JPWO2018073943A1 - 寿命予測装置 - Google Patents

Abstract

ＣＰＵユニット（５Ａ）は、ファン（５２）の寿命予測装置である。ＣＰＵユニット（５Ａ）は、ＣＰＵ（５１）の使用率と、ＣＰＵ（５１）の温度と、ファン（５２）の回転数とのうちの少なくとも一つに基づいて、ＣＰＵユニット（５Ａ）の内部の温度（ＩＴ）を算出する温度算出部（５５）と、温度に応じたファン（５２）の寿命を示すファン寿命データ（ＬＤ）を記憶した記憶部（５３）とを備える。制御ユニット（５）は、温度算出部（５５）が算出した内部の温度（ＩＴ）と、ファン寿命データ（ＬＤ）とに基づいてファン（５２）の残り寿命（ＬＥ）を算出する寿命予測部（５６）を備える。

Description

本発明は、ＦＡ（Factory Automation）分野の設備を制御する制御ユニットのファンの寿命を予測する寿命予測装置に関する。

ＦＡ分野の設備は、複数の種類の機器を組み合わせて実現されることが一般的である。ＦＡ分野の設備を構成する複数の機器は、制御処理及び情報処理を統合した制御ユニットであるプログラマブルコントローラにより制御される。プログラマブルコントローラは、有寿命部品であるファンを備える場合、経年劣化による稼働停止及び異常動作を防止するためにメンテナンスが必要となる。しかしながら、プログラマブルコントローラは、メンテナンスの回数を減らしたいという要望がある。この要望を解決するために、ユーザーの運用形態及び各部品の特徴に応じて、装置内の有寿命部品であるファンの寿命判定を行う方法が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００１−９１４１３号公報

有寿命部品の寿命予測のためには、有寿命部品であるファンの温度を測定する必要がある。特許文献１に示された方法は、装置内に温度センサを設置し、温度センサの検出結果を基に有寿命部品であるファンの温度及び残り寿命の算出を行う。特許文献１に示された方法は、プログラマブルコントローラ内に温度センサを設ける必要があったために、温度センサが故障した場合、残り寿命を予測することが困難であった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、温度センサを設けることなく、有寿命部品の残り寿命を予測することができる寿命予測装置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、ファンの寿命予測装置である。寿命予測装置は、演算処理をする中央演算処理部の使用率と、中央演算処理部の温度と、ファンの回転数とのうちの少なくとも一つに基づいてファンが設けられた装置の内部の温度を算出する温度算出部と、温度に応じた前記ファンの寿命を示す寿命データを記憶した記憶部と、温度算出部が算出した内部の温度と、寿命データとに基づいてファンの残り寿命を算出する寿命予測部と、を備える。

本発明に係る寿命予測装置は、温度センサを設けることなく、有寿命部品の残り寿命を予測することができる、という効果を奏する。

実施の形態１に係る寿命予測装置を構成する制御ユニットを備える制御システムの構成を示す図 実施の形態１に係る寿命予測装置を構成する制御ユニットのハードウエア構成を示す図 実施の形態１に係る寿命予測装置の機能ブロック図 実施の形態１に係る寿命予測装置のＣＰＵの使用率が「１Ａ」である時のＣＰＵユニットの内部の温度を示す温度推定データを示す図 実施の形態１に係る寿命予測装置のＣＰＵの使用率が「１Ｂ」である時のＣＰＵユニットの内部の温度を示す温度推定データを示す図 実施の形態１に係る寿命予測装置のＣＰＵの使用率が「１Ｃ」である時のＣＰＵユニットの内部の温度を示す温度推定データを示す図 実施の形態１に係る寿命予測装置のＣＰＵユニットの内部の温度に応じたファン寿命データの一例を示す図 実施の形態１に係る寿命予測装置の記憶部が記憶した残り寿命データが示す残り寿命の一例を示す図 実施の形態１に係る寿命予測装置の寿命予測部が寿命に対する稼働時間の割合を算出した一例を示す図 実施の形態１に係る寿命予測装置の寿命予測部が寿命に対する残り寿命の割合を算出した一例を示す図 実施の形態１に係る寿命予測装置であるＣＰＵユニットのＣＰＵのファンの残り寿命を算出する動作の一例を示すフローチャート 図１１に示すフローチャートにより算出した残り寿命のＣＰＵの処理の一例を示すフローチャート 実施の形態２に係る寿命予測装置の周囲温度に対するＣＰＵユニットの内部の温度をＣＰＵの温度毎に示した温度推定データの一例を示す図 実施の形態２に係る寿命予測装置であるＣＰＵユニットのＣＰＵのファンの残り寿命を算出する動作の一例を示すフローチャート 実施の形態３に係る寿命予測装置の周囲温度に対するＣＰＵユニットの内部の温度をファンの回転数毎に示した温度推定データの一例を示す図 実施の形態３に係る寿命予測装置であるＣＰＵユニットのＣＰＵのファンの残り寿命を算出する動作の一例を示すフローチャート 実施の形態４に係る寿命予測装置のＣＰＵの使用率とファンの回転数とに応じたＣＰＵユニットの内部の温度を周囲温度毎に示した温度推定データの一例を示す図 実施の形態４に係る寿命予測装置であるＣＰＵユニットのＣＰＵのファンの残り寿命を算出する動作の一例を示すフローチャート 実施の形態５に係る寿命予測装置のＣＰＵの温度とＣＰＵの使用率とに応じたＣＰＵユニットの内部の温度を周囲温度毎に示した温度推定データの一例を示す図 実施の形態５に係る寿命予測装置であるＣＰＵユニットのＣＰＵのファンの残り寿命を算出する動作の一例を示すフローチャート 実施の形態６に係る寿命予測装置のＣＰＵの温度とファンの回転数とに応じたＣＰＵユニットの内部の温度を周囲温度毎に示した温度推定データの一例を示す図 実施の形態６に係る寿命予測装置であるＣＰＵユニットのＣＰＵのファンの残り寿命を算出する動作の一例を示すフローチャート 実施の形態７に係る寿命予測装置を構成するコンピュータを備える制御システムの構成を示す図 実施の形態７に係る寿命予測装置を構成するコンピュータのハードウエア構成を示す図 実施の形態７に係る寿命予測装置を構成するコンピュータの記憶装置が記憶したファン寿命データを示す図

以下に、本発明の実施の形態に係る寿命予測装置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１．
図１は、実施の形態１に係る寿命予測装置を構成する制御ユニットを備える制御システムの構成を示す図である。制御システム１は、工場の自動化を図るＦＡ（Factory Automation）分野の設備を構成するものであり、図１に示すように、設備に設置される複数の機器２，３，４と、複数の機器２，３，４に接続した制御ユニット５と、制御ユニット５にネットワークＮを介して接続したコンピュータ６と、を備える。実施の形態１において、制御システム１は、機器２，３，４を三つ備えるが、三つに限定されない。実施の形態１において、機器２，３，４は、センサ又は駆動機器である。センサとしては、設備に設置される流量、圧力、濃度、又は温度を検出するセンサに限定されない。駆動機器としては、設備に設置されるスイッチ、調整弁、電磁弁、モータ、又はポンプである動作を実行する駆動機器に限定されない。

コンピュータ６は、制御ユニット５で実行される制御プログラムを作成して、制御ユニット５に送信する。制御ユニット５は、制御プログラムを実行することにより、機器２，３，４を制御する。実施の形態１において、制御ユニット５は、プログラマブルコントローラ（Programmable Logic Controllers（ＰＬＣ））である。プログラマブルコントローラは、制御プログラムを実行することにより、機器２，３，４を制御するものであり、例えば、ＪＩＳ（日本工業規格） Ｂ ３５０２：２０１１により規定されたものである。

コンピュータ６は、ＦＡ分野の設備で用いられるエンジニアリングツールであり、図１に示すように、入力部６５を備える。入力部６５は、ユーザからの操作入力及び外部の情報を受け付ける。実施の形態１において、入力部６５は、キーボード、マウス及び外部の記憶媒体の情報を読み出す外部記憶媒体読取装置であるが、キーボード、マウス及び外部記憶媒体読取装置に限定されない。コンピュータ６は、ネットワークＮを介して制御ユニット５と通信を行う。ネットワークＮは、コンピュータ６と制御ユニット５とを相互に通信可能に接続するコンピュータネットワークである。実施の形態１において、ネットワークＮは、ＦＡ設備に設置されるＬＡＮ（Local Area Network）であるが、ネットワークＮは、ＬＡＮに限定されない。

次に、制御ユニット５のハードウエアの構成を説明する。図２は、実施の形態１に係る寿命予測装置を構成する制御ユニットのハードウエア構成を示す図である。制御ユニット５は、図２に示すように、制御プログラムを処理、実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）ユニット５Ａと、機器２，３，４に接続したＩ／Ｏ（Input/Output）ユニット５Ｂとを備える。実施の形態１において、Ｉ／Ｏユニット５Ｂは、三つ設けられ、それぞれ、機器２，３，４のいずれかに接続している。Ｉ／Ｏユニット５Ｂは、回路基板５Ｂ１と、回路基板５Ｂ１に実装されかつコンピュータプログラムを記憶する図示しないメモリと、メモリに記憶されたコンピュータプログラムを実行する図示しないＣＰＵと、を少なくとも備える。メモリに記憶されたコンピュータプログラムは、ＣＰＵユニット５Ａからの命令通りに機器２，３，４を制御するためのプログラムである。

ＣＰＵユニット５Ａは、回路基板５Ａ１と、回路基板５Ａ１に実装されかつ制御プログラムを実行するＣＰＵ５１と、ＣＰＵ５１と内部バスＢ１を介して接続されたメモリ５Ａ３と、を備える。ＣＰＵ５１は、制御ユニット５を制御する中央演算処理装置である。ＣＰＵ５１は、ＣＰＵ５１の使用率を検出する。ＣＰＵ５１の使用率は、単位時間当たりにＣＰＵ５１が何らかの処理を実行している時間の割合をいう。ＣＰＵ５１は、ＣＰＵ５１の使用率に基づき、ＣＰＵ５１の温度を推定する。なお、単位時間は、１時間、１日、又は１スキャンタイムをいう。

ＣＰＵユニット５Ａは、コンピュータ６と通信を行う通信インタフェース５Ａ４と、Ｉ／Ｏユニット５Ｂに接続したバスインタフェース５Ａ５と、制御プログラム及びファン５２の残り寿命ＬＥを算出するコンピュータプログラムを記憶する記憶装置５Ａ６と、ファン５２と、表示装置５Ａ７とを備える。ＣＰＵ５１、メモリ５Ａ３、通信インタフェース５Ａ４、バスインタフェース５Ａ５、記憶装置５Ａ６、ファン５２及び表示装置５Ａ７は、内部バスＢ１を介して接続されている。

バスインタフェース５Ａ５は、内部バスＢ１と拡張バスＢ２とを連絡するバスブリッジ回路である。バスインタフェース５Ａ５は、拡張バスＢ２を介して、Ｉ／Ｏユニット５Ｂに接続されている。実施の形態１において、記憶装置５Ａ６は、ＳＳＤ（Solid State Drive）又はＨＤＤ（Hard Disk Drive）であるが、ＳＳＤ又はＨＤＤに限定されない。

制御プログラム及び残り寿命ＬＥを算出するコンピュータプログラムは、ソフトウエア、ファームウエア、又はソフトウエアとファームウエアとの組み合わせにより実現される。メモリ５Ａ３は、不揮発性の半導体メモリ、又は揮発性の半導体メモリにより構成される。不揮発性の半導体メモリ、又は揮発性の半導体メモリとして、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、又はフラッシュメモリ等を用いることができる。また、メモリ５Ａ３は、磁気ディスク等により構成されても良い。

ファン５２は、ＣＰＵユニット５Ａの内部の熱、主にＣＰＵ５１が発生した熱を外部に放熱する。ファン５２は、有寿命部品である。ファン５２は、モータにより回転する羽根車と、羽根車の回転数を検出する回転数検出手段５２ａとを備える。羽根車の回転数は、ファン５２の回転数である。回転数検出手段５２ａは、光検知センサ、又は磁気センサにより構成される。また、回転数検出手段５２ａは、モータに流れる電流の値、又は電流を流す時間によりファン５２の回転数を検出しても良い。

表示装置５Ａ７は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ：Organic Electro-Luminescence Display）、又は無機ＥＬディスプレイ（ＩＥＬＤ：Inorganic Electro-Luminescence Display）により構成される。表示装置５Ａ７は、ファン５２の残り寿命ＬＥ及びファン５２にメンテナンスが必要となる警告を表示する。

実施の形態１において、制御ユニット５は、制御プログラムを実行して、機器２，３，４の情報を取得して記憶するとともに、機器２，３，４の動作を制御するユニットである。実施の形態１において、制御ユニット５のＣＰＵユニット５Ａは、ファン５２の残り寿命ＬＥを算出する寿命予測装置である。また、ＣＰＵユニット５ＡのＣＰＵ５１は、ＣＰＵユニット５Ａの演算処理をする中央演算処理部である。実施の形態１に係る寿命予測装置であるＣＰＵユニット５Ａは、図３に示すように、入力部６５が接続している。寿命予測装置であるＣＰＵユニット５Ａは、図３に示すように、制御プログラムを記憶する記憶部５３と、残り寿命ＬＥを表示するユーザ通知部５４と、ファン５２が設けられた装置であるＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを算出する温度算出部５５と、ファン５２の残り寿命ＬＥを算出する寿命予測部５６とを備える。

なお、本明細書でいう寿命は、ファン５２の製造会社が提供するファン５２の使用開始からの耐久時間を示し、残り寿命ＬＥは、使用開始後のファン５２の使用できる残りの稼働可能な時間を示す。

温度算出部５５は、ＣＰＵ５１の使用率と、ＣＰＵ５１の温度と、ファン５２の回転数とのうち少なくとも一つに基づいて、ＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを算出するものである。実施の形態１において、ＣＰＵ５１は、制御システム１の制御プログラムをデバッグする際、制御プログラムを仮運転する際又は制御システム１の稼働時にＣＰＵ５１の使用率を記憶部５３に記憶する。なお、仮運転は、機器２，３，４を実際に動作させることなく、制御プログラムを実行することをいう。以下において、ファン５２の回転数とは、単位時間当たりのファン５２の回転数、すなわち回転速度を意味する。

温度算出部５５には、温度センサに接続したＩ／Ｏユニット５Ｂを経由して温度センサが検出したＣＰＵユニット５Ａの外部の温度である周囲温度ＡＴが入力され、ファン５２の回転数検出手段５２ａが検出したファン５２の回転数が入力される。温度算出部５５は、ＣＰＵ５１の使用率と周囲温度ＡＴとが入力されると記憶部５３にアクセスし、ＣＰＵ５１の使用率と、周囲温度ＡＴと、記憶部５３に記憶された図４、図５及び図６に一例を示す温度推定データＴＤ−１とに基づいて、ＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを算出する。

記憶部５３に記憶された図４、図５及び図６に一例を示す温度推定データＴＤ−１は、周囲温度ＡＴとＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴとの関係をＣＰＵ５１の使用率毎に示した第１の関係であるデータシートであり、本実施の形態では、使用率１Ａ（図４）、使用率１Ｂ（図５）、使用率１Ｃ（図６）のデータを示しているが、使用率は、これらに限らない。なお、温度推定データＴＤ−１は、使用率１Ａのものを区別して示す場合には、符号ＴＤ−１Ａで示し、使用率１Ｂのものを区別して示す場合には、符号ＴＤ−１Ｂで示し、使用率１Ｃのものを区別して示す場合には、符号ＴＤ−１Ｃで示す。なお、実施の形態１において、温度推定データＴＤ−１Ａ，ＴＤ−１Ｂ，ＴＤ−１Ｃは、ＣＰＵユニット５Ａの筐体の内部の温度ＩＴを実測して作成されたデータである。また、実施の形態１において、温度推定データＴＤ−１Ａ，ＴＤ−１Ｂ，ＴＤ−１Ｃは、ＣＰＵユニット５Ａの工場出荷時に記憶部５３に記憶されるが、本発明では、ＣＰＵユニット５Ａの動作開始時に、ＣＰＵ５１の使用率と周囲温度ＡＴと内部の温度ＩＴを集計し、集計後、ＣＰＵ５１により自動的に図４から図６に例示するデータとして作成されて、記憶部５３に記憶されても良い。

ＣＰＵユニット５Ａは、ファン５２の残り寿命ＬＥを算出する際に、まず、温度算出部５５がＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを算出する。温度算出部５５は、ＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを算出する際に、記憶部５３に記憶した制御プログラムをデバッグした際、制御プログラムを仮運転した際又は制御システム１の稼働時のＣＰＵ５１の使用率に最も近いＣＰＵ５１の使用率の時の温度推定データＴＤ−１を、記憶部５３に記憶された図４から図６に一例を示す複数の温度推定データＴＤ−１Ａ，ＴＤ−１Ｂ，ＴＤ−１Ｃのうちから選択する。また、温度算出部５５は、記憶部５３に記憶したＣＰＵ５１の使用率に最も近いＣＰＵ５１の使用率の時の温度推定データＴＤ−１を、複数の温度推定データＴＤ−１Ａ，ＴＤ−１Ｂ，ＴＤ−１Ｃのうちから選択する代わりに、記憶部５３に記憶された図４から図６に一例を示す複数の温度推定データＴＤ−１Ａ，ＴＤ−１Ｂ，ＴＤ−１ＣのうちからＣＰＵ５１の使用率に近い二つ以上を選択し、選択した二つ以上の温度推定データＴＤ−１の相加平均又は相乗平均を算出して、新たな温度推定データＴＤ−１´を算出して記憶部５３に記憶しても良い。

温度算出部５５は、周囲温度ＡＴと、選択した温度推定データＴＤ−１又は新たに算出した温度推定データＴＤ−１´とを用いて、ユニットの内部の温度であるＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを算出する。このように、実施の形態１において、温度算出部５５は、ＣＰＵ５１の使用率に基づいて、温度推定データＴＤ−１を選択又は新たに算出し、ＣＰＵ５１の使用率に加えて、周囲温度ＡＴと選択又は新たに算出した温度推定データＴＤ−１に基づいて、ＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを算出する。温度算出部５５は、算出したＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを寿命予測部５６に出力する。なお、温度算出部５５は、ＣＰＵユニット５Ａ内のパワーデバイス、ヒートシンク、及び部品の配置の影響を受けたＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを算出するので、温度算出部５５が算出したＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴは、ＣＰＵユニット５Ａ内のパワーデバイス、ヒートシンク、及び部品の配置を考慮している。

ＣＰＵユニット５Ａは、ファン５２の残り寿命ＬＥを算出する際に、寿命予測部５６が、温度算出部５５が算出したＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴと、記憶部５３に記憶された図７に示すファン寿命データＬＤとに基づいて、ファン５２の寿命を算出する。記憶部５３が記憶した図７に示すファン寿命データＬＤは、ＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴに応じたファン５２の寿命を示す寿命データである。ファン寿命データＬＤは、入力部６５から記憶部５３に入力されて、記憶される。ファン寿命データＬＤは、ＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴとファン５２の寿命との関係を示し、ＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴの変化に応じて、ファン５２の寿命が変化するデータである。実施の形態１に係るファン寿命データＬＤは、図７に示すように、温度が６０℃で一定の環境下で、８００００時間であり、温度が６０℃よりも高くなるのにしたがって寿命が短くなることを示している。

寿命予測部５６は、ＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴが入力されると、温度算出部５５が算出したＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴにおけるファン５２の寿命をファン寿命データＬＤに基づいて算出する。ＣＰＵユニット５Ａは、ファン５２の残り寿命ＬＥを算出する際に、寿命予測部５６が、次にファン５２の寿命に対する制御ユニット５の稼働時間ＲＴの割合を算出する。寿命予測部５６は、稼働時間ＲＴの割合を算出する際には、コンピュータ６の入力部６５から制御システム１の制御ユニット５の稼働時間ＲＴが入力されると、コンピュータ６の入力部６５から入力した制御システム１の制御ユニット５の稼働時間ＲＴをファン５２の寿命で除算して、稼働時間ＲＴのファン５２の寿命に対する割合を算出する。

ＣＰＵユニット５Ａは、次に、寿命予測部５６が、稼働時間ＲＴのファン５２の寿命に対する割合を用いて、稼働後のファン５２の残り寿命ＬＥを算出する。寿命予測部５６は、ファン５２の残り寿命ＬＥを算出する際には、記憶部５３に記憶されている残り寿命データＬＥＤを読み出す。記憶部５３に記憶された残り寿命データＬＥＤは、ファン５２の残り寿命ＬＥを示す。残り寿命データＬＥＤは、ファン５２の未使用時の寿命を１００％としたときの寿命に対する残り寿命ＬＥの割合を示す値である。なお、実施の形態１において、記憶部５３の記憶領域には、残り寿命データＬＥＤを記憶可能な記憶領域が設けられている。記憶部５３は、寿命予測部５６により寿命予測部５６が算出した残り寿命データＬＥＤが記憶領域に上書きされる。

寿命予測部５６は、残り寿命データＬＥＤが示す寿命に対する残り寿命ＬＥの割合から稼働時間ＲＴの寿命に対する割合を引いて、稼働後のファン５２の寿命に対する残り寿命ＬＥの割合即ち新たな残り寿命データＬＥＤを算出する。

実施の形態１において、ＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴが６０℃である時のファン５２の寿命は、図７に示すように、８００００時間である。残り寿命データＬＥＤが、図８に示すように、寿命に対する残り寿命ＬＥの割合が５０％であることを示している場合に、寿命予測部５６は、稼働時間ＲＴが１０時間であると、寿命である８００００時間に対する稼働時間ＲＴである１０時間の割合を、図９に示すように、０．０１２５％であると算出する。なお、寿命に対する稼働時間ＲＴの割合は、寿命を１００％とした時の稼働時間ＲＴの割合を示す。この場合に、寿命予測部５６は、稼働時間ＲＴ稼働後のファン５２の寿命に対する残り寿命ＬＥの割合を、図１０に示すように、５０．０％−０．０１２５％＝４９．９８７５％と算出する。寿命予測部５６は、稼働時間ＲＴ稼働後のファン５２の寿命に対する残り寿命ＬＥの割合を、新たな残り寿命データＬＥＤとして記憶部５３に記憶する。なお、図８及び図１０は、残り寿命ＬＥを平行斜線で示す。

寿命予測部５６は、ファン５２の寿命に稼働後の寿命に対する残り寿命ＬＥの割合をかけて稼働後の残り寿命ＬＥを算出する。寿命予測部５６は、稼働後の寿命に対する残り寿命ＬＥの割合が４９．９８７５％であり、ＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴが６０℃である場合、寿命が８００００時間であるので、稼働後の残り寿命ＬＥを３９９９０時間と算出する。寿命予測部５６は、稼働後のファン５２の残り寿命ＬＥをユーザ通知部５４に送信する。また、本発明において、寿命予測部５６は、稼働後の寿命に対する残り寿命ＬＥの割合をユーザ通知部５４に送信しても良い。

ユーザ通知部５４は、ＣＰＵユニット５Ａの筐体の外表面に設置され、かつ寿命予測部５６から受信した残り寿命ＬＥを表示する。また、ユーザ通知部５４は、寿命に対する残り寿命ＬＥの寿命に対する割合を表示しても良い。なお、実施の形態１において、寿命予測部５６は、ファン５２が予め設定された一定の所定回転数で稼働時間ＲＴ中回転している場合の残り寿命ＬＥを算出する例をしているが、本発明では、ファン５２の回転数により稼働時間ＲＴを補正して残り寿命ＬＥを算出する。

温度算出部５５及び寿命予測部５６の機能は、ＣＰＵ５１が記憶装置５Ａ６に記憶された残り寿命ＬＥを算出するコンピュータプログラムを読み出して実行することにより実現される。記憶部５３の機能は、記憶装置５Ａ６により実現される。ユーザ通知部５４の機能は、表示装置５Ａ７により実現される。

次に、実施の形態１に係る寿命予測装置であるＣＰＵユニット５ＡのＣＰＵ５１の動作の一例を図面に基づいて説明する。図１１は、実施の形態１に係る寿命予測装置であるＣＰＵユニットのＣＰＵのファンの残り寿命を算出する動作の一例を示すフローチャートである。図１２は、図１１に示すフローチャートにより算出した残り寿命のＣＰＵの処理の一例を示すフローチャートである。

ＣＰＵユニット５ＡのＣＰＵ５１は、制御プログラムを実行することにより機器２，３，４を制御する前に、図１１に示すフローチャートを実行した後、図１２に示すフローチャートを実行する。ＣＰＵユニット５ＡのＣＰＵ５１は、制御プログラムのデバッグ又は制御プログラムの仮運転を実行する（ステップＳＴ１）。ＣＰＵユニット５ＡのＣＰＵ５１は、デバッグ、仮運転時又は制御システム１の稼働時のＣＰＵ５１の使用率を把握し、記憶部５３に記憶する（ステップＳＴ２）。なお、実施の形態１において、記憶部５３の記憶領域には、ＣＰＵ５１の使用率を記憶可能な記憶領域が設けられており、記憶部５３は、ＣＰＵ５１の使用率がＣＰＵ５１により記憶領域に上書きされる。

ＣＰＵユニット５ＡのＣＰＵ５１は、温度センサに接続したＩ／Ｏユニット５Ｂを経由して周囲温度ＡＴの入力を受け付け、コンピュータ６の入力部６５から入力された稼働時間ＲＴを受け付け、記憶部５３に周囲温度ＡＴ及び稼働時間ＲＴを記憶する（ステップＳＴ３）。なお、実施の形態１において、記憶部５３の記憶領域には、周囲温度ＡＴを記憶可能な記憶領域が設けられており、記憶部５３の記憶領域には、稼働時間ＲＴを記憶可能な記憶領域が設けられている。記憶部５３は、入力された周囲温度ＡＴがＣＰＵ５１により記憶領域に上書きされ、入力された稼働時間ＲＴがＣＰＵ５１により記憶領域に上書きされる。

ＣＰＵユニット５Ａの温度算出部５５として機能するＣＰＵ５１は、記憶部５３に記憶したＣＰＵ５１の使用率及び温度推定データＴＤ−１を読み出して、記憶部５３に記憶したＣＰＵ５１の使用率に最も近いＣＰＵ５１の使用率の時の温度推定データＴＤ−１を選択する、又は、新たな温度推定データＴＤ−１´を算出する（ステップＳＴ４）。ＣＰＵユニット５Ａの温度算出部５５として機能するＣＰＵ５１は、記憶部５３に記憶された周囲温度ＡＴを読み出し、選択した温度推定データＴＤ−１又は新たに算出した温度推定データＴＤ−１´と、記憶部５３から読み出した周囲温度ＡＴとに基づいて、ＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを算出する（ステップＳＴ５）。ＣＰＵユニット５Ａの温度算出部５５として機能するＣＰＵ５１は、ステップＳＴ５において、ＣＰＵ５１の使用率が「１Ａ」であるとき、図４に示す温度推定データＴＤ−１を用いて、周囲温度ＡＴ−１である時のＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴ−１を算出する。

ＣＰＵユニット５Ａの寿命予測部５６として機能するＣＰＵ５１は、記憶部５３からファン寿命データＬＤと残り寿命データＬＥＤとを読み出す（ステップＳＴ６）。ＣＰＵユニット５Ａの寿命予測部５６として機能するＣＰＵ５１は、ファン寿命データＬＤと残り寿命データＬＥＤとに基づいて、温度センサに接続したＩ／Ｏユニット５Ｂを経由して入力された周囲温度ＡＴの環境下での入力部６５から入力された稼働時間ＲＴを稼働した後の残り寿命ＬＥを算出する（ステップＳＴ７）。ＣＰＵユニット５Ａの寿命予測部５６として機能するＣＰＵ５１は、残り寿命ＬＥをユーザ通知部５４に表示する。

ＣＰＵユニット５ＡのＣＰＵ５１は、残り寿命ＬＥが予め設定された所定値以下であるか否かを判定する（ステップＳＴ１１）。実施の形態１において、所定値は、ファン５２のメンテナンスが必要となる値とするが、所定値は、メンテナンスが必要となる値に限定されない。ＣＰＵユニット５ＡのＣＰＵ５１は、残り寿命ＬＥが予め設定された所定値以下であると判定する（ステップＳＴ１１：Ｙｅｓ）と、ユーザ通知部５４に稼働後に残り寿命ＬＥが所定値以下となる、即ちファン５２にメンテナンスが必要となる警告を表示して（ステップＳＴ１３）、図１２に示すフローチャートを終了する。ＣＰＵユニット５ＡのＣＰＵ５１は、残り寿命ＬＥが予め設定された所定値以下でないと判定する（ステップＳＴ１１：Ｎｏ）と、残り寿命ＬＥに基づいて新たな残り寿命データＬＥＤを算出し、算出した新たな残り寿命データＬＥＤを記憶部５３に記憶し、記憶部５３に記憶する残り寿命データＬＥＤを更新して（ステップＳＴ１２）、図１２に示すフローチャートを終了する。その後、ＣＰＵユニット５ＡのＣＰＵ５１は、コンピュータ６から受信した制御プログラムを実行して、機器２，３，４を制御する。

実施の形態１に係る寿命予測装置であるＣＰＵユニット５Ａは、温度に応じたファン５２の寿命を示すファン寿命データＬＤを記憶した記憶部５３を備える。ＣＰＵユニット５Ａは、ＣＰＵ５１がＣＰＵ５１の使用率に基づいてＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを算出する温度算出部５５と、ファン寿命データＬＤと温度算出部５５が算出したＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴとに基づいてファン５２の残り寿命ＬＥを算出する寿命予測部５６として機能する。このために、ＣＰＵユニット５Ａは、制御システム１の稼働前に、制御システム１の稼働時に制御ユニット５の予定される稼働時間ＲＴの入力部６５からの入力を受け付けることにより、稼働前に稼働後の残り寿命ＬＥを算出することができる。その結果、ＣＰＵユニット５Ａは、稼働前にファン５２の残り寿命ＬＥを把握することを可能として、制御システム１の稼働中にファン５２の残り寿命ＬＥが予め設定された所定値を下回って、制御システム１が稼働停止及び異常動作を起こすことを抑制することができる。したがって、ＣＰＵユニット５Ａは、ＣＰＵユニット５Ａの筐体内に温度センサを設けることなく、温度特性に基づいた有寿命部品であるファン５２の残り寿命ＬＥを予測することができる、という効果を奏する。

また、ＣＰＵユニット５Ａは、ＣＰＵ５１の使用率に基づいてＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを算出する温度算出部５５としてＣＰＵ５１が機能するので、ＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを検出する温度センサを設置することなく、ＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを得ることができる。また、記憶部５３が記憶したファン寿命データＬＤは、ＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴの変化に応じて寿命が変化するデータである。このため、ＣＰＵユニット５Ａは、ＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴの変化に応じて寿命が変化するファン寿命データＬＤに基づいて、ファン５２の寿命を算出するので、ファン５２の寿命を正確に算出することができる。

また、ＣＰＵユニット５Ａは、温度算出部５５が、ＣＰＵ５１の使用率に加えて、ＣＰＵユニット５Ａの外部の周囲温度ＡＴに基づいて、ＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを算出するので、ＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを正確に算出できる。

また、ＣＰＵユニット５Ａは、寿命予測部５６が、温度算出部５５が算出したＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴにおけるファン５２の寿命をファン寿命データＬＤから算出する。寿命予測部５６は、算出したファン５２の寿命に対する制御ユニット５の稼働時間ＲＴの割合を算出する。このために、ＣＰＵユニット５Ａは、温度が変化すると寿命が変化するファン寿命データＬＤを用いても、ＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴが変化する度に制御ユニット５の稼働時間ＲＴをファン５２の寿命に対する割合として算出することができる。その結果、ＣＰＵユニット５Ａは、ＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴが変化しても、ファン５２の残り寿命ＬＥを正確に算出することができる。

また、ＣＰＵユニット５Ａは、寿命予測部５６が、ファン５２の寿命に対する稼働時間ＲＴの割合を用いてファン５２の残り寿命ＬＥを算出する。その結果、ＣＰＵユニット５Ａは、ＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴが変化しても、ファン５２の残り寿命ＬＥを正確に算出することができる。

また、ＣＰＵユニット５Ａは、温度算出部５５がＣＰＵ５１の使用率とＣＰＵユニット５Ａの外部の周囲温度ＡＴとＣＰＵ５１の使用率毎に定められた温度推定データＴＤ−１とに基づいて、ＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを算出するので、ＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを正確に算出することができる。

また、ＣＰＵユニット５Ａは、温度算出部５５がデバッグ時、仮運転時又は制御システム１の稼働時のＣＰＵ５１の使用率に基づいて、ＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを算出するので、制御システム１の稼働前にファン５２の稼働後の残り寿命ＬＥを算出することができる。

また、ＣＰＵユニット５Ａは、寿命予測部５６が温度算出部５５によって算出されたＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴと記憶部５３に記憶されたファン寿命データＬＤとに加え、入力部６５からの入力を受け付けた稼働時間ＲＴに基づいてファン５２の残り寿命ＬＥを算出する。このため、ＣＰＵユニット５Ａは、稼働前に稼働後のファン５２の残り寿命ＬＥを算出することができる。

また、ＣＰＵユニット５Ａは、稼働前に稼働後のファン５２の残り寿命ＬＥを算出することができ、算出した稼働後の残り寿命ＬＥが所定値以下となる場合、ユーザ通知部５４に警告を表示する。このために、ＣＰＵユニット５Ａは、稼働中にファン５２が故障する可能性が高くなる場合に、事前に警告することができ、ＦＡ分野の設備が稼働停止する可能性を抑制することができる。

実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２に係る寿命予測装置を図１３及び図１４に基づいて説明する。図１３及び図１４において、実施の形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。

実施の形態２に係る寿命予測装置であるＣＰＵユニット５Ａは、記憶部５３が記憶した温度推定データＴＤ−２と、図１４に示すステップＳＴ２−２及びステップＳＴ４−２の処理とが、実施の形態１と異なる以外、実施の形態１と同じである。実施の形態２に係る寿命予測装置であるＣＰＵユニット５Ａの記憶部５３が記憶する図１３に示す温度推定データＴＤ−２は、周囲温度ＡＴに対するＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴとの関係をＣＰＵ５１の温度毎に示したデータシートであり、本実施の形態では、温度２Ａのデータを示しているが、温度は、これに限定されない。温度推定データＴＤ−２は、ＣＰＵユニット５Ａの筐体の内部の温度ＩＴを実測して作成されたデータであり、ＣＰＵユニット５Ａの工場出荷時に記憶部５３に少なくとも一つ記憶されるが、本発明では、ＣＰＵユニット５Ａの動作開始時に、ＣＰＵ５１の使用率と周囲温度ＡＴと内部の温度ＩＴを集計し、集計後、ＣＰＵ５１により自動的に作成されて、記憶部５３に記憶されても良い。

実施の形態２において、ＣＰＵユニット５ＡのＣＰＵ５１は、制御システム１の制御プログラムをデバッグする際、制御プログラムを仮運転又は制御システム１を稼働する際にＣＰＵ５１の温度を記憶部５３に記憶する。実施の形態２において、温度算出部５５は、記憶部５３に記憶した制御プログラムをデバッグした際、制御プログラムを仮運転又は制御システム１を稼働した際のＣＰＵ５１の温度に最も近いＣＰＵ５１の温度の時の温度推定データＴＤ−２を、記憶部５３に記憶した複数の温度推定データＴＤ−２のうちから選択する。また、温度算出部５５は、ＣＰＵ５１の温度に近い二つ以上の温度推定データＴＤ−２を、記憶部５３に記憶した複数の温度推定データＴＤ−２のうちから選択し、選択した二つ以上の温度推定データＴＤ−２の相加平均又は相乗平均を算出して、新たな温度推定データＴＤ−２´を算出して記憶部５３に記憶しても良い。

実施の形態２において、温度算出部５５は、温度センサに接続したＩ／Ｏユニット５Ｂを経由して周囲温度ＡＴの入力を受け付け、受け付けた周囲温度ＡＴと、選択した温度推定データＴＤ−２又は新たに算出した温度推定データＴＤ−２´を用いて、ユニットの内部の温度であるＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを算出する。このように、実施の形態２において、温度算出部５５は、ＣＰＵ５１の温度に基づいて、温度推定データＴＤ−２を選択又は新たに算出し、ＣＰＵ５１の温度に加えて、周囲温度ＡＴと選択又は新たに算出した温度推定データＴＤ−２´とに基づいて、ＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを算出する。

実施の形態２において、ＣＰＵユニット５ＡのＣＰＵ５１は、ステップＳＴ２−２及びステップＳＴ４−２の処理以外、実施の形態１と同様に処理を実行する。実施の形態２において、ＣＰＵユニット５ＡのＣＰＵ５１は、デバッグ、仮運転時又は制御システム１の稼働時のＣＰＵ５１の温度を推定し、記憶部５３に記憶する（ステップＳＴ２−２）。なお、実施の形態２において、記憶部５３の記憶領域には、ＣＰＵ５１の温度を記憶可能な記憶領域が設けられており、記憶部５３は、ＣＰＵ５１の温度がＣＰＵ５１により記憶領域に上書きされる。

ＣＰＵユニット５ＡのＣＰＵ５１は、温度センサに接続したＩ／Ｏユニット５Ｂを経由して周囲温度ＡＴの入力を受け付け、入力部６５から稼働時間ＲＴを受け付けた（ステップＳＴ３）後に、記憶部５３に記憶したＣＰＵ５１の温度及び温度推定データＴＤ−２を読み出して、記憶部５３に記憶したＣＰＵ５１の温度に最も近いＣＰＵ５１の温度の時の温度推定データＴＤ−２を選択する、又は、新たな温度推定データＴＤ−２´を算出する（ステップＳＴ４−２）。ＣＰＵユニット５ＡのＣＰＵ５１は、実施の形態１と同様に、ＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを算出し（ステップＳＴ５）、ファン寿命データＬＤ及び残り寿命データＬＥＤを読み出した（ステップＳＴ６）後、ファン５２の残り寿命ＬＥを算出する（ステップＳＴ７）。

実施の形態２に係るＣＰＵユニット５Ａは、温度に応じたファン５２の寿命を示すファン寿命データＬＤを記憶した記憶部５３を備える。ＣＰＵユニット５Ａは、ＣＰＵ５１がＣＰＵ５１の温度に基づいてＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを算出する温度算出部５５と、ファン寿命データＬＤと温度算出部５５が算出したＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴとに基づいてファン５２の残り寿命ＬＥを算出する寿命予測部５６として機能する。このために、ＣＰＵユニット５Ａは、制御システム１の稼働前に、制御システム１の稼働時に制御ユニット５の予定される稼働時間ＲＴの入力部６５からの入力を受け付けることにより、実施の形態１と同様に、稼働前にファン５２の残り寿命ＬＥを把握することを可能とする。

また、ＣＰＵユニット５Ａは、ＣＰＵ５１の温度とＣＰＵユニット５Ａの外部の周囲温度ＡＴとＣＰＵ５１の温度毎に定められた温度推定データＴＤ−２とに基づいて、温度算出部５５がＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを算出するので、ＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを正確に算出することができる。

実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３に係る寿命予測装置を図１５及び図１６に基づいて説明する。図１５及び図１６において、実施の形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。

実施の形態３に係る寿命予測装置であるＣＰＵユニット５Ａは、記憶部５３が記憶した温度推定データＴＤ−３と、図１６に示すステップＳＴ２−３及びステップＳＴ４−３の処理とが、実施の形態１と異なる以外、実施の形態１と同じである。実施の形態３に係る寿命予測装置であるＣＰＵユニット５Ａの記憶部５３が記憶する図１５に示す温度推定データＴＤ−３は、周囲温度ＡＴに対するＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴとの関係をファン５２の回転数毎に示したデータであり、本実施の形態では、回転数３Ａのデータを示しているが、回転数は、これに限定されない。温度推定データＴＤ−３は、ＣＰＵユニット５Ａの筐体の内部の温度ＩＴを実測して作成されたデータであり、ＣＰＵユニット５Ａの工場出荷時に記憶部５３に少なくとも一つ記憶されるが、本発明では、ＣＰＵユニット５Ａの動作開始時に、ＣＰＵ５１の使用率と周囲温度ＡＴと内部の温度ＩＴを集計し、集計後、ＣＰＵ５１により自動的に作成されて、記憶部５３に記憶されても良い。

実施の形態３において、ＣＰＵユニット５ＡのＣＰＵ５１は、制御システム１の制御プログラムをデバッグする際、制御プログラムを仮運転する際又は制御システム１を稼働する際にファン５２の回転数を記憶部５３に記憶する。実施の形態３において、温度算出部５５は、記憶部５３に記憶した制御プログラムをデバッグした際、制御プログラムを仮運転した際又は制御システム１を稼働した際のファン５２の回転数に最も近いファン５２の回転数の時の温度推定データＴＤ−３を、記憶部５３に記憶した複数の温度推定データＴＤ−３のうちから選択する。また、温度算出部５５は、ファン５２の回転数に近い二つ以上の温度推定データＴＤ−３を、記憶部５３に記憶した複数の温度推定データＴＤ−３のうちから選択し、選択した二つ以上の温度推定データＴＤ−３の相加平均又は相乗平均を算出して、新たな温度推定データＴＤ−３´を算出して記憶部５３に記憶しても良い。

実施の形態３において、温度算出部５５は、温度センサに接続したＩ／Ｏユニット５Ｂを経由して周囲温度ＡＴの入力を受け付け、入力した周囲温度ＡＴを記憶部５３に記憶すると、入力された周囲温度ＡＴと、選択した温度推定データＴＤ−３又は新たに算出した温度推定データＴＤ−３´を用いて、ユニットの内部の温度であるＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを算出する。このように、実施の形態３において、温度算出部５５は、ファン５２の回転数に基づいて、温度推定データＴＤ−３を選択又は新たに算出し、ファン５２の回転数に加えて、周囲温度ＡＴと選択又は新たに算出した温度推定データＴＤ−３´とに基づいて、ＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを算出する。

実施の形態３において、ＣＰＵユニット５ＡのＣＰＵ５１は、ステップＳＴ２−３及びステップＳＴ４−３の処理以外、実施の形態１と同様に処理を実行する。実施の形態３において、ＣＰＵユニット５ＡのＣＰＵ５１は、デバッグ、仮運転時又は制御システム１の稼働時のファン５２の回転数を測定し、記憶部５３に記憶する（ステップＳＴ２−３）。なお、実施の形態３において、記憶部５３の記憶領域には、ファン５２の回転数を記憶可能な記憶領域が設けられており、記憶部５３は、ファン５２の回転数がＣＰＵ５１により記憶領域に上書きされる。

ＣＰＵユニット５ＡのＣＰＵ５１は、温度センサに接続したＩ／Ｏユニット５Ｂを経由して周囲温度ＡＴの入力を受け付け、入力部６５から入力された稼働時間ＲＴを受け付けた（ステップＳＴ３）後に、記憶部５３に記憶したファン５２の回転数及び温度推定データＴＤ−３を読み出して、記憶部５３に記憶したファン５２の回転数に最も近いファン５２の回転数の時の温度推定データＴＤ−３を選択する、又は、新たな温度推定データＴＤ−３´を算出する（ステップＳＴ４−３）。ＣＰＵユニット５ＡのＣＰＵ５１は、実施の形態１と同様に、ＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを算出し（ステップＳＴ５）、ファン寿命データＬＤ及び残り寿命データＬＥＤを読み出した（ステップＳＴ６）後、ファン５２の残り寿命ＬＥを算出する（ステップＳＴ７）。

実施の形態３に係るＣＰＵユニット５Ａは、温度に応じたファン５２の寿命を示すファン寿命データＬＤを記憶した記憶部５３を備える。ＣＰＵユニット５Ａは、ＣＰＵ５１がファン５２の回転数に基づいてＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを算出する温度算出部５５と、ファン寿命データＬＤと温度算出部５５が算出したＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴとに基づいてファン５２の残り寿命ＬＥを算出する寿命予測部５６として機能する。このために、ＣＰＵユニット５Ａは、制御システム１の稼働前に、制御システム１の稼働時の制御ユニット５の予定される稼働時間ＲＴの入力部６５からの入力を受け付けることにより、実施の形態１と同様に、稼働前にファン５２の残り寿命ＬＥを把握することを可能とする。

また、ＣＰＵユニット５Ａは、温度算出部５５がファン５２の回転数とＣＰＵユニット５Ａの外部の周囲温度ＡＴとファン５２の回転数毎に定められた温度推定データＴＤ−３とに基づいて、ＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを算出するので、ＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを正確に算出することができる。

実施の形態４．
次に、本発明の実施の形態４に係る寿命予測装置を図１７及び図１８に基づいて説明する。図１７及び図１８において、実施の形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。

実施の形態４に係る寿命予測装置であるＣＰＵユニット５Ａは、記憶部５３が記憶した温度推定データＴＤ−４と、図１８に示すステップＳＴ２−４、ステップＳＴ４−４及びステップＳＴ５−４の処理とが、実施の形態１と異なる以外、実施の形態１と同じである。実施の形態４に係る寿命予測装置であるＣＰＵユニット５Ａの記憶部５３が記憶する図１７に示す第２の関係である温度推定データＴＤ−４は、ＣＰＵ５１の使用率とファン５２の回転数とに応じたＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを周囲温度ＡＴ毎に示したデータシートであり、本実施の形態では、周囲温度４Ａのデータを示しているが、周囲温度４Ａは、これに限定されない。温度推定データＴＤ−４は、ＣＰＵユニット５Ａの筐体の内部の温度ＩＴを実測して作成されたデータであり、ＣＰＵユニット５Ａの工場出荷時に記憶部５３に少なくとも一つ記憶されるが、本発明では、ＣＰＵユニット５Ａの動作開始時に、ＣＰＵ５１の使用率と周囲温度ＡＴと内部の温度ＩＴを集計し、集計後、ＣＰＵ５１により自動的に作成されて、記憶部５３に記憶されても良い。なお、図１７に示す温度推定データＴＤ−４は、ファン５２の回転数を「４ＡＡ１」、「４ＡＡ２」、「４ＡＡ３」・・・とし、ＣＰＵ５１の使用率を「４ＡＢ１」、「４ＡＢ２」、「４ＡＢ３」・・・としているが、これらに限定されない。

実施の形態４において、ＣＰＵユニット５ＡのＣＰＵ５１は、ステップＳＴ２−４、ステップＳＴ４−４及びステップＳＴ５−４の処理以外、実施の形態１と同様に処理を実行する。実施の形態４において、ＣＰＵユニット５ＡのＣＰＵ５１は、デバッグ、仮運転時又は制御システム１の稼働時のＣＰＵ５１の使用率を把握し、ファン５２の回転数を測定し、記憶部５３に記憶する（ステップＳＴ２−４）。

ＣＰＵユニット５ＡのＣＰＵ５１は、温度センサに接続したＩ／Ｏユニット５Ｂを経由して周囲温度ＡＴの入力を受け付け、入力部６５から入力された稼働時間ＲＴを受け付けた（ステップＳＴ３）後に、記憶部５３に記憶された温度推定データＴＤ−４を読み出して、記憶部５３に記憶した複数の温度推定データＴＤ−４のうち入力部６５から入力された周囲温度ＡＴに最も近い周囲温度ＡＴに対応する温度推定データＴＤ−４を選択する（ステップＳＴ４−４）。また、ＣＰＵユニット５ＡのＣＰＵ５１は、ステップＳＴ４−４において、記憶部５３に記憶されたＣＰＵ５１の使用率及びファン５２の回転数を読み出す。ＣＰＵユニット５ＡのＣＰＵ５１は、読み出したＣＰＵ５１の使用率とファン５２の回転数と選択した温度推定データＴＤ−４とに基づいて、ＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを算出する（ステップＳＴ５−４）。ＣＰＵユニット５ＡのＣＰＵ５１は、ファン寿命データＬＤ及び残り寿命データＬＥＤを読み出した（ステップＳＴ６）後、ファン５２の残り寿命ＬＥを算出する（ステップＳＴ７）。

実施の形態４に係るＣＰＵユニット５Ａは、温度に応じたファン５２の寿命を示すファン寿命データＬＤを記憶した記憶部５３を備える。ＣＰＵユニット５Ａは、ＣＰＵ５１がＣＰＵ５１の使用率とファン５２の回転数とに基づいてＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを算出する温度算出部５５と、ファン寿命データＬＤと温度算出部５５が算出したＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴとに基づいてファン５２の残り寿命ＬＥを算出する寿命予測部５６として機能する。このために、ＣＰＵユニット５Ａは、制御システム１の稼働前に、制御システム１の稼働時の制御ユニット５の予定される稼働時間ＲＴの入力部６５からの入力を受け付けることにより、実施の形態１と同様に、稼働前にファン５２の残り寿命ＬＥを把握することを可能とする。

また、ＣＰＵユニット５Ａは、温度算出部５５がＣＰＵ５１の使用率とファン５２の回転数とに応じたＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを示す温度推定データＴＤ−４に基づいて、ＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを算出するので、ＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを正確に算出することができる。

実施の形態５．
次に、本発明の実施の形態５に係る寿命予測装置を図１９及び図２０に基づいて説明する。図１９及び図２０において、実施の形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。

実施の形態５に係る寿命予測装置であるＣＰＵユニット５Ａは、記憶部５３が記憶した温度推定データＴＤ−５と、図２０に示すステップＳＴ２−５、ステップＳＴ４−５及びステップＳＴ５−５の処理とが、実施の形態１と異なる以外、実施の形態１と同じである。実施の形態５に係る寿命予測装置であるＣＰＵユニット５Ａの記憶部５３が記憶する図１９に示す温度推定データＴＤ−５は、ＣＰＵ５１の温度とＣＰＵ５１の使用率とに応じたＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを周囲温度ＡＴ毎に示したデータシートであり、本実施の形態では、周囲温度５Ａのデータを示しているが、周囲温度は、これに限定されない。温度推定データＴＤ−５は、ＣＰＵユニット５Ａの筐体の内部の温度ＩＴを実測して作成されたデータであり、ＣＰＵユニット５Ａの工場出荷時に記憶部５３に少なくとも一つ記憶されるが、本発明では、ＣＰＵユニット５Ａの動作開始時に、ＣＰＵ５１の使用率と周囲温度ＡＴと内部の温度ＩＴを集計し、集計後、ＣＰＵ５１により自動的に作成されて、記憶部５３に記憶されても良い。図１９に示す温度推定データＴＤ−５は、ＣＰＵ５１の温度を「５ＡＡ１」、「５ＡＡ２」、「５ＡＡ３」・・・とし、ＣＰＵ５１の使用率を「５ＡＢ１」、「５ＡＢ２」、「５ＡＢ３」・・・としているが、これらに限定されない。

実施の形態５において、ＣＰＵユニット５ＡのＣＰＵ５１は、ステップＳＴ２−５、ステップＳＴ４−５及びステップＳＴ５−５の処理以外、実施の形態１と同様に処理を実行する。実施の形態５において、ＣＰＵユニット５ＡのＣＰＵ５１は、デバッグ、仮運転時又は制御システム１の稼働時のＣＰＵ５１の使用率を把握し、ＣＰＵ５１の温度を推定し、記憶部５３に記憶する（ステップＳＴ２−５）。

ＣＰＵユニット５ＡのＣＰＵ５１は、温度センサに接続したＩ／Ｏユニット５Ｂを経由して周囲温度ＡＴの入力を受け付け、入力部６５から入力された稼働時間ＲＴを受け付けた（ステップＳＴ３）後に、記憶部５３に記憶された温度推定データＴＤ−５を読み出して、記憶部５３に記憶した複数の温度推定データＴＤ−５のうち入力部６５から入力された周囲温度ＡＴに最も近い周囲温度ＡＴに対応する温度推定データＴＤ−５を選択する（ステップＳＴ４−５）。また、ＣＰＵユニット５ＡのＣＰＵ５１は、ステップＳＴ４−５において、記憶部５３に記憶されたＣＰＵ５１の温度及びＣＰＵ５１の使用率を読み出す。ＣＰＵユニット５ＡのＣＰＵ５１は、読み出したＣＰＵ５１の温度とＣＰＵ５１の使用率と選択した温度推定データＴＤ−５とに基づいて、ＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを算出する（ステップＳＴ５−５）。制御ユニット５のＣＰＵ５１は、ファン寿命データＬＤ及び残り寿命データＬＥＤを読み出した（ステップＳＴ６）後、ファン５２の残り寿命ＬＥを算出する（ステップＳＴ７）。

実施の形態５に係るＣＰＵユニット５Ａは、温度に応じたファン５２の寿命を示すファン寿命データＬＤを記憶した記憶部５３を備える。ＣＰＵユニット５Ａは、ＣＰＵ５１がＣＰＵ５１の温度とＣＰＵ５１の使用率とに基づいてＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを算出する温度算出部５５と、ファン寿命データＬＤと温度算出部５５が算出したＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴとに基づいてファン５２の残り寿命ＬＥを算出する寿命予測部５６として機能する。このために、ＣＰＵユニット５Ａは、制御システム１の稼働前に、制御システム１の稼働時の制御ユニット５の予定される稼働時間ＲＴの入力部６５からの入力を受け付けることにより、実施の形態１と同様に、稼働前にファン５２の残り寿命ＬＥを把握することを可能とする。

また、ＣＰＵユニット５Ａは、温度算出部５５がＣＰＵ５１の温度とＣＰＵ５１の使用率とに応じたＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを示す温度推定データＴＤ−５に基づいて、ＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを算出するので、ＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを正確に算出することができる。

実施の形態６．
次に、本発明の実施の形態６に係る寿命予測装置を図２１及び図２２に基づいて説明する。図２１及び図２２において、実施の形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。

実施の形態６に係る寿命予測装置であるＣＰＵユニット５Ａは、記憶部５３が記憶した温度推定データＴＤ−６と、図２２に示すステップＳＴ２−６、ステップＳＴ４−６及びステップＳＴ５−６の処理とが、実施の形態１と異なる以外、実施の形態１と同じである。実施の形態６に係る寿命予測装置であるＣＰＵユニット５Ａの記憶部５３が記憶する図２１に示す温度推定データＴＤ−６は、ファン５２の回転数とＣＰＵ５１の温度とに応じたＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを周囲温度ＡＴ毎に示したデータシートであり、本実施の形態では、周囲温度６Ａのデータを示しているが、周囲温度は、これに限定されない。温度推定データＴＤ−６は、ＣＰＵユニット５Ａの筐体の内部の温度ＩＴを実測して作成されたデータであり、ＣＰＵユニット５Ａの工場出荷時に記憶部５３に少なくとも一つ記憶されるが、本発明では、ＣＰＵユニット５Ａの動作開始時に、ＣＰＵ５１の使用率と周囲温度ＡＴと内部の温度ＩＴを集計し、集計後、ＣＰＵ５１により自動的に作成されて、記憶部５３に記憶されても良い。図２１に示す温度推定データＴＤ−６は、ファン５２の回転数を「６ＡＡ１」、「６ＡＡ２」、「６ＡＡ３」・・・とし、ＣＰＵ５１の温度を「６ＡＢ１」、「６ＡＢ２」、「６ＡＢ３」・・・としているが、これらに限定されない。

実施の形態６において、ＣＰＵユニット５ＡのＣＰＵ５１は、ステップＳＴ２−６、ステップＳＴ４−６及びステップＳＴ５−６の処理以外、実施の形態１と同様に処理を実行する。実施の形態６において、ＣＰＵユニット５ＡのＣＰＵ５１は、デバッグ、仮運転時又は制御システム１の稼働時のＣＰＵ５１の温度を推定し、ファン５２の回転数を測定し、記憶部５３に記憶する（ステップＳＴ２−６）。

ＣＰＵユニット５ＡのＣＰＵ５１は、温度センサに接続したＩ／Ｏユニット５Ｂを経由して周囲温度ＡＴの入力を受け付け、入力部６５から入力された稼働時間ＲＴを受け付けた（ステップＳＴ３）後に、記憶部５３に記憶された温度推定データＴＤ−６を読み出して、記憶部５３に記憶した複数の温度推定データＴＤ−６のうち入力部６５から入力された周囲温度ＡＴに最も近い周囲温度ＡＴに対応する温度推定データＴＤ−６を選択する（ステップＳＴ４−６）。また、ＣＰＵユニット５ＡのＣＰＵ５１は、ステップＳＴ４−６において、記憶部５３に記憶されたファン５２の回転数及びＣＰＵ５１の温度を読み出す。ＣＰＵユニット５ＡのＣＰＵ５１は、読み出したファン５２の回転数及びＣＰＵ５１の温度と、選択した温度推定データＴＤ−６とに基づいて、ＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを算出する（ステップＳＴ５−６）。ＣＰＵユニット５ＡのＣＰＵ５１は、ファン寿命データＬＤ及び残り寿命データＬＥＤを読み出した（ステップＳＴ６）後、ファン５２の残り寿命ＬＥを算出する（ステップＳＴ７）。

実施の形態６に係るＣＰＵユニット５Ａは、温度に応じたファン５２の寿命を示すファン寿命データＬＤを記憶した記憶部５３を備える。ＣＰＵユニット５Ａは、ＣＰＵ５１がファン５２の回転数とＣＰＵ５１の温度とに基づいてＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを算出する温度算出部５５と、ファン寿命データＬＤと温度算出部５５が算出したＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴとに基づいてファン５２の残り寿命ＬＥを算出する寿命予測部５６として機能する。このために、ＣＰＵユニット５Ａは、制御システム１の稼働前に、制御システム１の稼働時の制御ユニット５の予定される稼働時間ＲＴの入力部６５からの入力を受け付けることにより、実施の形態１と同様に、稼働前にファン５２の残り寿命ＬＥを把握することを可能とする。

また、ＣＰＵユニット５Ａは、温度算出部５５がファン５２の回転数とＣＰＵ５１の温度とに応じたＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを示す温度推定データＴＤ−６に基づいて、ＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを算出するので、ＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを正確に算出することができる。

また、実施の形態１から実施の形態６において、温度推定データＴＤ−１，ＴＤ−２，ＴＤ−３，ＴＤ−４，ＴＤ−５，ＴＤ−６、ファン寿命データＬＤ及び残り寿命データＬＥＤをＣＰＵユニット５Ａの記憶部５３に記憶したが、本発明は、温度推定データＴＤ−１，ＴＤ−２，ＴＤ−３，ＴＤ−４，ＴＤ−５，ＴＤ−６、ファン寿命データＬＤ及び残り寿命データＬＥＤの少なくとも一部をネットワークＮに接続した記憶媒体に記憶しても良い。ネットワークＮに接続した記憶媒体として、コンピュータ６の記憶装置を用いることができるが、ネットワークＮに接続した記憶媒体は、コンピュータ６の記憶装置に限定されない。

また、実施の形態１から実施の形態６において、ファン５２の残り寿命ＬＥを算出する寿命予測装置がＣＰＵユニット５Ａであり、中央演算処理部がＣＰＵユニット５ＡのＣＰＵ５１である例を説明したが、本発明は、寿命予測装置がＣＰＵユニット５Ａに限定されない。要するに、本発明は、寿命予測装置がＦＡ機器である制御ユニット５のＩ／Ｏユニット５Ｂ等の種々の機器であっても良い。

実施の形態７．
次に、本発明の実施の形態７に係る寿命予測装置１００を図２３、図２４及び図２５に基づいて説明する。図２３、図２４及び図２５において、実施の形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。

実施の形態７において、寿命予測装置１００は、コンピュータ６により構成される。実施の形態７において、コンピュータ６は、制御ユニット５のＣＰＵユニット５Ａのファン５２の寿命を算出する。コンピュータ６は、コンピュータプログラムを実行するものであって、図２４に示すように、ＣＰＵ６１と、ＲＡＭ６２と、ＲＯＭ６３と、記憶装置６４と、入力部６５と、表示装置６６と、通信インタフェース６７と、を含む。ＣＰＵ６１、ＲＡＭ６２、ＲＯＭ６３、記憶装置６４、入力部６５、表示装置６６及び通信インタフェース６７は、バスＢを介して相互に接続されている。

ＣＰＵ６１は、ＲＡＭ６２を作業領域として使用しながら、ＲＯＭ６３及び記憶装置６４に記憶されているプログラムを実行する。ＲＯＭ６３に記憶されているプログラムは、ＢＩＯＳ（Basic Input/Output System）又はＵＥＦＩ（Unified Extensible Firmware Interface）であるが、ＲＯＭ６３に記憶されているプログラムは、ＢＩＯＳ又はＵＥＦＩに限定されない。実施の形態７において、記憶装置６４に記憶されているプログラムは、オペレーティングシステムプログラム及びエンジニアリングツールプログラムであるが、記憶装置６４に記憶されているプログラムは、オペレーティングシステムプログラム及びエンジニアリングツールプログラムに限定されない。実施の形態７において、記憶装置６４は、ＳＳＤ又はＨＤＤであるが、記憶装置６４は、ＳＳＤ又はＨＤＤに限定されない。

入力部６５は、ユーザからの操作入力及び外部の情報を受け付ける。表示装置６６は、ファン５２の残り寿命ＬＥ等を表示する。実施の形態７において、表示装置６６は、液晶表示装置であるが、液晶表示装置に限定されない。通信インタフェース６７は、ネットワークＮを介して制御ユニット５と通信を行う。

実施の形態７において、温度算出部５５及び寿命予測部５６の機能は、ＣＰＵ６１が記憶装置６４に記憶されたコンピュータプログラムを読み出して実行することにより実現される。コンピュータプログラムは、ソフトウエア、ファームウエア、又はソフトウエアとファームウエアとの組み合わせにより実現される。記憶部５３の機能は、記憶装置６４により実現される。ユーザ通知部５４の機能は、表示装置６６により実現される。

コンピュータ６のＣＰＵ６１は、制御ユニット５のＣＰＵユニット５Ａからデバッグ時、仮運転時又は制御システム１−７の稼働時のＣＰＵ５１の使用率とＣＰＵ５１の温度とファン５２の回転数とのうち一つ以上を取得する。また、実施の形態７において、制御システム１−７は、制御ユニット５を複数備え、コンピュータ６のＣＰＵ６１は、各制御ユニット５のＣＰＵユニット５Ａのファン５２の回転数をネットワークＮを介して取得するとともに各制御ユニット５のＣＰＵユニット５Ａのファン５２の残り寿命ＬＥを算出する。実施の形態７において、記憶部５３として機能する記憶装置６４は、図２５に示すファン寿命データＬＤ−７を記憶している。ファン寿命データＬＤ−７は、図２５に示すように、各制御ユニット５のＣＰＵユニット５Ａのファン５２の寿命を示すデータを備える。即ち、ファン寿命データＬＤ−７は、ファン５２の寿命を示すデータを複数備える。ファン寿命データＬＤ−７は、入力部６５から記憶部５３に入力されて、記憶される。実施の形態７において、コンピュータ６は、実施の形態１から実施の形態６のうちいずれか１つと同様に、各ＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを算出し、各制御ユニット５のＣＰＵユニット５Ａのファン５２の残り寿命ＬＥを算出する。

実施の形態７に係るコンピュータ６は、温度に応じたファン５２の寿命を示すファン寿命データＬＤ−７を記憶した記憶装置６４を備える。コンピュータ６は、ＣＰＵ６１がＣＰＵ５１の使用率とＣＰＵ５１の温度とファン５２の回転数とのうち少なくとも一つに基づいてＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴを算出する温度算出部５５と、ファン寿命データＬＤ−７と温度算出部５５が算出したＣＰＵユニット５Ａの内部の温度ＩＴとに基づいてファン５２の残り寿命ＬＥを算出する寿命予測部５６として機能する。このために、コンピュータ６は、制御システム１−７の稼働前に、制御システム１−７の稼働時の制御ユニット５の予定される稼働時間ＲＴの入力部６５からの入力を受け付けることにより、実施の形態１と同様に、稼働前に各制御ユニット５のＣＰＵユニット５Ａのファン５２の残り寿命ＬＥを把握することを可能とする。

また、実施の形態７に係るコンピュータ６は、複数の制御ユニット５のＣＰＵユニット５Ａのファン５２の残り寿命ＬＥを算出するので、複数のファン５２の残り寿命ＬＥを把握することができる。

なお、実施の形態７において、寿命予測装置１００を構成するコンピュータ６は、制御ユニット５のＣＰＵユニット５Ａの制御プログラムを作成して、制御ユニット５のＣＰＵユニット５Ａに送信するものであるが、これに限定されず、予防保全用のデータを収集し、上位のシステムに送信する予防保全用のコンピュータでも良い。

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。

５Ａ ＣＰＵユニット（寿命予測装置、ファンが設けられた装置）、６ コンピュータ、５１ ＣＰＵ（中央演算処理部）、５２ ファン、５５ 温度算出部、５６ 寿命予測部、６５ 入力部、１００ 寿命予測装置、ＩＴ 内部の温度、ＡＴ 周囲温度（外部の温度）、ＲＴ 稼働時間、ＬＤ，ＬＤ−７ ファン寿命データ（寿命データ）、ＬＥ 残り寿命、ＴＤ−１，ＴＤ−２，ＴＤ−３ 温度推定データ（第１の関係）、ＴＤ−４，ＴＤ−５，ＴＤ−６ 温度推定データ（第２の関係）。

Claims (8)

1. ファンの寿命予測装置であって、
   演算処理をする中央演算処理部の使用率と、前記中央演算処理部の温度と、前記ファンの回転数とのうちの少なくとも一つに基づいて前記ファンが設けられた装置の内部の温度を算出する温度算出部と、
   温度に応じた前記ファンの寿命を示す寿命データを記憶した記憶部と、
   前記温度算出部が算出した前記内部の温度と、前記寿命データとに基づいて前記ファンの残り寿命を算出する寿命予測部と、
   を備えることを特徴とする寿命予測装置。
2. 前記寿命データは、温度の変化に応じて、前記ファンの寿命が変化するデータである
   ことを特徴とする請求項１に記載の寿命予測装置。
3. 前記温度算出部は、前記中央演算処理部の使用率と、前記中央演算処理部の温度と、前記ファンの回転数とのうちの少なくとも一つに加えて、前記ファンが設けられた装置の外部の温度に基づいて、前記内部の温度を算出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の寿命予測装置。
4. 前記寿命予測部は、前記温度算出部が算出した前記内部の温度における前記ファンの寿命を前記寿命データに基づいて算出し、算出したファンの寿命に対する前記ファンが設けられた装置の稼働時間の割合を算出する
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の寿命予測装置。
5. 前記寿命予測部は、前記ファンの寿命に対する前記ファンが設けられた装置の稼働時間の割合を用いて、前記ファンの残り寿命を算出する
   ことを特徴とする請求項４に記載の寿命予測装置。
6. 前記記憶部は、前記中央演算処理部の使用率毎に定められた前記外部の温度と前記内部の温度との関係を示す第１の関係を少なくとも一つ記憶し、
   前記温度算出部は、前記中央演算処理部の使用率と、前記外部の温度と、前記第１の関係とに基づいて、前記内部の温度を算出する
   ことを特徴とする請求項３に記載の寿命予測装置。
7. 前記記憶部は、前記中央演算処理部の使用率と前記ファンの回転数とに応じた前記内部の温度を示す第２の関係を記憶し、
   前記温度算出部は、前記中央演算処理部の使用率と、前記ファンの回転数と、前記第２の関係とに基づいて、前記内部の温度を算出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の寿命予測装置。
8. 前記寿命データを前記記憶部に入力する入力部を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の寿命予測装置。

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