JP5033072B2

JP5033072B2 - 遠隔監視制御システム

Info

Publication number: JP5033072B2
Application number: JP2008166273A
Authority: JP
Inventors: 悟朗小田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-06-25
Filing date: 2008-06-25
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2028-06-25
Also published as: JP2010010939A

Description

本発明は、遠隔監視制御システムに関するものである。

従来、周囲の環境を制御する環境制御機器を、制御対象の物理量を測定するセンシング手段のセンシング結果に基づいて制御する自律分散型の制御システムが提供されていた。

図７は、例えば照明器具のような環境制御機器１１０の動作を、対象エリアにおける照度の測定データに基づいて制御するセンサー付きコントロールユニット（以下、コントロールユニットと略称す。）１００の概略的なブロック図であり、このコントロールユニット１００は、対象エリアの照度を測定するセンシング素子１０１と、センシング素子１０１の測定データが入力されるセンサー入力インターフェイス部（以下、センサー入力Ｉ／Ｆ部と言う。）１０２と、外部の設定装置（図示せず）から各種の設定情報（例えば測定の単位など）が入力される設定用入出力インターフェイス部（以下、設定用入出力Ｉ／Ｆ部と言う。）１０３と、設定情報などの各種情報を記憶する記憶部１０４と、環境制御機器１１０に制御データを出力する制御用出力インターフェイス部（以下、制御用出力Ｉ／Ｆ部）１０５と、全体的な制御を行う演算部１０６とで構成される。

このコントロールユニット１００では、当該ユニットが備えるセンシング素子１０１の測定データ（照度情報）がセンサー入力Ｉ／Ｆ部１０２を介して演算部１０６に入力されて、演算部１０６で単独処理されるとともに、処理後の照度情報に基づいて環境制御機器１１０の光出力が所望の調光出力となるように、制御用出力Ｉ／Ｆ部１０５を介して環境制御機器１１０に調光制御信号（例えばデューティ信号）を出力し、環境制御機器１１０の光出力を制御していた。なおコントロールユニット１００の演算部１０６が、環境制御機器１１０に調光制御信号を出力する代わりに、センシング素子１０１の測定データと所定の閾値との高低を比較し、閾値よりも明るければ環境制御機器１１０をオフさせる制御信号を出力するとともに、閾値以下であれば環境制御機器１１０をオンさせる制御信号を出力するものもあった。

また、上記の制御システムは自律分散型の制御システムであるが、明るさセンサ及び複数の照明器具を格別に備える複数の子機を親機に接続し、親機から各子機の動作を集中制御するようにした照明制御システムも従来提供されていた（例えば特許文献１参照）。この照明制御システムでは、親機が各子機から明るさセンサの測定データを収集し、その測定データに基づいて各子機を集中制御するとともに、各子機では親機による集中制御下で、自己が備える明るさセンサの測定データに基づいて、自己が備える照明器具の光出力を集中制御するようになっていた。
特開２００３−５９６７４号公報

上述した前者の制御システムでは、コントロールユニット１００と環境制御機器１１０との間で制御が完結する自律分散型の制御システムであるから、図８（ａ）（ｂ）に示すように同様の構成を有する２台のコントロールユニット１００ａ，１００ｂが隣接して配置される場合、他のコントロールユニットで制御される環境制御機器１１０の光出力の影響を受けて、自機が備えるセンシング素子１０１ａ，１０ｂの測定データが不正確になる可能性があった。ここで、図８（ａ）のように照明エリアＢ１，Ｂ２をそれぞれ管轄するコントロールユニット１００ａ，１００ｂにおいて、各コントロールユニット１００ａ，１００ｂの具備するセンシング素子１０１ａ，１０１ｂの測定エリアＡ１，Ａ２が、自機の管轄する照明エリアＢ１，Ｂ２内に設定されていれば、各センシング素子１０１ａ，１０１ｂの測定データが、他のコントロールユニット１００ｂ，１００ａの管轄する照明エリアＢ２，Ｂ１内の照度によって影響されることはない。一方、図８（ｂ）に示すように、照明エリアＢ１を管轄するコントロールユニット１００ａに設けられたセンシング素子１０１ａの測定エリアＡ１が、照明エリアＢ２を一部含んでいる場合、センシング素子１０１ａの測定データが、他のコントロールユニット１００ｂによって管轄される照明エリアＢ２の照度に影響されることになって、干渉が無い場合に比べて照明エリアＢ１の照度が明るすぎたり、暗すぎたりする可能性があり、照明エリアＢ１内の照度を所望の照度に制御できない可能性があった。

このように、複数台のコントロールユニット１００を隣接して配置する場合は、各コントロールユニット１００が具備したセンシング素子１０１の検知エリアが、他のコントロールユニット１００が管轄する照明エリアと重ならないよう、コントロールユニット１００（センシング素子１０１）の設置位置を厳密に管理する必要があった。

しかしながら、コントロールユニット１００が設置される建物の構造的な制約によって、コントロールユニット１００ａの具備するセンシング素子１０１ａの測定エリアＡ１が他のコントロールユニット１００ｂの管轄する照明エリアＢ２に重なってしまう場合がある。例えば図９（ｂ）に示すように照明エリアＢ１を管轄するコントロールユニット１００ａ（センシング素子１０１ａ）が設置される天井１２０の高さと、照明エリアＢ２を管轄するコントロールユニット１００ｂ（センシング素子１０１ｂ）が設置される天井１２１の高さとが異なっている場合、図９（ａ）に示すように高位置にあるセンシング素子１０１ａの方が、低位置にあるセンシング素子１０１ｂに比べて検知エリアが広範囲となり（Ａ１＞Ａ２）、コントロールユニット１００ａの設置位置の制約から測定エリアＡ１に、他のコントロールユニット１００ｂの制御エリアＢ２が含まれてしまうため、センシング素子１０１ａの出力が、制御エリアＢ２の照度による影響を受けて、測定エリアＡ１の照度を所望の照度に制御できない可能性があった。

また上述した後者の照明制御システムでは、親機によって集中制御される子機に照明器具を調光する機能を設けており、例えばデューティ信号からなる調光制御信号を照明器具に出力するような回路を子機に設けた場合、調光機能による発熱が大きく、また回路規模も大きくなるという問題があった。そのため、子機が大型化してしまい、子機を設置するために広いスペースが必要になるから、子機すなわち照度データを測定するセンシング素子の設置場所が制約されてしまうという問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、センシング手段の設置位置の自由度が高く、且つ、センシング手段の測定データに基づいて制御エリア内の環境を所望の状態に制御することが可能な遠隔監視制御システムを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、伝送ユニットと、周囲の環境を制御する環境制御機器の動作を制御命令に基づいて制御する制御用端末器と、対応する環境制御機器の制御エリア内に設けた測定エリアにおいて制御対象の物理量を測定するセンシング手段から測定データをそれぞれ取得する１乃至複数のデータ入力用端末器と、環境制御機器及びセンシング手段の設置位置情報を記憶した記憶手段を有し、１乃至複数のデータ入力用端末器から測定データを収集して一元管理し、収集した測定データ及び記憶手段に記憶された設置位置情報に基づいて管理対象の環境制御機器の制御命令を作成する管理用端末器とが２線式の伝送線を介して接続され、制御用端末器及びデータ入力用端末器には個別のアドレスが割り当てられ、伝送ユニットからアドレスを含む多重伝送信号を伝送して、制御用端末器及びデータ入力用端末器に個別にアクセスし、伝送ユニットからの多重伝送信号に設けた返信待機期間中にデータ入力用端末器から伝送ユニットへ返送された測定データを管理用端末器が取得すると、管理用端末器は取得した測定データ及び記憶手段に記憶された設置位置情報に基づいて管理対象の環境制御機器の制御命令を作成し、作成した制御命令を監視データとして伝送ユニットに送信し、伝送ユニットは、管理用端末器から送信された制御命令を含めた多重伝送信号を対応する制御用端末器に伝送することを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、データ入力用端末器はセンシング手段を具備することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１の発明において、データ入力用端末器は、外部に設けられたセンシング手段を接続するためのインターフェイス回路を具備し、インターフェイス回路を介してセンシング手段から測定データを取得することを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れか１項の発明において、管理用端末器の記憶手段には、制御用端末器及びデータ入力用端末器のアドレス情報、各端末器の設置位置情報、並びに制御エリア内を区分けしたエリア毎に環境制御機器の制御内容を測定データに基づいて最適化するための判断条件を含む制御関連情報が記憶され、伝送線を介して送受される多重伝送信号を監視することによって、データ入力用端末器から伝送ユニットへ返送された測定データを当該データ入力用端末器のアドレスと共に収集すると、収集した測定データをアドレスと対応付けて記憶手段に記憶させ、記憶手段に記憶された制御関連情報と収集した測定データとに基づいて対応する環境制御機器の制御命令を作成することを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れか１項の発明において、制御用端末器に、アドレスとは別にデータ入力用端末器のアドレスに対応付けた操作スイッチ用アドレスが設定され、伝送ユニットが、データ入力用端末器から監視データとして測定データを取得すると、当該データ入力用端末器のアドレスと対応付けられた操作スイッチ用アドレスに測定データを送信し、制御用端末器は、自己の操作スイッチ用アドレス宛の測定データを受信すると、当該測定データに基づいて対応する環境制御機器の動作を制御することを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れか１項の発明において、表示手段を備えたデータ表示用端末器が伝送線を介して伝送ユニットに接続され、伝送ユニットが、データ入力用端末器から返送された測定データを表示させる制御データをデータ表示用端末器に送信すると、データ表示用端末器が表示手段に測定データを表示することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、データ入力用端末器が取得した測定データを、管理用端末器が収集して一元管理し、収集した測定データと記憶手段に記憶されたセンシング手段及び環境制御機器の設置位置情報とに基づいて、管理対象の環境制御機器を制御する制御命令を作成しているので、個々の制御用端末器毎にセンシング手段を設ける場合に比べて、周囲の環境制御機器の動作状態によって測定データが変化する場合でもその影響を受けにくく、制御エリア内の環境を所望の状態に制御することができ、また制御エリアの環境を均一な状態に制御することも可能になる。さらに、環境制御機器を制御する制御用端末器とは別にデータ入力用端末器を設けてあり、データ入力用端末器には、環境制御機器を制御する機能が設けられていないので、データ入力用端末器を小型にできるから、データ入力用端末器の設置位置の自由度が向上するという効果がある。

請求項２の発明によれば、データ入力用端末器自体がセンシング手段を具備しているので、データ入力用端末器とは別にセンシング手段を設置する手間が省け、省施工が図れる。

請求項３の発明によれば、データ入力用端末器とは別体にセンシング手段を設けているので、センシング部分の要求性能が高い場合や特殊なセンシング能力が要求される場合、或いは既設のセンシング手段を使用したい場合などに対応がとりやすいという利点があり、また使用用途や使用環境の変化に応じてセンシング手段を容易に交換できるという利点もある。

請求項４の発明によれば、管理用端末器の記憶手段には、制御エリア内を区分けしたエリア毎に環境制御機器の制御内容を測定データに基づいて最適化するための判断条件を含む制御関連情報が記憶されているので、制御対象のエリアを細分化しさえすれば、各エリア内の環境制御機器の動作をよりきめ細かく制御することができる。したがって、環境制御機器の過剰な動作を抑制できるから、システム全体として省エネを図ることができる。

請求項５の発明によれば、制御用端末器は、伝送ユニットから送信された自己の操作スイッチ用アドレス宛の測定データを受信すると、当該測定データに基づいて対応する環境制御機器の動作を制御しているので、制御用端末器自体が、測定データに基づいて環境制御機器の動作を制御することができる。

請求項６の発明によれば、データ入力用端末器の取得した測定データが、データ表示用端末器の表示手段に表示されるので、使用者にセンシング手段の測定データを報知することによって、環境制御機器の手動制御を使用者に促すことができ、したがって制御対象の物理量をより細かく調整したい場合など、表示手段の表示を確認しながら使用者が環境制御機器を手動で制御することができる。

以下に本発明の実施の形態を図１〜図６に基づいて説明する。なお以下の実施形態では、センシング手段としての明るさセンサの測定データに基づき、環境制御機器である照明器具を調光制御する遠隔監視制御システムを例に説明を行うが、センシング手段や環境制御機器を明るさセンサや照明器具に限定する趣旨のものではなく、例えば温度センサや湿度センサからなるセンシング手段の測定データに基づいて環境制御機器たる空調制御装置の出力を制御するようなシステムに本発明を適用しても良い。

図１は遠隔監視制御システムの概略的なシステム構成図であり、伝送ユニット１と、制御用端末器２と、データ入力用端末器３と、管理用端末器４と、データ表示用端末器５とが２線式の伝送線Ｌｓを介して接続されている。ここで、制御用端末器２とデータ入力用端末器３とデータ表示用端末器５には固有のアドレスが割り当てられており、伝送ユニット１はアドレスによって各端末器２，３，５を個別に認識している。尚、図１では図示を簡単にするため、制御用端末器２、データ入力用端末器３及びデータ表示用端末器５が１台ずつしか接続されていないが、制御対象の環境制御機器６の台数に応じて各端末器２，３，５を複数台接続しても良いことは言うまでもない。

制御用端末器２は、周囲の明るさを制御する照明器具のような環境制御機器６の動作を制御命令に基づいて制御する端末器であり、伝送線Ｌｓを介して伝送ユニット１との間で伝送信号を授受する伝送信号入出力用インターフェイス部（以下、伝送信号入出力用Ｉ／Ｆ部と言う。）２１と、外部の設定器（図示せず）との間でアドレスなどの各種設定情報を授受する設定用入出力インターフェイス部（以下、設定用入出力Ｉ／Ｆ部と言う。）２２と、環境制御機器６に対して調光制御信号を出力する制御用出力インターフェイス部（以下、制御用出力Ｉ／Ｆ部と言う。）２３と、アドレスなどの設定情報を含む各種情報を記憶する記憶部２４と、マイクロコンピュータからなり全体的な制御を行う演算部２５とを主要な構成として備えている。

データ入力用端末器３は、対応する環境制御機器６の制御エリア内に設けた測定エリアにおける明るさを測定するセンシング手段から測定データを取得するための端末器であり、伝送線Ｌｓを介して伝送ユニット１との間で伝送信号を授受する伝送信号入出力用Ｉ／Ｆ部３１と、外部の設定器（図示せず）との間でアドレスなどの各種設定情報を授受する設定用入出力Ｉ／Ｆ部３２と、例えばフォトダイオードのような照度センサからなり測定エリア内の照度を測定するセンシング素子３３と、センシング素子３３のアナログ出力（例えば電圧値）を所定のビット数のデジタル値にＡ／Ｄ変換して取り込むセンサー入力インターフェイス部（以下、センサー入力Ｉ／Ｆ部と言う。）３４と、データ入力用端末器３とは別体に設けられて明るさを検出するセンシング手段を備えた外部機器７が接続され、外部機器７のアナログ出力（例えば電圧値）を所定のビット数のデジタル値にＡ／Ｄ変換して取り込む外部信号入力インターフェイス部（以下、外部信号入力Ｉ／Ｆ部と言う。）３５と、アドレスなどの設定情報を含む各種情報を記憶する記憶部３６と、マイクロコンピュータからなり全体的な制御を行う演算部３７とを主要な構成として備えている。このデータ入力用端末器３では、当該端末器３が具備するセンシング素子３３或いは外部機器７により測定された制御対象の物理量（アナログ値）をデジタル量に変換して伝送ユニット１に送信するのであるが、その分解能は十分高く、連続する数値（デジタル量）がアナログ量とみなせる程度に量子化されたデジタル情報となっている。

管理用端末器４は、伝送線Ｌｓを介して伝送ユニット１との間で伝送信号を授受する伝送信号入出力用Ｉ／Ｆ部４１と、外部の設定器（図示せず）との間で、制御用端末器２やデータ入力用端末器３やデータ表示用端末器５のアドレス、センシング素子３３や外部機器７や環境制御機器６の設置位置情報、センシング素子３３やデータ表示用端末器５との間で授受する測定データの種類（単位）を示す情報、並びに制御エリア内を区分けしたエリア毎に環境制御機器の制御内容を測定データに基づいて最適化するための判断条件を含む制御関連情報などの各種設定情報を授受する設定用入出力Ｉ／Ｆ部４２と、設定用入出力Ｉ／Ｆ部４２を介して入力された各種設定情報を記憶するとともに、収集した測定データをデータ入力用端末器３のアドレス及び内蔵の発振子を用いた計時手段或いは外部時計の同期入力端子から取得した時刻情報とともに記憶する記憶部４３と、マイクロコンピュータからなり全体的な制御を行う演算部４４とを主要な構成として備えている。

この管理用端末器４では、伝送ユニット１からの常時ポーリングに応じてデータ入力用端末器３から返送される測定データ、或いはデータ入力用端末器３から状態変化通知を行う際に伝送ユニット１に送信される測定データを監視したり、伝送ユニット１から出力用端末（制御用端末２及びデータ表示用端末器５）へ送信される制御内容を監視することによって、複数台のデータ入力用端末器３からの測定データを収集して一元管理するとともに、収集した測定データに基づいて管理対象の環境制御機器６の制御命令を作成する。したがって管理用端末器４自身にはアドレスが設定されておらず、監視対象とする端末器２，３，５のアドレスが記憶部４３に設定されるのみである。

なお管理用端末器４に各種設定情報を設定する外部装置としてはパーソナルコンピュータなどを用いるのが好ましく、管理用端末器４にＷｅｂサーバ機能を持たせておけば、Ｗｅｂブラウザを搭載したパーソナルコンピュータを管理用端末器４に接続し、パーソナルコンピュータの画面上に表示させた設定用のＷｅｂ画面から各種設定情報を設定することができるし、また管理用端末器４に接続したパーソナルコンピュータから管理用端末器４へ設定ファイルをアップロードするといった方法で各種設定情報を設定すれば良く、設定内容が複雑な場合でも設定作業を容易に行うことができる。また記憶部４３に、時刻情報と対応付けて記憶された測定データを、外部装置が管理用端末器４から取り込むことによって、測定データの過去の履歴を閲覧したり、測定データを加工することが可能になる。

データ表示用端末器５は、センシング素子３３や外部機器７の測定データを表示するための端末器であり、伝送線Ｌｓを介して伝送ユニット１との間で伝送信号を授受する伝送信号入出力用Ｉ／Ｆ部５１と、外部の設定器（図示せず）との間でアドレスなどの各種設定情報を授受する設定用入出力Ｉ／Ｆ部５２と、後述の演算部５５から入力された表示情報に基づいて表示器８に表示信号を出力する表示用出力インターフェイス部（表示用出力Ｉ／Ｆ部）５３と、アドレスなどの設定情報を含む各種情報を記憶する記憶部５４と、マイクロコンピュータからなり全体的な制御を行う演算部５５とを主要な構成として備えている。

ところで、上述したように本実施形態の遠隔監視制御システムは複数台の照明器具（環境制御機器６）を、照度センサの測定データに基づいて調光制御するために用いられるものであり、図２にセンシング素子３３を具備したデータ入力用端末器３ａ，３ｂ及び環境制御機器６の配置を示す。複数台の環境制御機器６は、四方を壁２０１で囲まれた部屋２００（例えばオフィスビル内の執務室など）の天井に配設されている。部屋２００の一面の壁２０１ａ（図２において上側に位置する壁）には窓２０２が設けられており、昼光が存在する時間帯では窓２０２に近い側ほど明るく、窓２０２と反対側の壁２０１ｂに近い側ほど暗くなっている。なお、複数台の環境制御機器６（照明器具）は、図２中の上下方向に８列に分けて配列されており、各列には４台ずつの環境制御機器６が配設されている。そして、窓２０２側から１列目と２列目の環境制御機器６が制御グループＧ１、３列目と４列目の環境制御機器６が制御グループＧ２、５列目と６列目の環境制御機器６が制御グループＧ３、７列目と８列目の環境制御機器６が制御グループＧ４にグループ分けされ、各制御グループＧ１〜Ｇ４の環境制御機器６はそれぞれ別個の調光信号線Ｌ１を介して対応する制御用端末器２ａ〜２ｄに接続されている。また部屋２００の天井には、制御グループＧ１の制御エリア内にセンシング素子３３の測定エリアＡ１が含まれるようにデータ入力用端末器３ａが設置されるとともに、制御グループＧ４の制御エリア内にセンシング素子３３の測定エリアＡ２が含まれるようにデータ入力用端末器３ｂが設置されている。なお、伝送ユニット１、制御用端末器２ａ〜２ｄ、及び管理用端末器４は分電盤３００内に設置されており、部屋２００に設置されたデータ入力用端末器３ａ，３ｂと分電盤３００内に設置された制御用端末器２ａ〜２ｄ、管理用端末器４及び伝送ユニット１は伝送線Ｌｓを介して接続されている。

ここで、遠隔監視制御システムによるデータの送受信について以下に説明する。伝送ユニット１は伝送線Ｌｓに対して、図５（ａ）に示すフォーマットの時分割多重伝送信号（以下、伝送信号と言う。）Ｖｓを送出する。すなわち、信号の送出開始を示すスタートパルスＳＴ、信号のモードを示すモードデータＭＤ、端末器２，３，５を各別に呼び出すためのアドレスデータＡＤ、負荷（環境制御機器６など）を制御する制御データＣＤ、伝送誤りを検出するチェックサムデータのようなエラー訂正符号ＣＳ、端末器２，３，５からの返送期間を設定する信号返送期間ＷＴよりなる双極性（±２４Ｖ）の時分割多重信号であり、パルス幅変調によってデータが伝送されるようになっている（図５（ａ）参照）。尚、本システムでは複極の伝送信号Ｖｓを各端末器２，３，４，５で整流することによって、各端末器２，３，４，５内の動作電源を得るようになっている。

各端末器２，３，５では、伝送線Ｌｓを介して受信した伝送信号ＶｓのアドレスデータＡＤに含まれるアドレスがあらかじめ設定されているアドレスと一致したときに、その伝送信号Ｖｓの制御データＣＤを取り込むとともに、伝送信号Ｖｓの信号返送期間ＷＴに同期して監視データを電流モード信号（信号線Ｌｓの線間を適当な低インピーダンスを介して短絡して送出される信号）として返送するようになっている。

伝送ユニット１から所望の端末器２，３，５にデータを伝送する場合には、モードデータＭＤを制御モードとし、所望の端末器２，３，５のアドレスをアドレスデータＡＤとする伝送信号Ｖｓを作成し、この伝送信号Ｖｓを伝送線Ｌｓに送出すれば、アドレスデータＡＤに一致する端末器２，３，５が制御データＣＤを受け取り、制御データＣＤにパリティビットを付加した信号を信号返送期間ＷＴに返信する。伝送ユニット１では送出した信号と信号返送期間ＷＴにおける受信信号との一致によって制御データＣＤが所望の端末器２，３，５に伝送されたことを確認する。また制御用端末器２やデータ表示用端末器５では受け取った制御データＣＤに従って制御動作や表示動作を行う。

一方、伝送ユニット１は、常時は、モードデータＭＤをダミーモードとして或いは常時ポーリングとしてダミー用のアドレスに又は接続されている全端末器のアドレスに伝送信号Ｖｓを一定時間間隔で送出しており、端末器２，３，５が伝送ユニット１に対して何らかの情報を伝送しようとするときには、ダミーモード或いはポーリング中の伝送信号ＶｓのスタートパルスＳＴに同期させて図５（ｂ）のような割込信号Ｖｉを発生させる。このとき、端末器２，３，５は割込フラグを設定して伝送ユニット１との以後の情報授受に備える。伝送ユニット１では割込信号Ｖｉを受信すると、モードデータＭＤを割込ポーリングモードとし、且つアドレスデータＡＤの上位の半数のビット（アドレスデータＡＤを８ビットとすれば上位４ビット）を順次増加させながら伝送信号Ｖｓを送出する。割込信号Ｖｉを発生した端末器２，３，５では、割込ポーリングモードの伝送信号Ｖｓに含まれるアドレスデータＡＤの上位４ビットが予め設定されているアドレスの上位４ビットに一致するときに、信号返送期間ＷＴにアドレスの下位の半数のビットを伝送ユニット１に返信する。このように、伝送ユニット１は割込信号Ｖｉを発生した端末器２，３，５を１６個ずつまとめて探すので、比較的短い時間で端末器２，３，５を発見することができる。伝送ユニット１が割込信号Ｖｉを発生した端末器２，３，５のアドレスを獲得すると、モードデータＭＤを監視モードとし、アドレスデータＡＤを獲得したアドレスとした伝送信号Ｖｓを伝送線Ｌｓに送出し、これに対して端末器２，３，５は伝送しようとする情報を信号返送期間ＷＴに返信するのである。最後に、伝送ユニット１は割込信号Ｖｉを発生した端末器２，３，５に対して割込リセットを指示する信号を送出し、端末器２，３，５の割込フラグを解除する。

以上のようにして、端末器２，３，５から伝送ユニット１への情報伝送は、伝送ユニット１から端末器２，３，５への４回の信号伝送（ダミーモード、割込ポーリングモード、監視モード、割込リセット）によって完了する。伝送ユニット１が所望の端末器２，３，５の動作状態を知ろうとするときには、モードデータＭＤを監視データとした伝送信号を送出するだけでよい。

次に、本システムにおいて管理用端末器４がデータ入力用端末器３ａ，３ｂから測定データを収集して一元管理し、収集した測定データをもとに制御用端末器２ａ〜２ｄに制御データを送信して、各端末器２ａ〜２ｄにより環境制御機器６を制御させる動作について以下に説明する。尚、伝送ユニット１と各端末器との間では上述の伝送処理にしたがってデータを送受信するのであるが、以下では説明を簡単にするため、伝送ユニット１と端末器との間の伝送処理については説明を簡略化する。

伝送ユニット１は、常時、定常的なポーリング動作を行っており、データ入力用端末器３ａ，３ｂのアドレスに対してポーリングを行うと、データ入力用端末器３ａ，３ｂは、センシング素子３３或いは外部機器７から取得した照度の測定データを監視データとして伝送信号Ｖｓの信号返送期間ＷＴに伝送ユニット１へ返送する。このように、データ入力用端末器３ａ，３ｂは、伝送ユニット１から自機のアドレスへの常時ポーリングに応じて、センシング素子３３或いは外部機器７から取得した測定データを伝送ユニット１に返送しているので、データ入力用端末器３ａ，３ｂが割込信号を発生し、上記の割込処理を経て測定データを伝送ユニット１に返送する場合に比べて、伝送ユニット１の負荷を低減でき、また通信トラフィックの増加を抑制することもできる。尚、データ入力用端末器３ａ，３ｂでは、センシング素子３３又は外部機器７から取得した測定データに変動があると、伝送信号ＶｓのスタートパルスＳＴに同期して割込信号Ｖｉを発生し、上記の割込処理を経た後に伝送ユニット１に対して測定データを返送しても良い。

伝送ユニット１は、各端末器のアドレスに常時ポーリングを行う間に、データ入力用端末器３ａ，３ｂから測定データを受信すると、当該データ入力用端末器３ａ，３ｂと予め対応関係が設定されたデータ表示用端末器５に対して測定データを表示させるための制御データを送信する。この時、送信先のデータ表示用端末器５では、伝送信号入出力用Ｉ／Ｆ部５１が伝送信号で送信された制御データを受信し、演算部５５が当該制御データに基づいて表示用出力Ｉ／Ｆ部５３に表示情報を出力し、表示器８に測定データ及びその測定場所を示す情報（例えばセンシング素子３３のアドレスなど）を表示させている。図４（ａ）はデータ表示用端末器５の表示画面の一例を示し、端末器の前面中央に配置された液晶ディスプレイからなる表示器８には、２台のデータ入力用端末器３ａ，３ｂのセンシング素子３３で測定された照度の測定データが、各端末器３ａ，３ｂに割り当てたアドレスと共に表示されており、図示例ではアドレスが「００−１」の端末器３ａの測定データが１，０１６（ｌｘ）、アドレスが「００−２」の端末器３ｂの測定データが９８５（ｌｘ）と表示されている。尚、図４中の８１，８２は表示切替用の操作釦、８３は例えば外部装置から送信された赤外線のような光信号からなる設定信号を受信するための受信窓、８４は動作表示のためのＬＥＤからなる表示灯である。

ここで、管理用端末器４では、伝送信号入出力用Ｉ／Ｆ部４１が伝送線Ｌｓを介して送受される伝送信号を監視しており、伝送信号に含まれるアドレスが監視対象の端末器２ａ〜２ｄ，３ａ，３ｂ，５のアドレスに一致すると演算部４４に出力する。すなわち演算部４４では、伝送ユニット１からの常時ポーリングに応じてデータ入力用端末器３ａ，３ｂから返送される測定データ、或いはデータ入力用端末器３ａ，３ｂから状態変化通知を行う際に伝送ユニット１に送信される測定データを監視したり、伝送ユニット１から制御用端末器２ａ〜２ｄ及びデータ表示用端末器５に送信される制御内容を監視することによって、複数台のデータ入力用端末器３ａ，３ｂからの測定データを収集し、収集した測定データを時刻情報とともに記憶部４３に記憶させて、一元管理するとともに、制御用端末器２ａ〜２ｄによる各グループＧ１〜Ｇ４の環境制御機器６の制御状態を把握する。

管理用端末器４の記憶部４３にはセンシング素子３３及び外部機器７の設置位置情報や環境制御機器６の設置位置情報が記憶されており、演算部４４では、データ入力用端末器３ａ，３ｂから取得した測定データを、これらの測定データを測定したセンシング素子３３又は外部機器７の設置位置と照らし合わせた上で、制御エリア内を区分けしたエリア毎に環境制御機器６の制御内容を設定された判断条件にしたがって最適化することで、制御グループＧ１〜Ｇ４毎に最適な制御データを作成する。図２の施工例では、一方のデータ入力用端末器３ａは窓際の制御グループＧ１の制御エリア内（昼光が存在する場合は最も明るい側）に配置され、他方のデータ入力用端末器３ｂは窓２０２から最も遠い制御グループＧ４の制御エリア内（昼光が存在する場合は最も暗い側）に配置されているので、管理用端末器４の演算部４４では明暗両端の照度データをもとに、中間の制御グループＧ２，Ｇ３に属する環境制御機器６で必要な照度を計算により容易に求めることができ、必要な調光率（制御データ）も必然的に求めることができる。そして、管理用端末器４の演算部４４では、各制御グループＧ１〜Ｇ４の環境制御機器６の制御データを求めると、各制御用端末器２ａ〜２ｄへの制御データを伝送ユニット１へ送信する。

伝送ユニット１では、管理用端末器４から送信された制御データを受信すると、対応する制御用端末器２ａ〜２ｄに伝送する制御データを作成し、当該制御データを含む伝送信号Ｖｓを伝送線Ｌｓに送出して、対応する制御用端末器２ａ〜２ｄに制御データを伝送し、制御用端末器２ａ〜２ｄにより各制御グループＧ１〜Ｇ４の環境制御機器６を調光制御させる。また制御用端末器２ａ〜２ｄは、動作状態（環境制御機器６の調光レベル）を示す監視データを伝送ユニット１に返送させるようになっている。伝送ユニット１は、この監視データに基づき、対応するデータ表示用端末器５に対して、当該制御グループの動作状態（調光レベル）を表示させる制御データを作成し、この制御データを含む伝送信号を伝送線Ｌｓに送出しており、データ表示用端末器５では演算部５５が、伝送信号入出力用Ｉ／Ｆ部５１の受信した制御データに基づいて表示器８に表示情報を出力し、表示器８の表示画面に各制御グループＧ１〜Ｇ４に割り当てたアドレス（０１−１〜４）とその動作状態（調光信号のデューティ比）を表示させているので（図４（ｂ）参照）、データ表示用端末器５の表示をもとに各制御グループＧ１〜Ｇ４の動作状態を把握することができる。このように、データ表示用端末器５の表示器８には、データ入力用端末器３ａ，３ｂが取得した照度データや、各制御グループＧ１〜Ｇ４の調光状態（調光レベル）などが表示されるので、データ入力用端末器３ａ，３ｂから収集した測定データを使用者が視認できるように表示することで、使用者による手動制御を促したり、使用状況に応じて、よりきめ細かく調整したい場合など、データ表示用端末器５に表示された測定データを確認した上での判断が可能にある。

また本システムでは、センシング素子３３或いは外部機器７から取得した測定データを、システム全体を俯瞰できる管理用端末器４に一元化して管理させ、個々のセンシング素子３３或いは外部機器７の測定データを、センシング素子３３或いは外部機器７の設置位置情報と照らし合わせた上で、制御対象の制御グループＧ１〜Ｇ４毎に最適な制御データを与えることができるので、照度センサ付きの照明制御装置を複数設置した場合のように照度センサの測定データに他の器具の照明光が干渉する虞がないから、より質の高い環境制御が可能になるという効果がある。

また管理用端末器４では、明暗両端の制御エリア（制御グループＧ１，Ｇ４）内に配置されたデータ入力用端末器３ａ，３ｂから測定データを取得し、取得した測定データに基づいて中間の制御エリア（制御グループＧ２，Ｇ３）での照度を算出しているので、制御対象の制御グループの数に比べて照度データを測定するセンシング手段の数が少なくて済むという利点もある。例えば図３の設置例では、部屋２００の略中央位置に、測定エリアＡ３が制御グループＧ２，Ｇ３の制御エリアに跨るようにしてデータ入力用端末器３を１台だけ設置してあり、この場合はデータ入力用端末器３のセンシング素子３３に２つの区画（制御グループＧ２，Ｇ３）の照明光と外光とが重畳した状態で入力されることになる。ここで、管理用端末器４の記憶部４３には、各制御グループＧ１〜Ｇ４の制御データを適切に導出するために、各制御グループＧ１〜Ｇ４の環境制御機器６の制御出力と、得られる照度との関係が予め設定されており、演算部４４では、各制御グループＧ１〜Ｇ４の環境制御機器６の制御状態と、センシング素子３３で測定された実際の照度データ（外光及び照明光を含む）とをもとに、外光量を求めた後、各制御グループＧ１〜Ｇ４の制御エリア内で必要な光量を求め、制御グループＧ１〜Ｇ４毎に環境制御機器６の制御データを演算する。このように本実施形態では管理用端末器４が、データ入力用端末器３から収集した測定データをもとに最適制御処理を行うことによって、各環境制御機器６の制御状態を決定しているので、測定データの入力点が少ない場合でも制御の質を落とすことなく、同様の精度で制御エリア内の環境を制御することができ、例えば図３に示すシステムでは、４つの制御グループＧ１〜Ｇ４の環境制御機器６を、１台のデータ入力用端末器３が取得したセンシング素子３３の検出データに基づいて制御することができる。

また、部屋２００の天井に設置されるデータ入力用端末器３ａ，３ｂは、センシング手段（自器が備えるセンシング素子３３又は外部機器７）から測定データを取得する機能を備えているだけであり、従来の制御システムのように端末器３ａ，３ｂに調光機能を持たせていないので、端末器３ａ，３ｂを小型で、しかも発熱を少なくできるから、設置位置の自由度が向上するという利点もある。さらに、データ入力用端末器３ａ，３ｂは調光機能を備えておらず、センシング素子３３又は外部機器７の外部信号入力Ｉ／Ｆ部３５を備えているだけなので、商品としての寿命が長くなり、執務室のような施工作業性の悪い部屋２００内でメンテナンス作業を行う頻度が少なくなるという利点があり、また調光機能付きの制御用端末器２ａ〜２ｄのメンテナンス作業は分電盤３００内で行えるから、従来システムのように調光装置が天井に設置されている場合に比べて、メンテナンスの作業性が向上するという利点もある。

また本実施形態では管理用端末器４の演算部４４が最適制御の処理判断機能を具備し、最適制御論理を用いて各環境制御機器６の制御出力を決定しているので、最適制御論理を調整するだけで、制御対象の現場特有の状況に比較的容易に対応することができるという利点もある。例えば照度検出用のセンシング素子３３を具備したデータ入力用端末器３ａ，３ｂの場合、設置場所の物理的な制約により、天井高さや窓からの距離や方角などの種々の条件で端末間の測定データに差異が生じたとしても、従来の制御システムでは各端末に条件付けを施す手段が無く、代表的に抽出した位置（端末）の照度情報を用いて一律的に調光出力レベルを決定していたが、演算部４４が備える最適化手段を用い、制御対象の照明エリアを細分化すれば、細分化された各々のエリアで必要な照度を検出することにより、必要以上に明るいエリアや照度が不足気味のエリアを無くして、照明エリア全体で照度をきめ細かく調整することができ、その結果エネルギー消費を低減しつつ、必要な照度を確保することができる。

また本システムによって照明器具の他にもルーバ角度の調整機能を有するブラインド装置や空調装置を制御する場合、管理用端末器４が、データ入力用端末器３ａ，３ｂから収集した照度データをもとに直射日光による過大な照度レベルを検出した際、照明器具からなる環境制御機器６の調光出力を抑制してエネルギー消費量を低減するといった制御を行うと、照明器具による電力消費量は低減されるものの、直射日光の入射によって室内温度が上昇し、それに応じて空調装置の消費電力量が増加するため、システム全体でみると電力消費量がかえって増加してしまう場合も考えられる。そこで、管理用端末器４が、直射日光による過大な照度レベルを検出した際に、直射日光の入射により室内温度が上昇するよりも前にブラインド装置によりルーバ角度を調整させて、室内への外光の入射量を低減するとともに、外光の減少によって暗くなる分だけ照明装置からなる環境制御機器６の出力を明るくするといった制御方法も考えられ、照明器具、ブラインド装置及び空調装置の全体システムで電力消費量の低減を図ることができる。このように管理用端末器４の演算部４４では、現場の設備（環境制御機器６或いはセンシング素子３３）の性能などを加味した最適化制御の制御方式を採用することができ、またセンシング素子３３或いは外部機器７として異なる種類の物理量（アナログ数値情報）を検出するものを用い、複数種のアナログ数値情報を組み合わせることによって、高次の処理も可能になる。例えば管理用端末器４の演算部４４が、調光制御をする際に時刻情報を取得して併用すれば入力し併用すれば、建物の配置情報から部屋２００内への日差しの入射状態を予め算出できるから、制御の予測やプランニングを行うこともできる。

また更に上述のシステムでは、データ入力用端末器３自体がセンシング素子３３を具備しているので、データ入力用端末器３とは別にセンシング素子を設置する手間が省け、設置場所の整合が得られる場合は省施工を実現することができる。尚、図６に示すように照度センサを具備した外部機器７ａ，７ｂを部屋２００の天井に設置し、分電盤３００内に設置されたデータ入力用端末器３ａ，３ｂと外部機器７ａ，７ｂとの間をそれぞれ通信線Ｌ２，Ｌ３を介して接続し、データ入力用端末器３ａ，３ｂがそれぞれ対応する外部機器７ａ，７ｂから照度の測定データを取り込むようにしても良い。このように、データ入力用端末器３とは別体に照度センサを具備した外部機器７（センシング手段）を設けているので、センシング部分の要求性能が高い場合や特殊なセンシング能力が要求される場合、或いは既設のセンシング手段を使用して既設のセンシング手段との連動を図りたい場合などに対応がとりやすいという利点があり、また使用用途や使用環境の変化に応じてセンシング手段を容易に交換でき、価格的に見ても外付けのセンサーを用いた場合が安価な場合もある。

また、データ入力用端末器３は、外部からの信号を取り込む外部信号入力Ｉ／Ｆ部３５を備えているので、センシング機能を持たない外部機器７を接続して、この外部機器７と本システムとを連動させる場合の入力インターフェイスとしても機能する。例えば他の調光システムからの調光制御信号をデータ入力用端末器３が取得して、伝送ユニット１に返送することによって、対応する制御用端末器２により環境制御機器６の調光制御を行うようにすれば、調光制御信号の最大配線長を延ばすこともできる。

また上述の実施形態では、管理用端末器４がデータ入力用端末器３ａ，３ｂから測定データを収集して一元管理し、収集した測定データをもとに各制御用端末器２ａ〜２ｄへの制御データを作成するとともに、各制御用端末器２ａ〜２ｄでは伝送ユニット１から送信された制御データを受けて環境制御機器６を制御しているが、制御用端末器２ａ〜２ｄに対して、制御端末器としてのアドレスとは別に、データ入力用端末器３のアドレスに対応付けた操作スイッチ用アドレスを設定しても良い。この場合、伝送ユニット１が、データ入力用端末器３ａ，３ｂから監視データとして測定データを取得すると、当該データ入力用端末器３ａ，３ｂのアドレスと対応付けられた操作スイッチ用アドレスに測定データを送信するので、制御用端末器２ａ〜２ｄは、自己の操作スイッチ用アドレス宛の測定データを受信することで、測定データそのものを取得することができ、制御用端末器２ａ〜２ｄ自体が、測定データに基づいて対応する環境制御機器６の動作を制御することができる。

本実施形態の遠隔監視制御システムのシステム構成図である。同上の配置例を説明する説明図である。同上の他の配置例を説明する説明図である。（ａ）（ｂ）は同上に用いるデータ表示用端末器の表示内容の説明図である。（ａ）（ｂ）は同上に用いる伝送信号の波形図である。同上のまた別の配置例を説明する説明図である。従来のセンシング機能付き制御装置の概略的なブロック図である。（ａ）（ｂ）は同上の動作を説明するための配置図である。（ａ）は同上の動作を説明するための配置図、（ｂ）は施工状態を説明する説明図である。

符号の説明

１伝送ユニット
２制御用端末器
３データ入力用端末器
４管理用端末器
６環境制御機器
７外部機器（センシング手段）
３３センシング素子（センシング手段）
４３記憶部（記憶手段）
Ｌｓ伝送線

Claims

伝送ユニットと、周囲の環境を制御する環境制御機器の動作を制御命令に基づいて制御する制御用端末器と、対応する前記環境制御機器の制御エリア内に設けた測定エリアにおいて制御対象の物理量を測定するセンシング手段から測定データをそれぞれ取得する１乃至複数のデータ入力用端末器と、前記環境制御機器及び前記センシング手段の設置位置情報を記憶した記憶手段を有し、１乃至複数の前記データ入力用端末器から測定データを収集して一元管理し、収集した測定データ及び前記記憶手段に記憶された設置位置情報に基づいて管理対象の前記環境制御機器の制御命令を作成する管理用端末器とが２線式の伝送線を介して接続され、
前記制御用端末器及び前記データ入力用端末器には個別のアドレスが割り当てられ、
前記伝送ユニットからアドレスを含む多重伝送信号を伝送して、前記制御用端末器及び前記データ入力用端末器に個別にアクセスし、
前記伝送ユニットからの多重伝送信号に設けた返信待機期間中に前記データ入力用端末器から前記伝送ユニットへ返送された測定データを前記管理用端末器が取得すると、前記管理用端末器は取得した測定データ及び前記記憶手段に記憶された設置位置情報に基づいて管理対象の前記環境制御機器の制御命令を作成し、作成した前記制御命令を監視データとして前記伝送ユニットに送信し、前記伝送ユニットは、前記管理用端末器から送信された制御命令を含めた多重伝送信号を対応する前記制御用端末器に伝送することを特徴とする遠隔監視制御システム。
前記データ入力用端末器は前記センシング手段を具備することを特徴とする請求項１記載の遠隔監視制御システム。
前記データ入力用端末器は、外部に設けられた前記センシング手段を接続するためのインターフェイス回路を具備し、前記インターフェイス回路を介して前記センシング手段から測定データを取得することを特徴とする請求項１記載の遠隔監視制御システム。
前記管理用端末器の前記記憶手段には、前記制御用端末器及び前記データ入力用端末器のアドレス情報、各端末器の設置位置情報、並びに制御エリア内を区分けしたエリア毎に前記環境制御機器の制御内容を測定データに基づいて最適化するための判断条件を含む制御関連情報が記憶され、前記伝送線を介して送受される多重伝送信号を監視することによって、前記データ入力用端末器から前記伝送ユニットへ返送された測定データを前記データ入力用端末器のアドレスと共に収集すると、収集した測定データをアドレスと対応付けて前記記憶手段に記憶させ、前記記憶手段に記憶された制御関連情報と収集した測定データとに基づいて対応する前記環境制御機器の制御命令を作成することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の遠隔監視制御システム。
前記制御用端末器に、前記アドレスとは別に前記データ入力用端末器のアドレスに対応付けた操作スイッチ用アドレスが設定され、前記伝送ユニットが、前記データ入力用端末器から監視データとして測定データを取得すると、前記データ入力用端末器のアドレスと対応付けられた操作スイッチ用アドレスに測定データを送信し、前記制御用端末器は、自己の操作スイッチ用アドレス宛の測定データを受信すると、前記測定データに基づいて対応する前記環境制御機器の動作を制御することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の遠隔監視制御システム。
表示手段を備えたデータ表示用端末器が前記伝送線を介して前記伝送ユニットに接続され、前記伝送ユニットが、前記データ入力用端末器から返送された測定データを表示させる制御データを前記データ表示用端末器に送信すると、前記データ表示用端末器が前記表示手段に測定データを表示することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の遠隔監視制御システム。