータ通電遮断手段、またはヒータ設定温度を現在の温度より下げる手段の内、少なくとも連続運転を停止する手段を有し、該射出成形機が停止している場合にはヒータ通電遮断手段、またはヒータ設定温度を現在の温度より下げる手段の内、いずれかの手段を有することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１つに記載の射出成形機の電力管理システム。
【請求項４】
前記射出成形機には前記管理装置から電力削減措置を実行することが指示された場合には、該電力削減措置を実行することを前記使用電力検出手段を備えた１台以上の射出成形機の表示装置に表示することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１つに記載の射出成形機の電力管理システム。
【請求項５】
前記管理装置は前記射出成形機の前記サンプリング時間単位で積算された使用電力量の増加率を前記射出成形機毎に求める手段を有し、該増加率が最も大きい射出成形機の電力削減措置を実行することを指示する対象とする手段を有することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１つに記載の射出成形機の電力管理システム。
【請求項６】
前記求められた増加率を前記射出成形機に対応させて前記管理装置上に表示することを特徴とする請求項５に記載の射出成形機の電力管理システム。
【請求項７】
前記求められた増加率を前記射出成形機に対応させて表示する手段と、前記射出成形機に対応させて前記射出成形機の運転状態をも表示する手段と、を有することを特徴とする請求項５に記載の射出成形機の電力管理システム。
【請求項８】
前記射出成形機に対し電力削減措置を実行することを指示する手段の代わりに、電子メールや携帯電話等の通信手段、あるいは警告表示灯やブザーなどの視覚や聴覚で認識可能な情報伝達手段を通じて射出成形機のオペレータに対して電力削減措置を実行することを指示する通知を行う手段を有することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１つに記載の射出成形機の電力管理システム。
【請求項９】
前記射出成形機は、前記管理装置上で前記サンプリング時間単位で積算された１台以上の射出成形機の使用電力量の総和を所定時間に達するまでの時間、逐次積算した結果を前記管理装置から取得する手段と、該積算した結果を前記射出成形機の画面上に表示することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１つに記載の射出成形機の電力管理システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−２４０９１５（Ｐ２０１０−２４０９１５Ａ）
【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２００９−９０３２５（Ｐ２００９−９０３２５）
【出願日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【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２日（２００９．４．２）
【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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