(57)【要約】【課題】装置コントロールレベルでのリレーを扱う不具合予知（Fault Prediction）を強化する。【解決手段】管理装置は、電流値ＣＴが第１の電流値帯域にあるときのリレーの実用累積開閉回数ＮＵ１をカウントする第１電流値帯域開閉回数計測部２０と、実用累積開閉回数ＮＵ１を記憶する第１電流値帯域開閉回数記憶部２１と、電流値ＣＴが第２の電流値帯域にあるときのリレーの実用累積開閉回数ＮＵ２をカウントする第２電流値帯域開閉回数計測部２２と、実用累積開閉回数ＮＵ２を記憶する第２電流値帯域開閉回数記憶部２３と、外部からリセット信号を受け取ったときに実用累積開閉回数ＮＵ１と実用累積開閉回数ＮＵ２をゼロにリセットするリセット部２４と、実用累積開閉回数ＮＵ１と実用累積開閉回数ＮＵ２をコントローラ外部に出力する実用累積開閉回数出力部２５とを備えている。【選択図】  図１
2016045752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
設定値ＳＰと制御量ＰＶとに基づき操作量ＭＶを算出する操作量算出手段と、
前記操作量ＭＶをアクチュエータに出力する操作量出力手段と、
前記操作量ＭＶの出力に応じて前記アクチュエータをオン／オフするリレーと前記アクチュエータとに流れる電流値ＣＴを取得する電流値入力手段と、
前記電流値ＣＴが複数の異なる電流値帯域のうち１つの電流値帯域にあるときの前記リレーの実用累積開閉回数を、電流値帯域別に計測する電流値帯域開閉回数計測手段と、
前記実用累積開閉回数を電流値帯域別に記憶する電流値帯域開閉回数記憶手段と、
外部からリセット信号を受け取ったときに、前記電流値帯域開閉回数記憶手段に記憶されている実用累積開閉回数をゼロにリセットするリセット手段と、
外部から出力要求を受けたときに、前記電流値帯域開閉回数記憶手段に記憶されている実用累積開閉回数をコントローラ外部に出力する実用累積開閉回数出力手段とを備えることを特徴とする管理装置。
【請求項２】
請求項１記載の管理装置において、
さらに、前記電流値帯域開閉回数記憶手段に記憶されている電流値帯域別の実用累積開閉回数に、各々重み付けをして加算することにより、実質累積開閉回数ＮＡを算出する実質累積開閉回数算出手段と、
外部から出力要求を受けたときに、前記実質累積開閉回数ＮＡをコントローラ外部に出力する実質累積開閉回数出力手段とを備え、
前記重みは、大電流の電流値帯域の実用累積開閉回数ほど重みが大きく、小電流の電流値帯域の実用累積開閉回数ほど重みが小さくなるように設定されることを特徴とする管理装置。
【請求項３】
設定値ＳＰと制御量ＰＶとに基づき操作量ＭＶを算出する操作量算出ステップと、
前記操作量ＭＶをアクチュエータに出力する操作量出力ステップと、
前記操作量ＭＶの出力に応じて前記アクチュエータをオン／オフするリレーと前記アクチュエータとに流れる電流値ＣＴを取得する電流値入力ステップと、
前記電流値ＣＴが複数の異なる電流値帯域のうち１つの電流値帯域にあるときの前記リレーの実用累積開閉回数を、電流値帯域別に計測する電流値帯域開閉回数計測ステップと、
前記実用累積開閉回数を電流値帯域別に電流値帯域開閉回数記憶手段に格納する電流値帯域開閉回数記憶ステップと、
外部からリセット信号を受け取ったときに、前記電流値帯域開閉回数記憶手段に記憶されている実用累積開閉回数をゼロにリセットするリセットステップと、
外部から出力要求を受けたときに、前記電流値帯域開閉回数記憶手段に記憶されている実用累積開閉回数をコントローラ外部に出力する実用累積開閉回数出力ステップとを含むことを特徴とする管理方法。
【請求項４】
請求項３記載の管理方法において、
さらに、前記電流値帯域開閉回数記憶手段に記憶されている電流値帯域別の実用累積開閉回数に、各々重み付けをして加算することにより、実質累積開閉回数ＮＡを算出する実質累積開閉回数算出ステップと、
外部から出力要求を受けたときに、前記実質累積開閉回数ＮＡをコントローラ外部に出力する実質累積開閉回数出力ステップとを含み、
前記重みは、大電流の電流値帯域の実用累積開閉回数ほど重みが大きく、小電流の電流値帯域の実用累積開閉回数ほど重みが小さくなるように設定されることを特徴とする管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度などのプロセス量を制御する制御系に係り、特に制御に使用するアクチュエータをオン／オフするリレーの実用累積開閉回数を管理する管理装置および管理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置では、ＥＥＳ（Equipment Engineering System）が実用段階へと移行してきている。ＥＥＳは、半導体製造装置が正常に機能しているかどうかをデータでチェックし、装置の信頼性や生産性を向上させるシステムである。ＥＥＳの主な目的は、装置自体を対象とする不具合検知（ＦＤ：Fault Detection）、不具合予知（ＦＰ：Fault Prediction）である（非特許文献１参照）。
【０００３】
ＦＤ／ＦＰには、装置コントロールレベル、モジュールレベル、サブシステムレベル、Ｉ／Ｏデバイスレベルという階層化の捉え方がある。装置コントロールレベルのＦＤ／ＦＰは、ホストまたはオペレータから指示された処理条件の基で装置機能が装置スペックの許容範囲内で動作しているかを監視／検知するＦＤ／ＦＰである。モジュールレベルのＦＤ／ＦＰは、デバイスもしくはサブシステムから構成されるモジュールが、指示値どおりに処理を行うことができるかを監視／検知するＦＤ／ＦＰである。サブシステムレベルのＦＤ／ＦＰは、フィードバック制御を行うような複数のデバイスからなる複合システムが、いくつかのパラメータ設定の基で安定して動作しているかを監視／検知するＦＤ／ＦＰである。Ｉ／ＯデバイスレベルのＦＤ／ＦＰは、装置を構成するセンサやアクチュエータが設計値どおりに安定して動作しているかを監視／検知するＦＤ／ＦＰである。このように、Ｉ／Ｏデバイスレベルの主体は、センサやアクチュエータである。
【０００４】
アクチュエータのＦＤ／ＦＰに関しては、（０，１）のビット列のデータ（アクチュエータデータ）で済むシーケンス制御的な動作については、特に実用段階にあると言える。ビット列データとプロセスデータを組合せて考慮すると、使用状態をより詳細に管理できるようになり、効率的である。
【０００５】
一方で、センサのＦＤ／ＦＰに関しては、温度、圧力、流量などのプロセス量が対象データになる。これらのデータについては、ｍｓｅｃ．レベルで全てのデータを保存するのが合理的とは言えない。そこで、センサのデータを装置が管理する処理単位毎に、あるいは一定の期間毎に代表値化して、代表値化した値をチェックするＥＥＳ対応の基板処理装置（特許文献１参照）などが提案されている。代表値とは、最大値、最小値、平均値などである。これらの代表値によりＦＤ／ＦＰが実現できれば、全てのデータを監視する場合と比較して通信量、必要メモリ量などを大幅に削減できるので効率的である。
【０００６】
代表値を利用したＦＤ／ＦＰとしては、劣化によるヒータ断線のＦＰや、過電流によるヒータ断線のＦＤなどが知られている。ヒータが劣化する場合、ヒータの抵抗値（非プロセス量）の平均値が徐々に上昇していくので、ヒータの抵抗値の平均値を代表値としてチェックすれば、劣化によるヒータの断線を予知することができる。また、過電流によってヒータが断線した場合、ヒータの抵抗値の最大値が突発的に上昇するので、ヒータの抵抗値の最大値を代表値としてチェックすれば、過電流によるヒータの断線を検知することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２１９４６０号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】「装置レベルでの装置機能の性能確認に関する解説書」，社団法人電子情報技術産業協会，２００５年３月２３日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上のようにヒータ断線のＦＤ／ＦＰの実用化は可能である。しかしながら、プロセス量の制御に使用するヒータなどのアクチュエータをオン／オフするリレーについてもＦＰ機能が必要である。従来、リレーが故障に至るまでの標準的な寿命は、リレーに流す電流に関係なく、リレーの実用累積開閉回数により見積もっていた。リレーに流れる電流が一定の場合は、実用累積開閉回数により、リレーの寿命時期を推測することができるが、動作条件によってリレーに流れる電流に差がある場合（例えば、定常モードと省電力モードなど）に大電流時の条件でリレーの寿命時期を推測するとリレーの頻繁な交換が必要になり、小電流時の条件でリレーの寿命時期を推測すると、交換前にリレーが故障する可能性があった。このように、単純に実用累積開閉回数でリレーの寿命を予測するだけではなく、簡易な方法で予測精度を向上することが求められている。なお、ヒータ断線予知との併用という意味で言えば、温度制御系で利用されるヒータ電力調整用のリレーということになるので、コントローラレベル（サブシステムレベル）での実装も考えられる。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、装置コントロールレベルでのリレーを扱うＦＰ機能を強化することができる管理装置および管理方法を提供することを目的とする。換言するならば、本発明は、簡易型の装置コントロールレベルで内蔵も外付けも可能な簡易型のＦＤ／ＦＰ関連機能を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の管理装置は、設定値ＳＰと制御量ＰＶとに基づき操作量ＭＶを算出する操作量算出手段と、前記操作量ＭＶをアクチュエータに出力する操作量出力手段と、前記操作量ＭＶの出力に応じて前記アクチュエータをオン／オフするリレーと前記アクチュエータとに流れる電流値ＣＴを取得する電流値入力手段と、前記電流値ＣＴが複数の異なる電流値帯域のうち１つの電流値帯域にあるときの前記リレーの実用累積開閉回数を、電流値帯域別に計測する電流値帯域開閉回数計測手段と、前記実用累積開閉回数を電流値帯域別に記憶する電流値帯域開閉回数記憶手段と、外部からリセット信号を受け取ったときに、前記電流値帯域開閉回数記憶手段に記憶されている実用累積開閉回数をゼロにリセットするリセット手段と、外部から出力要求を受けたときに、前記電流値帯域開閉回数記憶手段に記憶されている実用累積開閉回数をコントローラ外部に出力する実用累積開閉回数出力手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の管理装置の１構成例は、さらに、前記電流値帯域開閉回数記憶手段に記憶されている電流値帯域別の実用累積開閉回数に、各々重み付けをして加算することにより、実質累積開閉回数ＮＡを算出する実質累積開閉回数算出手段と、外部から出力要求を受けたときに、前記実質累積開閉回数ＮＡをコントローラ外部に出力する実質累積開閉回数出力手段とを備え、前記重みは、大電流の電流値帯域の実用累積開閉回数ほど重みが大きく、小電流の電流値帯域の実用累積開閉回数ほど重みが小さくなるように設定されることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の管理方法は、設定値ＳＰと制御量ＰＶとに基づき操作量ＭＶを算出する操作量算出ステップと、前記操作量ＭＶをアクチュエータに出力する操作量出力ステップと、前記操作量ＭＶの出力に応じて前記アクチュエータをオン／オフするリレーと前記アクチュエータとに流れる電流値ＣＴを取得する電流値入力ステップと、前記電流値ＣＴが複数の異なる電流値帯域のうち１つの電流値帯域にあるときの前記リレーの実用累積開閉回数を、電流値帯域別に計測する電流値帯域開閉回数計測ステップと、前記実用累積開閉回数を電流値帯域別に電流値帯域開閉回数記憶手段に格納する電流値帯域開閉回数記憶ステップと、外部からリセット信号を受け取ったときに、前記電流値帯域開閉回数記憶手段に記憶されている実用累積開閉回数をゼロにリセットするリセットステップと、外部から出力要求を受けたときに、前記電流値帯域開閉回数記憶手段に記憶されている実用累積開閉回数をコントローラ外部に出力する実用累積開閉回数出力ステップとを含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電流値帯域開閉回数計測手段と電流値帯域開閉回数記憶手段とリセット手段と実用累積開閉回数出力手段とを設けることにより、アクチュエータをオン／オフするリレーの実用状態を従来よりも詳細に管理することができるので、装置コントロールレベルでのリレーを扱うＦＰ機能を強化することができ、リレーの寿命を見積もることが可能になる。
【００１５】
また、本発明では、実質累積開閉回数算出手段と実質累積開閉回数出力手段とを設け、実質累積開閉回数ＮＡを算出する際の重みを、大電流の電流値帯域の実用累積開閉回数ほど重みが大きく、小電流の電流値帯域の実用累積開閉回数ほど重みが小さくなるように設定することにより、より実質的な累積開閉回数に相当する単一の指標を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係る管理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る加熱装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態においてアクチュエータとリレーとの関係を説明する回路図である。
【図４】本発明の実施の形態においてリレーがアクチュエータをオン／オフする動作を説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る管理装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態に係る管理装置の動作例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［発明の原理１］
電磁リレーの開閉機構には電気的寿命と機械的寿命があり、支配的なのは電気的寿命である。電気的寿命は、ある負荷条件（一般的には最大定格）で規定されており、その条件よりもリレーの接点に流れる電流が少なければ、電気的寿命は長くなる。
このような前提において、発明者は、温度制御系ではヒータ断線検知のためにヒータに流れる電流値ＣＴの計測が併用されていることに着眼した。そして、複数の電流値帯域を予め設定し、計測されている電流値帯域別にリレーの実用累積開閉回数を簡易型のコントローラ（温調計など）に記録し、そのコントローラでは実用累積開閉回数をゼロにリセットできるようにすれば、リレーの交換に伴い、個々のリレーの実用状態を従来よりも詳細に管理できることに想到した。
【００１８】
［発明の原理２］
大電流をオンオフしたときの実用累積開閉回数に大きめの重み付けをし、小電流をオンオフしたときの実用累積開閉回数に小さめの重み付けをして、これらの実用累積開閉回数を加算することにより、より実質的な累積開閉回数に相当する単一の指標を得られることになる。これにより、リレーの実用状態を従来よりも詳細に管理することの手間が低減できる。
【００１９】
［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態に係る管理装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態は、上記発明の原理１、発明の原理２に対応する例である。ここでは、管理装置を簡易型のコントローラ（温調計）で実現する例として説明する。また、説明を簡単化するため、電流値ＣＴを区別するための電流値帯域を２個とする。本実施の形態の管理装置は、従来から温調計に設けられている一般的構成である温調計制御機能部１と、本実施の形態の特徴的構成であるＦＤ／ＦＰ機能部２とから構成される。
【００２０】
温調計制御機能部１は、設定値ＳＰを温調計外部から入力する設定値入力部１０と、制御量ＰＶを図示しない計測器から入力する制御量入力部１１と、設定値ＳＰと制御量ＰＶに基づき操作量ＭＶを算出する操作量算出部１２と、操作量ＭＶを温調計外部に出力する操作量出力部１３と、電流値ＣＴを電流計測器から入力する電流値入力部１４とを備えている。
【００２１】
ＦＤ／ＦＰ機能部２は、電流値ＣＴが第１の電流値帯域（例えば１Ａ未満の小電流の帯域）にあるときのリレー１０７の実用累積開閉回数ＮＵ１をカウントする第１電流値帯域開閉回数計測部２０と、実用累積開閉回数ＮＵ１を記憶する第１電流値帯域開閉回数記憶部２１と、電流値ＣＴが第２の電流値帯域（例えば１Ａ以上の大電流の帯域）にあるときのリレー１０７の実用累積開閉回数ＮＵ２をカウントする第２電流値帯域開閉回数計測部２２と、実用累積開閉回数ＮＵ２を記憶する第２電流値帯域開閉回数記憶部２３と、外部からリセット信号を受け取ったときに、第１電流値帯域開閉回数記憶部２１に記憶されている実用累積開閉回数ＮＵ１と第２電流値帯域開閉回数記憶部２３に記憶されている実用累積開閉回数ＮＵ２とをゼロにリセットするリセット部２４と、実用累積開閉回数ＮＵ１と実用累積開閉回数ＮＵ２とを温調計外部に出力する実用累積開閉回数出力部２５と、実用累積開閉回数ＮＵ１と実用累積開閉回数ＮＵ２とに各々重み付けをして加算することにより、実質累積開閉回数ＮＡを算出する実質累積開閉回数算出部２６と、実質累積開閉回数ＮＡを温調計外部に出力する実質累積開閉回数出力部２７とを備えている。第１電流値帯域開閉回数記憶部２１と第２電流値帯域開閉回数記憶部２３とは、ＦＤ／ＦＰ機能部２の電源が切断されても情報を保持できる不揮発性のメモリでもよいし、電源が切断されると情報が失われる揮発性のメモリでもよい。
【００２２】
図２は本実施の形態の適用対象となる加熱装置の構成を示すブロック図である。加熱装置は、処理対象の被加熱物を加熱する加熱チャンバー１００と、電気ヒータ１０１と、加熱チャンバー１００内の温度を計測する温度センサ１０２と、加熱チャンバー１００内の温度を制御する温調計１０３と、電力調整器１０４と、電力供給回路１０５と、加熱装置全体を制御するＰＬＣ（Programmable Logic Controller）１０６とから構成される。
【００２３】
温調計１０３は、温度センサ１０２が計測した制御量ＰＶ（温度）が設定値ＳＰと一致するように操作量ＭＶを算出する。設定値ＳＰは例えばオペレータによって設定される。電力調整器１０４は、操作量ＭＶに応じた電力を決定し、この決定した電力を電力供給回路１０５を通じて電気ヒータ１０１に供給する。こうして、温調計１０３は、加熱チャンバー１００内の被加熱物の温度を制御する。図１の温調計制御機能部１とＦＤ／ＦＰ機能部２とは温調計１０３に実装される。
【００２４】
図３はアクチュエータ（本実施の形態では電気ヒータ１０１）とアクチュエータをオン／オフするリレーとの関係を説明する回路図である。
電力調整器１０４は、制御周期ｄＴ毎に操作量ＭＶに応じたデューティ比の制御信号を出力する。電力供給回路１０５は、電力調整器１０４から電磁コイルに入力される制御信号に応じて接点をオン／オフするリレー１０７と、電気ヒータ１０１に電力を供給する電源１０８と、電気ヒータ１０１に流れる電流値ＣＴを計測する電流計測器１０９とを備えている。
【００２５】
図４に示すようにリレー１０７は、制御周期ｄＴ毎に電気ヒータ１０１をオン／オフするが、このときのオン時間は電力調整器１０４からリレー１０７の電磁コイルに入力される制御信号のデューティ比に応じて変化する。こうして、電力調整器１０４から操作量ＭＶに応じたデューティ比の制御信号を出力し、この制御信号に応じてリレー１０７の接点をオン／オフさせ、電気ヒータ１０１に流すパルス電流のデューティー比を変化させることにより、温度を制御することができる。電流計測器１０９は、電気ヒータ１０１に流れる電流値ＣＴ（実効値）を計測するが、温調計１０３は、この電流計測器１０９の計測結果をサンプリング周期ｄｔ毎に取得する。一般的に、制御周期ｄＴはリレーの寿命を考慮し秒単位であるのに対し、サンプリング周期ｄｔはミリ秒単位である。
なお、図２、図３では、電力調整器１０４と電力供給回路１０５とを温調計１０３の外部に設けているが、これらを温調計１０３の内部に設けるようにしてもよい。
【００２６】
以下、本実施の形態の管理装置の動作を図５を参照して説明する。図５は管理装置の動作を示すフローチャートである。ここでは、設定値ＳＰを温度設定値、制御量ＰＶを温度計測値とし、例えば図２に示した加熱装置の温度制御中のデータを収集する場合について説明する。
【００２７】
初期状態において外部からリセット信号を受け取ったことにより、ＦＤ／ＦＰ機能部２のリセット部２４は、第１電流値帯域開閉回数記憶部２１に記憶されている実用累積開閉回数ＮＵ１と、第２電流値帯域開閉回数記憶部２３に記憶されている実用累積開閉回数ＮＵ２とを０にリセットする（図５ステップＳ１）。リセット信号が発生する状況としては、例えばリレー１０７の交換に伴ってオペレータが端末装置（不図示）を使ってリセット信号を温調計１０３に入力する等の状況がある。
【００２８】
設定値ＳＰは、オペレータなどによって設定され、設定値入力部１０を介して操作量算出部１２に入力される（図５ステップＳ２）。
制御量ＰＶは、計測器（図２の例では温度センサ１０２）によって計測され、制御量入力部１１を介して操作量算出部１２に入力される（図５ステップＳ３）。
【００２９】
温調計の制御動作が起動すると、温調計制御機能部１の操作量算出部１２は、周知の制御演算アルゴリズムに従って、設定値入力部１０から入力された設定値ＳＰと制御量入力部１１から入力された制御量ＰＶとが一致するように操作量ＭＶを算出する（図５ステップＳ４）。制御演算アルゴリズムとしては、例えばＰＩＤがある。操作量出力部１３は、操作量算出部１２によって算出された操作量ＭＶをアクチュエータに出力する（図５ステップＳ５）。図２の例では、電気ヒータ１０１に電力を供給する電力調整器１０４が、操作量ＭＶの実際の出力先となる。
温調計制御機能部１の電流値入力部１４は、電流計測器１０９から電流値ＣＴを取得する（図５ステップＳ６）。
【００３０】
次に、ＦＤ／ＦＰ機能部２の第１電流値帯域開閉回数計測部２０は、電流値ＣＴが第１の電流値帯域（例えば１Ａ未満の小電流の帯域）にあるときに、リレー１０７が開閉動作した場合（図５ステップＳ７においてＹＥＳ）、リレー１０７の実用累積開閉回数ＮＵ１を次式のように１増やす（図５ステップＳ８）。
ＮＵ１←ＮＵ１＋１                                              ・・・（１）
【００３１】
上記のとおり、リレー１０７は制御周期ｄＴ毎に開閉動作をするが、この動作は電力調整器１０４からリレー１０７の電磁コイルに入力される制御信号によって決まる。したがって、第１電流値帯域開閉回数計測部２０は、この制御信号がオンになり、次いでオフになったときに、リレー１０７が開閉動作したと見なすことができる。こうして、電流値ＣＴが第１の電流値帯域にあるときのリレー１０７の実用累積開閉回数ＮＵ１をカウントすることができる。
ＦＤ／ＦＰ機能部２の第１電流値帯域開閉回数記憶部２１は、第１電流値帯域開閉回数計測部２０により更新された実用累積開閉回数ＮＵ１を記憶する（図５ステップＳ９）。
【００３２】
一方、ＦＤ／ＦＰ機能部２の第２電流値帯域開閉回数計測部２２は、電流値ＣＴが第２の電流値帯域（例えば１Ａ以上の大電流の帯域）にあるときに、リレー１０７が開閉動作した場合（図５ステップＳ１０においてＹＥＳ）、リレー１０７の実用累積開閉回数ＮＵ２を次式のように１増やす（図５ステップＳ１１）。
ＮＵ２←ＮＵ２＋１                                              ・・・（２）
【００３３】
リレー１０７が開閉動作したかどうかは、上記のとおり電力調整器１０４からリレー１０７の電磁コイルに入力される制御信号に基づいて判断することができる。こうして、電流値ＣＴが第２の電流値帯域にあるときのリレー１０７の実用累積開閉回数ＮＵ２をカウントすることができる。
ＦＤ／ＦＰ機能部２の第２電流値帯域開閉回数記憶部２３は、第２電流値帯域開閉回数計測部２２により更新された実用累積開閉回数ＮＵ２を記憶する（図５ステップＳ１２）。
【００３４】
次に、ＦＤ／ＦＰ機能部２の実質累積開閉回数算出部２６は、第１電流値帯域開閉回数記憶部２１に記憶されている最新の実用累積開閉回数ＮＵ１と第２電流値帯域開閉回数記憶部２３に記憶されている最新の実用累積開閉回数ＮＵ２に、各々重み付けをして加算することにより、実質累積開閉回数ＮＡを算出する（図５ステップＳ１３）。リレー１０７に小電流が流れるときにはリレー１０７の寿命への影響が小さく、リレー１０７に大電流が流れるときにはリレー１０７の寿命への影響が大きくなるので、実用累積開閉回数ＮＵ１（小電流の帯域）に対する所定の重みＷ１を例えば０．５とし、実用累積開閉回数ＮＵ２（大電流の帯域）に対する所定の重みＷ２を例えば１．０（すなわちＷ１＜Ｗ２）として、次式により実質累積開閉回数ＮＡを算出する。
ＮＡ＝Ｗ１×ＮＵ１＋Ｗ２×ＮＵ２＝０．５ＮＵ１＋ＮＵ２          ・・・（３）
【００３５】
ＦＤ／ＦＰ機能部２の実用累積開閉回数出力部２５は、外部から実用累積開閉回数の出力要求を受けた場合（図５ステップＳ１４においてＹＥＳ）、第１電流値帯域開閉回数記憶部２１に記憶されている最新の実用累積開閉回数ＮＵ１と第２電流値帯域開閉回数記憶部２３に記憶されている最新の実用累積開閉回数ＮＵ２とを、温調計外部に出力する（図５ステップＳ１５）。
【００３６】
また、ＦＤ／ＦＰ機能部２の実質累積開閉回数出力部２７は、外部から実質累積開閉回数の出力要求を受けた場合（図５ステップＳ１６においてＹＥＳ）、実質累積開閉回数算出部２６が算出した最新の実質累積開閉回数ＮＡを、温調計外部に出力する（図５ステップＳ１７）。
ステップＳ１４，Ｓ１６の出力要求が発生する状況としては、例えばリレー１０７の寿命を見積もるために、累積開閉回数ＮＵ１，ＮＵ２，ＮＡを読み出そうとするオペレータが端末装置（不図示）を使って出力要求を温調計１０３に入力する等の状況がある。
【００３７】
以上のようなステップＳ２〜Ｓ１７の処理が、例えばオペレータからの指令によってＦＤ／ＦＰ機能部２の動作が終了するまで（図５ステップＳ１８においてＹＥＳ）、制御周期ｄＴ毎に繰り返し実行される。
【００３８】
こうして、アクチュエータをオン／オフするリレーの実用状態を従来よりも詳細に管理することができるので、装置コントロールレベルでのリレーを扱うＦＰ機能を強化することができ、リレーの寿命を見積もることが可能になる。
【００３９】
図６は本実施の形態の管理装置の動作例を示す図であり、実質累積開閉回数ＮＡの推移を示す図である。ここでは、管理装置の実質累積開閉回数算出部２６が算出した実質累積開閉回数ＮＡを継続的に出力させることにより、図６に示すように実質累積開閉回数ＮＡがリレーの交換時期を示す回数に次第に近づいている様子を観測することができる。
【００４０】
本実施の形態では、電流値帯域を２個としているが、これに限るものではなく、電流値帯域を３個以上にしてもよい。電流値帯域を３個以上にする場合には、電流値帯域開閉回数計測部（２０，２２）と電流値帯域開閉回数記憶部（２１，２３）とをそれぞれ電流値帯域毎に設けるようにすればよい。また、実質累積開閉回数算出部２６は、電流値帯域別の実用累積開閉回数を各々重み付けして、重み付けした値を加算することにより、実質累積開閉回数ＮＡを算出するようにすればよい。このとき、各実用累積開閉回数に乗じる重みは、大電流の電流値帯域の実用累積開閉回数ほど重みが大きく、小電流の電流値帯域の実用累積開閉回数ほど重みが小さくなるように予め設定しておけばよい。これにより、リレーに小電流が流れるときにはリレーの寿命への影響が小さく、リレーに大電流が流れるときにはリレーの寿命への影響が大きくなるという事実に基づいて実質累積開閉回数ＮＡを算出することができ、リレーのＦＰ機能を強化することができる。なお、各電流値帯域は、隣接する電流値帯域と少なくとも一部の帯域が異なるように設定されていればよく、隣接する電流値帯域と重なる部分があってもよい。
【００４１】
なお、本発明は、アクチュエータをオン／オフするリレーとして電磁リレーを使用する場合に最も有効であるが、同様に電流値と寿命とに相関がある別のリレーを使用する場合にも適用可能である。
また、本実施の形態では、アクチュエータとして電気ヒータを使用する場合について説明しているが、これに限るものではなく、他のアクチュエータを使用する場合に本発明を適用してもよい。
また、背景技術ではＥＥＳの装置内分散配置を課題として取り上げているが、本発明は、ＥＥＳに限らず、建物の空調制御や化学プラントなどで利用されるコントローラレベルも対象範囲に入る。
【００４２】
本実施の形態で説明した管理装置を構成する温調計１０３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置及びインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。ＣＰＵは、記憶装置に格納されたプログラムに従って本実施の形態で説明した処理を実行する。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、アクチュエータをオン／オフするリレーの故障を予知する技術に適用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１…温調計制御機能部、２…ＦＤ／ＦＰ機能部、１０…設定値入力部、１１…制御量入力部、１２…操作量算出部、１３…操作量出力部、１４…電流値入力部、２０…第１電流値帯域開閉回数計測部、２１…第１電流値帯域開閉回数記憶部、２２…第２電流値帯域開閉回数計測部、２３…第２電流値帯域開閉回数記憶部、２４…リセット部、２５…実用累積開閉回数出力部、２６…実質累積開閉回数算出部、２７…実質累積開閉回数出力部、１００…加熱チャンバー、１０１…電気ヒータ、１０２…温度センサ、１０３…温調計、１０４…電力調整器、１０５…電力供給回路、１０６…ＰＬＣ、１０７…リレー、１０８…電源、１０９…電流計測器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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