JP5274122B2 - 設備機器制御監視装置および設備機器制御監視プログラム - Google Patents
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Description
また、通信を繰り返し行わない場合には一時的な通信の失敗に対する救済ができず、一時的な通信失敗であるにもかかわらず、上位監視装置側が空調機の機器異常発生と判断してしまう可能性があった。
通信ポート毎の通信状態を示す情報を格納したポート管理テーブルと、設備機器を制御するための通信情報を格納した通信内容管理テーブルと、通信内容管理テーブルに格納された通信情報を送信する都度、ポート管理テーブルを参照して通信を行っていない通信ポートを選択して、当該通信ポートから前記通信情報を送信する通信制御部と、通信情報を送信する際の通信条件を示した情報を格納した通信条件テーブルと、所定の通信条件が入力されると、通信条件テーブルの情報を当該所定の通信条件に変更する通信条件設定部と、副親機毎の通信の負荷状態を示す情報を格納した負荷状態監視テーブルとを備え、通信条件テーブルの通信条件は、通信の負荷状態に応じた待機時間を指定した情報であり、通信制御部は、副親機を介して通信情報を送信する場合、負荷状態監視テーブルおよび通信条件テーブルを参照して、前回の通信情報の送信から当該副親機の通信の負荷状態に応じた待機時間が経過した後で送信すると共に、当該送信の結果に基づいて通信の負荷状態を推定し、負荷状態監視テーブルを更新するようにしたものである。
また、負荷状態監視テーブルは副親機毎に通信の負荷状態を管理するように構成したため、副親機への通信負荷を上げないよう調整して副親機が行っている他の通信の阻害をなくし、副親機自身の処理、空調制御監視装置以外の装置からの通信等に対して影響を低減することができる。その結果、空調制御監視装置から副親機および空調機への通信を効率よく行うことができる。
図1は、この発明の実施の形態1に係る空調制御監視装置の内部構成を示すブロック図である。また、図2はこの発明の実施の形態1に係る空調システムの物理的構成を示すブロック図である。
図1および図2に示す空調制御監視装置(設備機器制御監視装置)1は、通信線2により複数の副親機3と接続している。この副親機3は、通信線4により複数の空調機5と接続している。副親機3は固有の識別番号である副親機アドレスを有し、空調機5は固有の識別番号である空調機アドレスを有する。ここでは、ビル等に設置される設備機器の一例として空調機5を例に用いて説明する。
また、空調制御監視装置1には、出力装置6および入出力装置7が接続されてもよく、さらに、通信線8によりビル集中管理装置9が接続されてもよい。なお、出力装置6はモニタ画面等を有し、ユーザに対して画面表示を行う。入出力装置7はタッチパネル機能を備えたモニタ画面等を有し、ユーザから入力を受け付けると共に、ユーザに対して画面表示を行う。
また、ビル集中管理装置9は、空調システムが設置されているビル等の建物を集中管理する上位監視装置であり、例えば火災発生を検知した場合に建物内の設備機器に緊急火報停止の操作指示を出力する。
なお、図1の通信条件設定部21、通信条件テーブル22および設定入力装置23は、後述する実施の形態で詳細を説明する。
テーブル格納部15内の状態監視テーブル16は、副親機3および空調機5の状態を格納するテーブルであり、例えば図3(a)に示すような、各空調機5の運転/停止の状態、設定温度、運転モード、風量等の運転状態および通信状態、ならびに各副親機3の通信状態を格納している。
ポート管理テーブル18aは、通信ポート12,13の利用状況を管理するためのテーブルである。なお、通信ポート12,13には、通信ポートを識別するためのポートNo.が割り当てられ、空調制御監視装置1はポートNo.によって通信ポート12,13を管理している。ここでは、通信ポート12にポートNo.1を、通信ポート13にポートNo.2を割り当てている。
なお、通信内容管理テーブル18bに格納された通信情報の順序は、空調機操作情報テーブル17から通信内容管理テーブル18bへ書き込まれた時間順とし、通信制御部11はその順序で通信情報を送信する。ただし、空調機制御部10が出力した操作情報に予め通信の優先度等が設定されている場合には、通信制御部11はその優先度等に従う順序で通信情報を送信する。
なお、本実施の形態においては、通信失敗時に復旧を期待した通信の繰り返しの最大設定数である最大再送回数、および操作情報の送信順序は、空調機制御部10が予め設定し、空調機操作情報テーブル17の操作情報に含めておくものとする(図示省略)。また、空調機制御部10は、状態監視テーブル16を参照して、空調機5および副親機3の状態を入出力装置7に出力する。入出力装置7は、空調機5および副親機3の状態を画面表示する。
通信制御部11は、通信ポート12,13の利用状況を監視して、通信管理テーブル18内のポート管理テーブル18aを更新する。また、空調機操作情報テーブル17に操作情報が書き込まれると、通信制御部11が書き込まれた順序で操作情報を読み出して、通信内容管理テーブル18bのデータ形式にあわせた形式に編集して書き込む。そして、通信制御部11は、通信内容管理テーブル18bの通信情報を、ポート管理テーブル18aから空き通信ポートを選択して送信する。
なお、通信制御部11は、空調機操作情報テーブル17にある操作情報のうち、通信が終了した情報とこれから通信する情報とを区別するために、参照位置を所定の記憶領域に格納する退避処理を行う。
No.1の通信ポートが空いていなければ、通信制御部11はポート番号をインクリメントして(ステップST5)、ポート番号が通信ポートの総数を超えていないことを確認し(ステップST6”Yes”)、再びステップST4にてNo.2の通信ポートの利用状況を確認する。
他方、ポート番号が一巡してしまい、ポート番号が通信ポートの総数以上になった場合には(ステップST6“No”)、通信制御部11はポート番号をNo.1に戻し(ステップST7)、再び空き通信ポートを探す(ステップST4)。
次いで、通信制御部11は、ステップST8で設定した通信ポートから通信情報を送信し(ステップST10)、送信後、通信が正常に完了したことを確認すると共に、ポート管理テーブル18aの該当通信ポートを空き状態に更新する(ステップST11)。通信が正常に完了したことが確認されると(ステップST11“Yes”)、通信制御部11が送信した通信情報を通信内容管理テーブル18bから削除する(ステップST12)。
通信失敗の通信情報が再送継続条件を満たせば(ステップST13“Yes”)、通信制御部11はこの通信情報の再送回数をインクリメントする(ステップST14)。
更新対象の受信情報であれば(ステップST22“Yes”)、続くステップST23にて、通信制御部11が状態監視テーブル16を更新する。
なお、本実施の形態1では、空調制御監視装置1が送信した通信情報に対して下位の副親機3および空調機5が応答情報を返信する際、空調制御監視装置1は送信時の通信ポートとペアの受信用通信ポートで応答情報を受信して受信情報とする構成とした。一方、副親機3または空調機5で通信情報が発生する場合には、空調制御監視装置1が副親機3または空調機5に応答情報を返信する際、受信時の通信ポートとペアの送信用通信ポートで応答情報を送信すればよい。受信用の通信ポートの利用状況についても、送信用と同様に、ポート管理テーブルを用いて管理する構成であってもよい。
通信制御部11は、T1の経過後、先の副親機3aへの通信応答が完了して通信ポート12が空いた時点で、ポート管理テーブルの通信ポート12を空き状態に更新する。そして、通信制御部11は、更新されたポート管理テーブルの情報をもとに、通信ポート12を介して副親機3cへ通信を行う。また、通信制御部11は、通信内容管理テーブルから副親機3a宛ての通信情報を削除する。
次の副親機3dへの通信は、T4経過後に空きとなった通信ポート13を介して行われ、副親機3eへの通信は、T2経過後に空きとなった通信ポート12を介して行われる。
通信制御部11は、この応答結果に基づいて、復旧を期待して通信を繰り返し行うことを決定し、通信内容管理テーブルに対して、繰り返しの通信であることを識別するために再送回数を更新する。
他方、通信制御部11は副親機3bへの通信が完了すると、ポート管理テーブルから副親機3b宛ての通信情報を削除する。
さらに、通信制御部11は、T16経過後に副親機3dとの通信を失敗と判定し、副親機3d宛ての通信情報について、再送回数を更新する。
先ず、通信制御部11は、優先度一位の副親機3a宛ての通信情報を、T16経過後に空きとなった通信ポート13を介して送信する。続いて、通信制御部11は、T13経過後に空きとなった通信ポート12を介して副親機3cへの通信を行う。最後に、通信制御部11はT17経過後に空きとなった通信ポート12を介して副親機3dへの通信を行う。
一方、従来は、通信失敗時に復旧を期待した通信の繰り返しを行う前提で、送信先アドレス順にポーリングを行いながら通信していた。この構成の場合、例えば副親機3a宛ての通信情報が通信失敗すると、続けて、復旧を期待した再送が副親機3a宛てに行われる。再送により副親機3aへの通信が成功したとしても、最後続の副親機3eへの初回の通信タイミングは再送にかかった時間だけ遅れる。そのため、全副親機への通信が一度で成功する場合と、通信失敗による再送が行われた場合とでは、全副親機への通信が一巡して初回の通信が完了するまでにかかる時間に差が生じ、制御の同時性が損なわれてしまう。
そのため、空調制御監視装置が複数の副親機に対して、通信により空調機の状態監視および操作を行う際に、通信の都度空き通信ポートを選択して通信するため、通信待ちの時間を抑制することができ、効率の良い空調機の状態監視および操作を行うことが可能となる。
また、空調制御監視装置と空調機との通信が一時的に失敗した際に、空調機の通信異常と判断する前に通信回復を期待して一定回数の通信を繰り返すと共に、再送による待ち時間を抑制し、複数の空調機制御の同時性を確保することが可能となる。
上記実施の形態1では、通信情報の内容に応じた緊急度の差を設けず、空調機制御部10が設定した順序に従って順次通信する構成とした。これに対して、本実施の形態では、空調制御監視装置1が通信情報の内容に応じた重要度を設定した優先度テーブルを備え、通信制御部11はこの優先度テーブルに設定されている重要度に応じて重み付けした順番で通信情報を通信する構成とする。
通信制御部11は、通信内容管理テーブル18bに格納された通信情報を、通信種類別管理テーブル22aに格納された優先度に関する通信条件に応じた順序で送信する。なお、上記実施の形態1では、通信情報の送信順序は予め空調機制御部10等により設定されていたが、本実施の形態では、通信種類別管理テーブル22aに格納された優先度に従って通信制御部11が送信順序を決定する。
続くステップST2において、通信制御部11は、通信内容管理テーブル18bの管理情報に含まれる通信種類コードと通信種類別管理テーブル22aの通信種類コードに応じた優先度とを参照して、通信内容管理テーブル18bにおいて最も優先度が高い優先度一位の通信情報を選択する。ステップST3以降の処理は、上記実施の形態1と同様である。
また、通信制御部11は操作指令の内容に応じて優先順位を決定しながら通信を実行するので、優先度の高い操作指令に対して、即時対応することができる。
上記実施の形態1および実施の形態2では、通信情報の内容に応じた通信間隔の差を設けず、通信制御部11が所定の間隔で通信を実行する構成とした。これに対して、本実施の形態では、上記実施の形態2の空調制御監視装置1の構成に加えて、通信情報の内容毎に通信間隔を設定した優先度種類別管理テーブルをさらに備え、通信制御部11は通信情報を設定された通信間隔で送信する構成とする。
空調制御監視装置1の通信条件テーブル22は、図7に示す通信種類別管理テーブル22aに加え、例えば図8に示すような優先度種類別管理テーブル22bを格納する。優先度種類別管理テーブル22bでは、優先度毎に通信間隔および再送時の通信間隔が付与されている。ここで、通信間隔とは、通信情報が送信された後に次の通信情報が送信されるまでの最小時間である。また、再送時の通信間隔とは、通信が失敗した通信情報の、前回の送信から次に再送されるまでの最小時間である。
通信制御部11は、図3(d)の通信内容管理テーブル18bに格納された通信情報から、優先度種類別管理テーブル22bで設定された通信間隔の条件を満たす通信情報を選択して送信する。例えば20秒の通信間隔が設定された通信情報を送信する場合、通信制御部11はこの通信情報を送信した後少なくとも20秒が経過するまでの間は、たとえ通信内容管理テーブル18bに待機中の通信情報が存在したとしても、通信を行わない。なお、通信情報毎の通信間隔等の時間測定および管理は通信制御部11が行えばよい。
続くステップST2において、通信制御部11は、通信内容管理テーブル18bの管理情報に含まれる通信種類コードと通信種類別管理テーブル22aの優先度とを参照して優先度一位の通信情報を選択する。その際、通信制御部11はさらに、優先度種類別管理テーブル22bの通信間隔に関する通信条件を満たしているか判定し、通信条件を満たしている通信情報を選択する。ステップST3以降の処理は、上記実施の形態1と同様である。
また、操作指令の内容に応じて通信間隔を決定するので、操作指令の内容毎に設定された優先度と組み合わせることにより、よりきめ細かい空調システム制御を実現することができる。
その場合には、優先度毎に通信間隔を設定せず、例えば通信種類コード毎、通信の内容毎に通信間隔を設定しておく。通信制御部11は、通信内容管理テーブル18bから通信情報を選択する際、その通信情報が通信間隔に関する通信条件を満たしているか判定すればよい。
上記実施の形態1〜3では、通信の失敗時に復旧を期待した通信の繰り返しについて、全ての操作指示に同一の最大再送回数を予め設定しておき、通信制御部11が最大送信回数内で再送するように構成した。これに対して、本実施の形態では、空調制御監視装置1の通信条件テーブル22が、通信情報の内容に応じて異なる最大再送回数を設定した優先度種類別管理テーブルを備え、通信制御部11は優先度種類別管理テーブルに設定された最大再送回数内で通信情報を再送する構成とする。
空調制御監視装置1の通信条件テーブル22は、図7に示す通信種類別管理テーブル22aに加え、例えば図9に示すような優先度種類別管理テーブル22cを格納する。優先度種類別管理テーブル22cでは、優先度毎の通信間隔および再送時の通信間隔に加え、優先度毎の最大再送回数が付与されている。
通信制御部11は、通信内容管理テーブル18bに格納された通信情報から通信条件を満たす通信情報を選択する際、優先度種類別管理テーブル22cで設定された最大再送回数と図3(d)の通信内容管理テーブル18bの再送回数とを照合し、再送回数が最大再送回数以内であることを確認する。なお、通信内容管理テーブル18bの管理情報には空調機制御部10が予め設定した一定の最大再送回数が含まれているが、本実施の形態において通信制御部11はその最大再送回数のかわりに、優先度種類別管理テーブル22cの最大再送回数を用いることとする。
この構成の場合には、操作指令の内容に応じて最大再送回数を設定し、操作指令の内容毎に設定された優先度および通信間隔と組み合わせることにより、よりきめ細かい空調システム制御を実現することができる。
本実施の形態の空調制御監視装置1は図1、図3、図7に示す上記実施の形態3の空調制御監視装置1と図面上では同様の構成であるため、以下では図1、図3、図7を援用して説明する。また、図10は、この発明の実施の形態5に係る空調制御監視装置の状態監視テーブルを示す説明図である。
空調制御監視装置1の状態監視テーブル16は、図3(a)に示す各空調機5の運転/停止の状態、設定温度、運転モード、風量等の運転状態および通信状態、ならびに各副親機3の通信状態に加えて、例えば図10に示すような負荷状態監視テーブル16aを格納する。負荷状態監視テーブル16aは、通信制御部11が書き込む、各副親機3の現在の通信負荷状態および次回通信可能な時間の情報を格納している。
通信負荷状態を判定するための条件は、通信の負荷レベル毎に再送回数、副親機3からの通信応答時間、通信成否を示す通信失敗等である。さらに通信負荷対応テーブル22dは、負荷レベル毎に次回通信可能となるまでの待機時間を格納している。
通信制御部11は、通信情報を送信先アドレスに指定された副親機に送信した際の通信結果に基づき、副親機の通信負荷状態を推定する。副親機3の通信負荷が高いか否かの判断は、通信制御部11が通信結果と通信負荷対応テーブル22dとを照合して、該当する負荷レベルを判定すればよい。通信制御部11はさらに、判定した負荷レベルに付与された待機時間を読み出し、負荷状態監視テーブル16aの通信負荷状態に負荷レベルを書き込み、次回通信可能な時間に待機時間を書き込む。
続くステップST32において、通信制御部11は抽出した有効な通信情報から、通信条件テーブル22に設定された通信条件に従って優先度一位の通信情報を選択する。ステップST33〜ステップST40は、図4のステップST3〜ステップST10と同様の処理である。
ステップST42〜ステップST48は、図4のステップST11〜ステップST18と同様の処理である。
その結果、空調制御監視装置1から副親機および空調機への通信を効率よく行うことができる。
上記実施の形態5では、通信制御部11が通信負荷状態に応じて副親機への通信を待機させて通信を行う構成とした。これに対して、本実施の形態では、通信制御部11が副親機の通信負荷状態に応じて副親機への通信を待機させると共に、通信負荷状態に応じた通信間隔で通信する構成とする。
空調制御監視装置1の通信条件テーブル22は、図11に示す通信負荷対応テーブル22dに換えて、例えば図13に示すような通信負荷対応テーブル22eを格納する。通信負荷対応テーブル22eでは、負荷レベル毎に通信負荷状態に応じた通信間隔が付与されている。
また、通信制御部11は、通信内容管理テーブル18bに格納された通信情報から、通信負荷対応テーブル22eで設定された通信間隔の条件を満たす通信情報を選択して送信する。この際、例えば図8に示す優先度種類別管理テーブル22bおよび図9に示す優先度種類別管理テーブル22cに、優先度に応じた通信間隔が設定されていたとしても、通信制御部11は副親機の通信負荷状態に応じた通信間隔を優先して処理する。
その結果、空調制御監視装置1から副親機および空調機への通信を効率よく行うことができる。
上述の実施の形態1〜6では、通信制御部11が状態監視テーブル16の空調機5の運転状態を随時更新する構成とした。しかし、この構成の場合、入出力装置7またはビル集中管理装置9が操作指令を出力した時点、あるいは空調機制御部10が操作情報を出力した時点から、通信制御部11が空調機5の運転状態を検知して状態監視テーブル16を更新する時点までに一定の時間を要し、時間差が生じてしまう。
そこで、本実施の形態では、上記実施の形態1〜6に係る空調制御監視装置1の通信制御部11が、通信情報を送信する際、状態監視テーブル16の空調機5の運転状態をその通信情報の内容に仮更新する構成とする。その後、運転状態モニタのための通信が行われた後、状態監視テーブル16は実際の空調機5の運転状態の内容に更新される。
次いで通信制御部11はステップST62において、状態監視テーブル16の運転状態を通信情報の通信内容に仮更新する。例えば、通信情報が温度設定変更の通信内容であれば、通信制御部11は状態監視テーブル16の運転状態の設定温度を温度設定変更で指示された温度に仮更新する。なお、仮更新に際し、空調機の実際の運転状態は考慮されない。
例え、送信先アドレスの空調機の存在が確認されずにステップST51〜ステップST59の処理を繰り返し行ったとしても、ステップST51〜ステップST58の処理は通信制御部11がテーブル格納部15を参照する処理であり、また、ステップST59の通信も端に存在確認を行う処理であるため、各処理に要する時間は短い。送信時の空調制御監視装置1の動作中もっとも時間のかかる処理は、操作情報に基づいた通信情報の送信(ステップST61)であり、通信情報の送信に要する時間に比べれば、ステップST51〜ステップST59の処理時間は無視し得る程度である。従って、ステップST51〜ステップST59の処理が繰り返し行われても、複数の空調機制御の同時性が損なわれることはない。
ステップST63〜ステップST68は、図4のステップST10〜ステップST16および図12のステップST43〜ステップST48と同様の処理である。
他方、空調機制御部10は、仮更新を含めた運転状態を参照して、新たな操作情報を生成し、空調機操作情報テーブル17へ書き込む。また、空調機制御部10は、状態監視テーブル16から空調機5の運転状態を読み出す場合に仮更新の運転状態も読み出し、ビル集中管理装置9および入出力装置7へ出力する。ビル集中管理装置9および入出力装置7は仮更新を含めた運転状態を参照して、新たな操作指示を空調機制御部10へ発令する。
万が一、通信制御部11が状態監視テーブル16を仮更新した後に通信が失敗した場合には、通信制御部11が空調機5をモニタするための通信情報を送信後に状態監視テーブル16を更新すると、空調機5の運転状態が仮更新の前の状態に逆戻りしてしまい、その結果、空調機5の実際の運転状態の遷移と状態監視テーブル16上の運転状態の遷移とに矛盾が生じてしまう恐れがあるが、通信制御部11は仮更新前に存在確認を行うので、その危険性は低い。そして、素早く、かつ確実な運転状態の遷移を上位のビル集中管理装置9等に出力することができる。
また、空調システムが設置されたビル等に固有の出力装置6を空調制御監視装置1に接続して、副親機3および空調機5の状態を監視する場合にも、出力プログラムの機能のみ変更することで、個別の空調システムに適応することができる。従って、空調システムの保守性および操作性を向上させることができる。
Claims (3)
- 複数の設備機器と直接接続するか、または複数の設備機器をまとめて1つのグループとして機器管理する複数の副親機を介して当該複数の設備機器と接続して、当該複数の設備機器を制御する設備機器制御監視装置であって、
通信のための論理的な複数の通信ポートと、
前記通信ポート毎の通信状態を示す情報を格納したポート管理テーブルと、
前記設備機器を制御するための通信情報を格納した通信内容管理テーブルと、
前記通信内容管理テーブルに格納された前記通信情報を送信する都度、前記ポート管理テーブルを参照して通信を行っていない通信ポートを選択して、当該通信ポートから前記通信情報を送信する通信制御部と、
通信情報を送信する際の通信条件を示した情報を格納した通信条件テーブルと、
所定の通信条件が入力されると、前記通信条件テーブルの情報を当該所定の通信条件に変更する通信条件設定部と、
前記副親機毎の通信の負荷状態を示す情報を格納した負荷状態監視テーブルとを備え、
通信条件テーブルの通信条件は、前記通信の負荷状態に応じた待機時間を指定した情報であり、
前記通信制御部は、前記副親機を介して通信情報を送信する場合、前記負荷状態監視テーブルおよび前記通信条件テーブルを参照して、前回の通信情報の送信から当該副親機の通信の負荷状態に応じた待機時間が経過した後で送信すると共に、当該送信の結果に基づいて前記通信の負荷状態を推定し、前記負荷状態監視テーブルを更新することを特徴とする設備機器制御監視装置。 - 通信条件テーブルの通信条件は、副親機の通信の負荷状態に応じた通信間隔を指定した情報であり、
通信制御部は、負荷状態監視テーブルおよび前記通信条件テーブルを参照して、前記副親機の通信の負荷状態に応じた通信間隔で通信情報を送信することを特徴とする請求項1記載の設備機器制御監視装置。 - 設備機器毎の運転状態を示した情報を格納した運転状態監視テーブルを備え、
通信制御部は、通信情報を送信する前に送信先の設備機器の存在確認を行い、存在が確認された場合に、前記運転状態監視テーブルに格納された当該送信先の設備機器の運転状態を前記通信情報の内容で仮更新することを特徴とする請求項1または請求項2記載の設備機器制御監視装置。
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