JP2004287986A

JP2004287986A - Multipoint measuring control system

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Publication number: JP2004287986A
Application number: JP2003080795A
Authority: JP
Inventors: Kohei Kiyuuzaki; 浩平宮▲ざき▼; Hiroshi Shibuya; 広志澁谷
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-03-24
Filing date: 2003-03-24
Publication date: 2004-10-14
Anticipated expiration: 2023-03-24
Also published as: JP3704339B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multipoint measuring control system whose cost is reduced by making a device small without applying individual wiring to the whole parts among a multipoint measuring controller, a plurality of measuring instruments and a control device without increasing wiring man-hour by the amount or distance of terminal devices and eliminating a measuring error caused by exogenous noise. <P>SOLUTION: In this multipoint measuring control system, a plurality of respective terminal devices of a temperature sensor 12 for measuring a physical value, an AD converter 13 and a control port 14 for operating a control device are distributed through branching points from one and the same signal line 10 derived from a controller 3c in the multitpoint measuring controller 3. A system for transmitting data by serial communication by using a common communication protocol using a digital signal is a basic means. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は多点計測制御システムに関し、特には同一配線上に複数の各種計測機器や制御機器をＬＡＮ接続することにより、多点計測制御装置から端末の計測機器及び制御機器へ布設する信号線の配線工数やシステムコストを大幅に削減するとともに多点計測制御装置を最小化し、更に配線距離による計測値の誤差とか電磁誘導による外来ノイズの影響を解消した計測制御システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来からビニールハウス等の温室では、立地条件と風向き等によって同一ハウス内であっても温度むらが生じるため、複数個所に換気用天窓と換気装置及び加温ボイラを設置するとともに複数の温度センサを用いてハウス内の温度を計測し、コントローラの温度管理プログラムに基づいて天窓の開閉と換気ファン及び加温ボイラを作動させて温度調節を行っている。例えば図１０に示すように、ビニールハウス１内の温度を複数の温度サーミスタ２，２により多点計測して計測信号ライン２ａを介して多点計測制御装置３に入力し、計測値が該多点計測制御装置３に設定した温度値の上限又は下限を超えた場合には、制御信号ライン４ａ，４ａを通して換気窓制御機器４，４により換気窓５，５の開閉状態をコントロールし、更に制御信号ライン４ｂを介して加温ボイラ制御機器６ａにより加温ボイラ６の駆動状態をコントロールして、適正な室温を維持する温度管理手段が実施されている。このような多点計測制御システムでは、計測信号ライン２ａ及び制御信号ライン４ａ，４ｂは全て多点計測制御装置３の入出力端子７を用いて個別配線を行うことにより、計測信号の入力と制御信号の出力を実施する手段が採られている。
【０００３】
また、新たなビニールハウス１ａを増設する場合には、該ビニールハウス１ａに設けた温度サーミスタ２の測定値を新たな計測信号ライン２ｂを介して多点計測制御装置３に入力し、更に制御信号ライン４ｃを通して新たな換気窓制御機器４，４により換気窓５の開閉状態をコントロールする。多点計測制御装置３の対応能力を超えるケースでは、新規に多点計測制御装置３ａを設置してビニールハウス１ａ内の温度サーミスタ２の測定値を計測信号ライン２ｃを介して入力し、制御信号ライン４ｄを通して換気窓制御機器４に制御信号を出力することで対応している。
【０００４】
上記温度サーミスタ２，２の計測値は、直流または交流電圧のアナログ信号により多点計測制御装置３，３ａに伝送されるため、電磁誘導による外来ノイズに起因する計測値誤差を防止するために計測信号ライン２ａ，２ｂ，２ｃにはシールド線が使用されている。
【０００５】
特許文献１には受光器を接続した光ファイバを布設し、該光ファイバの複数箇所に分岐部を設けて各分岐部に物理量を検出するセンサを取り付けたシステムが記載されており、特に上記センサは電圧によって光強度が変調される光源に物理量に応じた周波数で発振する発振器を接続し、物理量の変化が光源光の光強度変調周波数の変化に変換されるように構成した物理量多点計測システムが開示されている。このようなシステムによれば、光源や受光器のレベル変動，距離に左右されずに物理量を多点計測するシステムが提供可能となる。
【０００６】
【特許文献１】特開平９−２７３９４７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記したようにビニールハウス１，１ａにおける多点計測制御システムでは、多点計測制御装置３，３ａと複数の温度サーミスタ２，２、換気窓制御機器４，４及び加温ボイラ制御機器６ａ間の全てに独立した個別配線を配備しなければならないので、計測制御対象機器である各温度サーミスタ２，２と換気窓制御機器４，４及び加温ボイラ制御機器６ａの数量とか距離に応じて配線工数が増大し、多大なコストアップを招来してしまうという課題がある。
【０００８】
特に多点計測制御装置３は、計測制御対象機器である各温度サーミスタ２，２と換気窓制御機器４，４及び加温ボイラ制御機器６ａの数量が多くなるほど電子回路と入出力端子７が増加するため、装置自体が大型化して製造コストと維持管理に要するコストが増大し、更に新たなビニールハウス１ａを増設する場合にも新たな多点計測制御装置３ａと計測信号ライン２ｃ及び制御信号ライン４ｄ等を設ける必要があるため、余分なシステムコストがかかってしまうという問題点がある。
【０００９】
更に温度サーミスタ２，２の計測値が電磁誘導による外来ノイズに起因する計測値誤差を生じないようにするため、計測信号ライン２ａ，２ｂ，２ｃに高価なシールド線を使用しなければならず、配線距離が長い場合には該シールド線を使用しても抵抗値が定常的な計測誤差として生じてしまうという難点がある。また、多点計測制御装置３，３ａは計測制御の対象機器と種別に応じて別々に製造する必要があるため、常時多機種の在庫を必要とするという問題もある。
【００１０】
また、特許文献１によれば、光源や受光器のレベル変動及び距離にも左右されずに物理量を多点計測するシステムが提供されるが、高価な光ファイバを用いており、布設した光ファイバの複数箇所に分岐部を設けて各分岐部に物理量を検出するセンサを取り付けているため、高度な接続技術が要求されるとともに製造コストと維持管理に要するコストが増大するという問題がある。
【００１１】
そこで本発明は上記の問題点を解決して、多点計測制御装置と物理量の多点計測機器及び制御機器間の全てに個別配線を配備することなく、装置の小型化をはかるとともに各多点計測機器及び制御機器の数量とか距離によって配線工数が増大せず、かつ、高価なシールド線を使用しなくても外来ノイズに起因する計測値誤差が生じることなく、高度な接続技術を必要としない安価なモジュラーケーブルやモジュラーソケットを使用することでコストダウンをはかることができる多点計測制御システムを提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、多点計測制御装置内のコントローラから導出された同一の信号ラインから分岐点を介して物理量を計測する温度センサとＡＤコンバータ，制御機器を作動させるコントロールポートの各端末機器を複数分配し、デジタル信号を使用した共通の通信プロトコルによってシリアル通信によりデータの伝送を行う多点計測制御システムを基本手段としている。上記物理量を計測する温度センサとＡＤコンバータには各々通信制御部，ＩＤナンバー部，データ変換部及び計測部を配置し、制御機器を作動させるコントロールポートには通信制御部，ＩＤナンバー部，データ制御部及び制御機器を配置している。
【００１３】
そして、上記物理量を計測する温度センサとＡＤコンバータは通信制御部とＩＤナンバー部によってＩＤナンバーの照合を行い、計測部によって計測した物理量をデータ変換部によってアナログ値からデジタル値に変換してコントローラに計測データを伝送する一方、制御機器を作動させるコントロールポートはコントローラからの要求内容に応じて通信制御部とＩＤナンバー部によってＩＤナンバーの照合を行い、データ制御部からの操作信号によって制御機器を作動させる。
【００１４】
具体的には多点計測制御装置内のコントローラから導出された同一の信号ラインから、分岐点を介してビニールハウス内の温度を多点計測する温度センサ、各種物理量を多点計測するＡＤコンバータ、及び制御機器を作動させるコントロールポートに付設された換気窓制御機器及び加温ボイラの各端末機器をＬＡＮ接続した状態として布設し、コントローラに各温度センサの計測データや各種計測データを入力して該コントローラに設定された管理プログラムにより複数の換気窓の開閉操作信号と加温ボイラの駆動操作信号を同一の信号ラインを用いて各コントロールポートに伝送して、ビニールハウス内の適正な温度管理を実施する。
【００１５】
各種物理量を計測するＡＤコンバータに湿度計、日射量計、ＣＯ_２濃度計及び土壌水分量計を付設して、計測値をデジタル信号に変換してコントローラに入力し、ビニールハウス内の適正な温度管理とともに要求される湿度，日射量，ＣＯ_２濃度を確保するための加湿器，遮光カーテン，ＣＯ_２発生器の作動管理を行う。更に多点計測制御装置のシリアル通信インターフェイスにパソコンを接続するとともに、遠方にあるパソコンをインターネット網を介して接続することにより、ビニールハウス内の多点計測された温度や各種物理量の情報収集や、換気窓制御機器と加温ボイラ等の制御機器の駆動状態を遠隔監視しながら適正な室温を維持するように遠隔制御する。更に多点計測制御装置のコントローラに無線通信端末機器を設けるとともに、遠方にあるパソコン又は携帯電話をインターネット網を介して無線通信網に接続して無線通信端末機器との間で無線データ通信を行うことにより、ビニールハウス内の多点計測された温度や各種物理量の情報収集や、換気窓制御機器と加温ボイラ等の制御機器の駆動状態を遠隔監視しながら適正な室温を維持するように遠隔制御するシステムを提供する。
【００１６】
遠隔監視や遠隔制御する対象機器及び制御項目として、スーパーマーケットの冷凍冷蔵ショーケース及び冷凍冷蔵庫の適正温度管理、養殖用水槽の水温，溶存酸素濃度，水位等がある。
【００１７】
かかる多点計測制御システムによれば、コントローラからの要求内容に応じて物理量を多点計測する温度センサとＡＤコンバータはともに通信制御部とＩＤナンバー部によってＩＤの照合を行い、計測部によって計測した物理量をデータ変換部によってアナログ値からデジタル値に変換してからコントローラに計測データを伝送する。制御機器を作動させるコントロールポートはコントローラからの要求内容に応じて通信制御部とＩＤナンバー部によってＩＤの照合を行い、データ制御部からの操作信号によって制御機器に入力される状態をコントローラに通知したり、制御機器を作動させる。コントローラには端末機器である温度センサ，ＡＤコンバータ，コントロールポートが持つ個々のＩＤアドレスコマンドが入力されており、全ての端末機器を個別に認識して同一の信号ライン上で複数の計測と制御を時分割により行うことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明にかかる多点計測制御システムの具体的な実施形態を、従来の構成と同一の構成部分に同一の符号を付して説明する。本発明では多点計測制御装置内のコントローラから導出された同一の信号ラインから分岐点を介して温度センサ，ＡＤコンバータ，コントロールポートの各端末機器を分配し、デジタル信号を使用した共通の通信プロトコルによってシリアル通信によりデータの伝送を行う多点計測制御システムを基本手段としている。
【００１９】
図１は本発明にかかる多点計測制御システムの構成と動作原理を示すブロック図であり、物理量の計測として温度センサとＡＤコンバータ及び計測部、制御機器を作動させるコントロールポート及び制御機器を用いる。図中の３は多点計測制御装置、３ｃは該多点計測制御装置３内のコントローラであり、このコントローラ３ｃから導出された同一の信号ライン１０から温度センサ１２，ＡＤコンバータ１３，コントロールポート１４の各端末機器が分岐点１１ａ，１１ｂ，１１ｃを介して分配されている。上記温度センサ１２とＡＤコンバータ１３には各々通信制御部１５，ＩＤナンバー部１６，データ変換部１７及び計測部１８が配置されており、コントロールポート１４には通信制御部１５，ＩＤナンバー部１６，データ制御部１９及び制御機器２０が配置されている。そして温度センサ１２，ＡＤコンバータ１３及びコントロールポート１４は共通の通信プロトコルによってデジタル信号を使用して、シリアル通信によりデータの伝送を行うように設定されている。
【００２０】
かかる多点計測制御システムの基本的動作は以下の通りである。即ち、コントローラ３ｃからの要求内容に応じて温度センサ１２とＡＤコンバータ１３はともに通信制御部１５とＩＤナンバー部１６によってＩＤの照合を行い、ＩＤが一致した温度センサ１２またはＡＤコンバータ１３のみが計測部１８によって計測した物理量をデータ変換部１７によってアナログ値からデジタル値に変換し、コントローラ３ｃに計測データを伝送する。コントロールポート１４はコントローラ３ｃからの要求内容に応じて通信制御部１５とＩＤナンバー部１６によってＩＤの照合を行い、ＩＤが一致したデータ制御部１９のみが状態信号をコントローラに伝送したり、データ制御部１９からの操作信号によって制御機器２０を作動させる。
【００２１】
コントローラ３ｃには端末機器である温度センサ１２，ＡＤコンバータ１３，コントロールポート１４が持つ個々のＩＤアドレスコマンドが入力されており、全ての端末機器を個別に認識して同一の信号ライン１０上で複数の計測と制御を時分割により行うことが可能となる。
【００２２】
図２，図３，図４は伝送されるデータの通信手順を示しており、コントローラ３ｃ，複数のＡＤコンバータ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ、コントロールポート１４ａ，１４ｂ，１４ｃ、計測部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ、制御機器２０ａ，２０ｂ，２０ｃの構成を用いて以下の手順１〜手順５により伝送データの通信手順の実態を説明する。
【００２３】
〔手順１〕
図２に示したように、コントローラ３ｃは端末機器であるＡＤコンバータ１３ａ，１３ｂ，１３ｃとコントロールポート１４ａ，１４ｂ，１４ｃに電源を供給するとともに、通信準備のための初期化信号であるリセットパルス信号２１を送信する。
【００２４】
〔手順２〕
図３に示したように、コントローラ３ｃがＡＤコンバータ１３ｃに計測値を要求する時は、最初にＡＤコンバータ１３ｃの持つ個別のＩＤアドレスコマンド２２を信号ライン１０に送信する。次にコントローラ３ｃが要求したＩＤアドレスコマンド２２に符合したＡＤコンバータ１３ｃのみが存在コード２３を信号ライン１０に送信する。これ以降の通信は、手順１のようにコントローラ３ｃが次のリセットパルス信号２１を送信するまでは、コントローラ３ｃとＡＤコンバータ１３ｃ間にのみで通信が行なわれる。
【００２５】
〔手順３〕
図４に示したように、コントローラ３ｃから計測値を要求されたＡＤコンバータ１３ｃは、計測部１８ｃで計測された物理量をＡＤコンバータ１３ｃ内部でデジタル変換し、その情報をコントローラ３ｃからの読み込み信号２４が来ることによって、信号ライン１０に計測データとして送信２５を行なう。
【００２６】
〔手順４〕
このようにしてコントローラ３ｃは、ＡＤコンバータ１３ｃの情報収集が終わると、次のコントロールを行うための前準備として手順１のようにリセットパルス信号２１を送出する。
【００２７】
〔手順５〕
以降、コントローラ３ｃはＡＤコンバータ１３ａ，１３ｂ，１３ｃとコントロールポート１４ａ，１４ｂ，１４ｃのどれか１つに対して手順１〜手順４を行い１回の計測あるいは制御を完了する。
【００２８】
以上説明した伝送データの通信手順を時分割によって行うことにより、１本の信号ライン１０によってコントローラ３ｃに接続された複数の端末機器への電源の供給と各端末機器間での双方向のデータ信号，制御信号の伝送を行うことを可能とし、計測部１８ａ，１８ｂ，１８ｃによる物理量の計測と、モータ等の制御機器２０ａ，２０ｂ，２０ｃの動作制御を行うことができる。これは各端末機器が独立したＩＤナンバーを持つことによりコントローラ３ｃが個々の端末を認識でき、同一の信号ライン１０を使用した各種データの伝送が可能となる。
【００２９】
図５は本発明をビニールハウス１の温度管理システムに適用した具体例を示す概要図であり、基本的な構成を説明すると、１２，１２はビニールハウス１内の温度を計測する温度センサ、３は多点計測制御装置、３ｃは該多点計測制御装置３内のコントローラ、４，４は換気窓制御機器、５，５は換気窓、６は加温ボイラ、６ａは加温ボイラ制御機器、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄは各種計測器に対応したＡＤコンバータ、２６は湿度計、２９は日射量計、４２はＣＯ_２濃度計、５１は土壌水分量計であり、コントローラ３ｃには入出力インターフェイス２７が配備されており、換気窓制御機器４，４と加温ボイラ制御機器６ａは各々コントロールポート１４に付設されている。
【００３０】
そしてコントローラ３ｃの入出力インターフェイス２７から導出した信号ライン１０が、全ての温度センサ１２，１２とコントロールポート１４，１４及び各ＡＤコンバータ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄに分岐用モジュラーソケット２８を介してＬＡＮ接続した状態として布設されている。新たなビニールハウス１ａを増設する場合には、既設配線の最も近い個所から信号ライン１０を分岐してビニールハウス１ａ内の温度センサ１２とコントロールポート１４に接続する。即ち、同一の信号ライン１０を用いて複数の端末機器を配置することができるため、増設したビニールハウス１ａに対する温度センサ１２とコントロールポート１４の配置も容易となる。
【００３１】
かかる多点計測制御システムによれば、コントローラ３ｃからの計測値の返信命令によって該コントローラ３ｃには温度センサ１２，１２の計測データが信号ライン１０を介して入力され、計測部１８により計測した物理量計測値を返信する。同時にＡＤコンバータ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄにより各湿度計２６、日射量計２９、ＣＯ_２濃度計４２及び土壌水分量計５１の物理量の計測値がデジタル信号に変換されてコントローラ３ｃに入力され、コントローラ３ｃに予め設定された温度管理プログラムにより複数の換気窓５の開閉操作信号と加温ボイラ６の駆動操作信号を同一の信号ライン１０を用いて各コントロールポート１４，１４に伝送して、ビニールハウス１，１ａ内の適正な温度管理及び要求された日射量，ＣＯ_２濃度等の環境管理、例えば図示を省略した加湿器，遮光カーテン，ＣＯ_２発生器等の作動管理を行うことができる。
【００３２】
各温度センサ１２，１２とＡＤコンバータ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄには、図１で説明したように通信制御部１５，ＩＤナンバー部１６，データ変換部１７及び計測部１８が配置されており、コントロールポート１４，１４には通信制御部１５，ＩＤナンバー部１６，データ制御部１９が配置されていて、全ての伝送信号は図２〜図４で説明したようにデジタル信号を使用したシリアル通信を行うことで、配線距離とか外来ノイズの影響を受けることなく、計測信号や設備機器の状態信号あるいは操作信号を同一の信号ライン１０を介してデータ伝送を行うことができる。
【００３３】
例えば温度センサ１２，１２の計測値がコントローラ３ｃに設定した温度値の上限又は下限を超えた場合には、換気窓制御機器４，４により換気窓５，５の開閉状態をコントロールし、更に加温ボイラ制御機器６ａにより加温ボイラ６の駆動状態をコントロールすることによって適正な室温を維持することができる。
【００３４】
図６は上記多点計測制御システムの遠隔監視や遠隔制御により作動する具体例を示しており、多点計測制御装置３のシリアル通信インターフェイス２７ａにパソコン３０を接続し、遠方にあるパソコン３１をインターネット網３２を介してパソコン３０に接続することにより、換気窓制御機器４とか加温ボイラ６等の制御機器の駆動状態を遠方にいる人間が遠隔監視しながらビニールハウス１の適正な室温を維持することができる。パソコン３１に代えて携帯電話３３を利用することもできる。また、温度以外の各種計測データ，状態データ，警報データ等の情報収集も容易であり、ビニールハウス１内の作物の育成管理を行うこともできる。
【００３５】
図７は上記多点計測制御システムを無線通信網を用いた遠隔監視や遠隔制御の具体例を示しており、ビニールハウス１に付設した多点計測制御装置３のコントローラ３ｃに無線通信端末機器３４を設け、遠方にあるパソコン３１又は携帯電話３３をインターネット網３２を介して無線通信網３５（パケット通信網）に接続して無線通信端末機器３４との間で無線データ通信３６を行うことにより、ハウス内の管理状態や各制御機器の駆動状態を遠隔監視しながらビニールハウス１の適正な室温を維持することができる。
【００３６】
図８は本発明の多点計測制御システムをスーパーマーケットの冷凍冷蔵ショーケース３７及び冷凍冷蔵庫３８に適用して遠隔監視した例を示しており、冷凍冷蔵ショーケース３７と冷凍冷蔵庫３８には夫々複数個の温度センサ１２，１２の外にも湿度センサ４０，４０が配置されていて、これらの温度センサ１２，１２と湿度センサ４０，４０が同一の信号ライン１０を介して多点計測制御装置３のコントローラ３ｃに接続されており、図７で説明したように該コントローラ３ｃに無線通信端末機器３４を設けて、遠方にあるパソコン３１又は携帯電話３３をインターネット網３２を介して直接パソコン３０に接続するか、インターネット網３２を介して無線通信網３５（パケット通信網）に接続して無線通信端末機器３４との間で無線データ通信３６を行うことにより、冷凍冷蔵ショーケース３７と冷凍冷蔵庫３８の適正温度を維持するように管理状態や制御機器の駆動状態を遠隔監視することができる。
【００３７】
図９は本発明の多点計測制御システムを養殖用水槽４４に適用して遠隔監視や遠隔制御した例を示しており、該養殖用水槽４４には水温センサ４５，溶存酸素濃度センサ４６，水位センサ４７，ヒータ４８，エアポンプ４９，水量調節用電磁弁５０が配置されていて、これらの各センサとヒータ４８，エアポンプ４９及び水量調節用電磁弁５０が同一の信号ライン１０を介して多点計測制御装置３のコントローラ３ｃに接続されている。前記したようにコントローラ３ｃに無線通信端末機器３４を設け、遠方にあるパソコン３１又は携帯電話３３をインターネット網３２を介して直接パソコン３０に接続するか、インターネット網３２を介して無線通信網３５（パケット通信網）に接続して無線通信端末機器３４との間で無線データ通信３６を行うことにより、養殖用水槽４４の水温センサ４５，溶存酸素濃度センサ４６，水位センサ４７の測定値によりヒータ４８及びエアポンプ４９の遠隔監視による駆動制御を行うとともに水量調節用電磁弁５０のオンオフをコントロールして水槽の水量を常時最適に調節することができる。
【００３８】
本発明の他の応用例として、各種実験施設での情報収集、各種工場の生産ラインにおける計測と制御、ガス，水道，電力のメータリング，公園やゴルフ場の管理，ビルとか無人倉庫等のセキュリティシステムや屋外機器の遠隔監視等を挙げることができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によればコントローラからの要求内容に応じて物理量を計測する温度センサとＡＤコンバータはともに通信制御部とＩＤナンバー部によってＩＤナンバーの照合を行い、計測部によって計測した物理量をデータ変換部によってアナログ値からデジタル値に変換してからコントローラに計測データを伝送し、制御機器を作動させるコントロールポートはコントローラからの要求内容に応じて通信制御部とＩＤナンバー部によってＩＤナンバーの照合を行ってデータ制御部からの操作信号によって制御機器の状態を読み取ったり、制御機器を作動させることができる。特に多点計測制御装置のコントローラと計測制御対象機器である複数個の物理量計測機器及び制御機器間の全てに独立した個別配線を配備しなくともよいので、これら機器の数量とか距離の増加による配線工数等の増大はなく、かつ、装置自体を小型化することができるとともに製造コストと維持管理に要するコストを減少させてシステム自体のコストダウンをはかることができる。
【００４０】
計測制御信号の伝送にデジタル信号を使用したことで、信号ラインの配線として高価なシールド線を使用せずに安価なモジュラーケーブルを使用しても、電磁誘導による外来ノイズに起因する計測誤差を生じることがなくなり、配線距離が長くても抵抗値による定常的な計測誤差も生じないという効果がある。更にコントローラに対する各種信号の入出力が１個のインターフェイスで行えることにより、端末機器の数とか種別に左右されることなく同一機種で対応可能であり、従来のように計測制御の対象機器と種別に応じて別々に製造する必要性をなくして常時多機種の在庫は必要としない。
【００４１】
更に新たな端末機器を増設する場合にも増設箇所に最も近い既設の信号ライン配線から分配接続すればよいため、新たな多点計測制御装置と多点計測制御装置から個別に計測信号ライン及び制御信号ライン等を設ける必要がなく、施設等の増設時における配線工数及びシステムコストを低減することができる。
【００４２】
従って本発明によれば、計測制御装置と端末に設置する複数の計測機器及び制御機器間の全てに個別配線を配備することなく、計測制御装置の小型化をはかるとともに計測機器及び制御機器の数量とか距離の増加によって配線工数が増大せず、かつ、外来ノイズに起因する計測誤差が生じない上、製造コストと維持管理に要するコストを低減させることができる多点計測制御システムを提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる多点計測制御システムの構成と動作原理を示すブロック図。
【図２】本発明により伝送されるデータの通信手順を示すブロック図。
【図３】同じく伝送されるデータの通信手順を示すブロック図。
【図４】同じく伝送されるデータの通信手順を示すブロック図。
【図５】本発明をビニールハウスの温度管理システムに適用した具体例を示す概要図。
【図６】多点計測制御システムの遠隔監視や遠隔制御により作動する具体例を示す概要図。
【図７】多点計測制御システムを無線通信網を用いた遠隔監視や遠隔制御により作動する具体例を示す概要図。
【図８】多点計測制御システムをスーパーマーケットの冷凍冷蔵ショーケース及び冷凍冷蔵庫に適用して遠隔監視した例を示す概要図。
【図９】多点計測制御システムを養殖用水槽に適用して遠隔監視や遠隔制御した例を示す概要図。
【図１０】従来のビニールハウスの温度管理システム例を示す概要図。
【符号の説明】
１，１ａ…ビニールハウス
３…多点計測制御装置
４…換気窓制御機器
５…換気窓
６…加温ボイラ
６ａ…加温ボイラ制御機器
１０…信号ライン
１２…温度センサ
１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ…ＡＤコンバータ
１４，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…コントロールポート
１５…通信制御部
１６…ＩＤナンバー部
１７…データ変換部
１８，１８ａ，１８ｂ，１８ｃ…計測部
１９…データ制御部
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…制御機器
２６…湿度計
２７…入出力インターフェイス
２８…モジュラーソケット
２９…日射量計
３０，３１…パソコン
３４…無線通信端末機器
３５…無線通信網
３６…無線データ通信
３７…冷凍冷蔵ショーケース
３８…冷凍冷蔵庫
４０…湿度センサ
４２…ＣＯ_２濃度計
４４…養殖用水槽
４５…水温センサ
４６…溶存酸素濃度センサ
４７…水位センサ
４８…ヒータ
４９…エアポンプ
５０…水量調節用電磁弁
５１…土壌水分量計
整理番号Ｐ３６０８[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a multipoint measurement control system, and in particular, by connecting a plurality of various measurement devices and control devices to the same wiring via a LAN, a signal line to be laid from the multipoint measurement control device to the measurement device and control device of the terminal. The present invention relates to a measurement control system that significantly reduces wiring man-hours and system costs, minimizes a multi-point measurement control device, and eliminates errors in measured values due to wiring distances and the effects of external noise due to electromagnetic induction.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a greenhouse such as a greenhouse, temperature unevenness occurs even in the same house depending on the location conditions and wind direction, etc.Therefore, installing a ventilation window, a ventilation device and a heating boiler in multiple places, and installing multiple temperature sensors The temperature inside the house is measured using the controller, and the temperature is adjusted by opening and closing the skylight and operating the ventilation fan and the heating boiler based on the temperature management program of the controller. For example, as shown in FIG. 10, the temperature inside the greenhouse 1 is measured at multiple points by a plurality of temperature thermistors 2 and 2 and input to a multipoint measurement controller 3 via a measurement signal line 2a, and the measured value is When the temperature exceeds the upper limit or the lower limit of the temperature value set in the point measurement control device 3, the open / close state of the ventilation windows 5, 5 is controlled by the ventilation window control devices 4, 4 through the control signal lines 4a, 4a, and further controlled. Temperature control means for controlling the driving state of the heating boiler 6 by the heating boiler control device 6a via the signal line 4b to maintain an appropriate room temperature is implemented. In such a multipoint measurement control system, the measurement signal line 2a and the control signal lines 4a, 4b are all individually wired using the input / output terminal 7 of the multipoint measurement control device 3 to input and control the measurement signal. Means for outputting a signal is employed.
[0003]
When a new greenhouse 1a is added, the measured value of the temperature thermistor 2 provided in the greenhouse 1a is input to the multipoint measurement control device 3 via a new measurement signal line 2b, and the control signal is further transmitted. The open / close state of the ventilation window 5 is controlled by the new ventilation window control devices 4 and 4 through the line 4c. In the case of exceeding the capability of the multi-point measurement control device 3, a new multi-point measurement control device 3a is installed, and the measured value of the temperature thermistor 2 in the greenhouse 1a is input via the measurement signal line 2c, and the control signal is output. This is achieved by outputting a control signal to the ventilation window control device 4 through the line 4d.
[0004]
Since the measured values of the temperature thermistors 2 and 2 are transmitted to the multi-point measurement control devices 3 and 3a by DC or AC voltage analog signals, they are measured to prevent measurement value errors caused by external noise due to electromagnetic induction. Shield lines are used for the signal lines 2a, 2b, and 2c.
[0005]
Patent Literature 1 discloses a system in which optical fibers connected to a light receiver are laid, and branch portions are provided at a plurality of locations of the optical fibers, and sensors for detecting physical quantities are attached to the respective branch portions. Is a physical quantity multi-point measurement system that connects an oscillator that oscillates at a frequency according to a physical quantity to a light source whose light intensity is modulated by a voltage, and converts the change in the physical quantity into a change in the light intensity modulation frequency of the light source light. Is disclosed. According to such a system, it is possible to provide a system for measuring a physical quantity at multiple points without being influenced by the level fluctuation and the distance of the light source and the light receiver.
[0006]
[Patent Document 1] JP-A-9-273947
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the multipoint measurement control system in the greenhouses 1 and 1a, the multipoint measurement control devices 3 and 3a and the plurality of temperature thermistors 2 and 2, the ventilation window control devices 4 and 4, and the heating boiler control device 6a Since independent individual wiring must be provided for all, the number of wiring man-hours according to the quantity and distance of each of the temperature thermistors 2 and 2 and the ventilation window control devices 4 and 4 and the heating boiler control device 6a which are the devices to be measured and controlled. And the cost increases.
[0008]
In particular, the multi-point measurement control device 3 increases the number of electronic circuits and input / output terminals 7 as the number of temperature thermistors 2 and 2, ventilation window control devices 4 and 4, and heating boiler control device 6a, which are measurement control target devices, increases. Therefore, the size of the device itself increases, the manufacturing cost and the cost required for maintenance and management increase, and even when a new greenhouse 1a is added, a new multipoint measurement control device 3a, a measurement signal line 2c, and a control signal line are added. Since it is necessary to provide 4d or the like, there is a problem that extra system cost is required.
[0009]
Further, in order to prevent the measured values of the temperature thermistors 2 and 2 from causing a measured value error caused by external noise due to electromagnetic induction, expensive shielded wires must be used for the measurement signal lines 2a, 2b and 2c. When the wiring distance is long, there is a problem that the resistance value is generated as a steady measurement error even if the shield wire is used. Further, since the multi-point measurement control devices 3 and 3a need to be manufactured separately according to the target device and the type of measurement control, there is also a problem that a multi-model inventory is always required.
[0010]
According to Patent Document 1, there is provided a system for measuring physical quantities at multiple points without being affected by level fluctuations and distances of a light source and a light receiver. However, expensive optical fibers are used. Since a plurality of branch portions are provided and a sensor for detecting a physical quantity is attached to each branch portion, there is a problem that an advanced connection technique is required, and a cost for manufacturing and maintenance is increased.
[0011]
Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems, and achieves miniaturization of the device without disposing individual wirings between the multi-point measurement control device and the multi-point measurement device and control device of the physical quantity, and achieves the multi-point measurement. Wiring man-hours do not increase due to the quantity or distance of measuring equipment and control equipment, and there is no measurement value error caused by external noise even if expensive shielded wires are not used, and no advanced connection technology is required It is an object of the present invention to provide a multipoint measurement control system that can reduce costs by using inexpensive modular cables and modular sockets.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a temperature sensor for measuring a physical quantity via a branch point from the same signal line derived from a controller in a multi-point measurement control device, an AD converter, and a control port for operating a control device. The basic means is a multi-point measurement control system that distributes a plurality of terminal devices and transmits data by serial communication according to a common communication protocol using digital signals. A communication control unit, an ID number unit, a data conversion unit, and a measurement unit are arranged in the temperature sensor and the AD converter for measuring the physical quantity, and a communication control unit, an ID number unit, and a data control are provided in a control port for operating a control device. Section and control equipment.
[0013]
Then, the temperature sensor and the AD converter for measuring the physical quantity collate the ID number with the communication control unit and the ID number unit, convert the physical quantity measured by the measuring unit from an analog value to a digital value by the data conversion unit, and send the data to the controller. While transmitting measurement data, the control port that activates the control device verifies the ID number with the communication control unit and the ID number unit according to the request from the controller, and activates the control device according to the operation signal from the data control unit. Let it.
[0014]
Specifically, from the same signal line derived from the controller in the multipoint measurement control device, a temperature sensor that measures the temperature in the greenhouse at multiple points via the branch point, an AD converter that measures various physical quantities at multiple points, In addition, the ventilation window control device attached to the control port for operating the control device and each terminal device of the heating boiler are laid in a state of being connected to the LAN, and the measurement data of each temperature sensor and various measurement data are input to the controller, and the data are transmitted to the controller. Using the management program set in the controller, the operation signal for opening and closing multiple ventilation windows and the operation signal for driving the heating boiler are transmitted to each control port using the same signal line, and appropriate temperature management in the greenhouse is performed. I do.
[0015]
AD converter for measuring various physical quantities, hygrometer, solar radiation meter, CO ₂ Attach a concentration meter and a soil moisture meter, convert the measured value into a digital signal and input it to the controller. With proper temperature control in the greenhouse, the required humidity, solar radiation, CO ₂ Humidifier, blackout curtain, CO to secure concentration ₂ Manage the operation of the generator. In addition to connecting a personal computer to the serial communication interface of the multi-point measurement control device and connecting a distant personal computer via the Internet network, it is possible to collect information on multi-point measured temperatures and various physical quantities in the greenhouse, While remotely monitoring the driving state of the ventilation window control device and the control devices such as the heating boiler, remote control is performed so as to maintain an appropriate room temperature. Furthermore, a wireless communication terminal device is provided in the controller of the multipoint measurement control device, and a remote PC or mobile phone is connected to the wireless communication network via the Internet network to perform wireless data communication with the wireless communication terminal device. By collecting information on the temperature and various physical quantities measured at multiple points in the greenhouse, and remotely monitoring the driving conditions of the ventilation window control device and control devices such as the heating boiler, the remote Provide a controlling system.
[0016]
The target devices and control items to be remotely monitored and controlled include proper temperature control of a freezer and refrigerated showcase and a refrigerator in a supermarket, water temperature, dissolved oxygen concentration, and water level of an aquaculture tank.
[0017]
According to such a multipoint measurement control system, both the temperature sensor and the AD converter that perform multipoint measurement of the physical quantity according to the request from the controller perform ID collation by the communication control unit and the ID number unit, and measure by the measurement unit. The physical quantity is converted from an analog value to a digital value by the data converter, and then the measurement data is transmitted to the controller. The control port for operating the control device checks the ID by the communication control unit and the ID number unit in response to the request from the controller, and notifies the controller of the state input to the control device by the operation signal from the data control unit. Or activate control equipment. The controller receives the individual ID address commands of the temperature sensors, AD converters, and control ports, which are terminal devices, and individually recognizes all terminal devices to perform multiple measurements and controls on the same signal line. It can be performed by time division.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a specific embodiment of a multipoint measurement control system according to the present invention will be described with reference to the drawings, by attaching the same reference numerals to the same components as the conventional configuration. In the present invention, terminal devices such as a temperature sensor, an AD converter, and a control port are distributed via a branch point from the same signal line derived from a controller in a multipoint measurement control device, and a common communication protocol using digital signals is used. The basic means is a multi-point measurement control system that transmits data by serial communication.
[0019]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration and operation principle of a multipoint measurement control system according to the present invention. As a physical quantity measurement, a temperature sensor, an AD converter, a measurement unit, a control port for operating a control device, and a control device are used. In the figure, reference numeral 3 denotes a multi-point measurement control device, and 3c denotes a controller in the multi-point measurement control device 3. A temperature sensor 12, an AD converter 13, and a control port 14 are connected to the same signal line 10 derived from the controller 3c. Are distributed via branch points 11a, 11b, 11c. A communication control unit 15, an ID number unit 16, a data conversion unit 17, and a measurement unit 18 are arranged in the temperature sensor 12 and the AD converter 13, respectively. A communication control unit 15, an ID number unit 16, A data control unit 19 and a control device 20 are arranged. The temperature sensor 12, the AD converter 13 and the control port 14 are set to transmit data by serial communication using digital signals according to a common communication protocol.
[0020]
The basic operation of such a multipoint measurement control system is as follows. That is, both the temperature sensor 12 and the AD converter 13 collate the ID by the communication control unit 15 and the ID number unit 16 in response to the request from the controller 3c, and only the temperature sensor 12 or the AD converter 13 whose ID matches are measured. The physical quantity measured by the unit 18 is converted from an analog value to a digital value by the data conversion unit 17, and the measured data is transmitted to the controller 3c. The control port 14 checks the ID by the communication control unit 15 and the ID number unit 16 in response to the request from the controller 3c, and only the data control unit 19 having the matched ID transmits a status signal to the controller or performs data control. The control device 20 is operated by an operation signal from the unit 19.
[0021]
Individual ID address commands of the temperature sensor 12, the AD converter 13, and the control port 14, which are terminal devices, are input to the controller 3c. Measurement and control can be performed by time sharing.
[0022]
FIGS. 2, 3 and 4 show a communication procedure of data to be transmitted. The controller 3c, a plurality of AD converters 13a, 13b, 13c, control ports 14a, 14b, 14c, measuring units 18a, 18b, 18c, The actual procedure of the communication procedure of the transmission data will be described by the following procedures 1 to 5 using the configuration of the control devices 20a, 20b, and 20c.
[0023]
[Procedure 1]
As shown in FIG. 2, the controller 3c supplies power to the AD converters 13a, 13b, 13c and the control ports 14a, 14b, 14c, which are terminal devices, and a reset pulse signal which is an initialization signal for communication preparation. 21 is transmitted.
[0024]
[Procedure 2]
As shown in FIG. 3, when the controller 3c requests a measurement value from the AD converter 13c, first, the individual ID address command 22 of the AD converter 13c is transmitted to the signal line 10. Next, only the AD converter 13c that matches the ID address command 22 requested by the controller 3c transmits the existence code 23 to the signal line 10. The communication thereafter is performed only between the controller 3c and the AD converter 13c until the controller 3c transmits the next reset pulse signal 21 as in Procedure 1.
[0025]
[Procedure 3]
As shown in FIG. 4, the AD converter 13c, which has been requested for the measurement value from the controller 3c, converts the physical quantity measured by the measuring unit 18c into a digital signal inside the AD converter 13c, and converts the information into a read signal 24 from the controller 3c. Is transmitted, a transmission 25 is performed on the signal line 10 as measurement data.
[0026]
[Procedure 4]
When the information collection of the AD converter 13c is completed in this way, the controller 3c sends out a reset pulse signal 21 as in Procedure 1 as preparation for performing the next control.
[0027]
[Procedure 5]
Thereafter, the controller 3c performs steps 1 to 4 for any one of the AD converters 13a, 13b, 13c and the control ports 14a, 14b, 14c, and completes one measurement or control.
[0028]
By performing the above-described transmission data communication procedure in a time-division manner, power is supplied to a plurality of terminal devices connected to the controller 3c by one signal line 10 and a bidirectional data signal is transmitted between the terminal devices. , Control signals can be transmitted, measurement of physical quantities by the measuring units 18a, 18b, 18c and operation control of the control devices 20a, 20b, 20c such as motors can be performed. Since each terminal device has an independent ID number, the controller 3c can recognize each terminal, and various data can be transmitted using the same signal line 10.
[0029]
FIG. 5 is a schematic diagram showing a specific example in which the present invention is applied to a temperature management system for a greenhouse 1. The basic configuration will be described. Reference numerals 12 and 12 denote temperature sensors for measuring the temperature inside the greenhouse 1. Is a multipoint measurement control device, 3c is a controller in the multipoint measurement control device 3, 4, 4 are ventilation window control devices, 5, 5 are ventilation windows, 6 is a heating boiler, 6a is a heating boiler control device, 13a, 13b, 13c, 13d are AD converters corresponding to various measuring instruments, 26 is a hygrometer, 29 is a solar radiation meter, and 42 is a CO ₂ The concentration meter 51 is a soil moisture meter, the controller 3c is provided with an input / output interface 27, and the ventilation window control devices 4 and 4 and the heating boiler control device 6a are respectively attached to the control port 14. .
[0030]
The signal line 10 derived from the input / output interface 27 of the controller 3c is connected to all the temperature sensors 12, 12 and the control ports 14, 14 and the respective AD converters 13a, 13b, 13c, 13d via the branching modular socket 28 via the LAN. It is laid as connected. When adding a new greenhouse 1a, the signal line 10 is branched from the closest point of the existing wiring and connected to the temperature sensor 12 and the control port 14 in the greenhouse 1a. That is, since a plurality of terminal devices can be arranged using the same signal line 10, the arrangement of the temperature sensor 12 and the control port 14 with respect to the added greenhouse 1a becomes easy.
[0031]
According to the multipoint measurement control system, the measurement data of the temperature sensors 12 and 12 is input to the controller 3c via the signal line 10 in response to the return command of the measurement value from the controller 3c, and the physical quantity measured by the measurement unit 18 Returns the measured value. At the same time, each of the hygrometer 26, the insolation meter 29, and the CO converter 13a, 13b, 13c, 13d ₂ The measured values of the physical quantities of the densitometer 42 and the soil moisture meter 51 are converted into digital signals and input to the controller 3c, and the opening / closing operation signals for the plurality of ventilation windows 5 and the heating are performed by a temperature management program preset in the controller 3c. The drive operation signal of the boiler 6 is transmitted to each control port 14 using the same signal line 10 so as to appropriately control the temperature in the greenhouses 1 and 1a, and to obtain the required amount of solar radiation and CO. ₂ Environmental management such as concentration, for example, humidifier, shade curtain, CO ₂ Operation management of the generator and the like can be performed.
[0032]
In each of the temperature sensors 12, 12 and the AD converters 13a, 13b, 13c, 13d, a communication control unit 15, an ID number unit 16, a data conversion unit 17, and a measurement unit 18 are arranged as described with reference to FIG. The control ports 14, 14 are provided with a communication control unit 15, an ID number unit 16, and a data control unit 19, and all transmission signals perform serial communication using digital signals as described with reference to FIGS. By doing so, data transmission of measurement signals, equipment status signals or operation signals via the same signal line 10 can be performed without being affected by wiring distance or external noise.
[0033]
For example, when the measured values of the temperature sensors 12, 12 exceed the upper limit or lower limit of the temperature value set in the controller 3c, the open / close state of the ventilation windows 5, 5 is controlled by the ventilation window control devices 4, 4, and further added. An appropriate room temperature can be maintained by controlling the driving state of the heating boiler 6 by the warm boiler control device 6a.
[0034]
FIG. 6 shows a specific example in which the multi-point measurement control system operates by remote monitoring or remote control. A personal computer 30 is connected to the serial communication interface 27a of the multi-point measurement control device 3, and a remote PC 31 is connected to the Internet. By connecting to the personal computer 30 via the network 32, a person at a distance remotely monitors the driving state of the control device such as the ventilation window control device 4 or the heating boiler 6 to maintain an appropriate room temperature of the greenhouse 1. be able to. A mobile phone 33 can be used instead of the personal computer 31. Further, it is easy to collect information such as various measurement data other than the temperature, status data, alarm data, and the like, and it is also possible to grow and manage crops in the greenhouse 1.
[0035]
FIG. 7 shows a specific example of remote monitoring and remote control of the above-mentioned multi-point measurement control system using a wireless communication network. The controller 3c of the multi-point measurement control device 3 attached to the greenhouse 1 has a radio communication terminal device 34. By connecting a distant personal computer 31 or mobile phone 33 to a wireless communication network 35 (packet communication network) via the Internet 32 and performing wireless data communication 36 with a wireless communication terminal device 34, The appropriate room temperature of the greenhouse 1 can be maintained while remotely monitoring the management state in the house and the driving state of each control device.
[0036]
FIG. 8 shows an example in which the multipoint measurement control system of the present invention is applied to a refrigerator / freezer showcase 37 and a refrigerator / freezer 38 in a supermarket and monitored remotely. Humidity sensors 40, 40 are also arranged outside the temperature sensors 12, 12, and these temperature sensors 12, 12 and the humidity sensors 40, 40 are connected to the multipoint measurement control device 3 via the same signal line 10. The wireless communication terminal device 34 is provided in the controller 3c as described with reference to FIG. 7, and the remote PC 31 or mobile phone 33 is directly connected to the PC 30 via the Internet network 32 as described with reference to FIG. Alternatively, it is connected to a wireless communication network 35 (packet communication network) via the Internet network 32 and wireless data is exchanged with the wireless communication terminal device 34. By communicating 36, the driving state of the managed status and control devices to maintain the proper temperature of the refrigerated showcase 37 with refrigerators 38 can be remotely monitored.
[0037]
FIG. 9 shows an example in which the multipoint measurement control system of the present invention is applied to a culture water tank 44 for remote monitoring and remote control. The culture water tank 44 has a water temperature sensor 45, a dissolved oxygen concentration sensor 46, a water level. A sensor 47, a heater 48, an air pump 49, and a solenoid valve 50 for adjusting the amount of water are provided. These sensors, the heater 48, the air pump 49, and the solenoid valve 50 for adjusting the amount of water are measured at multiple points via the same signal line 10. It is connected to the controller 3c of the control device 3. As described above, the controller 3c is provided with the wireless communication terminal device 34, and the distant personal computer 31 or the mobile phone 33 is directly connected to the personal computer 30 via the Internet network 32, or the wireless communication network 35 ( (A packet communication network) to perform wireless data communication 36 with the wireless communication terminal device 34, thereby obtaining a heater 48 based on measured values of the water temperature sensor 45, the dissolved oxygen concentration sensor 46, and the water level sensor 47 of the aquaculture tank 44. In addition, by performing drive control by remote monitoring of the air pump 49 and controlling on / off of the water amount adjusting solenoid valve 50, the water amount in the water tank can always be optimally adjusted.
[0038]
Other application examples of the present invention include information collection in various experimental facilities, measurement and control in production lines of various factories, gas, water, and electricity metering, management of parks and golf courses, security of buildings and unmanned warehouses, and the like. Remote monitoring of systems and outdoor equipment can be mentioned.
[0039]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, the temperature sensor and the AD converter that measure the physical quantity according to the request from the controller both collate the ID number by the communication control unit and the ID number unit, and The measured physical quantity is converted from an analog value to a digital value by the data conversion unit, and then the measured data is transmitted to the controller.The control port for operating the control device is controlled by the communication control unit and the ID number unit according to the request from the controller. The state of the control device can be read or the control device can be operated based on an operation signal from the data control unit by collating the ID number. In particular, it is not necessary to provide independent individual wiring between the controller of the multi-point measurement control device and the plurality of physical quantity measurement devices and control devices that are the measurement control target devices. There is no increase in man-hours and the like, and the size of the apparatus itself can be reduced, and the cost of the system itself can be reduced by reducing the manufacturing cost and the cost required for maintenance.
[0040]
The use of digital signals for transmission of measurement control signals causes measurement errors due to external noise due to electromagnetic induction even when using inexpensive modular cables without using expensive shielded wires as signal line wiring This has the effect that even if the wiring distance is long, there is no steady measurement error due to the resistance value. Furthermore, since the input and output of various signals to the controller can be performed with a single interface, the same model can be used without being affected by the number or type of terminal devices. There is no need to manufacture multiple models at all times by eliminating the need to manufacture them separately.
[0041]
In addition, even when a new terminal device is added, it is only necessary to distribute and connect from the existing signal line wiring closest to the expansion point, so that the new multipoint measurement control device and the multipoint measurement control device individually perform measurement signal line and control. There is no need to provide a signal line or the like, so that the number of wiring steps and system cost when adding a facility or the like can be reduced.
[0042]
Therefore, according to the present invention, it is possible to reduce the size of the measurement control device and reduce the number of measurement devices and control devices without disposing individual wiring between all of the measurement control devices and the plurality of measurement devices and control devices installed in the terminal. Provided is a multi-point measurement control system that does not increase the number of wiring steps due to an increase in distance, does not cause a measurement error due to external noise, and can reduce manufacturing costs and maintenance and management costs.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration and operation principle of a multipoint measurement control system according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a communication procedure of data transmitted according to the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a communication procedure of data to be transmitted.
FIG. 4 is a block diagram showing a communication procedure of data to be transmitted.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a specific example in which the present invention is applied to a greenhouse temperature management system.
FIG. 6 is a schematic diagram showing a specific example that operates by remote monitoring and remote control of the multipoint measurement control system.
FIG. 7 is a schematic diagram showing a specific example in which the multipoint measurement control system operates by remote monitoring or remote control using a wireless communication network.
FIG. 8 is a schematic diagram showing an example in which the multi-point measurement control system is applied to a refrigerator-freezer showcase and a refrigerator-freezer in a supermarket and remotely monitored.
FIG. 9 is a schematic diagram showing an example in which the multipoint measurement control system is applied to an aquaculture tank to perform remote monitoring and remote control.
FIG. 10 is a schematic diagram showing an example of a conventional greenhouse temperature management system.
[Explanation of symbols]
1,1a ... greenhouse
3. Multipoint measurement control device
4: Ventilation window control equipment
5. Ventilation window
6 ... Heating boiler
6a ... heating boiler control equipment
10 ... Signal line
12 ... Temperature sensor
13, 13a, 13b, 13c, 13d ... AD converter
14, 14a, 14b, 14c ... control port
15 Communication control unit
16 ... ID number part
17 Data conversion unit
18, 18a, 18b, 18c: measuring unit
19 Data control unit
20, 20a, 20b, 20c ... control equipment
26 ... Hygrometer
27 ... Input / output interface
28 ... Modular socket
29 ... Insolation meter
30, 31… PC
34 ... Wireless communication terminal equipment
35 ... Wireless communication network
36 ... Wireless data communication
37… Refrigerated showcase
38… Refrigerator
40 ... humidity sensor
42 ... CO ₂ Densitometer
44 ... Aquaculture tank
45 ... Water temperature sensor
46 ... Dissolved oxygen concentration sensor
47… Water level sensor
48 ... heater
49… Air pump
50: Solenoid valve for water flow control
51 ... Soil moisture meter
Reference number P3608

Claims

A plurality of terminal devices, such as a temperature sensor and an AD converter for measuring physical quantities from the same signal line derived from the controller in the multipoint measurement control device via a branch point, and a plurality of terminal devices for a control port for operating the control device are distributed. A multi-point measurement control system for transmitting data by serial communication using a common communication protocol using signals.

A communication control unit, an ID number unit, a data conversion unit, and a measurement unit are arranged in the temperature sensor and the AD converter for measuring the physical quantity, and a communication control unit, an ID number unit, and a data control are provided in a control port for operating a control device. The multipoint measurement control system according to claim 1, wherein the unit and the control device are arranged.

The temperature sensor and the AD converter that measure the physical quantity collate the ID number with the communication control section and the ID number section, convert the physical quantity measured by the measurement section from an analog value to a digital value by the data conversion section, and send the measured data to the controller. A control port for activating the control device while transmitting the data, performs the collation of the ID number by the communication control unit and the ID number unit according to the request from the controller, and activates the control device by the operation signal from the data control unit. 3. The multipoint measurement control system according to 1 or 2.

From the same signal line derived from the controller in the multipoint measurement control device, a temperature sensor that measures the temperature in the greenhouse via a branch point, an AD converter that measures various physical quantities, and a control port that operates control equipment The ventilation window control device and the terminal device of the heating boiler attached to the LAN are laid in a state of being connected to the LAN, and the measurement data and various measurement data of each temperature sensor are input to the controller, and the management program set in the controller is used. A multi-point system in which the temperature control inside a greenhouse is carried out by transmitting the operation signal for opening and closing multiple ventilation windows and the operation signal for driving the heating boiler to each control port using the same signal line. Measurement control system.

Hygrometer AD converter to measure the various physical quantities, the amount of solar radiation meter, and attaching a CO ₂ concentration meter and soil moisture meter, and input to the controller converts the measured value into a digital signal, the proper temperature in the vinyl house multi-point measurement control system according to claim 4 for humidity required together with the management, solar radiation, a humidifier for securing the CO ₂ concentration, curtains, the operation management of the CO ₂ generator.

By connecting a personal computer to the serial communication interface of the multi-point measurement control device and connecting a distant personal computer via the Internet, it is possible to collect information on multi-point measured temperatures and various physical quantities in the greenhouse, and to provide ventilation. 6. The multi-point measurement control system according to claim 4, wherein the window control device and the control device such as a heating boiler are remotely monitored so as to maintain an appropriate room temperature while being remotely monitored.

A wireless communication terminal device is provided in the controller of the multipoint measurement control device, and a remote PC or mobile phone is connected to the wireless communication network via the Internet network to perform wireless data communication with the wireless communication terminal device. Collects information on multi-point measured temperatures and various physical quantities in a greenhouse, and remotely controls the ventilation window control device and the control device such as a heating boiler while maintaining the appropriate room temperature by remote monitoring. The multi-point measurement control system according to claim 4 or 5, wherein

A plurality of temperature sensors and humidity sensors are provided in each of the freezer and refrigerator showcases and refrigerators in the supermarket, and each of the temperature sensors and humidity sensors is connected to the controller of the multipoint measurement control device via the same signal line, while the controller is connected to the controller. By directly connecting a personal computer to a wireless communication terminal or providing a wireless communication terminal device, and connecting a remote PC or mobile phone to the wireless communication network via the Internet network to perform wireless data communication with the wireless communication terminal device. 3. The multipoint measurement control according to claim 1 or 2, wherein information on multipoint measured temperature and various physical quantities of the freezer and refrigeration showcase and the refrigerator / freezer is collected and a driving state of a control device is remotely monitored so as to maintain an appropriate temperature. system.

A water temperature sensor, a dissolved oxygen concentration sensor, a water level sensor, a heater, an air pump, and a solenoid valve for adjusting the amount of water are arranged in the aquaculture tank, and each sensor, the heater, the air pump, and the solenoid valve for adjusting the amount of water are connected at the same signal line at multiple points. While connecting to the controller of the measurement control device, a personal computer is directly connected to the controller or a wireless communication terminal device is provided, and a distant personal computer or mobile phone is connected to the wireless communication network via the Internet network. Wireless data communication with the aquarium to collect information on multi-point temperatures and various physical quantities of the aquaculture tanks, and to control the driving of the heater and air pump by remote monitoring based on the measured values of water temperature, dissolved oxygen concentration and water level. 3. The method according to claim 1, further comprising the step of controlling the on / off of a water amount adjusting solenoid valve to constantly and optimally adjust the amount of water in the water tank. Measurement and control system.