JPH0814839B2 - 設備の稼動状態モニタ−装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、各種機械設備等の制御盤や操作盤の表示ラ
ンプを利用して当該設備の稼動状態をモニターする装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

各種生産ラインにおいて、生産計画等のための情報に
供することを目的として当該ライン上に設置された複数
の機械設備の稼動状態、例えば稼動時間、稼動頻度等を
調査することが要請される。

このような場合において、従来では機械設備等の稼動
状態をモニターする場合、対象とする機械設備等の制御
回路を構成する制御機器（たとえば、リレー・タイマー
等の予備接点等）にモニター用の配線をほどこして、動
作指示、動作記憶、動作端、異常等の機械設備の情報を
外部に取り出し、それにモニター装置（チヤート紙によ
る動作記録、サイクルカウンター、移動時間計）に供給
し、モニターリングを実施していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来のモニター装置は制御回路等
に直接配線を施すことが必要とされるため、制御回路を
熟知した専門家による配線工事が必要となり、また、上
記の配線工事は、機械設備の電源を切つて行なわなけれ
ばならず、稼動率を低下させることとなる。

一方、モニター用の出力端子を予め考慮して設備を製
作することも考えられるが、その分コスト高となる等の
問題がある。

そこで、本発明は格別配線工事を必要とせず、本体設
備の場所や周りの環境を選ぶことなく本体設備の外部か
ら容易に設備の稼動状態をモニターしうるモニター装置
を提供することを目的とする。

〔問題を解決する為の手段〕

上記問題点を解決するために、本発明は、機械設備に
常設されている各種表示ランプを利用して設備の稼動状
態をモニターしうるようにしたものである。すなわち、
本発明は、設備の稼動状態を表示する表示ランプに装着
可能なアダプタと、このアダプタに前記表示ランプの光
を受光可能に取付けられて当該光を電気信号に変換する
受光素子と、この受光素子からの出力信号を受けて前記
表示ランプの点灯または消灯時間の長さを計数するカウ
ンタと、このカウンタの出力を受けて前記計数時間を表
示する表示器と、を備えたことを特徴とするものであ
る。

〔作用〕

本発明は上記の如く構成したことにより、アダプタを
表示ランプは装着するだけで表示ランプが伝える設備の
稼動状態を外部から受光素子を介して非接触で取り込む
ことができ、光を電気信号に変換してその表示ランプの
点灯または消灯時間の長さをカウンタによりカウント
し、そのカウント値を表示器に表示するので、格別配線
工事をする必要がなく、また設備を停止させる必要がな
く情報を採集することが可能となる。

この場合において、アダプタ、受光素子、カウンタ、
および表示器を一体に設けることにより、複数の設備の
モニターを並行して行うことが可能となる。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図に本発明に係るモニター装置の概要構成をブロ
ック図で示す。第１図において、表示ランプＬからの光
は受光素子を含むフオトアンプ回路１により検出され
る。ここで、光／電変換された信号はその信号のON/OFF
状態に対応するパルスを発生させるためのパルス発生回
路２およびゲート回路３に入力される。ゲート回路３は
各信号処理のタイミングを調整するためのものである。
パルス信号はゲート回路３を介してカウンタ回路４に取
込まれ、パルス信号の時間幅（すなわち、設備の始動か
ら停止までの時間）が計数され、再びゲート回路３を介
して電圧レベル変換回路６に支えられる。この電圧レベ
ル変換回路６は後述するストツプウオツチ11の動作電圧
レベルと整合をとるためのものである。ストツプウオツ
チ11は表示器として機能するものであり、前記カウンタ
回路４でのカウント値を数値で表示する。このストツプ
ウオツチ11は一般に市販されているストツプウオツチ用
のICを用いることが可能である。符号５はカウンタ回路
４を初期状態にリセツトするリセツト回路を示してい
る。このリセツト回路５により、一度カウントした値は
リセツトされるまで保持され、したがつてストツプウオ
ツチ11には一度カウントした値が表示される。符号７は
電源回路を示しており、本モニター装置に可搬性をもた
せるためには電池等を電源とすべきである。

次に、以上のモニター装置の各部の詳細回路例を第２
図に示し、その各部信号波形を第３図に示して動作を説
明する。

乾電池59による電源電圧は、電源スイツチ12の投入に
より３単子レギユレター31に供給され安定した電圧が取
り出される、その取り出された電圧は、コンデンサー60
によりノイズが吸収され、端子30に供給される。

第３図の信号S1は、フオトアンプ15の出力波形を示し
ている。フオトアンプ15は光量に比例した電流を内部に
引込む。

リニアIC33は、リニアオペアンプで例えばNE555を使
用することができる。このリニアIC33はフオトアンプ15
の出力を受けて波形整形を行い入力を反転しロジツクレ
ベルにて出力する。

信号２はリニアIC33の出力波形を示している。リニア
IC33の出力は、EX-ORゲート34の一方に入力されてい
る。他方の入力はアースされているのでリニアIC33の出
力が１に成つた時、EX-ORゲート34の出力１となる。こ
の出力はEX-ORゲート35と36の一方に入力されている。E
X-ORゲート35と36の他方の入力端子はアースされている
のでEX-ORゲート35と36の両出力は“1"となる。EX-ORゲ
ート35の出力はEX-ORゲート37の一方の入力端子に接続
されている、EX-ORゲート36の出力はコンデンサー38を
充電しながらEX-ORゲート37の他方の入力端子を“1"に
する。

信号S3の波形は、EX-ORゲート37の出力波形を示して
いるが信号S2波形の立上り時と立下り時のそれぞれに生
ずるコンデンサー38の充放電時間幅に対応する幅のパル
スを示している。

いま、リセツト釦10を押した状態を考えて見る。信号
S13はリセツト釦10を押した時の端子波形で有る、この
リセツト釦10が押されると接続されているインバーター
ゲート56の入力端子は“0"となるのでその出力は“1"と
なる。

この出力は、発光ダイオード57を介してアースライン
に流入するので発光ダイオード57の入力端子部は２つの
ダイオードの順方向電圧の和の電圧（約3V）にクランプ
される。信号S12がこの端子部の波形である。この信号
電圧S12は整流用ダイオード62を介してストツプウオツ
チ11の内部にあるリセツト釦18の一方の端子に伝達さ
れ、ストツプウオツチ11はリセツトされる。このとき、
リセツト釦10が押されると、インバーターゲート54の入
力端子も０（Ｖ）になるのでその出力は“1"となる。信
号S4がこの波形である。この出力S4はカウンター47のリ
セツト端子R1とR2に与えられ、カウンター47がリセツト
され、その出力端子B1とA2は０（Ｖ）となる。

カウンター47は、２回路の独立したBCDカウンターを
有する素子でクロツクCLK1の入力に対し２カウント目の
出力が出力端子B1に出力され、クロツクCLK2の入力に対
しては、１カウント目の出力が出力端子A2に出力され
る。なお、計数動作はクロツクパルスの立上りで計数す
るように外部配線を行なつている。

一方、インバーターゲート54の出力はNANDゲート53に
も入力されているのでNANDゲート53の出力は０（Ｖ）に
なる。この出力はコンデンサー52を放電しながらANDゲ
ート50の一方の入力端子を０（Ｖ）にする。信号S5の波
形がこの入力端子部の波形を示している。ANDゲート50
の出力は、ANDゲート51の入力端子の一方に接続されて
いるのでANDゲート51の出力は０（Ｖ）になる。ANDゲー
ト51の出力は、カウンター47の入力端子CLK2に接続され
ているのでこの入力端子CLK2も０（Ｖ）になる。リセツ
ト釦10を離すとインバーターゲート54の入力端子は“1"
になるのでその出力端子は０（Ｖ）になる。インバータ
ーゲート54の出力はカウンター47のリセツト端子R1とR2
に接続されているのでカウンター47はリセツトが解除さ
れる。インバーターゲート54の出力は、NANDゲート53に
も入力されるため、NANDゲート53の出力は“1"となる。
この出力はコンデンサー52を充電しながらANDゲート50
の一方の入力端子を“1"にする。ANDゲート50の他方の
入力端子はリニアIC33の出力にインバーターゲート49を
介して接続されているのでリニアIC33の出力が０（Ｖ）
の時、つまりフオトアンプ15が受光していない時のみAN
Dゲート50の出力端子には“1"が出力される。このANDゲ
ート50の出力はANDゲート51の一方の入力端子に支えら
れる。ANDゲート51の他方の入力端子はカウンター47の
リセツト時に“1"となる。ANDゲート51の両入力端子が
“1"になるとANDゲート51の出力端子は“1"になる。こ
の出力は、カウンター47のCLK2入力端子に入力されるの
でカウンター47は計数動作を開始し、その出力端子A2に
は“1"が出力される。この出力は、インバーターゲート
48を介してANDゲート51の一方の入力端子に与えられる
ため、ANDゲート51の出力は０（Ｖ）となり、カウンタ
ー47の入力端子CLK2も０（Ｖ）になる。信号S6は、カウ
ンター47の入力端子CLK2の波形であり、信号S7はカウン
ター47の出力端子A2の波形を示している。NANDゲート43
の一方の入力端子はカウンター47の出力端子B1に接続さ
れている。リセツト時この出力端子B1は０（Ｖ）になつ
ているのでNANDゲート43の出力は“1"である。また、NA
NDゲート43の出力端子に接続されているANDゲート39の
入力端子も“1"になつている。

カウンター47の出力端子A2は“1"になつているのでNA
NDゲート46の入力端子も“1"となつている。ANDゲート3
9の両入力端子が“1"になるとANDゲート39の出力は“1"
になり、コンデンサー40を充電しながらNANDゲート41の
一方の入力端子を“1"にする。信号S9は、NANDゲート41
の一方の入力波形である。

EX-ORゲート37の出力端子は、NANDゲート41の他方入
力端子に接続されている。この他方の入力端子が“1"に
なるとNANDゲート41の出力は０（Ｖ）になる。カウンタ
ー47のCLK1の入力端子は、NANDゲート41出力端子よりイ
ンバーターゲート42を介して接続されているのでカウン
ター47のCLK1の入力端子は“1"となりカウンター47は
“1"を計数する。インバーターゲート42の出力端子はNA
NDゲート44の一方の入力端子に接続されているのでこの
入力端子も“1"となる。NANDゲート44の他方の入力端子
は“1"になつているのでNANDゲート44の出力は０（Ｖ）
になる。ANDゲート46の一方の入力端子はNANDゲート44
の出力端子よりインバーターゲート45を介して接続され
ているのでこの端子は“1"となり、ANDゲート46の他方
の入力端子は“1"になつているのでANDゲート46の出力
は“1"となり、EX-ORゲート37と同様のパルス幅を持つ
たパルスが出力される。このパルスは発光ダイオード55
を介してアースラインに流入するので発光ダイオード55
の入力端子部は発光ダイオード２つ分の順方向電圧降下
分に相当する約3Vにクランプされる。信号S11がこの部
分の波形である。このパルスは整流用ダイオード61を介
してストツプウオツチ11の内部にあるスタート、ストツ
プスイツチ16の一方の端子に伝達され、ストツプウオツ
チ11にスタートがかかる。この状態でEX-ORゲート37よ
り再度パルスが出力されると、NANDゲート41の一方の入
力端子は“1"になつているので、NANDゲート41の出力は
０（Ｖ）になりインバーターゲート42を介してカウンタ
ー47のクロツク入力端子CLK1に入力される。するとカウ
ンター47は２パルス目を計数しその出力端子B1は“1"に
なる。この出力端子B1に接続されているNANDゲート43の
入力端子も“1"となる。NANDゲート44の一方の入力端子
は、インバーターゲート42の出力に接続されており、他
方はNANDゲート43の出力端子に接続されているのでNAND
ゲート44の出力端子にはコンデンサー63の放電時間によ
る遅れ時間の間、インバーターゲート42の出力の反転し
た波形、すなわち“0"のパルスが出力される。NANDゲー
ト44の出力端子はインバーターゲート45を介してANDゲ
ート46の一方の端子に接続されており、ANDゲート46の
他方の入力端子は“1"になつているのでANDゲート46の
出力端子には“1"のパルスが出力される。ANDゲート39
の一方の入力は、NANDゲート43の出力端子に接続されて
いるのでANDゲート39の出力端子は０（Ｖ）になり、そ
の出力はコンデンサー40を放電しながらNANDゲート41の
一方の入力端子を０（Ｖ）にする。するとその出力は
“1"になりNANDゲート41よりインバーターゲート42を介
して接続されているカウンター47の入力CLK1は０（Ｖ）
となり“1"になることはなくなる。コンデンサー52はリ
セツト釦10が離された時カウンター47の入力端子CLK2へ
時間を遅らせてパルスを入力する事によりカウンター47
の動作を確実化させる。コンデンサー40は、リニアIC33
が“1"を出力している状態でリセツト釦10を押して離し
その後にリニアIC33の出力が０（Ｖ）になつた時、スト
ツプスオツチ11内のスタート・ストツプ釦端子16にパル
スが伝達されないように遅らせるためにあり、このこと
により受光の有無に関係なく常に正確な１サイクルのス
タート点が検出できる機能を有する。

以上のモニター装置はサイクルの途中、または開始時
を判断する機能を有し、たとえサイクルの稼動途中に本
モニター装置をセツトしても次の新たなサイクルの始ま
りを正確に検出し、表示ランプの点灯時間をカウントす
る機能を有し、さらに、一度１サイクルを完了すると、
本モニター装置をリセツトしない限り、次の新たなサイ
クルをカウントすることはない。

次に、以上の内部構成を有するモニター装置の外観構
造例を第４図に示す。第４図（ａ）は平面図、（ｂ）は
受光側からみた正面図、（ｃ）はストツプウオツチ側か
らみた背面図である。

13は表示ランプに取付けるためのアダプタであり、そ
の前面にはフオトセンサ（フオトアンプ）15が取付けら
れている。アダプタ13はケース14に取付けられており、
ケース14内には先に説明した各回路が内蔵されている。
ケース14上にはリセツト釦10や電源スイツチ12が外部操
作可能なように取付けられており、またケース14の背面
側にはストツプウオツチ11がその計数表示器11′を露出
させて設けられている。16はスタート・ストツプ釦、17
はモード切換釦、18はリセツト釦、19はプリント板を示
している。

使用に際しては、アダプタ13を表示ランプに向けて装
着する。すると、フオトセンサ15が自動的に表示ランプ
に面するから、表示ランプの点灯または消灯状態が検出
され、先に述べた動作により表示ランプの点灯時間が計
測され、ストツプウオツチ11の表示器11′に表示される
こととなる。

このように、本モニター装置によれば、サイクルタイ
ム測定結果を必要な時に、セツトした設備より回収し、
調べることができる。また、１人で多数台（たとえばラ
イン等の設備のサイクルタイムを測定する場合）並行し
て測定することができる。さらに人による操作ミスが起
らない等の利点がある。

〔発明の効果〕

以上述べた如く、本発明の構成によれば、格別配線工
事を必要とせずに、外部から容易に設備の稼動状態をモ
ニターすることができ、しかも電源配線設備のない屋外
や工場の中央付近の場所、その上、光の多い日中の屋外
や溶接作業を行うロボット等の近辺にあっても、稼動状
態をモニター可能であるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロツク図、第２図は各
ブロツクの詳細を示す回路図、第３図は第２図の各部信
号波形を示す波形図、第４図（ａ）はモニター装置の平
面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は背面図である。 １……フオトアンプ回路、２……パルス発生回路、３…
…ゲート回路、４……カウンタ回路、５……リセツト回
路、６……電圧レベル変換回路、７……電源回路、10…
…リセツト釦、11……ストツプウオツチ、12……電源ス
イツチ、13……アダプタ、14……ケース、15……フオト
センサ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】既設の設備にあっても使用され、新設の設
   備にあっても使用される設備の稼動状態を表示する表示
   ランプに装着可能なアダプタを設け、該アダプタを介し
   て設備に取付けられる前記表示ランプの光を受光可能に
   配置される光電変換用受光素子と該受光素子からの電気
   信号により前記表示ランプの点灯および消灯時間のいづ
   れか一方の時間を計数するカウンタと該カウンタの出力
   を受けて表示をする表示器とを備える、設備の稼動状態
   モニター装置において、前記アダプタは筒形状にしてそ
   の一端側で前記受光素子を覆い、他端側は、前記表示ラ
   ンプの発光部を覆うことの可能な開口を有しており、該
   アダプタ、受光素子、カウンタおよび表示器を同一ケー
   スに納めて一体化したことを特徴とする、設備の稼動状
   態モニター装置。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の装置におい
   て、さらに外部との配線接続を必要としない可搬式直流
   電源装置を前記ケースに納めて一体化してなる設備の稼
   動状態モニター装置。