JP2012122849A

JP2012122849A - 電力計測システム、及び、該電力計測システムに用いられるマスター装置、並びに、該電力計測システムに用いられるスレーブ装置

Info

Publication number: JP2012122849A
Application number: JP2010273932A
Authority: JP
Inventors: Koichi Yoshinori; 幸一義則
Original assignee: Panasonic Electric Works SUNX Co Ltd; Panasonic Electric Works SUNX Tatsuno Co Ltd
Current assignee: Panasonic Industrial Devices SUNX Co Ltd; Panasonic Industrial Devices SUNX Tatsuno Co Ltd
Priority date: 2010-12-08
Filing date: 2010-12-08
Publication date: 2012-06-28

Abstract

【課題】アドレスの設定が容易な電力計測システム、及び、該電力計測システムに用いられるマスター装置、並びに、該電力計測システムに用いられるスレーブ装置を提供する。
【解決手段】１個のマスター装置１に対して複数個のスレーブ装置がデイジーチェーン接続される。マスター装置１は、所定のトリガを入力されると、未使用のアドレスを示すアドレス設定信号を生成するとともに、マスター装置１に直接接続されたスレーブ装置２に対してアドレス設定信号を入力する。各スレーブ装置２は、それぞれ、アドレス設定信号を入力されると、自身に既にアドレスが設定されていれば後段のスレーブ装置２にアドレス設定信号を入力し、自身に未だアドレスが設定されていない場合にはアドレス設定信号に示されたアドレスを自身のアドレスとして設定してアドレス設定信号を後段のスレーブ装置２には入力しない。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力計測システム、及び、該電力計測システムに用いられるマスター装置、並びに、該電力計測システムに用いられるスレーブ装置に関するものである。

従来から、省エネの効果や電力消費の履歴などの確認を可能とする電力計測システムが提供されている（例えば、特許文献１参照）。

ここで、一般に、電力を計測する装置には、電圧が入力される電圧入力部と、電流が入力される電流入力部とが設けられるが、電流入力部を構成する端子やコネクタの個数を固定とすると、電流を計測する箇所の個数も固定されてしまい、柔軟性に欠ける。

そこで、電流入力部と電圧入力部とを有するマスター装置に対してそれぞれ電流入力部を有する複数個のスレーブ装置を接続可能とするとともに、マスター装置に接続するスレーブ装置の個数を変更することによって上記の端子やコネクタの個数を変更可能とした電力計測システムが提案されている。

さらに、上記の電力計測システムとして、マスター装置に対して各スレーブ装置をデイジーチェーン接続するものがある。すなわち、スレーブ装置のうち１個のみがマスター装置に直接接続され、その他のスレーブ装置は自身よりも前段（すなわちマスター装置に近い側）に接続された他のスレーブ装置を介してマスター装置と通信する。このような電力計測システムでは複数個のスレーブ装置がマスター装置との通信に共通の信号路を用いることになるので、周知の時分割多重が用いられ、使用開始時には各スレーブ装置にそれぞれ固有のアドレスが付される。

特開２００５−５５３８５号公報

上記のように各スレーブ装置のアドレスを設定する方法としては、例えば各スレーブ装置にそれぞれアドレスの入力を受け付けるディップスイッチ等のアドレス入力手段を設け、スレーブ装置毎に手動でアドレスを設定するという方法がある。しかしながら、この方法では、アドレスを設定する操作が煩わしくなるほか、誤って複数個のスレーブ装置に共通のアドレスを設定してしまうという可能性もある。

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、アドレスの設定が容易な電力計測システム、及び、該電力計測システムに用いられるマスター装置、並びに、該電力計測システムに用いられるスレーブ装置を提供することにある。

本発明の電力計測システムは、それぞれ少なくとも電流を計測する複数個のスレーブ装置を、電圧を計測するとともにこの電圧と少なくとも各前記スレーブ装置で計測された電流とを用いて電力を演算するマスター装置に対してデイジーチェーン接続して構成される電力計測システムであって、各前記スレーブ装置は、それぞれ、既にアドレスが設定されていれば、前記マスター装置から送信された電気信号のうち自身のアドレスを含む電気信号のみを受信するとともに、前記マスター装置に送信する電気信号には自身のアドレスを含めるものであって、前記マスター装置は、所定のトリガを入力されると、未使用のアドレスを示すアドレス設定信号を生成するとともに、前記マスター装置に直接接続された前記スレーブ装置に対して前記アドレス設定信号を入力し、各前記スレーブ装置は、それぞれ、前記アドレス設定信号を入力されると、自身に既にアドレスが設定されていれば後段の前記スレーブ装置に前記アドレス設定信号を入力し、自身に未だアドレスが設定されていない場合には前記アドレス設定信号に示されたアドレスを自身のアドレスとして設定して前記アドレス設定信号を後段の前記スレーブ装置には入力しないことを特徴とする。

また、本発明のマスター装置は、上記の電力計測システムに使用されるマスター装置であって、前記スレーブ装置が接続されるスレーブ接続部と、前記トリガが入力されるトリガ入力部と、前記トリガ入力部に前記トリガが入力されたときに前記アドレス設定信号を前記スレーブ接続部から出力するマスター制御部とを備えることを特徴とする。

さらに、本発明のスレーブ装置は、上記の電力計測システムに使用されるスレーブ装置であって、前記マスター装置又は前記マスター装置により近い他の前記スレーブ装置に接続される前段接続部と、前記マスター装置からより離れた他の前記スレーブ装置に接続される後段接続部と、前記前段接続部と前記後段接続部との間で電気信号を中継する中継部と、前記中継部を制御するスレーブ制御部とを備え、前記スレーブ制御部は、前記前段接続部に前記アドレス設定信号が入力されると、自身に未だアドレスが設定されていない場合には前記アドレス設定信号に示されたアドレスを自身のアドレスとして設定して前記アドレス設定信号を前記後段接続部から出力しないように前記中継部を制御し、自身に既にアドレスが設定されている場合であって少なくとも前記後段接続部に他のスレーブ装置が接続されている場合には前記後段接続部から前記アドレス設定信号を出力するように前記中継部を制御することを特徴とする。

本発明によれば、アドレスを設定するための操作入力をスレーブ装置毎に必要とする場合に比べ、アドレスの設定作業が容易となる。また、アドレスを設定するための操作入力をスレーブ装置毎に必要とする場合と違い、人為的なミスにより１個のアドレスが複数個のスレーブ装置に重複して設定されてしまうことがない。

本発明の実施形態を示すブロック図である。同上においてマスター装置に２個のスレーブ装置が接続された状態を示す斜視図である。同上のマスター装置を示す斜視図である。同上のスレーブ装置を示す、図２とは異なる方向から見た斜視図である。同上のマスター装置を示す、図３とは異なる方向から見た斜視図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

本実施形態は、図１及び図２に示すように、１個のマスター装置１と、このマスター装置１にデイジーチェーン接続された複数個（図では２個）のスレーブ装置２とで構成されている。各スレーブ装置２はそれぞれ異なる場所の電流を計測するものであって、マスター装置１は各スレーブ装置２における計測結果と別途に計測された電流・電圧とを用いた電力の演算などを行うものである。

マスター装置１と各スレーブ装置２とは、それぞれ、ドイツ連邦規格（ＤＩＮ）に準拠していわゆるＤＩＮレール（図示せず）に着脱可能な構造のハウジング１０，２０を有する。以下、上下左右は図２を基準とし、ＤＩＮレールに向けられる面（図２での右奥側に向けられている面）を後面と呼び、ＤＩＮレールの反対側に向けられる面（図２での左手前側の面）を前面と呼ぶ。

マスター装置１は、図３に示すように、ハウジング１０の右側に保持されてスレーブ装置２が接続されるスレーブ接続部１１を有する。また、各スレーブ装置２は、それぞれ、ハウジング２０の右側に保持されてスレーブ接続部１１と同様の構造を有し後段側の（すなわち自身よりもマスター装置１から離れた）スレーブ装置２が接続される後段側接続部２２を有する。さらに、各スレーブ装置２は、それぞれ、図４に示すようにハウジング２０の左側に保持されてマスター装置１のスレーブ接続部１１又は前段側の（すなわち自身よりもマスター装置１に近い）スレーブ装置２の後段側接続部２２に接続される前段側接続部２１を有する。

マスター装置１のスレーブ接続部１１とスレーブ装置２の後段側接続部２２とには、それぞれ、周知のコネクタのレセプタクルを用いることができる。また、スレーブ装置２の前段側接続部２１には、上記のレセプタクルに対して挿入接続されるプラグを用いることができる。スレーブ装置２を追加する際には、追加するスレーブ装置２の前段側接続部２１を、マスター装置１のスレーブ接続部１１と既存のスレーブ装置２の後段側接続部２２とのうち右側に露出しているものに対して挿入接続すればよい。

また、マスター装置１は、操作入力を受け付ける操作部１２と、各種の表示を行う表示部１３と、家電などの負荷への給電路に設けられたカレントトランス（図示せず）に接続される電流入力部１４と、電源電圧や計測されるべき電圧が入力される電圧入力部１５と、計測されたデータの出力を行うためのデータ出力部１６と、各部の制御を行うマスター制御部１７とを有する。

操作部１２は３個の押釦スイッチ（図示せず）を有しており、マスター装置２のハウジング１０の前面には前方からの押力を１個ずつの押釦スイッチに伝達するように他の部位に対して前後に弾性的に変位可能な３個の押釦部１２１が設けられている。

表示部１３は、前方から見て露出する形でハウジング１０に保持された液晶パネル１３１と、マスター制御部１７の制御に従って液晶パネル１３１を駆動する駆動回路とで構成することができる。

電流入力部１４は、図５に示すように、一端が上記のカレントトランスに接続された電線の他端に設けられたプラグ（図示せず）が挿入接続される周知のレセプタクル１４１で構成することができる。

電圧入力部１５は、例えば複数個のねじ端子１５１で構成することができる。

データ出力部１６としては、ハウジング１０の前面に設けられたカードスロット１６１に挿入されたメモリカード３への読み書きを行うリーダライタ装置（図示せず）と、ハウジング１０の前面に設けられた通信用レセプタクル１６２に接続された外部機器との間での通信を行う通信装置（図示せず）とを有する。上記のリーダライタ装置と通信装置とはいずれも周知技術で実現可能であるので、詳細な図示並びに説明は省略する。

マスター制御部１７は、予め入力されたプログラムや外部からの入力に応じて、表示部１３の制御や、スレーブ接続部１１を介した電気信号の送信や、データ出力部１６の制御を行う。ここでいう外部からの入力としては、例えば、外部機器から通信用レセプタクル１６２に入力された電気信号や、スレーブ接続部１１に入力された電気信号や、操作部１２に受け付けられた操作入力などがある。このようなマスター制御部１７は周知技術で実現可能であるので、詳細な図示並びに説明は省略する。

さらに、各スレーブ装置２は、それぞれ、前段側接続部２１と後段側接続部２２との間で電気信号を中継する中継部２３と、家電などの負荷への給電路に設けられたカレントトランス（図示せず）に接続される電流入力部２４と、前段側接続部２１に入力された電気信号に応じて、上記のカレントトランスから電流入力部２４に入力された電流の計測結果の送信や、中継部２３の制御を行うスレーブ制御部２５とを備える。

中継部２３は例えば増幅回路のような適宜の電子回路で実現することができる。

スレーブ装置２の電流入力部２４には、マスター装置１の電流入力部１４と同様のレセプタクル２４１を用いることができる。

ここで、マスター装置１と各スレーブ装置２との間の通信は、周知の時分割多重（例えばポーリング）により共通の伝送路を用いて行われる。すなわち、マスター装置１と各スレーブ装置２との間で送受信される電気信号には、基本的には各スレーブ装置２に予め設定されたアドレスの情報が含まれており、各スレーブ装置２はそれぞれ既にアドレスが設定されていれば該アドレスを含む電気信号のみを受信する。アドレスとしては例えば番号が用いられる。

以下、本発明の特徴である、各スレーブ装置２にアドレスを設定する手順について説明する。

マスター装置１において、アドレスの設定を指示するトリガとしての所定の操作入力が、トリガ入力部としての操作部１２に受け付けられると、マスター制御部１７は、新たに設定されるべき未使用のアドレス（すなわち、いずれのスレーブ装置２にも設定されていないアドレス）の情報を含む電気信号（以下、「アドレス設定信号」と呼ぶ。）を生成してスレーブ接続部１１から出力する。なお、アドレス設定信号を生成及び出力するトリガは、上記のような操作入力ではなく所定の電気信号の入力であってもよい。

スレーブ装置２において、前段接続部２１からアドレス設定信号が入力されると、スレーブ制御部２５は、自身にアドレスが設定されているか否かを判定する。

そして、自身に未だアドレスが設定されていなければ、アドレス設定信号に含まれるアドレスを自身のアドレスとして設定（すなわち記憶）するとともに、アドレス設定信号がアドレス設定に使用された旨を示す電気信号（以下、「設定継続信号」と呼ぶ。）を前段接続部２１からマスター装置１へ送信する。この場合、スレーブ制御部２５は、アドレス設定信号を後段のスレーブ装置２には出力しないように中継部２３を制御する。

一方、アドレス設定信号が前段入力部２１に入力されたときに既に自身にアドレスが設定されていれば、スレーブ制御部２５は、次に、後段接続部２２にスレーブ装置２が接続されているか否かを判定する。そして、後段接続部２２にスレーブ装置２が接続されていれば、スレーブ制御部２５は、アドレス設定信号を後段接続部２２から後段のスレーブ装置２へ出力するように中継部２３を制御する。また、後段接続部２２にスレーブ装置２が接続されていなければ、中継部２３を動作させず、全てのスレーブ装置２でアドレス設定が完了した旨を示す電気信号（以下、「設定完了信号」と呼ぶ。）を前段接続部２１からマスター装置１へ送信する。

マスター装置１において、設定継続信号がスレーブ接続部１１に入力されると、マスター制御部１７は、更に別の未使用アドレスの情報を含むアドレス設定信号を生成してスレーブ接続部１１から出力する。また、設定完了信号がスレーブ接続部１１に入力されると、マスター制御部１７は、アドレス設定の動作を終了し、アドレス設定が完了した旨を表示するように表示部１３を制御する。

上記構成によれば、アドレスを設定するための操作入力をスレーブ装置２毎に必要とする場合に比べ、アドレスの設定作業が容易となる。また、アドレスを設定するための操作入力をスレーブ装置２毎に必要とする場合と違い、人為的なミスにより１個のアドレスが複数個のスレーブ装置２に重複して設定されてしまうことがない。

１マスター装置
２スレーブ装置
１１スレーブ接続部
１２操作部（トリガ入力部）
１７マスター制御部
２１前段接続部
２２後段接続部
２３中継部
２５スレーブ制御部

Claims

それぞれ少なくとも電流を計測する複数個のスレーブ装置を、電圧を計測するとともにこの電圧と少なくとも各前記スレーブ装置で計測された電流とを用いて電力を演算するマスター装置に対してデイジーチェーン接続して構成される電力計測システムであって、
各前記スレーブ装置は、それぞれ、既にアドレスが設定されていれば、前記マスター装置から送信された電気信号のうち自身のアドレスを含む電気信号のみを受信するとともに、前記マスター装置に送信する電気信号には自身のアドレスを含めるものであって、
前記マスター装置は、所定のトリガを入力されると、未使用のアドレスを示すアドレス設定信号を生成するとともに、前記マスター装置に直接接続された前記スレーブ装置に対して前記アドレス設定信号を入力し、
各前記スレーブ装置は、それぞれ、前記アドレス設定信号を入力されると、自身に既にアドレスが設定されていれば後段の前記スレーブ装置に前記アドレス設定信号を入力し、自身に未だアドレスが設定されていない場合には前記アドレス設定信号に示されたアドレスを自身のアドレスとして設定して前記アドレス設定信号を後段の前記スレーブ装置には入力しないことを特徴とする電力計測システム。
請求項１の電力計測システムに使用されるマスター装置であって、
前記スレーブ装置が接続されるスレーブ接続部と、
前記トリガが入力されるトリガ入力部と、
前記トリガ入力部に前記トリガが入力されたときに前記アドレス設定信号を前記スレーブ接続部から出力するマスター制御部とを備えることを特徴とするマスター装置。
請求項１の電力計測システムに使用されるスレーブ装置であって、
前記マスター装置又は前記マスター装置により近い他の前記スレーブ装置に接続される前段接続部と、
前記マスター装置からより離れた他の前記スレーブ装置に接続される後段接続部と、
前記前段接続部と前記後段接続部との間で電気信号を中継する中継部と、
前記中継部を制御するスレーブ制御部とを備え、
前記スレーブ制御部は、前記前段接続部に前記アドレス設定信号が入力されると、自身に未だアドレスが設定されていない場合には前記アドレス設定信号に示されたアドレスを自身のアドレスとして設定して前記アドレス設定信号を前記後段接続部から出力しないように前記中継部を制御し、自身に既にアドレスが設定されている場合であって少なくとも前記後段接続部に他のスレーブ装置が接続されている場合には前記後段接続部から前記アドレス設定信号を出力するように前記中継部を制御することを特徴とするスレーブ装置。