JP2005114300A - 冷却装置用の制御装置及び信号入力機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 非冷状態から冷却状態への切換時における温度警報機能の無効化を簡単な構成で実現する。
【解決手段】 冷蔵ショーケース１には、電源オン／オフ接点５ａと連動する冷非切換接点５ｂを有する電源スイッチ５と庫内温度を測定する測温抵抗体２とが設けられている。ショーケース１への電源供給が切断されているときは冷非切換接点５ｂはオンであり測温抵抗体２と抵抗器１９が並列に接続されているが、ショーケース１への電源供給が開始されると、冷非切換接点５ｂがオフとなり測温抵抗体２と並列に接続されていた抵抗器１９が取り外されることとなる。これにより検出データは急激に上昇し、ＣＰＵ１６は、非冷状態から冷却状態となったと判断して、温度警報機能を所定時間無効とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、低温ショーケースや家庭用・業務用冷蔵庫、プレハブ冷蔵庫などの冷却装置用の制御装置、及び、該制御装置に用いられる信号入力機器に関する。

低温ショーケースなどの冷却装置において、庫内温度が異常となったときに警報を発する制御装置が知られている。このような制御装置においては、冷却を行わない非冷状態から冷却を行う冷却状態に切り替えた直後は、庫内温度が上限設定値よりも高くなっているため、無用な警報が発生されてしまうことがある。
そこで、このような無用な警報を的確に回避するために、非冷状態から冷却状態への切換操作が行われた後所定時間内は、温度警報機能を無効とすることが提案されている（特許文献１）。
特開２０００−１８８０２号公報

上述のように無用な温度警報を回避するためには、非冷状態と冷却状態を切り換える冷非切換スイッチからの切換信号を制御装置に取り込むことが必要となる。そこで、従来は、庫内温度を測定する温度センサ入力回路とは別に、冷非切換スイッチの状態を検出する接点入力回路を設け、温度警報機能を有効又は無効とするようにされていた。

図４は、店舗に設置される冷凍・冷蔵ショーケース、冷蔵庫、冷凍庫などの冷却装置の状態を集中管理する店舗管理システムの構成を示すブロック図である。
この図において、１は冷却装置（ここでは、冷蔵ショーケースであるとする。）、３０はアナログ信号入力機器、４０は接点信号入力機器、５０は複数の冷却装置の状態などを管理する上位制御機器である。
ショーケース１において、２はショーケース１の庫内温度を測定するために設置された測温抵抗体、３はショーケース１の供給電源、４はショーケース１の電源回路、５はショーケース１の電源スイッチであり、電源スイッチ５は前記供給電源３の前記ショーケース電源回路４への供給を制御する電源オン／オフ接点５ａと、該電源オン／オフ接点５ａと連動し、電源オン／オフ接点５ａがオンとなったときにオフとなり、オフとなったときにオンとなる冷非切換接点５ｂとからなる。

アナログ信号入力機器３０は、前記測温抵抗体２が接続される入力端子３１ａと３１ｂ、定電流源３３と増幅器３４を含む測温抵抗体入力回路３２、前記増幅器３４の出力をデジタルデータに変換するアナログデジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）３５、Ａ／Ｄ変換器３５の出力データが入力される処理装置（ＣＰＵ）３６、ＣＰＵ３６に接続された表示部３７、ＣＰＵ３６に接続され上位制御機器５０にデータを伝送する通信部３８を有している。ここで、前記入力端子３１ａは前記増幅器３４の非反転入力に接続されるとともに、前記定電流源３３の一端に接続されており、また、前記入力端子３１ｂと前記増幅器３４の反転入力は接地に接続されている。これにより、前記定電流源３３からの所定の大きさを有する電流が前記入力端子３１ａ、測温抵抗体２、前記入力端子３１ｂを介して接地に流れ、測温抵抗体２の両端に庫内温度に対応する電圧が発生する。この電圧は前記増幅器３４で増幅され、Ａ／Ｄ変換器３５でデジタルデータに変換されてＣＰＵ３６に入力される。ＣＰＵ３６は、Ａ／Ｄ変換器３６からの入力データに対してスケーリング処理などを行い、その結果を表示部３７で表示するとともに、通信部３８を介して上位制御機器５０に伝送する。

接点信号入力機器４０において、４１ａ，４１ｂは前記冷非切換接点５ｂが接続される入力端子、４２は絶縁素子（フォトカプラ）４３と抵抗器４４，４５を有する接点入力回路、４６は前記接点入力回路４２に接続された入力ポート、４７は前記入力ポート４６に接続された処理装置（ＣＰＵ）、４８は前記ＣＰＵ４７に接続された表示部、４９は前記ＣＰＵ４７に接続され前記上位制御機器５０に対してデータを伝送する通信部である。
このように構成された接点信号入力機器４０において、前記冷非切換接点５ｂのオン／オフに応じて、前記絶縁素子４３内の発光ダイオードの発光が制御され、それに応じてフォトトランジスタの導通が制御される。これにより、冷非切換接点５ｂがオンのときには入力ポート４６に電源電位が供給され、オフのときには接地電位が供給されることとなる。前記ＣＰＵ４７は、入力ポート４６のデータを読み込み、冷却状態であるか非冷状態であるかを表示部４８で表示するとともに、前記通信部４９を介して上位制御機器５０に伝送する。

なお、上記した温度センサ以外にも、圧力センサなどからのセンサ信号や各種接点からの接点信号を入力する信号入力機器が設けられ、これらの信号も前記上位制御機器に伝送されるがこれらについては、記載を省略する。
上位制御装置５０は、その管理下にある冷却装置に接続されたアナログ信号入力機器や接点信号入力機器から伝送された測温抵抗素子や圧力センサなどの各種センサによる測定信号や各種接点信号を受信し、それらの状態を記録するとともに、測定された庫内温度があらかじめ定めた上限設定値と下限設定値の間にないときには警報を発生するようになされている。そして、前記接点信号入力機器４０から伝送される冷非切換接点の状態を示す情報に基づいて、非冷状態においては、温度警報機能を無効とし、非冷状態から冷却状態に切り換えられてから所定時間は温度警報機能を無効として無用な警報を回避するようになされている。

上述のように、無用な警報を回避するためには冷非切換スイッチの切換信号を制御装置に取り込むことが必要となる。
しかしながら、これらの制御装置においては、入力信号形態は、アナログ信号（温度や各種信号を処理する電流入力）と接点信号とがあり、従来の技術では、アナログ信号と接点信号は別々の専用入力手段で処理していたため、冷非切換スイッチの状態を入力したい場合は、温度センサ入力手段の他に接点入力手段が必要となるという問題があった。

そこで、本発明は、簡易な構成で、無用な警報を回避することができる冷却装置用の制御装置、及び、信号入力機器を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の冷却装置用の制御装置は、冷却装置の庫内温度等を計測する温度センサを備え、温度計測値が異常値となったときに警報を通知するようになされた冷却装置用の制御装置であって、前記温度計測値が所定時間に所定量以上変動したときに、前記冷却装置の運転の開始又は停止があったものと判断して、前記警報の通知を無効又は有効とする手段を有するものである。
また、前記冷却装置の運転が開始されたとき、前記警報の通知を所定時間だけ無効とした後に有効とし、前記冷却装置の運転が停止されたとき、前記警報の通知を無効とするものである。
さらに、前記制御装置は、前記冷却装置の庫内温度があらかじめ設定した値となるように前記冷却装置を制御するものとされている。

さらにまた、本発明の信号入力機器は、第１、第２及び第３の入力端子と、前記第１の入力端子と前記第３の入力端子との間に接続された抵抗器と、前記第１の入力端子と接地の間の電圧を増幅する増幅器と、該増幅器の出力をデジタルデータに変換するアナログデジタル変換器と、該アナログデジタル変換器の出力が入力される処理装置とを有し、前記第１の入力端子と前記第２の入力端子の間に測温抵抗体が接続され、前記第２の入力端子は接地に接続され、前記第２の入力端子と前記第３の入力端子の間に接点が接続されており、前記処理装置は、前記アナログデジタル変換器の出力が所定時間に所定量以上変動したことにより、前記接点がオンあるいはオフされたことを検出するようになされているものである。
さらにまた、本発明の他の信号入力機器は、第１及び第２の入力端子と、前記第１の入力端子と接地との間の電圧を増幅する増幅器と、該増幅器の出力をデジタルデータに変換するアナログデジタル変換器と、該アナログデジタル変換器の出力が入力される処理装置とを有し、前記第１の入力端子と前記第２の入力端子の間に測温抵抗体及び抵抗器と接点との直列回路が並列に接続され、前記第２の入力端子は接地に接続されており、前記処理装置は、前記アナログデジタル変換器の出力が所定時間に所定量以上変動したことにより、前記接点がオンあるいはオフされたことを検出するようになされているものである。

本発明の冷却装置用の制御装置によれば、冷非切換スイッチのオン又はオフを判断するデジタル入力処理部を備えることなく、冷非切換スイッチのオン又はオフを判断することができ、無用な温度警報を回避することが可能となる。 また、センサ用の信号入力機器の他に接点入力手段を必要としないため、信号入力機器を組み込む制御装置をコンパクトかつ安価なものとすることができる。

図１は、本発明の冷却装置用の制御装置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。なお、ここでは冷却装置として低温ショーケースを使用した場合を示すが、他の冷却装置についても同様に適用することができる。
この図において、ショーケース１、測温抵抗体２、ショーケースの供給電源３、ショーケースの電源回路４、電源オン／オフ接点５ａと冷非切換接点５ｂを有するショーケース１の電源スイッチ５は、いずれも、前記図４に示したものと同一のものであり、説明は省略する。
また、１０は信号入力機器、２０は前記図４における上位制御機器５０と同様の上位制御機器である。

図示するように、本発明の信号入力機器１０は、第１の入力端子１１ａ、第２の入力端子１１ｂ及び第３の入力端子１１ｃの３つの入力端子を有し、第１の入力端子１１ａと第２の入力端子１１ｂには前記ショーケース１内に設置された測温抵抗体２が接続され、第２の入力端子１１ｂと第３の入力端子１１ｃには前記ショーケース１の電源スイッチ５の冷非切換接点５ｂが接続されるようになされている。
また、前記第１の入力端子１１ａと前記第３の入力端子１１ｃとの間には所定の抵抗値を有する抵抗器１９が接続されており、前記第１の入力端子１１ａは測温抵抗体入力回路１２の定電流源１３の一端と増幅器１４の非反転入力に接続されている。そして、前記第２の入力端子１１ｂと前記増幅器１４の反転入力は接地に接続されている。
前記測温抵抗体入力回路１２の出力はＡ／Ｄ変換器１５に入力され、該Ａ／Ｄ変換器１５の出力データはＣＰＵ１６に入力される。ＣＰＵ１６には、表示部１７と通信部１８が接続されており、通信部１８は前記上位制御機器２０と接続されている。

このように構成された冷却装置用の制御装置において、前記ショーケース１の電源が投入されている（電源オン／オフ接点５ａがオン、冷非切換接点５ｂがオフ）とき（通常状態）は、前記定電流源１３からの電流が測温抵抗体２に流れたときに測温抵抗体２の両端（入力端子１１ａと１１ｂの間）に現れる電位差が増幅器１４で増幅され、Ａ／Ｄ変換器１５でデジタルデータに変換されてＣＰＵ１６に入力される。ＣＰＵ１６では入力データに対してスケーリング処理等の演算を行い、測定温度を前記表示部１７に表示し、さらに通信部１８により上位制御機器２０へ温度データを送信する。また、ＣＰＵ１６であらかじめ設定された上限警報設定値を越えたり、あるいは下限警報設定値を下回る異常値を検出した場合や接点の短絡・開放を検出した場合は、警報状態を前記表示部１７に表示し、通信部１８により上位制御機器２０へ通知する。なお、測定値自体や接点の状態を示す情報も上位制御機器２０に通知してもよい。さらに、上位制御機器２０は電話回線などを通じて遠隔監視システム（不図示）に警報状態、測定値等を伝送してもよい。

また、ショーケース１の電源がオフとされたときは、警報が無効（警報機能を停止）とされる。すなわち、ショーケースの電源スイッチ５がオフにされると冷非切換接点５ｂがオンとなり、入力端子１１ｂ，１１ｃが短絡され、抵抗器１９が測温抵抗体２に対して並列に接続される。これにより、測温抵抗体入力回路１２に入力される電圧データが瞬時に低下し、その変化をＣＰＵ１６が検出したときに、ＣＰＵ１６は警報機能を無効とする。
一方、ショーケース１の電源が投入されたときは、警報が有効（警報機能を動作）とされる。すなわち、ショーケース１の電源スイッチ５がオンにされると冷非切換接点５ｂがオフとなり、温度センサ（測温抵抗体）２と並列に接続された抵抗器１９が切り離され、測温抵抗体入力回路１２に入力される電圧データが瞬時に上昇する。その変化をＣＰＵ１６が検出したときに、ＣＰＵ１６は警報を有効とする。ただし、前述と同様に、無用な警報を回避するために、あらかじめ設定した所定時間の間は警報機能を無効とする。

なお、ＣＰＵ１６では、通常、スケーリング処理の前に一次遅れフィルタ等のソフト処理が入っており、前記変化を検出するには所定時間かかるが、実際の計測データが温度センサ（測温抵抗体）２の温度から温度センサ２と抵抗器１９の合成抵抗による温度に到達するまでにかかる時間、あるいは温度センサ２と抵抗器１９の合成抵抗による温度から温度センサ２の温度に到達するまでにかかる時間よりも十分に短い時間であるため、検出することが可能となる。

図２は、本発明の冷却装置用の制御装置及び信号入力機器の他の実施の形態の構成を示すブロック図である。この図において、前記図１と同一の構成要素には同一の番号を付し、説明を省略する。
図示するように、この実施の形態においては、前記抵抗器１９をショーケース１側に、前記冷非切換接点５ｂと直列に設け、該抵抗器１９と冷非切換接点５ｂとの直列回路を前記測温抵抗体２と並列に、信号入力機器１０の入力端子１１ａ，１１ｂに接続するようにしている。
この実施の形態においても、前述した実施の形態と同様に、冷非切換接点５ｂが導通状態となったときに測温抵抗体２に抵抗器１９が並列に接続され、測温抵抗体２と抵抗器１９の合成抵抗が測温抵抗体入力回路１２に入力され、前記図１の場合と同様に動作する。
このように、この実施の形態によれば、１１ａと１１ｂの２つの入力端子ですむ。

上記図１に示した本発明の実施の形態の動作について、図３を用いて詳細に説明する。なお、図２の実施の形態の場合にも同様に動作する。
図３において、（ａ）はショーケース１の庫内温度、（ｂ）は前記信号入力機器１０の検出データの例を示しており、縦軸は温度、横軸は共通の時間軸である。なお、ここでは、測温抵抗体２として白金センサー（Ｐｔ１０００）を使用し、抵抗器１９の抵抗値を５ｋΩとした。
ここで、初期状態では、ショーケース１及び制御装置（信号入力機器１０）のいずれも電源が投入されておらず、庫内温度は２０℃であるとする。また、制御装置は、起動時には非冷モードとされ、温度の監視を行わない（無効とする）ようになされている。そして、冷却装置の冷却が開始されたときに監視モード（通常モード）となり、庫内温度を監視して、上限警報設定値を超えたとき、又は下限警報設定値よりも低くなったときに警報を発生するようになされている。

図３の（ｂ）において、（１）で示す時刻に制御装置（信号入力機器）１０の電源が投入されたとする。ショーケース１の電源は投入されていないため、冷非切換接点５ｂはオン状態であり、測温抵抗体２と抵抗器１９が信号入力機器１０の入力に並列に接続されている。測温抵抗体２は庫内温度（２０℃）に対応する抵抗値となっているが、測温抵抗体２と並列に抵抗器１９が接続されているため、信号入力機器１０のＣＰＵ１６により検出されるデータは実際の庫内温度よりも非常に低い値（図では、約−２８℃）となっている。ただし、制御装置は非冷モードであるため、警報は発せられない。

時刻（２）となって、ショーケース１の電源スイッチ５が投入されると、電源オン／オフ接点５ａが導通してショーケース１の冷却動作が開始されるとともに、冷非切換接点５ｂが非導通となり、抵抗器１９と接地とを結ぶ回路が切断される。これにより、測温抵抗体２のみが信号入力機器１０の入力に接続されることとなり、図示するように、検出データは庫内温度（２０℃）に対応する値の近傍まで急速に上昇する。前記ＣＰＵ１６は、この検出データの急速な上昇を検出して、前記冷非切換接点５ｂがオフ状態となったと判断し、監視モード（通常モード）に移行する。ただし、同時に、マスクタイマーを動作させてマスクタイマーで規定される時間の間は、警報を発生しないように動作する。ここで、前記ＣＰＵ１６は、検出データが所定時間内に所定値以上上昇したときに、前記冷非切換接点５ｂが非導通状態になったと判断する。例えば、数サンプルの間に２０℃以上の温度の上昇を検出したときに、冷非切換接点５ｂが非導通となったと判断する。
そして、マスクタイマーは、その設定時間を経過すると庫内温度が目標設定値の近傍となる時間に設定されており、図示するように、マスクタイマーの設定時間が経過した後は、通常の監視動作が行われる。

全商品が売れるなどして、時刻（３）にショーケース１の電源がオフとされたときは、前記冷非切換接点５ｂが導通状態となり、前記測温抵抗体２と並列に抵抗器１９が接続されることとなる。これにより、前記信号入力機器１０に接続される抵抗値が小さな値となり、その両端の電位差が低下して、検出される温度は急速に低下する（図では、−３０℃以下まで低下している）。
ＣＰＵ１６は、この検出データの急速な低下を検出して、前記冷非切換接点５ｂが導通状態となったこと、すなわち、前記ショーケース１の電源がオフとされ非冷状態となったと判断し、監視を行わない非冷モードに移行する。なお、この検出データの急速な低下も、所定時間内に所定値以上検出値が低下したこと、具体的には、所定サンプルの間に検出値が所定値（例えば２０℃）以上低下したことにより検出する。

そして、商品が補充されるなどして時刻（４）に再びショーケース１の電源が投入されると、前記冷非切換接点５ｂが導通し、前記時刻（２）の場合と同様に、検出値が急速に上昇する。前記ＣＰＵ１６は、これを検出して、監視モードに移行するが、前述と同様に、マスクタイマーにより規定される時間は警報の発生を行わない。
図示するように、時刻（５）に検出値が上限警報設定値を上回ったときは、前記マスクタイマーの動作を開始させる。そして、その設定時間を経過した時刻（６）においても、検出値が上限警報値を上回っている場合には、警報を発生する。

このように、本発明の冷却装置用の制御装置によれば、温度計測値が所定時間に所定値以上変化したことにより非冷状態から冷却状態又は冷却状態から非冷状態になったことを検出することができ、それに基づいて、警報出力の無効／有効を制御することができる。
また、本発明の信号入力機器によれば、接点信号用の入力端子を別途設けることなく、測温抵抗体用の入力端子からの入力信号により、接点のオン／オフを検出することができる。

なお、上述した実施の形態においては、上位制御機器２０に測定値や運転状況及び警報を通知する店舗管理システムであったが、これに限られることはない。すなわち、上位制御機器２０が設けられておらず、ＣＰＵ１６が冷却装置１の庫内温度があらかじめ設定した値となるように制御する温度制御などの制御を行うものであっても、同様に本発明を適用することができる。
また、上記においては、信号入力機器１０は、冷非切換接点５ｂのオン／オフを検出するようにしていたが、他の接点のオン／オフについても同様の手法を適用することができる。
さらにまた、図１及び図２に示した実施の形態における信号入力機器１０においては、１点の温度センサーを接続する実施の形態を示したが、これに限られることはなく、複数のセンサーを接続するようにしてもよい。例えば、８チャンネルのＡ／Ｄ変換器を備えて、８点のセンサーや接点信号を接続するようにすることもできる。

本発明の冷却装置用の制御装置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。 本発明の冷却装置用の制御装置の他の実施の形態の構成を示すブロック図である。 本発明の冷却装置用の制御装置の動作を説明するための図である。 従来の冷却装置用の制御装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１：ショーケース、２：測温抵抗体、３：供給電源、４：ショーケースの電源回路、５：ショーケース電源スイッチ、５ａ：電源オン／オフ接点、５ｂ：冷非切換接点、１０：信号入力機器、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ：入力端子、１２：測温抵抗体入力回路、１３：定電流源、１４：増幅器、１５：Ａ／Ｄ変換器、１６：ＣＰＵ、１７：表示部、１８：通信部、１９：抵抗器、２０：上位制御機器

Claims (5)

1. 冷却装置の庫内温度等を計測する温度センサを備え、温度計測値が異常値となったときに警報を通知するようになされた冷却装置用の制御装置であって、
   前記温度計測値が所定時間に所定量以上変動したときに、前記冷却装置の運転の開始又は停止があったものと判断して、前記警報の通知を無効又は有効とする手段を有することを特徴とする冷却装置用の制御装置。
2. 前記冷却装置の運転が開始されたとき、前記警報の通知を所定時間だけ無効とした後に有効とし、前記冷却装置の運転が停止されたとき、前記警報の通知を無効とすることを特徴とする請求項１記載の冷却装置用の制御装置。
3. 前記制御装置は、前記冷却装置の庫内温度があらかじめ設定した値となるように前記冷却装置を制御するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の冷却装置用の制御装置。
4. 第１、第２及び第３の入力端子と、
   前記第１の入力端子と前記第３の入力端子との間に接続された抵抗器と、
   前記第１の入力端子と接地の間の電圧を増幅する増幅器と、
   該増幅器の出力をデジタルデータに変換するアナログデジタル変換器と、
   該アナログデジタル変換器の出力が入力される処理装置とを有し、
   前記第１の入力端子と前記第２の入力端子の間に測温抵抗体が接続され、
   前記第２の入力端子は接地に接続され、
   前記第２の入力端子と前記第３の入力端子の間に接点が接続されており、
   前記処理装置は、前記アナログデジタル変換器の出力が所定時間に所定量以上変動したことにより、前記接点がオンあるいはオフされたことを検出するようになされていることを特徴とする信号入力機器。
5. 第１及び第２の入力端子と、
   前記第１の入力端子と接地との間の電圧を増幅する増幅器と、
   該増幅器の出力をデジタルデータに変換するアナログデジタル変換器と、
   該アナログデジタル変換器の出力が入力される処理装置とを有し、
   前記第１の入力端子と前記第２の入力端子の間に測温抵抗体及び抵抗器と接点との直列回路が並列に接続され、
   前記第２の入力端子は接地に接続されており、
   前記処理装置は、前記アナログデジタル変換器の出力が所定時間に所定量以上変動したことにより、前記接点がオンあるいはオフされたことを検出するようになされていることを特徴とする信号入力機器。

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