JP4844117B2 - 遠隔監視制御システム及びインターフェース装置 - Google Patents

Description

本発明は、時分割多重伝送方式によって伝送される所定の制御信号にて負荷を制御する遠隔監視制御システム及び遠隔監視制御システムに用いるインターフェース装置に関する。

負荷を制御する複数の制御端末器をそれぞれ一意に特定する固有のアドレスに対して、このアドレスを割り当てられた操作端末器のスイッチ操作に応じて、制御データを含む制御信号を多重伝送方式により送信することで、制御端末器に接続された負荷を制御する遠隔制御（遠隔監視制御）を行う遠隔監視制御システムが考案されている（例えば、特許文献１参照。）。

この遠隔監視制御システムは、例えば、店舗や工場、倉庫などといった広い空間に設けられた負荷である複数の照明器具を集中制御することができる照明制御システムである。このような、照明制御システムは、複数の照明器具をワイヤレス送信器で自在に遠隔操作したり、複数の照明器具の点灯、非点灯を一括して制御することができるユーザ利便性の高い制御システムとなっている。

このような、遠隔監視制御システムにおいて、停電などの異常時において主電源が落ちてしまった場合には、主電源からバックアップ電源に瞬時に切り替わることで対応がなされていた。
特開平９−１４９４７８号公報

しかしながら、複数の負荷を制御する遠隔監視制御システムにおいて既にオン状態となっている負荷が主幹ブレーカの容量の上限に近い状態で停電が発生した場合、停電状態からバックアップ電源へと切り替わる際の突入電流により、主幹ブレーカが簡単に落ちてしまい、バックアップ電源によりシステムを復旧させることができないといった問題があった。

そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、遠隔監視制御システムの復旧時において、バックアップ電源へ切り替える際の突入電流を抑制した確実な復旧処理を実現する遠隔監視制御システム及び遠隔監視制御システムに用いるインターフェース装置を提供することを目的とする。

本発明の遠隔監視制御システムは、上述の課題を解決するために、遠隔監視制御システムに供給される電源の電源供給状態を検出する供給状態検出手段と、供給状態検出手段によって、当該遠隔監視制御システムへの主電源からの電源供給の停止が検出されたことに応じて、バックアップ電源の起ち上がり期間において、スイッチ用端末器からの操作要求を無効化させる強制モードへの移行を要求する制御信号を伝送ユニットに送信した後、複数の負荷から間引くように選択された負荷に対してのみ、バックアップ電源からの電源供給を許可するよう制御する制御手段とを有するインターフェース装置を備える。

また、本発明のインターフェース装置は、上述の課題を解決するために、多重伝送方式で伝送される伝送信号により、スイッチ用端末器と負荷制御端末器とに対応付けて設定されたアドレスで特定される複数の負荷を制御する遠隔監視制御システムに接続され、遠隔監視制御システムに供給される電源の電源供給状態を検出する供給状態検出手段と、供給状態検出手段によって、遠隔監視制御システムへの主電源からの電源供給の停止が検出されたことに応じて、バックアップ電源の起ち上がり期間において、スイッチ用端末器からの操作要求を無効化させる強制モードへの移行を要求する制御信号を伝送ユニットに送信した後、複数の負荷から間引くように選択された負荷に対してのみ、バックアップ電源からの電源供給を許可するよう制御する制御手段とを備える。

本発明によれば、遠隔監視制御システムの復旧時において、バックアップ電源へ切り替える際の突入電流を抑制した確実な復旧処理を実現することを可能とする。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１を用いて、本発明の実施の形態として示す遠隔監視制御システムについて説明をする。図１に示すように、遠隔監視制御システムは、伝送ユニット１０と、複数の多重伝送スイッチ端末器１１と、負荷である照明器具１３が接続され、この負荷を制御する複数のリレー端末器１２（ターミナルユニット付き）とインターフェース装置２０とが２線式の信号線Ｌｓを介して接続されてなる。図１に示すように、インターフェース装置２０は、信号線Ｌｓに直接接続するようにしてもよいし、照明制御ホスト機器４０を介して接続するようにしてもよい。

このような、遠隔監視制御システムは、以下に示すようなフォーマットの信号を伝送することで負荷に対する所望の制御を実現する。なお、説明が冗長となることを回避するため、このフォーマット信号の説明においては、多重伝送スイッチ端末器１１、リレー端末器１２を用いて説明を行うものとする。

伝送ユニット１０は信号線Ｌｓに対して、図２（ａ）に示すフォーマットの伝送信号Ｖｓを送出する。図２（ａ）に示すように、伝送信号Ｖｓは、信号の送出開始を示すスタートパルスＳＴ、信号のモードを示すモードデータＭＤ、各端末器を個別に認識するためのアドレスデータＡＤ、照明器具１３などの負荷を制御する制御データＣＤ、伝送誤りを検出するためのチェックサムデータＣＳ、各端末器からの返送信号（監視データ）を受信するタイムスロットである信号返送期間ＷＴよりなる双極性（±２４Ｖ）の時分割多重信号である。このようなフォーマットの伝送信号Ｖｓは、図２（ｂ）に示すように、パルス幅変調によって変調されて伝送される。

多重伝送スイッチ端末器１１、リレー端末器１２は、信号線Ｌｓを介して受信された伝送信号Ｖｓに含まれるアドレスデータＡＤが自己のアドレスと一致したときに、その伝送信号Ｖｓの制御データＣＤを取り込むと共に、伝送信号Ｖｓの信号返送期間ＷＴに同期して監視データを電流モード信号（信号線Ｌｓの線間を適当な低インピーダンスを介して短絡して送出される信号）として返送する。

伝送ユニット１０は、図示しないダミー信号送信部と、割り込み処理部とを備えている。 ダミー信号送信部は、モードデータＭＤをダミーモードとしてアドレスデータＡＤをサイクリックに変えた伝送信号Ｖｓを常時送出する常時ポーリングを実行する。一方、割り込み処理部は、ダミーモードの伝送信号ＶｓのスタートパルスＳＴに同期して、多重伝送スイッチ端末器１１から図２（ｃ）に示すような割り込み信号Ｖｉが発生した時に、割り込み信号Ｖｉを発生した多重伝送スイッチ端末器１１へアクセスして監視データを返送させる。

伝送ユニット１０は、返送されたこの監視データに基づいて、対応する負荷を制御するリレー端末器１２への制御データＣＤを生成すると共に、その制御データＣＤを信号線Ｌｓを介して時分割多重伝送することで、所望の負荷である照明器具１３の消灯、点灯を制御する。

例えば、多重伝送スイッチ端末器１１の操作スイッチ１１ａが操作されオン状態、又はオフ状態となると、割り込み信号Ｖｉが信号線Ｌｓに送出される。

伝送ユニット１０は、この割り込み信号Ｖｉに応じて、割り込みをかけた多重伝送スイッチ端末器１１のアドレスをサーチするための伝送信号Ｖｓを送出する。割り込みをかけた多重伝送スイッチ端末器１１は、伝送ユニット１０によりアクセスされた場合に、自己の固有アドレスを監視データとして返信する。

この監視データを受け取った伝送ユニット１０は、割り込みをかけた多重伝送スイッチ端末器１１を判定して、次に当該多重伝送スイッチ端末器１１のアドレスデータＡＤを持つ伝送信号Ｖｓを送出してアクセスをし、操作スイッチ１１ａを操作したことに応じた操作データと、操作スイッチ１１ａに割り当てられているアドレスデータとを監視データとして返送させる。

伝送ユニット１０は、この監視データとして返送された多重伝送スイッチ端末器１１の操作データに基づいて制御データＣＤを生成すると共に、同じく監視データとして返送されたアドレスデータに基づいて、あらかじめこのアドレスデータと対応付けて記憶されているテーブルを参照して、制御対象となる照明器具１３に接続されたリレー端末器１２へ制御データＣＤを届けるためのアドレスデータＡＤを取得する。

伝送ユニット１０は、このようにして生成した制御データＣＤと、取得したアドレスデータＡＤを含む伝送信号Ｖｓを、信号線Ｌｓを介して時分割多重伝送する。この伝送信号ＶｓのアドレスデータＡＤで特定されるリレー端末器１２は、同じく伝送信号Ｖｓの制御データＣＤに基づき、多重伝送スイッチ端末器１１の操作により指定された照明器具１３を点灯、消灯制御する。

（インターフェース装置２０）
図１に示すようにインターフェース装置２０は、遠隔監視制御システムの信号線Ｌｓに直接接続する際に用いられる信号端子２１、照明制御システム伝送信号送受信回路２２と、照明制御ホスト機器４０を介して遠隔監視制御システムと接続する際に用いられる接続端子２３、ＲＳ２３２Ｃホスト間通信回路２４と、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）２５と、不揮発性メモリ２６と、主電源ＡＣ又はバックアップ電源ＧＣから供給される電源を安定化して供給する電源回路２７と、停電時における当該インターフェース装置２０の停電保証を行うバックアップ回路２８と、主電源ＡＣ又はバックアップ電源ＧＣからの電源が供給される電源端子２９と、電源端子２９を介して供給される主電源ＡＣ、バックアップ電源ＧＣの電圧変化を検出する電圧検出回路３０とを備えている。

また、このインターフェース装置２０は、イーサネット（登録商標）プロトコルに基づくデータ通信を担うネットワーク網との接続を可能とするＥＴＨＥＲＮＥＴ（登録商標）回路部３１、コネクタ３２とを備えている。これにより、ネットワーク網を介して接続された外部機器であるＰＣ（Personal Computer）５０からの要求に応じて遠隔監視制御システムを制御することができる。

さらに、このインターフェース装置２０は、フォトカプラ３３Ａ、ＪＥＭＡ回路３３Ｂ、絶縁ＤＣ／ＤＣ回路３３Ｃ、ＪＥＭＡ端子３３ＤからなるＪＥＭＡ制御部３３を備え、ＪＥＭＡ（日本電機工業会）で規定された規格に準拠したＪＥＭＡ制御機器、例えば、家電製品などを接続することができる。

このような構成のインターフェース装置２０は、例えば、図３に示すような基板２０Ａ上に各機能部が回路として形成され、ボディ２０Ｂ内に収納され、銘板２０Ｄが付され、各端子が形成されたカバー２０Ｃによって閉じられることで形成される。

ＣＰＵ２５は、インターフェース装置２０を統括的に制御する制御部である。このＣＰＵ２５は、電圧検出回路３０によって検出された電圧値に基づき、遠隔監視制御システムに供給される電源の電源供給状態を検出し、検出結果に応じて所望の制御信号を伝送ユニット１０に対して送信する。例えば、ＣＰＵ２５は、電圧検出回路３０によって検出された電圧値の変位に基づき、遠隔監視制御システムへの主電源ＡＣからの電源供給が停止されたことを検知した場合、負荷である複数の照明器具１３のうち、間引くように選択された照明器具１３に対してのみバックアップ電源ＧＣから電源供給を許可し、多重伝送スイッチ端末器１１からの操作要求を無効化させる強制モードへの移行を要求する制御信号を、バックアップ電源ＧＣへと切り替わる前に伝送ユニット１０に送信する。

また、ＣＰＵ２５は、遠隔監視制御システムの異常状態、例えば、信号停止、短絡、断線などの信号状態を常時監視することで取得しており、不揮発性メモリ２６に記憶させている。これにより、インターフェース装置２０は、不揮発性メモリ２６に記憶した情報を提供するなど、ネットワーク網を介して接続されたＰＣ５０に対しＷｅｂサーバとしての機能を実現することができる。また、ＣＰＵ２５は、ＪＥＭＡ制御部３３に接続された家電機器などを、ネットワーク網を介して接続されたＰＣ５０から制御可能とするような処理も実行する。

不揮発性メモリ２６は、ＣＰＵ２５で実行される各種アプリケーションプログラムや、各種データを記憶している。また、上述したように、インターフェース装置２０をＷｅｂサーバとして機能させるために遠隔監視制御システムより取得された情報も記憶する。不揮発性メモリ２６は、伝送ユニット１０の制御により照明器具１３を間引き点灯させる際の点灯ポリシーなどが記述された間引きプログラムを記憶している。

（遠隔監視制御システムの処理動作）
続いて、図４に示すタイミングチャートを用いて、このような構成のインターフェース装置２０を備えた遠隔監視制御システムにおいて主電源が停止した際の復旧時の制御処理動作について説明をする。

図４（ａ）は、遠隔監視制御システムに電源供給する主電源ＡＣ、バックアップ電源ＧＣの電源供給状態を示している。図４（ａ）に示す期間Ｔ１は、主電源ＡＣがオン状態となっている期間であり、期間Ｔ２は、主電源ＡＣがオフ状態となりバックアップ電源ＧＣへと切り替わるまでの期間であり、期間Ｔ３は、バックアップ電源ＧＣのオン状態への起ち上がり期間であり、期間Ｔ４は、バックアップ電源ＧＣがオン状態となっている期間である。

図４（ｂ）は、インターフェース装置２０のＣＰＵ２５の制御動作を示したフローチャートであり、図４（ｃ）は、伝送ユニット１０の制御モードを示している。図４（ｃ）に示すように、伝送ユニット１０は、初期段階において、多重伝送スイッチ端末器１１からの操作要求を有効なものとして受け付ける通常モードで遠隔監視制御システムを動作させている。

図４（ｂ）に示すステップＳ１において、ＣＰＵ２５は、電圧検出回路３０によって検出される電圧値から、オン状態となっている主電源ＡＣがオフ状態へと変化したかどうかを検出する。ＣＰＵ２５は、主電源ＡＣが停止してオフ状態となった場合、ステップＳ２へと進み、オン状態のままの場合、当該ステップＳ１の検出処理を継続することになる。

ステップＳ２において、ＣＰＵ２５は、図４（ａ）に示す期間Ｔ１から期間Ｔ２となり主電源ＡＣがオフ状態となったことに応じて、不揮発性メモリ２６に記憶されている間引きプログラムを読み出して、この間引きプログラムに基づき照明器具１３を間引き点灯させ、さらに多重伝送スイッチ端末器１１の操作要求を無効化させる強制モードへの移行を要求する制御信号を伝送ユニット１０に送信する。なお、主電源ＡＣからの電源供給が停止され、バックアップ電源ＧＣへと切り替わるまでの間は、バックアップ回路２８によって停電保証がなされる。

伝送ユニット１０から送信された制御信号を受信した伝送ユニット１０は、図４（ｃ）に示すように通常モードから強制モードへと制御状態を移行し、制御信号に含まれる間引きプログラムで間引くように選択された照明器具１３に対応するリレー端末器１２のリレーのみをオン状態に切り替える。これにより、図４（ａ）に示す期間Ｔ３で、バックアップ電源ＧＣが起ち上がると、指定された照明器具１３だけが点灯することになる。

また、伝送ユニット１０は、強制モードへと移行した場合、多重伝送スイッチ端末器１１の操作要求を無効化する。つまり、ユーザが多重伝送スイッチ端末器１１を操作して所望の照明器具１３を点灯させようとした場合であっても、この操作要求が無効となるため間引きプログラムに応じた照明器具１３のみが点灯を続けることになる。したがって、停電状態を回復しようとして、一斉に多重伝送スイッチ端末器１１が操作されたとしても突発電流を抑制することができるため、主幹ブレーカが落ちてしまうといった事態を回避することができる。

伝送ユニット１０によって実行される間引きプログラムは、初期段階においては、一斉に照明器具１３を点灯したとしても、突発電流により主幹ブレーカが落ちることがないような数の照明器具１３だけが点灯するように規定されている。また、時間経過と共に、段階的に照明器具１３を点灯させる数を増加し、最終的には停電前の状態となるように制御するように規定してもよい。この場合、ＣＰＵ２５は、停電前に点灯されていた照明器具１３の情報を収集しておき、この情報を間引きプログラムに反映させるようにする。

ステップＳ３において、ＣＰＵ２５は、電圧検出回路３０によって検出される電圧値から、バックアップ電源ＧＣがオフ状態からオン状態へと変化したかどうかを検出する。ＣＰＵ２５は、バックアップ電源ＧＣがオン状態となった場合、ステップＳ４へと進み、オフ状態のままの場合、当該ステップＳ３の検出処理を継続する。

ステップＳ４において、ＣＰＵ２５は、図４（ａ）に示す期間Ｔ２から、期間Ｔ３を経て期間Ｔ４となり、バックアップ電源ＧＣがオン状態となったことに応じて、強制モードから通常モードへと戻すよう要求する制御信号を伝送ユニット１０に送信する。

伝送ユニット１０から送信された制御信号を受信した伝送ユニット１０は、図４（ｃ）に示すように強制モードから通常モードへと移行し、多重伝送スイッチ端末器１１の操作要求を有効なものとする。

［実施の形態の効果］
このように、本発明の実施の形態として示す遠隔監視制御システムは、遠隔監視制御システムに備えられたインターフェース装置２０により、主電源ＡＣの停止が検出されたことに応じて、バックアップ電源ＧＣへの起ち上がり期間において、複数の照明器具１３から間引くように選択された負荷に対してのみバックアップ電源ＧＣからの電源供給を許可すると共に、多重伝送スイッチ端末器１１からの操作要求を無効化させる強制モードへの移行を要求する制御信号を伝送ユニット１０に送信する。

これにより、伝送ユニット１０は、制御信号の間引きパターンを指定した間引きプログラムで間引かれた照明器具１３のみを点灯させるため、バックアップ電源ＧＣへと切り替わった場合に流れる突発電流を大幅に抑制することができる。

なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

本発明の実施の形態として示す遠隔監視制御システムの構成について説明するための図である。 前記遠隔監視制御システムにおいて伝送される伝送信号のフォーマットについて説明するための図である。 インターフェース装置の外観構成の一例を示した分解斜視図である。 前記遠隔監視制御システムにおいて主電源が停止した際の復旧時の処理動作について説明するためのタイミングチャートである。

符号の説明

ＡＣ 主電源
ＧＣ バックアップ電源
１０ 伝送ユニット
１１ 多重伝送スイッチ端末器
１２ リレー端末器
１３ 照明器具
２０ インターフェース装置
２１ 信号端子
２２ 照明制御システム伝送信号送受信回路
２３ 接続端子
２４ ＲＳ２３２Ｃホスト間通信回路
２５ ＣＰＵ（Central Processing Unit ）
２６ 不揮発性メモリ
２７ 電源回路
２８ バックアップ回路
２９ 電源端子
３０ 電圧検出回路

Claims (2)

1. 伝送ユニットと、前記伝送ユニットに信号線を介して接続されたスイッチ用端末器、負荷を制御する負荷制御端末器とを備え、前記伝送ユニットより信号線に多重伝送方式で伝送される伝送信号により、前記スイッチ用端末器と前記負荷制御端末器とに対応付けて設定されたアドレスで特定される複数の負荷を制御する遠隔監視制御システムにおいて、
   当該遠隔監視制御システムに供給される電源の電源供給状態を検出する供給状態検出手段と、
   前記供給状態検出手段によって、当該遠隔監視制御システムへの主電源からの電源供給の停止が検出されたことに応じて、
   前記主電源から切り替わるバックアップ電源の起ち上がり期間において、前記スイッチ用端末器からの操作要求を無効化させる強制モードへの移行を要求する制御信号を前記伝送ユニットに送信した後、前記複数の負荷から間引くように選択された、突入電流により当該遠隔監視制御システムの主幹ブレーカが落ちることがないような数の負荷に対してのみ、バックアップ電源からの電源供給を許可するよう制御する制御手段とを有するインターフェース装置を備えること
   を特徴とする遠隔監視制御システム。
2. 伝送ユニットと、前記伝送ユニットに信号線を介して接続されたスイッチ用端末器、負荷を制御する負荷制御端末器とを備え、前記伝送ユニットより信号線に多重伝送方式で伝送される伝送信号により、前記スイッチ用端末器と前記負荷制御端末器とに対応付けて設定されたアドレスで特定される複数の負荷を制御する遠隔監視制御システムに接続されるインターフェース装置であって、
   前記遠隔監視制御システムに供給される電源の電源供給状態を検出する供給状態検出手段と、
   前記供給状態検出手段によって、前記遠隔監視制御システムへの主電源からの電源供給の停止が検出されたことに応じて、
   前記主電源から切り替わるバックアップ電源の起ち上がり期間において、前記スイッチ用端末器からの操作要求を無効化させる強制モードへの移行を要求する制御信号を前記伝送ユニットに送信した後、前記複数の負荷から間引くように選択された、突入電流により当該遠隔監視制御システムの主幹ブレーカが落ちることがないような数の負荷に対してのみ、バックアップ電源からの電源供給を許可するよう制御する制御手段とを備えること
   を特徴とするインターフェース装置。

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