JP2009005361A - 制御センタ用の電力線通信 - Google Patents

Abstract

【課題】制御センタ用の電力線通信を提供すること。
【解決手段】ｉＭＣＣの名称で知られている、特にモータ用の知的集中制御パネル（１２０）では、外部との通信が電力線搬送電流すなわちＰＬＣによって行われる。それによって、制御パネル（１２０）の配線は大幅に低減することができる。多数の線路スタータ（１０４）、したがって多数の並列接続された搬送電流インターフェイス（１３０）を含む高密度システムでこのタイプの通信を使用できるようにするために、本発明は、ＰＬＣ変換デバイス（１３２）と直列に、好ましくは電子的に調節可能なインピーダンス（１５０）を挿入することを提案する。有利には、調節アルゴリズムにより、追加されるインピーダンス（１５０）の値が様々なインターフェイス（１３０）の形状および位置に応じて最適化され得る。
【選択図】図４

Description

本発明は、知的モータ制御センタ（ｉＭＣＣ）と呼ばれる、モータの操作の好ましい利用において知的集中制御パネルに適する制御・モニタリング・モジュールに関する。

より詳細には、本発明は、ｉＭＣＣ中の電力線搬送電流、すなわちＰＬＣによる伝送、および信頼できる操作のためにｉＭＣＣ構成要素のインピーダンスを調節する方法に関する。したがって、本発明によるモジュールおよびモジュール・パネルは調節可能なインピーダンス・デバイスを備える。

知的モータ制御センタｉＭＣＣは、配電ならびにモータの制御（およびモニタリング）および保護のために専用であり、モータ・スタータが操作および保守の理由で同じ場所に配置される連続または半連続プロセスのために特に使用される低電圧パネルである。特に、プログラマブル・コントローラは、通信ネットワークを介して電気技術的機能および測定機能を共に行うモータ・スタータ・デバイスを接続する。コントローラ（電力開閉）から生じる制御タイプ、および計装タイプ（データ移送）のデータは通信ネットワークを通過する。様々な交換の間の走査時間は制御されなければならず、好ましくは約数百ミリ秒であるべきである。

しかし、いくつかの用途では、統合されるべき非常に多くのモータ・スタータがｉＭＣＣ通信ネットワークの配線を複雑で高価にする。さらに、いったん集中型パネルが完成すると、既存のｉＭＣＣにモータ・スタータを加えること、および／または全システムを再度必要な大きさにすることなしにそれの要素のうちの１つを変更することは問題になる。

この問題を克服するために、線路が特にモータ・スタータを供給するｉＭＣＣに既に存在する電線を介してデータを通過させることが考えられてきた。本発明によれば、プログラマブル・コントローラおよびモータ・スタータは補助ケーブルを介して電力線搬送通信技術、すなわちＰＬＣ技術によって通信する。したがって、知的モータ制御センタのケーブルの数は接続の数であるので低減され、それにより顧客に対する最終コストが低減され、維持管理が簡単化される。アセンブリを行う場合、組立工の仕事は、既に、ケーブル体積および接続の低減のために容易になっている。この解決策は例えば文献の特開２００５−１５７７４７号公報に説明されている。

しかし、このタイプの通信は特に工業敷地によく適しているように見えるが、信頼性および効率の問題が依然として生じる。特に、ＰＬＣ信号の減衰が非常に高いことがあり、したがって、特に各々が多数のモータ・スタータを備えるマルチプルｉＭＣＣが在る敷地において、有用なＰＬＣ信号が最適な効率には弱すぎることがある。ｉＭＣＣのＰＬＣ技術による通信の使用が正しく作動するために、ＰＬＣ製品は、モータと通信するために使用される電力供給システムの特殊性を考慮するように構成されなければならない。
特開２００５−１５７７４７号公報

他にも利点はあるが、本発明の目的は、多数の、特に４００個までのモータの集中制御・モニタリング構成におけるＰＬＣ伝送の欠点を軽減することである。より一般には、本発明は、高密度に並列に接続され、特にイーサネット（登録商標）・タイプの通信手段を介して中央システムと通信することができるいくつかの制御・モニタリング・モジュールからなるパネルに関する。パネル内部の通信手段はできる限り電力線搬送通信によって達成される。

１つの特徴によれば、本発明はパネルの制御モジュールに関し、その制御モジュールは、ＰＬＣ受信・変換デバイスに双方向でデータを移送するために第１の通信手段に接続することができるモータ、例えば電子式リレーを制御および／またはモニタするように設計された線路スタータ・デバイスを備える。第１の通信手段は線路スタータ・デバイスに適するように構成され、第１の通信手段は、シリアル線路通信バスによって、例えばＭｏｄｂｕｓ（登録商標）ＳＬプロトコル（すなわちシリアル線路を使用する「マスター・スレーブ」タイプのデジタル通信プロトコル）を使用して形成することができ、または通信は、コンバータが線路スタータ・デバイスもしくは任意の他の代替品に統合されている場合、ＴＣＰ／ＩＰ接続によって管理することができる。

したがって、本発明によるモジュールは、入力システムによって電力システムに接続することができる主電力線に接続されたこの受信・変換デバイスを備える搬送電流インターフェイスをさらに備える。本発明による搬送電流インターフェイス、すなわちＰＬＣインターフェイスの主線路は、インピーダンスが特に５００Ωに達することがあるモジュールのインピーダンス整合デバイスを備え、その結果、モジュールのインピーダンスは少なくとも２つの異なる値、すなわち受信／変換デバイスの値に近い低い値、通常約５０Ω、および高い値を取る。

有利には、本発明によるモジュールでは、線路入力デバイスの電力供給はＰＬＣインターフェイスを介して行われ、ＰＬＣインターフェイスは、好ましくは本発明による電力供給システムのモジュールへの単一の接続が十分であるように補助電力線を備える。補助電力線は、特に線路スタータ・デバイスのインピーダンスを上げるデバイスを含むことができる。あるいは、このインピーダンス上昇デバイスは線路スタータ・デバイスに接続される。

本発明は、さらに、１列にいくつかの先のモジュール、例えば２０個のモジュール、もしくは１２０個ものモジュールの組を含むか、または各々が例えば２０個のモジュールを含み、それの主電力線が同一の電力供給部に接続されるいくつかの段（２０個まで）を含むパネルに関する。電力線を介して通過するＰＬＣ信号は、着信ユニット、例えばコントローラまたはコンピュータ・システムによって読出しおよび／または生成が行われる。着信ユニットは、ＰＬＣ信号を受信するために電力線に直接接続することができる。好ましい実施形態によれば、着信ユニットは第２の通信手段、例えばイーサネット接続を介して通信する。この場合、第２のＰＬＣ信号変換／受信デバイスが本発明によるパネルと着信ユニットとの間に接続される。

好ましくは、第２の変換／受信デバイスは第２のＰＬＣインターフェイスの一部であり、本発明による構成のＰＬＣインターフェイスはすべて同一である。ＰＬＣ製品の場所に適応させるために、ＰＬＣインターフェイスの主線路のインピーダンス整合デバイスは可変である。特に、そのインピーダンスは、着信ユニットに接続された第２のインターフェイスに対して零、および本発明によるモジュールの一部を形成する第１のインターフェイスに対して高くすることができる。モジュールおよび／またはＰＬＣインターフェイスの異なるインピーダンス値は、電力供給入力システムにおいて異なるインピーダンスのいくつかの枝路の間で選ぶことによって得ることができる。

好ましい実施形態によれば、整合デバイスは本発明によるモジュールの使用および場所に応じて調節することができる調節可能なインピーダンスを有する。有利には、本発明によるパネルは、パネルの構成に応じて最適のインピーダンスの値を与える前記手段の記憶装置に基づいて、この調節可能なインピーダンスの値を調節することができる電子手段をさらに備える。これらの電子手段は、着信ユニットの一部を形成するかまたは追加とすることができる。

有利には、電子インピーダンス調節手段は、１つずつインピーダンスを調節するための決定手段、例えばアルゴリズム決定手段を含む。それによって、別の特徴によれば、本発明は、制御・モニタリング・パネルの電力線搬送電流インターフェイスのインピーダンスを調節する方法に関する。

本発明による複数のモジュールを備える知的パネルでは、インストレーションの途中または通常の操作プロセスの間のいずれか、および走査動作が行われているとき、本発明による方法は、記憶された値から、およびパネル構成から、またはさらにモジュールの場所から１組のインターフェイスのインピーダンスを決定するステップを含む。手動または好ましくは自己調節による自動化のいずれかによる連続調節ステップにより、このようにして構成された構成を最適化することが可能である。

他の利点および特徴は、例示的で非限定的な例のためにのみ与えられ、添付の図に示された本発明の特定の実施形態の以下の説明から明確に明らかになるであろう。

本発明は高密度の通信デバイスに固有な問題を解決するために開発されたが、本発明は、データが出入りする少なくとも１つの線路スタータ、例えば開閉装置および／または電力モニタリング・デバイスを備える任意の制御システムに適用される。本発明によるモジュールにより、線路スタータ・デバイスからの信号はＰＬＣ信号として変形し再生することができる。注目すべき例は、短い距離に非常に多数のものが在る低電圧パネル線路スタータまたは中電圧パネル結合デバイスなどの高密度な組の通信デバイスに関する。本発明は、任意の適切なデバイス、例えば可変速度駆動部、接触器、または回路遮断器による、および特に様々なモータ保護機能およびモニタリング機能を行う電子式保護リレーによるモータの制御・モニタリングに特定で好ましい用途がある。後者の実施形態が詳細に説明されるが、当業者はこの教示を本発明によるモジュールおよびパネルの他の使用に変形するであろう。

本発明による解決策は、好ましくは、制御の数および速度に関する限り少なくとも同じ能力をもつ最新技術による集中モータ制御パネルに適する。例えば、ｉＭＣＣ型パネル２によるモータ１の１つのタイプの制御が図１に示され、各モータ１は線路スタータ・デバイス４に関連する。本発明と互換性がある構成は１２０個までのモータ１を含む線路２から構成することができ、またはその構成は線路の並置の形態、例えば各々が２０個までのモータ１を含む２０個の段２、２’とすることができる。列および段という用語は単に要素を区別するための役目をすること、および段は実際にはしばしば約２ｍから２．２ｍの高さにわたるスタータ４の重ね合わせから構成されるが、垂直の概念は単に相対的なものであることが理解されるべきである。

好ましくは、線路スタータ・デバイスは電力線６を介して例えば２４Ｖ ＤＣ電流Ｖが供給される電子式保護リレー４であり、電子式保護リレー４は、通信バス８を介して例えばＭｏｄｂｕｓ（登録商標）ＳＬプロトコルで受信するデータをリレー４の各々をさらに制御するコントローラ１０に送信する。コントローラ１０は制御パネル２から比較的離して配置することができ、通信は、従来、イーサネット接続１２によって例えばＴＣＰ／ＩＰプロトコルを使用して行われる。このために、イーサネット・コンバータ１４はリレー４の各通信バス８に関連し、パネル２、２’用の共通スイッチ１６がイーサネット１２によって接続されるべきコンバータ１４をコントローラ１０に接続する。好ましい用途では、ｉＭＣＣ２は、５００ｍｓごとに、好ましくは２００ｍｓごとにモニタリングの受信および制御の送出の両方に関するデータを更新することができる。

直ちに行われるべき接続の数が厄介なことになり、システムの大きさが重要になる。しかし、リレー４の電力供給線路６は常に集中制御パネル２中にある。本発明によれば、必要とされるものはプログラマブル・コントローラ１０を作ることであり、モータ・スタータ４はこれらのケーブル６を介してＰＬＣ（電力線通信）技術により通信する。ＰＬＣ通信の原理は、供給電流の通路と並行に、ケーブルに様々な周波数の信号を導入することに基づいており、信号は適切な手段によって検出されることになる。本発明の範囲では、使用される周波数は電力供給のものよりも高く、特に約１から３０ＭＨｚであることが好ましい。ＰＬＣによるアドレス指定プロトコルは既存の通信システムと互換性があり、したがって、図１による構成のＴＣＰプロトコルは変更される必要がない。本発明は、２４ＶＤＣもしくは４８ＶＤＣ、またさらに１１０もしくは２３０ＶＡＣ、またはさらに２４もしくは４００ＶＡＣ、または任意の他の電圧の補助電力供給部の従来の場合に適用できる。

本発明の原理によるｉＭＣＣ２０が図２に概略的に示され、ここで、できるだけ多くの従来の要素が保持されており、すなわちコントローラ１０、リレー４、および通信手段８のいずれも変更されていない。パネル２０はｐ個の段２０_ｉの組として概略的に示される。したがって、各リレー４は電力供給線路６によって供給され、かつ電力線６にも接続されている第１のＰＬＣデバイス２２に通信手段８によって接続される。ＰＬＣデバイス２２は受信器／コンバータタイプであり、線路６を流れる信号をバス８によってリレー４に送信することおよびその逆を可能にする。コントローラ１０の第２の通信・モニタリング手段１２は好ましくは同様のままであり、イーサネット接続１２を含むので、異なるデバイス２２からのＰＬＣ信号２４は、イーサネット用に第２の電力線マスター・デバイス２６のレベルで２度目の変換が行われ、次にｉＭＣＣ２０のネットワーク６、２２、２６のスター型接続が行われる。

コントローラ１０’の通信手段はイーサネット線路１２の除去およびＰＬＣを介する直接通信によって変更することができる。次に電力供給線路６’を流れるＰＬＣ信号２４’はコントローラ１０’によって読出しおよび／また生成が直接行われ得る。簡潔にするためにのみ一緒に示された別の実施形態では、電子式リレー４’を変更してＰＬＣ受信器２２’を統合することができ、その場合、データ２４’はコントローラ１０’から供給線路６’を介してリレー４’中の受信器２２’に直接送信される。

さらに、ｉＭＣＣパネルのＰＬＣ通信を選択すると、得られたシステムの小型化および既存の配線の最大限利用を考慮して、信頼性があり再生可能な通信を得るために調節が必要となる。

したがって、図３に示されるように、本発明によるパネル２０はｐ個の段２０_ｉを含み、ｐ個の段２０_ｉは各々前記段２０_ｉのｑ個のモータ１の各々に対してｑ_ｉ個のモジュール２８を含むことができる。簡潔にするために、段に関係する指標ｉは、残りの説明では省略され、ｉＭＣＣ２０の段間の区別はその動作ではなくｉＭＣＣの構成に対するものである。

各モジュール２８はＰＬＣインターフェイス３０に関連するモータ・スタータ・デバイス４を含む。ＰＬＣインターフェイス３０は、第１の通信手段３４に関連し、主電力線３６に接続される信号の変換／受信を行うためのデバイス３２を備え、主電力線３６は第１の電力入力システム３８によって電力供給線路６に接続可能である。変換手段３２は、第１の通信手段３４中を通過するデータを第１のプロトコルによって電力線３６および次に電力供給線路６中を流れることができる典型的ＰＬＣ信号に、および逆に変形する。第１の通信手段３４は線路スタータ・デバイス４に接続される。

見やすさと簡潔さのために、線路スタータ４が外部ＰＬＣコンバータ／受信器３２と通信する実施形態だけが示され詳細に説明されている。本発明による解決策は、電子式リレー４’中に統合されたＰＬＣインターフェイス２２’に同じ方法で実施することができ、その場合に第１の通信手段３４が内部にあることは明らかである。

図の形式で示されたｉＭＣＣ２０の適用において、ｑ個のスタータ４_ｊからなるｐ個の段２０_ｉは各々同時に管理され、したがって、電子式リレー４は電力供給システム６に接続されたｑ×ｐ個の第１のＰＬＣインターフェイス３０の各々の近くに配置され、リレーも電力供給システム６によって供給される。モータ１への適用では、モータに直接関連するスタータ・デバイス４は、本質的に、ＰＬＣ信号の伝搬には不都合である低インピーダンスである。次に、図３に示されるように、各制御モジュール２８に対して、線路スタータ・デバイス４のインピーダンスは、供給線路４２に取り付けられたインピーダンス整合デバイス４０、例えば２つのインダクタによって高められることが好ましい。インピーダンス上昇デバイス４０は、直面する（直流または交流、異なる周波数のＰＬＣ伝送）ことがある全てのタイプの電力供給部に適する。例えば、モータ１への適用および従来と同じ電子式リレーにとすることができる線路スタータ・デバイス４では、インピーダンスＺ_４０は約５００Ωとすることができる。

本発明の好ましい実施形態によれば、実施および配線を容易にするために、モータ・スタータ４のインピーダンス整合デバイス４０も第１の搬送電流インターフェイス３０に統合される。線路スタータ・デバイス４の電力供給部４２はＰＬＣインターフェイス３０を介して行われ、ＰＬＣインターフェイス３０は、好ましくは電力供給入力システム３８のレベルで主線路３６から分岐される入力４６と、線路スタータ・デバイス４の電力供給部４２を接続する出力４８との間に補助電力線４４を備える。インピーダンスＺ_４０はこの補助線路４４に配置される。それによってパネル２０の様々なモジュール２８の接続が簡単になる。リレー４は、接続出力４８およびＰＬＣインターフェイス３０の通信バス３４に接続され、電力供給部６は入力３８のレベルで第１の搬送電流インターフェイス３０に接続される。

ｉＭＣＣ２０への適用の特定の場合には、パネル２０中で並列に接続される第１のＰＬＣインターフェイス３０の数は多くすることができ、ｐ＝１２０ではインターフェイスの各々は隣接するインターフェイスから５０ｃｍまたは２５ｃｍ未満の距離だけ分離することができ、またはモジュール２８はそれどころか平均して１０ｃｍだけ相互に分離される。あるいは、２０個程度のモジュール２８_ｑからなる段２０_ｉはｐ＝２０まで段２０_ｉを並置することによってｉＭＣＣ２０内で増加させることができ、高いＰＬＣインターフェイス密度は概算でｑ×ｐ＝２００または４００ポイントで得ることができ、全ては約２０メートルにわたって高さ２から２．２ｍをもつ小さい空間内にある。

しかし、ＰＬＣコンバータ／受信器３２の標準インピーダンスＺ_３２は約５０Ωである。したがって、ＰＬＣ線路、さらに電力供給線路６、３６の全体のインピーダンスは、比較的短い線路６上へのモータ１の操作要素４に加えて様々なインターフェイス３０の並列接続により著しく減少する。繰り返すが、この低い線路インピーダンスは、ＰＬＣ信号２４の伝搬に有害であり、劣化した通信が恐らく線路６、３６の最も離れたポイント４_１、１と４_ｐ、ｑとの間で生じ、また例えば１０から２０ｃｍだけ離れた２つの物理的に近いポイント４_１と４_２との間でも生じる。インストレーションおよびモータ１の正しい操作が悪化されるかまたは妨げられることがある。

線路６のこの著しいインピーダンス降下を避けるために、第２のインピーダンス整合デバイス５０がインターフェイス３０のＰＬＣコンバータ３２と直列に加えられる。整合回路５０は電力線３６上で第１の入力システムまたはコネクタ３８と変換デバイス３２との間に接続され、その結果、好ましくは高く、例えば約５００Ωの第２のインピーダンスＺ_５０が標準の第１のインピーダンスＺ_３２に加えられ、Ｚ_３０＝Ｚ_３２＋Ｚ_５０（例えば、＝５５０Ω）のように搬送電流インターフェイス３０の第３インピーダンスを構成する。それによって、インピーダンス整合デバイス５０は、入力モジュール２８のインピーダンスが少なくとも低い第１の値および高い第２の値を有することを可能にする。

演繹的に明らかであるが、ＰＬＣ製品はデータ伝送を最適化するために低インピーダンスでなければならないことが知られていることから、この解決策は当業者の通常の習慣に反する。第２の整合回路５０を加えるとＰＬＣコンバータ３２は数ｄＢを失う。しかし、本発明の開発中に、この一時的な損失は、良好な信号伝搬には十分に高いままであるインピーダンスをもつＰＬＣ線路６から得られるシステム２０の全体的利得によって十二分に補償されることが見いだされた。すなわち、信号の電力をわずかに局所的に低減させることによって、全体のシステムにわたる通信が可能になり最適化される。

スター型接続構成の場合には、他のもの全てと並列に接続されていない第２の搬送電流インターフェイス３０’（すなわち中央マスター製品）に特権を与えることが有利である。このために、第２のＰＬＣインターフェイス３０’は好ましくは第１の標準の低インピーダンス（約５０Ω）を維持するが、モータ１のスタータ・リレー４に接続された他のＰＬＣインターフェイス３０は先に定義された回路５０の挿入によって適応されたインピーダンスを有し、その結果、モジュール２８は第２の高いインピーダンス値をとる。

第２のマスターＰＬＣ製品３０’は、本発明によるモジュール２８のパネル２０と、着信制御・モニタリング・ユニット５２、例えばコントローラまたはコンピュータとの間の通信用に設計される。この点で、中央ＰＬＣインターフェイス３０’は、第２の通信手段５４に関連し、電力供給線路６に接続された信号変換手段３２’を備える。変換手段３２’は、制御システム５２に接続されている第２の通信手段５４中を通過するデータを、電力供給線路６中を流れることができる典型的ＰＬＣ信号に、または逆に変形する。

好ましい実施形態によれば、本発明によるｉＭＣＣ２０を備えるモニタリング構成５６に関係する搬送電流インターフェイス３０、３０’は全て同一である。特に、ＰＬＣインターフェイス３０の変換手段３２はＰＬＣ信号の変換を行い、２つの通信手段３４、５４を介してＰＬＣ信号を搬送し、２つの通信手段３４、５４は異なっていてもよく、構成５６の製品３０、３０’の場所に応じて着信ユニット５２またはリレー４に接続するように選択される。

マスター・インターフェイス３０’ではなく第１のインターフェイス３０に加えられたインピーダンス５０に関する限り、一実施形態は、主線路３６の２つの別個の枝路５８、６０への２つの入力にインターフェイス３０の電力供給入力システム３８を形成することに関する。第１の枝路５８すなわち単純な線路は、第１の低インピーダンス入力すなわち概して標準のインピーダンスＺ_３２に対応し、コントローラ５２に接続される中央ＰＬＣ製品３０’で使用されることになる。第２の枝路６０はインピーダンス整合デバイス５０を備え、この高インピーダンス入力（Ｚ_３２＋Ｚ_５０）は本発明によるモジュール２８で使用される。ＰＬＣインターフェイス３０がモータ・スタータ４のインピーダンス整合デバイス４０をさらに備えると、補助線路４４の接続４６は、第２の枝路６０上で、入力システム３８とインピーダンス５０との間で行われる。

本実施形態は、様々な接続モード、様々なスター型接続構成、および様々な線路入力デバイス４に適応させるためにＰＬＣインターフェイス３０の主電力線３６の入力枝路５８、６０の数を増加させることによって細かく調節することができる。

別の実施形態によれば、多数のＰＬＣインターフェイスの並列接続に関係するインピーダンス整合は、本発明による追加インピーダンスが調節可能な値を有する製品を実装する構成５６のインストレーションによって最適化される。次に、追加インピーダンスの値Ｚは、ＰＬＣ線路のトポロジー（ｐ、ｑ）のタイプ、および／または線路に接続されたインターフェイスの数ｐ×ｑおよび／または線路上に接続されるインターフェイスの場所ｉ、ｊに応じて選ぶことができる。

本発明によるモジュール１２８の第２の実施形態が図４に示され、参照番号は第１の実施形態と比較して１００だけ増やされている。繰り返すが、ＰＬＣインターフェイス１３０は、線路スタータ・デバイス１０４のマスターとしてまたはコンバータとして使用することができる。それは有利には線路入力デバイス１０４の固定または可変インピーダンス整合デバイス１４０をもつ補助電力線１４４を備える。ＰＬＣインターフェイス１３０は、可変インピーダンス・デバイス１５０が接続されるＰＬＣコンバータ／受信器１３２の主電力線１３６を備え、そのデバイス１５０のインピーダンスは２つの値、特に零と最大値との間で調節され得る。調節は、例えばポテンショメータ・タイプの調節手段による手動とすることができ、または設定値によりインピーダンス値Ｚ_１５０を調節する電子手段１６２を用いてソフトウェア・プログラミングによって行うことができる。

有利な選択肢によれば、インピーダンスＺ_１５０の最適された値が前記電子調節手段１６２の記憶装置に記憶される。電子調節手段１６２は、特に、制御・モニタリング・ユニット１５２の一部を形成することができる。調節されるべきインピーダンスＺ_１５０の設定値は計算することができる。代わりに、特に、構成１５６が複雑な場合、システム１０６、１２０の形状が画定された後、「値の表」が、測定で学習することによって、またはＰＬＣ線路シミュレーション・ツールによるシミュレーションによって作成および記憶され得る。次に、インストレーションが行われるとき、最適化されたインピーダンス値Ｚ_１５０のパラメータがＰＬＣインターフェイス１３０に設定される。

有利な選択肢によれば、本発明によるｉＭＣＣ１２０に在る第１のＰＬＣインターフェイス１３０の様々なインピーダンス１５０の整合は、本発明によるモジュール１２８のインストレーション・フェーズ中に製品ごとに自動的に調節することによって細かく調節される。その結果、制御・モニタリング構成１５６は各モジュール１２８を連続的に接続することによって設定される。新しいインターフェイス１３０_ｎ＋１をｎ個のモジュール１２８（したがって、線路１０６上の低故障インピーダンス製品）からなるパネル１２０に接続することによるＰＬＣ信号の付加的減衰は十分に弱く、データはＰＬＣによって通信され得る。

特に、そのようなインストレーション・アルゴリズムでは、例えば着信ユニット１５２の一部を形成する電子調節手段１６２は、パネル２０中のモジュール２８の番号ｉ・ｊを含む部分的構成に対応して、または各モジュールの場所（ｉ、ｊ）間を区別することによって、値の表を記憶する。代わりに、システムが記憶装置のシミュレーション・アルゴリズムによって進化するとき、電子調節手段１６２に記憶された値は補充され得る。例えば、最適化された値Ｚ_１５０でインストールされたｎ個のモジュール１２８からなる部分的パネルが考慮される場合、
新しいモジュール１２８_ｎ＋１が、例えば同報通信中に集中制御パネル１２０のインストレーション・アルゴリズムによって（すなわち、ネットワーク上にインベントリを確立するための要請によって）検知されると、決定手段、例えばアルゴリズムは記憶装置中のｎ＋１個のモジュール１２８に対する様々なインピーダンスＺ’_１５０の中の最適値を探索し、
次に、このように決定されたインピーダンスＺ’_１５０のｎ＋１個の最適化された値がモジュール１２８_{１→ｎ＋１}の全部の組の各ＰＬＣインターフェイス１３０_ｉに送られ、それに応じて自己調節によってインピーダンスが変更される。新しいインターフェイス１３０が接続されるごとに、このプロセスが繰り返される。段階的に、１つずつモジュール１２８を加えることによって、全体のｉＭＣＣ１２０は最適に形成される。

ｉＭＣＣ１２０の起動時およびインストレーション時に満足な結果が与えられるが、インピーダンスＺ_１５０の決定および調節を行うためのこのアルゴリズムは、ｉＭＣＣ１２０のＰＬＣインターフェイス１３０またはモジュール１２８の変更を含むメンテナンス操作または修理操作用には最適化されていない。次に、インピーダンスＺ_１５０のインストレーション・最適化フェーズを通して１つずつ戻ることが必要となり、これは生産プロセスの中断をもたらし、それはｉＭＣＣ適用にとって極端にはペナルティが課せられ予見不可能であることさえあり得る。

この欠点を克服するために、変更されたアルゴリズムが決定手段によって設定され、例えば、生産モードの走査プロセスで統合され得る。データの常時交換が、実際には、線路スタータ・デバイス１０４をモニタし制御する（特に２００ｍｓごとに）ために着信ユニット１５２とＰＬＣ変換／受信デバイス１３２との間で行われる。同報通信要請がこれらの交換に加えられ、要請は並列にまたは随時システムの全体について問い合わせ、線路１０６上のＰＬＣインターフェイス１３０への別の構成１５６があるかどうか調べる。繰り返すが、交換の速度は構成１５６の小さい変更を伴い、生じたＰＬＣ信号は強く減衰されず、必要なデータを送信することができる。この場合、生産モードの走査プロセスおよび前述の自動的インピーダンス調節プロセスは、自動的インピーダンス調節プロセスが終了するまでの時間内に組み合わせられる。

特に、このアルゴリズムの使用から生じる方法の好ましい実施形態によれば、以下の連続するステップが行われる。
１）着信ユニット１５２は、生産モードの標準プロセスに従って、様々なＰＬＣインターフェイス１３０をもつ線路スタータ・デバイス１０４の制御・モニタリング要請を設定し、着信ユニット１５２は線路１０６に接続されたＰＬＣインターフェイス１３０のインベントリを設定するために追加要請を送る。
２）着信ユニット１５２のアルゴリズムは、制御・モニタリング要請への応答を分析し、生産モードの標準プロセスに従って線路スタータ・デバイス１０４のコマンドを調節する。
３）アルゴリズムは応答の数を数えて、線路１０６に接続されたＰＬＣインターフェイス１３０の数ｎを書き留める。
４）ステップ３）で数えられたＰＬＣインターフェイス１３０の数ｎが、前の要請がなされたとき数えられたＰＬＣインターフェイス１３０の数ｎと同一である場合、着信ユニット１５２はステップ１）におけるような要請を再開する。
５）ステップ３）で数えられたＰＬＣインターフェイス１３０の数ｎが、前の要請がなされたとき数えられたＰＬＣインターフェイス１３０の数と異なる場合、
５ａ 調節手段１６２のアルゴリズム決定手段は、ｎ個のＰＬＣインターフェイス１３０に対する値の表の中で最適化されたインピーダンス値Ｚ_１５０を探索し、
５ｂ 最適化された値Ｚ’_１５０がＰＬＣインターフェイスの各々に送られ、ｎ個のＰＬＣインターフェイス１３０の各々のインピーダンス１５０の局所自己調節が最適化された値に従って行われ、
５ｃ 着信ユニット１５２は第１のステップ１）におけるような要請を再開する。
繰り返すが、ステップ１）で、インターフェイスのインベントリはＰＬＣインターフェイス１３０_ｉ、ｊの個々のアドレス指定に関係する移送を含むことができ、ステップ５）は線路１０６上のモジュール１２８の位置（ｉ、ｊ）に従ってさらにインピーダンスＺ’_１５０を最適化するように場所間の比較を含むことができる。インピーダンス決定手段および調節手段１６２は、さらにスター型構成１５６に第２のインターフェイスを考慮することができ、例えば第２のインターフェイスに零インピーダンスＺ_１５０を割り当てない。

このように、本発明によれば、ＰＬＣ通信システムのインピーダンス整合は、各システム構成に対するｉＭＣＣの特定の使用に向けて最適化される。したがって、ＰＬＣ通信の使用が、信頼性が必須なこの用途において可能になる。

したがって、本発明によって提供される解決策の結果、知的モータ制御センタでＰＬＣ技術を利用することが可能である。特に、インピーダンス整合を備えた電気パネルの電力線通信（ダクト中の高周波伝搬）は、互いに近接する多数のｉＭＣＣを与える大きい敷地、および無線通信またはＷＬＡＮ（無線ローカル・エリア・ネットワーク）通信に対して干渉を生成する幾何配置に十分に適する。

さらに、いかなる電力供給分配システム（チェイニング、分岐、．．．直流または交流）でも、および使用されるいかなるタイプの電力供給ケーブル（標準ケーブルまたは電線、遮蔽線、補助被覆システム、．．．）でも、ＰＬＣ解決策は予見することができ有利である。特に、付加的インピーダンスのインストールおよびそれらの既存のパネルへの適応はいかなる問題も引き起こさず、従来の非通信パネルからｉＭＣＣパネルになることが可能である。同様の結果のために完全な再構築または置替えをすることなしに修復が本発明による原理によって可能になる。

内部技術による既存のｉＭＣＣを示す図である。 本発明による解決策を示す概略図である。 本発明によるｉＭＣＣ用のＰＬＣインターフェイスの適応を示す概略図である。 本発明によるモジュールおよび構成の別の例を示す図である。

符号の説明

１ モータ
２ ｉＭＣＣ型パネル
２’ パネル
４ 線路スタータ・デバイス
４’ 電子式リレー
４_ｊ スタータ
６ 電力線
６’ 電力供給線路
８ 通信バス
１０ コントローラ
１０’ コントローラ
１２ イーサネット接続
１４ イーサネット・コンバータ
１６ 共通スイッチ
２０ ｉＭＣＣ
２０_ｉ 段
２２ ＰＬＣデバイス
２２’ ＰＬＣ受信器
２４ ＰＬＣ信号
２４’ ＰＬＣ信号
２６ 電力線マスター・デバイス
２８ モジュール
２８_ｑ モジュール
３０ ＰＬＣインターフェイス
３０’ 搬送電流インターフェイス
３２ 変換手段
３２’ 信号変換手段
３４ 通信手段
３６ 主電力線
３８ 電力入力システム
４０ インピーダンス整合デバイス
４２ 電力供給部
４４ 補助電力線
４６ 入力
４８ 出力
５０ インピーダンス整合デバイス
５２ 着信制御・モニタリング・ユニット
５４ 通信手段
５６ モニタリング構成
５８ 枝路
６０ 枝路
１０４ 線路スタータ・デバイス
１０６ 線路
１２０ ｉＭＣＣ
１２８ モジュール
１３０ ＰＬＣインターフェイス
１３２ ＰＬＣコンバータ／受信器
１３４ 通信手段
１３６ 主電力線
１４０ インピーダンス整合デバイス
１４４ 補助電力線
１５０ 可変インピーダンス・デバイス
１５２ 制御・モニタリング・ユニット
１５６ 構成
１６２ 電子手段

Claims (15)

1. パネル（２０，１２０）での使用に好適な制御・モニタリング・モジュール（２８，１２８）であって、
   電力供給部（６，１０６）の第１の入力システム（３８）を備える搬送電流インタフェース（３０，１３０）と、
   電力供給入力（６，１０６）を備える線路スタータ・デバイスと、
   前記線路スタータ・デバイス（４，１０４）と前記搬送電流インタフェース（３０，１３０）との間で第１のプロトコルによりデータを送信するために、前記２つのものの間に接続され得る第１の通信手段（３４，１３４）と
   を備え、
   前記搬送電流インタフェース（３０，１３０）が、前記第１の通信手段（３４，１３４）と、前記第１の入力システム（３８）に接続された電力線（３６，１３６）それ自体とに接続された信号変換／受信デバイス（３２，１３２）を備え、
   前記デバイス（３２，１３２）が、前記第１のプロトコルから前記第１の通信手段（３４，１３４）中を通過する前記データを、前記電力線（３６，１３６）を介して通過することができる典型的搬送電流信号に、および逆に変形することができ、
   前記搬送電流インタフェース（３０，１３０）が、互いに異なる少なくとも第１の値および第２の値をとることができるインピーダンスを有するように、前記搬送電流インタフェース（３０，１３０）の前記電力線（３６，１３６）がインピーダンス整合手段（５０，１５０）を備えることを特徴とする制御・モニタリング・モジュール。
2. 前記搬送電流インタフェース（３０）の前記第１の入力システム（３８）が少なくとも２つの別個の入力を含み、前記電力線（３６）が枝路（５８，６０）によって前記入力の各々に接続され、各枝路（５８，６０）のインピーダンスが異なる、請求項１に記載のモジュール。
3. 前記インピーダンス整合手段が、前記搬送電流インタフェース（１３０）の前記電力線（１３６）のインピーダンスを調節するためのデバイス（１５０）を備える、請求項１または２に記載のモジュール。
4. 前記搬送電流インタフェース（３０，１３０）が、入力（４６）と、前記線路スタータ・デバイス（４，１０４）の前記電力供給入力に接続されるように設計された出力（４８）との間に補助電力線（４４，１４４）を備え、前記補助電力線（４４，１４４）がインピーダンス整合デバイス（４０，１４０）を備える、請求項１から３の一項に記載のモジュール。
5. 前記信号変換／受信デバイス（３２，１３２）は第２の通信手段（５４，１５４）に接続することができ、前記第２の通信手段（５４，１５４）中を通過する前記データを、前記電力線（６，１０６）を介して通過することができる典型的搬送電流信号に、および逆に変形することができる、請求項１から４の一項に記載のモジュール。
6. 前記線路スタータ・デバイス（４，１０４）がモータを制御することができる、請求項１から５の一項に記載のモジュール。
7. 請求項１から６の一項に記載の複数のモジュール（２８，１２８）を備える集中制御パネル（２０，１２０）であって、前記モジュール（２８，１２８）が各変換・受信デバイス（３２，１３２）の前記搬送電流信号が通過することができる同一の電力線（６，１０６）に接続される集中制御パネル。
8. 前記共通電力線（６，１０６）に接続され、前記線路スタータ・デバイス（４，１０４）をモニタし制御するために前記線（６，１０６）上の搬送電流信号を受信し送信することができる着信ユニット（５２，１５２）に関連する、請求項７に記載の集中制御パネル。
9. 前記制御パネル（２０，１２０）の前記モジュール（２８，１２８）の前記電力線（６，１０６）に接続され、通信手段（５４，１５４）に接続され、前記電力線（６，１０６）を介して通過することができる前記典型的搬送電流信号を前記通信手段（５４，１５４）中を通過するデータに変形することができる変換・受信デバイス（３２’、１３２）を備える少なくとも１つの第２の搬送電流インタフェース（３０’，１３０）をさらに備える、請求項７に記載の集中制御パネル。
10. 前記第２の搬送電流インタフェース（３０’，１３０）の前記通信手段（５４，１５４）に接続され、前記線路スタータ・デバイス（４，１０４）をモニタし制御するために前記通信手段（５４，１５４）を介して通信することができる着信ユニット（５２，１５２）に関連する、請求項９に記載の集中制御パネル。
11. 前記搬送電流インタフェース（３０，３０’，１３０）が全て同一である、請求項７から１０の一項に記載の集中制御パネル。
12. 前記制御パネル（１２０）の前記モジュール（１２８）の前記インピーダンス整合手段が２つの値の間の調節可能なインピーダンスのデバイス（１５０）を備え、前記制御パネル構成に応じて最適インピーダンスの値を与える電子手段（１６２）の記憶装置に基づいて前記調節可能なインピーダンスの値（Ｚ150）を調節するための電子手段（１６２）をさらに備える、請求項７から１１の一項に記載の集中制御パネル。
13. 請求項７から１２の一項に記載の集中制御パネル（１２０）のインピーダンスを調節する方法であって、前記制御パネル（１２０）の前記モジュール（１２８）の前記インピーダンス整合手段が調節可能なインピーダンス・デバイス（１５０）を備え、
    搬送電流インタフェース（１３０）の数を決定することを含めて前記制御パネル（１２０）の前記構成を決定することと、
    前記構成用に電力線搬送電流による伝送に対して前記インターフェイス（１３０）の最適インピーダンス値を決定することと、
    全ての前記調節可能なインピーダンス・デバイス（１５０）のインピーダンスを決定された最適値（Ｚ'150）に調節することと
    を含む方法。
14. 前記制御パネル（１２０）の前記モジュール（１２８）の連続並列接続による請求項１２に記載の制御パネル（１２０）の自動インストレーション方法であって、前記制御パネル（１２０）のモジュール（１２８）をインストールすることと、前記インストールされた構成用に、搬送電流による伝送用に前記インターフェイス（１３０）の最適インピーダンス値を前記電子手段（１６２）によって決定することと、前記電子手段によって、全ての前記調節可能なインピーダンス・デバイス（１５０）のインピーダンスを前記決定された最適値（Ｚ'150）に調節することと、前記制御パネル（１２０）の新しいモジュール（１２８）をインストールすることによって前記方法を繰り返すこととを含む方法。
15. 請求項１２に記載の制御パネル（１２０）のインピーダンスの走査および調節を行う方法であって、
    前記インターフェイス（１３０）をもつ前記線路スタータ・デバイス（１０４）の制御・モニタリング要請、およびインターフェイス（１３０）の数（ｎ）を決定するための要請を設定する第１のステップと、
    前記決定要請がなされるとき決定されたインターフェイスの数がインターフェイスの先に決定された数と異なる場合、全ての前記調節可能なインピーダンス・デバイス（１５０）のインピーダンスを電子手段（１６２）によって調節する第２のステップと、
    前記走査および調節の方法を繰り返すことと
    を含む方法。

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