JP2005184556A

JP2005184556A - 電力線通信システム

Info

Publication number: JP2005184556A
Application number: JP2003423633A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Matsuda; 亘弘松田; Hiroshi Hatano; 博司畑野; Hiroo Inoue; 博夫井上; Koji Kobayashi; 浩治小林
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2003-12-19
Filing date: 2003-12-19
Publication date: 2005-07-07

Abstract

【課題】システムの導入コストを低減可能な電力通信システムを提供する。
【解決手段】負荷Ｌを制御するリレーが内蔵される共にリレーを制御するためのスイッチＳを備えた端末器３１、リレーを制御するためのスイッチＳを備えた端末器３２、電気機器が接続可能な端末器３３、各端末器３１，３２，３３の制御を行うと共に制御のための情報を有するコントロールユニット１などの機器が電力線Ｌｐに接続され、電力線搬送によるデータ通信を行う電力線通信システムにおいて、コントロールユニット１は、上記情報を書き込むための設定装置を接続する設定装置接続端子３０として、汎用コンピュータ機器を接続可能な汎用のインタフェースを備えている。したがって、汎用コンピュータ機器に設定装置の有する機能を実現するためのソフトウェアをインストールすることにより、汎用コンピュータ機器を設定装置として用いることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力線に接続された複数台の端末器を備え端末器の間で電力線搬送によるデータ通信を行う電力線通信システムに関するものである。

従来から、中央制御装置とそれぞれアドレスを有する多数の端末器とを一対の信号線にて接続し、中央制御装置と各端末器との間で時分割多重伝送方式により伝送信号を授受するとともに、中央制御装置に設定した関係データにより規定されるアドレスの対応関係を用いて端末器間でデータを授受することによって端末器に設けたスイッチの操作に応じて他の端末器に接続した負荷を制御する遠隔監視制御システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。ここに、上記特許文献１に開示された遠隔監視制御システムは、各負荷が照明負荷であり、複数の照明負荷を一括して制御するパターン制御やグループ制御のデータを設定するパターン設定用端末器を上記一対の信号線に接続してある。なお、このパターン設定用端末器は、壁面に取り付けられるものであり、後面側に、信号線を接続する信号線接続端子や、電源線を接続する電源接続端子が配設されている。

一方、近年の電力線搬送通信技術の進歩に伴い、負荷（照明負荷、換気扇、リモート制御可能な電気機器など）をオンオフ制御するための端末器と、端末器へ電力線搬送通信により制御信号を送信するコントローラとを電力線に接続した構成の電力線通信システムが提案されている。この種の電力線通信システムでは、コントローラに各端末器の制御のための情報の設定を行う必要があり、情報の設定を行う設定装置を電力線に接続し、電力線搬送通信によりコントローラの設定を行っていた。ここにおいて、上記設定装置はシステムに常設しておくか、あるいは情報の設定が必要な際に作業者が電力線に接続して使用するシステム専用の設定装置であった。
特開平５−１７６３６１号公報（段落番号〔００１７〕〜〔００２０〕、図１〜図４参照）

ところで、上述の電力線通信システムでは、システム専用の設定装置が必要であり、システムの導入コストが高くなってしまう。また、設定装置をシステムに常設している場合には、設定装置が施工業者以外の人によって誤操作されてシステムの不具合を招く恐れがある。また、設定装置をシステムに常設していない場合には各施工業者に設定装置を配布する必要があり、システムを広く普及させるための妨げとなっていた。なお、上記特許文献１に開示された遠隔監視制御システムについても同様の課題があった。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、システムの導入コストを低減可能な電力線通信システムを提供することにある。

請求項１の発明は、電力線に接続された複数台の端末器を備え端末器の間で電力線搬送によるデータ通信を行う電力線通信システムであって、各端末器の制御を行うと共に制御のための情報を有するコントロールユニットを備え、コントロールユニットは、各端末器の制御のための情報の設定を行う機能を有した汎用コンピュータ機器を接続可能な汎用のインタフェースが設けられてなることを特徴とする。

請求項１の発明では、コントロールユニットに各端末器の制御のための情報の設定を行う機能を有した汎用コンピュータ機器を接続可能な汎用のインタフェースが設けられているので、パーソナルコンピュータやＰＤＡなどの汎用コンピュータ機器に設定装置の有する機能を実現するためのソフトウェアをインストールすることにより、汎用コンピュータ機器を設定装置として用いることが可能となるから、専用の設定装置が不要となって、システムの導入コストを低減することができるという効果がある。

本実施形態の電力線通信システムは、図１に示すように、単相３線式の商用電源（ＡＣ１００Ｖ）の電力線Ｌｐに、複数台の端末器３１，３２，３３、各端末器３１，３２，３３の制御（監視制御）を行うと共に制御（監視制御）のための情報を有するコントロールユニット１などの機器が接続されており、電力線Ｌｐに接続された機器間で電力線搬送通信を行うものであり、コントロールユニット１と各端末器３１，３２，３３との間や、端末器３１，３２，３３の間で電力線搬送によるデータ通信を行うようになっている。ここに、コントロールユニット１および各端末器３１，３２，３３それぞれの電源は電力線Ｌｐから供給される。

図１に示した端末器３１は当該端末器３１に接続された負荷（例えば、照明負荷、換気扇など）Ｌを制御するリレー（負荷Ｌと商用電源との間に挿入されるリレー）を内蔵するとともにリレーを制御するためのスイッチＳが設けられ、端末器３２は別の端末器３１に内蔵されたリレーを制御するためのスイッチＳが設けられている。図示例では端末器３１および端末器３２をそれぞれ１台ずつだけ示しているが、端末器３１および端末器３２はそれぞれ複数台設けられる。また、図１に示した端末器３３は、リモート制御の規格（例えば、ＪＥＭ−Ａなど）に適合した電気機器３４を接続可能なインタフェース端末器であり、電力線搬送によるデータ通信により電気機器３４への制御信号を受信し、この制御信号を電気機器３４が適合しているリモート制御信号に変換して送出する機能と、電気機器３４から入力された信号を電力線搬送通信が可能な信号に変換して電力線Ｌｐに送出する機能とを有している。

なお、本実施形態の電力線通信システムでは、単相３線式の商用電源の互いに異なる相間に接続された機器間での電力線搬送通信を可能とする異相間結合用のカプラ６５を、主幹ブレーカ６１および分岐ブレーカ６２を収納する分電盤６０内に配置してある。この種のカプラ６５は、商用電源の電源周波数に対してはインピーダンスが十分大きく、電力線搬送通信の信号周波数に対してはインピーダンスが十分小さな特性を有していれば良い。

ところで、コントロールユニット１には、上位クライアントである集中操作ユニット４０が電力線Ｌｐとは異なる専用信号線Ｌｓを介して接続されている。集中操作ユニット４０は、多数のスイッチ（図示せず）を備え、各スイッチの操作部となる操作釦（図示せず）の操作に応じて各端末器３１，３２，３３を監視制御できるようになっている。ここにおいて、コントロールユニット１は、専用信号線Ｌｓと電力線Ｌｐとの間でデータを授受するインタフェース機能を有している。

また、コントロールユニット１は、上述の専用信号線Ｌｓに接続されたホームゲートウェイ５０を通じてイーサネット（Ｒ）へ接続可能となっており、外出先からインターネット網を通じてパーソナルコンピュータや携帯電話などによる各端末器３１，３２，３３の遠隔監視制御を行うことができるようになっている。

以上説明した本実施形態の電力線通信システムでは、コントロールユニット１および各端末器３１，３２，３３それぞれにアドレスが設定されており、コントロールユニット１に設定する上記情報として、アドレスなどを利用してスイッチＳとリレーとを対応付ける関係データや集中操作ユニット４０の操作釦と各端末器３１，３２，３３とを対応付ける関係データなどを設定しておけば、端末器３１，３２のスイッチＳ，Ｓの操作や集中操作ユニット４０の操作釦の操作により、１回路のスイッチＳと１回路のリレーとを一対一に対応させる個別制御や、１回路のスイッチＳで複数回路のリレーを一括して制御する一括制御や、タイマ制御などを行うことが可能である。一括制御には一括オンオフ制御が行えるグループ制御とシーン制御が行えるパターン制御とがある。グループ制御では複数の負荷Ｌを同じ制御状態に制御し、パターン制御では複数の負荷Ｌをあらかじめ個々に設定した制御状態に制御することができるので、リレーにより制御される負荷Ｌが照明負荷であるときに特に有効である。また、タイマ制御にはスイッチＳの操作後に一定時間だけ負荷Ｌを動作させる制御や、スイッチＳの操作後に一定時間だけ遅延して負荷Ｌの動作を停止させる制御などがある。また、本実施形態の電力線通信システムでは、各端末器３１，３２，３３にアドレスなどを利用してスイッチＳとリレーとの対応付ける関係データを設定しておくことにより、コントロールユニット１を通すことなく、上述の個別制御、一括制御、タイマ制御などを行うことができる。

以下、コントロールユニット１についてさらに説明する。

コントロールユニット１は、図２に示すように、それぞれマイクロコンピュータを主構成とし相互にデータを授受する主処理部１１および通信処理部１２と、電力線Ｌｐを接続する電力線接続部１９と、専用信号線Ｌｓを接続する専用信号線接続部２０と、電力線接続部１９に接続される電力線Ｌｐを介して商用電源から供給される交流電圧を整流し安定化することによって内部回路の電源を得る電源回路１３とを備えている。

通信処理部１２は、電力線搬送通信によるデータ通信に関する送受信処理を行う機能と主処理部１１との間でデータを授受する機能とを有している。ここにおいて、通信処理部１２には、電力線搬送信号を増幅して結合トランスからなる結合回路部１８を通じて電力線Ｌｐに送出する送信回路部１６、結合回路部１８を通じて取り込んだ電力線搬送信号から所定の周波数成分の信号を抽出する受信回路部１７、通信処理部１２のクロック周期を決める発振回路１４、書換可能な不揮発性メモリ（例えば、ＥＥＰＲＯＭ）からなる記憶部１５、上記電源回路１３が接続されており、記憶部１５に格納されているデータに基づいて動作する。したがって、通信処理部１２では、受信回路部１７から取り込んだ信号を復調して主処理部１１へ伝送したり、主処理部１１から送られてきた信号を出力信号に変調して送信回路部１６を通して電力線Ｌｐに送出させる処理を行うことができるようになっている。なお、上述の結合回路部１８は、送信回路部１６および受信回路部１７と電力線Ｌｐとの間に挿入されており、送信回路部１６は、電源回路１３から電源が供給される。

主処理部１１は、主処理部１１のクロック周期を決める発振回路２１、電源投入時に主処理部１１をリセットするリセット回路２２、電力線Ｌｐを通じて他の機器へ電力線搬送信号を送信しているときに点灯させる発光ダイオードからなるＰＬＣモニタ素子を含むＰＬＣモニタ回路部２４、集中操作ユニット４０や上記情報の設定を行う機能を有した設定装置などの外部装置との間で信号を送受信するための送受信回路部２５、専用信号線Ｌｓを通じて外部装置からの外部信号を受信しているときに点灯させる発光ダイオードからなる外部信号モニタ素子を含む状態表示部２６、書換可能な不揮発性メモリ（例えば、ＥＥＰＲＯＭ）からなる記憶部２３、通常動作モードとシステム内の各機器（コントロールユニット１、各端末器３１，３２，３３）を設定装置により設定するメンテナンスモードとを選択可能なモード切換スイッチ２７、設定装置による設定を行う際に機器を設定装置に認識させるための設定スイッチ２８が接続されており、記憶部２３に格納されているデータに基づいて動作する。

ところで、上述の主処理部１１、通信処理部１２、電源回路１３、送信回路部１６、受信回路部１７、結合回路部１８、電力線接続部１９、記憶部１５，２３、ＰＬＣモニタ回路部２４、設定スイッチ２８は、コントロールユニット１および端末器３１，３２，３３に共通の構成要素であり、端末器３１では当該端末器３１の備えたスイッチＳやリレーを駆動する駆動回路、スイッチＳの操作に応じて制御される負荷Ｌの状態を表示する表示素子などが主処理部１１に接続され、端末器３２では当該端末器３２の備えたスイッチＳやスイッチＳの操作に応じて制御される負荷Ｌの状態を表示する表示素子などが主処理部１１に接続され、端末器３３では電気機器３４との間で信号を送受信するための送受信回路部などが主処理部１１に接続されている。

各機器において主処理部１１に接続された記憶部２３および通信処理部１２に接続された記憶部１５それぞれの記憶内容は、上述の設定装置により設定される。ここにおいて、設定装置による各機器の設定を行う際には、コントロールユニット１のモード切換スイッチ２７によりメンテナンスモードを選択するとともにコントロールユニット１に設定装置を接続し、設定対象の機器の設定スイッチ２８を操作することにより設定装置に機器を認識させてから設定を行えばよい。

コントロールユニット１の器体１０は、図３および図４に示すように、マルチメディアに対応して宅内の情報配線に利用される情報盤Ａに上述のホームゲートウェイ５０などとともに収納可能となるように形成されている。すなわち、器体１０は、外周形状が矩形状に形成されており、情報盤Ａ内において内器を取り付ける取付板に他の内器と同様の施工方法で取り付けることができるように、上下両面それぞれの後部から取付片１０ｂ，１０ｂ’が突設されている。ここに、器体１０の上面から突設された取付片１０ｂには、だるま孔状の取付孔１０ｃを形成し、器体１０の下面から突設された取付片１０ｂには、丸孔状の取付孔１０ｃ’を形成してある。したがって、コントロールユニット１は、情報盤Ａ内の取付板に取り付けるための取付ねじを各取付孔１０ｃ，１０ｃ’に挿入して取付板の取付用孔に螺合させることにより、上記取付板に取り付けられる。

また、コントロールユニット１は、電源回路１３と電力線接続部１９との間に挿入される電源スイッチＳＷのハンドルが器体１０の下部の前面に露出し、設定装置接続端子３０、専用信号線接続部２０、モード切換スイッチ２７、専用信号線Ｌｓを終端する専用信号線終端スイッチ７１が器体１０の上部の前面において左右方向に並設されている。なお、電力線接続部１９は器体１０の下面に設けてある。また、器体１０の前面には、上述のＰＬＣモニタ素子の光を外部へ出射するＰＬＣモニタ２４ａ、外部信号モニタ素子の光を外部へ出射する外部信号モニタ部２６ａ、電源スイッチＳＷが入のときに点灯される発光ダイオードからなる通電表示素子（図示せず）の光を外部へ出射する通電表示部２９ａを露出させてある。

ところで、本実施形態の電力線通信システムは、上記情報を設定するための設定装置を設定装置接続端子３０に接続して設定装置とコントロールユニット１との間で信号を授受することによりコントロールユニット１の記憶部１５，２３へ上記情報を書き込んだり、コントロールユニット１を通して端末器３１，３２，３３の各記憶部１５，２３へ上記情報を書き込むことができるものであるが、本実施形態では、設定装置接続端子３０として、パーソナルコンピュータやＰＤＡなどの汎用コンピュータ機器を接続可能な汎用のインタフェースを備えている。図示例では、設定装置接続端子３０を構成する汎用のインタフェースとして、６極２心のモジュラジャックを例示してあり、一端が設定装置に接続された通信ケーブルの他端に設けられたモジュラプラグを上記モジュラジャックに差し込めばよい。

なお、設定装置接続端子３０を構成する汎用のインタフェースは、モジュラジャックに限定するものではなく、例えば、パーソナルコンピュータが一般的に装備しているＵＳＢ、ＲＳ２３２Ｃ、ＬＡＮ端子などでもよい。

しかして、本実施形態の電力線通信システムでは、コントロールユニット１に各端末器の制御のための情報の設定を行う機能を有した汎用コンピュータ機器を接続可能な汎用のインタフェースが設けられているので、パーソナルコンピュータやＰＤＡなどの汎用コンピュータ機器に設定装置の有する機能を実現するための専用のソフトウェアをインストールすることにより、汎用コンピュータ機器を設定装置として用いることが可能となるから、専用の設定装置が不要となって、システムの導入コストを低減することができる。

実施形態を示すシステム構成図である。同上におけるコントロールユニットの回路ブロック図である。同上におけるコントロールユニットの正面図である。同上におけるコントロールユニットの斜視図である。

符号の説明

１コントロールユニット
１０器体
３０設定装置接続端子
３１，３２，３３端末器
３４電気機器
４０集中操作ユニット
５０ホームゲートウェイ
６０分電盤
６１主幹ブレーカ
６２分岐ブレーカ
６５カプラ
Ａ情報盤
Ｌｐ電力線
Ｌｓ専用信号線
Ｓスイッチ

Claims

電力線に接続された複数台の端末器を備え端末器の間で電力線搬送によるデータ通信を行う電力線通信システムであって、各端末器の制御を行うと共に制御のための情報を有するコントロールユニットを備え、コントロールユニットは、各端末器の制御のための情報の設定を行う機能を有した汎用コンピュータ機器を接続可能な汎用のインタフェースが設けられてなることを特徴とする電力線通信システム。