JP2010122857A - Backup device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、主電源の遮断時にバックアップコンデンサに蓄えられている電荷を放電することによって負荷への電力の供給を継続するバックアップ装置に関するものである。 The present invention relates to a backup device that continues supplying power to a load by discharging electric charge stored in a backup capacitor when a main power supply is shut off.
従来より、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、主電源の遮断時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。このために、バックアップコンデンサを設け、主電源断後の数秒〜数十秒の間はバックアップコンデンサに蓄えられている電荷を放電することによってCPUへの電力の供給を継続し、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(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, in a process controller that controls plant equipment, it is necessary to retain operation data at that time when the main power is cut off and use it at the next startup. For this purpose, a backup capacitor is provided, and power supply to the CPU is continued by discharging the charge stored in the backup capacitor for a few seconds to several tens of seconds after the main power supply is cut off. A method of writing data in a flash ROM (Read Only Memory) or the like is employed (see, for example, Patent Document 1).
図5にバックアップコンデンサを用いた従来のプロセスコントローラの要部を示す。同図において、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、3はバックアップコンデンサ2への充電回路(定電流充電回路)、4はバックアップコンデンサ2からの出力電圧をドロップさせて安定化させるレギュレータ回路、5は主電源回路1からの出力電圧とレギュレータ回路4からの出力電圧の何れか高い方を出力するOR回路、6はCPU、7はOR回路5からの出力電圧をCPU6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、8は不揮発性メモリであるフラッシュROM、9は主電源回路1における出力電圧の遮断を検出する電源断検出回路である。
FIG. 5 shows a main part of a conventional process controller using a backup capacitor. In the figure, 1 is a main power supply circuit of a process controller, 2 is a backup capacitor, 3 is a charging circuit to the backup capacitor 2 (constant current charging circuit), and 4 is dropped to stabilize the output voltage from the
このプロセスコントローラでは、バックアップコンデンサ2と充電回路3とレギュレータ回路4とによってバックアップ装置100が構成され、バックアップコンデンサ2としては、電気二重層コンデンサと呼ばれる大容量のコンデンサが用いられている。この例では、300Fのコンデンサが用いられている。また、バックアップコンデンサ2の充電完了状態において、レギュレータ回路4からのOR回路5への出力電圧は、主電源回路1からのOR回路5への出力電圧よりも若干低いものとされている。
In this process controller, the
〔主電源の投入時〕
主電源回路1がオンとされると、主電源回路1からの出力電圧がOR回路5を介してレギュレータ回路7へ送られ、レギュレータ回路7によって安定化された電圧が動作電圧としてCPU6へ供給される。また、主電源回路1からの出力電圧が充電回路3へ与えられ、充電回路3から供給される定電流によって、バックアップコンデンサ2の充電が開始される。
[When main power is turned on]
When the main
例えば、主電源回路1からOR回路6に出力される電圧は5.5V、充電回路3に出力される電圧は6Vとされる。この場合、バックアップコンデンサ2の出力電圧は、充電完了時には6Vまで上昇する。このバックアップコンデンサ2の出力電圧はレギュレータ回路4へ送られる。レギュレータ回路4はバックアップコンデンサ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。
For example, the voltage output from the main
この場合、レギュレータ回路4からの出力電圧はOR回路5へ与えられるが、主電源回路1からのOR回路5への出力電圧の方が高いので、バックアップコンデンサ2の充電完了後も、主電源回路1からの出力電圧がレギュレータ回路7へ与えられ、この主電源回路1からの出力電圧より得られる動作電圧(例えば、3.3V)がCPU6へ供給される。
In this case, the output voltage from the
〔通常動作時〕
CPU6は、主電源回路1からの出力電圧より得られる動作電圧の供給を受けて動作し、プラントの入力機器(例えば、センサ、圧力計、流量計など)のデータを収集し、この収集したデータを基に制御演算を実行し、プラントの出力機器(例えば、バルブ、ポンプなど)を制御する。
[Normal operation]
The
〔主電源の遮断時〕
例えば、停電によって、主電源回路1がオフになったとする。この場合、主電源回路1からのOR回路5への出力電圧がなくなるので、レギュレータ回路4からの出力電圧がOR回路5を通してレギュレータ回路7へ送られ、このレギュレータ回路4からの出力電圧より得られる動作電圧がCPU6へ供給されるものとなる。一方、主電源回路1がオフになると、電源断検出回路9は、主電源断検出信号をCPU6に出力する。
[When main power is cut off]
For example, it is assumed that the main
CPU6は、電源断検出回路9から主電源断検出信号が入力されると、主電源の遮断が生じたと判断して、その時の動作データを次回起動時に必要なデータとしてフラッシュROM8にセーブする。この時、CPU6は、レギュレータ回路4からの出力電圧より得られる動作電圧、すなわちバックアップコンデンサ2からの電力の供給を受けて動作し、バックアップコンデンサ2からの電力供給が可能な時間以内に、必要なデータをフラッシュROM7へセーブする。
When the main power cut-off detection signal is input from the power cut-
主電源の遮断には、停電には至らない瞬時電圧低下(以下、瞬時停電と呼ぶ)もある。この瞬時停電の場合にも、停電時と同様にして、レギュレータ回路4からの出力電圧より得られる動作電圧がCPU6に供給される。これにより、瞬時停電が起きても、CPU6への動作電圧が途絶えることがなく、CPU6がリセットされてしまうということが防がれる。
There is also an instantaneous voltage drop (hereinafter referred to as an instantaneous power failure) that does not lead to a power outage when the main power is shut off. In the case of this instantaneous power failure, the operating voltage obtained from the output voltage from the
上述したプロセスコントローラでは、停電時のフラッシュROM8へのデータのセーブに必要な時間を確保するために、バックアップコンデンサ2の容量を大容量とする。バックアップコンデンサ2への充電電流は、主電源回路1からのCPU6への供給電流に影響を与えない値にするなどの制限を受けるため、小さな値にせざるを得ない。このため、バックアップコンデンサ2の充電にかなりの時間がかかる。
In the process controller described above, the capacity of the
また、通常、バックアップコンデンサ2の容量は、経年劣化による容量低下を考慮して、想定される容量よりも大容量とする。例えば、図5に示したプロセスコントローラでは、バックアップコンデンサ2の想定される容量を200Fとし、これよりも余裕を持たせた300Fのコンデンサを用いている。このように、コンデンサの容量に余裕を持たせると、さらに充電時間が長くなる。
In general, the capacity of the
図6にバックアップコンデンサ2の出力電圧(充電電圧)と充電時間との関係を示す。この関係において、バックアップコンデンサ2の出力電圧がCPU6の動作電圧を確保し得る値VCLに達するまでに必要な充電時間は、バックアップコンデンサ2の容量に比例して長くなる。ここで、主電源の投入後、バックアップコンデンサ2の出力電圧がVCLに達するまでの間に停電が発生した場合、CPU6への動作電圧を確保することができず、フラッシュROM8へのデータのセーブが行われない。また、停電に至らずとも、瞬時停電が起きた場合、CPU6がリセットされてしまう。特に、起動時は、多くの機器が一斉起動するため、電源が不安定となり、瞬時停電が起こる虞が高い。これにより、プロセスコントローラが次回の起動に失敗したり、暴走したりするなどの問題が生じる。
FIG. 6 shows the relationship between the output voltage (charging voltage) of the
また、上述したプロセスコントローラでは、プロセスコントローラの動作中、バックアップコンデンサ2を新品のコンデンサと交換したい場合がある。このプロセスコントローラの動作中のバックアップコンデンサの交換をオンライン交換と呼ぶ。しかし、この場合、バックアップコンデンサ2を外している間の停電や瞬時停電に対応することができず、オンライン交換のリスクが大きい。
In the process controller described above, there are cases where it is desired to replace the
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、主電源の投入直後の停電や瞬時停電に対応することが可能で、かつオンライン交換のリスクの小さいバックアップ装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such a problem, and the object of the present invention is to cope with a power outage or an instantaneous power outage immediately after the main power is turned on and has a low risk of online replacement. It is to provide a backup device.
このような目的を達成するために本発明は、主電源の遮断時にバックアップコンデンサに蓄えられている電荷を放電することによって負荷への電力の供給を継続するバックアップ装置において、主電源からの電流の供給を受けて充電される第1のバックアップコンデンサと、この第1のバックアップコンデンサの充電電圧が所定の電圧値に達したときにオンとされる第1のスイッチと、第1のバックアップコンデンサに第1のスイッチを介して並列に接続され、第1のスイッチがオンとされたときにこの第1のスイッチを通ずる主電源からの電流の供給を受けて充電される第2のバックアップコンデンサとを設けることを特徴とする。 In order to achieve such an object, the present invention provides a backup device that continues to supply power to a load by discharging electric charge stored in a backup capacitor when the main power is shut off. A first backup capacitor that is charged by being supplied, a first switch that is turned on when the charging voltage of the first backup capacitor reaches a predetermined voltage value, and a first backup capacitor And a second backup capacitor connected in parallel via one switch and charged by receiving a current supplied from a main power source passing through the first switch when the first switch is turned on. It is characterized by that.
本発明では、さらに、第2のバックアップコンデンサの充電電圧が所定の電圧値に達したときにオンとされる第2のスイッチと、第2のバックアップコンデンサに第2のスイッチを介して並列に接続され、第2のスイッチがオンとされたときにこの第2のスイッチを通ずる主電源からの電流の供給を受けて充電される第3のバックアップコンデンサとを設けるようにしてもよい。 In the present invention, the second switch that is turned on when the charging voltage of the second backup capacitor reaches a predetermined voltage value, and the second backup capacitor are connected in parallel via the second switch. A third backup capacitor that is charged by receiving a current supplied from the main power source that passes through the second switch when the second switch is turned on may be provided.
この発明によれば、バックアップコンデンサとして第1のバックアップコンデンサと第2のバックアップコンデンサが設けられ、主電源を投入すると、先ず、第1のバックアップコンデンサの充電が開始される。そして、この第1のバックアップコンデンサの充電電圧が上昇し所定の電圧値に達すると、第1のスイッチがオンとされ、第2のバックアップコンデンサの充電が開始される。そして、第2のバックアップコンデンサの充電電圧が上昇し所定の電圧値に達すると、第2のスイッチがオンとされ、第3のバックアップコンデンサの充電が開始される。 According to the present invention, the first backup capacitor and the second backup capacitor are provided as the backup capacitors. When the main power supply is turned on, the charging of the first backup capacitor is started first. When the charging voltage of the first backup capacitor increases and reaches a predetermined voltage value, the first switch is turned on and charging of the second backup capacitor is started. When the charging voltage of the second backup capacitor increases and reaches a predetermined voltage value, the second switch is turned on and charging of the third backup capacitor is started.
例えば、第1のバックアップコンデンサの容量を100F、第2のバックアップコンデンサの容量を100F、第3のバックアップコンデンサの容量を100Fとする。また、第1のスイッチをオンとする際の所定の電圧値を第1のバックアップコンデンサの充電完了時の電圧値とし、第2のスイッチをオンとする際の所定の電圧値を第2のバックアップコンデンサの充電完了時の電圧値とする。この場合、第1のバックアップコンデンサが短時間で充電完了状態となり、この第1のバックアップコンデンサが充電を完了した状態で、第2のバックアップコンデンサの充電が開始される。第2のバックアップコンデンサも短時間で充電完了状態となり、この第2のバックアップコンデンサが充電を完了した状態で、第3のバックアップコンデンサの充電が開始される。第3のバックアップコンデンサも短時間で充電完了状態となる。 For example, the capacity of the first backup capacitor is 100F, the capacity of the second backup capacitor is 100F, and the capacity of the third backup capacitor is 100F. In addition, a predetermined voltage value when the first switch is turned on is set as a voltage value when the charging of the first backup capacitor is completed, and a predetermined voltage value when the second switch is turned on is the second backup value. The voltage value when the capacitor is fully charged. In this case, the first backup capacitor is fully charged in a short time, and charging of the second backup capacitor is started with the first backup capacitor being charged. The second backup capacitor is also fully charged in a short time, and charging of the third backup capacitor is started in a state where the second backup capacitor is completely charged. The third backup capacitor is also fully charged in a short time.
これにより、主電源の投入後、第1のバックアップコンデンサの充電が完了した以降であれば、瞬時停電が起きても、第1のバックアップコンデンサに蓄えられている電荷を放電することによって、CPUなどの負荷への電力の供給を継続することができる。また、主電源の投入後、第2のバックアップコンデンサの充電が完了した以降であれば、停電が起きても、第1および第2のバックアップコンデンサに蓄えられている電荷を放電することによって、CPUなどの負荷への供給電力を確保し、不揮発性メモリへのデータのセーブなどを行わせることができる。また、主電源の投入後、第3のバックアップコンデンサの充電が完了した以降であれば、経年劣化によって第1および第2のバックアップコンデンサの容量が低下しても、第3のバックアップコンデンサに蓄えられている電荷によって負荷への供給電力の不足分を補って、停電に対応することことが可能となる。 Thus, after charging the first backup capacitor after the main power is turned on, even if an instantaneous power failure occurs, the charge stored in the first backup capacitor is discharged, thereby causing a CPU or the like. The power supply to the load can be continued. Further, after charging the second backup capacitor after the main power is turned on, even if a power failure occurs, the CPU stores the charge stored in the first and second backup capacitors by discharging the charge. It is possible to secure power supply to a load such as data and save data in a nonvolatile memory. In addition, after charging the third backup capacitor after the main power is turned on, even if the capacities of the first and second backup capacitors are reduced due to aging, they are stored in the third backup capacitor. It is possible to make up for the shortage of the power supplied to the load by the charged electric charge and cope with a power failure.
また、動作中、第1のバックアップコンデンサを取り外した時には、第2および第3のバックアップコンデンサが充電完了状態で残され、第2のバックアップコンデンサを取り外した時には、第1および第3のバックアップコンデンサが充電完了状態で残され、第3のバックアップコンデンサを取り外した時には、第1および第2のバックアップコンデンサが充電完了状態で残される。この場合、残されたバックアップコンデンサでその間の少なくとも瞬時停電に対応させることが可能(場合によっては停電にも対応させることも可能)であり、オンライン交換のリスクが軽減される。 Further, during operation, when the first backup capacitor is removed, the second and third backup capacitors are left in a fully charged state, and when the second backup capacitor is removed, the first and third backup capacitors are When the third backup capacitor is removed after being charged, the first and second backup capacitors are left charged. In this case, the remaining backup capacitor can cope with at least an instantaneous power failure in the meantime (in some cases, it can also cope with a power failure), and the risk of online replacement is reduced.
本発明によれば、バックアップコンデンサとして複数のバックアップコンデンサを設け、この複数のバックアップコンデンサの充電を順番に行うようにすることによって、個々のバックアップコンデンサの容量を小さくして、バックアップコンデンサの充電時間の短縮を図り、主電源の投入直後の停電や瞬時停電に対応することが可能となる。また、バックアップコンデンサを1つずつ取り外して交換するようにして、残されたバックアップコンデンサでその間の少なくとも瞬時停電に対応させることが可能であり、オンライン交換のリスクを軽減することができる。 According to the present invention, by providing a plurality of backup capacitors as backup capacitors and charging the plurality of backup capacitors in order, the capacity of each backup capacitor is reduced, and the charging time of the backup capacitors is reduced. It can be shortened, and it is possible to respond to power outages and instantaneous power outages immediately after the main power is turned on. In addition, it is possible to remove and replace the backup capacitors one by one, and the remaining backup capacitors can cope with at least an instantaneous power failure therebetween, thereby reducing the risk of online replacement.
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。図1はこの発明に係るバックアップ装置を用いたプロセスコントローラの一実施の形態の要部を示す図である。同図において、図5と同一符号は図5を参照して説明した構成要素と同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省略する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a main part of an embodiment of a process controller using a backup device according to the present invention. 5, the same reference numerals as those in FIG. 5 denote the same or equivalent components as those described with reference to FIG. 5, and the description thereof will be omitted.
このプロセスコントローラでは、バックアップコンデンサC1,C2,C3と充電回路3とレギュレータ回路4とコントロール回路10とによってバックアップ装置200を構成している。バックアップコンデンサC1,C2,C3としては、電気二重層コンデンサを用いているが、その容量はそれぞれ100Fとされている。
In this process controller, the backup capacitors C1, C2, and C3, the charging
すなわち、従来のプロセスコントローラ(図5)におけるバックアップコンデンサ2の容量が300Fと大容量とされていたのに対し、この実施の形態で用いるバックアップコンデンサC1,C2,C3の容量は100Fと中容量のものとされている。
That is, while the capacity of the
そして、このバックアップコンデンサC1,C2,C3に対して、このバックアップコンデンサC1,C2,C3への充電開始タイミングを制御するコントロール回路10を設けている。
For the backup capacitors C1, C2, and C3, a
図2にコントロール回路10の内部構成の概略を示す。コントロール回路10は、第1の電子スイッチSW1と、第2の電子スイッチSW2と、第1の電圧検出回路VDC1と、第2の電圧検出回路VDC2と、ダイオードD1,D2,D3とを備えている。
FIG. 2 shows an outline of the internal configuration of the
このプロセスコントローラにおいて、バックアップコンデンサC1は、コントロール回路10内のダイオードD1を介して、充電回路(定電流充電回路)3からの充電電流の入力ラインL1とレギュレータ回路4への充電電圧(出力電圧)の出力ラインL2との間に接続されている。ダイオードD1は、バックアップコンデンサC1とラインL2との間に、そのアノードをバックアップコンデンサC1側にして接続されている。
In this process controller, the backup capacitor C1 is charged via the diode D1 in the
バックアップコンデンサC2は、コントロール回路10内のダイオードD2および第1の電子スイッチSW1を介して、ラインL1とラインL2との間に(バックアップコンデンサC1に対して並列に)接続されている。ダイオードD2は、バックアップコンデンサC2とラインL2との間に、そのアノードをバックアップコンデンサC2側にして接続されている。第1の電子スイッチSW1は、バックアップコンデンサC2とラインL1との間に接続されている。
The backup capacitor C2 is connected between the line L1 and the line L2 (in parallel with the backup capacitor C1) via the diode D2 in the
バックアップコンデンサC3は、コントロール回路10内のダイオードD3および第2の電子スイッチSW2を介して、ラインL1とラインL2との間に(バックアップコンデンサC2に対して並列に)接続されている。ダイオードD3は、バックアップコンデンサC2とラインL2との間に、そのアノードをバックアップコンデンサC3側にして接続されている。第2の電子スイッチSW2はバックアップコンデンサC3とラインL1との間に接続されている。
The backup capacitor C3 is connected between the line L1 and the line L2 (in parallel with the backup capacitor C2) via the diode D3 in the
コントロール回路10において、第1の電圧検出回路VDC1は、バックアップコンデンサC1の充電電圧VC1を監視し、この充電電圧VC1が予め定められている所定の電圧値Vth1以上となったとき、第1の電子スイッチSW1をオンとする機能を有している。この例において、所定の電圧値Vth1は、バックアップコンデンサC1の充電完了時の電圧値とされている。
In the
第2の電圧検出回路VDC2は、バックアップコンデンサC2の充電電圧VC2を監視し、この充電電圧VC2が予め定められている所定の電圧値Vth2以上となったとき、第2の電子スイッチSW2をオンとする機能を有している。この例において、所定の電圧値Vth2は、バックアップコンデンサC2の充電完了時の電圧値とされている。 The second voltage detection circuit VDC2 monitors the charging voltage VC2 of the backup capacitor C2, and turns on the second electronic switch SW2 when the charging voltage VC2 becomes equal to or higher than a predetermined voltage value Vth2. It has a function to do. In this example, the predetermined voltage value Vth2 is a voltage value at the completion of charging of the backup capacitor C2.
〔主電源の投入時〕
このプロセスコントローラにおいて、主電源回路1がオンとされると、主電源回路1からの出力電圧がOR回路5を介してレギュレータ回路7へ送られ、レギュレータ回路7によって安定化された電圧が動作電圧としてCPU6へ供給される。また、主電源回路1からの出力電圧が充電回路3へ与えられ、充電回路3から供給される定電流によって、バックアップコンデンサC1の充電が開始される。
[When main power is turned on]
In this process controller, when the main
この場合、バックアップコンデンサC1の容量は100Fとされているので、短時間で充電完了状態となる。すなわち、従来のバックアップコンデンサ2の容量は300Fと大容量であったため、充電電圧がなかなか上昇せず、充電完了状態となるまでにかなりの時間がかかっていた。これに対して、バックアップコンデンサC1の容量は100Fと小さいため、充電電圧の上昇スピードが速く、短時間で充電完了状態となる。
In this case, since the capacity of the backup capacitor C1 is 100F, the charging is completed in a short time. That is, since the capacity of the
電圧検出回路VDC1は、バックアップコンデンサC1の充電電圧VC1が上昇し充電完了時の電圧値Vth1に達すると、第1の電子スイッチSW1をオンとする。これにより、バックアップコンデンサC1の充電が完了した状態で、バックアップコンデンサC2の充電が開始される。バックアップコンデンサC2も短時間で充電完了状態となる。 The voltage detection circuit VDC1 turns on the first electronic switch SW1 when the charging voltage VC1 of the backup capacitor C1 rises and reaches the voltage value Vth1 at the completion of charging. Thereby, charging of the backup capacitor C2 is started in a state where the charging of the backup capacitor C1 is completed. The backup capacitor C2 is also fully charged in a short time.
電圧検出回路VDC2は、バックアップコンデンサC2の充電電圧VC2が上昇し充電完了時の電圧値Vth2に達すると、第2の電子スイッチSW2をオンとする。これにより、バックアップコンデンサC2の充電が完了した状態で、バックアップコンデンサC3の充電が開始される。バックアップコンデンサC3も短時間で充電完了状態となる。 The voltage detection circuit VDC2 turns on the second electronic switch SW2 when the charging voltage VC2 of the backup capacitor C2 rises and reaches the voltage value Vth2 at the completion of charging. Thereby, charging of the backup capacitor C3 is started in a state where the charging of the backup capacitor C2 is completed. The backup capacitor C3 is also fully charged in a short time.
図3にバックアップコンデンサC1,C2,C3への充電が順番に行われて行く様子を示す。図4に充電に伴ってバックアップコンデンサC1,C2,C3の全体に対する電荷の蓄積量が増大して行く様子を示す。バックアップコンデンサC1への充電が完了した時点では、コンデンサC1,C2,C3の全体では100F分の電荷Q1が蓄積され、バックアップコンデンサC2への充電が完了した時点では、コンデンサC1,C2,C3の全体では200F分の電荷Q2が蓄積され、バックアップコンデンサC3への充電が完了した時点では、コンデンサC1,C2,C3の全体では300F分の電荷Q3が蓄積される。 FIG. 3 shows how the backup capacitors C1, C2, and C3 are sequentially charged. FIG. 4 shows a state in which the charge accumulation amount for the entire backup capacitors C1, C2, and C3 increases with charging. When the charging of the backup capacitor C1 is completed, the entire capacitor C1, C2, and C3 accumulates 100F of charge Q1, and when the charging of the backup capacitor C2 is completed, the entire capacitors C1, C2, and C3 are stored. Then, the charge Q2 for 200F is accumulated, and when the charging of the backup capacitor C3 is completed, the charge Q3 for 300F is accumulated in the capacitors C1, C2, and C3 as a whole.
このようにして、本実施の形態では、バックアップコンデンサC1,C2,C3への充電が順番に行われて行き、主電源の投入後、バックアップコンデンサC1の充電が完了した以降であれば(図3に示すt1点以降)、瞬時停電が起きても、バックアップコンデンサC1に蓄えられている電荷を放電することによって、CPU6への電力の供給を継続することができる。
Thus, in the present embodiment, the backup capacitors C1, C2, and C3 are sequentially charged, and after the main power is turned on, the backup capacitor C1 is completely charged (FIG. 3). Even after an instantaneous power failure, the supply of power to the
また、主電源の投入後、バックアップコンデンサC2の充電が完了した以降であれば(図3に示すt2点以降)、停電が起きても、バックアップコンデンサC1,C2に蓄えられている電荷を放電することによって、CPU6への供給電力を確保し、フラッシュROM8へのデータのセーブを行わせることができる。
Further, after the main power is turned on, after the backup capacitor C2 is completely charged (after the point t2 shown in FIG. 3), even if a power failure occurs, the charges stored in the backup capacitors C1 and C2 are discharged. As a result, the power supplied to the
また、主電源の投入後、バックアップコンデンサC3の充電が完了した以降であれば(図3に示すt3点以降)、経年劣化によってバックアップコンデンサC1,C2の容量が低下しても、バックアップコンデンサC3に蓄えられている電荷によってCPU6への供給電力の不足分を補って、停電に対応することことが可能となる。
In addition, after charging the backup capacitor C3 after the main power is turned on (after the point t3 shown in FIG. 3), even if the capacities of the backup capacitors C1 and C2 decrease due to aging, the backup capacitor C3 It is possible to make up for the shortage of power supplied to the
〔オンライン交換〕
バックアップコンデンサC1,C2,C3の容量は経年劣化によって低下して行く。バックアップコンデンサC1,C2,C3の容量の低下は、例えば、電源遮断時のCPU6による必要なデータのフラッシュROM6への書き込み完了時刻から供給電力量の不足から動作不能になるまでの時間を余裕時間として求め、この余裕時間を予め定められている寿命判定時間と比較することによって知ることが可能である。この場合、余裕時間が寿命判定時間よりも短くなれば、バックアップコンデンサC1,C2,C3が寿命を迎えていると判断し、バックアップコンデンサの交換を促す警告を出すようにする。
[Online exchange]
The capacities of the backup capacitors C1, C2, and C3 decrease due to aging. The decrease in the capacity of the backup capacitors C1, C2, C3 is, for example, the time from the time when the
この警告が出された場合、プロセスコントローラの管理者は、バックアップコンデンサのオンライン交換を行う。この場合、従来のプロセスコントローラでは、大容量のバックアップコンデンサを1つしか設けていなかったので、バックアップコンデンサを外している間の停電や瞬時停電に対応することができず、オンライン交換のリスクが大きかった。 When this warning is issued, the process controller administrator performs online replacement of the backup capacitor. In this case, since the conventional process controller has only one large-capacity backup capacitor, it cannot cope with power failure or instantaneous power failure while the backup capacitor is removed, and the risk of online replacement is great. It was.
これに対して、本実施の形態では、プロセスコントローラの動作中、バックアップコンデンサC1を取り外した時には、バックアップコンデンサC2,C3が充電完了状態で残され、バックアップコンデンサC2を取り外した時には、バックアップコンデンサC1,C3が充電完了状態で残され、バックアップコンデンサC3を取り外した時には、バックアップコンデンサC1,C2が充電完了状態で残される。この場合、残されたバックアップコンデンサでその間の少なくとも瞬時停電に対応させることが可能(場合によっては停電にも対応させることが可能)であり、オンライン交換のリスクが軽減される。 On the other hand, in this embodiment, when the backup capacitor C1 is removed during the operation of the process controller, the backup capacitors C2 and C3 are left in a charged state, and when the backup capacitor C2 is removed, the backup capacitors C1 and C3 are left. When C3 is left in the fully charged state and the backup capacitor C3 is removed, the backup capacitors C1 and C2 are left in the fully charged state. In this case, the remaining backup capacitor can cope with at least an instantaneous power failure in the meantime (in some cases, it can also cope with a power failure), and the risk of online replacement is reduced.
なお、上述した実施の形態では、バックアップコンデンサの経年劣化による容量低下を考慮して、バックアップコンデンサC1,C2に対してバックアップコンデンサC3を追加して設けたが、バックアップコンデンサC1,C2のみとしてもよい。また、例えば、バックアップコンデンサC1,C2の容量を150Fとし、合計で300F分の電荷を蓄積させるようにしてもよい。また、上述した実施の形態では、バックアップコンデンサをC1,C2,C3の3つとしたが、さらにバックアップコンデンサの数を増やしてもよい。また、本発明において、負荷はCPUに限られるものでもない。 In the above-described embodiment, the backup capacitor C3 is additionally provided with respect to the backup capacitors C1 and C2 in consideration of the capacity reduction due to aging of the backup capacitor. However, only the backup capacitors C1 and C2 may be provided. . Further, for example, the capacity of the backup capacitors C1 and C2 may be 150 F, and a total of 300 F of charge may be accumulated. In the above-described embodiment, three backup capacitors C1, C2, and C3 are used. However, the number of backup capacitors may be further increased. In the present invention, the load is not limited to the CPU.
また、上述した実施の形態では、バックアップコンデンサC1,C2,C3の容量を100Fとしたり、合計の容量を300Fとしたりしたが、これらの値はあくまでも例示であって、このような値に限られるものでないことは言うまでもない。
また、バックアップコンデンサのオンライン交換を行う場合、必ずしも劣化診断を行わせるようにしなくてもよい。例えば、使用期間が5年過ぎたら、1つづつバックアップコンデンサをオンライン交換するようにしたりしてもよい。
In the above-described embodiment, the capacities of the backup capacitors C1, C2, and C3 are set to 100F, and the total capacity is set to 300F. However, these values are merely examples, and are limited to such values. It goes without saying that it is not a thing.
In addition, when performing online replacement of the backup capacitor, it is not always necessary to perform the deterioration diagnosis. For example, the backup capacitors may be exchanged online one by one when the usage period has passed five years.
1…主電源回路、3…充電回路、4…レギュレータ回路、5…OR回路、6…CPU、7…レギュレータ回路、8…フラッシュROM、9…電源断検出回路、10…コントロール回路、C1,C2,C3…バックアップコンデンサ、D1,D2,D3…ダイオード、SW1…第1の電子スイッチ、SW2…第2の電子スイッチ、VDC1…第1の電圧検出回路、VDC2…第2の電圧検出回路、200…バックアップ装置。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記主電源からの電流の供給を受けて充電される第1のバックアップコンデンサと、
この第1のバックアップコンデンサの充電電圧が所定の電圧値に達したときにオンとされる第1のスイッチと、
前記第1のバックアップコンデンサに前記第1のスイッチを介して並列に接続され、前記第1のスイッチがオンとされたときにこの第1のスイッチを通ずる前記主電源からの電流の供給を受けて充電される第2のバックアップコンデンサと
を備えることを特徴とするバックアップ装置。 In the backup device that continues to supply power to the load by discharging the charge stored in the backup capacitor when the main power supply is shut off,
A first backup capacitor that is charged by receiving a current from the main power supply;
A first switch that is turned on when the charging voltage of the first backup capacitor reaches a predetermined voltage value;
The first backup capacitor is connected in parallel via the first switch, and when the first switch is turned on, the current supply from the main power supply that passes through the first switch is received. And a second backup capacitor to be charged.
前記第2のバックアップコンデンサの充電電圧が所定の電圧値に達したときにオンとされる第2のスイッチと、
前記第2のバックアップコンデンサに前記第2のスイッチを介して並列に接続され、前記第2のスイッチがオンとされたときにこの第2のスイッチを通ずる前記主電源からの電流の供給を受けて充電される第3のバックアップコンデンサと
を備えることを特徴とするバックアップ装置。 The backup device according to claim 1,
A second switch that is turned on when a charging voltage of the second backup capacitor reaches a predetermined voltage value;
The second backup capacitor is connected in parallel via the second switch, and when the second switch is turned on, the current supply from the main power supply that passes through the second switch is received. And a third backup capacitor to be charged.
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- 2008-11-19 JP JP2008295305A patent/JP2010122857A/en active Pending
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