JP2012255566A - Control device of refrigeration equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷設機器を制御する冷設機器の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a cooling apparatus that controls the cooling apparatus.
スーパーマーケット等の店舗に設置されるショーケースと、このショーケースに接続される冷凍機等の冷設機器とを備える冷設システムが知られている。これらの冷設システムは一般に、圧縮機や凝縮器、蒸発器等を冷媒配管等で環状接続して冷媒が循環する冷凍サイクルが構成される。 A cooling system including a showcase installed in a store such as a supermarket and a cooling device such as a refrigerator connected to the showcase is known. These refrigeration systems generally constitute a refrigeration cycle in which a refrigerant circulates by connecting a compressor, a condenser, an evaporator, and the like in a circular manner by a refrigerant pipe or the like.
通常これらの圧縮機や凝縮器、ショーケース等の冷設機器の運転および停止の制御は、それぞれの機器の入出力ポートに接続したセンサから得られる冷媒の圧力やショーケースの冷風吐出温度等の物理特性に基づいて、専用の制御プログラムが制御量を設定し、入出力ポートを介して冷設機器に送信することで行われる。この制御プログラムは、気候変動、センサを含め冷設機器の構成の変更や各冷設機器の経年劣化などに応じて更新されることが望ましい。また、圧縮機の機器のメンテナンス等のために、これらが接続する入出力ポートを切り替えたり変更したりする必要も生じうる。このようなプログラムの更新や機器のメンテナンス等をすることにより冷設システムの制御は適切に保たれ、店舗全体の省エネルギー化が維持または促進される。 Normally, the control of the operation and stop of these compressors, condensers, showcases and other refrigeration equipment is performed by adjusting the pressure of the refrigerant obtained from the sensor connected to the input / output port of each equipment, the cold air discharge temperature of the showcase, etc. Based on the physical characteristics, a dedicated control program sets the control amount and transmits it to the refrigeration equipment via the input / output port. It is desirable that this control program is updated in accordance with climate change, changes in the structure of the cooling equipment including sensors, and aging of each cooling equipment. In addition, it may be necessary to switch or change the input / output ports to which they are connected for maintenance of compressor equipment and the like. By updating the program and maintaining the equipment, the control of the cooling system is appropriately maintained, and the energy saving of the entire store is maintained or promoted.
しかしながら、一般に制御プログラムの実行中に新たな制御プログラムに更新したり入出力ポートに接続する冷設機器を入れ換えたりすることはできない。そのため、制御プログラムを更新する場合や入出力ポートに接続する冷設機器を入れ換える場合には制御プログラムや各冷設機器の動作を一旦終了すること、すなわち、サービスを中断する必要があった。 However, in general, it is not possible to update to a new control program or replace the refrigeration equipment connected to the input / output port during execution of the control program. For this reason, when updating the control program or replacing the refrigeration equipment connected to the input / output port, it is necessary to once terminate the operation of the control program and each refrigeration equipment, that is, to interrupt the service.
そこで、制御プログラムが稼働していない間に制御プログラムの更新を行う方法が提案されている(特許文献1参照)。 Therefore, a method of updating the control program while the control program is not operating has been proposed (see Patent Document 1).
スーパーマーケット等の店舗に設置される冷設システムにおいては、圧縮機や凝縮器、ショーケース等の冷設機器は常時運転状態に置かれる。このため、それらの制御プログラムも常時動作状態にある。これに伴って入出力ポートを介しての情報のやりとりも常時行われることとなり、制御プログラムの更新を含む機器等のメンテナンスの機会を作ることは困難である。また、制御が適切になされなくなった場合にも、サービスの継続が望まれる。このように、冷設機器が通常の動作状態においては対処できない状況が生じる場合がある。 In a refrigeration system installed in a store such as a supermarket, refrigeration equipment such as a compressor, a condenser, and a showcase is always in an operating state. For this reason, those control programs are always in an operating state. Along with this, exchange of information through the input / output port is always performed, and it is difficult to create an opportunity for maintenance of equipment including update of the control program. In addition, continuation of service is desired even when control is not properly performed. In this way, there may be a situation in which the refrigeration equipment cannot be handled in a normal operation state.
本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、サービスを継続しながら様々な状況に対処可能な冷設機器の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a control device for a cooling apparatus that can cope with various situations while continuing the service.
本発明のある態様は冷設機器の制御装置である。この装置は、冷設機器での物理特性を取得する取得部と、前記取得部において取得した物理特性をもとに冷設機器の運転能力を制御する制御部と、本制御装置の状態を判定する判定部とを含む。ここで前記制御部は、外部から受信した可変の目標値に、前記取得部において取得した物理特性を近づけるように冷設機器の運転能力を可変に制御する定常モードと、あらかじめ設定された固定の目標値に、前記取得部において取得した物理特性を近づけるように冷設機器の運転能力を可変に制御する非定常モードとを規定し、前記判定部が判定した状態をもとに定常モードあるいは非定常モードを選択する。 One embodiment of the present invention is a control device for a cooling apparatus. This device determines the state of the control unit, an acquisition unit that acquires physical characteristics of the refrigeration equipment, a control unit that controls the operating capacity of the refrigeration equipment based on the physical characteristics acquired by the acquisition unit, and And a determination unit. Here, the control unit has a stationary mode for variably controlling the operation capability of the refrigeration equipment so as to bring the physical characteristics acquired by the acquisition unit closer to the variable target value received from the outside, and a fixed value set in advance. The target value is defined as an unsteady mode in which the operating capacity of the refrigeration equipment is variably controlled so as to approximate the physical characteristics obtained by the obtaining unit, and the steady mode or non-steady mode is determined based on the state determined by the determination unit. Select the steady mode.
本発明の別の態様も冷設機器の制御装置である。この装置は、冷設機器の運転能力を可変に制御する定常モードと、冷設機器の運転能力を固定する非定常モードとを規定し、定常モードあるいは非定常モードを選択する制御部と、前記制御部に、定常モードあるいは非定常モードを選択させるための指示を受信する通信部とを含む。 Another aspect of the present invention is also a control device for a cooling apparatus. The apparatus defines a steady mode for variably controlling the operating capacity of the refrigeration equipment, and a non-steady mode for fixing the operating capacity of the refrigeration equipment, and selects the steady mode or the unsteady mode; And a communication unit that receives an instruction for causing the control unit to select the steady mode or the unsteady mode.
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above-described constituent elements and a conversion of the expression of the present invention between a method, an apparatus, a system, a recording medium, a computer program, and the like are also effective as an aspect of the present invention.
本発明によれば、サービスを継続しながら様々な状況に対処可能な冷設機器の制御装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the control apparatus of the refrigeration equipment which can cope with various situations, continuing service can be provided.
図1は、冷設システム100の構成を模式的に示した図である。冷設システム100は、凝縮器10、ショーケース20、冷凍機18、ショーケースコントローラ32、凝縮器コントローラ34、圧縮機コントローラ36、冷媒配管16、および統合コントローラ30を含む。ショーケース20はさらに、電磁弁24と総称される第1の電磁弁24a、第2の電磁弁24b、および第3の電磁弁24c、膨張弁26と総称される第1の膨張弁26a、第2の膨張弁26b、および第3の膨張弁26c、吐出温度センサ38と総称される第1の吐出温度センサ38a、第2の吐出温度センサ38b、第3の吐出温度センサ38c、および蒸発器28と総称される第1の蒸発器28a、第2の蒸発器28b、および第3の蒸発器28cを含む。
FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of the
また、冷凍機18はさらに、圧縮機14と総称される第1の圧縮機14a、第2の圧縮機14b、および第3の圧縮機14c、アンローダ22と総称される第1のアンローダ22a、第2のアンローダ22b、および第3のアンローダ23c、および低圧圧力センサ40を含む。
The
以下では、圧縮機や凝縮器、蒸発器等を冷媒配管等で環状接続して冷媒が循環する冷凍サイクルを構成する機器を「冷設機器」と総称することがある。本実施の形態においては冷設機器には、冷凍機器、冷蔵機器、冷暖房機器等の冷媒回路を備える機器を含む。 Hereinafter, devices constituting a refrigeration cycle in which a compressor, a condenser, an evaporator and the like are annularly connected by a refrigerant pipe or the like to circulate the refrigerant may be collectively referred to as “cooling devices”. In the present embodiment, the refrigeration equipment includes equipment having a refrigerant circuit such as refrigeration equipment, refrigeration equipment, and air conditioning equipment.
冷設システム100は、スーパーマーケット等の店舗に設置される。店舗に設置された冷設システム100は、インターネット等の通信回線400を介して遠隔監視システム200と接続する。遠隔監視システム200は、冷設システム100と同様のシステムである他の複数の冷設システム300とも接続し、後述する統合コントローラ30等を介して冷設システムの動作の監視および制御を行う。他の複数の冷設システム300は、通信回線400を介して冷設システム100の設置された店舗とは異なる店舗に設置される。
The
遠隔監視システム200は図示しないサーバ、モニタおよびキーボード等の入力装置を含み、後述する統合コントローラ30等を介して冷設システムの内部状態を表示したり、内部状態を変更したりすることができる。
The
冷設システム100は圧縮機14、凝縮器10、およびショーケース20等の冷設機器を冷媒配管16で連通して冷媒循環回路が構成される。圧縮機14で圧縮された高温かつ高圧の冷媒は、凝縮器10で熱を放出して凝縮する。凝縮した冷媒は電磁弁24の開閉に応じて膨張弁26において気化するに際し、気化熱として周囲の空気等の熱量を奪う。冷却された空気は冷風として図示しない吐出部から吹き出し、ショーケース20の庫内を冷却する。吐出部から吹き出す冷風の温度は、吐出温度センサ38が検出する。
In the
膨張弁26を通過した冷媒は低温かつ低圧の気体となる。この時点での冷媒の圧力は低圧圧力センサ40が検出する。圧縮機14は低温かつ低圧の冷媒を圧縮することで、冷媒を高温かつ高圧の状態にする。以上を繰り返すことにより、冷凍サイクルが構成される。なお、アンローダ22は、圧縮機14が圧縮する冷媒の圧力を減圧する機能を持つ。
The refrigerant that has passed through the expansion valve 26 becomes a low-temperature and low-pressure gas. The
圧縮機14、凝縮器10、およびショーケース20にはそれぞれ圧縮機コントローラ36、凝縮器コントローラ34、およびショーケースコントローラ32が制御信号伝送線によって接続されており、それらの動作が制御される。また、圧縮機コントローラ36、凝縮器コントローラ34、およびショーケースコントローラ32はさらに統合コントローラ30と接続する。統合コントローラ30は圧縮機コントローラ36、凝縮器コントローラ34、およびショーケースコントローラ32の動作を制御することで、冷設システム100の動作を全体として制御する。
A
ショーケースコントローラ32は、吐出温度センサ38によって検出される実際の冷風の温度と、吐出される冷風の温度としてしかるべき値として設定されている冷風の設定温度との偏差温度に基づいて電磁弁24を開閉制御し、蒸発器28に冷媒を供給してショーケース庫内を冷却する。具体的には、設定温度よりも高い上限温度を設定し、ショーケース庫内の温度が上限温度に到達した場合に電磁弁24を開き、設定温度にて電磁弁を閉じるオン−オフ制御を実行する。これにより、冷風の吐出温度を設定温度に近づける。なお、冷風の設定温度は統合コントローラ30がショーケースコントローラ32に設定する。
The
凝縮器コントローラ34は、凝縮器10に併設される図示しない圧力センサによって検出される凝縮器の出口直後の冷媒の圧力と、統合コントローラ30から設定された凝縮器を出る冷媒の圧力としてしかるべき値として設定された圧力(以後、「高圧設定値」という。)との偏差温度に基づいて図示しない凝縮器のファンの回転速度を変更する。より具体的には、センサによって検出された圧力が高圧設定値よりも高い場合にはファンの回転速度を上げて冷媒を冷やし、センサによって検出された圧力が高圧設定値よりも低い場合にはファンの回転速度を下げて冷媒の冷却能力を下げ、検出された圧力と圧設定値とを近づける。
The
圧縮機14は、低圧設定値に基づいて、所定の周期で圧縮機コントローラ36によってその運転能力が制御される。ここで所定の周期とは、圧縮機コントローラ36が低圧設定値に基づいて圧縮機14の運転能力を制御する周期として定められた制御周期であり、例えば1秒である。また「低圧設定値」とは、圧縮機の運転能力を変更するための基準となる値であり、具体的には「カットイン値」と「カットアウト値」とのふたつの閾値を含む。
The operation capacity of the
低圧圧力センサ40が取得した冷媒の圧力が「カットイン値」以上となると圧縮機の運転が再開され、当該圧力が「カットアウト値」以下となると圧縮機の運転が停止する。冷設システム100内に設置されたいずれかのショーケース20の負荷の変動により冷媒の低圧圧力が変化すると、圧縮機コントローラ36は、低圧設定値に応じて圧縮機14の運転能力が制御される。なお、低圧設定値は、ショーケース庫内の温度状態に応じて、統合コントローラ30が可変に設定する。
When the refrigerant pressure acquired by the low-
統合コントローラ30が、ショーケースコントローラ32の冷風の設定温度を変更すること、凝縮器コントローラ34の高圧設定値を変更すること、および圧縮機コントローラ36の低圧設定値を変更すること等を含めて「省エネ制御」と総称する。また、例えば圧縮機コントローラ36についての省エネ制御を意味する場合には、圧縮機コントローラ36の省エネ制御等という。
The
図2は、実施の形態に係る圧縮機コントローラ36の内部構成を模式的に示した図である。圧縮機コントローラ36は、通信部54、データテーブル56、制御部58、I/Oポート変更部60、プログラム更新部62、状態判定部64、I/Oポート66、およびプログラムテーブル68を含む。
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating the internal configuration of the
通信部54は、統合コントローラ30からの指示等を受信する。例えば通信部54は、統合コントローラ30から低圧設定値を受信する。通信部54はまた、受信したデータを解析し、データテーブル56に解析結果を格納する。通信部54はさらに、統合コントローラ30がデータテーブル56に格納されているデータを要求している場合には、データテーブル56から該当するデータを取得して統合コントローラ30に送信する。
The
通信部54は、通信状態を判定するために設定された所定の時間(例えば30秒)の間、統合コントローラ30からの応答を受信しない場合(すなわち、通信がタイムアウトの場合)には通信状態は異常と判定し、そうでない場合は正常と判定する。判定結果はデータテーブル56に判定の都度保存する。
When the
I/Oポート66は、圧縮機14や低圧圧力センサ40と接続してデータの入出力を行う。例えば低圧圧力センサ40から冷媒の圧力を受け取って制御部58に送信したり、制御部58からの制御情報を圧縮機14に出力したりする。
The I /
制御部58は、圧縮機14の運転能力を可変に制御する。具体的には、制御部58は、通信部54を介して統合コントローラ30から取得し、データテーブル56に保存されている低圧設定値を取得する。また、I/Oポート66を介して低圧圧力センサ40から、所定の間隔毎に冷媒の圧力(以下、低圧圧力センサ40から取得する圧力を単に「低圧」という。)を取得する。ここで所定の間隔とは、制御部58内の図示しない物理特性取得部が低圧を測定する周期として設定された物理特性測定周期であり、例えば1秒である。周期は図示しないタイマから取得する。なお、冷媒の物理特性としては、低圧ではなく温度を取得するようにしてもよい。その場合には図示しない冷媒温度センサ等を冷設機に設置することで実現できる。取得した圧力等の冷媒の物理特性をデータテーブル56に格納する。
The
制御部58は、図示しないタイマを参照して圧縮機14の制御のための制御周期として定められた所定の間隔(例えば1秒)毎に、低圧設定値を制御の目標値として、低圧設定値に低圧が近づくよう圧縮機14の制御量を決定する。ここで「圧縮機の制御量」とは、圧縮機14の運転能力を定める量であり、例えば動作させる圧縮機14の台数やアンローダ22の運転台数である。圧縮機14が定速圧縮機ではなく、回転数を変えることで圧力を制御できる能力可変型の圧縮機の場合には、圧縮機の制御量として回転数を用いることもできる。圧縮機14やアンローダ22の運転および停止の順番は任意で設定でき、例えば特定の圧縮機を優先的に運転させてもよいし、複数の圧縮機を順番に運転させるようにしてもよい。
The
以上の説明は、統合コントローラ30と通信部54との通信状態が正常であり、統合コントローラ30から低圧設定値が制御されること、すなわち圧縮機の省エネ制御が正常に行われることを前提とした。統合コントローラ30と通信部54との通信状態が異常となると以下で説明する問題が起こり得る。
The above description is based on the assumption that the communication state between the
図3は、統合コントローラ30と通信部54との通信状態が異常となった場合における省エネ制御の一例を図示したものである。図3(a)は、低圧設定値42と低圧44との関係を示す。図3(b)は図3(a)と時間的に対応するショーケース20の冷風温度の設定値46と実際の冷風温度48とを示す。時刻Xよりも以前は、統合コントローラ30が省エネ制御をすることにより低圧設定値42が増加している。時刻Xにおいて統合コントローラ30と通信部54との通信状態が異常となると、圧縮機コントローラ36の低圧設定値42は統合コントローラ30によって変更されなくなり、一定値となる。したがって、時刻X以降、低圧設定値42は一定の値となる。
FIG. 3 illustrates an example of the energy saving control when the communication state between the
図3(a)の例では、時刻Xにおける低圧設定値42が比較的高い状態(図の実線)で通信異常が起こった場合を示す。この場合、高い低圧設定値42を目標として制御部58は圧縮機14の運転能力を下げ、結果としてショーケース20が冷却不足となる可能性がある。統合コントローラ30と通信部54との通信状態が異常のため、統合コントローラ30は図の破線で示すように低圧設定値42を下げることができない。
In the example of FIG. 3A, a case where a communication abnormality occurs in a state where the low pressure set
図3(b)で示すように、通信異常が発生した時刻X以降、ショーケース20の冷風温度の設定値46よりも吐出する実際の冷風温度48が上がっても、実際の冷風温度48を下げることができず、ショーケース20は冷却不足となる。低圧設定値42が下がらないため、制御部58は圧縮機14の運転能力を上げることができないからである。通信異常の時間が長引くとショーケース20は冷却不足の状態が継続することになり、ショーケース20に保管されている食品等が傷んでしまい問題となる。
As shown in FIG. 3B, even after the time X when the communication abnormality occurs, even if the actual
この問題に対応するため、制御部58は、統合コントローラ30から受信した可変の低圧設定値に低圧を近づけるように圧縮機14の運転能力を可変に制御する定常モードと、あらかじめ設定された固定の低圧標準値に低圧を近づけるように圧縮機14の運転能力を可変に制御する第1の非定常モードとを規定する。ここで「低圧標準値」とは、制御部58が非定常モードの場合に強制的に設定される低圧設定値であり、あらかじめユーザにより設定可能な低圧の標準値である。低圧標準値はデータテーブル56に保存されている。
In order to cope with this problem, the
状態判定部64は、データテーブル56から現在の通信状態を取得する。制御部58は、状態判定部64が通信状態を正常と判定した場合に定常モードを選択し、状態判定部64が通信状態を異常と判定した場合に第1の非定常モードを選択する。
The
図4は、統合コントローラ30と通信部54との通信状態が異常となった場合に、制御部58が非定常モードとなるときの省エネ制御の一例を図示したものである。図4(a)は、低圧設定値42と低圧44との関係を示す。図4(b)は図4(a)と時間的に対応するショーケース20の冷風温度の設定値46と実際の冷風温度48とを示す。図4(a)は、図3(a)の場合と同様に、時刻Xにおける低圧設定値42が比較的高い状態のときに通信異常が起こった場合を示す。時刻Xまでは統合コントローラ30の省エネ制御によって低圧設定値42が増加するが、通信状態が異常となった時刻X以降は、その直前までの統合コントローラ30の省エネ制御による低圧設定値42に関わらず、低圧標準値50が設定される。
FIG. 4 illustrates an example of the energy saving control when the
図4(b)で示すように、通信異常が発生した時刻X以降も、ショーケース20から吐出する実際の冷風温度48をショーケース20の冷風温度の設定値46となるように制御を継続することができる。低圧設定値42は低圧標準値50に設定されているため、制御部58は圧縮機14の運転能力を上げることができるからである。
As shown in FIG. 4B, the control is continued so that the actual
通信状態が異常の間は低圧標準値50を目標値として圧縮機14の運転能力が制御されるため、ショーケース20が極端に冷却不足となることを防ぐことができる。通信異常中に圧縮機14の運転能力を高くするよう制御することがなくなるので、その間のエネルギーコストを抑制できる点で有利である。
While the communication state is abnormal, the operation capacity of the
図5は、統合コントローラ30と通信部54との通信状態が異常となった場合における省エネ制御の別の例を図示したものである。図5(a)は、低圧設定値42と低圧44との関係を示す。図5(b)は図5(a)と時間的に対応するショーケース20の冷風温度の設定値46と実際の冷風温度48とを示す。時刻Xよりも以前は、統合コントローラ30が省エネ制御をすることにより低圧設定値42が減少している。時刻Xにおいて統合コントローラ30と通信部54との通信状態が異常となると、圧縮機コントローラ36の低圧設定値42は統合コントローラ30によって変更されなくなり、固定される。したがって、時刻X以降、低圧設定値42は一定の値となる。
FIG. 5 illustrates another example of the energy saving control when the communication state between the
図5(a)の例は、時刻Xにおける低圧設定値42が比較的低い状態(図の実線)で通信異常が起こった場合を示す。この場合、低い低圧設定値42を目標として制御部58は圧縮機14の運転能力を上げ、結果としてショーケース20が過剰冷却となる可能性がある。統合コントローラ30と通信部54との通信状態が異常のため、統合コントローラ30は図の破線で示すように低圧設定値42を上げることができない。
The example of FIG. 5A shows a case where a communication abnormality occurs in a state where the low pressure set
このため、図5(b)で示すように、通信異常が発生した時刻X以降、ショーケース20の冷風温度の設定値46よりも吐出する実際の冷風温度48が下がっても、実際の冷風温度48は上がらず、過剰冷却の状態が継続する。低圧設定値42が上がらないため、制御部58は圧縮機14の運転能力を下げないからである。この結果、通信異常の時間が長引くと実際の冷風温度48と冷風温度の設定値46との差が大きくなる。ショーケース20が充分に冷却されているにも関わらずさらに冷却を続けることになり、省エネの観点から好ましくない。
Therefore, as shown in FIG. 5B, even after the time X when the communication abnormality occurs, even if the actual
図6は、統合コントローラ30と通信部54との通信状態が異常となった場合に、制御部58が非定常モードとなるときの省エネ制御の別の例を図示したものである。図6(a)は、低圧設定値42と低圧44との関係を示す。図6(b)は図6(a)と時間的に対応するショーケース20の冷風温度の設定値46と実際の冷風温度48とを示す。図4(a)は、図5の場合と同様に、時刻Xまでは統合コントローラ30の省エネ制御によって低圧設定値42が減少するが、通信状態が異常となった時刻X以降は、その直前までの統合コントローラ30の省エネ制御による低圧設定値42に関わらず、低圧標準値50が設定される。
FIG. 6 illustrates another example of the energy saving control when the
図6(b)に示すように、時刻Xにおける低圧設定値42が比較的低い状態(図の実線)で通信異常が起こった場合を示す。通信異常が発生した時刻X以降も、ショーケース20から吐出する実際の冷風温度48をショーケース20の冷風温度の設定値46となるように制御を継続することができる。低圧設定値42は低圧標準値50に設定されているため、制御部58は圧縮機14の運転能力を下げることができるからである。
As shown in FIG. 6B, a case where a communication abnormality occurs in a state where the low pressure set
通信状態が異常の間は低圧標準値50を目標値として圧縮機14の運転能力が制御されるため、ショーケース20が極端に過剰冷却となることを防ぐことができる。
While the communication state is abnormal, the operation capacity of the
図2の説明に戻る。制御部58は上述のモードの他に次のモードも規定する。すなわち、圧縮機14等の冷設機器の運転能力を可変に制御する定常モードと、冷設機器の運転能力を固定する第2の非定常モードとのモードである。第2の非定常モードはI/Oポート66の設定変更や圧縮機コントローラ36の動作を規定するプログラムの更新等の際に利用されるモードである。
Returning to the description of FIG. The
通信部54は、統合コントローラ30からI/Oポート66の設定変更指示があるとその旨および変更情報をデータテーブル56に格納する。状態判定部64は、データテーブル56にI/Oポート66の設定変更指示があると、制御部58に第2の非定常モードを選択させる。I/Oポート変更部60は、制御部58が第2の非定常モードとなるとI/Oポート66の初期設定値の変更を許可し、制御部58が定常モードの間はI/Oポート66の初期設定値の変更を禁止する。
When there is a setting change instruction for the I /
通信部54は、統合コントローラ30から圧縮機コントローラ36の動作を規定するプログラムの更新指示があるとその旨をデータテーブル56に格納し、更新プログラムをプログラムテーブル68に格納する。状態判定部64は、データテーブル56にプログラム更新の指示があると、制御部58に第2の非定常モードを選択させる。プログラム更新部62は、制御部58が第2の非定常モードとなると圧縮機コントローラ36の全体の制御プログラムのうち、少なくとも一部(例えば、圧縮機コントローラ36の全体の制御プログラムのうち、圧縮機14の制御内容を更新するときの制御部58など)の書き換えを許可し、制御部58が定常モードの間は制御プログラムの書き換えを禁止する。
When there is a program update instruction that prescribes the operation of the
このように、I/Oポート変更部60がI/Oポート66の初期設定を変更する際やプログラム更新部62がプログラムテーブル68のプログラムを更新する際に、圧縮機14等の冷設機器の運転能力を固定することによって制御部58を冷設機器の制御から解放し、変更や更新を可能とする。その間、圧縮機14等の冷設機器は運動能力を固定されつつも動作し続けるので、サービスを中断する必要がない。
As described above, when the I / O
以上の圧縮機コントローラ36の構成は、ハードウェア的には、任意のプロセッサ、メモリ、その他のLSIで実現でき、ソフトウェア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組み合わせによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
The above-described configuration of the
図7は、実施の形態にかかる圧縮機コントローラ36内の処理の流れを説明するフローチャートである。本フローチャートにおける処理は、冷設システム100が始動したときに開始する。
FIG. 7 is a flowchart for explaining a flow of processing in the
状態判定部64は初期化作業を行う(S10)。具体的には、データテーブル56に格納されている制御部58の制御モードを定常モードにセットし、処理ステータスを「無処理」にセットする。ここで「処理ステータス」とは、制御部58が定常モードでない場合に行う処理を表すステータスであり、少なくとも「通信異常」、「プログラム更新」、「I/Oポートの設定」、および「無処理」のステータスを含む。
The
通信部54は、統合コントローラ30からデータを受信し、必要に応じてデータテーブル56に格納されている情報を統合コントローラ30に送信する(S12)。通信部54は、統合コントローラ30からプログラムの更新やI/Oポート66の設定変更の情報を受信すると、その旨をデータテーブル56に格納する。通信部54は、統合コントローラ30との通信状態が異常の場合には、データテーブル56に通信異常である旨を格納する。
The
状態判定部64は、データテーブル56にプログラムの更新やI/Oポート66の設定変更の情報、あるいは通信異常の情報が格納されている場合には、制御部58を非定常モードに設定し、そうでない場合には、制御部58は定常モードに設定する(S14)。制御部58の現在の制御モードはデータテーブル56に格納される。
When the data table 56 stores program update, I /
制御部58が定常モードの場合(S16Y)、制御部58は圧縮機14の制御処理を実行する(S18)。制御部58が定常モードでない場合(S16N)、制御部58は非定常モードに移行し、処理ステータスで定められた処理を実行する(S20)。圧縮機の制御または処理ステータスで定められた処理が終了するとステップS12に戻り、処理を継続する。
When the
図8は、状態判定部64による状態判定処理の流れを説明するフローチャートであり、図7のステップS14を詳細に説明するものである。
FIG. 8 is a flowchart for explaining the flow of the state determination process by the
状態判定部64は、プログラムテーブル68に格納されている通信状態を調べ、通信がタイムアウトの場合(S22Y)、プログラムテーブル68に格納されている処理ステータスを「通信異常」にセットする(S24)。通信がタイムアウトでない場合(S22N)、状態判定部64は、通信部54が統合コントローラ30からプログラムの更新指示を受信したか否かを調べる。プログラムの更新指示がある場合(S26Y)、状態判定部64は、プログラムテーブル68に格納されている処理ステータスを「プログラム更新」にセットする(S28)。
The
プログラムの更新指示がない場合(S26N)、状態判定部64は、通信部54が統合コントローラ30からI/Oポート66の設定変更指示を受信したか否かを調べる。I/Oポート66の設定変更指示がある場合(S30Y)、状態判定部64は、プログラムテーブル68に格納されている処理ステータスを「I/Oポートの設定」にセットする(S32)。
When there is no program update instruction (S26N), the
I/Oポート66の設定変更指示がない場合(S30N)、状態判定部64は、データテーブル56に格納されている処理ステータスを調べる。データテーブル56に格納されている処理ステータスが「通信異常」を示している場合(S34Y)、状態判定部64は、処理ステータスを「無処理」にセットする(S36)。処理ステータスが「通信異常」を示していない場合(S34N)、状態判定部64は、通信部54を介して統合コントローラ30から定常モード設定の指示があるか否かを調べる。定常モード設定の指示がある場合(S38Y)、状態判定部64は、データテーブル56に格納されている制御部58の制御モードを「定常モード」にセットする(S40)。定常モード設定の指示がない場合(S38N)、状態判定部64は状態判定処理を終了する。
When there is no setting change instruction for the I / O port 66 (S30N), the
状態判定部64は、処理ステータスを「通信異常」、「プログラム更新」または「I/Oポートの設定」のいずれかに変更した後(それぞれステップS24、S28、S32)、データテーブル56に格納されている制御部58の制御モードを「非定常モード」にセットする(S42)。より具体的には、状態判定部64は、処理ステータスを「通信異常」の場合には制御部58の制御モードを「第1の非定常モード」に変更し、「プログラム更新」または「I/Oポートの設定」のいずれかの場合には制御部58の制御モードを「第2の非定常モード」に変更する。状態判定部64が制御部58の制御モードを「定常モード」または「非定常モード」のいずれかにセットすると、本フローチャートにおける処理は終了する。
The
図9は、圧縮機コントローラ36の非定常モードにおける処理の流れを説明するフローチャートであり、図7のステップS20を詳細に説明するものである。
FIG. 9 is a flowchart for explaining the flow of processing in the unsteady mode of the
状態判定部64は、データテーブル56に格納されている処理ステータスをもとに後続の処理を分岐する(S44)。処理ステータスが「通信異常」場合、制御部58の制御モードは「第1の非定常モード」である。そこで、制御部58は、データテーブル56に格納されている低圧標準値を低圧設定値として固定する(S46)。その後制御部58は、圧縮機14の制御処置を実行する(S48)。
The
処理ステータスが「I/Oポートの設定」の場合、制御部58の制御モードは「第2の非定常モード」である。制御部58は圧縮機14の運転能力を固定し(S50)、圧縮機14の制御を終了する。I/Oポート変更部60は、通信部54を介して統合コントローラ30から受信しデータテーブル56に格納されている変更情報をI/Oポート66に反映する(S52)。その後、状態判定部64はデータテーブル56に格納されている処理ステータスを「無処理」にセットする(S54)。
When the processing status is “I / O port setting”, the control mode of the
処理ステータスが「無処理」の場合、制御部58がステップS48における圧縮機14の制御処理を終了した後、あるいは状態判定部64がステップS54における処理を終了すると、本フローチャートにおける処理を終了する。
When the processing status is “no processing”, after the
ステップS44において処理ステータスが「プログラム更新」の場合も、制御部58は「第2の非定常モード」となる。制御部58は圧縮機14の運転能力を固定し(S56)、圧縮機14の制御を終了する。プログラム更新部62は、通信部54を介して統合コントローラ30から受信しプログラムテーブル68に格納されている制御プログラムを新しい制御プログラムとして更新する(S58)。その後、プログラム更新部62は、新しい制御プログラムを反映させるために圧縮機コントローラ36を再起動する(S60)。システム再起動の後は、図7におけるステップS10に戻る(S62)。
Even when the processing status is “program update” in step S44, the
図10は、制御部58における圧縮機14の制御処理の流れを説明するフローチャートであり、図7のステップS18および図9のステップ48を詳細に説明するものである。
FIG. 10 is a flowchart for explaining the flow of control processing of the
制御部58は、図示しないタイマを参照して、制御周期か否かを調べる。制御周期の場合(S64Y)、制御部58はI/Oポート66を介して低圧圧力センサ40から現在の低圧を取得する(S66)。低圧が低圧設定値よりも圧力が高い場合(S68Y)、制御部58はタイマを参照して所定の時間待機する。ここで所定の時間とは、計測値の変動を吸収する等のために設けられた待機時間であり、例えば1分間に設定される。
The
所定の待機時間低圧が低圧設定値よりも高い状態が継続する場合(S70Y)、制御部58は、圧縮機14の制御量を変更してその運転能力を上昇させる(S72)。所定の待機時間低圧が低圧設定値よりも高い状態が継続しなかった場合(S70N)、制御部58は特段の制御を行わない。また、制御周期でない場合(S64N)も制御部58は特段の制御を行わない。
When the predetermined standby time low pressure continues to be higher than the low pressure set value (S70Y), the
低圧が低圧設定値と同じか低い場合(S68N)も、制御部58はタイマを参照して所定の時間待機する。所定の待機時間低圧が低圧設定値よりも低い状態が継続する場合(S74Y)には、制御部58は、圧縮機14の制御量を変更してその運転能力を下降させる(S76)。所定の時間低圧が低圧設定値よりも低い状態が継続しなかった場合(S74N)には、制御部58は特段の制御を行わない。
Even when the low pressure is equal to or lower than the low pressure set value (S68N), the
以上の構成による動作は以下のとおりである。冷設システム100が動作を開始すると、冷凍サイクルによってショーケース20の庫内が冷却される。制御部58は、定常モードの場合には、冷媒の圧力と低圧設定値との大小関係に基づいて圧縮機14の運転能力を制御する。ユーザは、圧縮機コントローラ36の動作を規定するプログラムの更新作業や入出力ポートの変更、その他圧縮機コントローラ36のメンテナンスを望む場合には、統合コントローラ30を介して圧縮機コントローラ36の非定常モードにその旨を指示する。制御部58は圧縮機14の運転を固定した後に第2の非定常モードに移行し、プログラムの更新や入出力ポートの変更等のメンテナンスを行うことができるようになる。また、統合コントローラ30との間の通信状態が異常となると、制御部58は第1の非定常モードに移行して低圧設定値を固定する。
The operation according to the above configuration is as follows. When the
以上説明したように実施の形態によれば、圧縮機14の運転を固定し、例えば定常的に圧縮機14を運転しつつ、プログラムの更新等、圧縮機コントローラ36のメンテナンスを実行することができる。メンテナンス作業中においても、ショーケース20の庫内を冷却できるので、メンテナンス作業中に圧縮機14を停止させた場合と比較して、メンテナンス作業終了後の圧縮機の運転能力を抑えることができ、かつメンテナンス中もショーケース20の庫内の商品等を低温保存できる。ショーケース20の庫内が冷却された場合には圧縮機14の運転能力を下げることにより、圧縮機14の消費電力を抑えられる。
As described above, according to the embodiment, it is possible to fix the operation of the
さらに統合コントローラ30と圧縮機コントローラ36との通信状態が異常の場合には、統合コントローラ30は圧縮機コントローラ36に対して省エネ制御を実施できないが、その間、圧縮機コントローラ36内の制御部58は低圧設定値としてデータテーブル56から読み出した低圧標準値を用いる。この結果、通信状態が異常である間にも圧縮機14の運転を継続でき、かつ低圧設定値を低圧標準値付近で保つことができるので、通信状態が正常に復帰した後の圧縮機14の運転能力を増加する必要がなく、消費電力を抑えることが可能となる。
Furthermore, when the communication state between the
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The present invention has been described based on the embodiments. This embodiment is an exemplification, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are within the scope of the present invention. is there.
例えば、上記実施の形態では、冷設機器のコントローラとして主に圧縮機コントローラ36を例に説明したが、冷設機器のコントローラとしてはショーケースコントローラ32や凝縮器コントローラ34であってもよい。
For example, in the above-described embodiment, the
図11は、冷設機器のコントローラが圧縮機コントローラ36の場合とショーケースコントローラ32の場合との、制御対象、目標値および計測値を対比して示す図である。圧縮機コントローラ36内の制御部58の制御対象が圧縮機14の運転能力であったのに対し、ショーケースコントローラ32内の図示しない制御部の制御対象は電磁弁24の開度である。また、圧縮機コントローラ36内の制御部58が低圧設定値を制御の目標としたのに対し、ショーケースコントローラ32内の制御部の目標値は、図示しない冷風吐出部から吐出される冷風の設定温度である。冷設機器のコントローラがショーケースコントローラ32の場合、吐出温度センサ38によって検出される実際の冷風の温度を冷風の設定温度に近づくように制御する。
FIG. 11 is a diagram comparing the control target, the target value, and the measured value in the case where the controller of the cooling apparatus is the
統合コントローラ30はショーケース20が設置されている店内の温度が所定の温度よりも低い場合には店内が十分に冷えているとして冷風の設定温度を上げる。また、店内の温度が所定の温度よりも高い場合には冷風の設定温度を下げる。
When the temperature in the store where the
図12は、冷設機器のコントローラが圧縮機コントローラ36の場合と凝縮器コントローラ34の場合との、制御対象、目標値および計測値を対比して示す図である。圧縮機コントローラ36内の制御部58の制御対象が圧縮機14の運転能力であったのに対し、凝縮器コントローラ34内の図示しない制御部の制御対象は、図示しない凝縮器のファンの回転数である。また、圧縮機コントローラ36内の制御部58が低圧設定値を制御の目標としたのに対し凝縮器コントローラ34内の制御部の目標値は、凝縮器10の運転能力を変更するための基準となる値である高圧設定値である。冷設機器のコントローラが凝縮器コントローラ34の場合、「高圧」と称される凝縮器10に入る直前の冷媒の圧力を、高圧設定値に近づくように制御する。
FIG. 12 is a diagram showing the control target, the target value, and the measured value in a case where the controller of the cooling apparatus is the
統合コントローラ30は外気の温度が所定の温度よりも低い場合には十分に熱交換ができるので、高圧設定値を下げる。また、外気の温度が所定の温度よりも高い場合には熱交換ができないため、高圧設定値を上げる。
Since the
圧縮機コントローラ36内の制御部58等、冷設機器のコントローラが非定常モードの場、その旨をユーザに知らせるメッセージをモニタ(図示せず)上に表示するようにしてもよい。
When the controller of the cooling apparatus such as the
統合コントローラ30は、冷設機器のコントローラの目標値を表示したり、目標値を変更できるようにしたりしてもよい。また、例えば圧縮機コントローラ36内の制御部58が第1の非定常状態となる場合など、目標値を固定する場合にはその旨を確認するメッセージをモニタ等の表示部に表示するようにしてもよい。冷設機器のコントローラの動作状態を一元管理できる点で有利である。
The
遠隔監視システム200は、通信回線400を介して冷設機器のコントローラの目標値を表示したり、目標値を変更できるようにしたりしてもよい。また、例えば圧縮機コントローラ36内の制御部58が第1の非定常状態となる場合など、目標値を固定する場合にはその旨を確認するメッセージをモニタ等の表示部に表示するようにしてもよい。複数の店舗における冷設システム100の動作状態を、遠隔地から一元管理できる点で有利である。
The
10 凝縮器、 14 圧縮機、 16 冷媒配管、 18 冷凍機、 20 ショーケース、 22 アンローダ、 24 電磁弁、 26 膨張弁、 28 蒸発器、 30 統合コントローラ、 32 ショーケースコントローラ、 34 凝縮器コントローラ、 36 圧縮機コントローラ、 38 吐出温度センサ、 40 低圧圧力センサ、 42 低圧設定値、 44 低圧、 46 冷風温度の設定値、 48 冷風温度、 50 低圧標準値、 54 通信部、 56 データテーブル、 58 制御部、 60 I/Oポート変更部、 62 プログラム更新部、 64 状態判定部、 66 I/Oポート、 68 プログラムテーブル、 100 冷設システム、 200 遠隔監視システム、 400 通信回線。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
冷設機器での物理特性を取得する取得部と、
前記取得部において取得した物理特性をもとに冷設機器の運転能力を制御する制御部と、
本制御装置の状態を判定する判定部とを含み、
前記制御部は、外部から受信した可変の目標値に、前記取得部において取得した物理特性を近づけるように冷設機器の運転能力を可変に制御する定常モードと、あらかじめ設定された固定の目標値に、前記取得部において取得した物理特性を近づけるように冷設機器の運転能力を可変に制御する非定常モードとを規定し、前記判定部が判定した状態をもとに定常モードあるいは非定常モードを選択することを特徴とする冷設機器の制御装置。 A control device for refrigeration equipment,
An acquisition unit for acquiring physical characteristics of the refrigeration equipment;
A control unit for controlling the operating capacity of the refrigeration equipment based on the physical characteristics acquired in the acquisition unit;
A determination unit for determining the state of the control device,
The control unit includes a steady mode for variably controlling the operating capability of the cooling apparatus so as to bring the physical characteristics acquired in the acquisition unit closer to the variable target value received from the outside, and a fixed target value set in advance. And a non-steady mode for variably controlling the operating capacity of the refrigeration equipment so as to approximate the physical characteristics acquired in the acquisition unit, and a steady mode or a non-steady mode based on the state determined by the determination unit The control apparatus of the cooling equipment characterized by selecting.
前記判定部は、本制御装置の状態として前記通信部での通信状態を判定し、
前記制御部は、本制御装置の状態として、前記判定部が通信状態を正常と判定した場合に定常モードを選択し、前記判定部が通信状態を異常と判定した場合に非定常モードを選択することを特徴とする請求項1に記載の制御装置。 A communication unit that receives a variable target value to be used in the control unit;
The determination unit determines a communication state in the communication unit as a state of the control device,
The control unit selects the steady mode as the state of the control device when the determination unit determines that the communication state is normal, and selects the unsteady mode when the determination unit determines that the communication state is abnormal. The control device according to claim 1.
前記制御部に、定常モードあるいは非定常モードを選択させるための指示を受信する通信部とを含むことを特徴とする冷設機器の制御装置。 A control unit that stipulates a steady mode that variably controls the operation capacity of the refrigeration equipment and a non-steady mode that fixes the operation capacity of the refrigeration equipment, and selects the steady mode or the unsteady mode;
A control apparatus for a cooling apparatus, comprising: a communication unit that receives an instruction for causing the control unit to select a steady mode or an unsteady mode.
前記プログラム更新部は、前記制御部が非定常モードの場合には前記制御プログラムの少なくとも一部の書き換えを許可し、前記制御部が定常モードの場合には前記制御プログラムの書き換えを禁止することを特徴とする請求項3に記載の制御装置。 A program update unit for updating a control program for defining the operation of the control unit;
The program update unit permits rewriting of at least a part of the control program when the control unit is in a non-steady mode, and prohibits rewriting of the control program when the control unit is in a steady mode. The control device according to claim 3.
前記変更部は、前記制御部が非定常モードの場合には初期設定値の変更を許可し、前記制御部が定常モードの場合には初期設定値の変更を禁止することを特徴とする請求項3または4に記載の制御装置。 The control unit further includes a changing unit that changes an initial setting value used for controlling the cooling apparatus,
The change unit, wherein the change of the initial set value is permitted when the control unit is in a non-steady mode, and the change of the initial set value is prohibited when the control unit is in a steady mode. The control device according to 3 or 4.
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