JP2006340572A - Control unit and control system using the same, lighting control system, control system for medical institution - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、照明機器等の負荷機器を制御する制御装置およびそれを用いる制御システム、照明制御システム、医院用制御システムに関し、特に前記制御装置に停電時のバックアップ電源を設けていないものに関する。 The present invention relates to a control device that controls a load device such as a lighting device, and a control system using the control device, a lighting control system, and a clinic control system, and particularly relates to a control device that is not provided with a backup power source during a power failure.
前記照明機器等の負荷機器を制御する制御装置において、ビルなどの大規模な施設で用いられ、たとえば非特許文献1で示されるようなものには、親機と端末装置とが設けられ、各負荷機器は対応する端末装置で、細かく、たとえば前記照明機器では、1台の照明機器が個別とグループとの複数のパターンで制御されたり、調光制御されたりする。このような用途に用いられる制御装置には、一部または全部の負荷機器に対して設けられるのと同様に、瞬時電圧低下や停電などに対するバックアップ電源が設けられ、前記停電時などでも負荷機器の制御が可能になっている。
In the control device that controls the load device such as the lighting device, it is used in a large-scale facility such as a building. For example, as shown in Non-Patent
これに対して、数十、特に十回線以下程度で、商店や事業所などの小規模な施設で用いられる制御装置には、前記バックアップ電源は設けられていない。しかしながら、一部の負荷、たとえば非常時の誘導灯程度の容量では、バックアップ電源が設けられていることがある。 On the other hand, the backup power source is not provided in a control apparatus that is used in a small facility such as a store or a business office that has several tens, especially about ten lines or less. However, a backup power source may be provided for some loads, such as a capacity of an emergency guide light.
一方、負荷機器を制御するリレーには、接点状態の切換え時にのみ励磁電流を必要とし、前記切換え時以外では前記励磁電流を遮断しても接点状態を保持可能な双安定のリレーや、一方の接点状態とするときに励磁電流を供給し続け、励磁電流を遮断すると他方の接点状態に切換わる単安定のリレーがあり、前記制御装置には、低消費電力で、制御も容易な双安定なリレーが用いられることが多い。 On the other hand, the relay that controls the load device requires an excitation current only when the contact state is switched, and a bistable relay that can maintain the contact state even when the excitation current is interrupted except during the switching, There is a monostable relay that continues to supply excitation current when switching to the contact state and switches to the other contact state when the excitation current is cut off. The control device is bistable with low power consumption and easy control. Relays are often used.
したがって、前記制御装置に前記単安定のリレーを用いた場合には、停電になるとON状態になるフェイルON機能を実現することができる。これに対して、前記双安定のリレーを用いる制御装置では、停電前がON状態であれば、停電後もON状態を維持することができるけれども、停電前がOFF状態であれば、制御装置への電源供給が停止されていることで接点状態の切換えができず、停電後もOFF状態となってしまう。したがって、せっかく前記のように一部の負荷にバックアップ電源が設けられていても、駆動できず、前記フェイルON機能を実現することができないという問題がある。 Therefore, when the monostable relay is used in the control device, it is possible to realize a fail-on function that is turned on when a power failure occurs. On the other hand, in the control device using the bistable relay, the ON state can be maintained even after the power failure if the power failure is in the ON state. Since the power supply is stopped, the contact state cannot be switched, and the power supply is turned off even after a power failure. Therefore, there is a problem that even if a backup power supply is provided for some of the loads as described above, it cannot be driven and the fail-on function cannot be realized.
ここで、特許文献1には、地震等による停電や使用者が不在になったことを検出し、復帰時に総ての機器を停止状態にすることで、安全性を向上し、或いは無駄な電力消費をなくすようにした電源回路の保護装置が提案されているけれども、前記のような停電時のフェイルON機能については、記載も示唆もない。
本発明の目的は、停電時のバックアップ電源を設けていない簡単な制御装置においても、フェイルON機能を実現することができる制御装置およびそれを用いる制御システム、照明制御システム、医院用制御システムを提供することである。 An object of the present invention is to provide a control device that can realize a fail-on function even in a simple control device that is not provided with a backup power source in the event of a power failure, and a control system, an illumination control system, and a clinic control system using the same It is to be.
本発明の制御装置は、外部からの電源供給を受けて動作し、接点状態の切換え時にのみ励磁電流を必要とするリレーを介して負荷機器を制御する制御装置において、入力電源電圧を降圧・平滑化して内部電源電圧を作成する電源回路と、前記入力電源電圧を分圧して検出用電圧を作成する分圧回路と、前記電源回路からの内部電源電圧で動作し、前記リレーに励磁電流を与えて所望とする負荷機器の制御状態に応じて接点状態を切換え制御するとともに、前記分圧回路からの検出用電圧が予め定めるレベルを超えて低下すると、前記リレーにその接点状態をON状態に切換える励磁電流を与える制御回路とを含むことを特徴とする。 The control device of the present invention operates in response to an external power supply and controls the load device via a relay that requires an excitation current only when the contact state is switched. A power supply circuit for creating an internal power supply voltage, a voltage dividing circuit for dividing the input power supply voltage to create a detection voltage, and an internal power supply voltage from the power supply circuit to operate, giving an excitation current to the relay The contact state is switched and controlled in accordance with the desired control state of the load device, and when the detection voltage from the voltage dividing circuit falls below a predetermined level, the contact state of the relay is switched to the ON state. And a control circuit for supplying an exciting current.
上記の構成によれば、照明機器などの各種の負荷機器と電源との間に、接点状態の切換え時にのみ励磁電流を必要とし、前記切換え時以外では前記励磁電流を遮断しても接点状態を保持可能な双安定のリレーを介在して、前記負荷機器を制御するとともに、自身も外部からの電源供給を受けて動作する制御装置において、マイクロコンピュータおよびその出力に応答したリレーのドライバ回路などを備えて構成される制御回路などに対して、電源回路が入力電源電圧を降圧・平滑化して内部電源電圧を作成し、供給するとともに、前記入力電源電圧を分圧して検出用電圧を作成する分圧回路を設け、前記制御回路に、この分圧回路からの検出用電圧を与える。そして、前記制御回路は、前記リレーに励磁電流を与えて所望とする負荷機器の制御状態に応じて接点状態を切換え制御するとともに、前記分圧回路からの検出用電圧が予め定めるレベルを超えて低下すると、前記リレーにその接点状態をON状態に切換える励磁電流を与える。 According to the above configuration, the excitation current is required only when the contact state is switched between various load devices such as lighting devices and the power source, and the contact state is maintained even when the excitation current is interrupted except during the switching. In the control device that operates by receiving power from the outside, and controls the load device through a bistable relay that can be held, the microcomputer and a relay driver circuit that responds to the output of the microcomputer The power supply circuit generates and supplies an internal power supply voltage by stepping down and smoothing the input power supply voltage to a control circuit configured and the like, and supplies the detection voltage by dividing the input power supply voltage. A voltage circuit is provided, and a detection voltage from the voltage divider circuit is applied to the control circuit. The control circuit applies an excitation current to the relay to switch the contact state according to a desired control state of the load device, and the detection voltage from the voltage dividing circuit exceeds a predetermined level. When lowered, an excitation current is applied to the relay to switch the contact state to the ON state.
したがって、停電などで入力電源電圧が低下もしくは遮断されても、平滑コンデンサの出力電圧の維持作用などによって、電源回路が出力する内部電源電圧は直ぐには低下せず、その低下する前に、そのことが分圧回路からの検出用電圧によって制御回路で認識され、その低下する前の内部電源電圧で各リレーの接点状態をON状態に切換えているので、制御回路が動作不能になっても、各負荷機器への電源がバックアップされていれば、各負荷機器は動作することができる。これによって、停電時のバックアップ電源を設けていない簡単な制御装置においても、フェイルON機能を実現し、必要最小限の負荷機器を使用することができる。 Therefore, even if the input power supply voltage is reduced or shut down due to a power failure, the internal power supply voltage output by the power supply circuit does not decrease immediately due to the operation of maintaining the output voltage of the smoothing capacitor. Is recognized by the control circuit by the detection voltage from the voltage dividing circuit, and the contact state of each relay is switched to the ON state with the internal power supply voltage before the voltage drops, so even if the control circuit becomes inoperable, Each load device can operate as long as the power source to the load device is backed up. As a result, even in a simple control device that is not provided with a backup power supply in the event of a power failure, the fail-on function can be realized and the minimum required load device can be used.
また、本発明の制御装置では、前記制御回路は、マイクロコンピュータおよびその出力に応答したリレーのドライバ回路を備えて構成され、前記電源回路内では、前記マイクロコンピュータ側とドライバ回路側との電源ラインがダイオードによって相互に分離されており、それぞれの電源ラインに前記内部電源電圧の平滑用のコンデンサを備えることを特徴とする。 In the control device of the present invention, the control circuit includes a microcomputer and a relay driver circuit that responds to the output of the microcomputer. Within the power supply circuit, a power supply line between the microcomputer side and the driver circuit side. Are separated from each other by a diode, and each power supply line includes a capacitor for smoothing the internal power supply voltage.
上記の構成によれば、制御回路が、所望とする負荷機器の制御状態に対応した制御出力を導出するとともに、前記分圧回路からの検出用電圧が入力されて停電検知を行うマイクロコンピュータと、そのマイクロコンピュータからの制御出力を電力増幅して前記リレーの励磁電流を作成するドライバ回路とを備えて構成される場合、それらのマイクロコンピュータおよびドライバ回路は、共に前記電源回路からの内部電源電圧で動作するが、電源回路内で、前記マイクロコンピュータ側とドライバ回路側との電源ラインをダイオードによって相互に分離しておく。そして、それぞれの電源ラインには、前記内部電源電圧の平滑用のコンデンサを設ける。 According to the above configuration, the control circuit derives a control output corresponding to a desired control state of the load device, and a microcomputer for detecting a power failure by receiving the detection voltage from the voltage dividing circuit; And a driver circuit that amplifies the control output from the microcomputer to create an excitation current of the relay, the microcomputer and the driver circuit are both internal power supply voltages from the power supply circuit. In operation, the power supply lines on the microcomputer side and the driver circuit side are separated from each other by a diode in the power supply circuit. Each power supply line is provided with a capacitor for smoothing the internal power supply voltage.
したがって、ドライバ回路側の電源ラインの電圧は、リレーを駆動しない限り降下は少なく、リレーを駆動すると大きく降下するのに対して、マイクロコンピュータ側の電源ラインの電圧は徐々に低下してゆくことになる。これによって、停電判定の間にマイクロコンピュータ側の電源ラインの電圧が、該マイクロコンピュータの動作可能な範囲で低下しても、ドライバ回路側での低下は少なく、該ドライバ回路からリレーには充分な励磁電流を供給することができる。また、リレーの動作タイミングにばらつきがあっても、リレー動作によるドライバ回路側の電圧降下の影響がマイクロコンピュータ側に現れず、該マイクロコンピュータの誤動作を防止することができる。 Therefore, the voltage of the power supply line on the driver circuit side is small as long as the relay is not driven, and greatly decreases when the relay is driven, whereas the voltage of the power line on the microcomputer side gradually decreases. Become. As a result, even if the voltage of the power supply line on the microcomputer side falls within the operable range of the microcomputer during the power failure judgment, the decrease on the driver circuit side is small and sufficient from the driver circuit to the relay. An exciting current can be supplied. Even if the operation timing of the relay varies, the influence of the voltage drop on the driver circuit side due to the relay operation does not appear on the microcomputer side, and the microcomputer can be prevented from malfunctioning.
さらにまた、本発明の制御システムは、前記の制御装置にインタフェイス回路を備えて親機を構成し、該親機は、インタフェイス回路およびリレーを備えて成る子機との間で、前記インタフェイス回路間を接続する通信線を介して子機側のリレーに給電および接点状態の切換えを制御し、前記検出用電圧の低下時における接点状態のON状態への切換え制御は、該親機側のリレーのみで行うことを特徴とする。 Furthermore, the control system of the present invention comprises an interface circuit in the control device to constitute a master unit, and the master unit is connected to the slave unit having an interface circuit and a relay. Control of power supply and contact state switching to the slave on the slave side via a communication line connecting the face circuits, and switching control of the contact state to the ON state when the detection voltage is reduced It is characterized by being performed only by the relay.
上記の構成によれば、前記の電源回路、分圧回路、制御回路およびリレーに、インタフェイス回路を備える構成を親機とし、増設子機として、インタフェイス回路およびリレーを備える構成を設ける。そして、親機から通信線を介してその子機へ給電し、かつ接点状態の切換えを制御するが、前記検出用電圧の低下時における接点状態のON状態への切換え制御は、該親機側のリレーのみで行い、増設子機側へはその制御出力を導出しない。 According to the above configuration, the power supply circuit, the voltage dividing circuit, the control circuit and the relay are provided with a configuration including an interface circuit as a master unit, and a configuration including an interface circuit and a relay as an additional slave unit. Then, power is supplied from the parent device to the child device via the communication line, and switching of the contact state is controlled. Switching control of the contact state to the ON state when the detection voltage decreases is controlled by the parent device side. This is done only with a relay, and the control output is not derived to the extension slave unit.
したがって、前記フェイルON機能を実現できるリレーは親機に一体のリレーに制限されるが、インタフェイス回路による電力消費を抑えて、外部からの電源供給の停止した電源回路から制御回路へ供給される内部電源電圧を、できるだけ長時間高いレベルで保持し、該制御回路が親機内のリレーを安定して動作させることができる。 Therefore, the relay capable of realizing the fail-on function is limited to the relay integrated with the parent device, but the power consumption by the interface circuit is suppressed, and the power supply circuit from which the external power supply is stopped is supplied to the control circuit. The internal power supply voltage is maintained at a high level for as long as possible, and the control circuit can stably operate the relay in the master unit.
また、本発明の照明制御システムは、前記の制御装置を用いることを特徴とする。 Moreover, the illumination control system of the present invention is characterized by using the above-described control device.
上記の構成によれば、制御装置に停電時のバックアップ電源を設けていない簡単な照明制御システムにおいても、誘導灯などの最小限の負荷への給電を行うことができる非常時に安全な照明制御システムを実現することができる。 According to the above configuration, even in a simple lighting control system in which the control device is not provided with a backup power supply in the event of a power failure, a lighting control system that is safe in an emergency and capable of supplying power to a minimum load such as a guide light Can be realized.
さらにまた、本発明の医院用制御システムは、前記の制御装置を用いることを特徴とする。 Furthermore, the clinic control system of the present invention is characterized by using the control device.
上記の構成によれば、制御装置に停電時のバックアップ電源を設けていない小規模な医院向けの制御システムにおいても、誘導灯や生命維持装置などの最小限の負荷への給電を行うことができる非常時の信頼性の高い医院用制御システムを実現することができる。 According to the above configuration, even in a control system for a small clinic that does not have a backup power supply in the event of a power failure, power can be supplied to a minimum load such as a guide light or a life support device. It is possible to realize a highly reliable clinic control system in an emergency.
本発明の制御装置は、以上のように、照明機器などの各種の負荷機器と電源との間に、接点状態の切換え時にのみ励磁電流を必要とし、前記切換え時以外では前記励磁電流を遮断しても接点状態を保持可能な双安定のリレーを介在して、前記負荷機器を制御するとともに、自身も外部からの電源供給を受けて動作する制御装置において、マイクロコンピュータおよびその出力に応答したリレーのドライバ回路などを備えて構成される制御回路などに対して、電源回路が入力電源電圧を降圧・平滑化して内部電源電圧を作成し、供給するとともに、前記入力電源電圧を分圧して検出用電圧を作成する分圧回路を設け、前記制御回路は、この分圧回路からの検出用電圧が予め定めるレベルを超えて低下すると、前記リレーにその接点状態をON状態に切換える励磁電流を与える。 As described above, the control device of the present invention requires an excitation current only when switching the contact state between various load devices such as lighting devices and the power supply, and cuts off the excitation current except during the switching. Even in the control device which operates by receiving power supply from the outside while controlling the load device through a bistable relay capable of maintaining the contact state even in the microcomputer, the relay responding to the output thereof The power supply circuit steps down and smoothes the input power supply voltage to create and supply the internal power supply voltage to the control circuit configured with the driver circuit, etc., and divides the input power supply voltage for detection. A voltage dividing circuit for creating a voltage is provided, and when the detection voltage from the voltage dividing circuit drops below a predetermined level, the control circuit sets the contact state of the relay to the ON state. Give an excitation current to switch to.
それゆえ、停電などで入力電源電圧が低下もしくは遮断されても、平滑コンデンサの出力電圧の維持作用などによって、電源回路が出力する内部電源電圧は直ぐには低下せず、その低下する前に、そのことが分圧回路からの検出用電圧によって制御回路で認識され、その低下する前の内部電源電圧で各リレーの接点状態をON状態に切換えているので、制御回路が動作不能になっても、各負荷機器への電源がバックアップされていれば、各負荷機器は動作することができる。これによって、停電時のバックアップ電源を設けていない簡単な制御装置においても、フェイルON機能を実現し、必要最小限の負荷機器を使用することができる。 Therefore, even if the input power supply voltage drops or is interrupted due to a power failure, the internal power supply voltage output from the power supply circuit does not drop immediately due to the operation of maintaining the output voltage of the smoothing capacitor. This is recognized by the control circuit by the detection voltage from the voltage dividing circuit, and since the contact state of each relay is switched to the ON state with the internal power supply voltage before the decrease, even if the control circuit becomes inoperable, If the power supply to each load device is backed up, each load device can operate. As a result, even in a simple control device that is not provided with a backup power supply in the event of a power failure, the fail-on function can be realized and the minimum required load device can be used.
さらにまた、本発明の制御システムは、以上のように、前記の電源回路、分圧回路、制御回路およびリレーに、インタフェイス回路を備える構成を親機とし、増設子機として、インタフェイス回路およびリレーを備える構成を設け、親機から通信線を介してその子機へ給電し、かつ接点状態の切換えを制御するが、前記検出用電圧の低下時における接点状態のON状態への切換え制御は、該親機側のリレーのみで行い、増設子機側へはその制御出力を導出しない。 Furthermore, as described above, the control system of the present invention has a configuration in which the power supply circuit, the voltage dividing circuit, the control circuit, and the relay are provided with an interface circuit as a master unit, an extension slave unit, an interface circuit and A configuration including a relay is provided, and power is supplied from the master unit to the slave unit via a communication line, and the switching of the contact state is controlled, but the switching control to the ON state of the contact state when the detection voltage is reduced, Only the relay on the master unit side is used, and the control output is not derived to the extension slave unit side.
それゆえ、前記フェイルON機能を実現できるリレーは親機に一体のリレーに制限されるが、インタフェイス回路による電力消費を抑えて、外部からの電源供給の停止した電源回路から制御回路へ供給される内部電源電圧を、できるだけ長時間高いレベルで保持し、該制御回路が親機内のリレーを安定して動作させることができる。 Therefore, the relay that can realize the fail-on function is limited to the relay integrated with the master unit, but the power consumption by the interface circuit is suppressed, and the power supply circuit from which the external power supply is stopped is supplied to the control circuit. The internal power supply voltage is maintained at a high level for as long as possible, and the control circuit can stably operate the relay in the master unit.
また、本発明の照明制御システムは、以上のように、前記の制御装置を用いる。 Moreover, the illumination control system of this invention uses the said control apparatus as mentioned above.
それゆえ、制御装置に停電時のバックアップ電源を設けていない簡単な照明制御システムにおいても、誘導灯などの最小限の負荷への給電を行うことができる非常時に安全な照明制御システムを実現することができる。 Therefore, to realize a safe lighting control system in an emergency that can supply power to a minimum load such as a guide light even in a simple lighting control system that does not have a backup power source in the event of a power failure. Can do.
さらにまた、本発明の医院用制御システムは、以上のように、前記の制御装置を用いる。 Furthermore, the clinic control system of the present invention uses the control device as described above.
それゆえ、制御装置に停電時のバックアップ電源を設けていない小規模な医院向けの制御システムにおいても、誘導灯や生命維持装置などの最小限の負荷への給電を行うことができる非常時の信頼性の高い医院用制御システムを実現することができる。 Therefore, even in a control system for small clinics that does not have a backup power supply in the event of a power failure, it is possible to supply power to a minimum load such as a guide light or a life support device. A highly controllable clinic control system can be realized.
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the structure which attached | subjected the same code | symbol in each figure shows that it is the same structure, The description is abbreviate | omitted.
[実施の形態1]
図1は、本発明の実施の第1の形態に係る制御システムの一構成例を示す図である。この制御システムは、制御装置1と、操作端末器の一例である1または複数(図1では2つ)のスイッチユニット2,3と、無停電電源装置4とを備えて構成される。前記制御装置1は、複数(図1では8回線分)のリモコンリレーRY1〜RY8を備えており、前記スイッチユニット2,3からの操作に応答して、負荷機器である1または複数(図1では8回線分)の照明機器L1〜L8を制御する。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a control system according to the first embodiment of the present invention. This control system includes a
前記スイッチユニット2,3は、一対の通信線5によって前記制御装置1に接続され、該通信線5には前記制御装置1から予め定めるDC電圧、たとえば28Vで電源供給が行われるとともに、該通信線5を介してスイッチユニット2,3でのスイッチ操作が制御装置1に伝送される。スイッチユニット2は、個別操作のスイッチユニットであり、各スイッチS1〜S8が操作されることで、制御装置1によって、各照明機器L1〜L8が個別にON/OFF制御される。これに対して、スイッチユニット3は、一括操作のスイッチユニットであり、スイッチS01,S02が操作されることで、制御装置1によって、各照明機器L1〜L8が一括してON/OFF制御される。
The
前記制御装置1は、分電盤などに設置され、制御が必要な回線数に応じて、その本体10に前記リモコンリレーRY1〜RY8が装着されて構成されている。前記本体10の端子台T01には、商用電源6から、該制御装置1の動作用の電源が供給され、もう1つの端子台T02には、前記スイッチユニット2,3などの外部機器への前記一対の通信線5が接続される。
The
一方、前記リモコンリレーRY1〜RY8は、本体10への装着状態で、同じ側の端部に端子台T11,T12が並び、下段の端子台T11には前記商用電源6や無停電電源装置4からの入力や送り入出力の配電線が接続され、上段の端子台T12には、前記各照明機器L1〜L8への配電線が接続される(図1の例では、リモコンリレーRY1,RY3,RY5の端子台T11は商用電源6からの直接の入力端となっており、またこれらのリモコンリレーRY1,RY3,RY5の端子台T11は隣接するリモコンリレーRY2,RY4,RY6の端子台T11への送り出力端となっており、リモコンリレーRY2,RY4,RY6の端子台T11は送り入力端となっており、リモコンリレーRY7の端子台T11は無停電電源装置4からの直接の入力端となっており、またこのリモコンリレーRY7の端子台T11は隣接するリモコンリレーRY8の端子台T11への送り出力端となっており、リモコンリレーRY8の端子台T12は送り入力端となっている。)。
On the other hand, when the remote control relays RY1 to RY8 are mounted on the
前記リモコンリレーRY1〜RY8は、片切りまたは両切りの双安定のリレーであり、接点状態の切換え時にのみ励磁電流を必要とし、前記切換え時以外では前記励磁電流を遮断しても接点状態を保持可能である。 The remote control relays RY1 to RY8 are bi-stable relays with one cut or both cuts, and require an excitation current only when switching the contact state, and can maintain the contact state even when the excitation current is interrupted except during the switching. It is.
図2は前記制御装置1の電気的構成を示すブロック図であり、図3は前記リモコンリレーRY1〜RY8を制御装置1の本体10から取外した状態を示す斜視図である。リモコンリレーRY1〜RY8は、必要に応じて本体10に嵌め込まれ、本体10に形成された係合孔F1〜F8にリモコンリレーRY1〜RY8に形成された係合片が係合することで、抜け止めが行われるとともに、後述するように電気的接続が行われる。前記本体10は、大略的に、制御部21と、電源部22と、電圧検出部23と、送受信部25と、リレー処理部U1〜U8とを備えて構成される。
2 is a block diagram showing an electrical configuration of the
前記端子台T01は前記商用電源6からの受電端子であり、単相100Vの一対の端子および必要に応じて接続されるアース端子とを備えて構成される。その端子台T01からの入力電源電圧は、スイッチング電源装置などから成る電源部22に入力され、整流・降圧・安定化されて、内部電源電圧である、たとえば5Vの制御用の電源電圧VDDおよび28Vの駆動用の電源電圧Vccに変換される。具体的には、図4で示すように、電源部22は、スイッチング電源の高周波トランス22aの出力は、2つの電源IC22b,22cに共通に入力されて所望とする電圧まで降圧され、それらの出力がそれぞれ平滑コンデンサ22d,22eで安定化されて前記電源電圧VDD,Vccとなる。
The terminal block T01 is a power receiving terminal from the
前記駆動用の電源電圧Vccは、リレー処理部U1〜U8に与えられ、制御用の電源電圧VDDは制御部21に与えられる。また、前記電源部22の高周波トランス22aの出力電圧は、電圧検出部23に入力される。この電圧検出部23は、抵抗R1,R2を備える分圧回路であり、前記高周波トランス22aの出力電圧を分圧して、参照電圧Vrefとして、前記制御部21を構成するマイクロコンピュータのアナログ/デジタル変換ポートに与える。すなわち、前記参照電圧Vrefは、前記電源IC22b,22cの前段の、平滑コンデンサ22d,22eによる影響を受けない電圧である。
The drive power supply voltage Vcc is applied to the relay processing units U1 to U8, and the control power supply voltage VDD is applied to the
前記送受信部25は、前記端子台T02に接続される一対の通信線5を介してスイッチユニット2,3などの外部機器と通信を行うインタフェイス回路であり、制御部21からのデータに基づいて本制御システムの通信プロトコルに従った信号を生成して通信線5へ送出するとともに、通信線5からの信号を制御部21が処理可能な形式のデータに変換する。
The transmission /
リレー処理部U1〜U8は、前記各リモコンリレーRY1〜RY8に対応して設けられ、リモコンリレーRY1〜RY8に関する各種処理を行うブロックである。このリレー処理部U1〜U8は、前記制御部21からの制御信号に応答して、前記駆動用の電源電圧Vccを用いてリモコンリレーRY1〜RY8をON/OFF駆動するとともに、リモコンリレーRY1〜RY8の存在の有無、異常の有無、ON/OFF状態(すなわち、照明機器L1〜L8のON/OFF状態)等のリモコンリレーRY1〜RY8の状態を検出して制御部21に通知し、各種の状態を表示させる。
The relay processing units U1 to U8 are blocks corresponding to the remote control relays RY1 to RY8, and perform various processes related to the remote control relays RY1 to RY8. The relay processing units U1 to U8 drive the remote control relays RY1 to RY8 on / off using the driving power supply voltage Vcc in response to a control signal from the
前記リレー処理部U1〜U8は、端子台T03と、リレーオン制御部32と、リレーオフ制御部33と、リセットスイッチ部34と、交換推奨表示部35と、リレー状態監視部36と、リレー異常表示部37と、リレー存在検知部38とを備えて構成される。なお、図2には、リレー処理部U1の構成のみを示し、残余のリレー処理部U2〜U8の構成は、リレー処理部U1と同一であり、省略している。
The relay processing units U1 to U8 include a terminal block T03, a relay on
前記端子台T03は、リモコンリレーRY1〜RY8を本体10と電気的に接続するための端子であり、該リモコンリレーRY1〜RY8を本体10に装着すると、本体10側の端子と接触する。この端子台T03は、リレーオン制御部32に接続されるオン制御信号端子T1と、リレーオフ制御部33に接続されるオフ制御信号端子T2と、リレー状態監視部36に接続されるON/OFF状態監視端子T3と、接地されるコモン端子T4と、リレー存在検知部38に接続される存在検知端子T5とを備えて構成される。
The terminal block T03 is a terminal for electrically connecting the remote control relays RY1 to RY8 to the
リレーオン制御部32は、制御部21からの制御信号に基づいて、主接点を閉じてリモコンリレーRY1〜RY8をONに駆動する励磁電流をオン制御信号端子T1を介してリモコンリレーRY1〜RY8に出力するリレードライバ回路である。リモコンリレーRY1〜RY8の主接点が閉じられることによって、照明機器L1〜L8に通電が行われて該照明機器L1〜L8が点灯する。リレーオフ制御部33は、制御部21からの制御信号に基づいて、主接点を開いてリモコンリレーRY1〜RY8をOFFに駆動する励磁電流をオフ制御信号端子T2を介してリモコンリレーRY1〜RY8に出力するリレードライバ回路である。リモコンリレーRY1〜RY8の主接点が開かれることによって、照明機器L1〜L8への通電が遮断されて、該照明機器L1〜L8が消灯する。これらの制御部32,33からは、リモコンリレーRY1〜RY8の接点状態を切換えるとき以外は、前記励磁電流は出力されない。
Based on the control signal from the
リセットスイッチ部34は、後述のリレー制御回数カウンタを0にリセットする回路であり、たとえばタクトスイッチや押しボタンスイッチ等のスイッチとその周辺回路とを備えて構成され、スイッチが操作されると、リセット信号が制御部21に出力される。交換推奨表示部35は、制御部21からの制御信号に基づいて、リモコンリレーRY1〜RY8の交換を推奨する時期に達したことを表示するための回路であり、たとえば発光ダイオード等の発光素子およびその周辺回路を備えて構成される。
The
リレー状態監視部36は、リモコンリレーRY1〜RY8のON/OFF状態を検出する回路であり、たとえば前記ON/OFF状態監視端子T3と制御部21との間の信号線をプルアップ抵抗R10によって前記駆動用の電源電圧Vccにプルアップしておき、リモコンリレーRY1〜RY8がON状態であるときには該リモコンリレーRY1〜RY8側がオープンとなって制御部21への入力電圧は前記電源電圧Vccとなり、OFF状態となるとリモコンリレーRY1〜RY8側で端子T3,T4間が短絡され、制御部21への入力電圧が接地電位に低下することで、制御部21はリモコンリレーRY1〜RY8のON/OFF状態を検出することができるようになっている。
The relay
リレー異常表示部37は、制御部21からの制御信号に基づいて、リモコンリレーRY1〜RY8が異常であることを表示するための回路であり、たとえば発光ダイオード等の発光素子およびその周辺回路を備えて構成される。なお、ユーザが交換推奨表示部35の点灯であるかリレー異常表示部37の点灯であるかを一目で認識することができるようにする観点から、交換推奨表示部35の点灯色とリレー異常表示部37の点灯色とが互いに異なるように構成することが好ましい。また、この観点から、一方を点滅させたり、点滅パターンが互いに異なるように構成してもよい。
The relay
リレー存在検知部38は、リモコンリレーRY1〜RY8が装着されているか否かを検出する回路であり、上述のリレー状態監視部36と同様に、前記存在検知端子T5と制御部21との間の信号線をプルアップ抵抗R20によって前記駆動用の電源電圧Vccにプルアップしておき、リモコンリレーRY1〜RY8が装着されていないときには該存在検知端子T5はオープンとなって制御部21への入力電圧は前記電源電圧Vccとなり、装着されるとリモコンリレーRY1〜RY8側で端子T5,T4間が短絡され、制御部21への入力電圧が接地電位に低下することで、制御部21はリモコンリレーRY1〜RY8が装着されているか否かを判定することができるようになっている。
The relay
制御部21は、前述のように、たとえばマイクロコンピュータおよびその周辺回路を備えて構成され、制御装置1における各部の当該機能に応じた制御を司るもので、スイッチユニット2,3から通信線5を介して送信されたスイッチS1〜S8;S01,S02の操作通知の信号に応じて、リレー処理部U1〜U8によってリモコンリレーRY1〜RY8を個別にまたは一括してON/OFF駆動することで、照明機器L1〜L8への通電を制御するとともに、リレー処理部U1〜U8によってリモコンリレーRY1〜RY8の状態を個別に監視する回路である。制御部21は、たとえば中央処理部(以下、「CPU」と略記する。)41と、記憶部42と、不揮発性記憶部43と、これらの周辺回路とを備えて構成される。
As described above, the
CPU41は、たとえばマイクロプロセッサ及びその周辺回路等を備えて構成され、機能的に、リレー処理部U1〜U8によって後述のようにリモコンリレーRY1〜RY8の制御を行うリレー制御処理部41aと、リレー制御回数のバックアップの処理を行うバックアップ処理部41bと、リレー制御回数を0にリセットする処理を行うリセット処理部41cと、制御プログラムに従って該制御装置1の各部、記憶部42および不揮発性記憶部43の制御を当該機能に応じて行うシステム処理部41dとを備えて構成される。
The
記憶部42は、機能的に、リレー制御目標情報を記憶するリレー制御目標情報記憶部42aと、リレー制御回数情報を記憶するリレー制御回数情報記憶部42bとを備え、後述のようにリモコンリレーRY1〜RY8の制御を行うリモコンリレー制御プログラム、リレー制御回数のバックアップの処理を行うバックアップ処理プログラムおよびリレー制御回数を0にリセットする処理を行うリセット処理プログラム等の各種プログラム、ならびにリトライの回数を計数する変数であるリトライ回数カウンタやスイッチユニット2,3の各スイッチS1〜S8;S01,S02のスイッチアドレスと各照明機器L1〜L8に割付けられた照明機器L1〜L8のアドレス(負荷アドレス)とを対応付ける対応テーブルなどのように、各種プログラムの実行に必要なデータやその実行中に生じるデータ等の各種データを記憶する。記憶部42は、たとえばCPU41の所謂ワーキングメモリとなるRAM(Random Access Memory)等の揮発性の記憶素子やROM(Read Only Memory)等の不揮発性の記憶素子等を備えて構成される。
The storage unit functionally includes a relay control target
リレー制御目標情報は、各リモコンリレーRY1〜RY8の制御目標を表す情報であり、前記スイッチS1〜S8;S01,S02への操作に応答して、各リモコンリレーRY1〜RY8が、対応する照明機器L1〜L8をONすべきかOFFすべきかを表すものであり、前記リレー制御目標情報記憶部42aには、それらのON/OFF状態が、テーブル形式で記憶されている。
The relay control target information is information representing the control target of each of the remote control relays RY1 to RY8, and each of the remote control relays RY1 to RY8 responds to the operation to the switches S1 to S8; It represents whether L1 to L8 should be turned ON or OFF, and the relay control target
リレー制御回数情報は、各リモコンリレーRY1〜RY8を制御した回数を表す情報であり、ONおよびOFFの一対の操作回数を、あるいはONまたはOFFの一方の操作の回数を、それぞれカウントして求められてもよい。カウントのたび毎に、リレー制御回数情報記憶部42bに記憶されるカウント値が更新される。リモコンリレーRY1〜RY8には、主接点の開閉に伴う消耗等による製品寿命があり、メーカが動作保証をしている制御回数が前記交換推奨回数に設定され、前記カウント値がこの交換推奨回数に達すると、制御部21は前記交換推奨表示部35に表示を行う。
The relay control frequency information is information indicating the number of times each remote control relay RY1 to RY8 has been controlled, and is obtained by counting a pair of ON and OFF operations or an ON or OFF operation. May be. Every time the count is performed, the count value stored in the relay control count
不揮発性記憶部43は、機能的に、リレー制御回数情報をバックアップとして記憶するバックアップリレー制御回数情報記憶部43aを備え、たとえばEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)等の書換え可能な不揮発性の記憶素子を備えて構成され、前記リレー制御回数情報記憶部42bの記憶内容の更新時に合わせて更新され、停電などに対して、リモコンリレーRY1〜RY8の寿命を正確に判定できるようになっている。
The
上述のように構成される制御装置1において、注目すべきは、本発明では、CPU41のリレー制御処理部41aは、前記電圧検出部23からの検出用電圧である参照電圧Vrefを受けて、該参照電圧Vrefが予め定めるレベルを超えて低下すると、リレーオン制御部32に、各リモコンリレーRY1〜RY8の接点状態をON状態に切換える励磁電流を出力させるフェイルON動作を行うことである。
In the
図5は、上述のような停電時の動作を説明するための波形図である。電源部22への入力電源電圧、たとえばAC100Vが時刻t1で停止すると、コンデンサ22dによるバックアップがあるものの、制御部21による電力消費で、制御用の電源電圧VDDは、その時刻t1から徐々に低下する。これに対して、前記参照電圧Vref(図5では電圧検出部23によって分圧される前の高周波トランス22aの出力電圧Vref’で示している)は、コンデンサ22dによるバックアップがないために、前記電源電圧VDDよりも速く低下する。これを受けて、CPU41のリレー制御処理部41aは、予め定める判定期間W1,たとえば1秒が経過した時刻t2で、前記フェイルON動作を行う。これによって、コンデンサ22eによるバックアップによって殆ど電圧が低下しなかった駆動用の電源電圧Vccが急速に低下してゆく。 このように構成することで、停電などで入力電源電圧が低下もしくは遮断されると、CPU41は、コンデンサによるバックアップがない参照電圧Vrefからそのことを判定し、平滑コンデンサ22eの出力電圧の維持作用などによって駆動用の電源電圧Vccが低下する前に、各リモコンリレーRY1〜RY8の接点状態をON状態に切換えているので、その後にCPU41が動作不能になっても、無停電電源装置4から電源供給が行われる照明機器L7,L8を点灯させることができる。
FIG. 5 is a waveform diagram for explaining the operation at the time of the power failure as described above. When an input power supply voltage to the
また、前記制御用の電源電圧VDDの制御部21側と、駆動用の電源電圧Vccのリレー処理部U1〜U8側とは、共に図4で示す電源部22で作成される電源電圧VDD,Vccで動作するが、この電源部22は、電源IC22b,22c内のドロッパトランジスタなどによって、等価的に図6で示すように、それぞれの電源ラインK1,K2がダイオードD1,D2によって相互に分離されていることになる。
Further, the
したがって、駆動用の電源電圧Vccは、リモコンリレーRY1〜RY8を駆動しない限り降下は少なく、リモコンリレーRY1〜RY8を駆動すると大きく降下するのに対して、制御用の電源電圧VDDは徐々に低下してゆくことになる。これによって、停電判定の間に制御用の電源電圧VDDが、CPU41の動作可能な範囲で低下しても、駆動用の電源電圧Vccの低下は少なく、リレー処理部U1〜U8からリモコンリレーRY1〜RY8には充分な励磁電流を供給することができる。また、リモコンリレーRY1〜RY8の動作タイミングにばらつきがあっても、リレー動作による駆動用の電源電圧Vccの降下の影響が制御用の電源電圧VDDには現れず、CPU41の誤動作を防止することができる。
Therefore, the driving power supply voltage Vcc decreases little unless the remote control relays RY1 to RY8 are driven, and greatly decreases when the remote control relays RY1 to RY8 are driven, whereas the control power supply voltage VDD gradually decreases. Will be going. As a result, even if the control power supply voltage VDD falls within the operable range of the
[実施の形態2]
図7は、本発明の実施の第2の形態に係る制御システムの一構成例を示す図である。この制御システムは、前述の図1で示す制御システムに類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、この制御システムでは、前記制御装置1に類似する制御装置51を親機とし、リモコンリレーRY9〜RY12;RY13〜RY16をそれぞれ備える子機53,52が増設されていることである。これに対応して、一括操作のスイッチユニット3はそのままに、個別操作のスイッチユニット54には、前記スイッチS1〜S8に加えて、スイッチS9〜S16が設けられており、同様の個別操作のスイッチユニット55も増設されている。
[Embodiment 2]
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of a control system according to the second embodiment of the present invention. This control system is similar to the control system shown in FIG. 1 described above, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. It should be noted that in this control system, a
前記子機52,53およびスイッチユニット3,54,55は、前記の一対の通信線5を介して制御装置51から電源供給が行われるとともに、通信を行う。スイッチユニット54,55において、増設のスイッチS9〜S16および増設の子機52,53には、図7で示すようにアドレス設定部52a〜54aが設けられており、増設分のアドレスを設定するようになっている。この図7の例では、最大48回線まで、リモコンリレーを増設することができるようになっている。
The
子機52,53には、図示しないけれども、前記制御装置1における送受信部25およびリレー処理部U1〜U8と同様の構成が設けられる(リレー処理部は4回線分)とともに、制御部21に対応する構成も、子機動作に必要な機能が搭載されており、電源部22に対応する構成は、前記通信線5の電圧から前記電源電圧VDD,Vccを作成する。また、前記電圧検出部23は設けられていない。一方、親機となる制御装置51は、増設回線数に対応した制御が可能となっている。
Although not shown in figure, the subunit |
上述のように構成される制御システムにおいて、制御装置51は、停電時に、自機内のリモコンリレーRY1〜RY8のみに前記フェイルON動作を行わせ、子機52,53側のリモコンリレーRY9〜RY12;RY13〜RY16については、切換えの出力を導出しない。このため、制御装置51側のリモコンリレーRY1〜RY8は、無停電電源装置4からの電源を開閉し、子機52,53側のリモコンリレーRY9〜RY12;RY13〜RY16は、商用電源6からの電源を開閉するようになっている。
In the control system configured as described above, the
したがって、前記フェイルON機能を実現できるリレーは親機に一体のリモコンリレーRY1〜RY8に制限されるが、送受信部25による電力消費を抑えて、商用電源6からの電源供給の停止した電源部22から制御部21へ供給される電源電圧VDDを、できるだけ長時間高いレベルで保持し、該制御部21が親機内のリモコンリレーRY1〜RY8を安定して動作させることができる。
Therefore, the relays that can realize the fail-on function are limited to the remote control relays RY1 to RY8 integrated with the master unit, but the power consumption by the transmission /
本発明の制御システムは、照明制御に用いることが好ましい。これによって、制御装置1,51に停電時のバックアップ電源を設けていない簡単な照明制御システムにおいても、誘導灯などの最小限の負荷への給電を行うことができる非常時に安全な照明制御システムを実現することができる。
The control system of the present invention is preferably used for lighting control. As a result, even in a simple lighting control system in which the
さらにまた、本発明の制御システムは、医院用制御システムに用いることが好ましい。これによって、制御装置1,51に停電時のバックアップ電源を設けていない小規模な医院向けの制御システムにおいても、誘導灯や生命維持装置などの最小限の負荷への給電を行うことができる非常時の信頼性の高い医院用制御システムを実現することができる。
Furthermore, the control system of the present invention is preferably used for a clinic control system. As a result, even in a control system for a small clinic where the
1,51 制御装置
2,3;54,55 スイッチユニット
4 無停電電源装置
5 通信線
6 商用電源
10 本体
21 制御部
22 電源部
22a 高周波トランス
22b,22c 電源IC
22d,22e 平滑コンデンサ
23 電圧検出部
25 送受信部
32 リレーオン制御部
33 リレーオフ制御部
34 リセットスイッチ部
35 交換推奨表示部
36 リレー状態監視部
37 リレー異常表示部
38 リレー存在検知部
41 CPU
42 記憶部
43 不揮発性記憶部
41a リレー制御処理部
41b バックアップ処理部
41c リセット処理部
41d システム処理部
42a リレー制御目標情報記憶部
42b リレー制御回数情報記憶部
43a バックアップリレー制御回数情報記憶部
52,53 子機
52a〜54a アドレス設定部
D1,D2 ダイオード
K1,K2 電源ライン
L1〜L16 照明機器
R1,R2 抵抗
RY1〜RY16 リモコンリレー
S1〜S16;S01,S02 スイッチ
T01〜T03;T11,T12 端子台
T1 オン制御信号端子
T2 オフ制御信号端子
T3 ON/OFF状態監視端子
T4 コモン端子
T5 存在検知端子
U1〜U8 リレー処理部
DESCRIPTION OF
22d,
42
Claims (5)
入力電源電圧を降圧・平滑化して内部電源電圧を作成する電源回路と、
前記入力電源電圧を分圧して検出用電圧を作成する分圧回路と、
前記電源回路からの内部電源電圧で動作し、前記リレーに励磁電流を与えて所望とする負荷機器の制御状態に応じて接点状態を切換え制御するとともに、前記分圧回路からの検出用電圧が予め定めるレベルを超えて低下すると、前記リレーにその接点状態をON状態に切換える励磁電流を与える制御回路とを含むことを特徴とする制御装置。 In a control device that operates with an external power supply and controls a load device via a relay that requires an excitation current only when switching the contact state.
A power supply circuit that steps down and smoothes the input power supply voltage to create an internal power supply voltage;
A voltage dividing circuit for dividing the input power supply voltage to create a detection voltage;
It operates with an internal power supply voltage from the power supply circuit, applies an excitation current to the relay and switches the contact state according to the desired control state of the load device, and the detection voltage from the voltage dividing circuit And a control circuit for providing an excitation current for switching the contact state of the relay to an ON state when the relay is lowered beyond a predetermined level.
前記電源回路内では、前記マイクロコンピュータ側とドライバ回路側との電源ラインがダイオードによって相互に分離されており、それぞれの電源ラインに前記内部電源電圧の平滑用のコンデンサを備えることを特徴とする請求項1記載の制御装置。 The control circuit comprises a microcomputer and a relay driver circuit responsive to the output thereof,
In the power supply circuit, power supply lines on the microcomputer side and the driver circuit side are separated from each other by a diode, and each power supply line includes a capacitor for smoothing the internal power supply voltage. Item 2. The control device according to Item 1.
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