JPH03192894A - 分散制御システム - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は複数の空調機、給湯機等の民生機器やＨＡシス
テム（ホームエレクトロシステム）、自動車制御システ
ム、各種産業用機器システム等に用いられる分散制御シ
ステムに関する。

（従来の技術） 分散制御システムを用いたガス給湯機の１つとして、従
来、特願昭６３−３０７７８４号公報に示すものが知ら
れている。

このガス給湯機は第８図に示す如く給湯動作を行なう給
湯設備１０１と、この給湯膜（ｉｉｌｏｌを制御する制
御回路１０２と、この制御回路１０２と前記給湯設備１
０１とを接続する通信路１０３と、操作員によって操作
される操作盤１０４と、この操作盤１０４と前記制御回
路１０２とを接続する通信路１０５とを備えており、操
作盤１０４が操作されたとき、制御回路１０２によって
前記操作盤１０４の操作内容に対応した制御信号を生成
して給湯設備１０１を制御するとともに、前記給湯設備
１０１から制御結果が供給されたとき、制御回路１２に
よってこれを操作盤１０４上に表示させる。

操作盤１０４は各種指示釦や各種表示器、第９図（ａ）
、（ｂ）に示すようなデータ変換表１３０．１３１を備
えており、各種指示釦が操作されたときデータ変換表１
３０をルックアップして前記操作内容に対応した制御信
号を発生しこれを前記制御回路１０２に供給し、またこ
の制御回路１０２から各種の表示信号が供給されたとき
データ変換表１３１をルックアップして前記表示信号に
対応させて各種表示器を点燈または消燈させる。

制御回路１０２は各種の処理回路や第９図（ａ）〜（ｇ
）に示すようなデータ変換表１３０〜１３６を備えてお
り、前記操作盤１０４から制御信号か供給されたとき、
前記データ変換表１３０〜１３６をルックアップして制
御信号から前記給湯設備１０１の各部を制御するのに必
要な制御信号を生成してこれを前記給湯設！１０１に供
給し、またこの給湯設備１０１から検出結果が供給され
たとき、前記データ変換表１３０〜１３６をルックアッ
プして前記検出結果から各種の表示信号を生成しこれを
前記操作盤１０４に供給する。

給湯設！１０１は燃料を燃焼させてるバーナ部１０７と
、このバーナ部１０７に燃焼用の空気を送るファン部１
０６と、前記バーナ部１０７によって得られた熱によっ
て水を暖めて給湯水を生成する出湯部１０８とを備えて
おり、前記制御回路１０２から出力される制御信号に基
づいて指定された温度の給湯水を生成しこれを給湯光に
供給する。

ファン部１０６は前記通信路１０３に接続されるファン
制御回路１１０と、このファン制御回路１１０によって
制御されるファン１１１と、このファン１１１と前記フ
ァン制御回路１１０とを接続する制御線１１２と、前記
ファン１１１の回転数を検出する回転センサ１１３と、
この回転センサ１１３の検出結果を前記ファン制御回路
１１０に供給する信号線１１４とを備えており、前記制
御回路１０２から供給される制御信号に基づいてファン
１１１の回転数を制御して前記バーナ部１０７に燃焼用
の空気を送り込む。

この場合、ファン制御回路１１０は第９図（ｃ）（ｄ）
に示すデータ変換表１３２．１３３を備えており、通信
路１０３を介して制御信号が供給されたときデータ変換
表１３２をルックアップしてファン１１１の回転数を制
御し、またデータ変換表１３３をルックアップしながら
回転センサ１１３の回転数を送信データに変換して通信
路１０３上に送出し前記制御回路１０２に供給する。

また、バーナ部１０７は前記通信路１０３に接続される
バーナ制御回路１１５と、このバーナ制御回路１１５に
よって制御される電磁弁１１６と、この電磁弁１１６と
前記バーナ制御回路１１５とを接続する制御線１１７と
、前記電磁弁１１６を介して供給される燃料を燃焼させ
るバーナ１１８と、このバーナ１１８を点火させる点火
部１０９と、この点火部１０９と前記バーナ制御回路１
１５とを接続する制御線１２８と、前記バーナ１１８の
炎を検出する炎センサ１１９と、この炎センサ１］９の
検田結果を前記バーナ制御回路１１５に供給する信号線
１２０とを備えており、前記制御回路１０２から供給さ
れる制御信号に基づいて電磁弁１］６の開度を制御して
バーナ１１８の発熱量を調整しながら出湯部１０８に熱
を供給する。

この場合、バーナ制御回路１１５は第９図（ｅ）（ｆ）
に示す如くデータ変換表１３４．１３５を備えており、
通信路１０３を介して制御信号が供給されたときデータ
変換表１３４をルックアップして電磁弁１１６や点火部
１０９を制御し、またデータ変換表１３５をルックアッ
プしながら炎センサ１１９の検知結果を送信データに変
換して通信路１０３上に送出し前記制御回路１０２に供
給する。

出湯部１０８は前記通信路１０３に接続される出湯検知
回路１２２と、給水量を検出する水量センサ１２３と、
この水量センサ１２３の検出結果を前記出湯検知回路１
２２に供給する信号線１２４と、前記バーナ１１８から
供給される熱によって前記水量センサ１２３を介して供
給される水を暖める熱交換器１２５と、この熱交換器１
２５から出湯される湯の温度を検出する出湯温センサ１
２６と、この出湯温センサ１２６の検出結果を前記出湯
検知回路１２２に供給する信号線１２７とを備えており
、水量センサ１２３の検出結果と出湯温センサ１２６の
検出結果とを前記制御回路１０２に供給する。

この場合、出湯検知回路１２２は第９図（ｇ）に示すデ
ータ変換表１３６を備えており、データ変換表１３６を
ルックアップしながら水量センサ１２３の検出結果や出
湯温センサ１２６の検出結果を送信データに変換して通
信路１．０３上に送出し前記制御回路１．０２に供給す
る。

次に、第１０図（ａ）〜（ｃ）を参照しながら上述した
操作盤１０４、制御回路１０２、ファン制御回路１１０
〜出湯温検知回路１２２の動作を個々に説明する。

く操作盤１０４の動作〉 使用者によって操作盤１０４上の各種指示釦が操作され
れば、第１０図（ａ）に示す如く操作盤１０４はこの指
示内容を読込むとともに（ステップ５ＴＩＯＩ）、デー
タ変換表１３０をルックアップしながらこの指示内容に
基づいて送信データを作成して（ステップ５Ｔ１０２）
、これを通信路１０５上に送出し制御回路１０２に伝達
する（ステップ５Ｔ１０３）。

例えば、給湯釦が押されたとき、操作盤１０４はデータ
変換表１３０を用いてコードＫＯを生成しこれを制御回
路１０２に送る。

この後、通信路１０５を介して前記制御回路１０２から
データが供給されれば（ステップ５ＴＩ０４）、操作盤
１０４はデータ変換表１３１をルックアップしながらこ
のデータを表示データに変換しくステップ５Ｔ１０５）
、この表示データに基づいて各種の表示器を点燈させた
り、消燈させたりする（ステップ５Ｔ１０６）。

例えば、制御回路１０２からコードＬ２が供給されれば
、操作盤１０４は給湯ランプを赤色で点燈させる。

く制御回路１０２の動作〉 また、制御回路１０２は第１０図（ｂ）に示す如く通信
路１０５を介して操作盤１０４からデータが供給されれ
ば（ステップ５Ｔ１１０）、受信したデータから操作デ
ータを作成した後（ステップＳ　Ｔ　１１１　）、通信
路１０３を介して給湯設備１０１からデータを受は取り
（ステップ５ＴＩＩ２）、データ変換表１３３．１３５
．１３６をルックアップしながら前記データを機器状態
データに変換する（ステップ５Ｔ１１３）。

次いで、制御回路１０２は機器制御アルゴリズムに基づ
いて制御動作を決定しくステップ５Ｔ１１４）、この後
データ変換表１３０．１３２．１３４等をルックアップ
しながら前記決定に対応する制御データに基づいて送信
データを作成しくステップ５Ｔ１１５）、これを通信路
１０３上に送出して給湯設備１１１のファン制御回路１
１０、バーナ制御回路１１５、出湯検知回路１２２に供
給する（ステップ５Ｔ１１６）。

この後、制御回路１０２はデータ変換表１３１をルック
アップして前記制御データに対応する動作状態データを
送信データに変換した後（ステップ５Ｔ１１７）、通信
路１０５上に送出して、操作盤１０４上に表示させる（
ステップＳＴＩ　１８）。

くファン制御回路１１０等の動作〉 また、給湯設備１１１のファン制御回路１１０１バーナ
制御回路１１５、出湯検知回路１２２は第１０図（ｃ）
に示す如く回転センサ１１３や炎センサ１１９、水量セ
ンサ１２３、出湯温センサ１２６等によって得られた各
部の検出結果を各々取り込んで（ステップ５Ｔ１２０）
、データ変換表１３３．１３５．１３６をルックアップ
しながら各検出結果に基づいて送信データを生成した後
（ステップ５Ｔ１２１）、通信路１０３上に送出して制
御回路１０２に伝送する（ステップ５ＴＩ２２）。

また、この制御回路１２２からデータが出力されれば、
給湯設備１１１のファン制御回路１１０、バーナ制御回
路１１５、出湯検知回路１２２は前記制御回路１０２か
らの送信データを各々取り込むとともに（ステップ５Ｔ
１２３）、データ変換表１３２．１３４をルックアップ
しながら前記ブタに基づいてファン１１１、電磁弁１１
６等を制御するのに必要な制御信号を生成しくステップ
５Ｔ１２４）、これらの制御信号をファン１］１、電磁
弁１１６等に供給する（ステップ５Ｔ１２５）。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら上述した従来の分散制御システムにおいて
は次に述べるような問題があった。

すなわち、操作盤１０４ではステップ５ＴＩＯ２，５Ｔ
１０５において、また制御回路１０２ではステップ５Ｔ
１１１、Ｓ　Ｔ　１１．３、ＳＴＩ　１５．５Ｔ１１７
において、更にファン制御回路１１０〜出湯検知回路１
２２ではステップ５Ｔ１２］、５Ｔ１２４において各々
データの変換を行なう必要があり、データの変換回数が
多過ぎて制御遅れが発生しスムーズな制御を行なうこと
が難しいという問題があった。

また、複数のデータ変換表１３０〜１３６が複数の端末
上に分散しているため、各データ変換表１３０〜１３６
間の整合をとるのが難しい。

また、各データ変換表１３０〜１３６が制御対象に依存
しているため、制御対象が異なる毎にデータ変換表を再
構成する必要がある。

更に、全てのデータ変換表１３０〜１３６が完成した後
、制御回路１０２上に制御プログラムを作成しなければ
ならないため、システムを容易に構築することができな
い。

本発明は上記の事情に鑑み、データの変換回数を最少に
して通信効率を向上させることができるとともに、変換
規則を１箇所に集中させて各変換規則の整合を取り易く
するすることができ、更に規則のハードウェア依存率を
低下させて制御対象の内容が変更された場合にも変更箇
所数を最少にすることができ、これによってそれまで分
散制御を行なうことが困難であった制御対象設備に対し
ても適用することができる分散制御システムを提供する
ことを目的としている。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために本発明による分散制御シス
テムは、制御部と、複数の端末と、これらを接続する通
信路とを有する分散制御システムにおいて、制御部と各
端末とを接続する通信路毎に制御状態表を設けるととも
に、制御部に前記各制御状態表を変換する変換規則表を
設けたことを特徴としている。

（作用） 上記の構成において、各端末の制御状態表が変更されれ
ば、制御部は変換規則表に基づいてこれら各制御状態表
の変換を行なう。

（実施例） 第１図は本発明による分散制御システムの一実施例を用
いたガス給湯機の一例を示すブロック図である。

この図に示すガス給湯機は給湯動作を行なう給湯設備１
と、この給湯設備１を制御する制御回路２と、この＃Ｉ
御回路２と前記給湯設備１とを接続する通信路３と、操
作員によって操作される操作盤４と、この操作盤４と前
記制御回路２とを接続する通信路５とを備えており、操
作盤４と制御回路２と給湯設備１との間で所定周期で通
信を行ない操作盤４の操作内容に対応して給湯設６ｉ１
を制御するとともに、給湯設備１の状態を操作盤４上に
表示する。

操作盤４は各種指示釦や各種表示器、第２図（ａ）に示
すような制御状態表３０を備えており、各種指示釦が操
作されたとき、これに応じて制御状態表３０を書き換え
、所定周期で前記制御回路２と通信を行なって制御状態
表３０の内容を送受信し、制御回路２によって前記制御
状態表３０が書き換えられたとき、この内容に応じて各
種表示器を点燈または消燈させる。

この場合、制御状態表３０は第３図に示す如くビットｈ
１が抵抗３９によって接地されて通常状態で“０”にな
っており、給湯スイッチ４０が押されたとき、電源４１
によって“１”にセットされて前記制御回路２に送られ
る。また、ビットｈ９、ｈｌＯは通常“０”になってお
り、前記制御回路２との通信によってビットｈ９が“１
”にセットされたとき、インバータ４２が反転して前記
電源４１の電圧によって電流値制限用の抵抗４３、緑色
の発光ダイオード４４に電流が流れてこの発光ダイオー
ド４４が点燈する。また、前記制御回路２との通信によ
ってビットｈ９とビットｈｌ。

とが“１”にセットされたとき、ナントゲート４５が接
地電圧を出力し、これによって前記電源４１の電圧によ
り電流値制限用の抵抗４６、赤色の発光ダイオード４７
に電流が流れてこの発光ダイオード４７が点燈する。

また、給湯設備１は燃料を燃焼させてるバーナ部７と、
このバーナ部７に燃焼用の空気を送るファン部６と、前
記バーナ部７によって得られた熱によって水を暖めて給
湯水を生成する出湯部８とを備えており、所定周期で前
記制御回路２と通信を行なって指定された温度の給湯水
を生成しこれを給湯光に供給する。

ファン部６は前記通信路３に接続されるファン制御回路
１０と、このファン制御回路１０によって制御されるフ
ァン１１と、このファン１１と前記ファン制御回路１０
とを接続する制御線１２と、前記ファン１１の回転数を
検出する回転センサ１３と、この回転センサ１３の検出
結果を前記ファン制御回路１０に供給する信号線１４と
を備えており、前記制御回路２から供給される制御信号
に基づいてファン１１の回転数を制御して前記バーナ部
７に燃焼用の空気を送り込む。

この場合、ファン制御回路１０は第２図（ｂ）に示す制
御状態表３１を備えており、回転センサ１３の出力に応
じて制御状態表３１を書き換え、所定周期で前記制御回
路２と通信を行なって制御状態表３１の内容を送受信し
、制御回路２によって前記制御状態表３１が書き換えら
れたとき、この内容に応じてファン１１の回転を制御す
る。

そして、第４図に示す如くこの制御状態表３１のビット
ｊ１が“１”にセットされているとき、インバータ５０
が接地電圧を出力する。これによって、電源５１の電圧
によって電流制限用の抵抗５２を介してフォトカブラ５
３を構成する発光ダイオード５４に電流が供給されてこ
れが発光し、この発光動作によって得られた光によって
前記フォトカブラ５３を構成するフォトトライアック５
５がオンして交流電源５６から出力される交流電圧によ
ってファン１１が回転する。また、回転センサ１３によ
ってファン１１の回転が検出されれば、このファン１１
から出力されるパルスが周波数デジタル変換器５７によ
ってデジタル信号に変換され前記状態表３１のピッ）ｊ
　１１〜ｊ１４にセットされる。

また、バーナ部７は前記通信路３に接続されるバーナ制
御回路１５と、このバーナ制御回路１５によって制御さ
れる電磁弁１６と、この電磁弁１６と前記バーナ制御回
路１５とを接続する制御線１７と、前記電磁弁１６を介
して供給される燃料を燃焼させるバーナ１８と、このバ
ーナ１８を点火させる点火部９と、この点火部９と前記
バーナ制御回路１５とを接続する制御線２８と、前記バ
ーナ１８の炎を検出する炎センサ１９と、この炎センサ
１９の検出結果を前記バーナ制御回路１５に供給する信
号線２０とを備えており、前記制御回路２から供給され
る制御信号に基づいて電磁弁１６の開度を制御してバー
ナ１８の発熱量を調整しながら出湯部８に熱を供給する
。

この場合、バーナ制御回路１５は制御状態表３１を備え
ており、炎センサ１９の出力に応じて制御状態表３１を
書き換え、所定周期で前記制御回路２と通信を行なって
制御状態表３１の内容を送受信し、制御回路２によって
前記制御状態表３１が書き換えられたとき、この内容に
応じて電磁弁１６や点火部９を制御する。

そして、第５図に示す如くこの制御状態表３１のビット
ｊ２が“１”にセットされているとき、インバータ６０
が接地電圧を出力する。これによって、電源６１の電圧
によって電流制限用の抵抗６２を介してフォトカブラ６
３を構成する発光ダイオード６４に電流が供給されてこ
れが発光し、この発光動作によって得られた光によって
前記フォトカブラ６３を構成するフォトトライアック６
５がオンして交流電源６６から出力される交流電圧によ
って電磁弁１６を開状態になる。

また、前記制御状態表３１のビットｊ３が“１”にセッ
トされているとき、インバータ６８が接地電圧を出力す
る。これによって、前記電源６１の電圧によって電流制
限用の抵抗６９を介してフォトカブラ７０を構成する発
光ダイオード７１に電流が供給されてこれが発光し、こ
の発光動作によって得られた光によって前記フォトカブ
ラ７ｏを構成するフォトトライアック７２がオンして前
記交流電源６６から出力される交流電圧によって点火部
９が着火動作を行なう。

また、炎センサ１９によってバーナ１８の着火が検出さ
れれば、前記制御状態表３１のビットｊ５が“１”にセ
ットされる。

また、出湯部８は前記通信路３に接続される出湯検知回
路２２と、給水量を検出する水量センサ２３と、この水
量センサ２３の検出結果を前記出湯検知回路２２に供給
する信号線２４と、前記バーナ１８から供給される熱に
よって前記水量センサ２３を介して供給される水を暖め
る熱交換器２５と、この熱交換器２５から出湯される湯
の温度を検出する出湯温センサ２６と、この出湯温セン
サ２６の検出結果を前記出湯検知回路２２に供給する信
号線２７とを備えており、水量センサ２３の検出結果と
出湯温センサ２６の検出結果とを前記制御回路２に供給
する。

この場合、出湯検知回路２２は前記制御状態表３１を備
えており、第６図に示す如く水量センサ２３によって流
水が検出されれば、この水量センサ２３から出力される
パルスを周波数デジタル変換器８０によってデジタル信
号に変換して前記状態表３１のビットｊ２１〜ｊ２４に
セットする。

そして、所定周期で前記制御回路２と通信を行なって前
記制御状態表３１を制御回路２に送信する。

また、制御回路２は各種の処理回路や第２図（ａ）、（
ｂ）に示すような制御状態表３０．３１と、第２図（ｃ
）に示すような変換規則表３２とを備えており、第７図
に示す如く所定周期で前記操作盤４と通信を行なって操
作盤４内に設けられた制御状態表３０の内容と自回路２
内に設けられた制御状態表３０の内容とを一致させると
ともに（ステップ５Ｔ１）、所定周期で前記給湯設備１
と通信を行なって給湯設備１の各部に設けられた制御状
態表３１の内容と自回路２内に設けられた制御状態表３
１の内容とを一致させる（ステップ５Ｔ２）。

この後、制御状態表３０．３１が対応しているかどうか
をチエツクし、これらが対応していなければ（ステップ
５Ｔ３）　、次に述べる処理を行なう（ステップ５Ｔ４
）。

まず、操作盤４の給湯スイッチ４０がオンされたとき、
変換規則表３２の第１規則を適用して、ビットｈ９を“
１”にセットし給湯ランプを緑に点燈させる。

また、蛇口がひねられて水が流れ、水量センサ２３が流
量を検知して、ビットｊ２１〜ｊ２４が零以上の値にな
ったとき、変換規則表３２の第２規則を適用して、ビッ
トｊ１を“１“にセットしファン１１を回転させる。

また、ビットｊ１が“１”になっている状態で、ファン
１１の回転数が十分な値になり、ビットｊ１１〜ｊ１４
が所定値“１０００”以上になったとき、変換規則表３
２の第３規則を適用して、ビットｊ２、ｊ３を“１”に
セットし電磁弁１６を開状態にするとともに、点火部９
を動作させてバナ１８に着火する。

また、ビットｊ１、ｊ２、ｊ３が“１″になっている状
態で、バーナ１８が着火され、炎センサ１９が炎を検知
してビットｊ５が“１”になったとき、変換規則表３２
の第４規則を適用して、ビットｊ３を“０”にセットし
点火部９の着火動作を停止させるとともに、ビットｈｌ
Ｏを“１″にセットして操作盤４の給湯ランプを赤色で
点燈させながら給湯口から出湯させる。

また、蛇口が閉じられ、水量センサ２３がこれを検知し
てビットｊ２１〜ｊ２４の値が“００００”になったと
き、変換規則表３２の第５規則を適用して、ビットｊ１
、ｊ２、ｊ３、ｈｔｏを“０”にセットしてファン１１
を停止させるとともに、電磁弁１６を閉状態にし、更に
操作盤４の給湯ランプを緑色に点燈させる。

また、操作盤４の給湯スイッチ４０がオフにされてビッ
トｈ１が“０″にリセットされたとき、変換規則表３２
の第６規則を適用して、ビットｊ１、ｊ２、ｊ３を“０
”にリセットしてファン１１を停止し、電磁弁１６を閉
じ、点火部９を停止させるとともに、ビットｈ９、ｈｌ
Ｏをリセットして操作盤４の給湯ランプを消燈させる。

このようにこの実施例においては、制御回路２内に変換
規則表３２を設けるとともに、各通信路３．５毎に制御
状態表３０．３１を設けたので１、データの変換回数を
最少にして通信効率を向上させることができるとともに
、変換規則を１箇所に集中させて各変換規則の整合を取
り易くするすることができ、更に規則のハードウェア依
存率を低下させて制御対象の内容が変更された場合にも
変更箇所数を最少にすることがてき、これによってそれ
まで分散制御を行なうことが困難であった制御対象設備
に対しても適用することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、データの変換回数
を最少にして通信効率を向上させることができるととも
に、変換規則を１箇所に集中させて各変換規則の整合を
取り易くするすることができ、更に規則のハードウェア
依存率を低下させて制御対象の内容が変更された場合に
も変更箇所数を最少にすることができ、これによってそ
れまで分散制御を行なうことが困難であった制御対象設
備に対しても適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による分散制御システムの一実施例を示
すブロック図、第２図は同実施例で用いられる制御状態
表、変換規則表の一例を示す模式図、第３図は第１図に
示す操作盤の詳細を示す回路図、第４図は第１図に示す
ファン部の詳細を示す回路図、第５図は第１図に示すバ
ーナ部の詳細を示す回路図、第６図は第１図に示す出湯
部の詳細を示す回路図、第７図は第１図に示す制御部の
動作例を示すフローチャート、第８図は従来の分散制御
システムの一例を示すブロック図、第９図は第８図に示
す分散制御システムで使用されるデータ変換表の一例を
示す模式図、第１０図は第８図に示す分散制御システム
の動作例を示すフローチャートである。 ２・・・制御部（制御回路） ３．５・・・通信路 １０・・・端末（ファン制御回路） １５・・・端末（バーナ制御回路） ２２・・・端末（出湯検知回路） ３０．３１・・・制御状態表 ３２・・・変換規則表

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）制御部と、複数の端末と、これらを接続する通信
   路とを有する分散制御システムにおいて、制御部と各端
   末とを接続する通信路毎に制御状態表を設けるとともに
   、 制御部に前記各制御状態表を変換する変換規則表を設け
   た、 ことを特徴とする分散制御システム。