JP2010081662A - 電気機器用通信アダプタ - Google Patents

Abstract

【課題】電気機器のデマンド制御に関する情報を、利用者が容易に把握でき、視認性にも優れた電気機器用通信アダプタを提案すること。
【解決手段】電気機器６Ａに対してデマンド制御を行う主コントローラ８との間で信号送受を行うコントローラ通信部１２と、電気機器６Ａとの間で信号送受を行う電気機器通信部１８と、電気機器６Ａがデマンド制御状態にあることを出力する表示装置２３と、予め定めた警報を出力するスピーカ２２と、主コントローラ８から電気機器６Ａに対する制御情報を受け取って電気機器６Ａへ送る処理、主コントローラ８から警報情報を受け取ってスピーカ２２にて出力するための処理、及び主コントローラ８又は電気機器６Ａからデマンド制御情報を受け取って表示装置２３にて出力するための処理を行うデータ処理部１４とを備えた電気機器用通信アダプタ。
【選択図】図２

Description

本発明は、電気機器とそれをデマンド制御（使用電力を監視し、予め設定した電力値以下に抑制する制御）する主コントローラとの間に介在し、予め定めた警報やデマンド制御状態を通知する電気機器用通信アダプタに関する。

従来の電気機器の過電流警報機は、分電盤や電気機器をデマンド制御する主コントローラに設置される専用ユニットが一般的であった。
また、従来の電気機器の過電流警報機として、主コントローラと無線接続し、コンセントに装着するタイプの警報ユニットもあった（例えば、特許文献１）。

特開２００６−３２０１２０号公報

しかし、過電流警報機が分電盤や主コントローラに設置される専用ユニットである場合、該専用ユニットのない部屋で使用されている電気機器は、使用電力の超過により突然停止することがあった。
また、コンセントに装着する過電流警報機では、部屋の隅や家具の奥にあって視認性が悪くなり易いほか、電気機器との関連性も把握しずらいという課題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものである。そして、電気機器の動作状態に関連する通知を、電気機器の制御のために取り付ける制御インターフェース用通信アダプタ上で実現することにより、利用者が使用電力に関する警報やデマンド制御状態を容易に把握できるようにすることを目的とする。また併せて、視認性及び電気機器との関連性把握が容易な電気機器用通信アダプタを提案することを目的とする。

本発明の電気機器用通信アダプタは、電気機器に対してデマンド制御を行う主コントローラとの間で信号送受を行うコントローラ通信部と、前記電気機器との間で信号送受を行う電気機器通信部と、前記電気機器がデマンド制御状態にあることを表示又は音声出力する報知部と、予め定めた警報を表示又は音声出力する警報部と、前記主コントローラから前記電気機器に対する制御情報を受け取り、前記電気機器に合った制御情報に変換して前記電気機器へ送る処理、前記主コントローラから警報情報を受け取り、前記警報部にて出力するための処理、及び前記主コントローラからデマンド制御情報を受け取り、前記報知部にて出力するための処理を行うデータ処理部と、を備えたものである。
この場合、電気機器用通信アダプタには、電気機器の表面に対して着脱自在となる構造が付加されていることが好ましい。

本発明の電気機器用通信アダプタにより、利用者は、警報部から予め設定された警報が得られ、また報知部で主コントローラによる電気機器のデマンド制御状態が把握できる。これにより利用者は、住居全体での使用電力が把握できるため、当該通信アダプタに対応する電気機器をデマンド制御するかＯＦＦするか、若しくは他の電気機器をＯＦＦするかなど、利用者の意志に基づく電気機器の制御が可能になる。
また、上記通信アダプタを電気機器の表面の視認性の高い部位に装着することで、視認性及び電気機器との関連性把握も容易となる。

図１は本発明の電気機器用通信アダプタの設置例を示したシステム構成図である。この例では、住居内に入った電力がまず主幹ブレーカ１に入り、主配線２及び分岐ブレーカ３を経由し、さらに分岐配線４を介して、異なる部屋などに設けられている複数のコンセント５ａ〜５ｄに供給されている。なお、住居内における電力供給の構成は、住居毎に異なっており、この例に限定されるものではない。

コンセント５ａ〜５ｃには電気機器６Ａ〜６Ｃ（例えば、空調機、電磁誘導調理器等）が接続されており、それらの電気機器６Ａ〜６Ｃのそれぞれに、電気機器用通信アダプタ１０Ａ〜１０Ｃのいずれかが取り付けられている。電気機器用通信アダプタ１０Ａ〜１０Ｃは、面ファスナー、両面シール、吸着盤、磁石など利用することで、電気機器６Ａ〜６Ｃ表面の視認性の高い部位に着脱自在な構造とすることができ、これにより利用者が容易に視認できるようにしている。

主幹ブレーカ１と分岐ブレーカ３の間には電流検出計７が設けられ、その電流検出計７に主コントローラ８が接続されている。主コントローラ８は電流検出計７で得られた電流値と、任意に設定した各閾値との比較を行い、閾値を超えた場合に、各閾値に応じた制御を、警報装置９や電気機器用通信アダプタ１０Ａ〜１０Ｃを介して、電気機器６Ａ〜６Ｃに対して行う。閾値には、任意の電流制限値、主幹ブレーカの定格容量の例えば９５％程度の警戒のための値、主幹ブレーカの定格容量値等が設定でき、電流値がそれらの閾値を予め定めた一定時間超過した場合に、閾値を超えたと判定する。なお電流値に代えて電力値を使用するようにしても良い。また、電気機器用通信アダプタ１０Ａ〜１０Ｃを設ければ、警報装置９はなくても良い。

主コントローラ８と電気機器用通信アダプタ１０Ａ〜１０Ｃは、無線又は有線により接続されている。主コントローラ８は、電気機器用通信アダプタ１０Ａ〜１０Ｃを介して、電気機器６Ａ〜６Ｃをデマンド制御する。また主コントローラ８は、電流検出計７の情報をもとに算出した使用電力や、予め設定した警報を電気機器用通信アダプタ１０Ａ〜１０Ｃに送り、それらを電気機器用通信アダプタ１０Ａ〜１０Ｃに表示又は音声出力させる。

図２は図１に示した電気機器用通信アダプタ１０Ａ〜１０Ｃの実施形態を示すブロック構成図であり、主コントローラ８と無線接続方式の通信アダプタを示している。この電気機器用通信アダプタは、アンテナ１１、コントローラ通信部（コントローラインターフェース）１２、コントローラ通信制御部１３、データ処理部１４、制御プログラム記憶部（メモリ）１５、電気機器通信制御部１６、ＩＯ出力制御部１７、電気機器通信部（電気機器インターフェース）１８、コネクタ１９、音声出力回路２１、スピーカ２２、表示装置（又は表示器）２３、デマンド制御解除スイッチ２４、の各部を有している。なお、コントローラ通信制御部１３、データ処理部１４、制御プログラム記憶部１５、電気機器通信制御部１６及びＩＯ出力制御部１７は、マイコン２０などから構成することができる。

アンテナ１１、コントローラ無線通信部１２、及びコントローラ通信制御部１３は、主コントローラ８との信号送受に供する部分である。
また、ＩＯ出力制御部１７は、音声出力回路２１及び表示装置２３との信号送受に供する部分である。
さらに、電気機器通信制御部１６、電気機器インターフェース１８、及びコネクタ１９は、電気機器６Ａ〜６Ｃの対応する電気機器と信号送受を行う部分である。

音声出力回路２１及びスピーカ２２は、予め定めた警報を発する警報部として、あるいは電気機器がデマンド制御状態にあることを知らせる報知部として利用できる。なお、ここでいう音声には声以外の音を含む。
表示装置２３は、予め定めた警報を発する警報部として、あるいは電気機器がデマンド制御状態にあることを知らせる報知部として利用できる。また、表示装置２３は、主コントローラ８で算出された使用電力を表示したり、電気機器の動作状態（制御状態や設定状態も含む）を表示する表示器としても利用できる。表示装置２３としては、ＬＥＤ、液晶ディスプレイ、有機ＥＬなどが利用でき、数値、図形、表示態様の変化などそれらの特性を利用した表示を適用して表示を行う。

データ処理部１４は制御プログラム記憶部１５に記憶されたプログラムに従って動作し、主に次の２つの作用を果たしている。
第１の作用は、主コントローラ８と電気機器（６Ａ〜６Ｃのいずれか）との間において、送受された信号をそれぞれの電気機器が対応可能なデータに変換し、対応する電気機器に送る作用である。これにより、主コントローラ８と電気機器６Ａ〜６Ｃとの間のインターフェース仕様の違いを吸収し、主コントローラ８と電気機器６Ａ〜６Ｃとの間の通信を可能としている。すなわち、主コントローラ８から電気機器６Ａ〜６Ｃに対する制御情報を受け取り、それを電気機器に合った制御情報に変換して対応する電気機器へ送る処理である。この作用は、通信アダプタの一般的な機能である。
データ処理部１４の第２の作用は、この発明に特有なもので以下のようなものである。
（ａ）主コントローラ８から警報情報を受け取り、警報部（スピーカ２２や表示装置２３など）にて警報を出力するための処理、及び主コントローラ８からデマンド制御情報を受け取り、報知部（スピーカ２２や表示装置２３など）にて出力するための処理。
（ｂ）主コントローラ８が算出した使用電力に関する情報を受け取り、それを表示装置２３で出力可能なように処理する機能。
（ｃ）電気機器６Ａ〜６Ｃの動作状態（制御状態や設定状態も含む）に関する情報を取り込んで、それをスピーカ２２や表示装置２３で出力可能なように処理する機能。

例えば、前記データ処理部は、主コントローラ８から電気機器６Ａ〜６Ｃに対する制御情報を受け取り、受け取った情報に予め定めた機器動作モードに対して変更する命令があるか否かを検知して、必要な場合には該制御情報を電気機器６Ａ〜６Ｃに送る。その後、所定時間経過後に、電気機器６Ａ〜６Ｃから機器動作状態を示す情報を読み取り、デマンド状態であるか否かを判定し、デマンド状態にある場合にはそれを報知部にて出力するための処理を行う。

デマンド制御解除スイッチ２４は、その電気機器用通信アダプタに対応する電気機器６Ａ〜６Ｃのデマンド制御状態又はデマンド制御への移行を解除する入力手段として利用するものである。デマンド制御解除スイッチ２４は主コントローラ８に作用して、対応する電気機器を主コントローラ８の制御対象から外す作用を果たしている。

図３は図２にブロック構成を示した電気機器用通信アダプタ１０Ａ〜１０Ｃの外観の一例を示す斜視図である。図３に示すように、電気機器用通信アダプタはその正面に、スピーカ２２と、表示装置２３としての液晶ディスプレイ２３ａ及びＬＥＤ２３ｂとを備えている。ここでは、スピーカ２２はデマンド制御に関連する警報を発する警報部として作用し、ＬＥＤ２３ｂは取り付けられている電気機器６Ａ〜６Ｃがデマンド制御状態にあることを表示する報知部として作用する。また、液晶ディスプレイ２３ａは各種の情報表示器として作用し、対応する電気機器の制御状態や動作状態等の各種情報を表示する。液晶ディスプレイ２３ａが表示するのは、たとえば、主コントローラ８で算出された使用電力に関する表示、電気機器の動作状態に関する情報である。これらの情報は、空調機であれば設定温度や送風温度、電磁誘導調理器であれば設定温度や出力温度などである。

また、電気機器用通信アダプタの正面には、電気機器のデマンド制御状態又はデマンド制御への移行を解除する入力手段として、デマンド制御解除スイッチ２４を備えている。さらに、図６（ｄ）に示すように、主コントローラ８と通信可能に配置された複数の電気機器のデマンド制御の優先度を設定する設定画面を備えた液晶ディスプレイ２３ｄと、その設定画面から複数の電気機器のデマンド制御の優先度を設定する優先度設定ボタン２５を備えるようにしても良い。
なお、この電気機器用通信アダプタは、主コントローラ８と無線通信を行うためのアンテナ１１と、電気機器６Ａ〜６Ｃに接続するためのコネクタ１９とを有している。

図４は図３の電気機器用通信アダプタの作用のうち、主コントローラ８から制御データを受け取って警報を発する作用の一例を示すフローチャートである。なお、図４及び図５では、電気機器用通信アダプタを通信アダプタ１０Ａ、電気機器を電気機器６Ａとして説明する。
通信アダプタ１０Ａは主コントローラ８から制御データを受け取ると（Ｓ１）、それが予め定めた警報データか、電気機器６Ａへ送る電気機器制御データかを判別する（Ｓ２）。この判別は、データを構成するフラグや、データで指定されるレジスタ値などにより行うことができる。受信データが電気機器制御データであった場合、そのデータを電気機器６Ａに合った制御情報に変換して（Ｓ３）、電気機器６Ａに送る（Ｓ４）。
一方、Ｓ２で受信データが警報データであると判別した場合には、その制御データが何の警報かを解読する（Ｓ５）。そして、その解読結果に応じて、警報を出力する自身が備えるＩＯ機器（スピーカ２２、表示装置２３）を設定し、それに出力するためのデータ処理を行う（Ｓ６）。続いて、所定のＩＯ機器に音声出力、表示出力またはそれらの両方の出力を行う（Ｓ７）。その後、警報出力終了条件の検出により、その出力を終了する（Ｓ８）。

なお、予め設定する警報データ（警報情報）は、例えば以下のようなものとすることができる。
「使用電力が上限値を超過しそうです」、
「使用電力が上限値を超過しました」、
「デマンド制御に入ります」、
「デマンド制御に入りました」、
「デマンド制御を解除しました」。

電気機器用通信アダプタ１０Ａの上記作用により、利用者は、住居内での使用電力の状態や、電気機器６Ａがデマンド制御に入る予定を把握することができる。これに基づいて、利用者は、電気機器６Ａをデマンド制御するかＯＦＦするか、又は他の電気機器をＯＦＦするかなど、自分の意志に基づく電気機器の制御も可能になる。

図５は図３の電気機器用通信アダプタ１０Ａの別の作用例、例えば電気機器６Ａの予め定めた動作状態（制御状態や設定状態も含む）を表示する作用の一例を示すフローチャートである。通信アダプタ１０Ａは主コントローラ８から制御データを受け取ると（Ｓ１１）、それが予め定めた警報データか、電気機器６Ａへ送る電気機器制御データかを判別する（Ｓ１２）。受信データが警報データの場合は、既に図４で説明した通りである。
一方、受信データが電気機器制御データであった場合、そのデータを電気機器６Ａに合った制御情報に変換して（Ｓ１３）、電気機器６Ａに送る（Ｓ１４）。電気機器は、送られた電気機器制御データに基づいて制御され、動作する。
さらに、電気機器制御データが電気機器６Ａの機能を制限するもの（ここではデマンド制御を想定している）かどうか判別する（Ｓ１５）。電気機器制御データが機能を制限するものでない場合には、特に何もせず次の入力を待つ（Ｓ１６）。これに対して、電気機器制御データが機能を制限するものである場合には、予め定めた時間経過後、電気機器６Ａの電気機器制御データに起因する動作状態（この例ではデマンド制御状態）の情報を取り込む（Ｓ１７）。そして、表示装置２３へ出力するためのデータ処理を行って、表示装置２３で電気機器６Ａの動作状態（デマンド制御状態）を表示出力する（Ｓ１８）。
その後、電気機器用通信アダプタ１０Ａに対する通信割込の有無を判断し（Ｓ１９）、通信割込があればその受信処理を行い（Ｓ２０）、通信割込がない場合にはＳ１７〜Ｓ１９を繰り返す。

電気機器用通信アダプタ１０Ａに対する通信割込の一例は、デマンド制御解除スイッチ２４によるデマンド制御状態の解除信号である。デマンド制御解除スイッチ２４がＯＮされると、データ処理部１４はそれを解釈して主コントローラ８に作用し、さらに主コントローラ８がデータ処理部１４を介して電気機器６Ａのデマンド制御を解除する。
電気機器用通信アダプタ１０Ａの上記作用により、利用者は、電気機器６Ａの動作状態、とりわけデマンド制御にあるか否かを把握することができ、電気機器６Ａの誤操作の防止に寄与できる。さらに利用者は、自分の意志で電気機器６Ａのデマンド制御を解除することもできる。

なお、電気機器用通信アダプタ１０Ａ〜１０Ｃは、それが取り付けられている電気機器６Ａ〜６Ｃと一定間隔で通信して、電気機器の動作状態（例えば、デマンド制御状態、設定情報、出力情報など）を取得し、その状態を表示するようにしても良い。電気機器用通信アダプタ１０Ａ〜１０Ｃのこの動作は、主コントローラ８から独立した動作とすることができる。このようにすることで、電気機器６Ａ〜６Ｃの動作状態が当該電気機器から直接得られるため、表示装置２３での表示される内容の正確さが向上する。

図６は本発明の実施形態に係る電気機器用通信アダプタの他の例を示す正面図（ａ）〜（ｄ）である。
図６（ａ）は、警報部としてのスピーカ２２、デマンド制御状態を表示する報知部としてのＬＥＤ２３ａ、住居全体の使用電力を表す表示器としての複数のＬＥＤ２３ｃ、電気機器のデマンド制御状態又はデマンド制御への移行を解除するデマンド制御解除スイッチ２４を備えた例である。
図６（ｂ），（ｃ）は、警報部としてのスピーカ２２、デマンド制御状態を表示する報知部としてのＬＥＤ２３ａ、住居全体の使用電力や電気機器の動作状態を表す表示器としての液晶ディスプレイ２３ｂ、電気機器のデマンド制御状態又はデマンド制御への移行を解除するデマンド制御解除スイッチ２４を備えた例である。
図６（ｄ）は、警報部としてのスピーカ２２、デマンド制御状態を表示する報知部としてのＬＥＤ２３ａ、住居全体の使用電力や電気機器の動作状態の表示に加えて、主コントローラ８と通信可能に配置された複数の電気機器のデマンド制御の優先度を設定する設定画面を備えた表示器としての液晶ディスプレイ２３ｄ、優先度設定画面から複数の電気機器のデマンド制御の優先度を設定する優先度設定ボタン２５を備えた例である。優先度設定ボタン２５は、主コントローラ８に作用し、主コントローラ８に対してその優先順位を設定するものである。

また、液晶ディスプレイ２３ｂ，２３ｄに、主コントローラ８の稼働積算時間に応じて、電気機器６Ａ〜６Ｃへの電力供給源である主幹ブレーカや分岐ブレーカ、及び／又は前記電気機器のコンセントの点検を促す表示を行うように設定しても良い。これは、ブレーカやコンセントの劣化による故障を防止することに有効である。
また、電気機器６Ａ〜６Ｃが稼働していない状態又は所定の使用電力以下で稼働している場合には、その電気機器に対応したアダプタの報知部及び警報部を停止状態とし、表示態様を簡素化しても良い。
なお、ここで示したＬＥＤや液晶ディスプレイは他の表示装置に置き換えても良い。

上記の電気機器用通信アダプタ１０Ａ〜１０Ｃは以下のような効果を奏する。
（１）主コントローラ８により電気機器が自動でデマンド制御される前に、利用者が使用電力が過多であることを認識することができる。
（２）利用者が自分の意志で対応する電気機器を停止させることができ、また電気機器が複数ある場合には、それらに対してデマンド制御の優先度を設定することができる。
（３）主コントローラ８による電気機器のデマンド制御状態が把握できるため、誤操作の防止にも寄与する。
（４）電気機器用通信アダプタが電気機器と単独で通信して電気機器の動作状態（制御状態や設定状態を含む）を取得し、その状態を表示するようにしているため、その取得情報の種類を変更する場合でも、電気機器用通信アダプタの変更だけで済む。

本発明の電気機器用通信アダプタの設置例を示したシステム構成図。 図１に示した電気機器用通信アダプタの実施形態を示すブロック構成図。 図２に示した電気機器用通信アダプタの外観の一例を示す斜視図。 図３の電気機器用通信アダプタの作用例を示すフローチャート。 図３の電気機器用通信アダプタの別の作用例を示すフローチャート。 本発明の実施形態に係る電気機器用通信アダプタの他の例を示す正面図。

符号の説明

１ 主幹ブレーカ、２ 主配線、３ 分岐ブレーカ、４ 分岐配線、５ａ〜５ｄ コンセント、６Ａ〜６Ｃ 電気機器Ａ〜Ｃ、７ 電流検出計、８ 主コントローラ、９ 警報装置、１０ 電気機器用通信アダプタ、１１ アンテナ、１２ コントローラ通信部、１３ コントローラ通信制御部、１４ データ処理部、１５ 制御プログラム記憶部（メモリ）、１６ 電気機器通信制御部、１７ ＩＯ出力制御部、１８ 電気機器通信部、１９ コネクタ、２１ 音声出力回路、２２ スピーカ、２３ 表示装置、２３ａ ＬＥＤ、２３ｂ液晶ディスプレイ、２３ｃ ＬＥＤ、２３ｄ 液晶ディスプレイ、２４ デマンド制御解除スイッチ、２５ 優先度設定ボタン。

Claims (11)

1. 電気機器に対してデマンド制御を行う主コントローラとの間で信号送受を行うコントローラ通信部と、
   前記電気機器との間で信号送受を行う電気機器通信部と、
   前記電気機器がデマンド制御状態にあることを表示又は音声出力する報知部と、
   予め定めた警報を表示又は音声出力する警報部と、
   前記主コントローラから前記電気機器に対する制御情報を受け取り、前記電気機器に合った制御情報に変換して前記電気機器へ送る処理、前記主コントローラから警報情報を受け取り、前記警報部にて出力するための処理、及び前記主コントローラからデマンド制御情報を受け取り、前記報知部にて出力するための処理を行うデータ処理部と、
   を備えたことを特徴とする電気機器用通信アダプタ。
2. 前記データ処理部は、
   前記主コントローラから前記電気機器に対する制御情報を受け取り、受け取った情報に予め定めた機器動作モードに対して変更する命令があるか否かを検知し、前記制御情報を前記電気機器に送る処理をした後、所定時間経過後に、前記電気機器から機器動作状態を示す情報を読み取り、デマンド状態であるか否かを判定し、前記報知部にて出力するための処理を行うことを特徴とする請求項１記載の電気機器用通信アダプタ。
3. 前記電気機器の表面に対して着脱自在な構造が付加されていることを特徴とする請求項１又は２記載の電気機器用通信アダプタ。
4. 前記主コントローラに作用して、前記電気機器のデマンド制御状態又はデマンド制御への移行を解除する入力手段を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電気機器用通信アダプタ。
5. 前記主コントローラに作用して、前記主コントローラと通信可能に配置された複数の前記電気機器のデマンド制御の優先度を設定する優先度設定手段を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電気機器用通信アダプタ。
6. 表示器を備え、
   前記データ処理部は、前記主コントローラで算出された使用電力、前記電気機器の動作状態に関する情報、又は前記主コントローラと通信可能に配置された他の前記電気機器のデマンド制御情報を受け取って、それらを前記表示器にて表示するための処理を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電気機器用通信アダプタ。
7. 前記表示器は、前記電気機器の現在の出力情報又は設定情報を表示することを特徴とする請求項６記載の電気機器用通信アダプタ。
8. 前記表示器が、前記報知部を兼ねていることを特徴とする請求項６又は７記載の電気機器用通信アダプタ。
9. 前記表示器は、前記主コントローラの稼働積算時間に応じて、前記電気機器への電力供給源である主幹ブレーカ、分岐ブレーカ、及び／又は前記電気機器のコンセントの点検を促す表示を行うことを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の電気機器用通信アダプタ。
10. 前記電気機器が稼働していない状態又は所定の使用電力以下で稼働している場合に、前記報知部及び前記警報部を停止状態とすることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の電気機器用通信アダプタ。
11. 前記報知部及び前記警報部が、ＬＥＤ、液晶ディスプレイ、スピーカ、又はそれらの任意の組み合わせのいずれかから成ることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の電気機器用通信アダプタ。

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