JP6338804B1

JP6338804B1 - プログラマブルロジックコントローラ、ユニットの寿命算出方法および有寿命部品搭載ユニット

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Publication number: JP6338804B1
Application number: JP2018511772A
Authority: JP
Inventors: 義信志水; 匡利豊永
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-07-18
Filing date: 2017-07-18
Publication date: 2018-06-06
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Abstract

本発明は、制御ユニット（３）と、有寿命部品が搭載された電源ユニット（２）とを含んで構成されたプログラマブルロジックコントローラ（１００）であって、電源ユニット（２）は、電源ユニット（２）の残寿命を表す残寿命情報を保持する残寿命記憶部（２１）、を備え、制御ユニット（３）は、プログラマブルロジックコントローラ（１００）の負荷電流を算出する負荷電流算出部（３１）と、ユーザから取得した周囲温度情報と、負荷電流とに基づいて、プログラマブルロジックコントローラ（１００）が稼働中の有寿命部品の温度の推定値を算出する推定温度算出部（３２）と、プログラマブルロジックコントローラ（１００）の稼働時間と推定値とに基づいて、残寿命情報を更新する残寿命算出部（３３）と、を備える。

Description

本発明は、部品の寿命を診断する機能を有するプログラマブルロジックコントローラ、制御ユニットおよびユニットの寿命算出方法に関する。

プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ：Programmable Logic Controller、以下、ＰＬＣと称する）は、複数のユニットで構成されるのが一般的である。ＰＬＣを構成するユニットの１つである電源ユニットは、電解コンデンサのような、有寿命部品が搭載されており、電源ユニット自体が寿命を有する。ＰＬＣのシステムを保守するためには、電源ユニットのような、有寿命部品が搭載されたユニットの交換時期の管理が必要である。これを行わない場合、ユニットに搭載された有寿命部品が寿命に達した際に、突然システムが停止するといった問題が生じる。

このような問題に対して、特許文献１には、有寿命部品の寿命が高温であるほど短くなる性質を考慮しつつ、有寿命部品が搭載された電源ユニットの交換時期を計算する発明が記載されている。特許文献１に記載の発明は、有寿命部品の周囲温度と、周囲温度が予め決められた値以上となった状態での動作時間とを測定し、測定結果に基づいて、電源ユニットの交換時期または電源ユニットの残りの使用可能時間を演算する。

特開平１１−１７５１１２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の発明では、温度を検出するための部品を追加する必要があり、コストが増大するという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コストが増大するのを防止しつつ有寿命部品が搭載されたユニットの交換時期を算出することが可能なプログラマブルロジックコントローラを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、制御ユニットと、有寿命部品が搭載された有寿命部品搭載ユニットとを含んで構成されたプログラマブルロジックコントローラである。有寿命部品搭載ユニットは、有寿命部品搭載ユニットの残寿命を表す残寿命情報を保持する残寿命記憶部を備える。制御ユニットは、プログラマブルロジックコントローラの負荷電流を算出する負荷電流算出部を備える。また、制御ユニットは、ユーザから取得した周囲温度情報と、負荷電流とに基づいて、プログラマブルロジックコントローラが稼働中の有寿命部品の温度の推定値を算出する推定温度算出部と、プログラマブルロジックコントローラの稼働時間と推定値とに基づいて、残寿命情報を更新する残寿命算出部と、を備える。

本発明によれば、コストが増大するのを防止しつつ有寿命部品が搭載されたユニットの交換時期を算出することが可能なプログラマブルロジックコントローラを実現できる、という効果を奏する。

プログラマブルロジックコントローラの構成例を示す図プログラマブルロジックコントローラの動作例を示すフローチャート第１の対応情報の一例を示す図第２の対応情報の一例を示す図定格電流情報の一例を示す図制御ユニットを実現するハードウェアの構成例を示す図

以下に、本発明の実施の形態にかかるプログラマブルロジックコントローラ、制御ユニットおよびユニットの寿命算出方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態にかかるプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）の構成例を示す図である。本実施の形態にかかるＰＬＣ１００は、複数のユニットを組み合わせて実現される。具体的には、ＰＬＣ１００は、ベースユニット１、電源ユニット２、制御ユニット３および被制御ユニット４といった各種ユニットで構成される。なお、ＰＬＣ１００は、被制御ユニット４を１台以上備える。

ベースユニット１は、電源ユニット２、制御ユニット３および被制御ユニット４を電気的に接続する。電源ユニット２は、ベースユニット１を介して制御ユニット３および被制御ユニット４に対して電源を供給する。制御ユニット３は、被制御ユニット４を制御する。被制御ユニット４は、制御ユニット３からの指示に従い動作を行う各種のユニットである。被制御ユニット４としては、生産装置および設備装置に取り付けたセンサなどからの信号を入力する入力ユニット、アクチュエータなどに制御信号を出力する出力ユニット、ＰＬＣ１００を通信ネットワークに接続するネットワークユニットなどが該当する。

電源ユニット２には図示を省略した有寿命部品が搭載されており、電源ユニット２自体が寿命を有する。有寿命部品の一例は電解コンデンサである。なお、電源ユニット２に複数の有寿命部品が搭載されている場合、電源ユニット２の寿命は、搭載されている複数の有寿命部品の中で最も寿命が短い有寿命部品の寿命と同じになる。有寿命部品搭載ユニットである電源ユニット２は、電源ユニット２の残りの寿命の情報である残寿命情報を記憶する残寿命記憶部２１を備える。残寿命記憶部２１は不揮発性メモリで実現される。残寿命記憶部２１が記憶する残寿命情報は制御ユニット３により更新される。残寿命情報の初期値は、電源ユニット２の寿命すなわち使用開始前の電源ユニット２の残りの寿命を示す。なお、以下の説明においては「残りの寿命」を「残寿命」と表現する。

制御ユニット３は、負荷電流算出部３１、推定温度算出部３２、残寿命算出部３３、稼働時間計測部３４、寿命報知部３５および記憶部３６を備える。負荷電流算出部３１、推定温度算出部３２、残寿命算出部３３および稼働時間計測部３４は、電源ユニット２の残寿命を算出する寿命診断部３０を構成する。

負荷電流算出部３１は、ＰＬＣ１００に流れる負荷電流を算出する。推定温度算出部３２は、ＰＬＣ１００の負荷電流に基づいて、ＰＬＣ１００が稼働中の有寿命部品の推定温度を算出する。残寿命算出部３３は、ＰＬＣ１００が稼働中の有寿命部品の推定温度およびＰＬＣ１００の稼働時間に基づいて電源ユニット２の残寿命を算出する。稼働時間計測部３４は、ＰＬＣ１００の稼働時間を計測する。

寿命報知部３５は、電源ユニット２の残寿命が予め決められた長さになるとそれをユーザに報知する。

記憶部３６は、寿命診断部３０の各部が電源ユニット２の残寿命を算出する際に使用する情報、具体的には、負荷電流情報、周囲温度情報、第１の対応情報、第２の対応情報および定格電流情報を保持する。記憶部３６は、これらの情報を、図示を省略している入力装置を介して、予めユーザから取得する。入力装置は、マウス、キーボード、タッチパネルなどが該当する。

負荷電流情報は、ＰＬＣ１００が稼働中のＰＬＣ１００の負荷電流の情報である。ＰＬＣ１００の負荷電流は、ＰＬＣ１００を実際に稼働させて測定により求めてもよいし、ＰＬＣ１００を構成している各ユニットの定格電流の合計値を算出してこれを負荷電流としてもよい。周囲温度情報は、ＰＬＣ１００が稼働する前のＰＬＣ１００の周囲温度の情報である。ＰＬＣ１００が稼働する前はＰＬＣ１００を構成する各部品に電流が流れておらず発熱が無いため、ＰＬＣ１００の周囲温度を有寿命部品の温度とみなすことができる。すなわち、ＰＬＣ１００の周囲温度の情報は、ＰＬＣ１００が稼働する前の有寿命部品の温度を示す情報でもある。なお、ＰＬＣ１００が稼働していない状態でも待機電流が流れるなどの理由から、ＰＬＣ１００の周囲温度と有寿命部品の温度が異なる場合も考えられる。しかし、ＰＬＣ１００の周囲温度と有寿命部品の温度の差は通常は一定となる。そのため、ＰＬＣ１００が稼働する前のＰＬＣ１００の周囲温度と有寿命部品の温度が異なる場合、これらの温度の差の情報も記憶部３６で保持するようにする。ＰＬＣ１００が導入される生産現場では温度が一定となるよう温度制御が行われることが一般的である。このような場合、温度制御の目標温度を、ＰＬＣ１００が稼働する前のＰＬＣ１００の周囲温度とすることができる。第１の対応情報は、ＰＬＣ１００の負荷電流と有寿命部品の推定温度の上昇量との対応関係を表す情報である。第２の対応情報は、ＰＬＣ１００の有寿命部品の推定温度と電源ユニット２の寿命係数との対応関係を表す情報である。電源ユニット２の寿命係数とは、残寿命算出部３３が電源ユニット２の残寿命を算出する処理で用いられる係数である。電源ユニット２の寿命係数は、例えば、電源ユニット２に搭載された有寿命部品の温度ごとの寿命と、規定の周囲温度（例えば２０℃）の環境において電源ユニット２を使用した場合の電源ユニット２の寿命である寿命仕様とを用いて、次式（１）で表すことができる。定格電流情報は、ＰＬＣ１００を構成する各ユニットの定格電流の情報である。
（寿命係数）＝（有寿命部品の温度ごとの寿命）／（寿命仕様） …（１）

なお、制御ユニット３の記憶部３６が保持している情報の一部または全てを電源ユニット２または被制御ユニット４で保持するようにしてもよい。

また、電源ユニット２から残寿命記憶部２１を削除し、制御ユニット３の記憶部３６が電源ユニット２の残寿命情報を保持する構成とすることも考えられるが、電源ユニット２が残寿命記憶部２１を備える構成が望ましい。図１に示したような、電源ユニット２が残寿命記憶部２１を備える構成とした場合、制御ユニット３が交換された場合であっても、交換後の新しい制御ユニット３が残寿命記憶部２１で記憶されている残寿命情報を使用して、電源ユニット２の残寿命を知ることができるためである。ＰＬＣは、生産現場で要求する機能を実現するために必要なユニットを組み合わせて構成されるため、生産設備の変更などに応じてユニットの組み合わせが変更される可能性がある。すなわち、制御ユニットと電源ユニットの組み合わせが変更となる可能性がある。例えば、ＰＬＣを構成するユニットの数が増えると電源ユニットをより大きな容量のものに交換する必要性が生じる場合がある。このとき、必ずしも新規の電源ユニットに交換される訳ではなく、他のＰＬＣで使用した実績のある電源ユニットに交換される可能性がある。また、制御ユニットが故障し、制御ユニットを交換する必要性が生じる場合もある。制御ユニットが電源ユニットの残寿命情報を保持する場合、制御ユニットと電源ユニットの組み合わせが変更されると、変更後は電源ユニットの残寿命を算出することができなくなる。一方、電源ユニットが残寿命記憶部を備えた構成の場合、制御ユニットと電源ユニットの組み合わせが変更された後も電源ユニットの残寿命を算出することができる。

つづいて、ＰＬＣ１００の動作、具体的には有寿命部品が搭載された電源ユニット２の残寿命を制御ユニット３が算出する場合の動作について説明する。図２は、ＰＬＣ１００の動作例を示すフローチャートである。図２に示したフローチャートに従った動作は制御ユニット３が行う。制御ユニット３は、ＰＬＣ１００の電源が投入されると図２に示した動作を開始する。

ＰＬＣ１００の電源が投入されると、まず、制御ユニット３の寿命診断部３０において、残寿命算出部３３が、電源ユニット２の残寿命記憶部２１から残寿命情報を取得する（ステップＳ１１）。また、制御ユニット３の寿命診断部３０において、推定温度算出部３２が、記憶部３６から負荷電流情報および周囲温度情報を取得する（ステップＳ１２）。

次に、推定温度算出部３２が、記憶部３６が保持している第１の対応情報にアクセスし、負荷電流（Ｉ）に対する上昇温度（ΔＴ）を取得する（ステップＳ１３）。図３は、第１の対応情報の一例を示す図である。図３に示したように、第１の対応情報は、負荷電流と上昇温度の対応を表す情報である。なお、第１の対応情報は、負荷電流と上昇温度の対応関係が分かる情報であればどのようなものでもよく、数式であってもよい。ステップＳ１３において、推定温度算出部３２は、ステップＳ１２で取得した負荷電流情報が表す負荷電流（Ｉ）に対応する上昇温度（ΔＴ）を第１の対応情報を使用して求める。

次に、推定温度算出部３２が、ステップＳ１３で取得した上昇温度（ΔＴ）とステップＳ１２で取得した周囲温度情報とに基づいて推定温度（Ｔ）を算出する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４において、推定温度算出部３２は、周囲温度情報が表す周囲温度に上昇温度を加算して推定温度を求める。推定温度は、ＰＬＣ１００が稼働している状態におけるＰＬＣ１００の有寿命部品の温度の推定値である。

次に、残寿命算出部３３が、記憶部３６が保持している第２の対応情報にアクセスし、推定温度（Ｔ）に対する寿命係数を取得する（ステップＳ１５）。図４は、第２の対応情報の一例を示す図である。図４に示したように、第２の対応情報は、推定温度と寿命係数の対応を表す情報である。寿命係数は推定温度が高くなるほど小さくなる。また、推定温度が、電源ユニット２の寿命仕様を満足する、有寿命部品の温度上限値と等しい場合の寿命係数は１となる。有寿命部品の温度上限値は、有寿命部品の動作が保証される温度範囲の上限の温度であり、例えば、動作が保証される温度範囲が０〜３０℃の場合の有寿命部品の温度上限値は３０℃である。有寿命部品の温度上限値は、図４に示した「定格温度」に相当する。なお、第２の対応情報は、推定温度と寿命係数の対応関係が分かる情報であればどのようなものでもよく、数式であってもよい。ステップＳ１５において、残寿命算出部３３は、ステップＳ１４で算出した推定温度（Ｔ）に対応する寿命係数を第２の対応情報を使用して求める。

次に、制御ユニット３の寿命診断部３０において、稼働時間計測部３４が、一定時間、ＰＬＣ１００の稼働時間を計測する（ステップＳ１６）。稼働時間計測部３４は、例えば、３０分間、１時間など、予め決められた一定時間にわたって、ＰＬＣ１００の稼働時間を計測する。稼働時間計測部３４は、ＰＬＣ１００が停止中はＰＬＣ１００を稼働させる操作が行われたか否かを監視し、ＰＬＣ１００が稼働中はＰＬＣ１００を停止させる操作が行われたか否かを監視し、ＰＬＣ１００の稼働時間を計測する。すなわち、稼働時間計測部３４は、ＰＬＣ１００を稼働させる操作を検出すると計時を開始し、ＰＬＣ１００を停止させる操作を検出すると計時を停止する。

次に、制御ユニット３の寿命診断部３０において、残寿命算出部３３が、ステップＳ１６で稼働時間計測部３４が計測した稼働時間と、ステップＳ１５で取得した寿命係数とに基づいて、ステップＳ１１で取得して保持しておいた残寿命情報を更新する（ステップＳ１７）。残寿命算出部３３は、次式（２）に従って更新後の残寿命を算出し、更新後の残寿命を表す値に残寿命情報を更新する。
（更新後の残寿命）＝（更新前の残寿命）−（稼働時間）／（寿命係数） …（２）

次に、残寿命算出部３３が、更新後の残寿命情報が表す残寿命がしきい値である予め決められている残寿命設定値以下か否かを確認する（ステップＳ１８）。残寿命が残寿命設定値以下ではない場合（ステップＳ１８：Ｎｏ）、残寿命算出部３３が、更新後の残寿命情報を電源ユニット２の残寿命記憶部２１に書き込む（ステップＳ２０）。一方、残寿命が残寿命設定値以下の場合（ステップＳ１８：Ｙｅｓ）、制御ユニット３の寿命報知部３５が、電源ユニット２の残寿命が少なくなったことをユーザに報知する（ステップＳ１９）。残寿命設定値は、例えば、電源ユニット２の残寿命が３０時間となった場合にユーザへの報知が行われるような値とする。残寿命設定値をユーザが変更できる構成としてもよい。寿命報知部３５によるユーザへの報知はどのような方法で行っても構わない。寿命報知部３５は、ディスプレイなどの表示装置を使用してユーザへの報知を行ってもよいし、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を使用してユーザへの報知を行ってもよい。その他の方法でユーザへの報知を行っても構わない。寿命報知部３５がステップＳ１９を実行した後は残寿命算出部３３がステップＳ２０を実行する。

なお、図２への記載は省略したが、制御ユニット３は、ＰＬＣ１００の電源をＯＦＦにする操作が行われたか否かを常に監視している。制御ユニット３は、電源をＯＦＦにする操作が行われたことを検出した場合、各被制御ユニット４の制御を停止するとともに、その時点の最新の残寿命情報を電源ユニット２の残寿命記憶部２１に書き込む。すなわち、制御ユニット３は、電源をＯＦＦにする操作が行われたことを検出した場合にも、図２に示したステップＳ２０の処理と同様の処理を実行する。このように、電源ユニット２の残寿命記憶部２１が保持する残寿命情報はＰＬＣ１００の電源をＯＦＦにする操作が行われた場合にも更新される。そのため、図２に示したステップＳ２０の処理については省略することも可能である。ただし、停電などの原因により、電源をＯＦＦにする操作が行われることなくＰＬＣ１００の動作が停止する可能性もあるため、ステップＳ２０の処理を含む構成とすることにより、有寿命部品が搭載されたユニットの交換時期の推定精度を高めることができる。

ステップＳ２０を実行した後、制御ユニット３の寿命診断部３０において、負荷電流算出部３１が、負荷電流情報を更新する（ステップＳ２１）。このステップＳ２１において、負荷電流算出部３１は、ＰＬＣ１００の負荷電流に変化があるか否かを確認し、変化がある場合には負荷電流情報を更新する。負荷電流算出部３１は、負荷電流情報を更新した場合、更新後の負荷電流情報を推定温度算出部３２に受け渡す。ステップＳ２１を実行した後はステップＳ１３に戻る。

ここで、ステップＳ２１を実行する理由について説明する。ＰＬＣ１００は、稼働中に構成が変更される場合、具体的には、ベースユニット１に取り付けられている被制御ユニット４が取り外される、または、ベースユニット１に被制御ユニット４が新たに取り付けられる場合がある。また、ベースユニット１に取り付けられた被制御ユニット４が故障するなどして動作を停止する場合もある。ＰＬＣ１００の構成が変化すると負荷電流も変化するため、負荷電流算出部３１は、ＰＬＣ１００の構成が変化したか否かを確認し、構成の変化を検出した場合には負荷電流情報を更新する。ＰＬＣ１００の構成が変化に合わせて負荷電流情報を更新することにより、残寿命の算出精度を向上させることができ、電源ユニット２の適切な交換時期をユーザに知らせることができる。

ＰＬＣ１００の構成が変化したか否かの確認は、負荷電流算出部３１が被制御ユニット４の各々の存在を確認するための制御信号を送信することにより行う。具体的には、負荷電流算出部３１は、被制御ユニット４の存在確認用の制御信号を送信し、この制御信号を受信した各被制御ユニット４は、応答信号を送信する。応答信号は、送信元の各被制御ユニット４の識別情報を含むものとする。負荷電流算出部３１は、受信した応答信号の送信元の被制御ユニット４がベースユニット１に取り付けられ、動作していると判断する。

負荷電流算出部３１は、ＰＬＣ１００の構成の確認、すなわち、動作している被制御ユニット４の確認が完了すると、確認結果に基づいて、更新後の負荷電流情報を算出する。具体的には、負荷電流算出部３１は、動作している被制御ユニット４の定格電流、電源ユニット２の定格電流および制御ユニット３の定格電流の合計値を算出し、これを負荷電流情報とする。動作している被制御ユニット４、電源ユニット２および制御ユニット３の定格電流は、記憶部３６が保持している定格電流情報から知ることができる。図５は、記憶部３６が保持している定格電流情報の一例を示す図である。定格電流情報は、ユニットの名称といった識別情報と、定格電流値とを含む。定格電流情報は、ＰＬＣ１００のベースユニット１に取り付けることが可能な全てのユニット、すなわち電源ユニット２、制御ユニット３および被制御ユニット４の識別情報および定格電流値を含んでいるものとする。例えば、ＰＬＣ１００が図５に示したＡ〜Ｄに対応するユニットで構成されている場合、負荷電流算出部３１は、１０＋５＋２０＋１０＝４５［Ａ］を更新後の負荷電流情報とする。

なお、ＰＬＣ１００の構成が変化していない場合、負荷電流算出部３１は、更新後の負荷電流情報を算出しなくてもよい。また、負荷電流算出部３１は、更新後の負荷電流情報を記憶部３６に書き込むようにしてもよい。また、ＰＬＣ１００の構成を確認するための制御信号の送信、すなわち被制御ユニット４の各々の存在を確認するための制御信号の送信は、負荷電流算出部３１以外が行うようにしてもよい。また、制御ユニット３がＰＬＣ１００の構成を確認するための制御信号を送信して応答信号を受信する処理は、ステップＳ２０を実行した後に行うのではなく、ステップＳ１３〜Ｓ２０の処理を行っている間の任意のタイミングで行うようにしてもよい。例えば、制御ユニット３は、被制御ユニット４の各々の存在を確認するための制御信号を定周期で送信してもよい。

次に、図１に示した制御ユニット３の各構成要素を実現するハードウェアについて説明する。図６は、制御ユニット３を実現するハードウェアの構成例を示す図である。制御ユニット３の負荷電流算出部３１、推定温度算出部３２、残寿命算出部３３、稼働時間計測部３４および寿命報知部３５は、図６に示したプロセッサ１０１およびメモリ１０２で実現することが可能である。具体的には、負荷電流算出部３１、推定温度算出部３２、残寿命算出部３３、稼働時間計測部３４および寿命報知部３５として動作するためのプログラムをメモリ１０２に格納しておき、プロセッサ１０１が、メモリ１０２に格納されているプログラムを読み出して実行することにより、これらの各構成要素を実現することができる。

プロセッサ１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）ともいう）、システムＬＳＩ（Large Scale Integration）といった処理回路である。メモリ１０２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）といった、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク等である。

以上のように、本実施の形態にかかるＰＬＣ１００において、制御ユニット３は、負荷電流情報および周囲温度情報に基づいて、ＰＬＣ１００が稼働している状態におけるＰＬＣ１００の有寿命部品の推定温度を算出し、有寿命部品の推定温度に対応する寿命係数と、ＰＬＣ１００の稼働時間とに基づいて、電源ユニット２の残寿命を算出する。これにより、ＰＬＣ１００のコストが増大するのを防止しつつ電源ユニット２の交換時期を算出することができる。また、電源ユニット２が自ユニットの残寿命情報を保持することとしたので、電源ユニット２と組み合わせて使用する制御ユニット３が変更された場合でも、組み合わせが変更された後のＰＬＣ１００において電源ユニット２の交換時期を算出することができる。

なお、本実施の形態では、説明を簡単化するため、電源ユニット２のみに有寿命部品が搭載されているものとして説明を行ったが、被制御ユニット４の一部または全てに有寿命部品が搭載されていることもある。すなわち、ＰＬＣ１００に有寿命部品搭載ユニットが複数含まれることもある。その場合、有寿命部品搭載ユニットに該当する被制御ユニット４は、電源ユニット２と同様に、残寿命情報を記憶する残寿命記憶部を備える。有寿命部品搭載ユニットが複数存在する場合、制御ユニット３の記憶部３６は、複数の有寿命部品搭載ユニットのそれぞれについて、上述した第１の対応情報および第２の対応情報を保持する。寿命診断部３０は、有寿命部品搭載ユニットの残寿命を算出する際、各有寿命部品搭載ユニットと対応付けられている第１の対応情報および第２の対応情報を使用する。

また、制御ユニット３が寿命報知部３５を備える場合について説明を行ったが、電源ユニット２または被制御ユニット４が寿命報知部を備える構成としてもよい。

また、記憶部３６が負荷電流情報を予め保持しておき、負荷電流情報を使用してＰＬＣ１００の有寿命部品の推定温度を算出するものとして説明を行ったが、負荷電流を測定する手段を備え、実測した負荷電流値を使用してＰＬＣ１００の有寿命部品の推定温度を算出し、算出した推定温度に基づいて電源ユニット２の残寿命を算出するようにしてもよい。

なお、本実施の形態では、ＰＬＣ１００が導入される生産現場で温度が一定となるよう温度制御が行われることを前提として説明を行ったが、温度制御が行われていない環境にＰＬＣ１００設置される可能性もある。そのような場合、ＰＬＣ１００の制御ユニット３は、上述した周囲温度情報に代えて、周囲温度を推定するための情報を記憶部３６で記憶する。周囲温度を推定するための情報としては、例えば、１日の温度変化（周囲温度の変化）を表すグラフである。１日の温度変化を表すグラフを使用して電源ユニット２の残寿命を算出する場合、制御ユニット３は、まず、ＰＬＣ１００の電源が投入されると、現在時刻と温度変化を表すグラフとを照らし合わせて周囲温度の推定値を取得する。制御ユニット３は、次に、取得した推定値を上述した周囲温度情報が示す周囲温度に代えて使用し、有寿命部品の推定温度を算出する。すなわち、図２に示したステップＳ１２において、制御ユニット３は、負荷電流情報と、１日の温度変化を表すグラフである周囲温度を推定するための情報とを取得し、１日の温度変化を表すグラフおよび時刻情報に基づいて周囲温度の推定値を取得する。そして、制御ユニット３は、図２に示したステップＳ１４において、上昇温度ΔＴと周囲温度の推定値とに基づいて推定温度Ｔを算出する。また、周囲温度は時間の経過とともに変化するため、制御ユニット３は、１日の温度変化を表すグラフおよび時刻情報に基づいて周囲温度の推定値を取得する処理を一定時間ごとに、例えば１０分経過するごとに、繰り返し実行し、周囲温度の推定値を更新する。

上述した１日の温度変化を表すグラフは、時刻と周囲温度の対応表であってもよい。また、季節によって温度は異なるため、制御ユニット３は、例えば、１月から１２月のそれぞれの月に対応する１２種類の「１日の温度変化を表すグラフ」または「時刻と周囲温度の対応表」を記憶部３６で記憶し、１２種類のグラフまたは対応表を使い分けるようにしてもよい。または、制御ユニット３は、１種類の「１日の温度変化を表すグラフ」または「時刻と周囲温度の対応表」を記憶部３６で記憶し、これを日時に基づいて補正した上で周囲温度の推定値を取得するなどしてもよい。さらに、制御ユニット３は、天気情報に基づいて周囲温度の推定値を補正するようにしてもよい。例えば、制御ユニット３は、天気が「晴れ」の場合は現在時刻およびグラフ等から得られる周囲温度の推定値を大きい値に補正し、「雨」の場合は周囲温度の推定値を小さい値に補正する。この場合、制御ユニット３は、図１では記載を省略した通信ネットワークを介して外部から天気情報を取得する。制御ユニット３は、天気情報に加えて、時刻毎の予想気温の情報を取得するなどしてもよい。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ベースユニット、２電源ユニット、３制御ユニット、４被制御ユニット、２１残寿命記憶部、３０寿命診断部、３１負荷電流算出部、３２推定温度算出部、３３残寿命算出部、３４稼働時間計測部、３５寿命報知部、３６記憶部、１００プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）。

Claims

制御ユニットと、有寿命部品が搭載された有寿命部品搭載ユニットとを含んで構成されたプログラマブルロジックコントローラであって、
前記有寿命部品搭載ユニットは、
前記有寿命部品搭載ユニットの残寿命を表す残寿命情報を保持する残寿命記憶部、
を備え、
前記制御ユニットは、
前記プログラマブルロジックコントローラの負荷電流を算出する負荷電流算出部と、
ユーザから取得した周囲温度情報と、前記負荷電流とに基づいて、前記プログラマブルロジックコントローラが稼働中の有寿命部品の温度の推定値を算出する推定温度算出部と、
前記プログラマブルロジックコントローラの稼働時間と前記推定値とに基づいて、前記残寿命情報を更新する残寿命算出部と、
を備えることを特徴とするプログラマブルロジックコントローラ。
前記有寿命部品搭載ユニットの残寿命がしきい値以下となった場合にその旨をユーザに報知する寿命報知部、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のプログラマブルロジックコントローラ。
前記有寿命部品搭載ユニットを電源ユニットとする、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のプログラマブルロジックコントローラ。
前記負荷電流算出部は、前記プログラマブルロジックコントローラを構成している各ユニットの定格電流値の合計値を算出して前記負荷電流とする、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のプログラマブルロジックコントローラ。
前記残寿命算出部は、前記推定値から導き出される寿命係数を前記稼働時間に乗算して得られた時間を前記残寿命から減算し、減算結果を表す情報を更新後の前記残寿命情報とする、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のプログラマブルロジックコントローラ。
前記有寿命部品搭載ユニットを複数含み、
前記残寿命算出部は、複数の前記有寿命部品搭載ユニットの各々について前記寿命係数を求め、前記有寿命部品搭載ユニットの各々の残寿命情報を、前記有寿命部品搭載ユニットの各々に対応する前記寿命係数を用いて算出する、
ことを特徴とする請求項５に記載のプログラマブルロジックコントローラ。
制御ユニットと、有寿命部品が搭載された有寿命部品搭載ユニットとを含んで構成され、前記有寿命部品搭載ユニットは前記有寿命部品搭載ユニットの残寿命を表す残寿命情報を保持するプログラマブルロジックコントローラにおいて、前記有寿命部品搭載ユニットの残寿命を算出する方法であって、
前記制御ユニットが、前記プログラマブルロジックコントローラの負荷電流を算出するステップと、
前記制御ユニットが、ユーザから取得した周囲温度情報と、前記負荷電流とに基づいて、前記プログラマブルロジックコントローラが稼働中の有寿命部品の温度の推定値を算出するステップと、
前記制御ユニットが、前記プログラマブルロジックコントローラの稼働時間と前記推定値とに基づいて、前記残寿命情報を更新するステップと、
を含むことを特徴とするユニットの寿命算出方法。
プログラマブルロジックコントローラの負荷電流を算出する負荷電流算出部と、周囲温度情報と、前記負荷電流と、前記プログラマブルロジックコントローラの稼働時間とに基づいて、有寿命部品が搭載された有寿命部品搭載ユニットの残寿命を表す残寿命情報を更新する残寿命算出部と、を含む制御ユニットとともに前記プログラマブルロジックコントローラを構成する前記有寿命部品搭載ユニットであって、
前記残寿命情報を保持する残寿命記憶部、
を備えることを特徴とする有寿命部品搭載ユニット。