(57)【要約】【課題】大容量のメモリを用いることなく、負荷装置の異常なハンチングを早い段階で知り、好ましくない制御状態が続くことを防ぐ。【解決手段】制御信号生成部２１が周期Ｔ（Ｔ＝Ｔｂ）で生成するメカリレーをＯＮ／ＯＦＦする制御信号ＳのＯＦＦからＯＮへの変化を１回として、メカリレーのＯＮ／ＯＦＦ回数を１日毎にリセットしながらカウントし、このカウントされたメカリレーのＯＮ／ＯＦＦ回数（Ｃount_on）が予め設定されている１日当たりの動作回数閾値（Ｃount_th）を超えた場合、制御信号生成部２１が生成する制御信号Ｓの生成周期（制御周期）Ｔを長くする（Ｔ＝Ｔｂ×Ａ、Ａ：縮退率（例えば、Ａ＝２））。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷装置の動作をメカリレーを用いて制御する制御装置において、
前記メカリレーを含む出力回路部と、
前記出力回路部へ前記メカリレーをＯＮ／ＯＦＦする制御信号を送る演算制御部とを備え、
前記演算制御部は、
前記出力回路部への制御信号を予め定められた周期で生成する制御信号生成部と、
前記制御信号生成部が生成する制御信号のＯＦＦからＯＮへの変化およびＯＮからＯＦＦへの変化の少なくとも一方を１回として、前記メカリレーのＯＮ／ＯＦＦ回数を所定期間毎にリセットしながらカウントするカウント部と、
前記カウント部によってカウントされた前記メカリレーのＯＮ／ＯＦＦ回数が予め設定されている閾値を超えた場合、前記制御信号生成部が生成する制御信号の生成周期を長くする制御周期変更部と
を備えることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載された制御装置において、
前記カウント部によってカウントされた前記メカリレーのＯＮ／ＯＦＦの回数が前記閾値よりも大きな値として設定されている動作上限閾値を超えた場合に警報を出す警報出力部
を備えることを特徴とする制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された制御装置において、
前記カウント部は、
前記所定期間を１日として前記メカリレーのＯＮ／ＯＦＦ回数をリセットしながらカウントする
ことを特徴とする制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブやダンパ、アクチュエータなどの負荷装置の動作をメカリレーを用いて制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ビルなどの空調を制御する空調制御システムでは、バルブやダンパ、アクチュエータなどの負荷装置の動作を制御するために、電磁石の働きで鉄片を引き寄せるメカリレーがよく使用されている。
【０００３】
すなわち、ビルなどの空調を制御する空調制御システムでは、バルブやダンパ、アクチュエータなどの負荷装置が多く、その負荷装置に流れる電流が設備により様々である。このため、半導体リレーではなく、接点定格電流がより大きいメカリレーの使用頻度が高い。
【０００４】
しかし、メカリレーは、寿命部品であり、機械的及び電気的寿命を有し、その動作回数上の寿命が半導体リレーよりも短い。このため、各種の寿命診断方法が提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１では、累積運転時間を計時し、累積運転時間から劣化度を求め、劣化度が所定の閾値に達した場合に寿命警報を報知することで、保全に利用する。また、特許文献２では、使用開始日、累積使用時間、ＯＮ駆動する累積通電時間、ＯＮ／ＯＦＦ回数の累積開閉回数を計数し、それをトレンド情報として記憶し、表示することで、寿命診断に利用する。この特許文献１，２に示された方法は、いずれも予防保全のための寿命診断方法に関するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２０５１１号公報
【特許文献２】特許第５４３２１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、制御対象（負荷装置）であるバルブやダンパなどは、メカリレーのＯＮ／ＯＦＦ回数が極端に多い場合はハンチングしていることを意味し、好ましい制御状態ではない。このため、上述した特許文献１や特許文献２に示されている方法では、好ましくない制御状態が続き、予防保全を実施する段階まで制御対象が異常なハンチングを起こしていることが判明しない。
【０００８】
なお、特許文献２に示された方法は、トレンドデータを記憶しておくことができる点で強みがある方法であると考えられる。しかし、ビル空調コントローラなどの産業機器の寿命は１０〜１５年と長期であり、トレンドデータが膨大となるため、大きな記憶部（メモリ）が必要となる。リレー出力をもつ空調制御機器自体は比較的安価な価格設定のものが多いことから、大容量のメモリを持たせるのは現実的ではない。また、建物あたりに導入されるリレー出力を持つ機器の台数も多いため、１台毎にトレンドデータを見て予防保全を行うことは現実的ではない。
【０００９】
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、大容量のメモリを用いることなく、負荷装置の異常なハンチングを早い段階で知り、好ましくない制御状態が続くことを防ぐことが可能な制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような目的を達成するために本発明は、負荷装置（２００）の動作をメカリレー（１１）を用いて制御する制御装置（１００）において、メカリレー（１１）を含む出力回路部（１）と、出力回路部（１）へメカリレー（１１）をＯＮ／ＯＦＦする制御信号（Ｓ）を送る演算制御部（２）とを備え、演算制御部（２）は、出力回路部（１）への制御信号（Ｓ）を予め定められた周期（Ｔ）で生成する制御信号生成部（２１）と、制御信号生成部（２１）が生成する制御信号（Ｓ）のＯＦＦからＯＮへの変化およびＯＮからＯＦＦへの変化の少なくとも一方を１回として、メカリレー（１１）のＯＮ／ＯＦＦ回数を所定期間毎にリセットしながらカウントするカウント部（２２）と、カウント部（２２）によってカウントされたメカリレー（１１）のＯＮ／ＯＦＦ回数（Ｃount_on）が予め設定されている閾値（Ｃount_th）を超えた場合、制御信号生成部（２１）が生成する制御信号（Ｓ）の生成周期（Ｔ）を長くする制御周期変更部（２３）とを備えることを特徴とする。
【００１１】
この発明において、演算制御部（２）は、出力回路部（１）への制御信号（Ｓ）を予め定められた周期で生成し、この制御信号（Ｓ）のＯＦＦからＯＮへの変化およびＯＮからＯＦＦへの変化の少なくとも一方を１回として、メカリレー（１１）のＯＮ／ＯＦＦ回数を所定期間毎にリセットしながらカウントする。
【００１２】
そして、演算制御部（２）は、カウントされたメカリレー（１１）のＯＮ／ＯＦＦ回数（Ｃount_on）が予め設定されている閾値（Ｃount_th）を超えた場合、制御信号（Ｓ）の生成周期を長くする。例えば、本発明において、所定期間を１日とした場合、演算制御部（２）は、メカリレー（１１）のＯＮ／ＯＦＦ回数を１日毎にリセットしながらカウントし、このカウントされたメカリレー（１１）のＯＮ／ＯＦＦ回数（Ｃount_on：１日のＯＮ／ＯＦＦ回数）が閾値（Ｃount_th：１日当たりの閾値）を超えた場合、制御信号（Ｓ）の生成周期を長くする。これにより、メカリレー（１１）のＯＮ／ＯＦＦ回数が少なくなり、負荷装置（２００）のハンチングが抑制されるものとなる。 
【００１３】
なお、上記説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の構成要素を、括弧を付した参照符号によって示している。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、制御信号生成部が生成する制御信号のＯＦＦからＯＮへの変化およびＯＮからＯＦＦへの変化の少なくとも一方を１回として、メカリレーのＯＮ／ＯＦＦ回数を所定期間毎にリセットしながらカウントし、このカウントされたメカリレーのＯＮ／ＯＦＦ回数が予め設定されている閾値を超えた場合、制御信号の生成周期を長くするようにしたので、大容量のメモリを用いることなく、負荷装置の異常なハンチングを早い段階で知り、メカリレーのＯＮ／ＯＦＦ回数を少なくするようにして、好ましくない制御状態が続くことを防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る制御装置の要部を示す図である。
【図２】図２は、この制御装置における演算制御部が実行する処理動作を示すフローチャートである。
【図３】図３は、図２に示したフローチャートに従う処理動作を実行する演算制御部の機能ブロック図である。
【図４】図４は、動作上限閾値を加えた場合の演算制御部の機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態に係る制御装置の要部を示す図である。
【００１７】
図１において、１００は本実施の形態に係る制御装置（コントローラ）、２００は制御装置１００によってその動作が制御されるバルブやダンパなどの負荷装置（制御対象）である。
【００１８】
制御装置１００は、メカリレー１１を含む出力回路部１と、出力回路部１へメカリレー１１をＯＮ／ＯＦＦする制御信号Ｓを送る演算制御部２と、演算制御部２が実行するプログラムを格納するプログラム格納部３と、制御設定などのパラメータを保存する記憶部（メモリ）４と、図示されていない上位装置（他機器）との通信を行う通信回路部５とを備えている。
【００１９】
この制御装置１００において、記憶部４には、制御設定などのパラメータとして、通常運転モード時の演算制御部２における制御信号Ｓの生成周期（基本制御周期）Ｔｂと、１日当たりのメカリレー１１のＯＮ／ＯＦＦ回数の閾値（動作回数閾値）Ｃount_thと、後述する縮退運転モード時に用いる縮退率Ａ（Ａ＞１）とが保存されている。本実施の形態において、縮退率ＡはＡ＝２とされている。
【００２０】
以下、図２に示すフローチャートを用いて、演算制御部２が実行する本実施の形態特有の処理動作について説明する。演算制御部２は、このフローチャートで示される処理動作を、プログラム格納部３に格納されているプログラムに従って実行する。
【００２１】
演算制御部２は、負荷装置２００の制御動作を開始するにあたって、記憶部４に保存されている基本制御周期Ｔｂ，動作回数閾値Ｃount_thおよび縮退率Ａを読み出す（ステップＳ１０１）。
【００２２】
次に、演算制御部２は、動作モードを「normal（通常運転モード）」とし、制御信号Ｓの生成周期（制御周期）Ｔを基本制御周期Ｔｂとして（ステップＳ１０２）、制御信号Ｓの生成を開始する（ステップＳ１０３）。これにより、基本制御周期Ｔｂ毎に、出力回路部１へのメカリレー１１をＯＮ／ＯＦＦする制御信号Ｓが生成され始める。
【００２３】
演算制御部２は、制御信号Ｓのレベルの変化をみながら、基本制御周期Ｔｂ毎の制御信号Ｓの生成を繰り返す（ステップＳ１０３，Ｓ１０４）。この基本制御周期Ｔｂ毎の制御信号Ｓの生成の繰り返し中、演算制御部２は、制御信号ＳがＯＦＦからＯＮへ変化した場合（ステップＳ１０４のＹＥＳ）、このＯＦＦからＯＮへの変化を１回としてメカリレー１１のＯＮ／ＯＦＦ回数をカウントする（ステップＳ１０５）。
【００２４】
なお、ステップＳ１０５では、制御信号ＳがＯＦＦからＯＮへ変化した数、すなわちメカリレー１１のＯＮ数Ｃount_onをカウントしているが、この実施の形態では、このメカリレー１１のＯＮ数Ｃount_onをメカリレー１１のＯＮ／ＯＦＦ回数として扱う。演算制御部２は、このメカリレー１１のＯＮ／ＯＦＦ回数Ｃount_onのカウントを１日毎にリセットしながら繰り返す。
【００２５】
演算制御部２は、メカリレー１１のＯＮ／ＯＦＦ回数Ｃount_onをカウントすると（ステップＳ１０５）、このメカリレー１１のＯＮ／ＯＦＦ回数Ｃount_onがステップＳ１０１で読み出した動作回数閾値Ｃount_th以下であるか否かをチェックする（ステップＳ１０６）。
【００２６】
ここで、メカリレー１１のＯＮ／ＯＦＦ回数Ｃount_onが動作回数閾値Ｃount_th以下（Ｃount_on≦Ｃount_th）であれば（ステップＳ１０６のＹＥＳ）、すなわち１日毎にリセットしながらカウントを続けているメカリレー１１のＯＮ／ＯＦＦ回数Ｃount_onが１日当たりの閾値として定められている動作回数閾値Ｃount_th以下であれば、演算制御部２は、負荷装置２００にはハンチングが生じていないものと判断し、ステップＳ１０３〜Ｓ１０６の処理動作を繰り返す。
【００２７】
これに対し、メカリレー１１のＯＮ／ＯＦＦ回数Ｃount_onが動作回数閾値Ｃount_thを超えていれば（Ｃount_on＞Ｃount_th、ステップＳ１０６のＮＯ）、演算制御部２は、その旨を通信回路部５を通して上位装置（他機器）へ知らせる一方（ステップＳ１０７）、負荷装置２００にハンチングが生じているものと判断し、動作モードを「fall back（縮退運転モード）」とし、制御信号Ｓの生成周期（制御周期）ＴをＴ＝Ｔｂ×Ａとして（ステップＳ１０８）、ステップＳ１０３へ戻る。
【００２８】
この例において、記憶部４に保存されている縮退率ＡはＡ＝２とされているので、縮退運転モード時の制御信号Ｓの生成周期（制御周期）ＴはＴ＝Ｔｂ×２となる。すなわち、縮退運転モード時の制御周期Ｔは、通常運転モード時の制御周期Ｔの２倍となり、通常モード時の制御周期Ｔよりも長くなる。
【００２９】
これにより、メカリレー１１のＯＮ／ＯＦＦ回数が少なくなり、負荷装置２００のハンチングが抑制されるものとなる。このようにして、本実施の形態では、大容量のメモリを用いることなく、負荷装置２００の異常なハンチングを早い段階で知り、好ましくない制御状態が続くことを防ぐことができるようになる。
【００３０】
図３に上述した制御装置１００における演算制御部２の機能ブロック図を示す。演算制御部２は、図２に示したフローチャートに従う処理動作を行う機能ブロックとして、制御信号生成部２１と、カウント部２２と、制御周期変更部２３と、情報通知部２４とを備えている。
【００３１】
この演算制御部２において、制御信号生成部２１は、メカリレー１１をＯＮ／ＯＦＦする制御信号Ｓを予め定められた生成周期Ｔ（Ｔ＝Ｔｂ）で生成する。カウント部２２は、制御信号生成部２１が生成する制御信号ＳのＯＦＦからＯＮへの変化を１回としてメカリレー１１のＯＮ／ＯＦＦ回数Ｃount_onを１日毎にリセットしながらカウントする。制御周期変更部２３は、カウント部２２によってカウントされたメカリレーのＯＮ／ＯＦＦ回数Ｃount_onが動作回数閾値（１日当たりの閾値）Ｃount_thを超えた場合、制御信号生成部２１が生成する制御信号Ｓの生成周期（制御周期）ＴをＴ＝Ｔｂ×Ａとする。情報通知部２４は、メカリレーのＯＮ／ＯＦＦ回数Ｃount_onが動作回数閾値Ｃount_thを超えた旨の情報を通信回路部５を通して上位装置（他機器）へ通知する。
【００３２】
なお、上述した実施の形態において、１日当たりの動作回数閾値Ｃount_thに加え、この動作回数閾値Ｃount_thよりも大きな値として動作上限閾値Ｃount_th_maxを定め、メカリレー１１のＯＮ／ＯＦＦ回数Ｃount_onが動作回数閾値Ｃount_thを超え、さらに動作上限閾値Ｃount_th_maxを超えた場合、上位装置（他機器）へ警報を出すようにしてもよい。
【００３３】
図４に、動作上限閾値Ｃount_th_maxを加えた場合の演算制御部２’の機能ブロック図を示す。この演算制御部２’は、図３に示した演算制御部２の構成に加え、警報出力部２５を備えている。警報出力部２５は、カウント部２２でカウントされるメカリレー１１のＯＮ／ＯＦＦ回数Ｃount_onが動作上限閾値Ｃount_th_max（Ｃount_th_max＞Ｃount_thを）を超えた場合、通信回路部５を通して上位装置（他機器）へ警報を出力する。
【００３４】
また、上述した実施の形態では、メカリレーのＯＮ／ＯＦＦ回数Ｃount_onが動作回数閾値Ｃount_thを超えた旨を通信回路部５を通して上位装置へ通知するようにしたが、制御装置１００側で表示するようにしてもよい。メカリレーのＯＮ／ＯＦＦ回数Ｃount_onが動作上限閾値Ｃount_th_maxを超えた場合も同様であり、制御装置１００側で警報を出すようにしてもよい。
【００３５】
また、上述した実施の形態において、縮退運転モードへの移行の許可／禁止をユーザが必要に応じて設定できるようにしてもよい。また、縮退運転モード時の縮退率Ａ、動作回数閾値Ｃount_thなどについても、ユーザが自由に設定できるものとしてもよい。
【００３６】
また、上述した実施の形態では、メカリレー１１のＯＮ／ＯＦＦ回数Ｃount_onを１日毎にリセットしながらカウントするものとしたが、このＯＮ／ＯＦＦ回数Ｃount_onをカウントする期間は１日に限られるものではない。例えば、この期間をパラメータ（例えば、１日〜７日程度）として、ユーザが自由に設定変更できるものとしてもよい。
【００３７】
また、上述した実施の形態では、制御信号ＳのＯＦＦからＯＮへの変化を１回としてメカリレー１１のＯＮ／ＯＦＦ回数（ＯＮ数）をカウントするようにしたが、制御信号ＳのＯＮからＯＦＦへの変化を１回としてメカリレー１１のＯＮ／ＯＦＦ回数（ＯＦＦ数）をカウントするようにしてもよい。また、制御信号ＳのＯＦＦからＯＮへの変化およびＯＮからＯＦＦへの変化をそれぞれ１回として、メカリレー１１のＯＮ／ＯＦＦ回数（ＯＮ数＋ＯＦＦ数）をカウントするようにしてもよい。
【００３８】
〔実施の形態の拡張〕
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【符号の説明】
【００３９】
１…出力回路部、２，２’…演算制御部、３…プログラム格納部、４…記憶部、５…通信回路部、１１…メカリレー、２１…制御信号生成部、２２…カウント部、２３…制御周期変更部、２４…情報通知部、２５…警報出力部、１００…制御装置、２００…負荷装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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