特許 7434838 診断装置、分電盤、制御盤、診断方法及び機械診断プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-13

(45)【発行日】2024-02-21

(54)【発明の名称】診断装置、分電盤、制御盤、診断方法及び機械診断プログラム

(51)【国際特許分類】

   H02K 11/00 20160101AFI20240214BHJP

   H02P 29/024 20160101ALI20240214BHJP

【ＦＩ】

H02K11/00

H02P29/024

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019213418

(22)【出願日】2019-11-26

(65)【公開番号】P2021087260

(43)【公開日】2021-06-03

【審査請求日】2022-08-10

(73)【特許権者】

【識別番号】508296738

【氏名又は名称】富士電機機器制御株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】岩▲崎▼ 紀子

(72)【発明者】

【氏名】山崎 智史

(72)【発明者】

【氏名】町田 悟志

【審査官】尾家 英樹

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６１－１４７７９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２７１１５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ １１／００－ １１／４０

Ｈ０２Ｐ ２９／００－ ２９／６８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

機械装置に供給される電気情報を入力する電気情報入力部と、
前記機械装置が１サイクル動作する際に入力された前記電気情報に基づき、前記機械装置の状態を診断する診断部と、
を備え、
前記診断部は、
時系列的に異なる複数回の１サイクル動作でそれぞれ計測された前記電気情報同士を比較し、比較結果に基づき、前記機械装置の状態を診断し、
前記電気情報は、前記１サイクル動作時の前記機械装置の電力量及び電流の値の少なくとも一方に対応する電気情報であり、
前記診断部は、時系列的に前後する２回の前記１サイクル動作でそれぞれ計測された前記電力量同士及び前記電流の値同士の少なくとも一方を比較し、
前記診断部が、前記電力量同士を比較した場合、時系列的に後の前記１サイクル動作で計測された前記電力量が、時系列的に前の前記１サイクル動作で計測された前記電力量より増えている場合と、時系列的に前の前記１サイクル動作で計測された前記電力量より減っている場合とで、互いに異なる異常原因を推定し、
前記診断部が、前記電流の値同士を比較した場合、時系列的に後の前記１サイクル動作で計測された前記電流の値が、時系列的に前の前記１サイクル動作で計測された前記電流の値より増えている場合と、時系列的に前の前記１サイクル動作で計測された前記電流の値より減っている場合とで、互いに異なる異常原因を推定する、診断装置。

【請求項2】

前記電気情報入力部は、前記機械装置に接続される配電用機器で計測される電気情報を入力する請求項１に記載の診断装置。

【請求項3】

前記診断部が前記機械装置の状態が異常と診断された場合、前記機械装置に異常が発生していることを示す報知情報を報知する報知部を備える請求項１又は２に記載の診断装置。

【請求項4】

前記機械装置は、圧延加工装置、搬送機、プレス機、溶接機、洗浄機、又は半導体製造装置である請求項１から３の何れか一項に記載の診断装置。

【請求項5】

請求項１から４の何れか一項に記載の診断装置を備える分電盤。

【請求項6】

請求項１から４の何れか一項に記載の診断装置を備える制御盤。

【請求項7】

診断装置が、
機械装置に供給される電気情報を入力するステップと、
前記機械装置が１サイクル動作する際に入力された前記電気情報に基づき、前記機械装置の状態を診断するステップと、
を含み、
前記診断するステップにおいて、前記診断装置は、時系列的に異なる複数回の１サイクル動作でそれぞれ計測された前記電気情報同士を比較し、比較結果に基づき、前記機械装置の状態を診断し、
前記電気情報は、前記１サイクル動作時の前記機械装置の電力量及び電流の値の少なくとも一方に対応する電気情報であり、
前記診断するステップにおいて、前記診断装置は、時系列的に前後する２回の前記１サイクル動作でそれぞれ計測された前記電力量同士及び前記電流の値同士の少なくとも一方を比較し、
前記診断するステップにおいて、前記診断装置が、前記電力量同士を比較した場合、時系列的に後の前記１サイクル動作で計測された前記電力量が、時系列的に前の前記１サイクル動作で計測された前記電力量より増えている場合と、時系列的に前の前記１サイクル動作で計測された前記電力量より減っている場合とで、互いに異なる異常原因を推定し、
前記診断するステップにおいて、前記診断装置が、前記電流の値同士を比較した場合、時系列的に後の前記１サイクル動作で計測された前記電流の値が、時系列的に前の前記１サイクル動作で計測された前記電流の値より増えている場合と、時系列的に前の前記１サイクル動作で計測された前記電流の値より減っている場合とで、互いに異なる異常原因を推定する、診断方法。

【請求項8】

コンピュータに、
機械装置に供給される電気情報を入力するステップと、
前記機械装置が１サイクル動作する際に入力された前記電気情報に基づき、前記機械装置の状態を診断するステップと、
を実行させ、
前記診断するステップにおいて、前記コンピュータは、時系列的に異なる複数回の１サイクル動作でそれぞれ計測された前記電気情報同士を比較し、比較結果に基づき、前記機械装置の状態を診断し、
前記電気情報は、前記１サイクル動作時の前記機械装置の電力量及び電流の値の少なくとも一方に対応する電気情報であり、
前記診断するステップにおいて、前記コンピュータは、時系列的に前後する２回の前記１サイクル動作でそれぞれ計測された前記電力量同士及び前記電流の値同士の少なくとも一方を比較し、
前記診断するステップにおいて、前記コンピュータが、前記電力量同士を比較した場合、時系列的に後の前記１サイクル動作で計測された前記電力量が、時系列的に前の前記１サイクル動作で計測された前記電力量より増えている場合と、時系列的に前の前記１サイクル動作で計測された前記電力量より減っている場合とで、互いに異なる異常原因を推定し、
前記診断するステップにおいて、前記コンピュータが、前記電流の値同士を比較した場合、時系列的に後の前記１サイクル動作で計測された前記電流の値が、時系列的に前の前記１サイクル動作で計測された前記電流の値より増えている場合と、時系列的に前の前記１サイクル動作で計測された前記電流の値より減っている場合とで、互いに異なる異常原因を推定する、機械診断プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、機械装置などの診断を行う診断装置、分電盤、制御盤、診断方法及び機械診断プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、電動機駆動装置から電動機へと入力される操作信号の操作量と、この操作量と所定の相関関係にある電動機の状態量とに基づいて、電動機及び電動機の附帯設備などの機械装置の劣化に伴う異常を診断する技術が開示される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１３－２２３２８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来技術は、機械装置に供給される電流、電力などの電気情報を長期間計測して設備の異常を診断するため、長期間に亘る膨大な電気情報などを保持するためのメモリ、サーバなどが必要になる。さらに、長期間記録された電気情報の中から、必要な情報を切り出し正常な値と比較し、設備の異常の有無を判定するなどの作業が必要になる。このように、機械装置の診断をするためには大量の電気情報を利用するためのリソースが必要になるだけでなく、記録された情報を加工するなどの作業が必要になるため、機械装置の状態を診断する上での改善の余地がある。

【0005】

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、機械装置などの状態を容易に診断できる診断装置を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本開示に係る診断装置は、機械装置に供給される電気情報を入力する電気情報入力部と、前記機械装置が１サイクル動作する際に入力された前記電気情報に基づき、前記機械装置の状態を診断する診断部と、を備え、前記診断部は、時系列的に異なる複数回の１サイクル動作でそれぞれ計測された前記電気情報同士を比較し、比較結果に基づき、前記機械装置の状態を診断し、前記電気情報は、前記１サイクル動作時の前記機械装置の電力量及び電流の値の少なくとも一方に対応する電気情報であり、前記診断部は、時系列的に前後する２回の前記１サイクル動作でそれぞれ計測された前記電力量同士及び前記電流の値同士の少なくとも一方を比較し、前記診断部が、前記電力量同士を比較した場合、時系列的に後の前記１サイクル動作で計測された前記電力量が、時系列的に前の前記１サイクル動作で計測された前記電力量より増えている場合と、時系列的に前の前記１サイクル動作で計測された前記電力量より減っている場合とで、互いに異なる異常原因を推定し、前記診断部が、前記電流の値同士を比較した場合、時系列的に後の前記１サイクル動作で計測された前記電流の値が、時系列的に前の前記１サイクル動作で計測された前記電流の値より増えている場合と、時系列的に前の前記１サイクル動作で計測された前記電流の値より減っている場合とで、互いに異なる異常原因を推定する。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、機械装置などの状態を容易に診断できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1A】本実施の形態に係る診断装置と、診断対象である機械装置とを示す図

【図1B】本実施の形態に係る診断装置と、診断対象である機械装置とを示す図

【図2】過負荷リレーの構成例を示す図

【図3】診断装置の機能構成を示す図

【図4】診断装置の動作を説明するためのフローチャート

【図5】診断装置の動作を説明するためのタイミングチャート

【図6】診断装置の動作を説明するためのタイミングチャート

【図7】診断装置の動作を説明するためのフローチャート

【図8】診断装置の動作を説明するためのタイミングチャート

【図9】診断装置の動作を説明するためのタイミングチャート

【図10】診断装置のハードウェア構成を示す図

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示を実施するための形態について図を用いて説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、以下の図の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。また、以下に示す実施の形態は、本開示の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本開示の技術的思想は、構成部品の構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本開示の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

【0010】

図１Ａ及び図１Ｂは本実施の形態に係る診断装置と、診断対象である機械装置とを示す図である。診断システム１００は、サーバ１と、配電盤に設けられる商用系統の主幹配線用遮断器である配線用遮断器２と、第１機械装置３００－１と、第２機械装置３００－２と、分電盤１０１－１に設けられる複数の盤内機器と、分電盤１０１－２に設けられる複数の盤内機器と、診断装置４とを備える。なお、診断システム１００は、サーバ１に代えてＰＬＣ(プログラマブルロジックコントローラ)などの制御装置を備える構成でもよい。また、診断システム１００は、分電盤１０１－１及び分電盤１０１－２のそれぞれの代わりに制御盤を備える構成でもよい。

【0011】

第１機械装置３００－１及び第２機械装置３００－２は、例えば製造ラインに設置される装置、例えば、圧延加工装置、搬送機、プレス機、溶接機、洗浄機、半導体製造装置などである。例えば、第１機械装置３００－１が圧延加工装置であり、第２機械装置３００－２がプレス装置の場合、所定の板厚を有する金属の加工材料が圧延加工され、圧延加工されたワークの中から部品を打ち抜くという工程が含まれる。第１機械装置３００－１及び第２機械装置３００－２は、シーケンスプログラム、基本ルーチンなどに従い、１サイクル動作する装置である。１サイクルは、「１ショット」又は「一工程」と称される場合がある。以下では、分電盤１０１－１及び分電盤１０１－２を区別しない場合、「分電盤１０１」と称する場合がある。また、第１機械装置３００－１及び第２機械装置３００－２を区別しない場合、「機械装置３００」と称する場合がある。

【0012】

分電盤１０１に設けられる複数の盤内機器は、配電用機器である。盤内機器は、例えば、分電盤１０１内の主幹配線用遮断器である配線用遮断器５と、配線用遮断器５の二次側に接続される２つの配線用遮断器６ａ,６ｂと、配線用遮断器６ａの二次側に接続される電磁接触器７ａと、配線用遮断器６ｂの二次側に接続される電磁接触器７ｂと、電磁接触器７ａの二次側に接続される過負荷リレー８ａと、電磁接触器７ｂの二次側に接続される過負荷リレー８ｂとを備える。

【0013】

配線用遮断器２の一次側には、系統電源２００が接続され、配線用遮断器２の二次側には、電線１６を介して、配線用遮断器５の一次側が接続される。配線用遮断器５の二次側には、接続電線１８を介して、配線用遮断器６ａ及び配線用遮断器６ｂのそれぞれの一次側が接続される。

【0014】

配線用遮断器６ａの二次側には、接続電線１８を介して、電磁接触器７ａが接続される。電磁接触器７ａの二次側には、接続電線１８を介して、過負荷リレー８ａが接続される。過負荷リレー８ａの二次側には、接続電線１８を介して、負荷９が接続される。負荷９は、例えば系統電源２００（三相交流電源など）から供給される電力で駆動するモータ、当該モータを駆動する駆動装置などである。

【0015】

配線用遮断器６ｂの二次側には、接続電線１８を介して、電磁接触器７ｂが接続される。電磁接触器７ｂの二次側には、接続電線１８を介して、過負荷リレー８ｂが接続される。過負荷リレー８ｂの二次側には、接続電線１８を介して、負荷９が接続される。

【0016】

配線用遮断器６ａ、電磁接触器７ａ、及び過負荷リレー８ａは、いずれかが電気量を収集する機能と、収集した電気量の内容を示す電気情報を診断装置４に送信する通信機能を備える。電気量は、例えば、電流、電圧、電力などである。図１Ａ及び図１Ｂは、過負荷リレー８ａが上記機能を有する場合を示す図である。

【0017】

センサ１４は、電気量を検出して診断装置４へ送信する電気量検出センサであり、分電盤１０１内のあらゆる箇所に設置可能である。センサ１４は、電流を検出する電流検出手段を備える場合、例えば電磁接触器７ｂと過負荷リレー８ｂとの間に配線される接続電線１８に流れる電流を検出し、検出した電流の値を示す情報を電気情報として、通信線１７を介して診断装置４へ送信する。またセンサ１４は、電力を検出する電力検出手段を備える場合、例えば、接続電線１８に印加される交流電圧の瞬時値と、負荷９に流入する交流電流の瞬時値とを検出し、それらの検出値から電力を算出し、算出した電力の値を示す情報を電気情報として、通信線１７を介して診断装置４へ送信する。

【0018】

診断装置４は、電気情報を収集し、収集した電気情報に基づき、負荷９を備える機械装置３００の状態を診断する。診断方法の詳細は後述する。なお、診断装置４での診断結果は、通信回線３を介して、例えばサーバ１に送信してもよい。通信回線３の通信方式は、無線通信方式や有線通信方式を問わず適用可能である。また、診断装置４の診断および通信機能は、分電盤または制御盤１０１に搭載される盤内機器に実装してもよい。

【0019】

次に図２を参照して、盤内機器の一例である過負荷リレー８ａの構成例を説明する。

【0020】

図２は過負荷リレーの構成例を示す図である。過負荷リレー８ａは、メカニカルリレーのような有接点リレーか、半導体リレーのような無接点リレーを備えた電子式過負荷リレーである。過負荷リレー８ａは、例えば、上記で説明したメカニカルリレーか半導体リレーのいずれかによるリレー接点２２ａ、演算部２２ｂ、電源部２２ｃ、電磁石部２２ｄ、診断装置４へ電気情報を送信する手段である情報送信回路２２ｇ、及び電圧センサ２２ｆを備える。これらの構成要素は、例えば基板５０に実装される。

【0021】

演算部２２ｂは、ＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）ともいう）、システムＬＳＩ（Large Scale Integration）などである。

【0022】

電流センサ１９は、接続電線１８に流れる電流を検出するためのシャント抵抗などの電流検出素子である。なお、電流センサ１９は、電流を検出できるものであればよくＣＴ（Current Transformer）やロゴスキーコイル等のセンサでもよい。電流センサ１９で検出された電流の値を示す情報である電流情報は、演算部２２ｂに入力され、演算部２２ｂは、電流情報を、診断装置４に対して有線又は無線で情報を送信する。

【0023】

電流情報を入力した演算部２２ｂは、所定の閾値電流に達する電流を検出したとき、電源部２２ｃにトリップ信号４ａを入力する。電源部２２ｃは、電荷を蓄えるトリップ用コンデンサを有し、トリップ信号４ａを入力したとき、トリップ用コンデンサに蓄えられた電荷を放電する。これにより、電磁石部２２ｄを駆動して接点機構（リレー接点２２ａ）をトリップ動作させる。リレー接点２２ａがトリップ動作することで、電磁接触器７ａのコイルの励磁が解かれて、接続電線１８が開路される。トリップ動作後に所定時間が経過すると、演算部２２ｂは、電源部２２ｃにリセット信号を入力することで、電源部２２ｃのリセット用コンデンサの放電によって電磁石部２２ｄを駆動して接点機構（リレー接点２２ａ）がリセット動作を行う。

【0024】

電圧センサ２２ｆは、例えばＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各接続電線１８に直接接続された電圧検出用の配線から電圧情報を取得し、演算部２２ｂに入力する。なお、図２には、電流情報を電気情報として送信する構成が示されるが、検出した電流と電圧から電力を算出して電気情報として送信する構成を採用してもよい。

【0025】

次に、図３を参照して診断装置４の構成例を説明する。図３は診断装置の機能構成を示す図である。診断装置４は、負荷９に接続される配電用機器で計測される電気情報を入力する電気情報入力部４１と、機械装置３００の運転を指示する指令である運転指令を生成する、または、サーバ１からの運転指令を中継する運転指令生成部４２と、電気情報及び運転指令に基づき、負荷９の状態、負荷９を含む機械装置３００の状態などを診断する診断部４０とを備える。なお、運転指令は、図１Ｂに示すように、サーバ１から直接電磁接触器７ａ又は電磁接触器７ｂに入ると共に、分岐した運転指令信号が診断装置４に入るものでもよいし、図１Ａに示すように、診断装置４を経由して、電磁接触器７ａ又は電磁接触器７ｂに入るものでもよい。

【0026】

運転指令は、始動指令及び停止指令を含む。始動指令は、機械装置３００に対して１サイクル動作の開始を指示する指令である。停止指令は、機械装置３００に対して１サイクル動作の終了を指示する指令である。例えば機械装置３００への始動命令が出たタイミングを「１サイクル」の開始時点、機械装置３００への停止命令が出たタイミングを「１サイクル」の終了時点とし、開始時点から終了時点までの一連の動作を「１サイクル」とみなす。なお、「１サイクル」は、上記の開始時点から終了時点までの一連の動作に限定されず、例えば機械装置３００への始動命令が出た開始時点から、当該開始時点の後に再び機械装置３００への始動命令が出た開始時点（次の開始時点）までの一連の動作でもよい。

【0027】

診断装置４は、機械装置３００の１サイクル毎の電気情報を取得し、取得した電気情報と、過去に取得した電気情報、予め設定された電気情報などと比較・分析することによって、１サイクル単位での生産効率向上、機械装置３００の絶縁劣化、機械装置３００の不具合発見を支援する。

【0028】

例えば、プレス装置の場合、１サイクル動作は、始動指令が入力されることで工具が金属板に向かって進み、ワークに工具が押し付けられてワークが切り出されて、停止指令が入力されることでワークを切り出した工具が所定の位置に戻る動作などである。またポンプの場合、１サイクル動作は、始動指令が入力されてから停止指令が入力されるまで水の圧送を続ける動作である。なお、運転指令は、診断装置４の外部機器から送信されるものでもよい。診断部４０は、機械装置３００が１サイクル動作する際に入力された電気情報に基づき、機械装置３００の状態を診断する。

【0029】

また診断装置４は、盤内機器から取得した電力の積算値を１サイクル毎に算出する１サイクル電力量算出部４３と、１サイクル電力量を保持する１サイクル電力量保持部４４と、１サイクル電力量の値を示す情報を例えばサーバ１へ送信する通信機能である通信部４５とを備える。

【0030】

診断部４０は、電力量差算出部４６ａ、推定部４６ｂ、報知部４６ｄ、電流差算出部４７ａ、推定部４７ｂ、及び報知部４７ｄを備える。

【0031】

電力量差算出部４６ａは、機械装置３００が１サイクル動作する際に正常と定義された１サイクル電力量に基づき、時系列に異なる時点での１サイクル電力量の差（電力量差）を算出する。

【0032】

推定部４６ｂは、電力量差算出部４６ａで算出された電力量差を入力し、電力量差と電力量閾値４６ｃとに基づき、機械装置３００の異常原因を推定する。電力量閾値４６ｃは、例えば、機械装置３００の正常時に取得した電気情報に基づき設定されたものである。

【0033】

報知部４６ｄは、推定部４６ｂで推定された異常原因を示す内容を、例えば診断装置４の外部に設けられるサーバ１に報知する。

【0034】

電流差算出部４７ａは、時系列に異なる時点で機械装置３００が１サイクル動作する際に正常と定義された１サイクル電流情報に基づき、１サイクル動作時の電流の差（電流差）、例えば、１サイクル期間内の電流の最大値、最小値、平均値の差を算出する。

【0035】

推定部４７ｂは、電流差算出部４７ａで算出された電流差と電流閾値４７ｃとに基づき、機械装置３００の異常原因を推定する。電流閾値４７ｃは、例えば、機械装置３００の正常時に取得した電気情報に基づき設定されたものである。

【0036】

報知部４７ｄは、推定部４７ｂで推定された異常原因を示す内容を、例えば診断装置４の外部に設けられるサーバ１に報知する。

【0037】

次に図４から図９を参照して、診断装置４の動作を説明する。以下では、図４から図６を参照して電力を利用した診断動作を説明した後、図７から図９を参照して電流を利用した診断動作を説明する。

【0038】

図４は診断装置の動作を説明するためのフローチャート、図５は診断装置の動作を説明するためのタイミングチャート、図６は診断装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。図４から図６は、電力量差算出部４６ａ、推定部４６ｂ、及び報知部４６ｄにおける動作を説明するための図である。

【0039】

図５及び図６に示すように１ショット動作時の運転指令が生成されると（ステップＳ１）、電気情報（電力量）が診断装置４に入力される（ステップＳ２）。

【0040】

電力量差算出部４６ａは、例えば、時刻ｔ１で始動指令が入力されてから、時刻ｔ２で停止指令が入力されるまでの１サイクル動作中に計測される電力量の値と、次の１サイクル動作中に計測される電力量の値と比較し、これらの２つの１サイクル動作時のそれぞれに計測される電力量の値の差分を算出する（ステップＳ３）。「次の１サイクル動作」は、例えば、時刻ｔ３で始動指令が入力されてから、時刻ｔ４で停止指令が入力されるまでの動作である。なお、電力量差算出部４６ａで利用される電力は、時系列的に連続したタイミングで計測された１サイクル動作時の電力量同士でもよいし、時系列的に不連続の任意のタイミングで計測された１サイクル動作時の電力量同士でもよい。

【0041】

推定部４６ｂは、電力量差が電力量閾値４６ｃを超えるか否かを判断する（ステップＳ４）。電力量差が電力量閾値４６ｃ以下の場合（ステップＳ４，Ｎｏ）、ステップＳ１以降の処理が繰り返される。電力量差が電力量閾値４６ｃを超える場合（ステップＳ４，Ｙｅｓ）、ステップＳ５の処理が実行される。

【0042】

ステップＳ５において、推定部４６ｂは、時系列的に異なるタイミングで計測された２つの１サイクル動作時のそれぞれの電力量の値を比較することにより、電力量が増加傾向にあるか否かを判断する（ステップＳ５）。

【0043】

図５に示すように、例えば時刻ｔ３から時刻ｔ４までの１サイクル動作時の電力量が、例えば時刻ｔ１から時刻ｔ２までの１サイクル動作時の電力量よりも増加傾向にある場合（ステップＳ５，Ｙｅｓ）、推定部４６ｂは、第１異常原因が発生していると推定する（ステップＳ６）。第１異常原因は、例えば、プレス機の工具が摩耗したことで、ワーク（被加工物）の加工時に工具の駆動電力が一時的に増加したことが考えられる。

【0044】

図６に示すように、例えば時刻ｔ３から時刻ｔ４までの１サイクル動作時の電力量が、例えば時刻ｔ１から時刻ｔ２までの１サイクル動作時の電力量よりも減少傾向にある場合（ステップＳ５，Ｎｏ）、推定部４６ｂは、第２異常原因が発生していると推定する（ステップＳ７）。第２異常原因は、例えば、プレス機の工具の歯車に割れ、欠損などが生じたことで、ワークの加工時に工具の駆動電力量が一時的に低下したことが考えられる。

【0045】

報知部４６ｄは、推定部４６ｂで推定された異常原因をサーバ１などに報知する（ステップＳ８）。報知部４６ｄからの報知情報を受信したサーバ１は、例えば報知内容に対応するメッセージ情報を、表示手段に表示させてもよいし、スピーカーなどの音再生手段を通して、例えば報知内容に対応する音声やアラーム音を発生させてもよい。

【0046】

図７は診断装置の動作を説明するためのフローチャート、図８は診断装置の動作を説明するためのタイミングチャート、図９は診断装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。図７から図９は、電流差算出部４７ａ、推定部４７ｂ、及び報知部４７ｄにおける動作を説明するための図である。

【0047】

図８及び図９に示すように１サイクル動作時の運転指令が生成されると（ステップＳ１１）、電気情報（電流）が診断装置４に入力される（ステップＳ１２）。

【0048】

電流差算出部４７ａは、例えば、時刻ｔ１で始動指令が入力されてから、時刻ｔ２で停止指令が入力されるまでの１サイクル動作中に計測される電流の値と、次の１サイクル動作中に計測される電流の値と比較し、これらの２つの１サイクル動作時のそれぞれに計測される電流の値の差分を算出する（ステップＳ１３）。なお、電流差算出部４７ａで利用される電流は、時系列的に連続したタイミングで計測された１サイクル動作時の電流同士でもよいし、時系列的に不連続の任意のタイミングで計測された１サイクル動作時の電流同士でもよい。

【0049】

推定部４７ｂは、電流差が電流閾値４７ｃを超えるか否かを判断する（ステップＳ１４）。電流差が電流閾値４７ｃ以下の場合（ステップＳ１４，Ｎｏ）、ステップＳ１１以降の処理が繰り返される。電流差が電流閾値４７ｃを超える場合（ステップＳ１４，Ｙｅｓ）、ステップＳ１５の処理が実行される。

【0050】

ステップＳ１５において、推定部４７ｂは、時系列的に異なるタイミングで計測された２つの１サイクル動作時のそれぞれの電流の値を比較することにより、電流が増加傾向にあるか否かを判断する（ステップ１５）。

【0051】

図８に示すように、例えば時刻ｔ３から時刻ｔ４までの１サイクル動作時の電流が、例えば時刻ｔ１から時刻ｔ２までの１サイクル動作時の電流よりも増加傾向にある場合（ステップＳ１５，Ｙｅｓ）、推定部４７ｂは、前述した第１異常原因が発生していると推定する（ステップＳ１６）。

【0052】

図９に示すように、例えば時刻ｔ３から時刻ｔ４までの１サイクル動作時の電流が、例えば時刻ｔ１から時刻ｔ２までの１サイクル動作時の電流よりも減少傾向にある場合（ステップＳ１５，Ｎｏ）、推定部４７ｂは、前述した第２異常原因が発生していると推定する（ステップＳ１７）。

【0053】

報知部４７ｄは、推定部４７ｂで推定された異常原因をサーバ１などに報知する（ステップＳ１８）。報知部４７ｄからの報知情報を受信したサーバ１は、例えば報知内容に対応するメッセージ情報を、表示手段に表示させてもよいし、スピーカーなどの音再生手段を通して、例えば報知内容に対応する音声やアラーム音を発生させてもよい。

【0054】

図１０は診断装置のハードウェア構成を示す図である。診断装置４は、その機能が任意のハードウェア、或いは、ハードウェア及びソフトウェアの組み合わせにより実現されてよい。例えば、診断装置４は、ドライブ装置２１と、補助記憶装置２２と、メモリ装置２３と、ＣＰＵ２４と、インタフェース装置２５と、表示装置２６と、入力装置２７とを含み、それぞれがバス２９で接続される。

【0055】

診断装置４の各種機能を実現するプログラムは、例えば記録媒体２８によって提供される。記録媒体２８は、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Digital Versatile Disc Read Only Memory）、或いは、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等の可搬型のメモリである。プログラムが記録された記録媒体２８が、ドライブ装置２１にセットされると、プログラムが記録媒体２８からドライブ装置２１を介して、補助記憶装置２２にインストールされる。また、プログラムは、通信ネットワークを介して他のコンピュータからダウンロードされ、補助記憶装置２２にインストールされてもよい。

【0056】

補助記憶装置２２は、インストールされた各種プログラムを格納すると共に、必要なファイルやデータ等を格納する。メモリ装置２３は、プログラムの起動指示があった場合に、補助記憶装置２２からプログラムを読み出して格納する。ＣＰＵ２４は、補助記憶装置２２に格納された各種プログラムを実行し、プログラムに従って診断装置４に係る各種機能を実現する。診断装置４を実現する場合、診断装置４用のプログラムを補助記憶装置２２に格納しておき、このプログラムをＣＰＵ２４が実行することにより、診断装置４の診断部４０などが実現される。

【0057】

インタフェース装置２５は、診断装置４を通信回線３に接続するためのインタフェースとして用いられる。表示装置２６は、例えば、ＣＰＵ２４で実行されるプログラムに従って、ＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示する。入力装置２７は、診断装置４に関する様々な操作指示を診断装置４の作業者や管理者等に入力させるために用いられる。

【0058】

以上に説明したように、本実施の形態に係る診断装置４は、機械装置に供給される電気情報を入力する電気情報入力部と、前記機械装置が１サイクル動作する際に入力された前記電気情報に基づき、前記機械装置の状態を診断する診断部と、を備える。

【0059】

従来技術は、機械装置に供給される電流、電力などの電気情報を長期間計測して設備の異常を診断するため、長期間に亘る膨大な電気情報などを保持するためのメモリ、サーバなどが必要になる。さらに、長期間記録された電気情報の中から、必要な情報を切り出し正常な値と比較し、設備の異常の有無を判定するなどの作業が必要になる。このように、機械装置の診断をするためには大量の電気情報を利用するためのリソースが必要になるだけでなく、記録された情報を加工するなどの作業が必要になるため、機械装置の状態を診断する上での改善の余地があった。

【0060】

これに対して、本実施の形態に係る診断装置４によれば、上記構成により、診断部４０によって、１サイクル動作時に計測される電気情報を利用して機械装置の診断を行うことができる。従って、従来技術のように、診断のために大量の電気情報を利用しなくてもよいため、電気情報を記録する記録媒体の容量が少なくなり、リソースの有効活用が可能である。また、記録媒体に大量に記録された情報を加工する作業が不要になり、機械装置の状態を迅速に診断することが可能である。

【0061】

また本実施の形態に係る診断装置４は、１サイクル動作毎の電力量を把握できるため、工程単位の省エネ管理（ＥＭＳ）が可能になる。また、正常時に計測される電流の傾向から外れた傾向を検知できるため、機械装置３００の異常の事前対策が可能になる。また、機械装置３００で加工されるワークなどに不良品が含まれる場合でも、時系列順に計測された１サイクル毎の電気情報を利用することで、製品不良が発生した時点を特定できる。また、１サイクル単位での使用電力量及び電流のトレンドを管理し、設備のクセを保全ナレッジとして蓄積できる。また、１サイクル単位での電流のトレンドの変化傾向を診断することにより、設備の劣化（工具の磨耗など）を把握して品質不良を未然に防止できる。また、電流のトレンドから外れる場合、正常時と異なることを報知できるため、品質不良の発生を未然に防止できる（予防保全）。また、異常、故障などの兆候及び傾向を事前に検知し、点検や保守に活かすことができる（復旧支援）。また、１サイクル単位の消費電力を把握し、細かな省エネや生産効率アップを図ることができる。

【0062】

また本実施の形態に係る診断方法は、診断装置が、機械装置に供給される電気情報を入力するステップと、機械装置が１サイクル動作する際に入力された電気情報に基づき、機械装置の状態を診断するステップとを含む。また本実施の形態に係る機械診断プログラムは、コンピュータに、機械装置に供給される電気情報を入力するステップと、機械装置が１サイクル動作する際に入力された電気情報に基づき、機械装置の状態を診断するステップとを実行させる。

【0063】

以上の実施の形態に示した構成は、本開示の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本開示の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

【符号の説明】

【0064】

１ ：サーバ
２ ：配線用遮断器
４ ：診断装置
９ ：負荷
４０ ：診断部
４１ ：電気情報入力部
４２ ：運転指令生成部
４３ ：１サイクル電力量算出部
４４ ：１サイクル電力量保持部
４５ ：通信部
４６ａ ：電力量差算出部
４６ｂ ：推定部
４６ｃ ：電力量閾値
４６ｄ ：報知部
４７ａ ：電流差算出部
４７ｂ ：推定部
４７ｃ ：電流閾値
４７ｄ ：報知部
３００－１ ：第１機械装置
３００－２ ：第２機械装置

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】