专利名称：设备工作效率记录仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于记录机器设备工作状况的技术领域，具体地说是一种用于检测和记录设备工作效率(或设备完好率)的设备工作效率记录仪。该记录仪可为企业技术考核及生产管理的提供实时的参考数据。
背景技术：
众所周知，在社会飞速发展的今天，机器加工设备被广泛应用在所有领域。尽管机器加工的自动化程度以及加工效率在不断提高，但是，对于一般由人来控制和操作机械来完成的工作，过去用来衡量工作效率的办法是在一段时间内，看完成和生产的数量、件数、复杂程度、无故障率，这只能是在有可比性的范畴内，由人工来完成。但是，对于不具有可比性任意的工作任务，没有太好的方法计算工作效率和完好率。
发明内容
本实用新型的目的是提供了一种通过检测设备加工或运行部分和电源部分的开关与闭合，分别记录开断时间，通过累计和计算其百分比，再结合计件数检测，综合统计机械设备工作效率和完好率的设备工作效率记录仪。
本实用新型的目的是这样实现的它包括有时间及计件采样电路，时间及计件采样电路的输出端与控制及运算电路相连接，该控制及运算电路还分别并联有实时钟及电池电路，串行数据储存器电路，通迅接口电路，按键及显示电路。
上述的控制及运算电路是指带有处理、统计、显示、保存、通讯处理功能的单片机电路。
本实用新型提供的技术方案是<1>、时间采样部分在电源主回路引出开关或接触器合闸接点，作为上电时间检测，根据不同的设备，在加工部分引出电机接触器合闸接点或控制开关的接点，作为加工时间检测，计件检测可用红外或接近开关，位置根据设备不同而定。不能自动，也可用手动按钮输入。
<2>、仪表部分由单片机、外围接口、实时钟、数据存储，通讯接口，数字显示、键盘接口、整流电源等电路组成。
<3>、记录及计算部分通过对机床或其机械设备工作的上电时间，加工时间，加工件数的检测和记录，分别累计并计算当前上电时间和总时间(上电时间+未上电时间)的百分比，加工时间与总时间的百分比，特别是计算当前加工时间与上电时间的百分比(即工作效率或完好率)，同时计算在设定时间内的最大(高)效率，最小(低)效率以及平均效率。对于完好率就是，最大(高)完好率，最小(低)完好率以及平均完好率。
说明1因为有些设备上电时间就是总时间，又有些设备加工时间就是上电时间，所以上电时间累积值、上电时间百分比、加工时间累积值、加工时间百分比，都可以作为工作效率和完好率的参考值或替代值。
说明2对于需要停电处理故障的设备，也可以用加工时间百分比作为工作效率或完好率。
<4>、综合汇总统计部分记录数据通过通讯接口(无线或有线)，传输到上位机，或通过USB接口传输到U盘中，或通过RS232直接传输到笔记本电脑。总之，将每台设备工作效率记录仪中保存的数据取出，提供给计算机进行综合汇总统计。在计算机上，通过运行专门编制开发的软件，一方面，生成日期数据文件存盘备查，另一方面，同时生成各种统计图表。例如饼图、直方图、趋势图等。
本实用新型由于采用与被测设备连接的方式，而实现对该设备加工或运行部分和电源部分的开关与闭合，分别记录开断时间，通过累计和计算其百分比，再结合计件数检测，科学地统计出该机械设备工作效率和完好率。本实用新型是一种实用性很强的可自动记录的仪表，数据断电不丢数据，可阶段性保留。作为辅助的统计工具，为企业技术考核及生产管理的提供实时的参考数据。本实用新型还具有成本低，操作方便，应用范围宽等特点。
图1是本实用新型的电路原理方框图它由以下几部分电路组成1、时间及计件采样电路；2、单片机电路；3、实时钟及电池电路；4、串行数据存储器电路；5、通讯接口电路6、键盘及显示电路；7、整流电源电路。
图2是本实用新型实施例电路原理图(CPU部分)图3是本实用新型实施例电路原理图(按键及显示部分)下面将结合附图通过实例对本实用新型作进一步详细说明，但下述的实例仅仅是本实用新型其中的例子而已，并不代表本实用新型所限定的权利保护范围，本实用新型的权利保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
实例1在图1本实用新型的电路原理方框图中1、时间和计件采样电路是对用电设备的上电时间，加工时间，加工件数的检测，时间的采样是通过检测相关接点的通断时间来实现的，接点可以是电源开关或接触器辅助接点，也可以是中间继电器接点，上电时间的采样原则上是接在电源进线开关合闸处，加工时间的采样原则上是接在设备(电机)运行接触器合闸处，具体接线要根据设备性质而定。尤其是作为设备完好率的检测，上电时间采样的接点，既要考虑允许断电检修，又要考虑能代表上电时间的作用。接点是有源无源都可以，加光电隔离电路，连接到CPU单片机的输入口。计件检测可用红外或接近开关，位置根据设备不同而定。不能自动，也可用手动按钮输入。
2、单片机电路是完成对采样的数据的进行处理、统计、显示、保存、通讯等功能。分别累计并计算上电时间和总时间(上电时间+未上电时间)的百分比，加工时间与总时间的百分比，特别是计算当前加工时间与上电时间的百分比(即工作效率或完好率)，以及在设定时间内的工作效率或完好率的最大值，最小值以及平均值。
对于采样和计算结果，作为当前时间段(以实时钟为时间标准)的统计值，按设定时间(例如每10分钟写一次，根据用户要求而设定)写入到串行数据存储器，同时，也发送到通讯口。
3、实时钟及电池电路是本实用新型的设备工作效率记录仪的日期和时间基准，记录仪显示和保存的数据都是有年、月、日、时、分、秒标定的。
4、串行数据存储器电路是指保存当前时间以前记录的数据。
5、通讯接口电路是与计算机通讯接口。可以是RS232直接连接笔记本计算机、或是RS485有线远程传输、或是无限数传机无线远程传输、或是USB接口。总之，将每台设备工作效率记录仪中保存的数据取出，提供给计算机进行综合汇总统计。在计算机上，通过运行专门编制开发的软件，一方面，生成日期数据文件存盘备查，另一方面，同时生成各种统计图表。例如饼图、直方图、趋势图等。
6、键盘及显示电路是人机交互工具。键盘用来设置日期时间参数，设定保存记录的时间段，效率统计时间段。查询工作效率、日历钟、效率统计(设定时间内的工作效率或完好率的最大值，最小值以及平均值)等。
显示电路可以是液晶屏或数码管方式，显示内容如下·当前的加工时间(累计值)、上电时间(累计值)、计件、效率。
·设定时间段内的最大(高)效率、最小(低)效率、平均效率。也可以是最大(高)完好率、最小(低)完好率、平均完好率。
·日历钟显示当前日期和时间。
7、整流电源电路是提供本设备工作效率记录仪的工作电源。
具体实施例1——机床效率记录仪在图2和图3所示本实用新型电路原理图的实施例1中该设备工作效率记录仪是应用在机床上作为机床效率记录仪。采样主轴运行时间作为加工时间，采样电源投入时间作为上电时间，二者之比即为机床加工效率。
各部分电路组成及功能1、时间及计件采样电路由光电隔离器件U10、U11、U12、电阻R25、R26、R27接线端子J2、J41、J42、J43组成。端子J2-6接主轴接触器合闸辅助接点，端子J2-5接电源进线合闸辅助接点，端子J2-4接计数按钮辅助接点。
2、单片机电路由单片机U7、电容C5、C13、C14、C15、电阻R24、晶振Y1、电阻排RN2组成。主要完成累计机床上电运行时间、累计主轴工作时间(加工时间)、累计加工件计数。并分别计算上电运行时间与总时间(上电时间+未上电时间)的百分比，加工时间与总时间的百分比，特别是计算当前加工时间与上电时间的百分比(即机床工作效率)，以及在设定时间内的机床工作效率的最大值，最小值以及平均值。上述采样、累计、计算的实时参数，按设定的时间间隔写入到串行数据存储器电路。并通过通讯接口电路传输到上位机或笔记本电脑。
3、实时钟及电池电路由实时钟芯片U9、晶振Y2、纽扣电池BT1、二极管D27、D28、电容C6、C17、C21组成。为记录数据提供日期和时间依据。
4、串行数据存储器电路由串行EEPROM芯片U6、电容C4组成。可断电保存记录数据。
5、通讯接口电路由通讯接口芯片U8、电容C7、C16、C18、C19、C20、接线端子J1、J33组成。传输记录数据到上位机或笔记本电脑。并由计算机进行综合汇总统计。在计算机上，通过运行专门编制开发的机床效率软件，一方面，生成机床效率日期数据文件存盘备查，另一方面，同时生成各种机床效率统计图表。例如饼图、直方图、趋势图等。
6、键盘及显示电路由译码电路U4，BCD七段数码管译码驱动电路U1、U2、U3、七段数码管CS1、CS2、...CS8、三极管Q1、Q2、...Q9、Q11、Q13、发光二极管D7、D8、...D26、D1、D3、D5、电容C8、C9、C10、C11、按键S1、S2、S3、S4、电阻R23、电阻排RN1组成。
键盘用来设置日期时间参数，设定保存记录的时间段，效率统计时间段。查询工作效率、日历钟、效率统计(设定时间内的工作效率或完好率的最大值，最小值以及平均值)等。
显示电路是数码管方式，显示内容如下·当前的加工时间(累计值)、上电时间(累计值)、计件、效率。
·在设定时间段内的最大(高)效率、最小(低)效率、平均效率。
·日历钟显示当前日期和时间。
7、整流电源电路由保险管L1、变压器T1、整流桥BR1、稳压电路U5、电容C1、C2、C3、C12组成。为本效率仪提供稳定的直流电源。
具体实施例2——胶带运输机完好(无故障)率记录仪在图2和图3所示本实用新型电路原理图的实施例2中本实用新型的设备工作效率记录仪，应用在胶带运输机上作为胶带运输机完好(无故障)率记录仪。
加工时间为电机运行时间，上电时间为发启动命令时间或电源进线上电时间，二者之比即为胶带运输机完好(无故障)率。
各部分电路组成及功能如上述的实施例1。
权利要求1.一种用于检测和记录设备工作效率或设备完好率的设备工作效率记录仪，其特征在于它包括有时间及计件采样电路，时间及计件采样电路的输出端与控制及运算电路相连接，该控制及运算电路还分别并联有实时钟及电池电路，串行数据储存器电路，通迅接口电路，按键及显示电路。
2.根据权利要求1所述的设备工作效率记录仪，其特征是在控制及运算电路的旁路还连接有一保证电源稳定的整流电源电路。
3.根据权利要求1或2所述的设备工作效率记录仪，其特征是控制及运算电路是指带有处理、统计、显示、保存、通讯处理功能的单片机电路。
4.根据权利要求1所述的设备工作效率记录仪，其特征是时间及计件采样电路是指对用电设备的上电时间，加工时间，加工件数进行检测的时间及计件采样电路。
5.根据权利要求1所述的设备工作效率记录仪，其特征是串行数据储存器电路是指能保存当前时间以前记录数据的串行数据储存器电路。
6.根据权利要求1所述的设备工作效率记录仪，其特征是通迅接口电路是指能与计算机通讯接口相接的通迅接口电路。
专利摘要一种用于检测和记录设备工作效率或设备完好率的设备工作效率记录仪，其技术要点是它包括有时间及计件采样电路，时间及计件采样电路的输出端与控制及运算电路相连接，该控制及运算电路还分别并联有实时钟及电池电路，串行数据储存器电路，通迅接口电路，按键及显示电路。本实用新型由于采用与被测设备连接的方式，而实现对该设备加工或运行部分和电源部分的开关与闭合，分别记录开断时间，通过累计和计算其百分比，再结合计件数检测，科学地统计出该机械设备工作效率和完好率。本实用新型是一种实用性很强的可自动记录的仪表，数据断电不丢数据，可阶段性保留。作为辅助的统计工具，为企业技术考核及生产管理的提供实时的参考数据。
文档编号G01D9/00GK2876714SQ20052009234
公开日2007年3月7日 申请日期2005年9月2日 优先权日2005年9月2日
发明者夏邦扬 申请人:夏邦扬