JP5254732B2 - Electronics - Google Patents

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Description

本発明は、主電源断時のバックアップ電源として電力を供給するバックアップコンデンサの劣化を検出する劣化検出装置を備えた、プロセスコントローラなどの電子機器に関するものである。 The present invention relates to an electronic device such as a process controller provided with a deterioration detection device that detects deterioration of a backup capacitor that supplies power as a backup power supply when a main power supply is cut off.

プラント機器を制御するプロセスコントローラにおいては、主電源断が発生した場合にその時点での動作データを保持して、次回起動時に使う必要がある。主電源断が発生した場合、何らかの方法でデータをメモリに保持しなければならないが、従来は主電源断から数msの間にスタティックRAM(Random Access Memory)にデータを瞬時に退避し、スタティックRAMを電池等でバックアップする方法が採用されてきた。しかしながら、コントローラの使用温度範囲が電池の使用温度範囲よりも広範囲の温度であるとか、電池の交換が煩わしいとかいった理由から電池でのバックアップを好まないユーザも存在する。また、コントローラのOS(Operating System)の関係で、主電源断から数msの時間では必要なデータをセーブできない場合もある。   In the process controller that controls the plant equipment, it is necessary to retain the operation data at that time and use it at the next startup when the main power is cut off. When the main power is cut off, the data must be stored in the memory by some method. Conventionally, the data is saved to the static RAM (Random Access Memory) instantly within a few ms after the main power is cut off. A backup method using a battery or the like has been adopted. However, there are users who do not like battery backup because the controller operating temperature range is wider than the battery operating temperature range or the battery replacement is troublesome. In addition, due to the OS (Operating System) of the controller, necessary data may not be saved within a few ms after the main power is turned off.

そこで、電池を使用しない特殊なバックアップ電源を設け、主電源断後の数秒〜数十秒の間はバックアップ電源からCPUに電力を継続して供給し、その間に不揮発性メモリであるフラッシュROM(Read Only Memory)などにデータを書き込む方法が採用されている。フラッシュROMは、不揮発性メモリなので電池は不要である。電池を使用しないため、使用温度範囲も広くとることができる。バックアップ電源としては、電気二重層コンデンサと言われる大容量(例えば100F)のコンデンサが使用される。このバックアップ電源では、通常の動作時に電気二重層コンデンサを充電しておき、主電源断時に放電してCPUに数秒〜数十秒間電力を供給する。   Therefore, a special backup power supply that does not use a battery is provided, and power is continuously supplied from the backup power supply to the CPU for a few seconds to several tens of seconds after the main power supply is cut off. A method of writing data to a (Only Memory) or the like is employed. Since the flash ROM is a non-volatile memory, no battery is required. Since no battery is used, the operating temperature range can be widened. As the backup power source, a large capacity (for example, 100 F) capacitor called an electric double layer capacitor is used. In this backup power supply, the electric double layer capacitor is charged during normal operation, and discharged when the main power supply is cut off to supply power to the CPU for several seconds to several tens of seconds.

このようなバックアップ電源の問題点は、電気二重層コンデンサにも電池よりは長寿命であるが、寿命があることである。平滑コンデンサとして使われているアルミ電解コンデンサの場合は、寿命が近づいて容量が低下したとしても、平滑特性が劣化してリップル等が若干大きくなるだけである。このような平滑コンデンサの容量低下に対しては、あらかじめ大きめの容量を選定しておけばおく、容量が大きめのコンデンサを使用したとしても、コストも殆ど上昇しない。
一方、電気二重層コンデンサは、アルミ電解コンデンサに比べて形状が大型なので、経年変化による容量低下を見越してあらかじめ容量の大きなものを選定すると、コストが上昇し、スペースが増大する問題点がある。
The problem with such a backup power supply is that the electric double layer capacitor also has a longer life than the battery, but also has a life. In the case of an aluminum electrolytic capacitor that is used as a smoothing capacitor, even if the life approaches and the capacity decreases, the smoothing characteristics deteriorate and ripples and the like are only slightly increased. For such a decrease in the capacity of the smoothing capacitor, a large capacity is selected in advance. Even if a capacitor with a large capacity is used, the cost hardly increases.
On the other hand, since the electric double layer capacitor has a larger shape than the aluminum electrolytic capacitor, if a capacitor having a large capacity is selected in advance in anticipation of a decrease in capacity due to secular change, there is a problem that the cost increases and the space increases.

バックアップ電源に使用される電気二重層コンデンサの容量が低下すると、主電源断時にCPUが動作データをフラッシュROMに書き込むために必要な時間(数秒〜数十秒)だけ電力を継続して供給することができなくなるので、動作データをフラッシュROMに書き込むことが完了できない。例えばデータの書き込みに最低10秒必要なときに9秒しか電力を供給できない場合、データを書き込むことはできない。   When the capacity of the electric double layer capacitor used for the backup power supply decreases, the power is continuously supplied for the time (several seconds to several tens of seconds) necessary for the CPU to write operation data to the flash ROM when the main power supply is turned off. Thus, the operation data cannot be completely written to the flash ROM. For example, if it is necessary to supply power for only 9 seconds when at least 10 seconds are required for data writing, data cannot be written.

電気二重層コンデンサの容量の経年変化は、使用温度環境に大きく影響される。電気二重層コンデンサを25℃の温度環境で使用する場合は、35℃の温度環境で使用する場合に比べて、劣化速度は例えば半分になる。しかし、エンドユーザがプロセスコントローラを何度の温度環境で使うかをコントローラのメーカは把握することができない。また、コントローラのI/Oカードの組み合わせで使用電流値も上下する。したがって、寿命を考慮して電気二重層コンデンサの交換周期を一律に決める場合、最も過酷な条件で交換周期を決めることになる。この場合、最悪の条件で使っているユーザにとっては交換周期が最適であっても、平均的な使用条件のユーザにとっては交換周期が早過ぎることになり、無駄なコストがかかることになる。   The secular change of the capacity of the electric double layer capacitor is greatly influenced by the operating temperature environment. When the electric double layer capacitor is used in a temperature environment of 25 ° C., the deterioration rate is halved, for example, compared to the case where it is used in a temperature environment of 35 ° C. However, the manufacturer of the controller cannot grasp how many temperature environments the end user uses the process controller. Also, the operating current value increases or decreases depending on the combination of the controller I / O cards. Therefore, when the replacement cycle of the electric double layer capacitor is uniformly determined in consideration of the lifetime, the replacement cycle is determined under the harshest conditions. In this case, even if the replacement cycle is optimal for the user who uses the worst condition, the replacement cycle is too early for the user who uses the average usage condition, which results in unnecessary cost.

電気二重層コンデンサの交換周期を出来るだけ延ばすためには、ユーザ毎に交換周期を最適化する必要があり、最適な交換周期を決めるためには、電気二重層コンデンサの寿命を予測する必要がある。従来、コンデンサの寿命を予測する手段として、プロセスコントローラの保守支援システムが提案されている(例えば特許文献1参照)。この保守支援システムでは、電源の電圧データおよびリップルデータを収集して、電解コンデンサの劣化状況を把握するようにしている。   In order to extend the replacement cycle of the electric double layer capacitor as much as possible, it is necessary to optimize the replacement cycle for each user. To determine the optimal replacement cycle, it is necessary to predict the life of the electric double layer capacitor. . Conventionally, a process controller maintenance support system has been proposed as means for predicting the life of a capacitor (see, for example, Patent Document 1). In this maintenance support system, power supply voltage data and ripple data are collected so as to grasp the deterioration state of the electrolytic capacitor.

特開2003−248515号公報JP 2003-248515 A

特許文献1に開示された保守支援システムでは、電源の平滑コンデンサとして使われている電解コンデンサの電圧およびリップルのデータを通常動作時に計測している。したがって、この特許文献1に開示された技術をバックアップ電源の電気二重層コンデンサの寿命予測に適用するためには、通電時の計測データから主電源断時の電気二重層コンデンサの放電特性を予測する必要があり、この放電特性の予測が難しく、電気二重層コンデンサの劣化検出が難しいという問題点があった。また、特許文献1に開示された保守支援システムでは、電圧およびリップルのデータを計測する必要があり、計測回路に電力供給できない主電源断時に計測を行うことは困難である。   In the maintenance support system disclosed in Patent Document 1, voltage and ripple data of an electrolytic capacitor used as a smoothing capacitor for a power supply are measured during normal operation. Therefore, in order to apply the technique disclosed in Patent Document 1 to the life prediction of the electric double layer capacitor of the backup power supply, the discharge characteristics of the electric double layer capacitor when the main power supply is cut off are predicted from the measurement data during energization. Therefore, it is difficult to predict the discharge characteristics, and it is difficult to detect deterioration of the electric double layer capacitor. Further, in the maintenance support system disclosed in Patent Document 1, it is necessary to measure voltage and ripple data, and it is difficult to perform measurement when the main power supply cannot supply power to the measurement circuit.

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、電気二重層コンデンサなどのバックアップコンデンサの劣化を検出し、ユーザ毎にバックアップコンデンサの交換周期を最適化することができる電子機器を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and provides an electronic device capable of detecting deterioration of a backup capacitor such as an electric double layer capacitor and optimizing the replacement period of the backup capacitor for each user. For the purpose.

本発明の電子機器は、通常動作時の電力を供給する主電源と、主電源断時のバックアップ電源として電力を供給するバックアップコンデンサと、主電源断が発生したときに、保持すべきデータを不揮発性メモリに書き込むデータ退避手段と、前記バックアップコンデンサの劣化検出装置とを備え、前記バックアップコンデンサの劣化検出装置は、主電源断を検出する電源断検出手段と、主電源断が検出されたときに計時用データを前記不揮発性メモリに書き込む計時手段と、主電源の投入によって起動したときに前記不揮発性メモリから計時用データを読み出し、前記主電源断時から前記バックアップコンデンサの電圧低下によって動作不能になるまでの余裕時間を求める余裕時間導出手段と、前記余裕時間が所定時間以下の場合に、前記バックアップコンデンサを交換すべきことを示す警告を発生する警告手段とを備え、前記計時手段は、前記データ退避手段によるデータの書き込み完了後に前記計時用データの書き込みを開始し、前記余裕時間導出手段は、前記データ退避手段によるデータの書き込み完了時刻から前記バックアップコンデンサの電圧低下によって動作不能になるまでの時間を前記余裕時間として求めることを特徴とするものである。 The electronic device according to the present invention includes a main power supply that supplies power during normal operation, a backup capacitor that supplies power as a backup power supply when the main power is turned off, and data to be retained when the main power is cut off. Data backup means for writing to the volatile memory, and the backup capacitor deterioration detecting device, the backup capacitor deterioration detecting device comprising: timing means for writing timing data in the nonvolatile memory, reads the timing data from the nonvolatile memory when activated by the main power, inoperable by the voltage drop of the backup capacitor from when the main power-off Margin time deriving means for obtaining a margin time until the And a warning means for generating a warning that should be replaced click-up capacitor, the clock means has a writing of the timing data starts after completion of writing of data by the data saving means, the margin time deriving means The time from the completion of data writing by the data saving means until the operation becomes impossible due to the voltage drop of the backup capacitor is obtained as the margin time .

本発明によれば、主電源断が発生したときに計時用データを不揮発性メモリに書き込み、次の起動時に不揮発性メモリから計時用データを読み出して、余裕時間を求めるようにしたので、バックアップコンデンサの容量低下を間接的に推定することができ、必要としている電力に対してどの程度余裕があるかを判断することができる。こうして、本発明では、バックアップコンデンサの交換周期をユーザごとに最適化することができるので、ユーザの使用環境に合った効率のいい運用ができ、バックアップコンデンサの無駄な交換を防ぐことができる。   According to the present invention, the time data is written to the non-volatile memory when the main power supply is interrupted, and the time data is read from the non-volatile memory at the next start-up to obtain the margin time. Can be indirectly estimated, and it can be determined how much room is available for the required power. In this way, according to the present invention, the replacement period of the backup capacitor can be optimized for each user. Therefore, efficient operation suitable for the user's usage environment can be performed, and useless replacement of the backup capacitor can be prevented.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の実施の形態に係るバックアップコンデンサの劣化検出装置の構成を示すブロック図である。このバックアップコンデンサの劣化検出装置は、例えばプラント機器を制御するプロセスコントローラに搭載されるものである。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a backup capacitor deterioration detection apparatus according to an embodiment of the present invention. This backup capacitor deterioration detection device is mounted on, for example, a process controller that controls plant equipment.

図1において、1はプロセスコントローラの主電源回路、2はバックアップコンデンサである電気二重層コンデンサ、3は電気二重層コンデンサ2の充電回路、4は電気二重層コンデンサ2の出力電圧を安定化するレギュレータ回路、5はプロセスコントローラのCPU、6は主電源回路1の出力とレギュレータ回路4の出力とをOR接続するダイオードからなるOR回路、7は主電源回路1の電源断を検出する電源断検出回路、8は図示しないプラント機器と接続されるI/Oインタフェース回路、9は不揮発性メモリであるフラッシュROM、10は同じく不揮発性メモリであるEEPROM、11は電気二重層コンデンサ2を交換すべきことを警告するための警告回路、12はOR回路6の出力電圧をCPU5で必要な電圧にドロップさせて安定化させるレギュレータ回路である。電気二重層コンデンサ2と充電回路3とレギュレータ回路4とは、バックアップ電源回路を構成している。   In FIG. 1, 1 is a main power supply circuit of a process controller, 2 is an electric double layer capacitor as a backup capacitor, 3 is a charging circuit for the electric double layer capacitor 2, and 4 is a regulator for stabilizing the output voltage of the electric double layer capacitor 2. Circuit 5 is a CPU of the process controller, 6 is an OR circuit composed of a diode that OR-connects the output of the main power supply circuit 1 and the output of the regulator circuit 4, and 7 is a power cut-off detection circuit that detects the power cut-off of the main power supply circuit 1. , 8 is an I / O interface circuit connected to plant equipment (not shown), 9 is a flash ROM which is a nonvolatile memory, 10 is an EEPROM which is also a nonvolatile memory, and 11 is that the electric double layer capacitor 2 should be replaced. Warning circuit for warning, 12 drops the output voltage of the OR circuit 6 to a voltage required by the CPU 5 It was a regulator circuit to stabilize. The electric double layer capacitor 2, the charging circuit 3, and the regulator circuit 4 constitute a backup power supply circuit.

CPU5は、図示しない内部のメモリ、フラッシュROM9またはEEPROM10に格納されたプログラムに従って以下で説明するような処理を実行する。このCPU5は、データ退避手段と、計時手段と、余裕時間導出手段とを構成している。   The CPU 5 executes processing as described below according to a program stored in an internal memory (not shown), the flash ROM 9 or the EEPROM 10. The CPU 5 constitutes data saving means, timing means, and margin time deriving means.

主電源回路1がオンしている通常の動作時では、主電源回路1の出力電圧はOR回路6とレギュレータ回路12とを介してCPU5に供給される。このとき、電気二重層コンデンサ2は、主電源回路1から充電回路3を介して供給される充電電圧によって充電される。主電源回路1からOR回路6に出力される電圧は例えば5.5V、充電回路3に出力される電圧は例えば6Vである。電気二重層コンデンサ2の出力電圧は、レギュレータ回路4によって安定化される。電気二重層コンデンサ2の出力電圧を6V、CPU5で必要な電圧を3.3Vとすると、レギュレータ回路4は電気二重層コンデンサ2の出力電圧を例えば5V以下にドロップさせて安定化させる。レギュレータ回路4の出力電圧はOR回路6へ供給されるが、主電源回路1の出力電圧の方が高いので、主電源回路1がオンの場合には、主電源回路1からOR回路6とレギュレータ回路12とを介してCPU5に電力が供給されることになる。レギュレータ回路12は、OR回路6の出力電圧を3.3Vにドロップさせて安定化させる。   During normal operation when the main power supply circuit 1 is on, the output voltage of the main power supply circuit 1 is supplied to the CPU 5 via the OR circuit 6 and the regulator circuit 12. At this time, the electric double layer capacitor 2 is charged by a charging voltage supplied from the main power supply circuit 1 via the charging circuit 3. The voltage output from the main power supply circuit 1 to the OR circuit 6 is, for example, 5.5V, and the voltage output to the charging circuit 3 is, for example, 6V. The output voltage of the electric double layer capacitor 2 is stabilized by the regulator circuit 4. Assuming that the output voltage of the electric double layer capacitor 2 is 6V and the voltage required by the CPU 5 is 3.3V, the regulator circuit 4 drops the output voltage of the electric double layer capacitor 2 to, for example, 5V or less and stabilizes it. Although the output voltage of the regulator circuit 4 is supplied to the OR circuit 6, the output voltage of the main power supply circuit 1 is higher. Therefore, when the main power supply circuit 1 is on, the main power supply circuit 1 and the OR circuit 6 and the regulator Electric power is supplied to the CPU 5 through the circuit 12. The regulator circuit 12 drops the output voltage of the OR circuit 6 to 3.3 V and stabilizes it.

CPU5は、プラントの入力機器(例えばセンサ、圧力計、流量計等)のデータをI/Oインタフェース回路8を介して収集し、このデータを基に制御演算を実行する。そして、CPU5は、I/Oインタフェース回路8を介してプラントの出力機器(例えばスイッチ、バルブ、ポンプ等)を制御する。こうして、プロセスコントローラによってプラント機器が制御される。   The CPU 5 collects data of plant input devices (for example, sensors, pressure gauges, flow meters, etc.) via the I / O interface circuit 8 and executes control calculations based on this data. The CPU 5 controls plant output devices (eg, switches, valves, pumps, etc.) via the I / O interface circuit 8. Thus, the plant equipment is controlled by the process controller.

次に、例えば装置のメンテナンスなどの理由により、主電源断となったときの動作を説明する。主電源回路1がオフになると、電気二重層コンデンサ2からレギュレータ回路4とOR回路6とレギュレータ回路12とを介してCPU5に電力が供給される。
一方、主電源回路1がオフになると、電源断検出回路7は、主電源断検出信号をCPU5に出力する。
Next, the operation when the main power supply is cut off due to, for example, maintenance of the apparatus will be described. When the main power supply circuit 1 is turned off, electric power is supplied from the electric double layer capacitor 2 to the CPU 5 through the regulator circuit 4, the OR circuit 6, and the regulator circuit 12.
On the other hand, when the main power supply circuit 1 is turned off, the power-off detection circuit 7 outputs a main power-off detection signal to the CPU 5.

図2は主電源断が発生したときのCPU5の動作を示すフローチャートである。CPU5は、電源断検出回路7から主電源断検出信号が入力された場合(図2ステップS1においてYES)、主電源断が発生したと判断して、保持すべき動作データを例えば数秒間でフラッシュROM9に書き込む(ステップS2)。続いて、CPU5は、リセットが発生するまで、一定時間ごと(例えば1秒ごと)に計時用のデータをEEPROM10に書き込む(ステップS3)。計時用データの例としては、例えば書き込み完了時刻からの経過時間がある。電気二重層コンデンサ2からの電源電圧が動作に必要な下限電圧を下回ってリセットが発生すると(ステップS4においてYES)、図2の処理が終了する。   FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the CPU 5 when the main power supply is interrupted. When the main power-off detection signal is input from the power-off detection circuit 7 (YES in step S1 in FIG. 2), the CPU 5 determines that the main power-off has occurred and flashes operation data to be held in, for example, a few seconds. Writing to the ROM 9 (step S2). Subsequently, the CPU 5 writes time-measurement data to the EEPROM 10 at regular intervals (for example, every second) until a reset occurs (step S3). As an example of the time measurement data, for example, there is an elapsed time from the write completion time. When the power supply voltage from electric double layer capacitor 2 falls below the lower limit voltage required for operation and a reset occurs (YES in step S4), the process in FIG.

図3は電気二重層コンデンサ2の容量の経年変化の1例を示す図である。図3において、C0は初期容量、CLは動作データの書き込みに必要な下限容量である。電気二重層コンデンサ2の容量は、時間と共に低下し、遂には下限容量CLを下回る。下限容量CLを下回ると、CPU5が動作データをフラッシュROM9に書き込むために必要な時間だけ電力を継続して供給することができなくなるので、動作データをフラッシュROM9に書き込むことができなくなる。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the secular change of the capacitance of the electric double layer capacitor 2. In FIG. 3, C0 is an initial capacity, and CL is a lower limit capacity necessary for writing operation data. The capacity of the electric double layer capacitor 2 decreases with time, and finally falls below the lower limit capacity CL. Below the lower limit capacity CL, it becomes impossible for the CPU 5 to continuously supply power for the time required to write the operation data to the flash ROM 9, so that the operation data cannot be written to the flash ROM 9.

図4は電気二重層コンデンサ2の出力電圧と、電気二重層コンデンサ2からレギュレータ回路4とOR回路6とレギュレータ回路12とを介してCPU5に供給される電圧の時間変化を示す図である。ここでは、主電源断が発生した時刻を0としている。図4において、VC0は電気二重層コンデンサ2の初期の出力電圧、VC1は電気二重層コンデンサ2が劣化したときの出力電圧、V0はCPU5に供給される初期の電圧、V1は電気二重層コンデンサ2が劣化したときにCPU5に供給される電圧である。また、STはフラッシュROM9への動作データの書き込み完了時刻、RT0は初期のリセット時刻、RT1は電気二重層コンデンサ2が劣化したときのリセット時刻である。   FIG. 4 is a diagram showing the change over time of the output voltage of the electric double layer capacitor 2 and the voltage supplied from the electric double layer capacitor 2 to the CPU 5 via the regulator circuit 4, the OR circuit 6, and the regulator circuit 12. Here, the time when the main power interruption occurred is set to zero. In FIG. 4, VC0 is an initial output voltage of the electric double layer capacitor 2, VC1 is an output voltage when the electric double layer capacitor 2 deteriorates, V0 is an initial voltage supplied to the CPU 5, and V1 is an electric double layer capacitor 2. This is a voltage supplied to the CPU 5 when it deteriorates. ST is the completion time of writing operation data to the flash ROM 9, RT0 is the initial reset time, and RT1 is the reset time when the electric double layer capacitor 2 is deteriorated.

主電源断時からの時間の経過とともに電気二重層コンデンサ2の電荷が放電して、電気二重層コンデンサ2の電圧は図4に示すように徐々に低下していく。CPU5で必要な電圧が3.3Vの場合、レギュレータ回路4,12での電圧降下分を考慮すると、電気二重層コンデンサ2の電圧は4V程度必要である。したがって、電気二重層コンデンサ2の電圧が4Vを下回ったあたりから、CPU5に供給される電圧が低下する。そして、CPU5に供給される電圧が動作に必要な下限電圧を下回ると、リセットが発生する。   As time elapses from when the main power is turned off, the electric double layer capacitor 2 is discharged, and the voltage of the electric double layer capacitor 2 gradually decreases as shown in FIG. When the voltage required for the CPU 5 is 3.3 V, the voltage of the electric double layer capacitor 2 needs to be about 4 V in consideration of the voltage drop in the regulator circuits 4 and 12. Therefore, the voltage supplied to the CPU 5 decreases from the time when the voltage of the electric double layer capacitor 2 falls below 4V. When the voltage supplied to the CPU 5 falls below the lower limit voltage necessary for operation, a reset occurs.

前述のとおり、フラッシュROM9への動作データの書き込み完了後、リセットが発生するまで、EEPROM10には計時用データが書き込まれるので、主電源回路1の再投入時にEEPROM10から計時用データを読み出せば、書き込み完了時刻からリセット時刻までの余裕時間を把握できることになる。図4から明らかなように、電気二重層コンデンサ2の劣化によって電気二重層コンデンサ2の電圧低下は早まるので、リセットの発生が早くなり、余裕時間も少なくなる。したがって、余裕時間に基づいて電気二重層コンデンサ2を交換すべきか否かを判断できることになる。   As described above, the timing data is written in the EEPROM 10 until the reset occurs after the completion of the writing of the operation data to the flash ROM 9, so if the timing data is read from the EEPROM 10 when the main power supply circuit 1 is turned on again, It is possible to grasp the margin time from the write completion time to the reset time. As apparent from FIG. 4, the voltage drop of the electric double layer capacitor 2 is accelerated by the deterioration of the electric double layer capacitor 2, so that the occurrence of reset is accelerated and the margin time is also reduced. Therefore, it can be determined whether or not the electric double layer capacitor 2 should be replaced based on the margin time.

図5は主電源の投入によって起動したときのCPU5の動作を示すフローチャートである。主電源回路1がオンすると(図5ステップS10においてYES)、CPU5は起動する。起動したCPU5は、EEPROM10から計時用データを読み出し、この計時用データを基に書き込み完了時刻からリセット時刻までの余裕時間を求める(ステップS11)。そして、CPU5は、余裕時間が所定時間以下かどうかを判定する(ステップS12)。   FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the CPU 5 when the main power is turned on. When main power supply circuit 1 is turned on (YES in step S10 in FIG. 5), CPU 5 is activated. The activated CPU 5 reads the time-measurement data from the EEPROM 10, and obtains a margin time from the write completion time to the reset time based on the time-measurement data (step S11). Then, the CPU 5 determines whether or not the margin time is equal to or less than a predetermined time (step S12).

CPU5は、余裕時間が所定時間を上回る場合(ステップS12においてNO)、電気二重層コンデンサ2の寿命には余裕があると判断して、図5の処理を終了し、通常時の動作として上記のようにプラント機器の制御を行う。また、CPU5は、余裕時間が所定時間以下の場合、電気二重層コンデンサ2が寿命を迎えていると判断して、電気二重層コンデンサ2を交換すべきことを示す警告情報を警告回路11に発生させる(ステップS13)。警告の例としては、例えば警告用のLEDを点灯させる方法がある。また、電気二重層コンデンサ2を交換すべきことを示す警告情報をネットワーク経由で他の機器に送信するようにしてもよい。   When the surplus time exceeds the predetermined time (NO in step S12), the CPU 5 determines that there is a surplus in the life of the electric double layer capacitor 2, ends the processing in FIG. The plant equipment is controlled as follows. Further, when the margin time is equal to or shorter than the predetermined time, the CPU 5 determines that the electric double layer capacitor 2 has reached the end of life and generates warning information indicating that the electric double layer capacitor 2 should be replaced in the warning circuit 11. (Step S13). As an example of a warning, there is a method of turning on a warning LED, for example. Further, warning information indicating that the electric double layer capacitor 2 should be replaced may be transmitted to another device via the network.

以上のように、本実施の形態では、主電源断が発生したときに計時用データをEEPROM10に書き込み、次の起動時にEEPROM10から計時用データを読み出して、余裕時間を求めるようにしたので、電気二重層コンデンサ2の容量低下を間接的に推定することができ、必要としている電力に対してどの程度余裕があるかを判断することができる。こうして、本実施の形態では、電気二重層コンデンサ2の交換周期をユーザごとに最適化することができるので、ユーザの使用環境に合った効率のいい運用ができ、電気二重層コンデンサ2の無駄な交換を防ぐことができる。通常、プロセスコントローラを、例えば週末や月に1度は電源を落とす場合がある。この停止する時にEEPROM10に計時用データが書きこまれると、次の起動時に電気二重層コンデンサ2の寿命に余裕があるか否かを判断することができる。   As described above, in the present embodiment, the time data is written to the EEPROM 10 when the main power supply is interrupted, and the time data is read from the EEPROM 10 at the next start-up to obtain the margin time. The capacity drop of the double layer capacitor 2 can be estimated indirectly, and it can be determined how much margin is available for the required power. In this way, in this embodiment, the replacement cycle of the electric double layer capacitor 2 can be optimized for each user, so that efficient operation suitable for the user's use environment can be performed, and the electric double layer capacitor 2 is wasted. Exchange can be prevented. Usually, the process controller may be turned off, for example, once every weekend or month. If timekeeping data is written in the EEPROM 10 at the time of the stop, it can be determined whether or not there is a margin in the life of the electric double layer capacitor 2 at the next start-up.

なお、本実施の形態では、フラッシュROM9への動作データの書き込み完了後に計時用データの書き込みを開始しているが、これに限るものではなく、主電源断が発生したときから計時用データの書き込みを開始するようにしてもよい。   In this embodiment, the writing of timing data is started after the completion of the writing of the operation data to the flash ROM 9, but the present invention is not limited to this, and the writing of the timing data is started when the main power supply is interrupted. May be started.

本発明は、バックアップコンデンサの劣化を検出する技術に適用することができる。   The present invention can be applied to a technique for detecting deterioration of a backup capacitor.

本発明の実施の形態に係るバックアップコンデンサの劣化検出装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the deterioration detection apparatus of the backup capacitor which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態において主電源断が発生したときのCPUの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of CPU when the main power supply cutoff generate | occur | produces in embodiment of this invention. 電気二重層コンデンサの容量の経年変化の1例を示す図である。It is a figure which shows one example of the secular change of the capacity | capacitance of an electric double layer capacitor. 本発明の実施の形態において電気二重層コンデンサの出力電圧と電気二重層コンデンサからレギュレータ回路およびOR回路を介してCPUに供給される電圧の時間変化を示す図である。It is a figure which shows the time change of the voltage supplied to CPU through the regulator circuit and OR circuit from the output voltage of an electric double layer capacitor and an electric double layer capacitor in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態において起動時のCPUの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of CPU at the time of starting in embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…主電源回路、2…電気二重層コンデンサ、3…充電回路、4,12…レギュレータ回路、5…CPU、6…OR回路、7…電源断検出回路、8…I/Oインタフェース回路、9…フラッシュROM、10…EEPROM、11…警告回路。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Main power supply circuit, 2 ... Electric double layer capacitor, 3 ... Charging circuit, 4, 12 ... Regulator circuit, 5 ... CPU, 6 ... OR circuit, 7 ... Power-off detection circuit, 8 ... I / O interface circuit, 9 ... flash ROM, 10 ... EEPROM, 11 ... warning circuit.

Claims (1)

通常動作時の電力を供給する主電源と、
主電源断時のバックアップ電源として電力を供給するバックアップコンデンサと、
主電源断が発生したときに、保持すべきデータを不揮発性メモリに書き込むデータ退避手段と、
前記バックアップコンデンサの劣化検出装置とを備え、
前記バックアップコンデンサの劣化検出装置は、
主電源断を検出する電源断検出手段と、
主電源断が検出されたときに計時用データを前記不揮発性メモリに書き込む計時手段と、
主電源の投入によって起動したときに前記不揮発性メモリから計時用データを読み出し、前記主電源断時から前記バックアップコンデンサの電圧低下によって動作不能になるまでの余裕時間を求める余裕時間導出手段と、
前記余裕時間が所定時間以下の場合に、前記バックアップコンデンサを交換すべきことを示す警告を発生する警告手段とを備え
前記計時手段は、前記データ退避手段によるデータの書き込み完了後に前記計時用データの書き込みを開始し、
前記余裕時間導出手段は、前記データ退避手段によるデータの書き込み完了時刻から前記バックアップコンデンサの電圧低下によって動作不能になるまでの時間を前記余裕時間として求めることを特徴とする電子機器。
A main power supply for supplying power during normal operation;
A backup capacitor that supplies power as a backup power source when the main power is cut off
Data saving means for writing data to be stored in the nonvolatile memory when the main power supply is interrupted;
A backup capacitor deterioration detection device,
The backup capacitor deterioration detection device is:
Power-off detection means for detecting main power-off,
Timing means for writing timing data in the non-volatile memory when the main power failure is detected,
Reading timing data from the nonvolatile memory when activated by the main power, the margin time derivation means for determining a margin time from the main power off until disabled by the voltage drop of the backup capacitor,
Warning means for generating a warning indicating that the backup capacitor should be replaced when the margin time is a predetermined time or less ,
The timing means starts writing the timing data after the data saving by the data saving means is completed,
The electronic device according to claim 1, wherein the margin time deriving unit obtains, as the margin time, a time from the completion of data writing by the data saving unit until the operation becomes impossible due to a voltage drop of the backup capacitor.
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