JPH0552396A - 空調制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＰＩ演算器の制御パラメ―タを自動調整する
場合に、これを精度良く設定できる装置を提供するこ
と。 【構成】 居住空間の温度や湿度などを測定し、この測
定値を間欠的に送信するワイヤレスセンサと、このワイ
ヤレスセンサより送られた測定値を入力し、設定値と比
較して制御パラメ―タに従って操作量を演算する制御ユ
ニットとを具備し、制御ユニットから送られる操作量に
従い弁開度を操作する空調制御装置において、センサ
と、設定値記憶部と、最適な制御性を与える制御パラメ
―タを演算する制御パラメ―タ演算部と、センサの測定
値と、制御パラメ―タを制御ユニットに送信する送信デ
―タ管理部をワイヤレスセンサに設けたことを特徴とし
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は建造物内部の温度や湿度
を制御する空調制御装置に係り、特に制御パラメ―タの
伝送の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は、例えば特願平２−２４２２
１６号明細書で空調制御装置を提案している。図６はワ
イヤレスセンサＷＳを用いた空調制御装置の構成図であ
る。図において、ワイヤレスセンサＷＳは居住室の温度
や湿度を検出するもので、測定値を無線若しくは赤外線
により送信する。受信器ＲＵは天井に取付けられたもの
で、ワイヤレスセンサＷＳの送信するデ―タを受信し、
バスを介して制御ユニットＤＤＣに送る。制御ユニット
ＤＤＣは温度や湿度を設定に保持するもので、受信器Ｒ
Ｕから送られる測定値をインタ―フェイス回路Ｉ／Ｆを
介して入力し、操作量を演算し、これを入出力回路Ｉ／
Ｏを介してモ―タバルブＭＶに出力している。モ―タバ
ルブＭＶは冷却水の流量やスチ―ムの流量を制御するも
ので、空調装置の運転を物理的に調整する。ファンは空
調装置で調整した暖房／冷房空気を通気孔を介して居住
室に供給する。

【０００３】図７は制御ユニットＤＤＣの構成ブロック
図である。ワイヤレスセンサＷＳには温度センサＴＥが
内蔵されており、測定値ＰＶや別途入力される設定値Ｓ
Ｐを無線などにより受信器ＲＵに送信している。受信器
ＲＵは測定値ＰＶであればＰＩ演算器に送り、設定値Ｓ
Ｐであれば設定値記憶部に送る。ＰＩ演算器は測定値Ｐ
Ｖを設定値記憶部の記憶する設定値ＳＰと比較し、操作
量ＭＶを比例（Ｐ）積分（Ｉ）演算して入出力回路Ｉ／
Ｏに出力する。好ましくは、ＰＩ演算の比例定数や積分
用の時定数などの制御パラメ―タを自動的に調整するも
のが良く、例えば特開昭６３−２６２７０４号公報に開
示された技術を使用する。操作部は入出力回路Ｉ／Ｏか
ら送られた操作量ＭＶだけ弁開度やダンパ開度を調整す
る。この様なフィ―ドバック制御系により居住空間の環
境が居住者にとって最適なものとなるように調整されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ＰＩ演算器の制御パラ
メ―タを自動調整する場合には、測定値ＰＶの測定を精
度良く行う必要がある。他方ワイヤレスセンサＷＳで
は、省電力化やデ―タ伝送の要請から、定時的なデ―タ
送信（例えば、測定値変化時に１分周期送信）を行うこ
とを原則としている。そこで測定値ＰＶを間欠的に入力
することになり、波形観測の不足から、制御パラメ―タ
の演算が精度良く行えなくなるという課題があった。

【０００５】また制御ユニットＤＤＣが複数分散配置さ
れていて、管理用計算機と通信バスを介して接続されて
いる空調制御装置がある。この場合に通信バスが故障す
ると、いずれの制御ユニットＤＤＣが故障したのか判別
できず、故障ユニットを同定するために保守作業が繁雑
になるという課題もあった。

【０００６】本発明はこのような課題を解決したもの
で、第１の目的は、ＰＩ演算器の制御パラメ―タを自動
調整する場合に、これを精度良く設定できる装置を提供
するにある。第２の目的は、制御ユニットＤＤＣが分散
配置されていて通信バスで相互に接続されている場合
に、通信バスの障害がどの制御ユニットで発生したかを
容易に判別できる装置を提供するにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の目的を達成する第
１の発明は、居住空間の温度や湿度などを測定し、この
測定値を間欠的に送信するワイヤレスセンサと、このワ
イヤレスセンサより送られた測定値を入力し、設定値と
比較して制御パラメ―タに従って操作量を演算する制御
ユニットとを具備し、制御ユニットから送られる操作量
に従い弁開度を操作する空調制御装置において、次の構
成としたものである。温度や湿度を測定するセンサと、
前記制御ユニットに設定される設定値と同一値を記憶す
る設定値記憶部と、当該センサの測定値と設定値記憶部
の設定値とを比較して、最適な制御性を与える制御パラ
メ―タを演算する制御パラメ―タ演算部と、前記制御ユ
ニットに当該センサの測定値と、当該制御パラメ―タ演
算部で演算された制御パラメ―タを送信する送信デ―タ
管理部とを前記ワイヤレスセンサに設けたことを特徴と
している。

【０００８】上記第２の目的を達成する第２の発明は、
居住空間の温度や湿度など設定値が入力され、この設定
値を送信するワイヤレスデ―タ設定器と、このワイヤレ
スデ―タ設定器より送られた設定値に従って、当該居住
空間の温度や湿度などの調整用弁を操作する操作量を演
算する制御ユニットと、この制御ユニットと管理用計算
機との間を接続する通信バスとを具備する空調制御装置
において、次の構成としたものである。

【０００９】即ち、前記制御ユニットに対して通信バス
との接続状態の検査を指令するバス検査指令回路を前記
ワイヤレスデ―タ設定器に設けている。また、前記通信
バスと接続される送信回路および受信回路と、当該送信
回路と受信回路とを短絡すると共に、前記通信バスと当
該送信回路および受信回路を断する検査モ―ドと、前記
通信バスと当該送信回路および受信回路を接続する通常
モ―ドとを切換えるスイッチ回路と、前記ワイヤレスデ
―タ設定器からバス検査の指令を受けたときは、当該ス
イッチを検査モ―ドに切換えるバス切替回路と、このバ
ス切替回路で検査モ―ドに切り替え、当該送信回路から
受信回路にデ―タを送ってデ―タ転送が正常であるか確
認し、異常であれば当該制御ユニットが故障であること
を通知するバス検査確認回路とを前記制御ユニットに設
けている。

【００１０】

【作用】第１の発明では、制御パラメ―タ演算部をワイ
ヤレスセンサ側に設けているので、センサの測定値を常
時観測することができ、正確な制御パラメ―タの演算が
可能になる。通信デ―タ管理部はセンサの測定値と共に
制御パラメ―タを制御ユニットに伝送している。そこで
制御ユニットでは、プロセスの状態に適合した最適の制
御パラメ―タを用いて空調制御を行うことができる。

【００１１】第２の発明では、ワイヤレスデ―タ設定器
にバス検査を指令するモ―ドを設けている。制御ユニッ
トではバス検査の指令を受けると、スイッチ回路により
送受信回路を短絡し、自局の送受信回路が正常であるか
否か検査できる。異常があれば、当該制御ユニットがア
ラ―ムを表示するので、通信バスに異常があるとき保守
作業が容易になる。

【００１２】

【実施例】以下図面を用いて、本発明を説明する。図１
は本発明の一実施例を示す全体の構成ブロック図であ
る。ワイヤレスセンサＷＳでは制御パラメ―タＰ，Ｉ，
Ｄ（微分）のオ―トチュ―ニングを演算する回路が設け
られている。そして、制御パラメ―タに変更があったと
きは、センサの測定値と共に受信器ＲＵに送信される。
なお、制御パラメ―タに変更の有無に拘らず、センサの
測定値の送信を行うときは常時送信しても良い。ＰＩ演
算器にはインタ―フェイス回路Ｉ／Ｆより、測定値ＰＶ
と共に制御パラメ―タが入力される。

【００１３】図２はワイヤレスセンサＷＳの詳細を説明
する構成ブロック図である。図において、ＣＰＵを演算
制御回路として有し、各要素とは内部バスを介して接続
されている。表示回路２１は、ＬＥＤや液晶などの表示
画面に測定値ＰＶ、設定値ＳＰ又は制御パラメ―タを表
示する。キ―入力回路２２は設定値ＳＰを入力したり、
特定の制御ユニットＤＤＣの運転状態を確認するのに用
いる。設定値記憶部２３はキ―入力回路２２より入力さ
れた設定値ＳＰを記憶するもので、原理的に制御ユニッ
トＤＤＣの記憶している設定値ＳＰと同一値になってい
る。好ましくは、ワイヤレスセンサＷＳに受信機能を設
けて制御ユニットＤＤＣの記憶している設定値ＳＰを読
み出せるようにするとよい。温度センサ２４は測温抵抗
体などで、周囲温度に対応する信号を出力する。制御パ
ラメ―タ演算部２５は前出した技術を用いて制御パラメ
―タを自動的に調整する。Ｐ，Ｉ，Ｄのうちいずれを演
算するかは、ＰＩ演算器の性質による。周波数選択回路
２６はいずれの周波数を用いてデ―タ伝送するか選択す
るもので、通常は隣接する制御ユニットＤＤＣとの間で
衝突が起きないように特定のチャンネルが割当てられて
いる。送信デ―タ管理部２７は、受信器ＲＵに送信する
デ―タを管理するもので、例えば制御パラメ―タ演算部
２５で制御パラメ―タの変更があったときのみ制御パラ
メ―タの送信をし、通常はセンサの測定値のみ定周期に
間欠伝送する。送信回路２８はアンテナから周波数選択
回路２６で指定された周波数により送信デ―タ管理部２
７で選ばれたデ―タを受信器ＲＵに伝送する。

【００１４】このように構成された装置では、制御ユニ
ットＤＤＣが制御パラメ―タ演算部２５で演算した最適
の制御パラメ―タによりＰＩ制御しているので、エネル
ギ効率の良い空調制御が行える。また、ワイヤレスセン
サＷＳであるから、配線を有する場合に比較して施工性
が良く、また特に快適にしたい場所にセンサを移動でき
るので、居住者にとって快適になる。

【００１５】図３は第２の発明を説明する構成ブロック
図である。ここでは制御ユニットＤＤＣが複数台分散配
置されており、通信バスを介して相互に接続されてい
る。伝送中継器は通信バスのネットワ―ク相互間を接続
するのに用いるもので、通信管理を容易にしている。管
理用計算機であるオペレ―タコンソ―ルは、操作者との
マンマシン・インタフェイス装置であり、伝送中継器と
通信バスを介して接続された制御ユニットＤＤＣとデ―
タの授受をしている。ワイヤレスデ―タ設定器は、前述
のワイヤレスセンサＷＳと同じく無線で制御ユニットＤ
ＤＣとの交信をしている。

【００１６】図４はワイヤレスデ―タ設定器の詳細を説
明する構成ブロック図である。尚、図２のワイヤレスセ
ンサＷＳと同一機能を有するものには同一符号を付け、
説明を省略する。バス検査指令回路２９は、オペレ―タ
コンソ―ル等で通信バスに異常を発見したときに、各制
御ユニットＤＤＣの通信状態を個別に確認するのに使用
する。

【００１７】図５は制御ユニットＤＤＣの詳細を説明す
る構成ブロック図である。図において、通信制御回路３
１は通信バスと接続される送信回路ＴＸと受信回路ＲＸ
と接続され、通信バスにデ―タを送信したり、或いは通
信バスを経由して他局から送られてきたデ―タを受信す
る。スイッチ回路３２は送信回路ＴＸと受信回路ＲＸが
通信バスに接続された通常モ―ドと、送信回路ＴＸと受
信回路ＲＸが通信バスと断されると共に、両者の短絡さ
れる検査モ―ドとを択一的に切換えている。切替はリレ
―Ｒに入力される接点信号ＤＯによる。入出力回路Ｉ／
Ｏは接点信号を出力するＤＯ接点、アナログ信号を出力
するＡＩ接点、アナログ信号を入力するＡＯ接点など各
種の接点を有している。アドレス記憶部３４は制御ユニ
ットの通信バスにおける自局アドレスを記憶している。
デ―タ格納メモリ３５は、デ―タの送受信の際に取り扱
うデ―タやＣＰＵの演算に使用する各種のデ―タを記憶
するＲＡＭ領域である。ブザ―回路３６はブザ―を駆動
するもので、ブザ―の発する音により操作者に注意を喚
起する。受信回路３７はアンテナより受信した無線信号
を、内部バスに送りＣＰＵの処理に適する形式に変換す
る回路である。バス切替回路３８は、バス検査指令を受
信したとき入出力回路Ｉ／Ｏから接点信号ＤＯを出力し
てリレ―Ｒを駆動し、スイッチ回路３２により送信回路
ＴＸと受信回路ＲＸを検査モ―ドに切換える。バス検査
確認回路３９はバス切替回路３８が検査モ―ドに切換え
た後、送信回路ＴＸと受信回路ＲＸを用いていわゆるリ
―ドバックを行い、自局の送信回路ＴＸと受信回路ＲＸ
が正常に動作するか異常であるか検査する。そして正常
であるか異常であるかの結果をワイヤレスデ―タ設定器
の操作者に知らせる。例えば、ブザ―回路３６を用い
て、一回ブザ―を鳴らせば正常、二回ブザ―を鳴らせば
異常というようにする。或いは、制御ユニットＤＤＣと
ワイヤレスデ―タ設定器との間にデ―タの相互交換を可
能にする送受信器を設け、ワイヤレスデ―タ設定器にバ
ス検査の結果を送信して表示させるように構成しても良
い。

【００１８】このように構成された装置の動作を次に説
明する。通信バスに何等かの異常が発生して、オペレ―
タコンソ―ルから各制御ユニットの運転状態が把握でき
なくなったとする。すると保守担当者はワイヤレスデ―
タ設定器を各制御ユニットの近傍に持参して、バス検査
指令回路２９を動作させる。すると制御ユニットＤＤＣ
では、バス切替回路３８が動作して検査モ―ドとなり、
バス検査確認回路３９により検査結果が保守担当者に知
らされる。これにより、いずれの制御ユニットの送信回
路ＴＸと受信回路ＲＸが故障しているか確認でき、修理
すべきユニットを定めることができる。検査終了後は、
ワイヤレスデ―タ設定器から制御ユニットにリセットを
指令すれば、送信回路ＴＸと受信回路ＲＸは通常モ―ド
に戻り、通常の空調運転が可能になる。

【００１９】別の保守作業としては、誤って同一のアド
レスが複数の制御ユニットに重複設定されていること
が、現実の工事では発生する。この場合、いずれの制御
ユニットを修理すれば良いか現場で判断できれば便利で
ある。オペレ―タコンソ―ルと各制御ユニット間の通信
は、アドレス重複設定に起因して旨くいかない。

【００２０】この場合、ワイヤレスデ―タ設定器の表示
回路２１とキ―入力回路２２を用いて、各制御ユニット
のアドレス記憶部の内容を確認すれば、作業が円滑に行
える。一般に、制御ユニットは天井裏に設置されている
ことが多く、工事担当者が制御ユニットのアドレス設定
スイッチを操作しなければ、設定アドレスの変更が出来
ず工事が大変である。ワイヤレスデ―タ設定器に制御ユ
ニットのアドレス変更機能を持たせると、施工が簡単に
なる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、第１の発明によれ
ばワイヤレスセンサＷＳに制御パラメ―タ演算部２５を
設けて、常時センサの測定値を観測するようにしたの
で、測定値ＰＶの波形観測が正確に行え、制御パラメ―
タが最適に演算できる。この制御パラメ―タを制御ユニ
ットのＰＩ演算器で用いるので、ワイヤレスセンサＷＳ
の利便性とオ―トチュ―ニングによる最適制御とが両立
する。

【００２２】また第２の発明によれば、ワイヤレスデ―
タ設定器にバス検査指令回路２９を持たせて、制御ユニ
ットＤＤＣのバス切替回路３８とバス検査確認回路３９
を動作させているので、通信バスを用いた通信に障害が
発生しても、故障した制御ユニットが容易に判別でき、
保守工事が円滑に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す全体の構成ブロック図
である。

【図２】ワイヤレスセンサＷＳの詳細を説明する構成ブ
ロック図である。

【図３】第２の発明を説明する構成ブロック図である。

【図４】ワイヤレスデ―タ設定器の詳細を説明する構成
ブロック図である。

【図５】制御ユニットＤＤＣの詳細を説明する構成ブロ
ック図である。

【図６】ワイヤレスセンサＷＳを用いた空調制御装置の
構成図である。

【図７】制御ユニットＤＤＣの構成ブロック図である。

【符号の説明】

ＤＤＣ…制御ユニット ＲＵ，ＲＸ…受信器 ＴＸ…送信器 ＷＳ…ワイヤレスセンサ ＭＶ…操作量 ＰＶ…測定値 ＳＰ…設定値

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】居住空間の温度や湿度などを測定し、この
   測定値を間欠的に送信するワイヤレスセンサと、 このワイヤレスセンサより送られた測定値を入力し、設
   定値と比較して制御パラメ―タに従って操作量を演算す
   る制御ユニットと、 を具備し、制御ユニットから送られる操作量に従い弁開
   度を操作する空調制御装置において、 温度や湿度を測定するセンサと、 前記制御ユニットに設定される設定値と同一値を記憶す
   る設定値記憶部と、 当該センサの測定値と設定値記憶部の設定値とを比較し
   て、最適な制御性を与える制御パラメ―タを演算する制
   御パラメ―タ演算部と、 前記制御ユニットに当該センサの測定値と、当該制御パ
   ラメ―タ演算部で演算された制御パラメ―タを送信する
   送信デ―タ管理部と、 を前記ワイヤレスセンサに設けたことを特徴とする空調
   制御装置。
2. 【請求項２】居住空間の温度や湿度など設定値が入力さ
   れ、この設定値を送信するワイヤレスデ―タ設定器と、 このワイヤレスデ―タ設定器より送られた設定値に従っ
   て、当該居住空間の温度や湿度などの調整用弁を操作す
   る操作量を演算する制御ユニットと、 この制御ユニットと管理用計算機との間を接続する通信
   バスと、 を具備する空調制御装置において、 前記制御ユニットに対して通信バスとの接続状態の検査
   を指令するバス検査指令回路を前記ワイヤレスデ―タ設
   定器に設け、 前記通信バスと接続される送信回路および受信回路と、 当該送信回路と受信回路とを短絡すると共に、前記通信
   バスと当該送信回路および受信回路を断する検査モ―ド
   と、前記通信バスと当該送信回路および受信回路を接続
   する通常モ―ドとを切換えるスイッチ回路と、 前記ワイヤレスデ―タ設定器からバス検査の指令を受け
   たときは、当該スイッチを検査モ―ドに切換えるバス切
   替回路と、 このバス切替回路で検査モ―ドに切り替え、当該送信回
   路から受信回路にデ―タを送ってデ―タ転送が正常であ
   るか確認し、異常であれば当該制御ユニットが故障であ
   ることを通知するバス検査確認回路と、 を前記制御ユニットに設けたことを特徴とする空調制御
   装置。