DE112011104881T5

DE112011104881T5 - Programmierbare Steuereinheit

Info

Publication number: DE112011104881T5
Application number: DE112011104881T
Authority: DE
Inventors: Yoshinobu Shimizu
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-02-14
Filing date: 2011-02-14
Publication date: 2013-11-14
Also published as: TWI442234B; JP4837152B1; TW201234182A; CN102763093A; JPWO2012111069A1; KR20120105418A; KR101382988B1; US20120221891A1; WO2012111069A1

Abstract

Eine CPU (36) sichert ein Teilstück von in einem Vorrichtungsspeicher (37) gespeicherten Vorrichtungsdaten (371) in einen Sicherungsspeicher (33) jedes Mal, wenn ein Scan-Prozess durchgeführt wird, so dass die Vorrichtungsdaten (371) zuverlässig gesichert werden können, selbst wenn eine Spannungshaltezeit aufgrund einer Verschlechterung eines Elektrolytkondensators (22) verkürzt ist, und, wenn ein Netzausfall-Erfassungsschaltkreis (24) einen Netzausfall einer Hauptenergieversorgung erfasst, sichert die CPU (36) ein übriges Teilstück der in dem Vorrichtungsspeicher (37) gespeicherten Vorrichtungsdaten (371) mit Verwendung einer durch den Elektrolytkondensator (22) gehaltenen Energieversorgung (4d). Wenn eine durch einen Kondensatorkapazitäts-Erfassungsschaltkreis (23) erfasste Kapazität des Elektrolytkondensators (22) reduziert ist, ändert die CPU (36) eine Größe der Vorrichtungsdaten (371), die durch einen Sicherungsprozess zu sichern sind, der jedes Mal durchgeführt wird, wenn der Scan-Prozess durchgeführt wird, gemäß der durch den Kondensatorkapazitäts-Erfassungsschaltkreis (23) erfassten Kapazität des Elektrolytkondensators (22), so dass die Größe der Vorrichtungsdaten (371), die jedes Mal zu sichern sind, wenn der Scan-Prozess durchgeführt wird, erhöht wird.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine programmierbare Steuereinheit, die eine FA-Vorrichtung steuert.
Hintergrund
Eine programmierbare Steuereinheit (hier im Nachfolgenden einfach PLC), die zum Steuern einer FA-Vorrichtung verwendet wird, verwendet eine Zustandsmaschine als einen Betriebsmodus, wo das ursprüngliche Modell der Zustandsmaschine ein Relaisschaltkreis ist. Ein Benutzerprogramm, das mit Verwendung einer Programmiersprache beschrieben ist, in der der Relaisschaltkreis symbolisiert ist, wird wiederholt ausgeführt, wodurch Kontaktdaten sukzessive aktualisiert werden, welche Vorrichtungsdaten genannt werden. Weil die Vorrichtungsdaten üblicherweise in einem flüchtigen Speicher, der mit einer hohen Geschwindigkeit arbeiten kann, gehalten werden, ist es zur Zeit eines Netzausfalls erforderlich, die Vorrichtungsdaten von dem flüchtigen Speicher in einen Speicher zu sichern, der gespeicherte Inhalte halten kann, selbst wenn eine Hauptenergieversorgung nicht geliefert wird.
Als eine Technik zum Sichern von Vorrichtungsdaten ist die folgende Technik bekannt. Demgemäß ist ein flüchtiger Backup-Speicher (ein Sicherungsspeicher) separat bereitgestellt, und, wenn eine Hauptenergieversorgung ausfällt, wird eine Energieversorgung für einen flüchtigen Speicher (Vorrichtungsdaten), der Vorrichtungsdaten zu der Zeit eines normalen Betriebs hält, zu einer Hilfsenergieversorgung, so wie eine zweite Batterie, umgeschaltet, und ein Prozess zum Sichern der Vorrichtungsdaten von dem Vorrichtungsspeicher in den Sicherungsspeicher wird durchgeführt mit Verwendung der Hilfsenergieversorgung. Nachdem der Sicherungsprozess durchgeführt wird, wird die Energieversorgung für den Sicherungsspeicher von der Hauptenergieversorgung zu der Hilfsenergieversorgung umgeschaltet, so dass die in dem Sicherungsspeicher gesicherten Vorrichtungsdaten auch gehalten werden können, nachdem die Hauptenergieversorgung ausfällt.
Die obige Technik hat jedoch ein Problem, dass, wenn das Volumen der Vorrichtungsdaten groß wird, das Durchführen des Sicherungsprozesses Zeit in Anspruch nimmt, und somit die Kapazität der Hilfsenergieversorgung erhöht werden muss.
Um zu verhindern, dass eine Kapazität einer Hilfsenergieversorgung zunimmt, werden in dieser Hinsicht gemäß einer in Patentliteratur 1 offenbarten Technik, wenn eine Hauptenergieversorgung ausfällt, Vorrichtungsdaten von einem Vorrichtungsspeicher in einen flüchtigen Speicher gesichert, dessen Energieversorgung durch eine Hilfsenergieversorgung abgesichert wird durch Nutzen von Energie, die eine Zeit lang geliefert wird, selbst wenn eine Energieversorgungsspannung beginnt, sich zu verringern.
Gemäß einer in Patentliteratur 2 offenbarten Technik werden darüber hinaus, um das Volumen der zu sichernden Daten zu reduzieren, wenn eine Hauptenergieversorgung ausfällt, jede vorbestimmte Zeit aktualisierte Vorrichtungsdaten von einem Vorrichtungsspeicher an einen flüchtigen Backup-Speicher gesichert.
Zitierungsliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: Offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2009-181179
Patentliteratur 2: Offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. H11-110308
Patentliteratur 3: Internationale Veröffentlichung Nr. WO2008/016050

Inhaltsangabe
Technisches Problem
Jedoch enthält die wie in der oben erwähnten Patentliteratur 1 beschriebene Energieversorgungsvorrichtung im Allgemeinen einen Elektrolytkondensator zum Halten einer Energieversorgungsspannung, wenn die Hauptenergieversorgung ausfällt. Der Elektrolytkondensator hat Eigenschaften, dass seine Kapazität mit der Zeit reduziert wird. In seinem Anfangszustand kann der Elektrolytkondensator deshalb eine Spannungshaltezeit gewährleisten, die lang genug zum Sichern von in einem flüchtigen Speicher gespeicherten Daten ist, wenn die Hauptenergieversorgung ausfällt; jedoch gibt es ein Problem, dass, wenn die Kapazität des Elektrolytkondensator reduziert ist, die Spannungshaltezeit, wenn die Energieversorgung ausfällt, kürzer wird, und Daten in dem flüchtigen Speicher nicht gesichert werden können.
Wie oben beschrieben, führt darüber hinaus eine PLC eine Ablaufsteuerung zum wiederholten Ausführen eines Benutzerprogramms durch. In der Technik von Patentliteratur 2 gibt es, weil die PLC die Ablaufsteuerung und einen Datensicherungsprozess durchführt, ein Problem, dass die Verarbeitungsmenge der PLC erhöht wird und als ein Ergebnis das Verarbeitungsvermögen zum Durchführen der Ablaufsteuerung der PLC sich vermindert.
Die vorliegende Erfindung ist angesichts der obigen Probleme erzielt worden, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine programmierbare Steuereinheit bereitzustellen, die fähig ist zum zuverlässigen Sichern von Daten, die zu einer Zeit eines Hauptenergieversorgungsausfalls zu sichern sind, selbst wenn eine Haltzeit einer Energieversorgungsspannung aufgrund einer altersbedingten Verschlechterung verkürzt ist.
Lösung des Problems
Um das obige Problem zu lösen und um die obige Aufgabe zu erreichen, enthält eine programmierbare Steuereinheit der vorliegenden Erfindung: einen Energieversorgungs-Schaltkreis, der eine interne Energieversorgung aus einer Netzstromversorgung erzeugt, die erzeugte interne Energieversorgung ausgibt, und eine Ausgabe der internen Energieversorgung durch einen Kondensator hält, nachdem die Lieferung bzw. Versorgung der Netzstromversorgung gestoppt wird; einen flüchtigen Vorrichtungsspeicher, in dem Vorrichtungsdaten gespeichert sind, und der gespeicherte Inhalte mit Verwendung der internen Energieversorgung hält; einen Sicherungsspeicher, der gespeicherte Inhalte halten kann, nachdem die Versorgung bzw. Lieferung der internen Energieversorgung gestoppt wird; eine Recheneinheit, die einen Scan-Prozess zum Ausführen eines Benutzerprogramms und zum Aktualisieren von Vorrichtungsdaten in dem Vorrichtungsspeicher durchführt, und die betrieben wird mit Verwendung der internen Energieversorgung; einen Netzausfalldetektor, der ein Stoppen der Versorgung bzw. Lieferung der Netzstromversorgung erfasst; und einen Kondensatorkapazitätsdetektor, der eine Kapazität des Kondensators erfasst. Außerdem führt die Recheneinheit einen ersten Sicherungsprozess zum Sichern eines Teilstücks der in dem Vorrichtungsspeicher gespeicherten Vorrichtungsdaten in den Sicherungsspeicher jedes Mal durch, wenn ein Scan-Prozess durchgeführt wird, und, wenn der Netzausfalldetektor ein Stoppen der Versorgung der Netzstromversorgung erfasst, führt die Berechnungseinheit einen zweiten Sicherungsprozess zum Sichern eines übrigen Teilstücks der in dem Vorrichtungsspeicher gespeicherten Vorrichtungsdaten durch mit Verwendung der internen Energieversorgung, gehalten durch den Kondensator, und, wenn eine durch den Kondensatorkapazitätsdetektor erfasste Kapazität des Kondensators reduziert ist, ändert die Recheneinheit eine Größe der Vorrichtungsdaten, die durch den ersten Sicherungsprozess zu sichern sind, gemäß der durch den Kondensatorkapazitätsdetektor erfassten Kapazität des Kondensators, so dass die Größe der durch den ersten Sicherungsprozess zu sichernden Vorrichtungsdaten erhöht wird.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der programmierbaren Steuereinheit der vorliegenden Erfindung führt eine Recheneinheit einen ersten Sicherungsprozess zum Sichern eines Teilstücks von Vorrichtungsdaten jedes Mal durch, wenn ein Scan-Prozess durchgeführt wird, und, wenn eine Versorgung einer Netzstromversorgung gestoppt wird, führt die Recheneinheit einen zweiten Sicherungsprozess zum Sichern übriger Daten mit Verwendung einer internen Energieversorgung, gehalten durch einen Kondensator, durch. Wenn die Kapazität des Kondensators reduziert ist, erhöht die Recheneinheit die Größe der durch den ersten Sicherungsprozess zu sichernden Vorrichtungsdaten, und, selbst wenn eine Haltzeit einer Energieversorgungsspannung aufgrund einer alterungsbedingten Verschlechterung verkürzt ist, ist es möglich, zuverlässig Daten zu sichern, die zur Zeit eines Hauptenergieversorgungsausfalls zu sichern sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 bildet eine Ausgestaltung einer PLC gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ab.
2 ist ein Zeitablaufdiagramm eines Status vielfältiger Ausgaben zu einer Zeit eines Hauptenergieversorgungsausfalls.
3 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Prozesses zu einer Zeit eines normalen Betriebs der PLC gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Betriebs zu einer Zeit eines Netzausfalls einer Hauptenergieversorgung der PLC gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung der Ausführungsformen
Beispielhafte Ausführungsformen einer programmierbaren Steuereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung werden unten im Detail mit Verweis auf die begleitenden Zeichnungen erläutert werden. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen beschränkt.
Ausführungsform.
1 bildet eine Ausgestaltung einer programmierbaren Steuereinheit (PLC) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ab. Wie in 1 gezeigt, enthält eine PLC 1 eine Energieversorgungsvorrichtung 2, die eine Hauptenergieversorgung erzeugt, die von einer Netzstromversorgung 10 an die gesamte PLC 1 geliefert wird, und eine CPU-Einheit 3, die Operationen der gesamten PLC 1 steuert. Zusätzlich zu der Energieversorgungsvorrichtung 2 und der CPU-Einheit 3 sind außerdem Untereinheiten (nicht gezeigt) in der PLC 1 aufgenommen. Die Untereinheiten führen Eingabe- und Ausgabeoperationen zwischen der PLC 1 und einer FA-Vorrichtung unter der Steuerung der CPU-Einheit 3 durch. Beispiele der Untereinheiten, die in der PLC 1 aufgenommen sein können, sind eine Temperatursteuereinheit, eine Netzwerkeinheit und eine Analogeinheit, die D/A-Umwandlungen durchführt. Ein Benutzer kann in der PLC 1 aufzunehmende Untereinheiten gemäß seiner beabsichtigten Verwendung auswählen.
Die Energieversorgungsvorrichtung 2 enthält einen Energieversorgungs-Schaltkreis 21, der eine Energieversorgung (interne Energieversorgung) 4d erzeugt, die an die CPU-Einheit 3 von einer Energieversorgung 4a geliefert ist, die von der Netzstromversorgung 10 geliefert ist. Der Energieversorgungs-Schaltkreis 21 enthält einen Elektrolytkondensator (Kondensator) 22 zum Halten, für eine Zeit lang, einer Spannung der Energieversorgung 4d, selbst wenn eine Versorgung bzw. Lieferung der Energieversorgung 4a von der Netzstromversorgung 10 gestoppt wird. In den folgenden Erläuterungen wird die Tatsache, dass die Energieversorgung 4a von der Netzstromversorgung 10 gestoppt wird, gelegentlich als „Netzausfall der Hauptenergieversorgung” ausgedrückt.
Die Energieversorgungsvorrichtung 2 enthält einen Kondensatorkapazitäts-Erfassungsschaltkreis (Kondensatorkapazitätsdetektor) 23, der eine Restkapazität des Elektrolytkondensators 22 erfasst und eine Restkapazitätsinformation 4b ausgibt, und einen Netzausfall-Erfassungsschaltkreis (Netzausfalldetektor) 24, der erfasst, ob eine Ausgabe von der Netzstromversorgung 10, die an den Energieversorgungs-Schaltkreis 21 zu liefern ist, geliefert wird, und dann ein Netzausfall-Erfassungssignal 4c ausgibt.
Das Erfassungsverfahren der Restkapazität des Elektrolytkondensators 22 durch den Kondensatorkapazitäts-Erfassungsschaltkreis 23 ist nicht besonders beschränkt. Zum Beispiel ist es möglich, eine in Patentliteratur 3 offenbarte Technik einzusetzen, so dass, um die Restkapazität des Elektrolytkondensators 22 während der Ausführung eines Benutzerprogramms (während des Laufens) zu erfassen, der Elektrolytkondensator 22 dupliziert wird, die Zeit der elektrischen Entladung des einen der Elektrolytkondensatoren 22 gemessen wird und die Restkapazität erfasst wird auf Grundlage der gemessenen Zeit der elektrischen Entladung.
Die CPU-Einheit 3 enthält einen Mikrocomputer 31, einen Spannungshaltezeit-Berechnungsschaltkreis 32, einen Sicherungsspeicher 33, einen Backup-Energieversorgungs-Schaltkreis 34 und eine Hilfsenergieversorgung 35.
Die Spannungshaltezeit ist eine Zeit, die verstrichen ist, bis die Energieversorgung 4d auf eine Betriebsspannung der PLC 1 nach dem Netzausfall der Hauptenergieversorgung verringert wird. Der Spannungshaltezeit-Berechnungsschaltkreis (Haltzeit-Berechnungseinheit) 32 berechnet die Spannungshaltezeit auf Grundlage der Restkapazitätsinformation 4b, die durch den Kondensatorkapazitäts-Erfassungsschaltkreis 23 ausgegeben wird. Ein Beispiel einer Berechnungsgleichung, die durch die Spannungshaltezeit-Berechnungsschaltkreis 32 zum Berechnen der Spannungshaltezeit verwendet wird, ist unten beschrieben.
Wenn eine durch die Restkapazitätsinformation 4b mitgeteilte Restkapazität als C bezeichnet wird, und eine Eingangsspannung der Energieversorgungsvorrichtung 2 als V₁ bezeichnet wird, wird eine Ladungsquantität Q₁, die in dem Elektrolytkondensator 22 unmittelbar nach dem Netzausfall der Hauptenergieversorgung akkumuliert ist, durch die folgende Gleichung erhalten. Q₁ = (1/2) ·C·V12 (1)
Wenn eine Ladungsquantität, die in dem Elektrolytkondensator 22 verbleibt, nachdem die Operation der PLC 1 gestoppt wird, als Q₂ bezeichnet wird, eine Energieversorgungseffizienz der Netzstromversorgung 10 als η bezeichnet wird, und eine abgegebene elektrische Leistung der Energieversorgungsvorrichtung 2 als P bezeichnet wird, wird eine Spannungshaltezeit T₁ mit der folgenden Gleichung erhalten. T₁ = (Q₁ - Q₂)/Pη (2)
Die Erfassung der Restkapazität wird durch den Kondensatorkapazitäts-Erfassungsschaltkreis 23 mit einer vorbestimmten Häufigkeit bzw. Frequenz (zum Beispiel einmal pro Tag) durchgeführt, und als ein Ergebnis wird die Spannungshaltezeit, die durch den Spannungshaltezeit-Berechnungsschaltkreis 32 ausgegeben wird, mit der vorbestimmten Häufigkeit variiert. Weil die Kapazität des Elektrolytkondensators 22 im Allgemeinen aufgrund der alterungsbedingten Verschlechterung reduziert wird, gibt es eine Tendenz, dass die Spannungshaltezeit mit der Zeit reduziert wird.
Der Sicherungsspeicher 33 ist ein flüchtiger Speicher, in den Vorrichtungsdaten zu der Zeit eines Netzausfalls der Hauptenergieversorgung gesichert werden. Die Hilfsenergieversorgung 35 ist gebildet durch eine zweite Batterie oder dergleichen. Der Backup-Energieversorgungs-Schaltkreis 34 lädt die Hilfsenergieversorgung 35 mit Verwendung der gelieferten Energieversorgung 4d und liefert eine Energieversorgung 4e an den Sicherungsspeicher 33, wenn die Energieversorgung 4d von dem Energieversorgungs-Schaltkreis 21 geliefert wird. Zu der Zeit eines Netzausfalls der Hauptenergieversorgung wird die Energieversorgung 4e an den Sicherungsspeicher 33 mit Verwendung von elektrischer Leistung geliefert, die von der Hilfsenergieversorgung 35 entladen worden ist. Der Sicherungsspeicher 33 hält Vorrichtungsdaten, die in den Sicherungsspeicher 33 selbst gesichert worden sind, durch Nutzen der Energieversorgung 4e.
Der Mikrocomputer 31 enthält eine CPU (Recheneinheit) 36, die ein Benutzerprogramm 36 und ein Systemprogramm 362 ausführt, und einen flüchtigen Vorrichtungsspeicher 37, der Vorrichtungsdaten 371 hält. Die CPU 36 realisiert eine grundsätzliche Software-Umgebung zum Steuern der CPU-Einheit 3 mittels Ausführen des Systemprogramms 362. Die CPU 36 führt wiederholt einen Scan-Prozess in der durch das Systemprogramm 362 realisierten Software-Umgebung durch, wo der Scan-Prozess eine Ausführung des Benutzerprogramms 361 und ein Aktualisieren der Vorrichtungsdaten 371 in dem Vorrichtungsspeicher 37 enthält.
Die CPU 36 sichert ein Teilstück der Vorrichtungsdaten 371 in dem Vorrichtungsspeicher 37 in den Sicherungsspeicher 33 jedes Mal, wenn ein Scan-Prozess durchgeführt wird (erster Sicherungsprozess), so dass die Vorrichtungsdaten 371 ohne Ausfall gesichert werden können, selbst wenn die Spannungshaltezeit im Vergleich mit der Spannungshaltezeit in einem Versendungszustand aufgrund der Verschlechterung des Elektrolytkondensators 22 verkürzt ist. Die CPU 36 sichert übrige Daten der Vorrichtungsdaten 371 in dem Vorrichtungsspeicher 37 mit Verwendung der durch den Elektrolytkondensator 22 gehaltenen Energieversorgung 4d, wenn der Netzausfall-Erfassungsschaltkreis 24 einen Netzausfall der Hauptenergieversorgung erfasst (zweiter Sicherungsprozess). Wenn die durch den Kondensatorkapazitäts-Erfassungsschaltkreis 23 erfasste Kapazität des Elektrolytkondensators 22 reduziert ist/wird, ändert die CPU 36 die Größe der Vorrichtungsdaten 371, die durch den Sicherungsprozess zu sichern sind, der jedes Mal durchgeführt wird, wenn ein Scan-Prozess durchgeführt wird, gemäß der durch den Kondensatorkapazitäts-Erfassungsschaltkreis 23 erfassten Kapazität des Elektrolytkondensators 22, so dass die Größe der Vorrichtungsdaten 371, die jedes Mal zu sichern sind, wenn der Scan-Prozess durchgeführt wird, erhöht wird.
Genauer genommen berechnet die CPU 36 die Größe der Vorrichtungsdaten 371, die gesichert werden können zu einer Zeit während der durch den Spannungshaltezeit-Berechnungsschaltkreis 32 berechneten Spannungshaltezeit T₁ (hier wird im Nachfolgenden die Größe als eine „sicherbare Größe” bezeichnet). Wenn die sicherbare Größe kleiner als die Gesamtgröße der Vorrichtungsdaten 371 ist, wird ein Teilstück der Größe der Vorrichtungsdaten 371, die nicht während der Spannungshaltezeit T₁ gesichert werden können, im Voraus gesichert. Jedes Mal wenn der Scan-Prozess durchgeführt wird, führt die CPU 36 die obigen Prozesse auf Grundlage eines Berechnungsprozesses der sicherbaren Größe zu dem Sicherungsprozess der partiellen Vorrichtungsdaten 371 durch. Wenn der Netzausfall der Hauptenergieversorgung durch das Netzausfall-Erfassungssignal 4c, das durch den Netzausfall-Erfassungsschaltkreis 24 ausgegeben wird, erfasst wird, wird das übrige Teilstück der Vorrichtungsdaten 371, die nicht durch den Sicherungsprozess gesichert worden sind, der jedes Mal durchgeführt wird, wenn der Scan-Prozess durchgeführt wird, in den Sicherungsspeicher 33 gesichert.
Zum Beispiel ist, wie in dem Zeitablaufdiagramm in 2 gezeigt, wenn eine Zeit, die verstrichen ist, nachdem die Hauptenergieversorgung ausfällt, bis der Netzausfall-Erfassungsschaltkreis 24 den Netzausfall der Hauptenergieversorgung erfasst und diese Tatsache an das Netzausfall-Erfassungssignal 4c ausgibt, als T₂ bezeichnet wird, eine Zeit (eine sicherbare Zeit) T₃, die praktisch zum Sichern der Vorrichtungsdaten 371 verwendet werden kann, ein Wert, der erhalten wird durch Subtrahieren der Zeit T₂ von der Spannungshaltezeit T₁. Wenn eine Ladungsquantität, die in dem Elektrolytkondensator 22 verbleibt, wenn die PLC 1 ihren Betrieb stoppt, als Q₂ bezeichnet wird, und eine Energieversorgungseffizienz der Netzstromversorgung 10 als η bezeichnet wird, wird deshalb die folgende Gleichung aufgestellt. T₃ = [{(1/2)·C·V₁ ² – Q₂}/P_η] – T₂ (3)
Es ist vorzuziehen, dass die Werte von P, Q₂, η, und T₂ durch eine Messung oder dergleichen im Voraus erhalten werden.
Es ist möglich, die sicherbare Größe durch Teilen der durch die Gleichung (3) erhaltenen sicherbaren Zeit T₃ durch eine Übertragungsgeschwindigkeit, wenn Daten von dem Vorrichtungsspeicher 37 an den Sicherungsspeicher 33 übertragen werden, zu erhalten.
3 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Prozesses zu einer Zeit eines normalen Betriebs der PLC 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 3 gezeigt, führt die CPU 36 ein Prüfen des Benutzerprogramms 361 durch (Schritt S1). Nach dem Prüfen des Programms führt die CPU 36 das Benutzerprogramm 361 aus und führt eine Aktualisierung der Vorrichtungsdaten 371 durch (Schritt S2).
Danach akquiriert die CPU 36 eine Spannungshaltezeit, die von dem Spannungshaltezeit-Berechnungsschaltkreis 32 ausgegeben wird (Schritt S3), und erhält eine sicherbare Größe auf Grundlage der akquirierten Spannungshaltezeit (Schritt S4). Die CPU 36 bestimmt dann, ob die erhaltene sicherbare Größe größer als die Gesamtgröße der Vorrichtungsdaten 371 ist (Schritt S5).
Wenn die sicherbare Größe kleiner als die Gesamtgröße der Vorrichtungsdaten 371 ist (NEIN bei Schritt S5), subtrahiert die CPU 36 die sicherbare Größe von der Gesamtgröße der Vorrichtungsdaten 371, und berechnet die Gesamtgröße, die nicht innerhalb der Spannungshaltezeit gesichert werden kann (eine nicht-sicherbare Größe) (Schritt S6). Die CPU 36 sichert dann die nicht-sicherbare Größe der Vorrichtungsdaten 371 in den Sicherungsspeicher 33 (Schritt S7). Das Verfahren zum Bestimmen eines Teilstücks der zu sichernden Vorrichtungsdaten 371 ist nicht besonders beschränkt. Zum Beispiel kann ein Teilstück der Daten, die durch den Prozess bei Schritt S2 aktualisiert worden sind, bevorzugt gesichert werden.
Wenn die erhaltene absicherbare Größe größer als die Gesamtgröße der Vorrichtungsdaten 371 ist (JA bei Schritt S5), oder nachdem der Prozess bei Schritt S7 durchgeführt wird, bestimmt die CPU 36, ob der Betrieb fortgesetzt wird (Schritt S8). Besonders in einem Fall, wenn ein Stoppbefehl nicht intern ausgestellt wird, bestimmt die CPU 36 zum Beispiel, dass der Betrieb fortgesetzt wird (JA bei Schritt S8), und der Betrieb wird zu dem Prozess bei Schritt S2 geschaltet. Wenn der Betrieb nicht fortgesetzt wird (NEIN bei Schritt S8), stoppt die CPU 36 den Betrieb (Schritt S9), und der normale Betrieb wird beendet.
4 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Betriebs zu einer Zeit eines Netzausfalls einer Hauptenergieversorgung der PLC 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wenn die Hauptenergieversorgung ausfällt, erfasst der Netzausfall-Erfassungsschaltkreis 24 zuerst den Netzausfall der Hauptenergieversorgung (Schritt S11). Der Netzausfall-Erfassungsschaltkreis 24, der den Netzausfall der Hauptenergieversorgung erfasst hat, teilt die Tatsache an die CPU 36 mit Verwendung des Netzausfall-Erfassungssignals 4c mit (Schritt S12). Wenn der Prozess bei Schritt S7 bereits durchgeführt worden ist, wenn die CPU 36 diese Mitteilung empfangen hat, sichert die CPU 36 das übrige Teilstück der Vorrichtungsdaten 371, die nicht durch den Prozess bei Schritt S7 gesichert worden sind, und wenn der Prozess bei Schritt S7 nicht durchgeführt worden ist, sichert die CPU 36 die gesamten Vorrichtungsdaten 371 von dem Vorrichtungsspeicher 37 in den Sicherungsspeicher 33 (Schritt S13). Die CPU 36 stoppt dann den Betrieb (Schritt S14), und der Betrieb zu der Zeit des Netzausfalls der Hauptenergieversorgung wird beendet.
Unter den in 3 und 4 gezeigten Operationen werden Operationen der CPU 36 durch das Systemprogramm 362 realisiert.
Obwohl erläutert worden ist, dass der Spannungshaltezeit-Berechnungsschaltkreis 32 die Spannungshaltezeit berechnet, und die CPU 36 die sicherbare Zeit auf Grundlage der berechneten Spannungshaltezeit berechnet, ist auch eine Ausgestaltung möglich, dass die CPU 36 die Spannungshaltezeit auf Grundlage eines Erfassungswertes des Elektrolytkondensators 22 berechnet und dann die sicherbare Zeit auf Grundlage der berechneten Spannungshaltezeit berechnet. Alternativ ist auch eine Ausgestaltung möglich, dass der Spannungshaltezeit-Berechnungsschaltkreis 32 die sicherbare Zeit berechnet und ein Ergebnis davon an die CPU 36 eingibt.
Wie oben beschrieben, sichert gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die CPU 36 ein Teilstück der in dem Vorrichtungsspeicher 37 gespeicherten Vorrichtungsdaten 371 in den Sicherungsspeicher 33 jedes Mal, wenn der Scan-Prozess durchgeführt wird, und, wenn der Netzausfall-Erfassungsschaltkreis 24 einen Netzausfall der Hauptenergieversorgung erfasst, sichert die CPU 36 das übrige Teilstück der in dem Vorrichtungsspeicher 37 gespeicherten Vorrichtungsdaten 371 mit Verwendung der durch den Elektrolytkondensator 22 gehaltenen Energieversorgung 4d, und, falls die durch den Kondensatorkapazitäts-Erfassungsschaltkreis 23 erfasste Kapazität des Elektrolytkondensators 22 reduziert ist, die Größe der Vorrichtungsdaten, die durch den Sicherungsprozess zu sichern sind, der jedes Mal durchgeführt wird, wenn der Scan-Prozess durchgeführt wird, gemäß der durch den Kondensatorkapazitäts-Erfassungsschaltkreis 23 erfassten Kapazität des Elektrolytkondensators 22, so dass die Größe der Vorrichtungsdaten 371, die jedes Mal zu sichern sind, wenn der Scan-Prozess durchgeführt wird, erhöht wird. Selbst wenn die Haltzeit der internen Energieversorgung aufgrund einer altersbedingten Verschlechterung des Elektrolytkondensators 22 verkürzt ist, ist es deshalb möglich, zuverlässig Daten zu sichern, die zu der Zeit eines Netzausfalls der Hauptenergieversorgung zu sichern sind. Weil die Größe der Daten, die durch den Sicherungsprozess zu sichern sind, der jedes Mal durchgeführt wird, wenn der Scan-Prozess durchgeführt wird, gemäß der Kapazität der Elektrolytkondensators 22 geändert wird, ist es darüber hinaus möglich, die Zeit, die für den Sicherungsprozess erforderlich ist, der jedes Mal durchgeführt wird, wenn der Scan-Prozess durchgeführt wird, im Vergleich mit einem Fall, wo aktualisierte Vorrichtungsdaten lediglich jedes Mal gesichert werden, wenn der Scan-Prozess durchgeführt wird, zu reduzieren. Deshalb ist es möglich, die Verschlechterung des Verarbeitungsvermögens der Ablaufsteuerung, die durch den Sicherungsprozess verursacht ist, der jedes Mal durchgeführt wird, wenn der Scan-Prozess durchgeführt wird, zu unterdrücken.
Darüber hinaus ist es konfiguriert, dass die programmierbare Steuereinheit ferner den Spannungshaltezeit-Berechnungsschaltkreis 32 enthält, der auf Grundlage der durch den Kondensatorkapazitäts-Erfassungsschaltkreis 23 erfassten Kapazität des Elektrolytkondensators 22 eine Haltzeit einer Ausgabe der Energieversorgung 4d nach einem Netzausfall der Hauptenergieversorgung berechnet, und die CPU 36 eine sicherbare Größe innerhalb der durch den Spannungshaltezeit-Berechnungsschaltkreis 32 berechneten Haltzeit von der Gesamtgröße der in dem Vorrichtungsspeicher 37 gespeicherten Vorrichtungsdaten 371 subtrahiert und dann die Größe der Vorrichtungsdaten 371 berechnet, die durch den Sicherungsprozess zu sichern ist jedes Mal, wenn der Scan-Prozess durchgeführt wird. Selbst wenn die Haltzeit der internen Energieversorgung aufgrund einer alterungsbedingten Verschlechterung des Elektrolytkondensators 22 verkürzt ist, ist es deshalb möglich, zuverlässig Daten zu sichern, die zu der Zeit eines Netzausfalls der Hauptenergieversorgung zu sichern sind, und eine Verschlechterung des Verarbeitungsvermögens einer Ablaufsteuerung, die durch den Sicherungsprozess verursacht ist, zu unterdrücken.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Wie oben beschrieben, ist die programmierbare Steuereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung für Anwendungen für programmierbare Steuereinheiten geeignet, die ein FA-System steuern.
Bezugszeichenliste

1: PLC
2: Energieversorgungsvorrichtung
3: CPU-Einheit
10: Netzstromversorgung
21: Energieversorgungs-Schaltkreis
22: Elektrolytkondensator
23: Kondensatorkapazitäts-Erfassungsschaltkreis
24: Netzausfall-Erfassungsschaltkreis
31: Mikrocomputer
32: Spannungshaltezeit-Berechnungsschaltkreis
33: Sicherungsspeicher
34: Backup-Energieversorgungs-Schaltkreis
35: Hilfsenergieversorgung
36: CPU
37: Vorrichtungsspeicher
361: Benutzerprogramm
362: Systemprogramm
371: Vorrichtungsdaten

Claims

Programmierbare Steuereinheit, umfassend: einen Energieversorgungs-Schaltkreis, der eine interne Energieversorgung aus einer Netzstromversorgung erzeugt, die erzeugte interne Energieversorgung ausgibt und eine Ausgabe der internen Energieversorgung durch einen Kondensator hält, nachdem die Versorgung der Netzstromversorgung gestoppt wird; einen flüchtigen Vorrichtungsspeicher, in dem Vorrichtungsdaten gespeichert sind, und der gespeicherte Inhalte mit Verwendung der internen Energieversorgung hält; einen Sicherungsspeicher, der gespeicherte Inhalte halten kann, nachdem die Versorgung der internen Energieversorgung gestoppt wird; eine Recheneinheit, die einen Scan-Prozess zum Ausführen eines Benutzerprogramms und zum Aktualisieren von Vorrichtungsdaten in dem Vorrichtungsspeicher ausführt, und die mit Verwendung der internen Energieversorgung betrieben wird; einen Netzausfalldetektor, der ein Stoppen der Versorgung der Netzstromversorgung erfasst; und einen Kondensatorkapazitätsdetektor, der eine Kapazität des Kondensators erfasst, wobei die Recheneinheit einen ersten Sicherungsprozess zum Sichern eines Teilstücks der in dem Vorrichtungsspeicher gespeicherten Vorrichtungsdaten in den Sicherungsspeicher jedes Mal durchführt, wenn ein Scan-Prozess durchgeführt wird, und, wenn der Netzausfalldetektor ein Stoppen der Versorgung der Netzstromversorgung erfasst, die Recheneinheit einen zweiten Sicherungsprozess durchführt zum Sichern eines übrigen Teilstücks der in dem Vorrichtungsspeicher gespeicherten Vorrichtungsdaten mit Verwendung der internen Energieversorgung, gehalten durch den Kondensator, und wenn eine durch den Kondensatorkapazitätsdetektor erfasste Kapazität des Kondensators reduziert wird, die Recheneinheit eine Größe der durch den ersten Sicherungsprozess zu sichernden Vorrichtungsdaten gemäß der durch den Kondensatorkapazitätsdetektor erfassten Kapazität des Kondensators ändert, so dass die Größe der durch den ersten Sicherungsprozess zu sichernden Vorrichtungsdaten erhöht wird.
Programmierbare Steuereinheit gemäß Anspruch 1, mit ferner einer Haltezeit-Berechnungseinheit, die auf Grundlage der durch den Kondensatorkapazitätsdetektor erfassten Kapazität des Kondensators eine Haltzeit einer Ausgabe der internen Energieversorgung berechnet, nachdem die Versorgung der Netzstromversorgung gestoppt wird, wobei die Recheneinheit eine sicherbare Größe innerhalb einer durch die Haltzeit-Berechnungseinheit berechneten Haltzeit von einer Gesamtgröße der Vorrichtungsdaten in dem Vorrichtungsspeicher subtrahiert und eine Größe der durch den ersten Sicherungsprozess zu sichernden Vorrichtungsdaten berechnet.