JPH0315905A - 分散形制御システムの動力源起動方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野〕 本発明はビル設備の制御装置、例えば空調機の直接ディ
ジタル制ＷＩＪ　（ｄ１ｒｅｃｔ　ｄｌｇｌｔａｌ　Ｃ
ＯｎｔＯｒ０１：ＤＤＣ）、或いは動力のタイムスケジ
ュール発停制御などを行うための分散形制御装置の動力
の起動方式に関する。

［従来の技術〕 ビル内の動力設備は広範囲に亘って点在しているため、
最近は動力設鑓の制御装置は動力設備の設置場所付近に
分散させる場合が多い。この種のシステムを分散形制御
システムと呼び、各制御装置を分散形制御装置という。

　分散形制御装置はそれぞれ、時刻、温度、湿度等のプ
ロセスデータに基づいて各種のエネルギー調節を行う等
、動力設備を効率よく起動、停止させる用途に用いられ
る。

これらの分散形制御システムの各制御装置は、一般に通
信回線でマンマシーンインターフエイスとしてのオペレ
ータステーション、制御ステーション等の上泣ステーシ
ョンに接続され、上位ステーションの管理下で運用され
る。かかる場合これらの制御装置はコマンドあるいはデ
ータ人出力の中継器の役割を担う。

一方、動力源の駆動用電源は第５図に示すように、変電
室に設けられたトランスＴｒで降圧され、複数のターミ
ナル、本例では４本のターミナルＴＭＩ，ＴＭ２，ＴＭ
３，及びＴＭ４より各動力源に供給される。各動力源は
どの制御装置により制御されているかということには無
関係に複数のグループ、例えば４グループ（Ｍｌ１．　
Ｍｌ２．・・・Ｍ　ＩＮ），　　　（　Ｍ　２１．　　
Ｍ　２２．　　・・・，　　Ｍ２Ｌ），　　　　（Ｍ３
＋，Ｍ，２．・・・，Ｍ３Ｍ）及び（　Ｍ　ａ　＋　，
　Ｍ　４　２　，・・・．Ｍ４Ｋ）に区分され、トラン
スＴｒの出力端子から４本のターミナルＴＭＩ〜ＴＭ４
を介してそれぞれ４本のフィーダｉｌＦ１〜Ｆ４により
並列に給電される。

一般に動力源の起動時には、瞬間的に、その動力源に定
常電流の数倍の起動電流が流れる。従って、全動力源が
一斉に起動すると、フィーダＦ１〜Ｆ４のサーキットブ
レーカＣＢＩ〜ＣＢ４が過電流で遮断されたり、大きな
電流で電圧降下が生じたり、あるいはトランスＴ『に過
度な負荷をかけることになる。このため、複数の動力諒
を起動する場合には３〜１０秒程度の時間差を設けて動
力源を一つずつ順次起動するのが一般的である。

また、動力源を一つづつ起動を行うと全ての動力源が起
動するためには長時間を要するため、許容範囲内で同時
に最大２〜３台まで、あるいはフィーダ線毎に１台を起
動する等の方式も用いられている。

こうした起動方式では、フィーダの過負荷を防ぐために
各制御装置間の調整を計る必要があるので、動力源の起
動制御は上位ステーションによって行われている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の分散形制御システムにおいては、
その起動制御は上位ステーションが行うので、上位ステ
ーションの故障などによるシステムダウンが起こると全
ての動力源の起動ができなくなり、分散制御システムに
おける機能分散、危険回避等の利点を十分に生かすこと
が出来ないという問題点がある。

また、本来、各制御装置が負担すべき機能を上位ステー
ションに負担させ、上位ステーションの能力が大きく制
限を受けるという問題点もある。

本発明の目的は、動力源の起動制御を各制御装置によっ
て行うことができる起動方式を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、複数の動力源が第１乃至第ｎ　（ｎｋ２）の
グループに分けられ、前記第１乃至第ｎのグループ内の
各動力源は、１つの変電設備から、それぞれ、第１乃至
第ｎ　（ｎａ２）のフィーダを介して給電を受け、前記
動力源の起動制御は、前記第１乃至第ｎのグループのグ
ループ分けとは関連のない区分単位で分けられた複数の
制御装置によって行われ．前記第１乃至第ｎのグループ
内で前記動力源を順次起動していく、分散形制御システ
ムの動力源起動方式に於いて、 前記複数の制御装置は、トークンが順次受け渡されるト
ークンパス方式の通信回線で接続され、前記トークンは
、前記第１乃至第ｎのフィーダ毎にそれを占有している
か否かを示す第１乃至第ｎのフィーダ占有情報のための
インフォメーションフィールドを含み、 前記複数の制御装置の各々は、 当該制御装置で制御される動力源を起動するための起動
コマンドを、前記第１乃至第ｎのグループ毎にキューイ
ングコマンドとしてキューイングする第１乃至第ｎのキ
ューイング手段と、前記通信回線上の送信トークンを受
信されたトークンとして受信する受信手段と、 該受信されたトークンに含まれる前記インフォメーショ
ンフィールドの前記第１乃至第ｎのフィーダ占有情報か
ら前記第１乃至第ｎのフィーダが空き状態であるか否か
を判定するフィーダ空き状態判定手段と、 前記第１乃至第ｎのキューイング手段の内、前記フィー
ダ空き状態判定手段によって空き状態と判定されたフィ
ーダに対応するものから、前記キューイングコマンドを
起動インターバル毎に順次取り出して、前記動力源へ送
出コマンドとして送出するコマンド送出手段と、 前記第１乃至第ｎのフィーダ状態情報を、当該制御装置
によって占有したフィーダがフィーダ占有中であること
を示すようにして、前記トークン内の前記インフォメー
ションフィールドに含ませた状態で、前記通信回線上に
前記送信トークンとして送信する送信手段と を有することを特徴とする分散形制御システムの動力源
起動方式である。

［実施例］ 以下、第１図乃至第４図を参照して本発明の実施例を説
明する。

第２図に本発明の一実施例による分散形制御システムの
動力源起動方式を適用したシステムのブロック図を示す
。

第１乃至第ｍの制御装置Ｓ１〜Ｓｍに接続された動力源
は、第５図に示すように電原に接続されているものとす
る。即ち、本実施例では、これらの動力諒が、第５図に
示されるように、第１から第４の４グループに分けられ
ており、それぞれのグループごとに第１から第４のフィ
ーダ　Ｆｌ，Ｆ２，Ｆ３，及びＦ４によって給電を受け
ているものとする。

第１乃至第ｍの制御装ｉｉｆ８１〜Ｓｍは、それぞれこ
のグループ分けとは異なる区分単位で分けられた複数の
動力源を有する動力設備ごとに設けられる。本実施例で
は、第１の制御装置Ｓ１は動力源Ｍ２２，及びＭ２３か
らなる動力設備を制御するためのものである。第２の制
御装！Ｓ２は、動力源Ｍ４２及びＭ４３からなる動力設
備を制御するためのものである。第ｉの制御装置Ｓｔは
、動力源Ｍｌｌ，Ｍ１２，Ｍ１３，Ｍ２１．Ｍ３１，Ｍ
３２及びＭ４１を制御するためのものである。

第１乃至第ｍの制御装置８１〜Ｓｍはトークンパス方式
の通信回線２０１で相互に接続されており、トークンが
８　１−＋３　２−ｏｓ　３→・＝→Ｓ　ｉ　−＋−・
・→Ｓｍ−＋５１の順に巡回している。第１乃至第ｍの
制御装置８１〜Ｓｍには、それぞれアドレス１〜アドレ
スｍが割り当てられている。

トークンには、後述するように動力源Ｍ，ｋの起動が可
能かどうかの情報、即ち、フィーダＦｎ（ｎ−１．２．
３．４）の占有が行われているかどうかを示すフィーダ
占有情報が含まれている。

トークンを受け取った制御装置Ｓｉは、後述する方法で
トークンのフィーダ占有情報から動力源Ｍ，．の起動が
行えるかどうかの判断を行う。

第３図に第２図の通信回線２０１で使用されるディジタ
ル通信用の通信フレームの構成を示す。

このフレームはブリアンプルフィールドＰＲＡ，ディス
ティネーション（宛先）アドレスフィールドＤＡ，ソー
スアドレスフィールドＳＡ，コントロールフィールドＣ
１インフォメーションフィールドｌ１フレームチェック
シーケンスフィールドＦＣＳ，及びポストアンプルフィ
ールドＰＯＡの各フィールドから構成されている。トー
クンはコントロールフィールドＣのコード構成により生
成できる。

第４図にトークンに付加するフィーダ占有情報のデータ
構或の一例を示す。Ｃ１〜Ｃ４はそれぞれ第１乃至第４
のフィーダＦ１〜Ｆ４用の第１乃至第４のフィーダ占有
情報であり、各々２ビットからなる。この第１乃至第４
のフィーダ占有情報Ｃｌ−Ｃ４は第３図のフレーム構成
におけるインフォメーションフィールドＩを使用して送
られる。

次に、第１図を参照して本発明の一実施例による動力源
起動方式について説明する。

第１乃至１ｓｍの制御装ｉｉｔ８１〜Ｓｍは、それぞれ
、通信回線２０１に接続されたデータ受信ブロック１１
、データ送信ブロック１２、通信制御ブロプク１３、中
央処理ブロック１４、フィーダ制御ブロック１５、及び
出力制御ブロック１６を有している。

通信制御ブロック１３は、第１乃至第４のフィーダＦ１
〜Ｆ４（第５図）の占有を要求する第１乃至第４のフィ
ーダ占有要求フラグレジスタＲｌ，Ｒ２，Ｒ３，及びＲ
４と、第１乃至第４のフィーダＦ１〜Ｆ４を占有してい
ることを示す第１乃至第４のフィーダ占有フラグレジス
タ０１，０２，０３，及び０４と、トークンに含まれる
第１乃至第４のフィーダ占有情報Ｃ１〜Ｃ４（第４図）
を格納すると共に後述するようにカウントを行う第１乃
至第４のトークンデータカウンタＫ１．Ｋ２，Ｋ３，及
びＫ４と、トークンに含まれるフィーダ占有情報０１〜
Ｃ４とトークンデータカウンタＫ１〜Ｋ４の内容から、
後述のように、フィーダの空きを判定する判定器１７と
、カウンタＫ１〜Ｋ４内のデータの制御が可能な制御器
１８とを含んでいる。

また、フィーダ制御ブロック１５は後述するフィーダ制
御有コマンドをフィーダ毎にキューイングする第１乃至
第４のキューイングレジスタＱｌ，Ｑ２，Ｑ３，及びＱ
４と，各キューイングレジスタに対応する第１乃至第４
のインターバルタイマＴｌ，Ｔ２，Ｔ３．及びＴ４と、
キューイングコマンドコマンドの出力を制御する第１及
び第２の出力制御器１９、２０を有している。

以下、制御装置の動作を詳しく説明する。

制御装ｒＩｔ５１〜Ｓｍのそれぞれに接続された動力源
Ｍ．ｋに対する起動、停止コマンドは各制御装置内での
処理結果に基づき、中央処理ブロック１４から出力され
る。または、マンマシーンインターフェイスとしてのオ
ペレータステーション（図示しない）から通信回線２０
１を介してデータ受信ブロック１１によって受信される
。ここで、通信回８１２０１は第２図のｉ！ｉ信回［２
０１と同一である。

起動、停止コマンドにはフィーダ制御を行うコマンドと
フィーダ制御を行わないコマンドとがある。ここでは、
前者のコマンドをフィーダ制御有コマンド、後者のコマ
ンドをフィーダ制御無コマンドと呼ぶことにする。

＄１ｇｒＪ無コマンドは、一般に動力源Ｍｊｋを停止さ
せる時、あるいは小容量モータ、照明等、フィーダに大
電流が流れる心配のないコマンドである。

従って、このフィーダ制御無コマンドは制御器１８また
は中央処理ブロック１４から直接信号線２１または２２
を介してから出力制御ブロック１６に送出され実行され
る。

一方、フィーダ制御有コマンドは他のコマンドと同時に
実行されると過電流が流れる等の問題が生じるコマンド
である。このフィーダ制御有コマンドには、起動の時間
間隔をしめずインターバル情報およびフィーダ番号等の
情報も付加されている。このフィーダ制御有コマンドは
、制御器１８または中央処理ブロック１４から信号線２
３、２４を介してフィーダ制御ブロック１５に送出され
、フィーダ制御ブロック１５内の第１乃至第４のキュー
イングレジスタＱ１〜Ｑ４にフィーダ毎にキューイング
コマンドとしてキューイングされる。　一例として、第
ｉの制御装置Ｓｉにおいて、第１のフィーダＦ１に接続
された動力源Ｍ１１，Ｍ１２，及びＭ１３に対するフイ
ーダ制御有コマンドが第１のキューイングレジスタＱ１
にキューイングコマンドｑｌ１．ｑｌ２，及びｑｌ３と
して第３のフィーダＦ３に接続された動力源Ｍ３１及び
Ｍ３２に対するフイーダ制御有コマンドが第３のキュー
イングレジスタＱ３にキューイングレジスタｑ３１及び
ｑ３２としてキューイングされた場合を説明する。

第１乃至第４のキューイングレジスタＱ１〜Ｑ４のいず
れか１つにフィーダ制御有コマンドがキューイングされ
ると、フィーダ制御ブロック１５から通信制御ブロック
１３に対してフイーダ占有要求がなされる。フィーダ占
有要求がなされるとキューイングされたキューイングレ
ジスタに対応するフィーダ占有要求フラグレジスタに占
有要求フラグがたつ。本実施例では、第１及び第３のキ
ューイングレジスタＱｌ、Ｑ３にフイーダ制御有コマン
ドがキューイングされているので、対応する第１及び第
３のフイーダ占有要求フラグレジスタＲ１、Ｒ３に占有
要求フラグがたつ。そして、この状態でトークンが送ら
れてくるまで待機する。　データ受信ブロック１１は、
通信回線２０１上のトークンのうち、自装置宛てのトー
クン受信する。受信されたトークンは通信制御ブロック
１３に送られる。

通信制御ブロック１３の判定器１７はその受信されたト
ークンに含まれる第１乃至第４のフイーダ占有情報０１
〜Ｃ４から第１乃至第４のフイーダ占有要求フラグレジ
スタＲ１〜Ｒ４の中で占有要求フラグのたっているもの
に対応するフイーダ、即ち、ここでは第１及び第３のフ
ィーダＦｌ，Ｆ３の空きを、後述のように判定する。

第１及び第３のフィーダＦｌ，Ｆ３が空いていれば、制
御器１８は第１及び第３のフィーダＦｌ，Ｆ３を占有す
ることを示すフィーダ占有情報を後述の様に作成し、ト
ークンに含ませてデータ送信ブロック１２から通信回線
２０１上に送出する。

これで第１及び第３のフィーダＦｌ，Ｆ３の占有を他の
制御装置に対して宣言したことになる。

このとき、同時にフィーダ占有フラグレジスタ０１、０
３を“１′にする、即ちフィーダ占有フラグをたてる。

フィーダ制御ブロック１５の第１の出力制御器１つは第
１及び第３のフィーダ占有フラグレジスタ０１、０３が
“１″になると、第１及び第３のキューイングレジスタ
Ｑ１及びＱ３のキューイングコマンドのうち最も待ち時
間の長いキューイングコマンドＱｌｌ，Ｑ３１を取り出
し、出力制御ブロック１６に送出する。この動作により
対応する動力源Ｍｌｌ，Ｍ３１が起動する。

第１の出力制御器１つはキューイングコマンドｑｌｌ，
　　ｑ３１を送出すると同時に、第１及び第３のインタ
ーバルタイマＴｌ，Ｔ３を起動する。

第１及び第３のインターバルタイマＴｌ，Ｔ３はそれぞ
れ、経過時間を計時し、経過時間が動力源Ｍｌｌ，Ｍ３
１の起動時間になると第２の出力制御装置２０にタイム
アウト信号を送出する。第２の出力制御装置２０は第１
及び第３のフィーダ占有レジスタ０１，０３を検査し、
占有中（フイーダ占有フラグがたっている）であれば、
第１及び第３の次のキューイングコマンドｑｌ２，ｑ３
２を出力制御ブロック１６に送出する。

これで第３のキューイングレジスタＱ３にはキューイン
グコマンドがなくなったので、第３のフィーダ占有要求
フラグレジスタＲ３、及びフイーダ占有フラグレジスタ
０３はクリアされる。

この様にして、次々にキューイングされたコマンドを実
行していく。

受信されたトークンのフィーダ占有情報からフィーダの
空き、あるいは占有中を判定する手法は次ぎの通りであ
る。

受信されたトークンに含まれる第１乃至第４のフィーダ
占有情報Ｃ１〜Ｃ４の各フィーダに割り振られた２ビッ
トデータは′０＃〜“３″の値を取り得る。“０”は、
トークン消失の場合に使用されるもので、常にフィーダ
は空きと判定する。

第１乃至第４のフィーダ占有情報Ｃ１〜Ｃ４が′１”〜
′３１の場合は自局の第１乃至第４のト−クンデータカ
ウンタＫ１〜Ｋ４の内容とそれぞれ比較し、イコールで
あればフィーダは空き、ノットイコールであれば他の制
御装置によって、フィーダ占有中と判定する。以下にそ
のときの動作を詳述する。

■トークンを受信したときに第１乃至第４のフィーダ占
有要求レジスタＲ１〜Ｒ４のいずれにもフィーダ要求フ
ラグがたっていない場合。

この場合は、制御器１８は受け取ったトークンに含まれ
る第１乃至第４のフィーダ占有情報Ｃ１〜Ｃ４をカウン
タＫ１〜Ｋ４にコピーし、第１乃至第４のフィーダ占有
情報Ｃ１〜Ｃ４の内容を変えること無くトークンをデー
タ送信ブロック１２から通信回線２０１へ送信する。

■第１乃至第４のフィーダ占有要求レジスタＲ１〜Ｒ４
のいずれかにフィーダ要求フラグがたっていても、他の
制御装置によってそのフィーダ要求フラグがたっている
フィーダ占有要求レジスタに対応するフィーダが占有さ
れている場合。

この場合、判定器１７において、第１乃至第４のフィー
ダ占有情報Ｃ１〜Ｃ４とカウンタＫ１〜Ｋ４の内容とが
それぞれ比較される。その結果を受けて制御器１８は■
と同様にトークンに含まれる第１乃至第４のフィーダ占
有情報Ｃ１〜Ｃ４の内容を第１乃至第４のカウンタＫ１
〜Ｋ４にコピーする。そして、第１乃至第４のフィーダ
占有情報０１〜Ｃ４の内容を変えること無くトークンを
データ送信ブロック１２から通信回線２０１上に送信す
る。

■トークンを受信したときに、新たにフィーダの占有を
する場合、及び、前回トークンを受取ったときに占有し
たフィーダを引き続き占有する場合。

判定器１７の判定により空きを検出すると、制御器１８
は占有すべきフィーダに対応したカウンタＫ１〜Ｋ４の
内容を“１”〜“３゜の範囲でインクリメントし、その
内容をトークンに付加し、トークンを送出し、対応する
制御フラグをセットする。

また、既にフィーダを占有している場合は、制御器１８
は、占有しているフィーダに対応した占有フラグレジス
タ０１〜０４にフラグがたっていることを確認して同様
の動作を行う。

上記■■■のようにすることで、第１乃至第４のフィー
ダ占有情報Ｃ１〜Ｃ４とカウンタＫ１〜Ｋ４との内容が
一致すれば空きであると判定することができる。

なお、この判定はフィーダごとに行われるもので、例え
ば第１のフィーダＦ１は第１の制御装置Ｓ１が占有し、
第２のフィーダＦ２は第２の制御装置Ｓ２が占有すると
いうこともある。また、全てのフィーダＦ１〜Ｆ４をあ
る制御装置Ｓｔが独占することも有り得る。

上述したように、本実施例の動力源起動方式では、前回
トークン受信時に占有したフィーダを引き続き占有する
ときにもフィーダ占有情報Ｃ１〜Ｃ４の内容を書き変え
るので、フィーダを占有した制御装置がフィーダを占有
したままの状態でオフラインとなっても、フィーダの占
有が意味もなく持続される様なことはない。

このように占有の宣言をダイナミックに行うことにより
、分散制御装置間のフィーダ制御の同期が不都合無く行
うことができる。

また、通常トークン消失時は、バスサイレントとなり、
各制御装置が有するバスサイレント検出タイマ（図示せ
ず）の設定時間が小さい制御装置から送信権を獲得する
ことが出来、トークン獲得と同様にトークンの送信権を
有するようになるが、このときは占有宣言の継続性が絶
たれる。このため、最小のバスサイレント検出タイマの
設定時間より短い初期化時間をもつイニシャライズタイ
マを各制御装置に設け、バスサイレントの経過時間がイ
ニシャライズタイマの初期化時間に達した時はカウンタ
Ｋ１〜Ｋ４をクリアする。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、分散形制御装置自
体が全体系のフィーダ制御を行うため、この種の装置の
利点である機能分散、危険分散を徹底することができる
。

臥下弦日

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に用いられる分散制御装置の
構或を示すブロック図、第２図は第一図の制御装置を含
む動力源起動方式の全体構成を示すブロック図、第３図
は本発明の実施例に用いられるディジタル通信信号のフ
レーム構成を示す図、第４図はトークン情報に付加する
データ構成の一例を示す図、第５図は本発明が適用され
る動力源駆動電源の配線図である。 １１・・・データ受信ブロック、１２・・・データ送信
ブロック、１３・・・通信制御ブロック、１４・・・中
央処理ブロック、１５・・・フィーダ制御ブロック、１
６・・・出力制御ブロック、１７・・・判定器、１８・
・・制御器、１つ・・・第１の出力制御器、２０・・・
第２の出力制御器、２１，２２，２３．２４・・・信号
線、２０１・・・通信回線 Ｆｌ，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４・・・フィーダ線、Ｍ１１，Ｍ
１２，・・・，Ｍ４Ｎ・・・動力源、Ｓｌ，Ｓ２，・・
・Ｓｍ・・・制御装置。 第２図 〕丁（１・１）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．複数の動力源が第１乃至第ｎ（ｎ≧２）のグループ
   に分けられ、前記第１乃至第ｎのグループ内の各動力源
   は、１つの変電設備から、それぞれ、第１乃至第ｎ（ｎ
   ≧２）のフィーダを介して給電を受け、前記動力源の起
   動制御は、前記第１乃至第ｎのグループのグループ分け
   とは関連のない区分単位で分けられた複数の制御装置に
   よって行われ、前記第１乃至第ｎのグループ内で前記動
   力源を順次起動していく、分散形制御システムの動力源
   起動方式に於いて、 前記複数の制御装置は、トークンが順次受け渡されるト
   ークンパス方式の通信回線で接続され、前記トークンは
   、前記第１乃至第ｎのフィーダ毎にそれを占有している
   か否かを示す第１乃至第ｎのフィーダ占有情報のための
   インフォメーションフィールドを含み、 前記複数の制御装置の各々は、 当該制御装置で制御される動力源を起動するための起動
   コマンドを、前記第１乃至第ｎのグループ毎にキューイ
   ングコマンドとしてキューイングする第１乃至第ｎのキ
   ューイング手段と、 前記通信回線上の送信トークンを受信されたトークンと
   して受信する受信手段と、 該受信されたトークンに含まれる前記インフォメーショ
   ンフィールドの前記第１乃至第ｎのフィーダ占有情報か
   ら前記第１乃至第ｎのフィーダが空き状態であるか否か
   を判定するフィーダ空き状態判定手段と、 前記第１乃至第ｎのキューイング手段の内、前記フィー
   ダ空き状態判定手段によって空き状態と判定されたフィ
   ーダに対応するものから、前記キューイングコマンドを
   起動インターバル毎に順次取り出して、前記動力源へ送
   出コマンドとして送出するコマンド送出手段と、 前記第１乃至第ｎのフィーダ状態情報を、当該制御装置
   によって占有したフィーダがフィーダ占有中であること
   を示すようにして、前記トークン内の前記インフォメー
   ションフィールドに含ませた状態で、前記通信回線上に
   前記送信トークンとして送信する送信手段とを有するこ
   とを特徴とする分散形制御システムの動力源起動方式。