KR20190009738A - 프로그래머블 로직 컨트롤러, 유닛의 수명 산출 방법 및 시한 수명 부품 탑재 유닛 - Google Patents

프로그래머블 로직 컨트롤러, 유닛의 수명 산출 방법 및 시한 수명 부품 탑재 유닛 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제어 유닛(3)과, 시한 수명 부품이 탑재된 전원 유닛(2)을 포함하여 구성된 프로그래머블 로직 컨트롤러(100)로서, 전원 유닛(2)은 전원 유닛(2)의 잔여 수명을 나타내는 잔여 수명 정보를 유지하는 잔여 수명 기억부(21)를 구비하고, 제어 유닛(3)은 프로그래머블 로직 컨트롤러(100)의 부하 전류를 산출하는 부하 전류 산출부(31)와, 유저로부터 취득한 주위 온도 정보와, 부하 전류에 기초하여, 프로그래머블 로직 컨트롤러(100)가 가동 중인 시한 수명 부품의 온도의 추정치를 산출하는 추정 온도 산출부(32)와, 프로그래머블 로직 컨트롤러(100)의 가동 시간과 추정치에 기초하여, 잔여 수명 정보를 갱신하는 잔여 수명 산출부(33)를 구비한다.

Description

프로그래머블 로직 컨트롤러, 제어 유닛 및 유닛의 수명 산출 방법
본 발명은 부품의 수명을 진단하는 기능을 가지는 프로그래머블 로직 컨트롤러, 제어 유닛 및 유닛의 수명 산출 방법에 관한 것이다.
프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC：Programmable Logic Controller, 이하, PLC라고 칭함)는, 복수의 유닛으로 구성되는 것이 일반적이다. PLC를 구성하는 유닛 중 하나인 전원 유닛은 전해 콘덴서와 같은, 시한 수명(limited-life) 부품이 탑재되어 있어, 전원 유닛 자체가 수명을 가진다. PLC의 시스템을 보수하기 위해서는, 전원 유닛과 같은, 시한 수명 부품이 탑재된 유닛의 교환 시기의 관리가 필요하다. 이것을 행하지 않는 경우, 유닛에 탑재된 시한 수명 부품이 수명을 다했을 때, 돌연 시스템이 정지된다고 하는 문제가 생긴다.
이러한 문제에 대해서, 특허 문헌 1에는, 시한 수명 부품의 수명이 고온일수록 짧아지는 성질을 고려하면서, 시한 수명 부품이 탑재된 전원 유닛의 교환 시기를 계산하는 발명이 기재되어 있다. 특허 문헌 1에 기재된 발명은, 시한 수명 부품의 주위 온도와, 주위 온도가 미리 정해진 값 이상이 된 상태에서의 동작 시간을 측정하고, 측정 결과에 기초하여, 전원 유닛의 교환 시기 또는 전원 유닛의 남은 사용 가능 시간을 연산한다.
특허 문헌 1: 일본 특개평 11－175112호 공보
그렇지만, 특허 문헌 1에 기재된 발명에서는, 온도를 검출하기 위한 부품을 추가할 필요가 있어, 코스트가 증대된다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 코스트가 증대되는 것을 방지하면서 시한 수명 부품이 탑재된 유닛의 교환 시기를 산출하는 것이 가능한 프로그래머블 로직 컨트롤러를 얻는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하여 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 제어 유닛과, 시한 수명 부품이 탑재된 시한 수명 부품 탑재 유닛을 포함하여 구성된 프로그래머블 로직 컨트롤러이다. 시한 수명 부품 탑재 유닛은 시한 수명 부품 탑재 유닛의 잔여 수명을 나타내는 잔여 수명 정보를 유지하는 잔여 수명 기억부를 구비한다. 제어 유닛은 프로그래머블 로직 컨트롤러의 부하 전류를 산출하는 부하 전류 산출부를 구비한다. 또, 제어 유닛은 유저로부터 취득한 주위 온도 정보와, 부하 전류에 기초하여, 프로그래머블 로직 컨트롤러가 가동 중인 시한 수명 부품의 온도의 추정치를 산출하는 추정 온도 산출부와, 프로그래머블 로직 컨트롤러의 가동 시간과 추정치에 기초하여, 잔여 수명 정보를 갱신하는 잔여 수명 산출부를 구비한다.
본 발명에 의하면, 코스트가 증대되는 것을 방지하면서 시한 수명 부품이 탑재된 유닛의 교환 시기를 산출하는 것이 가능한 프로그래머블 로직 컨트롤러를 실현할 수 있다고 하는 효과를 달성한다.
도 1은 프로그래머블 로직 컨트롤러의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 2는 프로그래머블 로직 컨트롤러의 동작예를 나타내는 순서도이다.
도 3은 제1 대응 정보의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 제2 대응 정보의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는 정격 전류 정보의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6은 제어 유닛을 실현하는 하드웨어의 구성예를 나타내는 도면이다.
이하에, 본 발명의 실시 형태에 따른 프로그래머블 로직 컨트롤러, 제어 유닛 및 유닛의 수명 산출 방법을 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시 형태에 의해 이 발명이 한정되는 것은 아니다.
실시 형태.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC)의 구성예를 나타내는 도면이다. 본 실시 형태에 따른 PLC(100)는 복수의 유닛을 조합하여 실현된다. 구체적으로는, PLC(100)는 베이스 유닛(1), 전원 유닛(2), 제어 유닛(3) 및 피제어 유닛(4)과 같은 각종 유닛으로 구성된다. 또한, PLC(100)는 피제어 유닛(4)을 1대 이상 구비한다.
베이스 유닛(1)은 전원 유닛(2), 제어 유닛(3) 및 피제어 유닛(4)을 전기적으로 접속한다. 전원 유닛(2)은 베이스 유닛(1)을 통해서 제어 유닛(3) 및 피제어 유닛(4)에 대해서 전원을 공급한다. 제어 유닛(3)은 피제어 유닛(4)을 제어한다. 피제어 유닛(4)은 제어 유닛(3)으로부터의 지시에 따라 동작을 행하는 각종의 유닛이다. 피제어 유닛(4)으로서는, 생산 장치 및 설비 장치에 장착한 센서 등으로부터의 신호를 입력하는 입력 유닛, 액츄에이터 등에 제어 신호를 출력하는 출력 유닛, PLC(100)를 통신 네트워크에 접속하는 네트워크 유닛 등이 해당한다.
전원 유닛(2)에는 도시를 생략한 시한 수명 부품이 탑재되어 있고, 전원 유닛(2) 자체가 수명을 가진다. 시한 수명 부품의 일례는 전해 콘덴서이다. 또한, 전원 유닛(2)에 복수의 시한 수명 부품이 탑재되어 있는 경우, 전원 유닛(2)의 수명은, 탑재되어 있는 복수의 시한 수명 부품 중에서 가장 수명이 짧은 시한 수명 부품의 수명과 같게 된다. 시한 수명 부품 탑재 유닛인 전원 유닛(2)은 전원 유닛(2)의 남은 수명의 정보인 잔여 수명 정보를 기억하는 잔여 수명 기억부(21)를 구비한다. 잔여 수명 기억부(21)는 불휘발성 메모리로 실현된다. 잔여 수명 기억부(21)가 기억하는 잔여 수명 정보는 제어 유닛(3)에 의해 갱신된다. 잔여 수명 정보의 초기치는 전원 유닛(2)의 수명 즉 사용 개시 전의 전원 유닛(2)의 남은 수명을 나타낸다. 또한, 이하의 설명에 대해 「남은 수명」을 「잔여 수명」이라고 표현한다.
제어 유닛(3)은 부하 전류 산출부(31), 추정 온도 산출부(32), 잔여 수명 산출부(33), 가동 시간 계측부(34), 수명 알림부(35) 및 기억부(36)를 구비한다. 부하 전류 산출부(31), 추정 온도 산출부(32), 잔여 수명 산출부(33) 및 가동 시간 계측부(34)는, 전원 유닛(2)의 잔여 수명을 산출하는 수명 진단부(30)를 구성한다.
부하 전류 산출부(31)는 PLC(100)에 흐르는 부하 전류를 산출한다. 추정 온도 산출부(32)는 PLC(100)의 부하 전류에 기초하여, PLC(100)가 가동 중인 시한 수명 부품의 추정 온도를 산출한다. 잔여 수명 산출부(33)는 PLC(100)가 가동 중인 시한 수명 부품의 추정 온도 및 PLC(100)의 가동 기간에 기초하여 전원 유닛(2)의 잔여 수명을 산출한다. 가동 시간 계측부(34)는 PLC(100)의 가동 시간을 계측한다.
수명 알림부(35)는 전원 유닛(2)의 잔여 수명이 미리 정해진 길이가 되면 그것을 유저에게 알린다.
기억부(36)는 수명 진단부(30)의 각 부가 전원 유닛(2)의 잔여 수명을 산출할 때 사용하는 정보, 구체적으로는, 부하 전류 정보, 주위 온도 정보, 제1 대응 정보, 제2 대응 정보 및 정격 전류 정보를 유지한다. 기억부(36)는 이들 정보를, 도시를 생략하고 있는 입력 장치를 통해서, 미리 유저로부터 취득한다. 입력 장치는 마우스, 키보드, 터치 패널 등이 해당한다.
부하 전류 정보는 PLC(100)가 가동 중인 PLC(100)의 부하 전류의 정보이다. PLC(100)의 부하 전류는 PLC(100)를 실제로 가동시켜 측정에 의해 구해도 되고, PLC(100)를 구성하고 있는 각 유닛의 정격 전류의 합계치를 산출하여 이것을 부하 전류로 해도 된다. 주위 온도 정보는 PLC(100)가 가동하기 전의 PLC(100)의 주위 온도의 정보이다. PLC(100)가 가동하기 전은 PLC(100)를 구성하는 각 부품에 전류가 흐르지 않아 발열이 없기 때문에, PLC(100)의 주위 온도를 시한 수명 부품의 온도로 간주할 수 있다. 즉, PLC(100)의 주위 온도의 정보는, PLC(100)가 가동하기 전의 시한 수명 부품의 온도를 나타내는 정보이기도 하다. 또한, PLC(100)가 가동하고 있지 않은 상태에서도 대기 전류가 흐르는 등의 이유로부터, PLC(100)의 주위 온도와 시한 수명 부품의 온도가 상이한 경우도 생각할 수 있다. 그러나, PLC(100)의 주위 온도와 시한 수명 부품의 온도의 차는 통상은 일정하게 된다. 그 때문에, PLC(100)가 가동하기 전의 PLC(100)의 주위 온도와 시한 수명 부품의 온도가 상이한 경우, 이들의 온도 차에 대한 정보도 기억부(36)에서 유지하도록 한다. PLC(100)가 도입되는 생산 현장에서는 온도가 일정하게 되도록 온도 제어가 행해지는 것이 일반적이다. 이러한 경우, 온도 제어의 목표 온도를, PLC(100)가 가동하기 전의 PLC(100)의 주위 온도로 할 수 있다. 제1 대응 정보는 PLC(100)의 부하 전류와 시한 수명 부품의 추정 온도의 상승량의 대응 관계를 나타내는 정보이다. 제2 대응 정보는 PLC(100)의 시한 수명 부품의 추정 온도와 전원 유닛(2)의 수명 계수의 대응 관계를 나타내는 정보이다. 전원 유닛(2)의 수명 계수란, 잔여 수명 산출부(33)가 전원 유닛(2)의 잔여 수명을 산출하는 처리에서 이용되는 계수이다. 전원 유닛(2)의 수명 계수는, 예를 들면, 전원 유닛(2)에 탑재된 시한 수명 부품의 온도마다의 수명과, 규정의 주위 온도(예를 들면 20℃)의 환경에 있어서 전원 유닛(2)을 사용한 경우의 전원 유닛(2)의 수명인 수명 사양을 이용하여, 다음 식 (1)로 나타낼 수 있다. 정격 전류 정보는 PLC(100)를 구성하는 각 유닛의 정격 전류의 정보이다.
(수명 계수)=(시한 수명 부품의 온도 마다의 수명)/(수명 사양) … (1)
또한, 제어 유닛(3)의 기억부(36)가 유지하고 있는 정보의 일부 또는 모두를 전원 유닛(2) 또는 피제어 유닛(4)에서 유지하도록 해도 된다.
또, 전원 유닛(2)으로부터 잔여 수명 기억부(21)를 삭제하고, 제어 유닛(3)의 기억부(36)가 전원 유닛(2)의 잔여 수명 정보를 유지하는 구성으로 하는 것도 생각할 수 있지만, 전원 유닛(2)이 잔여 수명 기억부(21)를 구비하는 구성이 바람직하다. 도 1에 도시한 것 같은, 전원 유닛(2)이 잔여 수명 기억부(21)를 구비하는 구성으로 했을 경우, 제어 유닛(3)이 교환된 경우에도, 교환 후의 새로운 제어 유닛(3)이 잔여 수명 기억부(21)에서 기억되어 있는 잔여 수명 정보를 사용하여, 전원 유닛(2)의 잔여 수명을 알 수 있기 때문이다. PLC는 생산 현장에서 요구하는 기능을 실현하기 위해서 필요한 유닛을 조합하여 구성되기 때문에, 생산 설비의 변경 등에 따라서 유닛의 조합이 변경될 가능성이 있다. 즉, 제어 유닛과 전원 유닛의 조합이 변경이 될 가능성이 있다. 예를 들면, PLC를 구성하는 유닛의 수가 증가하면 전원 유닛을 보다 큰 용량의 것으로 교환할 필요성이 생기는 경우가 있다. 이 때, 반드시 신규의 전원 유닛으로 교환되는 것이 아니고, 다른 PLC에서 사용한 실적이 있는 전원 유닛으로 교환될 가능성이 있다. 또, 제어 유닛이 고장나, 제어 유닛을 교환할 필요성이 생기는 경우도 있다. 제어 유닛이 전원 유닛의 잔여 수명 정보를 유지하는 경우, 제어 유닛과 전원 유닛의 조합이 변경되면, 변경 후는 전원 유닛의 잔여 수명을 산출할 수 없게 된다. 한편, 전원 유닛이 잔여 수명 기억부를 구비한 구성의 경우, 제어 유닛과 전원 유닛의 조합이 변경된 후도 전원 유닛의 잔여 수명을 산출할 수 있다.
이어서, PLC(100)의 동작, 구체적으로는 시한 수명 부품이 탑재된 전원 유닛(2)의 잔여 수명을 제어 유닛(3)이 산출하는 경우의 동작에 대해 설명한다. 도 2는 PLC(100)의 동작예를 나타내는 순서도이다. 도 2에 도시한 순서도에 따른 동작은 제어 유닛(3)이 행한다. 제어 유닛(3)은 PLC(100)의 전원이 투입되면 도 2에 도시한 수명 동작을 개시한다.
PLC(100)의 전원이 투입되면, 먼저, 제어 유닛(3)의 수명 진단부(30)에 있어서, 잔여 수명 산출부(33)가, 전원 유닛(2)의 잔여 수명 기억부(21)로부터 잔여 수명 정보를 취득한다(스텝 S11). 또, 제어 유닛(3)의 수명 진단부(30)에 있어서, 추정 온도 산출부(32)가 기억부(36)로부터 부하 전류 정보 및 주위 온도 정보를 취득한다(스텝 S12).
다음에, 추정 온도 산출부(32)가 기억부(36)가 유지하고 있는 제1 대응 정보에 액세스하여, 부하 전류(I)에 대한 상승 온도(ΔT)를 취득한다(스텝 S13). 도 3은 제1 대응 정보의 일례를 나타내는 도면이다. 도 3에 도시한 것처럼, 제1 대응 정보는 부하 전류와 상승 온도의 대응을 나타내는 정보이다. 또한, 제1 대응 정보는 부하 전류와 상승 온도의 대응 관계를 알 수 있는 정보이면 어떠한 것이어도 좋고, 수식이어도 좋다. 스텝 S13에 있어서, 추정 온도 산출부(32)는 스텝 S12에서 취득한 부하 전류 정보가 나타내는 부하 전류(I)에 대응하는 상승 온도(ΔT)를 제1 대응 정보를 사용하여 구한다.
다음에, 추정 온도 산출부(32)가 스텝 S13에서 취득한 상승 온도(ΔT)와 스텝 S12에서 취득한 주위 온도 정보에 기초하여 추정 온도(T)를 산출한다(스텝 S14). 스텝 S14에 있어서, 추정 온도 산출부(32)는 주위 온도 정보가 나타내는 주위 온도에 상승 온도를 가산하여 추정 온도를 구한다. 추정 온도는 PLC(100)가 가동하고 있는 상태에 있어서의 PLC(100)의 시한 수명 부품의 온도의 추정치이다.
다음에, 잔여 수명 산출부(33)가, 기억부(36)가 유지하고 있는 제2 대응 정보에 액세스하여, 추정 온도(T)에 대한 수명 계수를 취득한다(스텝 S15). 도 4는 제2 대응 정보의 일례를 나타내는 도면이다. 도 4에 도시한 것처럼, 제2 대응 정보는 추정 온도와 수명 계수의 대응을 나타내는 정보이다. 수명 계수는 추정 온도가 높아질수록 작아진다. 또, 추정 온도가 전원 유닛(2)의 수명 사양을 만족하는, 시한 수명 부품의 온도 상한치와 같은 경우의 수명 계수는 1이 된다. 시한 수명 부품의 온도 상한치는 시한 수명 부품의 동작이 보증되는 온도 범위의 상한의 온도이며, 예를 들면, 동작이 보증되는 온도 범위가 0~30℃인 경우의 시한 수명 부품의 온도 상한치는 30℃이다. 시한 수명 부품의 온도 상한치는, 도 4에 도시한 「정격 온도」에 상당한다. 또한, 제2 대응 정보는 추정 온도와 수명 계수의 대응 관계를 알 수 있는 정보이면 어떠한 것이어도 좋고, 수식이어도 좋다. 스텝 S15에 있어서, 잔여 수명 산출부(33)는 스텝 S14에서 산출한 추정 온도(T)에 대응하는 수명 계수를 제2 대응 정보를 사용하여 구한다.
다음에, 제어 유닛(3)의 수명 진단부(30)에 있어서, 가동 시간 계측부(34)가, 일정 시간, PLC(100)의 가동 시간을 계측한다(스텝 S16). 가동 시간 계측부(34)는, 예를 들면, 30분간, 1시간 등, 미리 정해진 일정 시간에 걸쳐서, PLC(100)의 가동 시간을 계측한다. 가동 시간 계측부(34)는 PLC(100)가 정지 중에는 PLC(100)를 가동시키는 조작이 행해졌는지 여부를 감시하고, PLC(100)가 가동 중에는 PLC(100)를 정지시키는 조작이 행해졌는지 여부를 감시하여, PLC(100)의 가동 시간을 계측한다. 즉, 가동 시간 계측부(34)는 PLC(100)를 가동시키는 조작을 검출하면 계시(計時)를 개시하고, PLC(100)를 정지시키는 조작을 검출하면 계시를 정지한다.
다음에, 제어 유닛(3)의 수명 진단부(30)에 있어서, 잔여 수명 산출부(33)가, 스텝 S16에서 가동 시간 계측부(34)가 계측한 가동 시간과, 스텝 S15에서 취득한 수명 계수에 기초하여, 스텝 S11에서 취득하여 유지해 둔 잔여 수명 정보를 갱신한다(스텝 S17). 잔여 수명 산출부(33)는 다음 식 (2)에 따라서 갱신 후의 잔여 수명을 산출하여, 갱신 후의 잔여 수명을 나타내는 값으로 잔여 수명 정보를 갱신한다.
(갱신 후의 잔여 수명)=(갱신 전의 잔여 수명)－(가동 시간)/(수명 계수) … (2)
다음에, 잔여 수명 산출부(33)가 갱신 후의 잔여 수명 정보가 나타내는 잔여 수명이 임계치인 미리 정해져 있는 잔여 수명 설정치 이하인지 여부를 확인한다(스텝 S18). 잔여 수명이 잔여 수명 설정치 이하가 아닌 경우(스텝 S18：No), 잔여 수명 산출부(33)가 갱신 후의 잔여 수명 정보를 전원 유닛(2)의 잔여 수명 기억부(21)에 기입한다(스텝 S20). 한편, 잔여 수명이 잔여 수명 설정치 이하인 경우(스텝 S18：Yes), 제어 유닛(3)의 수명 알림부(35)가 전원 유닛(2)의 잔여 수명이 적어진 것을 유저에게 알린다(스텝 S19). 잔여 수명 설정치는, 예를 들면, 전원 유닛(2)의 잔여 수명이 30시간이 되었을 경우에 유저에게 알림이 행해지도록 하는 값으로 한다. 잔여 수명 설정치를 유저가 변경할 수 있는 구성으로 해도 된다. 수명 알림부(35)에 의한 유저에게의 알림은 어떠한 방법으로 행해도 상관없다. 수명 알림부(35)는 디스플레이 등의 표시 장치를 사용하여 유저에게의 알림을 행해도 되고, LED(Light Emitting Diode)를 사용하여 유저에게의 알림을 행해도 된다. 그 외의 방법으로 유저에게의 알림을 행해도 상관없다. 수명 알림부(35)가 스텝 S19를 실행한 후는 잔여 수명 산출부(33)가 스텝 S20을 실행한다.
또한, 도 2에서의 기재는 생략했지만, 제어 유닛(3)은 PLC(100)의 전원을 OFF로 하는 조작이 행해졌는지 여부를 항상 감시하고 있다. 제어 유닛(3)은 전원을 OFF로 하는 조작이 행해진 것을 검출했을 경우, 각 피제어 유닛(4)의 제어를 정지함과 아울러, 그 시점의 최신의 잔여 수명 정보를 전원 유닛(2)의 잔여 수명 기억부(21)에 기입한다. 즉, 제어 유닛(3)은 전원을 OFF로 하는 조작이 행해진 것을 검출했을 경우에도, 도 2에 도시한 스텝 S20의 처리와 마찬가지의 처리를 실행한다. 이와 같이, 전원 유닛(2)의 잔여 수명 기억부(21)가 유지하는 잔여 수명 정보는 PLC(100)의 전원을 OFF로 하는 조작이 행해졌을 경우에도 갱신된다. 그 때문에, 도 2에 도시한 스텝 S20의 처리에 대해서는 생략하는 것도 가능하다. 다만, 정전 등의 원인에 의해, 전원을 OFF로 하는 조작이 행해지는 일 없이 PLC(100)의 동작이 정지할 가능성도 있기 때문에, 스텝 S20의 처리를 포함하는 구성으로 함으로써, 시한 수명 부품이 탑재된 유닛의 교환 시기의 추정 정밀도를 높일 수 있다.
스텝 S20을 실행한 후, 제어 유닛(3)의 수명 진단부(30)에 있어서, 부하 전류 산출부(31)가 부하 전류 정보를 갱신한다(스텝 S21). 이 스텝 S21에 있어서, 부하 전류 산출부(31)는 PLC(100)의 부하 전류에 변화가 있는지 여부를 확인하여, 변화가 있는 경우에는 부하 전류 정보를 갱신한다. 부하 전류 산출부(31)는 부하 전류 정보를 갱신했을 경우, 갱신 후의 부하 전류 정보를 추정 온도 산출부(32)에 전달한다. 스텝 S21를 실행한 후는 스텝 S13으로 돌아간다.
여기서, 스텝 S21를 실행하는 이유에 대해 설명한다. PLC(100)는 가동 중에 구성이 변경되는 경우, 구체적으로는, 베이스 유닛(1)에 장착되어 있는 피제어 유닛(4)이 제거되거나, 또는 베이스 유닛(1)에 피제어 유닛(4)이 새롭게 장착되는 경우가 있다. 또, 베이스 유닛(1)에 장착된 피제어 유닛(4)이 고장나는 등 하여 동작을 정지하는 경우도 있다. PLC(100)의 구성이 변화하면 부하 전류도 변화하기 때문에, 부하 전류 산출부(31)는 PLC(100)의 구성이 변화했는지 여부를 확인하여, 구성의 변화를 검출했을 경우에는 부하 전류 정보를 갱신한다. PLC(100)의 구성이 변화에 맞춰서 부하 전류 정보를 갱신함으로써, 잔여 수명의 산출 정밀도를 향상시킬 수 있어 전원 유닛(2)의 적절한 교환 시기를 유저에게 알릴 수 있다.
PLC(100)의 구성이 변화했는지 여부에 대한 확인은, 부하 전류 산출부(31)가 피제어 유닛(4)의 각각의 존재를 확인하기 위한 제어 신호를 송신함으로써 행한다. 구체적으로는, 부하 전류 산출부(31)는 피제어 유닛(4)의 존재 확인용의 제어 신호를 송신하고, 이 제어 신호를 수신한 각 피제어 유닛(4)은 응답 신호를 송신한다. 응답 신호는 송신원의 각 피제어 유닛(4)의 식별 정보를 포함하는 것으로 한다. 부하 전류 산출부(31)는 수신한 응답 신호의 송신원의 피제어 유닛(4)이 베이스 유닛(1)에 장착되고, 동작하고 있다고 판단한다.
부하 전류 산출부(31)는 PLC(100)의 구성의 확인, 즉, 동작하고 있는 피제어 유닛(4)의 확인이 완료되면, 확인 결과에 기초하여, 갱신 후의 부하 전류 정보를 산출한다. 구체적으로는, 부하 전류 산출부(31)는 동작하고 있는 피제어 유닛(4)의 정격 전류, 전원 유닛(2)의 정격 전류 및 제어 유닛(3)의 정격 전류의 합계치를 산출하여, 이것을 부하 전류 정보로 한다. 동작하고 있는 피제어 유닛(4), 전원 유닛(2) 및 제어 유닛(3)의 정격 전류는, 기억부(36)가 유지하고 있는 정격 전류 정보로부터 알 수 있다. 도 5는 기억부(36)가 유지하고 있는 정격 전류 정보의 일례를 나타내는 도면이다. 정격 전류 정보는 유닛의 명칭과 같은 식별 정보와, 정격 전류치를 포함한다. 정격 전류 정보는 PLC(100)의 베이스 유닛(1)에 장착하는 것이 가능한 모든 유닛, 즉 전원 유닛(2), 제어 유닛(3) 및 피제어 유닛(4)의 식별 정보 및 정격 전류치를 포함하고 있는 것으로 한다. 예를 들면, PLC(100)가 도 5에 도시한 수명 A~D에 대응하는 유닛으로 구성되어 있는 경우, 부하 전류 산출부(31)는 10＋5＋20＋10=45［A］를 갱신 후의 부하 전류 정보로 한다.
또한, PLC(100)의 구성이 변화되어 있지 않은 경우, 부하 전류 산출부(31)는 갱신 후의 부하 전류 정보를 산출하지 않아도 된다. 또, 부하 전류 산출부(31)는 갱신 후의 부하 전류 정보를 기억부(36)에 기입하도록 해도 된다. 또, PLC(100)의 구성을 확인하기 위한 제어 신호의 송신, 즉 피제어 유닛(4)의 각각의 존재를 확인하기 위한 제어 신호의 송신은, 부하 전류 산출부(31) 이외가 행하도록 해도 된다. 또, 제어 유닛(3)이 PLC(100)의 구성을 확인하기 위한 제어 신호를 송신하여 응답 신호를 수신하는 처리는, 스텝 S20을 실행한 후에 행하는 것이 아니라, 스텝 S13~S20의 처리를 행하고 있는 동안의 임의의 타이밍에서 행하도록 해도 된다. 예를 들면, 제어 유닛(3)은 피제어 유닛(4)의 각각의 존재를 확인하기 위한 제어 신호를 정주기로 송신해도 된다.
다음에, 도 1에 도시한 수명 제어 유닛(3)의 각 구성요소를 실현하는 하드웨어에 대해 설명한다. 도 6은 제어 유닛(3)을 실현하는 하드웨어의 구성예를 나타내는 도면이다. 제어 유닛(3)의 부하 전류 산출부(31), 추정 온도 산출부(32), 잔여 수명 산출부(33), 가동 시간 계측부(34) 및 수명 알림부(35)는, 도 6에 도시한 수명 프로세서(101) 및 메모리(102)로 실현되는 것이 가능하다. 구체적으로는, 부하 전류 산출부(31), 추정 온도 산출부(32), 잔여 수명 산출부(33), 가동 시간 계측부(34) 및 수명 알림부(35)로서 동작하기 위한 프로그램을 메모리(102)에 격납해 두고, 프로세서(101)가 메모리(102)에 격납되어 있는 프로그램을 읽어내어 실행함으로써, 이들 각 구성요소를 실현할 수 있다.
프로세서(101)는 CPU(Central Processing Unit, 중앙 처리 장치, 처리 장치, 연산 장치, 마이크로 프로세서, 마이크로 컴퓨터, 프로세서, DSP(Digital Signal Processor)라고도 함), 시스템 LSI(Large Scale Integration)와 같은 처리 회로이다. 메모리(102)는 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), 플래쉬 메모리, EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)과 같은, 불휘발성 또는 휘발성의 반도체 메모리, 자기 디스크, 광디스크 등이다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 따른 PLC(100)에 있어서, 제어 유닛(3)은 부하 전류 정보 및 주위 온도 정보에 기초하여, PLC(100)가 가동하고 있는 상태에 있어서의 PLC(100)의 시한 수명 부품의 추정 온도를 산출하고, 시한 수명 부품의 추정 온도에 대응하는 수명 계수와, PLC(100)의 가동 시간에 기초하여, 전원 유닛(2)의 잔여 수명을 산출한다. 이것에 의해, PLC(100)의 코스트가 증대되는 것을 방지하면서 전원 유닛(2)의 교환 시기를 산출할 수 있다. 또, 전원 유닛(2)이 자(自)유닛의 잔여 수명 정보를 유지하는 것으로 했으므로, 전원 유닛(2)과 조합하여 사용하는 제어 유닛(3)이 변경되었을 경우에도, 조합이 변경된 후의 PLC(100)에 있어서 전원 유닛(2)의 교환 시기를 산출할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 설명을 간단화하기 위해, 전원 유닛(2)에만 시한 수명 부품이 탑재되어 있는 것으로 하여 설명을 행했지만, 피제어 유닛(4)의 일부 또는 모두에 시한 수명 부품이 탑재되어 있기도 한다. 즉, PLC(100)에 시한 수명 부품 탑재 유닛이 복수 개 포함되기도 한다. 그 경우, 시한 수명 부품 탑재 유닛에 해당하는 피제어 유닛(4)은, 전원 유닛(2)과 마찬가지로, 잔여 수명 정보를 기억하는 잔여 수명 기억부를 구비한다. 시한 수명 부품 탑재 유닛이 복수 개 존재하는 경우, 제어 유닛(3)의 기억부(36)는 복수의 시한 수명 부품 탑재 유닛의 각각에 대해서, 상술한 제1 대응 정보 및 제2 대응 정보를 유지한다. 수명 진단부(30)는 시한 수명 부품 탑재 유닛의 잔여 수명을 산출할 때, 각 시한 수명 부품 탑재 유닛과 대응지어져 있는 제1 대응 정보 및 제2 대응 정보를 사용한다.
또, 제어 유닛(3)이 수명 알림부(35)를 구비하는 경우에 대하여 설명을 행했지만, 전원 유닛(2) 또는 피제어 유닛(4)이 수명 알림부를 구비하는 구성으로 해도 된다.
또, 기억부(36)가 부하 전류 정보를 미리 유지해 두고, 부하 전류 정보를 사용하여 PLC(100)의 시한 수명 부품의 추정 온도를 산출하는 것으로 하여 설명을 행했지만, 부하 전류를 측정하는 수단을 구비하고, 실측한 부하 전류치를 사용하여 PLC(100)의 시한 수명 부품의 추정 온도를 산출하고, 산출한 추정 온도에 기초하여 전원 유닛(2)의 잔여 수명을 산출하도록 해도 된다.
또한, 본 실시 형태에서는, PLC(100)가 도입되는 생산 현장에서 온도가 일정하게 되도록 온도 제어가 행해지는 것을 전제로 해서 설명을 행했지만, 온도 제어가 행해지고 있지 않은 환경에 PLC(100)가 설치될 가능성도 있다. 그러한 경우, PLC(100)의 제어 유닛(3)은 상술한 주위 온도 정보를 대신하여, 주위 온도를 추정하기 위한 정보를 기억부(36)에서 기억한다. 주위 온도를 추정하기 위한 정보로서는, 예를 들면, 1일의 온도 변화(주위 온도의 변화)를 나타내는 그래프이다. 1일의 온도 변화를 나타내는 그래프를 사용하여 전원 유닛(2)의 잔여 수명을 산출하는 경우, 제어 유닛(3)은, 먼저, PLC(100)의 전원이 투입되면, 현재 시각과 온도 변화를 나타내는 그래프를 대조하여 주위 온도의 추정치를 취득한다. 제어 유닛(3)은, 다음에, 취득한 추정치를 상술한 주위 온도 정보가 나타내는 주위 온도를 대신하여 사용하여, 시한 수명 부품의 추정 온도를 산출한다. 즉, 도 2에 도시한 스텝 S12에 있어서, 제어 유닛(3)은 부하 전류 정보와, 1일의 온도 변화를 나타내는 그래프인 주위 온도를 추정하기 위한 정보를 취득하여, 1일의 온도 변화를 나타내는 그래프 및 시각 정보에 기초하여 주위 온도의 추정치를 취득한다. 그리고, 제어 유닛(3)은 도 2에 도시한 스텝 S14에 있어서, 상승 온도 ΔT와 주위 온도의 추정치에 기초하여 추정 온도 T를 산출한다. 또, 주위 온도는 시간의 경과와 함께 변화하기 때문에, 제어 유닛(3)은 1일의 온도 변화를 나타내는 그래프 및 시각 정보에 기초하여 주위 온도의 추정치를 취득하는 처리를 일정 시간마다, 예를 들면 10분 경과할 때마다, 반복 실행하여, 주위 온도의 추정치를 갱신한다.
상술한 1일의 온도 변화를 나타내는 그래프는, 시각과 주위 온도의 대응표여도 된다. 또, 계절에 따라서 온도는 상이하기 때문에, 제어 유닛(3)은 예를 들면, 1월부터 12월의 각각의 월에 대응하는 12종류의 「1일의 온도 변화를 나타내는 그래프」또는 「시각과 주위 온도의 대응표」를 기억부(36)에서 기억하여, 12종류의 그래프 또는 대응표를 구분하여 사용하도록 해도 된다. 또는, 제어 유닛(3)은 1종류의 「1일의 온도 변화를 나타내는 그래프」또는 「시각과 주위 온도의 대응표」를 기억부(36)에 기억하고, 이것을 일시에 기초하여 보정한 다음 주위 온도의 추정치를 취득하는 등 해도 된다. 추가로, 제어 유닛(3)은 날씨 정보에 기초하여 주위 온도의 추정치를 보정하도록 해도 된다. 예를 들면, 제어 유닛(3)은 날씨가 「맑음」인 경우는 현재 시각 및 그래프 등으로부터 얻어지는 주위 온도의 추정치를 큰 값으로 보정하고, 「비」인 경우는 주위 온도의 추정치를 작은 값으로 보정한다. 이 경우, 제어 유닛(3)은, 도 1에서는 기재를 생략한 통신 네트워크를 통해서 외부로부터 날씨 정보를 취득한다. 제어 유닛(3)은 날씨 정보에 더하여, 시각마다의 예상 기온의 정보를 취득하는 등 해도 된다.
이상의 실시 형태에 나타낸 구성은, 본 발명의 내용의 일례를 나타내는 것이며, 다른 공지의 기술과 조합하는 것도 가능하고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 구성의 일부를 생략, 변경하는 것도 가능하다.
1: 베이스 유닛 2: 전원 유닛
3: 제어 유닛 4: 피제어 유닛
21: 잔여 수명 기억부 30: 수명 진단부
31: 부하 전류 산출부 32: 추정 온도 산출부
33: 잔여 수명 산출부 34: 가동 시간 계측부
35: 수명 알림부 36: 기억부
100: 프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC)

Claims (8)

  1. 제어 유닛과, 시한 수명(limited-life) 부품이 탑재된 시한 수명 부품 탑재 유닛을 포함하여 구성된 프로그래머블 로직 컨트롤러로서,
    상기 시한 수명 부품 탑재 유닛은,
    상기 시한 수명 부품 탑재 유닛의 잔여 수명을 나타내는 잔여 수명 정보를 유지하는 잔여 수명 기억부를 구비하고,
    상기 제어 유닛은
    상기 프로그래머블 로직 컨트롤러의 부하 전류를 산출하는 부하 전류 산출부와,
    유저로부터 취득한 주위 온도 정보와, 상기 부하 전류에 기초하여, 상기 프로그래머블 로직 컨트롤러가 가동 중인 시한 수명 부품의 온도의 추정치를 산출하는 추정 온도 산출부와,
    상기 프로그래머블 로직 컨트롤러의 가동 시간과 상기 추정치에 기초하여, 상기 잔여 수명 정보를 갱신하는 잔여 수명 산출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 프로그래머블 로직 컨트롤러.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 시한 수명 부품 탑재 유닛의 잔여 수명이 임계치 이하가 되었을 경우에 그 취지를 유저에게 알리는 수명 알림부를 구비하는 것을 특징으로 하는 프로그래머블 로직 컨트롤러.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 시한 수명 부품 탑재 유닛을 전원 유닛으로 하는 것을 특징으로 하는 프로그래머블 로직 컨트롤러.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부하 전류 산출부는 상기 프로그래머블 로직 컨트롤러를 구성하고 있는 각 유닛의 정격 전류치의 합계치를 산출하여 상기 부하 전류로 하는 것을 특징으로 하는 프로그래머블 로직 컨트롤러.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 잔여 수명 산출부는 상기 추정치로부터 도출되는 수명 계수를 상기 가동 시간에 곱셈하여 얻어진 시간을 상기 잔여 수명으로부터 감산하고, 감산 결과를 나타내는 정보를 갱신 후의 상기 잔여 수명 정보로 하는 것을 특징으로 하는 프로그래머블 로직 컨트롤러.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 시한 수명 부품 탑재 유닛을 복수 개 포함하고,
    상기 잔여 수명 산출부는 복수의 상기 시한 수명 부품 탑재 유닛의 각각에 대해 상기 수명 계수를 구하고, 상기 시한 수명 부품 탑재 유닛의 각각의 잔여 수명 정보를, 상기 시한 수명 부품 탑재 유닛의 각각에 대응하는 상기 수명 계수를 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 프로그래머블 로직 컨트롤러.
  7. 제어 유닛과, 시한 수명 부품이 탑재된 시한 수명 부품 탑재 유닛을 포함하여 구성된 프로그래머블 로직 컨트롤러의 상기 제어 유닛으로서,
    상기 프로그래머블 로직 컨트롤러의 부하 전류를 산출하는 부하 전류 산출부와,
    유저로부터 취득한 주위 온도 정보와, 상기 부하 전류에 기초하여, 상기 프로그래머블 로직 컨트롤러가 가동 중인 시한 수명 부품의 온도의 추정치를 산출하는 추정 온도 산출부와,
    상기 프로그래머블 로직 컨트롤러의 가동 시간과 상기 추정치에 기초하여, 상기 시한 수명 부품 탑재 유닛의 잔여 수명을 산출하는 잔여 수명 산출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 제어 유닛.
  8. 제어 유닛과, 시한 수명 부품이 탑재된 시한 수명 부품 탑재 유닛을 포함하여 구성된 프로그래머블 로직 컨트롤러에 있어서, 상기 시한 수명 부품 탑재 유닛의 잔여 수명을 산출하는 방법으로서,
    상기 제어 유닛이, 상기 프로그래머블 로직 컨트롤러의 부하 전류를 산출하는 스텝과,
    상기 제어 유닛이, 유저로부터 취득한 주위 온도 정보와, 상기 부하 전류에 기초하여, 상기 프로그래머블 로직 컨트롤러가 가동 중인 시한 수명 부품의 온도의 추정치를 산출하는 스텝과,
    상기 제어 유닛이, 상기 프로그래머블 로직 컨트롤러의 가동 시간과 상기 추정치에 기초하여, 상기 시한 수명 부품 탑재 유닛의 잔여 수명을 산출하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 유닛의 수명 산출 방법.
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