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。