JP2004146172A - Illumination controlling device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、遠隔にある蛍光灯や白熱灯などの照明負荷をデジタル伝送路を介して制御する照明制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
施工を容易にするために弱電信号配線を用い、白熱灯や蛍光灯などの照明負荷を同一系統で調光制御する照明制御装置の例としては、図3に示すような照明制御装置が開示されている(特許文献1参照。)。
同図においてPWM調光器1は、各種の照明負荷#0〜#2に対する調光操作量を設定するフェーダのような操作部11と、操作部11の操作量に応じて照明負荷#0〜#2の別にPWM信号を発生するPWM信号発生器12とを備えており、PWM信号発生器12から各負荷#0〜#2に対しそれぞれ個別の信号線を介してPWM信号を送信する。
【0003】
この例では、負荷#0は蛍光灯とこれを点灯駆動するインバータとを組み合わせたインバータ蛍光灯からなり、負荷#1は通常の交流電源6によって点灯される白熱灯、またはダウントランスにより低電圧で点灯される白熱灯からなり、負荷#2は交流電源6によって点灯される蛍光灯からなっている。
位相制御変換器3は、PWM調光器1から送信されたPWM信号をフォトカプラによって絶縁入力したうえ、整流平滑化してA/D変換すると共に交流電源との同期をとり、PWM信号のオンデューティに応じて交流電源6のゼロクロス点からの点弧位相角を定める位相制御信号を生成する。そして内蔵するトライアックをこの位相制御信号によって点弧し、交流電源6の位相制御された電圧を生成して負荷を点灯駆動する。
【0004】
このような構成により、負荷#0についてはPWM調光器1から送信されたPWM信号のオンデューティで定められる光出力比となるように蛍光灯をインバータ点灯し、負荷#1および#2についてもPWM調光器1から送信されたPWM信号のオンデューティで定められる光出力比となるように位相制御変換器3を介する交流電源6の位相制御電圧により、それぞれ白熱灯および蛍光灯を点灯する。
【0005】
【特許文献1】
特開2001−126879号公報
【非特許文献1】
EN50295
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図3の方式ではPWM信号発生器12からPWM信号を複数の照明負荷へ送信する配線がツリー状となるため、配線に時間がかかり配線工事がコスト高になるという問題点がある。
本発明の目的は、この問題を解消しAS−i(Actuator Sensor−interface)オープンネットワークを利用することにより簡単な配線工事で多数の照明負荷を制御できる照明制御装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項1の照明制御装置は、
蛍光灯を含む放電灯または(および)白熱灯等の灯手段からなる制御単位となる1または複数の照明負荷(LD1,LD2など、以下単位照明負荷という)それぞれに対応するように、共通のデジタル伝送路であるAS−iケーブル(200)上に設けられた1または複数のAS−iスレーブ(SL1−1,SL1−2など)と、
この各AS−iスレーブに対応する前記単位照明負荷それぞれについてのオン・オフまたは(および)調光量等の操作内容を指示する指令を入力するための指令入力手段(操作部110)と、
前記の各AS−iスレーブのアドレスを順次指定しつつ、各当該AS−iスレーブへ前記指令入力手段から入力された当該AS−iスレーブに対応する前記単位照明負荷についての最新の指令を、前記AS−iケーブルを介して送信することを所定周期で繰り返すAS−iマスタ(MS)とを備えた照明制御装置であって、
前記AS−iマスタから前記AS−iスレーブが受信(して出力)する前記指令(4ビット信号BT)に応じて当該指令の対象となる前記単位照明負荷を点灯制御する手段(スレーブ制御部301,302など)を備えたものとする。
【0008】
また請求項2の照明制御装置は、請求項1に記載の照明制御装置において、
前記点灯制御手段(スレーブ制御部301)が、前記指令に応じて(マイコン311、同期回路320と)半導体スイッチング素子(トライアック330など)を介し当該の前記単位照明負荷(LD1)に印加する交流電圧(ACSなど)を断続するようにする。
また請求項3の照明制御装置は、請求項1に記載の照明制御装置において、
前記点灯制御手段が、前記オン・オフの指令に応じて、リレーを介し当該の前記単位照明負荷に印加する電圧をそれぞれオン・オフするようにする。
【0009】
また請求項4の照明制御装置は、請求項1に記載の照明制御装置において、
前記点灯制御手段(スレーブ制御部302)が、前記調光量の指令に応じて、(マイコン312、インバータ回路340を介し)放電灯からなる当該の前記単位照明負荷(LD2)に印加する交流電圧の振幅もしくは周波数、または該単位照明負荷の直列インピーダンスを可変するようにする。
本発明の作用は、最近、ヨーロッパで省配線化を実現したビットレベルの信号を取り扱うオープンネットワークとしてデファクトスタンダードとなっているAS−i(Actuator Sensor−interface)を応用し、照明器具の光量設定指令をデジタルデータとして伝送し、遠隔で調光制御を行うことにより、電気配線工事の工数を削減するとともに、安価な照明制御装置を実現しようとするものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の一実施例としての照明制御装置のシステム構成図であるが、図1の説明に入る前にAS−iネットワークの概要を簡単に説明する。
このAS−iは、FA (Factory Automation) ネットワークにおいて、センサやアクチュエータを接続するためのビットレベルの信号を取り扱う、EN規格(非特許文献1参照。)で規定された、フィールドネットワークの中では最下位層に位置する省配線化オープンネットワーク、またはこれに関連して用いられる機器をいう。
【0011】
この機器としては次に述べるAS−i通信用電源装置PS1、DC24V補助電源装置PS2、マスタモジュール(単にマスタまたはAS−iマスタともいう)MS、スレーブモジュール(単にスレーブまたはAS−iスレーブともいう)SL1〜SL4などがある。
図2はAS−iネットワークの構成例を示す。上位にマスタMSがあり、マスタMSからデジタル伝送路と電源線を兼用した2本の電線(AS−i+,AS−i−)が延びている。この電線AS−i+とAS−i−には、通信信号を減衰させないためのデカップリング回路を内蔵したAS−i専用電源PS1とDC24Vの電源PS2とが接続される。
【0012】
スレーブSL1〜SL4はここでは4台示すが、最大で31台接続可能である。このスレーブSL1〜SL4としては、負荷を制御するための出力のみを持ったもの(スレーブSL1)、センサまたはアクチュエータの信号を取り入れる入力のみを持ったもの(スレーブSL4)、または出力および入力の両方を持ったもの(スレーブSL2,SL3)等の種類がある。
また、出力を持ったスレーブに対しては、負荷を動作させるためDC電源PS2を接続するようにしたもの(スレーブSL1,SL2)と、負荷を動作させるための電源もAS−i電源PS1からとるようにしたもの(スレーブSL3)とがある。
【0013】
マスタMSはプログラマブルコントローラ(PLC)と組み合わせ可能になっており、例えばセンサ等からの入力に対して要求される負荷の動作をさせるため、予めマスタMSで必要なプログラムを組み、動作の制御をするようにしている。
次に図1を説明する。なお、図1において図2と同じ符号は同一もしくは相当部分を示す。この図1においては、上位にマスタ制御部100が設けられ、マスタ制御部100は、この照明制御装置を統括制御する前記AS−iマスタMSと、本例では白熱灯,蛍光灯からなる照明負荷LD1および蛍光灯からなる照明負荷LD2それぞれについてのオン・オフや調光量等の操作内容を指示する指令(以下操作指令という)をマスタMSに入力するための操作部110とで構成されている。
【0014】
AS−iマスタMSからは、図外の前記AS−i電源PS1,DC電源PS2が接続された2本の電線(AS−i+,AS−i−)からなるAS−iケーブル200が延びており、このAS−iケーブル200にマルチドロップ状に照明負荷LD1に対応する前記AS−iスレーブSL1としてのSL1−1と、同じく照明負荷LD2に対応する前記AS−iスレーブSL1としてのSL1−2とが接続されている。
なお、AS−iスレーブとして本例では2台のみを示しているが、前述のようにスレーブは最大31台接続可能である。また、本例ではスレーブSL1−1,SL1−2はLSiチップからなっている。
【0015】
ここで、AS−iスレーブSL1−1は、マイコン311、同期回路320、トライアック330と共に照明負荷LD1を制御するスレーブ制御部301を構成し、AS−iスレーブSL1−2は、マイコン312、インバータ回路340と共に照明負荷LD2を制御するスレーブ制御部302を構成している。
この図1の構成において、AS−iマスタMSは、所定周期でAS−iスレーブSL1−1とSL1−2のアドレスを順次指定し、そのつどスレーブSL1−1には操作部11により入力された照明負荷LD1についての最新の操作指令を送信し、同じくスレーブSL1−2には操作部11により入力された照明負荷LD2についての最新の操作指令を送信することをサイクリックに繰り返す。
【0016】
これにより、スレーブ制御部301のAS−iスレーブSL1−1とスレーブ制御部302のAS−iスレーブSL1−2はそれぞれ受信した操作指令に対応する4ビットの信号BTを出力する。
スレーブ制御部301のマイコン311はこの4ビットの信号BTを入力すると共に、同期回路320を介して商用交流電源ACSの電圧のゼロクロス点と同期をとり、4ビット信号BT(調光量を指定する操作指令)に応じた位相角の点弧信号を生成してトライアック330を点弧する。
このときトライアック330は交流電源ACSの電圧の各半波ごとにこの位相角の時点(点弧時点)から当該半波電流の消滅時点まで導通する。このようにして信号BTの4ビットで最大16(=24 )段階に照明負荷LD1の光量を変化させることができる。
【0017】
トライアック330を用いた、調光量可変のための交流電源ACSの断続方法としては、以上の位相制御法の他に、いわゆるサイクル制御法を用いることもできる。これは、交流電源ACSの電圧のゼロクロス点を両端とする1サイクルの期間を単位期間とし、m,nをそれぞれ1以上の整数としたとき、m/nを必要な調光量にあわせて可変設定したうえ、mサイクル分の単位期間からなるオフ期間と、nサイクル分の単位期間からなるオン期間とを交互に繰り返すように制御するものである。
このサイクル制御法は位相制御法に比べ無通電時間が長くなることによる照明のチラツキを防ぐ配慮が必要となるが、スイッチング素子の断続に伴うノイズ発生が少なくなる利点がある。このサイクル制御法は特に、交流電源ACSを以下に述べるインバータ回路340等で生成される高周波電源とした場合に、無通電時間を短くできて有効である。
【0018】
ところで、スレーブ制御部301の回路で、単に照明負荷LD1をオン・オフしたい場合は、それぞれ前記位相角を0°,180°とする操作指令をAS−iスレーブSL1−1に送信してトライアック330を全オン・全オフにすればよい。
次に、スレーブ制御部302においては、AS−iスレーブSL1−2から前記4ビットの信号BT(調光量を指定する操作指令)をマイコン312が受取り、この操作指令に応じた調光量となるようにインバータ回路340を制御して蛍光灯からなる照明負荷LD2を調光制御する。
【0019】
なお、インバータ回路340は、交流電源ACSの電圧を図外の整流手段を介し整流して直流電圧を生成し、この直流電圧を図外の半導体スイッチング素子を介し断続して高周波の交流電圧を生成し照明負荷LD2を点灯する。
この場合の調光量可変方法としては、上記高周波交流電圧の振幅や周波数を可変したり、照明負荷LD2を構成する蛍光灯に付加する直列インピーダンス、例えばリアクトルあるいはコンデンサを可変する方法が考えられる。
また、スレーブ制御部302の構成方法としては、インバータ回路340内の調光量可変に必要な制御回路部分のみをスレーブ制御部302側に残し、インバータ回路340のその他の回路部分を照明負荷LD2側に移す構成も考えられる。
【0020】
次に、照明負荷LD1,LD2を単にオン・オフするのみの用途の場合、AS−iスレーブSL1−1、SL1−2から出力される4ビット信号BTで例えば1個〜4個のリレーをオン・オフして交流電源ACSを開閉し、各照明負荷LD1,LD2に与える方法が考えられる。
この場合、スレーブ制御部301,302におけるマイコン311,312を含む後段の電子回路が不要となり、照明制御装置をより低コスト化することができる。またこの場合、リレーにAS−iスレーブチップを内蔵する構成も考えられる。
【0021】
【発明の効果】
本発明によれば、AS−iオープンネットワークを利用し、AS−iマスタを含むマスタ制御部から、共通のデジタル伝送路としてのAS−iケーブルにマルチドロップ状に接続されたAS−iスレーブを含むスレーブ制御部へ、このスレーブ制御部によって直接制御される照明負荷に対するオン・オフ指令や調光量設定指令をデジタルデータとして伝送し、スレーブ制御部を介して照明負荷へ印加する点灯用電圧を制御し、調光制御を行うようにしたので、
特に、マスタ制御部とスレーブ制御部を結ぶ伝送路の配線工事が容易になり、電気配線の工数を削減するとともに、安価な照明制御装置を実現することができる。
【0022】
また、AS−i規格によって作られるスレーブ制御部等の機器はIP67の防水構造を基本としているので、雨漏り等の保護を別途処理する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例として照明制御装置のシステム構成図
【図2】AS−iネットワークの構成例を示す図
【図3】従来の照明制御装置のシステム構成例を示す図
【符号の説明】
100 マスタ制御部
110 操作部
200 AS−iケーブル
301,302 スレーブ制御部
311,312 マイコン
320 同期回路
330 トライアック
340 インバータ回路
MS AS−iマスタ
SL1−1,SL1−2 AS−iスレーブ(チップ)
AS−i+,AS−i− AS−iケーブル200を構成する電線
LD1,LD2 照明負荷
ACS 交流電源[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a lighting control device for controlling a remote lighting load such as a fluorescent lamp or an incandescent lamp via a digital transmission path.
[0002]
[Prior art]
As an example of a lighting control device that uses a weak electric signal wiring for facilitating the installation and performs dimming control of a lighting load such as an incandescent lamp or a fluorescent lamp in the same system, a lighting control device as shown in FIG. 3 is disclosed. (See Patent Document 1).
In FIG. 1, a
[0003]
In this example, the
The phase control converter 3 insulates and inputs the PWM signal transmitted from the
[0004]
With such a configuration, for the
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2001-126879 A [Non-Patent Document 1]
EN50295
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the method of FIG. 3 has a problem in that the wiring for transmitting the PWM signal from the
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above problem and to provide an illumination control device capable of controlling a large number of illumination loads with a simple wiring work by using an AS-i (actuator sensor-interface) open network.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, the lighting control device according to
A common digital unit corresponding to one or a plurality of lighting loads (hereinafter, referred to as a unit lighting load, such as LD1 and LD2) serving as a control unit including lighting means such as a discharge lamp including a fluorescent lamp and / or an incandescent lamp. One or more AS-i slaves (such as SL1-1 and SL1-2) provided on an AS-i cable (200) as a transmission path;
Command input means (operation unit 110) for inputting a command for instructing operation contents such as ON / OFF or (and / or) light intensity control for each of the unit lighting loads corresponding to each AS-i slave;
While sequentially specifying the address of each of the AS-i slaves, the latest command for the unit lighting load corresponding to the AS-i slave input from the command input means to each of the AS-i slaves, An illumination control device comprising: an AS-i master (MS) that repeats transmission via an AS-i cable at a predetermined cycle,
Means (slave control unit 301) for controlling the lighting of the unit illumination load, which is the target of the command, in response to the command (4-bit signal BT) received (outputted) by the AS-i slave from the AS-i master , 302, etc.).
[0008]
The lighting control device according to
AC voltage applied by the lighting control means (slave control unit 301) to the unit lighting load (LD1) via a semiconductor switching element (such as a triac 330) in response to the command (with the
The lighting control device according to
The lighting control means turns on / off a voltage applied to the unit lighting load via a relay in response to the on / off command.
[0009]
The lighting control device according to
The lighting control means (slave control unit 302) applies an AC voltage applied to the unit lighting load (LD2) composed of a discharge lamp (via the
The function of the present invention is to apply AS-i (actuator sensor-interface), which has become a de facto standard as an open network for bit-level signals which has been realized in Europe with reduced wiring recently, and to apply a light amount setting command for lighting equipment. Is transmitted as digital data, and the dimming control is performed remotely, thereby reducing the man-hour for electric wiring work and realizing an inexpensive lighting control device.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a system configuration diagram of a lighting control device as one embodiment of the present invention. Before describing FIG. 1, an outline of an AS-i network will be briefly described.
This AS-i is the most common field network in the FA (Factory Automation) network, which handles bit-level signals for connecting sensors and actuators and is defined by the EN standard (see Non-Patent Document 1). It refers to a wire-saving open network located in a lower layer, or a device used in connection therewith.
[0011]
The equipment includes an AS-i communication power supply PS1, a DC 24V auxiliary power supply PS2, a master module (also simply referred to as master or AS-i master) MS, and a slave module (also simply referred to as slave or AS-i slave). SL1 to SL4 and the like.
FIG. 2 shows a configuration example of an AS-i network. There is a master MS at an upper level, and two electric wires (AS-i +, AS-i-) which also serve as a digital transmission path and a power supply line extend from the master MS. An AS-i dedicated power supply PS1 having a built-in decoupling circuit for preventing communication signals from being attenuated and a 24V DC power supply PS2 are connected to the electric wires AS-i + and AS-i-.
[0012]
Although four slaves SL1 to SL4 are shown here, a maximum of 31 slaves can be connected. As the slaves SL1 to SL4, one having only an output for controlling a load (slave SL1), one having only an input for receiving a signal of a sensor or an actuator (slave SL4), or both an output and an input There are types such as the ones possessed (slaves SL2 and SL3).
For the slave having an output, a DC power supply PS2 is connected to operate the load (slaves SL1 and SL2), and a power supply for operating the load is also taken from the AS-i power supply PS1. (Slave SL3).
[0013]
The master MS can be combined with a programmable controller (PLC). For example, in order to operate a load required for an input from a sensor or the like, a program necessary for the master MS is set in advance and the operation is controlled. Like that.
Next, FIG. 1 will be described. In FIG. 1, the same reference numerals as those in FIG. 2 indicate the same or corresponding parts. In FIG. 1, a master control unit 100 is provided at an upper level, and the master control unit 100 includes an AS-i master MS that integrally controls the illumination control device and an illumination load including an incandescent lamp and a fluorescent lamp in this example. An
[0014]
From the AS-i master MS, an AS-
Although only two AS-i slaves are shown in this example, up to 31 AS-i slaves can be connected as described above. Further, in this example, the slaves SL1-1 and SL1-2 are formed of LSi chips.
[0015]
Here, the AS-i slave SL1-1 configures a
In the configuration of FIG. 1, the AS-i master MS sequentially designates the addresses of the AS-i slaves SL1-1 and SL1-2 in a predetermined cycle, and each time the address is input to the slave SL1-1 by the
[0016]
As a result, the AS-i slave SL1-1 of the
The
At this time, the
[0017]
As an intermittent method of the AC power supply ACS for varying the dimming light amount using the
This cycle control method requires consideration to prevent flickering of illumination due to a longer non-energization time as compared with the phase control method, but has an advantage that noise generation due to intermittent switching elements is reduced. This cycle control method is particularly effective when the AC power supply ACS is a high-frequency power supply generated by an
[0018]
If the circuit of the
Next, in the
[0019]
The
In this case, as the variable light intensity method, a method of varying the amplitude or frequency of the high-frequency AC voltage or varying a series impedance, for example, a reactor or a capacitor, added to the fluorescent lamp constituting the illumination load LD2 can be considered.
Further, as a configuration method of the
[0020]
Next, in a case where the lighting loads LD1 and LD2 are merely turned on and off, for example, one to four relays are turned on by the 4-bit signal BT output from the AS-i slaves SL1-1 and SL1-2. A method is considered in which the AC power supply ACS is turned off to open and close, and applied to the lighting loads LD1 and LD2.
In this case, the subsequent electronic circuits including the
[0021]
【The invention's effect】
According to the present invention, using an AS-i open network, an AS-i slave connected in a multidrop manner to an AS-i cable as a common digital transmission path from a master control unit including an AS-i master. To the slave control unit, including an on / off command and a dimming amount setting command for the lighting load directly controlled by the slave control unit as digital data, and a lighting voltage applied to the lighting load via the slave control unit. Control and dimming control.
In particular, wiring work for a transmission line connecting the master control unit and the slave control unit is facilitated, the number of electric wiring steps is reduced, and an inexpensive lighting control device can be realized.
[0022]
Further, since the devices such as the slave control unit made according to the AS-i standard are based on the waterproof structure of IP67, it is not necessary to separately process protection such as rain leakage.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a system configuration of a lighting control device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of an AS-i network. FIG. 3 is a diagram illustrating a system configuration example of a conventional lighting control device. Description]
Reference Signs List 100
AS-i +, AS-i- Electric wires LD1, LD2 constituting AS-
Claims (4)
この各AS−iスレーブに対応する前記単位照明負荷それぞれについてのオン・オフまたは(および)調光量等の操作内容を指示する指令を入力するための指令入力手段と、
前記の各AS−iスレーブのアドレスを順次指定しつつ、各当該AS−iスレーブへ前記指令入力手段から入力された当該AS−iスレーブに対応する前記単位照明負荷についての最新の指令を、前記AS−iケーブルを介して送信することを所定周期で繰り返すAS−iマスタとを備えた照明制御装置であって、
前記AS−iマスタから前記AS−iスレーブが受信する前記指令に応じて当該指令の対象となる前記単位照明負荷を点灯制御する手段を備えたことを特徴とする照明制御装置。AS, which is a common digital transmission path, corresponds to one or a plurality of lighting loads (hereinafter, referred to as unit lighting loads) serving as control units including lighting means such as a discharge lamp including a fluorescent lamp and / or an incandescent lamp. One or more AS-i slaves provided on the i-cable;
Command input means for inputting a command for instructing operation contents such as ON / OFF or (and / or) light intensity control for each of the unit lighting loads corresponding to each AS-i slave;
While sequentially specifying the address of each of the AS-i slaves, the latest command for the unit lighting load corresponding to the AS-i slave input from the command input means to each of the AS-i slaves, An AS-i master that repeats transmission at a predetermined cycle through an AS-i cable, comprising:
A lighting control device, comprising: means for controlling lighting of the unit lighting load targeted by the command according to the command received by the AS-i slave from the AS-i master.
前記点灯制御手段が、前記指令に応じて半導体スイッチング素子を介し当該の前記単位照明負荷に印加する交流電圧を断続することを特徴とする照明制御装置。The lighting control device according to claim 1,
The lighting control device, wherein the lighting control unit intermittently switches an AC voltage applied to the unit lighting load via a semiconductor switching element in response to the command.
前記点灯制御手段が、前記オン・オフの指令に応じて、リレーを介し当該の前記単位照明負荷に印加する電圧をそれぞれオン・オフすることを特徴とする照明制御装置。The lighting control device according to claim 1,
The lighting control device, wherein the lighting control unit turns on / off a voltage applied to the unit lighting load via a relay in response to the on / off command.
前記点灯制御手段が、前記調光量の指令に応じて、放電灯からなる当該の前記単位照明負荷に印加する交流電圧の振幅もしくは周波数、または該単位照明負荷の直列インピーダンスを可変することを特徴とする照明制御装置。The lighting control device according to claim 1,
The lighting control means varies an amplitude or a frequency of an AC voltage applied to the unit lighting load composed of a discharge lamp or a series impedance of the unit lighting load according to the dimming light amount command. Lighting control device.
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2002
- 2002-10-24 JP JP2002309196A patent/JP2004146172A/en active Pending
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