JPS6376698A - 空調制御装置 - 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］ この発明は例えばコントローラからのディジタル信号に
より複数の制御対象の選択ならびに制御を行う空調制御
装置、特に選択された制御対象とコントローラとの双方
向信号伝送を行うことに関するものである。

［従来の技術］ 空調制御装置において、制御対象となる空調機の運転制
御や種々の変化量例えば温度、湿度、圧力及び流量など
を制御量として、これらを目標値に一致させるように操
作を行っている。

第６図は例えば従来のアナログ信号を用いた空調制御装
置のブロック図であり、１６は制御対象、３１は制御対
象１６毎に設定される目標値の入力端子、３２は目標値
と制御対象１６の動作情報との偏差を出力する演算器、
３３は演算器３２出力の偏差信号により制御信号を発生
する調節器、３４は調節器３３の出力信号により動作す
る操作器、３５は操作器３４により制御される制御対象
１６の制御量を検出する検出器である。

従来の空調制御装置は上記のように構成され、例えば室
内温度を所定の値に管理するために入力端子３１の目標
値を当該温度に設定し、目標値と検出器３５の検出温度
との差分を演算してその偏差値を求め、この偏差値に基
づいて調節器３３ならびに操作器３４により制御対象１
６の風量が調節され室内温度が０Ｎ１０ＦＦ制御される
定値制御が行われている。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記のような従来の空調制御装置では、アナログ信号に
より各制御対象１６毎に検出器３５、調節器３３及び操
作器３４の制御ループが設けられ制御対象１６の制御を
行っている。制御信号はアナログ量でおるため、連続的
な物理量の大きざによって制御が行われ、装置の不正確
さや外的、内的諸条件の変動その他ノイズにより誤差を
発生する。また長時間の作動によるドリフトの影響やア
ナログ式のため精度に限界が生するなどの問題点があっ
た。

この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、ノイズによる影響の少ない、精密且つ正確な測定や
制御が行え応答性の優れた簡易構成の空調制御装置を得
ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 一端にコントローラを備え複数の制御対象を配設して成
る伝送線を用いてコントローラの送信するアドレスと制
御指令の情報より成るディジタル信号により選択された
制御対象の制御を行う空調制御装置において、 コントローラと伝送線との間に配設されディジタル信号
の送信ならびに制御対象の作動情報の受信を行う第１イ
ンタフェースと、制御対象と伝送線との間に配設されデ
ィジタル信号の受信ならびに制御対象の作動情報の送信
を行う第２インタフェースと、第２インタフェース出力
により選択された制御対象の制御信号として制御指令と
制御対象の動作情報との偏差を出力するディジタル演算
器と、制御対象の作動に応動した動作情報を出力する信
号発生器と、信号発生器出力をディジタル信号に変換し
、ディジタル演算器ならびに第２インタフェースより第
１インタフェースを経てコントローラへ供給するように
設けたものである。

［作用］ この発明においては、コントローラと制御対象との間の
アドレス及び制御指令の直列信号伝送ならびに制御の結
果の動作情報のディジタル信号伝送に３線式半二重通信
方式のインタフェースが設けられ、凡てのデータ伝送は
ディジタル信号を用いて行われるので、計測データの精
度が高く、信号伝送速度が早く且つ伝送の誤りが少なく
行うことができる。

更にアドレス信号による制御対象の選択ならびに制御指
令の伝達が簡単な方式にて行えるのでアナログ方式と異
なり雑音の影響が抑制される。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図であり、
図において１６は上記従来装置と同一であり、１は制御
対象１６の選択ならびにその制御を行うためのアドレス
及び制御指令より成るディジタル信号の送信と制御対象
１６の動作情報を受信するコントローラ、２はコントロ
ーラの出力端子、旦は第１インタフェースで４はコント
ローラの信号を伝送するコレクタが電源Ｖ１に接続され
るＮＰＮトランジスタ、５はトランジスタ４のエミッタ
にカソードが接続されるダイオード、６は一端にダイオ
ード５のアノードと電源Ｖ２が抵抗器Ｒ２を介して接続
され他端に電源Ｖ３が接続されるコンパレータより構成
される。８は１本の信号線と２本の電源線より成る伝送
線、旦は第２インタフェースで１０は一端が抵抗器Ｒ１
を経て電源Ｖ２へ接続される光結合素子より成るアイソ
レータ、１１はコレクタが伝送線８ヘエミツタが接地さ
れる増幅器より構成される。１２はコントローラ１より
送信されるアドレスとＤＩＰＳＷなどにより設定される
固有アドレスと照合し一致を求めてアドレス選択を行う
デコーダ、１３は選択された制御対象１６の制御指令と
制御対象１６の応答信号との偏差を出力するディジタル
演算器、１４はディジタル演算器１３出力のディジタル
信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ回路、１５はＤ／
Ａ回路１４の出力信号レベルをホールドし作動する制御
回路、１７は制御対象１６の作動に応動し動作情報を出
力する信号発生器、１８は信号発生器１７の動作情報を
ディジタル信号に変換する量子化回路、１９はデコーダ
１２によって選択されたアドレスの制御対象１６の制御
指令の受信と制御対象１６の動作情報を出力する通信器
である。

１個のコントローラ１に対し伝送線８を共通線路として
複数の制御対象１６が第２インタフェースならびに制御
回路１５を介して分岐接続されている。電源電圧はＶｌ
＞Ｖ２　＞Ｖ３の関係を有する。

上記のように構成された空調制御装置において、コント
ローラ１の出力端子２から第１インタフェース旦のトラ
ンジスタ４を経て例えば第２図に伝送信号形式の一例を
示し、キャラクタ長８ビットとスタート、ストップ各１
ビットより成るディジタル信号を送信する。非同期式の
ため送信側アドレスを同期情報として用いて制御対象１
６を選択する受信側アドレスと選択された制御対象１６
の制御を行う２つのキャラクタより成る制御指令ならび
に終了を示すストップコマンドの各信号を時系列にて伝
送線８を経て送信する。

上記信号は伝送線８へ複数分岐接続されている第２イン
タフェース旦−１〜９−ｎのアイソレータ１０と抵抗器
Ｒ１を経て電源Ｖ２へ加えられ、アイソレータ１０より
デコーダ１２へ出力される。デコーダ１２には予めＤＩ
Ｐ　　ＳＷなどにより制御対象１６毎に８ビツトの固有
アドレスが設定されているので伝送された受信側アドレ
ス信号との一致により該当する制御対象１６が選択され
る。選択された制御対象１６には例えばＵＳＡＲＴ（ｔ
ｌｎｉｖｅｒｓａｌ　５ｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＡｓｙｎ
ｃｈｒｏｎｏｕｓ　Ｒｅｃｅｖｅｒ　Ｔｒａｎｓｍｉｔ
ｔｅｒ）に用いられるシリアル通信用ＩＣが適用できる
通信器１９から制御指令が出力され量子化回路１８出力
の動作情報とディジタル演緯器１３にてディジタル比較
されその偏差信号がＤ／Ａ回路１４にてアナログ信号に
変換され制御回路１５を経て制御対象１６の制御を行う
。制御対象１６の動作は応動する信号発生器１７として
例えばポテンショメータを用いたアナログ信号又はダン
パモータ２９の動作状態を示す０Ｎ−ＯＦＦ信号などの
動作情報が出力され、量子化回路１８にてディジタル信
号に変換され上記ディジタル演算器１３に動作情報とし
て入力される。−力信号発生器１７よりの動作情報のデ
ィジタル信号は通信器１９を経て第２インタフェース旦
の増幅器１１より伝送線８及び第１インタフェース旦内
のダイオード５を経て電源Ｖ２から抵抗器Ｒ２により通
電しコンパレータ６の端子電圧を低下させる。このとき
アイソレータ１０には逆電圧が加わり通電しない。コン
パレータ６の端子電圧が低下して他の端子の電源Ｖ３の
電圧より小となりコンパレータ６の出力に信号が発生し
コントローラ１へ加えられて制御対象１６の応答信号が
フィードバックされコントローラ１の制御指令と制御対
象１６よりの応答信号の一致を確認することができる。

上記のとおり空調制御装置はコントローラ１と制御対象
１６との間に於ける制御指令ならびに動作情報の伝送は
、前者の伝送信号レベルはＶ２〜Ｖ１．にあり後者の伝
送信号レベルは＜Ｖ３であるので、信号の弁別が容易で
半二重通信を行うことにより対活形式にて確実な制御を
行うことができる。

第３図はパンパモータの制御の一例を示すブロック図、
２８は駆動回路、２９は駆動回路２８により制御される
ダンパモータ、３０はダンパモータ２９の動作に連動す
るポテンショメータでありその他の構成は第１図と同一
である。

例えばコントローラ１より伝送される制御指令に基づく
ダンパモータ２９の開度制御により風量を調節して温度
制御を行うとき、通常法の操作が行われる。

・開度の設定　・開度設定の読み出し ・現開度の読み出し　・動作状態の読み出しコントロー
ラ１とダンパモータ２９との間の半二重通信方式による
ディジタル信号伝送は、単一の信号線を共用して同期信
号を含むアドレスと制御指令が信号列にて伝送される。

コントローラ１よりの制御指令は用途により例えば２種
類に区分される。

Ａ、ダンパモータ２９の作動情報の読出し制御指令とし
て、第４図に作動情報の読出し信号形式の一例を示す。

第１キヤラクタは送信側アドレスで同期信号としての作
用を行い、第２キヤラクタは受信側アドレス最終はスト
ップコマンドより成る。受信側アドレスにより選択され
た制御対象１６について、例えばダンパモータ２９の現
在の作動情報即ち設定開度と現在の開　１２一 度の状況と開／閉／停止の３種類の内の情報が量子化回
路１８にてディジタル化され、通信器１９及び第２イン
タフェース旦、伝送線８、第１インタフェース旦を経て
コントローラ１へ伝送される。

第５図に作動情報の信号形式の一例を示す。

第１キヤラクタは送信側アドレスで同期情報の作用を行
い、第２キヤラクタは受信側アドレス、第３キヤラクタ
から第７キヤラクタには動作情報が割当てられ最終はス
トップコマンドより成る。

Ｂ１ダンパモータ２９の開度設定の制御指令の一例とし
て、コントローラ１より伝送される信号形式は第２図に
示すキャラクタ構成と同一で、例えば５キヤラクタより
成り、開度設定の制御指令として、例えばＡＳＣＩＩコ
ードの１６進を用いて行われ、ダンパモータ２９は上記
開度設定の制御指令により所定の開度に制御される。

ダンパモータ２９からの動作情報のコントロ一う１への
伝送は上記Ａに示す第５図の作動情報の信号形式と同様
に行われる。

停電時ならびに制御指令伝送不良時にはフェールセーフ
の作動が自動的に行われる。その他モータの回転方向制
御も制御指令のディジタル信号により行う。

本発明は１個のコントローラ１を用いて、第１インタフ
ェース旦と第２インタフェース旦との間に伝送線８を接
続しこれを共通線路として複数の制御対象を分岐接続す
ることにより、コントローラ１よりアドレス及び制御指
令の信号を送信し、該当アドレスにより選択された制御
対象１６が制御され、動作情報がディジタル信号にてコ
ントローラ１ヘフイードバツクされ制御指令に対する制
御対象の動作情報が確認できる。

また本発明は、コントローラ１は常時温度検出器を走査
して室内温度と予めプログラムされたＰＩＤ制御パラメ
ータに基づいてダンパモータの開度を算出し、開度設定
の制御指令によりダンパモータの開度を調節して冷暖房
制御ならびに湿度検出器を用いて同様に加湿制御や除湿
制御を行うことができる。

その他冷暖房機の運転に関連するその他の機器の運転制
御にも適用できる。

［発明の効果］ この発明は以上説明したとおり、コントローラに接続さ
れる第１インタフェースの出力に設けられた伝送線に複
数の制御対象が第２インタフェースを介して接続され、
制御対象の動作と連動する信号発生器を備える簡単な構
造によりコントローラと制御対象は３線式伝送線を共用
して非同期式半二重通信が行え、コントローラよりのア
ドレス及び制御指令により選択された制御対象の動作情
報がコントローラへ伝達されるので確実な対温形制御が
行なえる。

本装置の動作はディジタル信号を用いて行われるので、
雑音の影響が小さく、正確な計測ができて、精密且つ確
実な信号伝送ならびに制御が行える、また停電時や信号
伝送不良時にはバルブ及び回転機類の制御はフェイルセ
ーフに自動的に切替えられるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
は伝送信号形式の一例、第３図は一実施例としてダンパ
モータ制御のブロック図、第４図は作動情報の読出し信
号形式の一例、第５図は作動情報の信号形式の一例、第
６図は従来の空調制御装置のブロック図である。 図において、１はコントローラ、旦は第１インタフェー
ス、４はトランジスタ、５はダイオード、６はコンパレ
ータ、８は伝送線、旦は第２インタフェース、１０はア
イソレータ、１１は増幅器、１２はデコーダ、１３はデ
ィジタル演算器、１４はＤ／Ａ回路、１５は制御回路、
１６は制御対象、１７は信号発生器、１８は量子化回路
、１９は通信器である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）一端にコントローラを備え複数の制御対象を配設
   して成る伝送線を用いて該コントローラの送信するアド
   レスと制御指令の信号列より成るディジタル信号により
   選択された該制御対象の制御を行う空調制御装置におい
   て、 上記コントローラと上記伝送線との間に配設され上記デ
   ィジタル信号の送信ならびに上記制御対象の動作情報の
   受信を行う第１インタフェースと、上記制御対象と上記
   伝送線との間に配設され上記ディジタル信号の受信なら
   びに上記制御対象の動作情報の送信を行う第２インタフ
   ェースと、該第２インタフェース出力のディジタル信号
   にて選択された上記制御対象の制御信号として上記制御
   指令と上記制御対象の動作情報との偏差を出力するディ
   ジタル演算器と、上記制御対象の作動に応動した動作情
   報を出力する信号発生器と、該信号発生器出力をディジ
   タル信号に変換し上記ディジタル演算器ならびに上記第
   ２インタフェースより上記第１インタフェースと上記伝
   送線を経て上記コントローラへ供給することを特徴とす
   る空調制御装置。
2. （２）第１インタフェースを電源Ｖ＿１がコレクタに該
   伝送線とダイオードのカソードがエミッタに接続された
   ＮＰＮトランジスタと、該ダイオードのアノードならび
   に抵抗器を介して電源Ｖ＿２とを一方の入力とし他の入
   力を電源Ｖ＿３とするコンパレータより成り、上記電源
   はＶ＿１＞Ｖ＿２＞Ｖ＿３の関係にあることを特徴とし
   た特許請求の範囲第１項記載の空調制御装置。
3. （３）第２インタフェースを一端が該伝送線へ他端が抵
   抗器を経て電源Ｖ＿２へ接続されたアイソレータと、コ
   レクタが該伝送線へエミッタが接地されたＮＰＮ型増幅
   器より成ることを特徴とした特許請求の範囲第１項記載
   の空調制御装置。