JP2011024157A - Electric energy-monitoring system - Google Patents

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Hideji Maekawa
秀治 前河
Kenichi Hirotsu
研一 弘津
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve a simple system which can be inexpensively introduced as a system for intensively monitoring information about power to be supplied from a distribution panel to a load system. <P>SOLUTION: A load current supplied from a distribution panel 10 provided within an electric energy-monitoring system to a load system is measured by a measuring terminal device, and information of the load current (or electric energy) is transmitted to a measuring modem 9. The measuring modem 9 acquires the information of the electric energy, communicates with a communication modem 4M of a master unit via a telephone line according to a multiplexing system and provides the information of the electric energy to a personal computer connected to a communication modem 4S of another slave unit. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、工場やビル等の、事業所の構内で使用する電力量を監視するシステムに関する。   The present invention relates to a system for monitoring the amount of power used on the premises of a business office such as a factory or a building.

地球環境保護が企業の社会的責務の一つとなってきた昨今の情勢において、例えば、工場やビル内での電力の使用状況を細かく監視して省エネルギーを実現することが望まれている。例えば、大中規模の工場内において、サブ変電所ごとに設けられている電力量計から出力されるパルス(一定電力量ごとに発生するパルス)を受け付けるプログラマブル・ロジック・コントローラの子機を設け、特高変電所の監視室内に親機を設ける。そして、親機と複数の子機とを光ネットワークで接続し、各サブ変電所の子機から送られてくるフィーダごとの電力情報を、親機に接続された管理用のパソコンで監視する、というシステムが提案されている(例えば、非特許文献1参照。)   In the current situation where global environmental protection has become one of the social responsibilities of companies, for example, it is desired to realize energy saving by closely monitoring the power usage in factories and buildings. For example, in a large-scale factory, a slave unit of a programmable logic controller that receives a pulse output from a watt hour meter provided for each sub-substation (a pulse generated at every constant power amount) is provided. A master unit will be installed in the monitoring room of the extra high voltage substation. Then, the master unit and a plurality of slave units are connected by an optical network, and the power information for each feeder sent from the slave unit of each sub-substation is monitored by a management PC connected to the master unit. (For example, refer nonpatent literature 1).

「某工場における電力量監視システムの構築」、住友電設技報TECHNICAL REVIEW 第17号、Vol.28、2008年“Establishment of Electricity Monitoring System at Sakai Factory”, Sumitomo Electric Engineering Technical Technical Review No. 17, Vol. 28, 2008

上記のような従来のシステムでは、当該システムのために新たに光ネットワークシステムを工場内に展開する必要があり、これを簡易かつ安価に実現することは困難である。また、もっと下位の分電盤レベルでの電力監視を行うとなると、光ファイバ等の設置がさらに困難になる。しかも、多数の電力量計が必要である。また、システムの規模が大きくなれば、高い通信速度が必要となることも、コスト面からは問題となる。
かかる従来の問題点に鑑み、本発明は、分電盤から負荷系統に供給する電力に関する情報を集約して監視することができ、かつ、安価に導入できる簡易なシステムを実現することを目的とする。
In the conventional system as described above, it is necessary to newly deploy an optical network system in the factory for the system, and it is difficult to realize this simply and inexpensively. Further, when power monitoring is performed at a lower distribution board level, it becomes more difficult to install an optical fiber or the like. In addition, a large number of watt-hour meters are required. Further, if the scale of the system is increased, a high communication speed is required, which is a problem in terms of cost.
In view of such conventional problems, an object of the present invention is to realize a simple system that can collect and monitor information on power supplied from a distribution board to a load system and can be introduced at a low cost. To do.

(1)本発明は、親機・子機間の通信を利用する電力量監視システムであって、構内に設けられた分電盤から負荷系統に供給する負荷電流を測定し、測定した負荷電流の情報若しくは当該負荷電流に基づいて求めた電力量の情報を送信する機能を有する測定端末装置と、前記測定端末装置から前記情報を受信し、電力量の情報を取得する測定用子機と、前記構内に設けられた電話線又は制御線を利用した伝送線を介して多重化方式で前記測定用子機を含む複数の子機と通信可能な親機と、前記測定用子機を除く子機及び前記親機のうち少なくとも1つに接続され、前記測定用子機で取得された電力量の情報を受信可能な電力量監視用の情報処理装置とを備えたものである。   (1) The present invention is an electric energy monitoring system that uses communication between a parent device and a child device, and measures a load current supplied to a load system from a distribution board provided on the premises, and measures the measured load current. A measurement terminal device having a function of transmitting information on the amount of power or information on the amount of electric power obtained based on the load current, a measurement slave unit that receives the information from the measurement terminal device and acquires information on the amount of electric power, A master unit capable of communicating with a plurality of slave units including the measurement slave unit in a multiplexed manner via a transmission line using a telephone line or a control line provided in the premises, and a slave excluding the measurement slave unit And an information processing device for power amount monitoring that is connected to at least one of the device and the parent device, and that can receive information on the amount of power acquired by the measuring slave device.

上記のように構成された電力量監視システムでは、測定端末装置から送信された情報により、その情報を受信した測定用子機は電力量の情報を取得する。測定端末装置が複数個あれば、それらの電力量情報が測定用子機経由で、伝送線を介して、情報処理装置が接続された他の子機又は親機に伝送され、電力量監視用の情報処理装置に到達する。これにより、情報処理装置による電力量監視が可能となる。   In the power amount monitoring system configured as described above, the measurement slave unit that has received the information acquires information on the power amount based on the information transmitted from the measurement terminal device. If there are multiple measurement terminal devices, the power information is transmitted to the other slave unit or master unit to which the information processing device is connected via the measurement slave unit and the transmission line, for monitoring the energy level. To the information processing apparatus. As a result, the power amount can be monitored by the information processing apparatus.

(2)また、上記(1)の電力量監視システムにおいて、測定用子機は、分電盤内で、電力線を介して多重化方式で測定端末装置から情報を受信するようにしてもよい。
この場合、分電盤内では電力線を利用した電力線通信により、測定端末装置から測定用子機に負荷電流の情報を送信するネットワーク構成を容易に、かつ、コンパクトに実現することができる。
(2) Moreover, in the electric energy monitoring system of said (1), a measurement subunit | mobile_unit may be made to receive information from a measurement terminal device by a multiplexing system via a power line within a distribution board.
In this case, it is possible to easily and compactly realize a network configuration in which load current information is transmitted from the measurement terminal device to the measurement slave unit by power line communication using the power line in the distribution board.

(3)また、上記(1)の電力監視システムにおいて、測定用子機は入力ポートを有し、測定端末装置から専用線を介して当該入力ポートにて情報を受信するものであってもよい。
この場合、専用線は必要であるが、測定端末装置や測定用子機には電力線通信等の多重化通信機能は必要でないので、内部回路は簡素化される。
(3) In the power monitoring system of (1), the measurement slave unit may have an input port and receive information from the measurement terminal device via the dedicated line at the input port. .
In this case, a dedicated line is required, but a multiplexing communication function such as power line communication is not required for the measurement terminal device or the measurement slave unit, so that the internal circuit is simplified.

(4)また、上記(1)、(2)又は(3)の電力量監視システムにおいて、伝送線は電話線である場合、(a)電話線の子機側終端に設けられ、電話信号と電力量の情報とを分離又は混合する子機用スプリッタと、(b)電話線の親機側に設けられ、複数の電話線を対象として共通のデータ信号を注入し、当該電話線からデータ信号を抽出することの可能な親機用スプリッタとが設けられており、(c)子機用スプリッタを介して子機が接続され、親機用スプリッタを介して親機が接続されている、という構成であってもよい。
この場合、電話線は個々の電話機ごとの線であり、電話線同士は相互に繋がってはいないが、親機から親機用スプリッタを介してデータ信号の抽出・注入を行うことにより、電話線のネットワークを構成し、多重化による通信を行うことができる。
(4) Also, in the electric energy monitoring system of (1), (2) or (3) above, when the transmission line is a telephone line, (a) the telephone line is provided at the terminal on the slave side, A splitter for the slave unit that separates or mixes information on the amount of electric power; and (b) provided on the base unit side of the telephone line, injects a common data signal for a plurality of telephone lines, and the data signal from the telephone line And (c) the slave unit is connected via the slave unit splitter, and the master unit is connected via the splitter for the master unit. It may be a configuration.
In this case, the telephone line is a line for each individual telephone, and the telephone lines are not connected to each other. However, by extracting and injecting data signals from the master unit via the master unit splitter, Network can be configured to perform communication by multiplexing.

(5)また、上記(1)、(2)又は(3)の電力量監視システムにおいて、伝送線は、電話線として使用されていない予備の電話線であってもよい。
この場合、スプリッタを使用することなく、予備の電話線を用いて電力量の情報を送信することができる。
(5) In the electric energy monitoring system according to (1), (2), or (3), the transmission line may be a spare telephone line that is not used as a telephone line.
In this case, it is possible to transmit information on the amount of power using a spare telephone line without using a splitter.

(6)また、上記(1)、(2)又は(3)の電力量監視システムにおいて、制御線は、機器制御用のペア線、放送用電線、インターホン用電線、火災報知器用電線、同軸線のいずれか1つであってもよい。
この場合、工場やビル等の構内にあるいずれかの電線を利用して電力量の情報を送信することができる。
(6) Moreover, in the electric energy monitoring system of the above (1), (2) or (3), the control line is a pair line for device control, a broadcast cable, an intercom cable, a fire alarm cable, a coaxial cable. Any one of these may be sufficient.
In this case, information on the amount of power can be transmitted using any of the electric wires in the premises such as factories and buildings.

本発明の電力量監視システムによれば、既存の伝送線(電話線又は制御線)を利用して測定用子機から電力量の情報を送信することができる。しかも、電力量は積算される値であるため散発的な情報送信に適し、情報量としても少ないので、親機・子機間では高い通信速度が要求されない。すなわち、比較的低速で安価な親機・子機の採用が可能となる。このようにして、安価に導入できる簡易な電力量監視システムを提供することができる。   According to the power amount monitoring system of the present invention, the power amount information can be transmitted from the measurement slave unit using an existing transmission line (telephone line or control line). Moreover, since the amount of electric power is an integrated value, it is suitable for sporadic information transmission, and since the amount of information is small, a high communication speed is not required between the parent device and the child device. That is, it is possible to employ a relatively low-speed and inexpensive base unit / slave unit. In this way, a simple power amount monitoring system that can be introduced at low cost can be provided.

本発明の一実施形態に係る電力量監視システムの、主として上位部分の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which mainly shows the structure of the high-order part of the electric energy monitoring system which concerns on one Embodiment of this invention. 親機用のスプリッタの内部ブロック回路図である。It is an internal block circuit diagram of the splitter for base units. 通信モデムに搭載される機能のブロック図である。It is a block diagram of the function mounted in a communication modem. 多重化の一例として上り下り信号並びに各子機との通信を時分割多重化したケースを示す図である。It is a figure which shows the case where the uplink / downlink signal and communication with each subunit | mobile_unit were time-division multiplexed as an example of multiplexing. 図1における事務所内の配線のみを示す接続図である。It is a connection diagram which shows only the wiring in the office in FIG. 図1における工場内の配線の詳細を示す接続図である。It is a connection diagram which shows the detail of the wiring in the factory in FIG. 測定端末装置に搭載される機能のブロック図である。It is a block diagram of the function mounted in a measurement terminal device. 測定用モデムに搭載される機能のブロック図である。It is a block diagram of the function mounted in the modem for measurement. 図6とは異なる構成による分電盤内の接続図である。FIG. 7 is a connection diagram in a distribution board having a configuration different from that in FIG. 6.

図1は、本発明の一実施形態に係る電力量監視システムの、主として上位部分の構成を示すブロック図である。図において、工場やビル等の構内には例えばMDF室Rがあり、その中には、電話の一般公衆回線からPBX(構内交換機)1を経て、MDF(主配線盤)2が設けられている。MDF2の内部(外部でもよい。)には、親機用スプリッタ3が設けられ、親機となる通信モデム4Mと接続されている。通信モデム4Mは、ルータ5からインターネットを介して、構内以外の他の地区とも通信可能である。   FIG. 1 is a block diagram mainly showing a configuration of an upper part of an electric energy monitoring system according to an embodiment of the present invention. In the figure, there is an MDF room R in a premises such as a factory or a building, in which an MDF (main wiring board) 2 is provided via a PBX (private branch exchange) 1 from a telephone general public line. . Inside the MDF 2 (may be outside), a base unit splitter 3 is provided and connected to a communication modem 4M serving as the base unit. The communication modem 4M can communicate with other areas other than the premises from the router 5 via the Internet.

MDF2からは、構内の至る所に、電話線が展開され、IDF(中間配線盤)に接続される。この例では、例えば工場FA1,FA2内のIDF6に、それぞれ、複数の電話線が接続されている。各工場FA1,FA2内では、多数(1台のみ図示)の電話機7が、IDF6に直接接続されるか、又は、スプリッタ8を介して接続される。また、このスプリッタ8を介して、電力量監視に用いられる測定用モデム9(測定用子機)が接続される。   From the MDF 2, telephone lines are developed throughout the premises and connected to an IDF (intermediate wiring board). In this example, for example, a plurality of telephone lines are connected to IDFs 6 in factories FA1 and FA2, respectively. Within each factory FA 1, FA 2, a large number of telephones 7 (only one is shown) are directly connected to the IDF 6 or connected via a splitter 8. Further, a measuring modem 9 (measuring slave unit) used for power amount monitoring is connected via the splitter 8.

測定用モデム9は、MDF室R内の通信モデム4Mを親機とする場合の子機であると同時に、さらに下位に属する測定端末装置(詳細後述)のサブ親機でもある。測定用モデム9は、分電盤10内(又はその近傍も可)に設けられる。通常、IDF6と分電盤10とは、工事の都合上、互いに近接して設けられており、従って、IDF6から測定用モデム9への配線は短距離で済み、設置工事も容易である。   The measurement modem 9 is a slave unit when the communication modem 4M in the MDF room R is a master unit, and is also a sub-master unit of a measurement terminal device (described later in detail) belonging to a lower level. The measurement modem 9 is provided in the distribution board 10 (or in the vicinity thereof). Usually, the IDF 6 and the distribution board 10 are provided close to each other for the convenience of construction. Therefore, the wiring from the IDF 6 to the measurement modem 9 is short and installation work is easy.

一方、事務所OF内にも同様に、IDF6、電話機7、スプリッタ8及び通信モデム4Sが設けられる。通信モデム4Sは、MDF室R内の通信モデム4Mを親機とする場合の子機である。
上記のような通信回路の構成によって、構内の電話回線ネットワークが構成される。また、電話線を伝送媒体としてデータ信号(デジタル)を重畳するLANシステムを構成することができ、これが、電力量監視システムの一部となる。
On the other hand, an IDF 6, a telephone set 7, a splitter 8, and a communication modem 4S are similarly provided in the office OF. The communication modem 4S is a slave unit when the communication modem 4M in the MDF room R is a master unit.
A telephone line network on the premises is configured by the configuration of the communication circuit as described above. In addition, it is possible to configure a LAN system that superimposes a data signal (digital) using a telephone line as a transmission medium, and this becomes a part of the power amount monitoring system.

親機としての通信モデム4Mは、デジタル信号が有線(ここでは電話線)上を伝送できるように変換して通信を行う装置で、また、多重化技術(時分割多重化、周波数分割多重化、符号分割多重化等)により1:nの双方向通信を行う機能を備える。同様の通信の仕組みを持つ装置に、PLC(Power Line Communication)モデムがあるが、同モデムはOFDM(直交周波数分割多重)方式もしくはSS(スペクトラム拡散)方式等を使用し、1:nの双方向通信を、電源線を媒介として実現している。通信モデム4Mは、親機用スプリッタ3を介して、電話線にデータ信号を注入し、また、電話線からデータ信号を抽出する。
なお、測定用モデム9は、通信モデム4Mとの通信機能の他、下位に対してはPLCモデムとしての機能を有する。
The communication modem 4M as a master unit is a device that performs communication by converting a digital signal so that it can be transmitted over a wired line (in this case, a telephone line). Also, a multiplexing technique (time division multiplexing, frequency division multiplexing, A function of performing 1: n bidirectional communication by code division multiplexing or the like. There is a PLC (Power Line Communication) modem as an apparatus having a similar communication mechanism, and the modem uses an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) system or an SS (Spread Spectrum) system and the like, and 1: n bidirectional. Communication is realized through the power line. The communication modem 4M injects a data signal into the telephone line via the base unit splitter 3 and extracts a data signal from the telephone line.
The measurement modem 9 has a function as a PLC modem for the lower level in addition to the communication function with the communication modem 4M.

図2は、親機用スプリッタ3の内部ブロック回路図である。このスプリッタ3は、複数のハイパスフィルタ3H及び同数のローパスフィルタ3L、並びに、バラン3Bを備えている。ローパスフィルタ3Lは、電話線Tごとに介挿され、電話用信号(4kHz以下)のみを通過させる。ハイパスフィルタ3Hは、電話線Tごとに分岐接続され、データ信号(2MHz〜30MHz)のみを通過させる。ハイパスフィルタ3Hの各々における一端は電話線Tに接続され、他端は全てのハイパスフィルタ3Hで相互に接続されて一本化され、かつ、バラン3Bを介して通信モデム4Mに接続されている。   FIG. 2 is an internal block circuit diagram of the base unit splitter 3. The splitter 3 includes a plurality of high-pass filters 3H, the same number of low-pass filters 3L, and a balun 3B. The low-pass filter 3L is inserted for each telephone line T and passes only a telephone signal (4 kHz or less). The high-pass filter 3H is branch-connected for each telephone line T and allows only a data signal (2 MHz to 30 MHz) to pass therethrough. One end of each of the high-pass filters 3H is connected to the telephone line T, the other end is connected to each other by all the high-pass filters 3H to be unified, and is connected to the communication modem 4M through the balun 3B.

このような親機用スプリッタ3を利用して、通信モデム4Mは、データ信号を複数の電話線Tに一斉注入することができ、また、各電話線Tからデータ信号を抽出することができる。なお、バラン3Bは、通信モデム4M側の不平衡状態にある信号と、反対側の平衡状態にある信号とを相互に変換する素子である。   Using such a base unit splitter 3, the communication modem 4M can simultaneously inject data signals into a plurality of telephone lines T, and can extract data signals from the respective telephone lines T. The balun 3B is an element that mutually converts a signal in the unbalanced state on the communication modem 4M side and a signal in the balanced state on the opposite side.

なお、実際には、MDF2(図1)から出て行く電話線の全てが親機用スプリッタ3を通るのではない。すなわち、データ通信に使用せず、電話のためにだけ使用する電話専用線は、親機用スプリッタ3を通す必要がない。
また、電話線には通常、使用されていない予備線Tsがある。この予備線Tsをデータ通信に使用する場合には、通信モデム4Mを当該予備線Tsに直結することができる(二点鎖線)。すなわち、予備線Tsを使用すれば、当該予備線Tsの基端、末端のいずれにもスプリッタが不要となる。
Actually, not all of the telephone lines going out from the MDF 2 (FIG. 1) pass through the base unit splitter 3. In other words, a dedicated telephone line that is not used for data communication and is used only for a telephone need not pass through the base unit splitter 3.
Further, the telephone line usually has a spare line Ts that is not used. When the spare line Ts is used for data communication, the communication modem 4M can be directly connected to the spare line Ts (two-dot chain line). That is, if the spare line Ts is used, a splitter is not required at either the base end or the end of the spare line Ts.

図3は、通信モデム4M(4Sも同様。)に搭載される機能のブロック図である。通信モデム4Mは、LAN信号入出力部(PHY)41と、データ交換部42と、CPU43と、信号処理部44と、信号入出力部47とを備えている。信号処理部44はさらに、送受信バッファ45(送信バッファTX1〜TXn、受信バッファRX1〜RXn)と、多重/分離部46とを備えている。上り方向(下流から上流へ)には、LAN信号が、データ交換部42及び信号処理部44によって多重化された信号となる。下り方向には、多重化された信号が、信号処理部44及びデータ交換部42によってLAN信号に変換される。   FIG. 3 is a block diagram of functions installed in the communication modem 4M (the same applies to 4S). The communication modem 4M includes a LAN signal input / output unit (PHY) 41, a data exchange unit 42, a CPU 43, a signal processing unit 44, and a signal input / output unit 47. The signal processing unit 44 further includes a transmission / reception buffer 45 (transmission buffers TX1 to TXn, reception buffers RX1 to RXn), and a multiplexing / demultiplexing unit 46. In the upstream direction (from downstream to upstream), the LAN signal becomes a signal multiplexed by the data exchange unit 42 and the signal processing unit 44. In the downstream direction, the multiplexed signal is converted into a LAN signal by the signal processing unit 44 and the data exchange unit 42.

図4は、多重化の一例として上り下り信号並びに各子機との通信を時分割多重化したケースを示す図である。通信モデム4Mは、ノードn(子機等)に論理チャネルを割り当てて、論理チャネルn向けの送信データTn(T1,T2,・・・,Tn)と、論理チャネルnからの受信データRn(R1,R2,・・・,Rn)とを、時間軸上に、図示のように構成する。   FIG. 4 is a diagram showing a case in which uplink / downlink signals and communication with each slave unit are time-division multiplexed as an example of multiplexing. The communication modem 4M allocates a logical channel to the node n (slave unit or the like), transmits transmission data Tn (T1, T2,..., Tn) for the logical channel n and received data Rn (R1) from the logical channel n. , R2,..., Rn) are configured as shown on the time axis.

図5は、図1における事務所OF内の配線のみを示す接続図である。図において、通信モデム4Sには、電力量監視を行う情報処理装置としてのパソコン11が接続されている。子機用スプリッタ8は、親機用スプリッタ3(図2)とは異なり、単一の電話線について、電話信号とデータ通信の信号とを重畳/分離する装置である。また、前述のように、予備線Tsが使用可能であれば、二点鎖線で示すような接続が可能であり、この場合には、子機用スプリッタ8が不要となる。   FIG. 5 is a connection diagram showing only the wiring in the office OF in FIG. In the figure, the communication modem 4S is connected to a personal computer 11 as an information processing apparatus for monitoring the amount of power. Unlike the main unit splitter 3 (FIG. 2), the sub unit splitter 8 is a device that superimposes / separates a telephone signal and a data communication signal on a single telephone line. Further, as described above, if the spare line Ts can be used, a connection as shown by a two-dot chain line is possible. In this case, the slave unit splitter 8 is not necessary.

上記のような、電話線を伝送線とするネットワークでは、親機用スプリッタ3により複数の電話線に対して基端側での信号注入・抽出を可能にしたことと、信号の多重化方式とにより、1台の親機(通信モデム4M)で複数台(n台)の子機(通信モデム4S、測定用モデム9)と1:nの通信を行うことができる。そのため、親機である通信モデム4Mは1台で足り、占有スペースが小さいので、MDF室R内に容易に設置することができる。また、多重化方式により信号が伝送されるため、各子機の信号相互の干渉を防止することができる。   In a network using a telephone line as a transmission line as described above, the base unit splitter 3 enables signal injection / extraction on the base end side with respect to a plurality of telephone lines, and a signal multiplexing method. Thus, one master unit (communication modem 4M) can perform 1: n communication with a plurality of (n units) slave units (communication modem 4S and measurement modem 9). For this reason, only one communication modem 4M, which is a parent device, is sufficient and the occupied space is small, so that it can be easily installed in the MDF room R. Moreover, since signals are transmitted by the multiplexing method, it is possible to prevent interference between the signals of each slave unit.

なお、構内等で使用される電話線は、本来は電話番号(内線番号)ごとに独立した線であり、相互に繋がってはいないので、電話線同士で信号の漏洩や干渉が生じることは、基本的にはない。しかしながら、電話線は同軸線のようなシールド構造ではないため、音声信号よりはるかに高い周波数信号(データ信号)を伝送すると、電話線同士が近接していなくても、漏洩や干渉が生じる場合がある。そこで、上記のような多重化方式の採用によって、漏洩しても干渉しないようにするのである。   In addition, the telephone lines used in the premises are originally independent lines for each telephone number (extension number) and are not connected to each other. Basically not. However, since the telephone line is not a shield structure like a coaxial line, transmission of a frequency signal (data signal) much higher than the voice signal may cause leakage or interference even if the telephone lines are not close to each other. is there. Therefore, by adopting the multiplexing method as described above, interference does not occur even if leaked.

次に、図6は、図1における工場FA1又はFA2内の配線の詳細を示す接続図である。図において、分電盤10内には、主幹のブレーカ(遮断器)Bの下に、銅バー12を介して、複数(10個例示)の負荷系統(フィーダ)ごとのブレーカB1〜B10が設けられている。なお、この図は単線図であるが、実際の銅バー12の数(電路数)は、単相2線式では2本、単相3線式又は3相3線式では3本である。測定用モデム9は、分電盤10内に取り付けられ、その電源コードP(2芯線)がブレーカBに接続されている。これにより、測定用モデム9は、商用交流電圧の供給を受けると共に、PLCモデムとしての機能によって、銅バー12等の分電盤内の電力線を伝送線とした電力線通信が可能となっている。   Next, FIG. 6 is a connection diagram showing details of wiring in the factory FA1 or FA2 in FIG. In the figure, the distribution board 10 is provided with breakers B1 to B10 for a plurality of (10 examples) load systems (feeders) via a copper bar 12 below a main breaker (breaker) B. It has been. Although this figure is a single-line diagram, the actual number of copper bars 12 (number of electrical circuits) is two for the single-phase two-wire system and three for the single-phase three-wire system or the three-phase three-wire system. The measurement modem 9 is mounted in the distribution board 10, and its power cord P (2-core wire) is connected to the breaker B. As a result, the measurement modem 9 is supplied with a commercial AC voltage, and can perform power line communication using the power line in the distribution board such as the copper bar 12 as a transmission line by the function as the PLC modem.

一方、ブレーカB1〜B5を例に挙げて説明すると(B6〜B10についても同様。)、各ブレーカB1〜B5の2次側(負荷側)にはそれぞれ、ケーブルの絶縁電線C1〜C5が接続されている。絶縁電線C1〜C5にはそれぞれ、負荷電流測定用の測定端末装置S1〜S5(総称Sとする。)が取り付けられている。   On the other hand, when the breakers B1 to B5 are described as examples (the same applies to B6 to B10), the insulated wires C1 to C5 of the cables are connected to the secondary side (load side) of the breakers B1 to B5, respectively. ing. Measurement terminal devices S1 to S5 (referred to collectively as S) for measuring load current are attached to the insulated wires C1 to C5, respectively.

測定端末装置Sは、例えば、クランプ型の電流センサに、PLCモデムとしての電子回路を一体搭載したものである。クランプ型であることにより、既設のケーブルに対しても容易に取り付けることができる。測定端末装置S1〜S5は、それぞれ、電源コードP1〜P5(2芯線)が、対応するブレーカB1〜B5に接続されている。これにより、測定端末装置Sは、商用交流電圧の供給を受けると共に、PLCモデムとしての機能によって、絶縁電線C1〜C6から銅バー12等、分電盤内の電力線を伝送線とした電力線通信が可能となっている。   The measurement terminal device S is, for example, one in which an electronic circuit as a PLC modem is integrally mounted on a clamp-type current sensor. Since it is a clamp type, it can be easily attached to an existing cable. In measurement terminal devices S1 to S5, power cords P1 to P5 (two-core wires) are connected to corresponding breakers B1 to B5, respectively. As a result, the measurement terminal device S receives supply of commercial AC voltage, and by the function as the PLC modem, power line communication using the power lines in the distribution board such as the insulated wires C1 to C6 to the copper bars 12 as transmission lines is performed. It is possible.

図7は、測定端末装置S(S1〜S5)に搭載される機能のブロック図である。図において、電流センサScは絶縁電線(C1〜C5)に流れる負荷電流を検出する。電流センサScの出力はA/D変換部Saでデジタル信号に変換され、データ交換部S92に提供される。データ交換部S92及び信号処理部S98は、CPU:S93の制御下で、負荷電流の情報を、多重化されたPLC信号に変換し、電力線結合部S99を介して電力線に送出する。   FIG. 7 is a block diagram of functions installed in the measurement terminal device S (S1 to S5). In the figure, the current sensor Sc detects a load current flowing through the insulated wires (C1 to C5). The output of the current sensor Sc is converted into a digital signal by the A / D conversion unit Sa and provided to the data exchange unit S92. Under the control of the CPU: S93, the data exchange unit S92 and the signal processing unit S98 convert the load current information into a multiplexed PLC signal and send it to the power line via the power line coupling unit S99.

図8は、測定用モデム9に搭載される機能のブロック図である。この測定用モデム9において、データ交換部92及びCPU93、並びに、これらから見て上位側(図の右側)にある信号処理部94及び信号入出力部97が、電話線を利用した多重化によるデータ通信の機能部分である。信号処理部94や信号入出力部97の機能は、それぞれ、図3に示した通信用モデム4Mにおける信号処理部44及び信号入出力部47と同様である。従って、測定用モデム9は、通信用モデム4M,4Sと通信可能である。   FIG. 8 is a block diagram of functions installed in the measurement modem 9. In the measurement modem 9, the data exchange unit 92 and the CPU 93, and the signal processing unit 94 and the signal input / output unit 97 on the upper side (the right side in the figure) as viewed from these, are multiplexed data using a telephone line. It is a functional part of communication. The functions of the signal processing unit 94 and the signal input / output unit 97 are the same as those of the signal processing unit 44 and the signal input / output unit 47 in the communication modem 4M shown in FIG. Therefore, the measurement modem 9 can communicate with the communication modems 4M and 4S.

一方、測定用モデム9において、データ交換部92及びCPU93並びに、これらから見て下位側(図の左側)にある信号処理部98及び電力線結合部99が、電力線を利用した多重化によるデータ通信の機能部分である。従って、測定用モデム9は、測定端末装置Sとの電力線通信が可能である。また、データ交換部92にはメモリ90が接続されている。   On the other hand, in the measurement modem 9, the data exchange unit 92 and the CPU 93, and the signal processing unit 98 and the power line coupling unit 99 on the lower side (the left side in the figure) as viewed from these, perform data communication by multiplexing using the power line. It is a functional part. Therefore, the measurement modem 9 can perform power line communication with the measurement terminal device S. A memory 90 is connected to the data exchange unit 92.

上り方向には、測定端末装置Sから、負荷電流の情報が、電力線に重畳された多重化信号として送られてくる。この信号は、電力線結合部99を介して信号処理部98で復調され、信号処理部98又はデータ交換部92において、電圧、負荷電流、時間から、電力量[WH]を求め、積算する。電力量の積算値はメモリ90に一時保存される。このようにして、測定用モデム9は、全ての測定端末装置S(S1〜S5)から送信されてくる負荷電流の情報に基づいて、負荷系統ごとの電力量を積算し、メモリ90に記憶している。   In the upstream direction, load current information is sent from the measurement terminal device S as a multiplexed signal superimposed on the power line. This signal is demodulated by the signal processing unit 98 via the power line coupling unit 99, and the signal processing unit 98 or the data exchange unit 92 obtains and integrates the electric energy [WH] from the voltage, load current, and time. The integrated value of the electric energy is temporarily stored in the memory 90. In this way, the measurement modem 9 integrates the amount of power for each load system based on the load current information transmitted from all the measurement terminal devices S (S1 to S5), and stores it in the memory 90. ing.

メモリ90に記憶された電力量の情報は、情報提供のタイミングごとに、電話線を介した多重化信号として送信され、親機の通信モデム4Mを経由して、子機の通信モデム4Sからパソコン11(図5)に提供される。こうして、分電盤10での測定に基づく各負荷系統の電力量情報を、電力線を媒体とするネットワークから電話線を媒体とするネットワークを経て、容易に取得することができる。   The information on the amount of power stored in the memory 90 is transmitted as a multiplexed signal via a telephone line at each information provision timing, and is transmitted from the communication modem 4S of the slave unit to the personal computer via the communication modem 4M of the master unit. 11 (FIG. 5). In this way, the power amount information of each load system based on the measurement by the distribution board 10 can be easily obtained from the network using the power line as a medium through the network using the telephone line as a medium.

上記の「情報提供のタイミング」とは、例えば、パソコン11からの定期的な問い合わせがあったとき、である。
また、問い合わせに応じるという受動的な方式ではなく、測定用モデム9の方から、一定時間(例えば1分)ごとに使用電力量をパソコン11に通知してもよい。
また、時間ではなく、使用電力量が一定値に達したらパソコン11に通知する、という方式でもよい。
The “information provision timing” is, for example, when there is a regular inquiry from the personal computer 11.
Further, instead of the passive method of responding to the inquiry, the measuring modem 9 may notify the personal computer 11 of the amount of power used at regular time intervals (for example, 1 minute).
Alternatively, a method may be used in which the PC 11 is notified when the amount of power used reaches a certain value instead of time.

なお、電力量の積算の仕方、情報提供のタイミング、及び、リセットの仕方等は、上記のいずれかに限定される訳ではなく、種々のバリエーションがあり得る。要するに、測定用モデム9で一旦電力量を取得して、逐次、散発的に、その情報(数値の報告)をパソコン11に提供する、という形であればよい。   It should be noted that the method of integrating the electric energy, the timing of providing information, the resetting method, etc. are not limited to any of the above, and there can be various variations. In short, it suffices to obtain the amount of power once by the measurement modem 9 and to provide the information (numerical value report) to the personal computer 11 sequentially and sporadically.

上記のように構成された電力量監視システムでは、既存の電話線を利用して測定用子機(測定用モデム9)から電力量の情報を送信することができる。また、パルスを発する電力量計も不要である。電力量は積算される値であるため散発的な情報送信に適し、情報量としても少ないので、親機・子機間では高い通信速度が要求されない。すなわち、比較的低速で安価な親機・子機の採用が可能となる。このようにして、安価に導入できる簡易な電力量監視システムを提供することができる。なお、具体的には、例えば2Mbpsや、500kbpsのような低速でも、電力量情報の送信には特に支障がない。   In the power amount monitoring system configured as described above, information on the power amount can be transmitted from the measurement slave unit (measurement modem 9) using an existing telephone line. In addition, a watt-hour meter that emits a pulse is unnecessary. Since the amount of electric power is an integrated value, it is suitable for sporadic information transmission and the amount of information is small, so a high communication speed is not required between the parent device and the child device. That is, it is possible to adopt a relatively low-speed and inexpensive base unit / slave unit. In this way, a simple power amount monitoring system that can be introduced at low cost can be provided. Specifically, there is no particular hindrance to the transmission of the electric energy information even at a low speed such as 2 Mbps or 500 kbps.

また、電力量情報は、分電盤10内での電力線通信により、測定端末装置Sから提供される負荷電流の情報に基づいて測定用モデム9により取得することができるので、電力量の情報を取得するためのネットワーク構成を容易に、かつ、コンパクトに実現することができる。   Moreover, since the power amount information can be acquired by the measurement modem 9 based on the load current information provided from the measurement terminal device S by power line communication in the distribution board 10, the information on the power amount can be obtained. The network configuration for acquisition can be easily and compactly realized.

なお、上記実施形態では測定端末装置Sから測定用モデム9に負荷電流の情報が提供されるものとしたが、測定端末装置Sに搭載されるICチップがある程度の演算能力を有する場合には、測定端末装置Sにおいて電力量を求め、その電力量の情報を測定用モデム9に提供することも可能である。この場合、測定用モデム9は、提供された電力量の情報を単に取得して、通信モデム4M,4Sに転送すればよい。なお、電力量の情報は、[WH]を示すアナログ量、又は、単位電力量毎に発生させたパルスのカウント数(デジタル量)とすることができる。   In the above-described embodiment, the load terminal information is provided from the measurement terminal device S to the measurement modem 9. However, when the IC chip mounted on the measurement terminal device S has a certain amount of computing power, It is also possible to obtain the amount of power in the measurement terminal device S and provide the information on the amount of power to the measurement modem 9. In this case, the measurement modem 9 may simply acquire the information on the provided electric energy and transfer it to the communication modems 4M and 4S. The information on the power amount can be an analog amount indicating [WH] or a count number (digital amount) of pulses generated for each unit power amount.

なお、上記実施形態では、上位側の伝送線として電話線を用いたが、工場内ではシーケンサ/プログラマブル・ロジック・コントローラ等の制御機器用に制御線としてペア線が広範に敷設されていることが多いので、電話線に代えて、このような制御線を使用することも可能である。また、制御線の範疇に属するものとしては、他に、放送用電線、インターホン用電線、火災報知器用電線、同軸線等があるので、そのいずれかを用いることも可能である。   In the above embodiment, a telephone line is used as the upper transmission line. However, in the factory, a pair line is widely laid as a control line for a control device such as a sequencer / programmable logic controller. Since there are many, it is possible to use such a control line instead of the telephone line. In addition, there are other broadcasting wires, intercom wires, fire alarm wires, coaxial wires, and the like that belong to the category of control lines, and any of them can be used.

また、上記実施形態では分電盤10内の伝送線として電力線を使用したが、必ずしも電力線通信に依存しなくてもよい。例えば、図9は、図6とは異なる構成による分電盤10内の接続図である。図9において、負荷電流測定用の測定端末装置(センサ)S11〜S15はそれぞれ、出力信号を、制御線等の専用線L1〜L5を介して測定用モデム9に伝送する。測定用モデム9はアナログ又はデジタルの入力ポートを有しており、測定端末装置S11〜S15から出力される信号(負荷電流又は電力量)に基づいて、電力量の情報を取得することができる。この場合、測定端末装置S11〜S15や測定用モデム9には電力線通信等の多重化通信機能は必要でないので、内部回路は簡素化される。   Moreover, although the power line was used as the transmission line in the distribution board 10 in the said embodiment, it does not necessarily need to depend on power line communication. For example, FIG. 9 is a connection diagram in the distribution board 10 having a configuration different from that in FIG. In FIG. 9, the measurement terminal devices (sensors) S11 to S15 for measuring load current respectively transmit output signals to the measurement modem 9 via dedicated lines L1 to L5 such as control lines. The measurement modem 9 has an analog or digital input port, and can acquire information on the electric energy based on signals (load current or electric energy) output from the measurement terminal devices S11 to S15. In this case, since the measurement terminal devices S11 to S15 and the measurement modem 9 do not need a multiplexed communication function such as power line communication, the internal circuit is simplified.

なお、電力量監視用のパソコン11は、親機の通信モデム4Mに接続してMDF室Rやその近傍に設置することも可能である。
また、2以上の電力量監視用のパソコン11を、子機又は親機の通信モデム4M,4Sに接続することも可能である。
The personal computer 11 for monitoring the electric energy can be installed in the MDF room R or in the vicinity thereof by connecting to the communication modem 4M of the master unit.
It is also possible to connect two or more personal computers 11 for monitoring the amount of power to the communication modems 4M and 4S of the slave unit or the master unit.

なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

3 親機用スプリッタ
4M 通信モデム(親機)
4S 通信モデム(子機)
8 子機用スプリッタ
9 測定用モデム(測定用子機)
10 分電盤
11 パソコン(情報処理装置)
L1〜L5 専用線
S(S1〜S5,S11〜S15) 測定端末装置
T 電話線
Ts 予備線(予備の電話線)
3 Splitter 4M Communication Modem (Master Unit) for Master Unit
4S communication modem (slave unit)
8 Splitter for slave unit 9 Modem for measurement (Slave unit for measurement)
10 Distribution board 11 Personal computer (information processing equipment)
L1 to L5 Dedicated line S (S1 to S5, S11 to S15) Measuring terminal device T Telephone line Ts Backup line (spare telephone line)

Claims (6)

親機・子機間の通信を利用する電力量監視システムであって、
構内に設けられた分電盤から負荷系統に供給する負荷電流を測定し、測定した負荷電流の情報若しくは当該負荷電流に基づいて求めた電力量の情報を送信する機能を有する測定端末装置と、
前記測定端末装置から前記情報を受信し、電力量の情報を取得する測定用子機と、
前記構内に設けられた電話線又は制御線を利用した伝送線を介して多重化方式で前記測定用子機を含む複数の子機と通信可能な親機と、
前記測定用子機を除く子機及び前記親機のうち少なくとも1つに接続され、前記測定用子機で取得された電力量の情報を受信可能な電力量監視用の情報処理装置と
を備えたことを特徴とする電力量監視システム。
An electric energy monitoring system that uses communication between a parent device and a child device,
A measurement terminal device having a function of measuring load current supplied to a load system from a distribution board provided on the premises, and transmitting information on the measured load current or information on the amount of electric power obtained based on the load current;
A slave unit for measurement that receives the information from the measurement terminal device and acquires information on the amount of power;
A master unit that can communicate with a plurality of slave units including the measurement slave unit in a multiplexed manner via a transmission line using a telephone line or a control line provided on the premises;
An information processing device for power amount monitoring, connected to at least one of the slave unit excluding the measurement slave unit and the master unit, and capable of receiving information on the amount of power acquired by the measurement slave unit; An electric energy monitoring system characterized by that.
前記測定用子機は、前記分電盤内で、電力線を介して多重化方式で前記測定端末装置から前記情報を受信する請求項1記載の電力量監視システム。   2. The power amount monitoring system according to claim 1, wherein the measurement slave unit receives the information from the measurement terminal device in a multiplexed manner via a power line in the distribution board. 前記測定用子機は入力ポートを有し、前記測定端末装置から専用線を介して当該入力ポートにて前記情報を受信する請求項1記載の電力量監視システム。   The power amount monitoring system according to claim 1, wherein the measurement slave has an input port, and receives the information from the measurement terminal device via the dedicated line at the input port. 前記伝送線は電話線であって、
前記電話線の子機側終端に設けられ、電話信号と前記電力量の情報とを分離又は混合する子機用スプリッタと、
前記電話線の親機側に設けられ、複数の電話線を対象として共通のデータ信号を注入し、当該電話線からデータ信号を抽出することの可能な親機用スプリッタと、が設けられており、
前記子機用スプリッタを介して前記子機が接続され、前記親機用スプリッタを介して前記親機が接続されている請求項1〜3のいずれか1項に記載の電力量監視システム。
The transmission line is a telephone line;
A splitter for a slave unit that is provided at a terminal on the slave unit side of the telephone line and separates or mixes the telephone signal and the information on the amount of power;
Provided on the base unit side of the telephone line, and provided with a splitter for the base unit capable of injecting a common data signal for a plurality of telephone lines and extracting the data signal from the telephone line. ,
The electric energy monitoring system according to any one of claims 1 to 3, wherein the slave unit is connected via the slave unit splitter, and the master unit is connected via the master unit splitter.
前記伝送線は、電話線として使用されていない予備の電話線である請求項1〜3のいずれか1項に記載の電力量監視システム。   The power amount monitoring system according to any one of claims 1 to 3, wherein the transmission line is a spare telephone line that is not used as a telephone line. 前記制御線は、機器制御用のペア線、放送用電線、インターホン用電線、火災報知器用電線、同軸線のいずれか1つである請求項1〜3のいずれか1項に記載の電力量監視システム。   The electric power monitoring according to any one of claims 1 to 3, wherein the control line is any one of a pair wire for device control, a broadcasting wire, an intercom wire, a fire alarm wire, and a coaxial wire. system.
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KR101387416B1 (en) * 2012-06-26 2014-04-24 고려대학교 산학협력단 Electric apparatus controlling system for smart grid

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