JP2004069091A

JP2004069091A - ファンコイルユニット用制御装置

Info

Publication number: JP2004069091A
Application number: JP2002225478A
Authority: JP
Inventors: Yoichiro Kazama; 風間　洋一郎; Yasuhiro Nomura; 野村　康広; Masayuki Nakagawa; 中川　昌幸
Original assignee: Hitachi Valve Ltd
Current assignee: Hitachi Valve Ltd
Priority date: 2002-08-02
Filing date: 2002-08-02
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2022-08-02
Also published as: JP4172537B2

Abstract

【課題】複数のコントローラへの制御定数の設定作業を速やかに行うことができるファンコイルユニット用制御装置を提供する。
【解決手段】複数のファンコイルユニットに各々インターフェースを介して接続される複数のコントローラと、各コントローラに電気的に接続され、各コントローラに制御定数を設定する設定手段と運転状態を表示する表示手段と操作スィッチを有する複数の設定器とを備えたファンコイルユニット用制御装置において、各設定器は、所定のコントローラに設定した制御定数を記憶する記憶手段と、操作スィッチによりその制御定数を他のコントローラに転送する転送手段を有する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビルなどの空調設備に使用されるファンコイルユイットの運転動作を制御するためのファンコイルユニット用制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数のテナントを備えた都市ビルやホテルなどの空調設備は、冷熱コイルにより熱交換された空気をファンにより吐出するファンコイルユニットを各室に設置し、冷熱コイルを流れる冷水または温水の流量と送風ファンの風量をファンコイルユニットに近接して配置されたコントローラで調整することにより、室内に設置され、温度設定の変更、手動運転と自動運転の切換、設定値や風量などの表示といった基本機能をもつ設定器で設定された温度に調整するように構成されている。この空調設備によれば、中央機械室とファンコイルユニットの間を冷温水配管のみで結ぶので、各室を個別に空調することができる。一方ビル用空調設備の分野では、複数の空気調和機（エアコンあるいはファンコイルユニット等）を効率よく制御するために分散制御型空気調和システムが提案され、実用化されつつある。例えば、特開平１０−２２９５９０号公報には、（１）主端末と複数のエアコン用端末装置の各々に同一のプログラムを格納したネットワーク用ＩＣチップ（ニューロンチップ）を搭載し、各ＩＣチップをＬＯＮビルダー上で接続の設定を行う、（２）接続された全てのエアコンに対して同時通信するために、各端末に優先順位設定スィッチを設けて個別のエアコン用端末を認識する手段とする、（３）主端末からの命令を受信したことを確認するためのＡＣＫサービスを停止し、アプリケーションソフトで動作状態確認のネットワーク変数を入力することにより、多数のエアコンの運転を制御することが記載されている。この分散制御型空気調和システムは、通信プロトコルに係わる手続きをアプリケーション内で省略でき、また１タイプのＥＥＰＲＯＭを格納したニューロンチップで何台もの端末装置を構成できるという利点を有する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述した複数のファンコイルユニットを備えた空調設備において、中央監視制御装置のネットワーク上にハード的にファンコイルユニット用コントローラが接続されていない状態やネットワーク上にハード的に接続されていても、中央監視制御装置がコントローラを認識できない状況（ソフト的に接続していない状況）で、試運転調整を実施することが、立ち上げ時では一般的である。このような状況の中、多数のファンコイルユニットを試運転調整する場合に、次のような問題がある。従来の分散制御型空気調和システムでは、各ニューロンチップに格納されたＩＤ番号は主端末（メインＣＰＵ）から認識されていない状態では、ネットワークを通じて上位（中央）側から制御定数を設定できず、各設定器から制御定数をコントローラに設定することになる。従って多数のコントローラが設置されている空調設備において、試運転調整時、ファンコイルユニットの運転のため、各設定器からコントローラへファンコイルユニットの設置場所に応じた制御定数を入力する必要がありまた制御定数も多岐にわたるために、コントローラへの制御定数の設定に多大な工数を要するという問題がある。
【０００４】
本発明の目的は上記の問題点を解消して、複数のコントローラへの制御定数の設定作業を速やかに行うことができるファンコイルユニット用制御装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のファンコイルユニット用制御装置は、複数のファンコイルユニットにインターフェースを介して接続される複数のコントローラと、各コントローラに電気的に接続され、各コントローラに制御定数を設定する設定手段と運転状態を表示する表示手段と操作スィッチを有する複数の設定器とを備えたファンコイルユニット用制御装置において、各設定器は、所定のコントローラに設定した制御定数を記憶する記憶手段と、前記設定器の操作スィッチにより前記制御定数を他のコントローラに転送する転送手段を有することを特徴とするものである。
【０００６】
本発明においては、前記コントローラをネットワークに接続するための通信手段を有することが好ましい。このような通信手段を設けることにより、温度制御に使用する計測値（例えば環気温度、室内温度）はネットワークを介してコントローラに入力することができる。またネットワークから室内設定温度、ファンの風量、及びコントローラの運転状態の設定を行うことができ、さらにコントローラの動作モードの決定を行うこともできる。
【０００７】
本発明においては、前記通信手段をＬＯＮＷＯＲＫＳ（ＬＯＮはＥｃｈｅｌｏｎ社の商品名）とし、コントローラ内のニューロンチップのＩＤ番号を前記設定器の操作スィッチで操作することにより、前記ネットワーク上に送出する機能を有する。ＬＯＮＷＯＲＫＳは、ＩＳＯで標準化されたＯＳＩ（開放型システム間相互接続）の７階層を利用するもので、プログラムを開発する際に、プログラムの冒頭でネットワーク変数を宣言し、その変数に数値を代入することにより、自動的に通信を行うネットワークシステムである。上記７階層は、ネットワークを構成する交換機などのルール（データをビット列にしてネットワークとの送受信を行う）｝を定めた下位層と、エンド−エンド間のアプリケーションのルールを定めた上位層からなり、下位層は、第１層（物理層）、第２層（データリンク層）、第３層（ネットワーク層）、第４層（トランスポート層）で構成され、上記上位層は、第５層（セッション層）、第６層（プレゼンテーション層）、第７層（アプリケーション層）で構成される。
【０００８】
本発明によれば、１つの設定器から１つのコントローラに所定の制御定数を入力しておき、その設定器を他のコントローラに接続しついでその設定器の操作スィッチを操作するだけで、その制御定数を他のコントローラに転送できるので、複数のコントローラへの制御定数の設定作業を速やかに行うことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の詳細を図面に基づいて説明する。
図１は本発明が適用される空調設備のシステム構成を示すブロック図、図２（ａ）は空調設備の機器構成の一例を示すブロック図｛図２（ａ）は図１のＡ部の細部を示す図｝、図２（ｂ）は空調設備の他の例を示すブロック図である。図１において、１ａ、１ｂ、１ｃは空調設備であり、各空調設備は、ファンコイルユニット２ａ、２ｂ、２ｃとその運転を制御するファンコイルコントローラ（以下コントローラという）３ａ、３ｂ、３ｃ及びコントローラの動作設定を行うために例えば室内に設置された設定器４ａ、４ｂ、４ｃを含む。コントローラ３ａ、３ｂ、３ｃは、ＧＷ（ゲートウエイ：性質が異なるネットワーク間のプロトコル変換装置）１０２及び通信線１０１を介して中央監視制御装置１００に接続されている。通信線としては、ＬＯＮＷＯＲＫＳネットワークに接続するために、例えばツイストペア線が使用される。空調設備１ａは、図２（ａ）に示すように送風ファン１０ａと冷温水コイル１１ａを備えたファンコイルユニット２ａと、冷温水コイル１１ａの流量を制御する電動弁１４ａと、ファンコイルユニット２ａに電気的に接続されたコントローラ３ａと、コントローラ３ａに電気的に接続された設定器４ａを有する。コントローラ３ａには、他のコントローラと識別するためのＩＤ番号を含むネットワーク用ＩＣチップ（ニューロンチップ）３０ａが搭載され、また設定器４ａには、制御定数を記憶するためのＥＥＰＲＯＭ（電気的に消去可能な不揮発性メモリー）４０ａが搭載されている。冷温水コイル１１ａは往き管と還り管を介して単一の熱源（いずれも不図示）に接続されている。他の空調設備１ｂ、１ｃも、空調設備１ａと同様に構成されている。上記空調設備１ａによれば、冷温水コイル１１ａで熱交換された空気を送風ファン１０ａで吐出するとともに、コントローラ３ａで温水または冷水の流量とファンの回転数を制御することにより、室内を設定温度に保つことができる。図２（ｂ）は、図２（ａ）の冷温水コイル１１ａの代わりに、温水コイル１２ａ及び冷水コイル１３ａを使用したもので、温水コイル１２ａは電動弁１５ａに接続されまた冷水コイル１３ａは電動弁１６ａに接続されている。温水コイル１２ａ及び冷水コイル１３ａは、各々、往き管と還り管を介して熱源（いずれも不図示）に接続されている。
【００１０】
コントローラ３ａは、上記ネットワーク用ＩＣチップ（ニューロンチップ）の他に、機能選択を行うディップスイッチ（以下ＤＳＷという、但し不図示）と、設定器４ａに接続する接続ジャック及び運転状態を表示するＬＥＤ表示部（いずれも不図示）を有する。ネットワークを通じて送受信される入出力変数は、通信条件を規定したノードオブジェクトと、コントローラの運転条件を規定したファンコイルコントローラオブジェクトから構成され、ファンコイルコントローラオブジェクトは、ＬｏｎＭａｒｋ協会の標準化仕様に準拠して、例えば図３に示すように構成される。すなわちファンコイルコントローラオブジェクトは、必須条件である「Ｍａｎｄａｔｏｙ　ＮｅｔＷｏｒｋ　Ｖａｒｉａｂｌｓ」、任意の条件である「Ｏｐｔｉｏｎａｌ　ＮｅｔＷｏｒｋ　Ｖａｒｉａｂｌｓ」、設定器４ａまたは中央監視制御装置１００で設定されかつ一旦設定した後は変更しない条件である「Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｎ　Ｐｒｏｐｅｒｔｙ」及び製造者側で設定される条件である「Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒ　Ｄｅｆｉｎｅｄ　Ｓｅｃｔｉｏｎ」とで構成される。図４において（ただし「Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｎ　Ｐｒｏｐｅｒｔｙ」を除く）、左側に記載した１０個の変数｛室内温度（ｎｖ１）、室内設定温度（ｎｖ２）、ファンスピード（ｎｖ６）、運転モード（ｎｖ７）・・・外気温度、配管種別｝が入力ネットワーク変数で、また右側に記載した８個の変数｛温水バルブ開度（ｎｖ３）、冷水バルブ開度（ｎｖ４）、ファンスピード（ｎｖ５）、室内温度（ｎｖ１５）、有効設定温度（ｎｖ１６）・・・積算運転時間｝が出力ネットワーク変数である。「Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｎ　Ｐｒｏｐｅｒｔｙ」は、ネットワークにより制御に必要なパラメータの設定や温度補正等を行えるようにするための変数で、アナログデータ送信鼓動、デジタルデータ送信鼓動、設定温度、冷房モード不感帯、暖房モード不感帯等の項目を含む。
【００１１】
図４は、本発明の一実施の形態に係わる設定器の正面図である。設定器４ａは、機器運転状態、設定温度、風量、冷暖状態、外気温度、室内温度等を表示する液晶表示部４１ａと、運転と停止との切替、温度設定、風量切替、運転切替等を行う操作スィッチ４２ａとを備え、またその内部にはＥＥＰＲＯＭ４０ａ（図２参照）及び温度センサ用ＩＣ（不図示）が設けられている。この設定器４ａは、モジュラーコネクター方式でコントローラ３ａと配線接続され、データの伝送方式には調歩同期方式（スタートビット・ストップビット方式）が採用されている。調歩同期方式は、簡便な方式であるが、送信側と受信側のクロック波が違うので、伝送路上でのビット幅や揺らぎを考慮して、本発明では、例えばＲＳ４８５を使用している。
【００１２】
本発明の制御装置を使用する前にＤＳＷの操作により、例えば次の機能を選択しておく。（１）室内接続器の接続の有無、（２）電源投入時の動作設定（初期値で動作するかまたは停電前の状態で動作するかの選択）、（３）コイル仕様（シングルコイルか２つのコイルかの選択）、（４）不感帯でのファンの状態（冷暖房制御時に設定値に対して計測値が不感帯にある場合にファンの運転状態をＬにするか、停止するかの選択）、（５）無電圧接点１の用途（使用しない、冷暖切替、緊急停止、在室と空室の区別）、（６）無電圧接点２の用途（使用しない、冷暖切替、緊急停止、在室と空室の区別）、（７）コントローラセンサの用途（２つのセンサを使用しない、センサ１は還気温度、センサ２は配管温度、センサ１は還気温度でセンサ２は配管温度）、（８）還気温度の取得方法（ネットワーク、コントローラセンサ、室内設定器）、（９）バルブの制御方法（オンオフ制御、フローティング制御）。
【００１３】
コントローラ３ａの電源投入時、リセットが検知された後に、ＲＡＭチェック、ＤＳＷで設定された機能の読み込み、バルブの全閉操作及びＥＥＰＲＯＭの内容のメモリーへの格納といったイニシャライズ処理が行われ、次いでネットワークデータの受信処理が行われる。この受信処理では、温度制御に使う計測値は、ＤＳＷの選択によりネットワーク、コントローラに接続された温度センサ（不図示）あるいは設定器に内蔵された温度センサ（不図示）のいずれかから取り込み、運転モードに応じて有効設定温度が決定される。次いで上記の測定値及び現在の運転モード等の情報は出力ネットワーク変数により出力され（状態変化または送信鼓動周期）、ネットワークデータの送信処理が行われる。
【００１４】
運転モードは、室内設定器４ａからの発停指令、ネットワークからのファンスピードコマンドあるいはアプリケーションモード入力で決定される。シングルコイル｛図２（ａ）参照｝の場合は、センサで配管温度を測定し、通水（温水か冷水）を判断することにより、決定される。２コイル｛図２（ｂ）参照｝の場合は、発停受信後と一定周期後に冷暖房判断が行われる。ファンの風量の制御は、測定した還気温度と設定温度の偏差から算出される。バルブの開閉には、ＯＮ／ＯＦＦ制御またはフローティング制御が採用される。
【００１５】
試運転調整を行う場合、本発明では、１つの設定器によりコントローラに制御定数を設定しておけば、その設定器を他のコントローラに接続し、操作スイッチを次のように操作することにより、他のコントローラにも同じ制御定数を設定することができる。本実施の形態では、メンテナンスモードの項目は、例えば設定終了、運転開始設定温度、停止時設定温度表示、停電復帰動作、室内温度表示、測定温度表示、風量切替、運転切替を含む３６項目であるが、これらの項目の内、コントローラの動作設定に関する２３項目（制御定数）を表１｛但し、（１２）及び（１４）を除く｝及び表２に示す。
【００１６】
【表１】

【００１７】
【表２】

【００１８】
まず設定器４ａをコントローラ３ａに接続し、メンテナンスモードに切替えた後、操作スイッチ４２ａを操作して上記制御定数をコントローラ３ａに設定する。図５はメンテナンスモードに切替えた時の液晶表示部４１ａの画面を示し、図５（ａ）は項目番号を選択表示した画面で、図５（ｂ）は設定値変更状態を表示した画面を示す。項目番号を選択してから｛図５（ａ）参照｝、各項目の設定番号（または設定値）を設定した後｛図５（ｂ）参照｝、項目番号００を選択し、設定番号を２に選択して運転／停止スィッチを操作することで、各項目で設定した制御定数は設定器４ａ内のＥＥＯＲＯＭ４０ａに格納されるとともに、コントローラ３ａ内のＥＥＯＲＯＭに格納される。この設定器４ａを他のコントローラ（例えば図１の３ｂ）に接続し、項目番号を００とし、設定番号を２に選択し、運転／停止スィッチを操作することで、コントローラ３ａと同様の制御定数がコントローラ３ｂに格納される。次いで、設定器４ａを他のコントローラ３ｃに接続し、上記と同様の操作を行うことでコントローラ３ａと同様の制御定数がコントローラ３ｃに格納される。このように中央監視装置と通信接続が完了していない状態でも、設定器をツールとして用いて制御定数を簡単に各コントローラに格納することができる。またコントローラに格納された制御定数は設定器をメンテナンスモードにし、項目番号を００とし、設定番号を４に選択し、運転／停止スィッチを操作することで、接続したコントローラの制御定数を設定器のＥＥＯＲＯＭに格納することができるので、設定器を交換してもそれまでに設定した制御定数を簡単に引継ぐことができる。
【００１９】
さらに、本発明では、設定器４ａの操作スイッチ４１ａを操作することにより、ニューロンＩＤをネットワーク上に送出することができる。上記の設定器の場合、例えば、停止中に「温度　高」スィッチを押しながら、「運転／停止」スィッチを押し、そのまま両スィッチを数秒間押すことにより、ニューロンＩＤをネットワーク上に送出することができる。従って天井裏など作業が困難な場所に設置されることが一般的なコントローラのカバーを開けてサービススィッチを押すといった面倒な操作が不要となり、安全面、作業効率面での大幅な改善となる。
【００２０】
【発明の効果】
以上に記述の如く本発明によれば、１台の設定器に所定の制御定数を入力しておけば、そのデータは他のコントローラに転送できるので、複数のコントローラへの制御定数の設定作業を速やかに行うことができる。またコントローラ内のニューロンチップのＩＤ番号をネットワーク上へ送出するための操作を、居住空間に設置される設定器で行うことができる。また本発明によれば、ＬＯＮＷＯＲＫＳに対応した構成を有するので、空調システムのオープン化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わる空調システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係わる空調設備の構成を示すブロック図である。
【図３】ファンコイルコントローラオブジェクトの階層構造を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係わる設定器の正面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係わる設定器の表示部を示す図で、項目番号を選択表示した画面（ａ）及び設定値変更状態を表示した画面（ｂ）である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ、１ｃ：空調設備
２ａ、２ｂ、２ｃ：ファンコイルユニット
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ：送風ファン
１１ａ：冷温水コイル、１２ａ：温水コイル、１３ａ：冷水コイル
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１５ａ、１６ａ：電動弁
３ａ、３ｂ、３ｃ：コントローラ
３０ａ：ネットワーク用ＩＣチップ
４ａ、４ｂ、４ｃ：設定器
４０ａ：ＥＥＰＲＯＭ
４１ａ：液晶表示部
４２ａ：操作スィッチ
１００：中央監視制御装置
１０１：通信線
１０２：ＧＷ

Claims

複数のファンコイルユニットに各々インターフェースを介して接続される複数のコントローラと、各コントローラに電気的に接続され、各コントローラに制御定数を設定する設定手段と運転状態を表示する表示手段と操作スィッチを有する複数の設定器とを備えたファンコイルユニット用制御装置において、前記各設定器は、所定のコントローラに設定した制御定数を記憶する記憶手段と、前記操作スィッチにより前記制御定数を他のコントローラに転送する転送手段を有することを特徴とするファンコイルユニット用制御装置。
前記コントローラをネットワークに接続するための通信手段を有することを特徴とする請求項１記載のファンコイルユニット用制御装置。
前記通信手段をロンワークス技術とし、前記コントローラ内のニューロンチップのＩＤ番号を前記設定器の操作スィッチで操作することにより、前記ネットワーク上に送出する機能を有することを特徴とする請求項２記載のファンコイルユニット用制御装置。