JP2015125668A - エネルギー監視方法およびエネルギー監視システム - Google Patents

エネルギー監視方法およびエネルギー監視システム Download PDF

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Abstract

【課題】安価かつ簡易な構成のシステムで、定期的に発生する電力使用量といったエネルギーに関する情報を収集可能とし、また、収集したエネルギーに関する情報とともに、エネルギーに関する情報を生産数などで除算した原単位の情報、さらにはCO2排出量を一つの画面で可視化し、ユーザが一目で無駄なエネルギーを利用している時間帯およびCO2排出量を把握する。【解決手段】データ記録装置により、予め設定された時刻になると、前記内部メモリに保存されている前記計測データを外部記憶媒体に保存し、コンピュータにより、前記外部記憶媒体の存在を検出し、前記外部記憶媒体から前記計測データを読み出し、読み出した前記計測データに基づき、エネルギーに関する情報と、該エネルギーに関する情報を原単位で除算した情報と、CO2排出量とを表示部に表示する。【選択図】図2

Description

本発明は、電力使用量などのエネルギーの使用状況とCO2排出量を監視する技術に関する。
近年、地球温暖化対策として、国家レベルでの省エネが求められている。この対応のため、工場や業務用ビル等では、各種センサによる施設内のエネルギー監視を行うファクトリエネルギーマネジメントシステム(FEMS:Factory Energy Management System)やビルエネルギーマネジメントシステム(BEMS:Building and Energy Management System)が導入されつつある。
ユーザにエネルギーの利用状況を表示する方法として、例えば、横軸に時間、縦軸にシステム全体の電力使用量といったように、システムに存在する、電圧や電流、電力使用量といったデータの計測を行う計測機器から収集、保存した電力使用量の合算値や平均値などを時系列に表示する方法が一般的である。計測データを収集、保存する機器としては、汎用的なパーソナルコンピュータ(PC:Personal Computer)を利用することが可能である。しかし、汎用的なPCには瞬停対策や停電対策などの仕組みが搭載されていないため、停電が発生した場合、計測データを収集できない恐れがある。そのため、汎用的なPCより瞬停対策や停電対策などの仕組みを搭載した専用装置を利用することが望ましい。しかし、専用装置のような組込機器は、コスト面から小容量のメモリしか搭載できない。そこで、専用装置にUSBメモリなどの外部記憶媒体を挿入できるインタフェース(IF)を搭載し、専用装置が収集した情報を適宜上記IFに挿入した外部記憶媒体に保存する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
また、上記エネルギーの利用状況を表示する方法により、エネルギーを多く使用している時間帯を知ることは可能であるが、待機エネルギーといった無駄なエネルギーを利用している時間帯を知ることは困難である。関連技術として、電力積算値や時間当電力量、さらには原単位を、管理対象の最小グループ毎に一日の生産時間帯(稼働時間帯)別と一日の非生産時間帯(ロス時間帯)別に可視化することで、省エネルギー対策への手立ての手掛かりが容易に得られる技術が知れている(例えば、特許文献2参照)。
特開2011−28606号公報 特開2003−256761号公報
近年の生産工場は少量多品種型であるため、生産物によって稼働する装置が異なるため、CO2の削減および省エネルギー対策の観点から、電力使用量といったエネルギーに関する情報とともに、エネルギーに関する情報を生産数などで割った原単位の情報、さらにはCO2排出量を一つの画面で可視化し、ユーザが一目で無駄なエネルギーを利用している時間帯およびCO2排出量を把握できる技術が望まれている。しかし、特許文献2には、電力使用量と原単位を一つの画面で可視化する点について記載されているものの、これらの情報に加えてCO2排出量を一つの画面で可視化する点については記載されていない。また、特許文献2に記載の技術は、各計測機で計測した電力使用量を無線ネットワークを介してエネルギー監視システムのサーバ装置で収集し、イントラネット等のLANを介してWebページ形式でデータの授受を行うためのHTMLデータ、あるいは一般者端末群などに日報や月報をWebページ形式で公開するためのHTMLデータを作成する。多くの計測機からのデータを収集する場合、その収集データを記録しておくための記録装置やHTMLデータを生成する機能、大容量のメモリなどがサーバ装置に必要となり、サーバ装置が高価となる。また、システム全体としても複雑な構成となり高価となる。計測データを収集する装置は、コスト面から安価な装置が望まれており、システム全体としても簡易な構成でかつ安価に実現することが望まれている。特許文献1に記載の技術によれば、装置にハードディスクを搭載せず、USBメモリなどの外部記憶媒体を挿入できるIFを搭載しているので、装置内のメモリは小容量でよく、安価な装置を提供可能である。しかし、電力使用量などの計測データは定期的に収集する必要があることから、装置内のメモリ容量が足りなくなる前にメモリに保存した計測データをUSBメモリに保存する必要がある。しかし、上記特許文献1には、どのタイミングで装置内のメモリに保存されたデータをUSBメモリなどの外部記憶媒体に保存すれば良いかについて記載されていない。
本発明の目的は、安価かつ簡易な構成のシステムで、定期的に発生する電力使用量といったエネルギーに関する情報を収集可能とし、また、収集したエネルギーに関する情報とともに、エネルギーに関する情報を生産数などの原単位で除算した情報、さらにはCO2排出量を一つの画面で可視化し、ユーザが一目で無駄なエネルギーを利用している時間帯およびCO2排出量を把握できる技術を提供することにある。
本発明の代表的な一例は次の通りである。すなわち、本発明は、複数の計測機器から定期的に計測データを収集し内部メモリに保存するデータ記録装置と、収集された計測データを用いてエネルギーに関する情報を表示するコンピュータを含むエネルギー監視システムにおけるエネルギー監視方法である。そして、前記データ記録装置により、予め設定された時刻になると、前記内部メモリに保存されている前記計測データを外部記憶媒体に保存する。前記コンピュータにより、前記外部記憶媒体の存在を検出し、前記外部記憶媒体から前記計測データを読み出し、読み出した前記計測データに基づき、エネルギーに関する情報と、該エネルギーに関する情報を原単位で除算した情報と、CO2排出量とを表示部に表示することを特徴とする。
本発明によれば、安価かつ簡易な構成のシステムで、定期的に発生する電力使用量といったエネルギーに関する情報を収集可能とし、また、収集したエネルギーに関する情報とともに、エネルギーに関する情報を生産数などの原単位で除算した情報、さらにはCO2排出量を一つの画面で可視化し、ユーザが一目で無駄なエネルギーを利用している時間帯およびCO2排出量を把握できる。
エネルギー監視システムの構成を例示する図である。 データロガーの構成を例示する図である。 監視ユニットの構成を例示する図である。 設定項目を例示する図である。 電源投入後のデータロガーのシーケンスを例示する図である。 同じく、電源投入後のデータロガーのシーケンスを例示する図である。 不揮発性メモリ保存フォーマットを例示する図である。 監視ソフトウェアを例示する図である。 監視ソフトウェア設定表示を例示する図である。 同じく、監視ソフトウェア設定表示を例示する図である。 同じく、監視ソフトウェア設定表示を例示する図である。 同じく、監視ソフトウェア設定表示を例示する図である。 監視ソフトウェアグラフ表示を例示する図である。 監視ソフトウェア帳票表示を例示する図である。 Modbus(登録商標)メッセージフォーマットを例示する図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明の実施形態を説明する図において、同一部には同一符号を付し、その繰り返しの説明は、省略することにする。
図1は、エネルギー監視システムの一例を示した図である。
エネルギー監視システムとは、電圧や電流、電力消費量、ガス消費量、ガソリンなどの燃料の消費量といったデータ(以下、計測データと呼ぶ)の計測や監視を行う計測機器である監視ユニット120と、監視ユニット120が計測した計測データの収集、保存を行うデータロガー(通信データ記録装置)100を含んで構成されるシステムであり、例えば、前述のFEMSやBEMSなど該当する。尚、以下では、計測データとして、電圧値、電流値、電力値を例にとり説明する。
データロガー100として、汎用的なPCを利用することは可能ではある。しかし、汎用的なPCには瞬停対策や停電対策などの仕組みが搭載されていないため、停電が発生した場合、計測データを収集できない恐れがある。そのため、データロガー100には、汎用的なPCより瞬停対策や停電対策などの仕組みを搭載した専用装置の方が望ましい。
データロガー100と監視ユニット120間のデータ送受信にはシリアル通信向けの通信プロトコルやイーサネット(登録商標)通信向け通信プロトコル、無線通信向け通信プロトコルなどを利用することが可能である。本実施形態では、シリアル通信向け通信プロトコルであるModbus(登録商標)を例にとり説明するが、それ以外の通信プロトコルであっても本実施形態を適用できる。
Modbus(登録商標)はマスタと呼ばれる機器がスレーブと呼ばれる装置に対して、メッセージを送信(以下、マスタが送信するメッセージを要求メッセージと呼ぶ)、そのメッセージを受信したスレーブはメッセージ内容に応じた動作を行い、必要に応じて、その動作結果をマスタに応答する(以下、要求メッセージに対する応答するメッセージを応答メッセージと呼ぶ)プロトコルである。
本実施形態では、データロガー100がマスタ、監視ユニット120がスレーブにそれぞれ該当する。
図11はModbus(登録商標)のメッセージフレームを示した図である。
Modbus(登録商標)のメッセージフレーは、STARTフィールド1110、ADDRESSフィールド1120、FUNCTIONフィールド1130、DATAフィールド1140、LRCフィールド1150、ENDフィールド1160を含んで構成される。尚、Modbus(登録商標)のメッセージフレームには、ASCIIモードとRTUモードの2種類のメッセージフレームが定義されているが、本実施形態では、ASCIIモードのみを説明する。
STARTフィールド1110は、メッセージフレームの開始を示すフィールドであり、”0x03”が設定される。
ADDRESSフィールド1120は、メッセージフレームを送信するスレーブ機器のアドレスを設定するフィールドである。Modbus(登録商標)の場合、”0x00”がブロードキャストアドレスであり、それ以外の値はユニキャストアドレスである。
FUNCTIONフィールド1130は、ファンクションコードを設定するフィールドである。ファンクションコードとは、マスタ機器がスレーブ機器に対して要求を送信する際に、要求内容を示すコードである。
DATAフィールド1140は、FUNCTIONフィールド1130に設定されたファンクションコードに沿ったデータをマスタ機器、もしくはスレーブ機器が設定するフィールドである。
LRCフィールド1150は、LRC(Longitudinal Redundancy Check)方式に基づいたエラーチェックコードを設定するフィールドである。
ENDフィールド1160は、メッセージフレームの終了を示すフィールドであり、"0x0D、0x0A”が設定される。
以上がModubsのメッセージフレームである。
図2はデータロガー100の構成の一例を示した図である。
データロガー100はハードウェアモジュール200、OS220、ソフトウェアモジュール230を含んで構成される。
ハードウェアモジュール200はデータロガー100を動作させるために必要なハードウェアであり、CPU201、揮発性メモリ202、不揮発性メモリ203、スイッチ204、LED205、タイマ206、シリアル通信IF207、外部通信IF208、USB IF209、時計210を含んで構成される。
CPU201は、OS220やソフトウェアモジュール230を利用して、データロガー100の制御やデータ加工などを行うモジュールである。
揮発性メモリ202は、データを一時的に保存する記憶装置であり、RAMやDRAMなどが該当する。
不揮発性メモリ203は、データを保存する記憶装置であり、EEPROMやフラッシュメモリなどが該当する。
スイッチ204は、ユーザがデータロガー100の動作モードを切り替えるための部品である。本実施形態では、動作モードとして、監視ユニット120から計測データを収集、不揮発性メモリに保存を行う通常モードと、データロガー100の動作に必要な動作パラメータをUSBメモリなどの外部記憶装置を利用して設定を行う設定モードがある。尚、以下の説明では、外部記憶装置として、USBメモリを例にとり説明する。また、各モードの詳細な説明は後に述べる。また、動作モードとして、通常モードと設定モードの他に、データロガー100に設定中の動作パラメータをUSBメモリに保存するバックアップモードや、OS220やソフトウェアモジュール230の更新を行うアップデートモードなどを搭載してもよい。
LED205は、ユーザにデータロガー100の状態を知らせるインタフェースであり、例えば、LED205が青色に点灯している場合には正常動作中、赤色に点滅している場合にはデータロガー100に異常があることを示す。尚、LED205の代わりに、液晶パネルを利用して、ユーザにデータロガー100の状態を通知してもよい。
タイマ206は、各監視ユニット120から定期的な計測データの収集を行うため、その計測データの収集間隔を測定するためのモジュールである。
シリアル通信IF207は、各監視ユニット120とデータ通信を行うシリアル通信インタフェースである。尚、シリアル通信インタフェースの他にイーサネット(登録商標)インタフェースや無線通信インタフェースでもよい。
外部通信IF208は、PCやタブレット端末などの通信するためのインタフェースであり、イーサネット(登録商標)インタフェースや無線通信インタフェースなどが該当する。
時計210は、データロガー100が参照する時刻を刻むモジュールであり、リアルタイムクロックモジュールやGPSモジュールなどが該当する。
OS220は、データロガー100の動作を統括的に制御する基本ソフトウェアである。
ソフトウェアモジュール230は、データロガー100を動作させるために必要なソフトウェアであり、定期収集機能231、外部メモリ保存機能232、パラメータ設定機能233を含んで構成される。
定期収集機能231は、タイマ206を利用して、定期的にシリアル通信IF207を介して、データロガー100に接続している各監視ユニット120から計測データを収集し、収集したデータを不揮発性メモリ203に保存する機能である。
外部メモリ保存機能232は、定期収集機能231を利用して収集した不揮発性メモリ203上の計測データをUSB IF209を介してUSBメモリに保存する機能である。USBメモリへの保存は、パラメータ設定機能233を利用して設定してある時刻のタイミングで行う。これは、不揮発性メモリ203の容量に限りがあるため、そのメモリ容量が足りなくなる前に不揮発性メモリ203に保存された計測データをUSBメモリに保存するためである。
パラメータ設定機能233は、スイッチ204が設定モードを示しているときに、USB IF209を介してUSBメモリに保存してある設定ファイルにアクセスし、設定ファイルに記述してあるデータロガー100の動作に必要となるパラメータ(以下、動作パラメータと呼ぶ)をデータロガー100に反映させる機能である。
図4は動作パラメータの項目の一例を示した図である。尚、設定ファイルのフォーマットは、バイナリ形式の他、テキスト形式、XML形式など如何なるフォーマットでも良い。
設定ファイルの項目には、ユーザID400、データ収集周期401、接続ユニット台数402、USBメモリ保存時刻403、ユニット種別404、シリアル通信速度405、シリアル通信タイムアウト時間406、シリアル通信再送回数407を含んで構成される。
ユーザID400は、本電力監視システムを利用するユーザを一意に識別する識別子である。
データ収集周期401は、定期収集機能231を利用して、監視ユニット120より計測データを収集する間隔である。
接続ユニット台数402は、データロガー100に接続されている監視ユニット120の台数である。
USBメモリ保存時刻403は、外部メモリ保存機能232を利用して、不揮発性メモリ203に保存されている計測データをUSBメモリに保存する時刻である。
ユニット種別404は、データロガー100に接続されている監視ユニット120の種類である。本実施形態では、1つの監視ユニット120で複数の計測データを計測することが可能であるが、例えば、監視ユニット120のコストを削減するため、電力使用量のみを計測する電力監視ユニットや、電圧のみを計測する電圧監視ユニットなど複数種類のユニットが混在するシステム構成が想定される。このような場合、データロガー100が各ユニットに送信する要求メッセージの内容が異なる恐れがあるため、データロガー100に接続している監視ユニットの種類を設定しておく必要がある。
シリアル通信速度405は、シリアル通信IF207の通信速度である。
シリアル通信タイムアウト時間406は、要求メッセージを送信した後、応答メッセージを受信するまでの待ち時間の最大値であり、この時間を経過した場合、タイムアウトが発生したと判断する。
シリアル通信再送回数407は、要求メッセージを送信後にタイムアウトが発生、もしくは応答メッセージに対するエラーを検出した場合に、データロガー100は再送を行うが、その再送回数の最大値である。
以上が設定ファイルの項目の説明である。尚、上記の設定項目に加えて、外部通信IF208を利用して外部端末と通信を行うために必要となる、IPアドレスやポート番号、再送回数やタイムアウト時間などを含む構成でもよい。
また、ソフトウェアモジュール230は、上記の3つの機能に加えて、データロガー100の動作パラメータをUSB IF209を介してUSBメモリに保存するパラメータバックアップ機能や、OS220やソフトウェアモジュール230の更新を行うソフトウェアアップデート機能などを含む構成でもよい。
以上がデータロガー100の説明である。
図3は監視ユニット120の構成の一例を示した図である。
監視ユニット120はハードウェアモジュール300、記憶装置310、OS320、ソフトウェアモジュール330を含んで構成される。
ハードウェアモジュール300は監視ユニット120を動作させるために必要なハードウェアであり、電圧入力部301、電流入力部302、電力入力部303、リレー出力部304、AD/DC変換部305、マイコン306、通信IF307、表示部308を含んで構成される。
電圧入力部301は、監視ユニット120が監視している電圧に関する情報をアナログ値として取得するモジュールである。
電流入力部302は、監視ユニット120が監視している電流に関する情報をアナログ値として取得するモジュールである。
電力入力部303は、監視ユニット120が監視している電力に関する情報をアナログ値として取得するモジュールである。
本実施例では、電圧入力部301、電流入力部302、ならびに電力入力部303のみ搭載した構成であるが、必要に応じて、例えば、温度入力部や圧力入力部などを搭載した構成でもよい。
リレー出力部304は、監視ユニット120が取得した電流や電圧の値に応じて、開閉の制御を行うモジュールである。
AD/DC変換部305は、電圧入力部301、電流入力部302、電力入力部303から取得したアナログ値をデジタル値に変換、ならびにマイコン306が送信するデジタル値であるリレー出力部304の制御命令をアナログ値に変換するモジュールである。
マイコン306には、CPUやROMやRAM、不揮発性メモリを含んで構成されるモジュールである。
通信IF307は、データロガー100と通信を行うためのインタフェースであり、シリアルインタフェースやインサーネットインタフェース、無線通信インタフェースなどが該当する。
表示部308は、ユーザが監視ユニット120に関する設定を行うためのモジュールである。
以上が、監視ユニット120に搭載するハードウェアモジュール300の説明である。
ソフトウェアモジュール330は、電圧値算出機能331、電流値算出機能332、電力値算出機能333、データ通信機能334を含んで構成される。
電圧値算出機能331は、電圧入力部301を利用して取得した情報から、電圧値を算出し、記憶装置310に電圧値313として保存する機能である。また、算出した電圧値に応じて、リレー出力部304に対して制御を行う機能も有する。
電流値算出機能332は、電流入力部302を利用して取得した情報から、電流値を算出し、記憶装置310に電流値312として保存する機能である。また、算出した電流値に応じて、リレー出力部304に対して制御を行う機能も有する。
電力値算出機能333は、電力入力部303を利用して取得した情報から、電力値を算出し、記憶装置310に電力値311として保存する機能である。また、算出した電力値に応じて、リレー出力部304に対して制御を行う機能も有する。
データ通信機能334は、データロガー100が送信する要求メッセージに応じて、記憶装置310に保存してある電圧値313、電流値312、電力値311を、要求メッセージの応答として、応答メッセージを送信する機能である。
尚、記憶装置310に保存する電圧値313、電流値312、電力値311は、各算出機能331〜333が算出した最新の値のみとする。
以上が監視ユニット120の説明である。
図5(a)と図5(b)はデータロガー100の電源起動後のシーケンスの一例を示した図である。
電源起動後、データロガー100はスイッチ204の状態を確認する(S500)。確認した結果、スイッチ204の状態が設定モードの場合、データロガー100はパラメータ設定機能233を利用して、USB IF209を確認する(S510)。
USB IF209を確認した結果、USBメモリに設定ファイルが存在する場合、データロガー100は設定ファイルを読み込み、そのファイルに記載されている動作パラメータをデータロガー100に設定した後、通常に設定完了したことを通知するためLED205を点灯させる(S511、S512、S513)。
USB IF209を確認した結果、USBメモリに設定ファイルが存在しない場合、データロガー100は異常が起こったことを通知するため、LED205を点灯させる(S511、S514)。
尚、USBメモリに保存してある設定ファイルのフォーマットに異常がある場合や設定内容に異常がある場合にも、設定ファイルが存在しない場合と同様、異常が起こったことを通知するため、LED205を点灯させてもよい。
スイッチ204の状態が通常モードの場合、データロガー100は外部メモリ保存機能232を利用して、不揮発性メモリ203を確認する(S502)。
例えば、不揮発性メモリ203に保存した計測データを1時05分にUSBメモリに保存するように動作パラメータは設定していたが、1時〜2時の間に停電が発生した場合には、計測データをUSBメモリに保存できない恐れがある。また、復電後、データロガー100は計測データの収集を再開するが、その際に、不揮発性メモリ203の使用状況に依っては、復電後に取集した計測データを不揮発性メモリ203に保存する場合に、元々保存してある計測データに上書きをしなければ、新たな計測データを保存できないことも考えられる。上記のような問題を回避するため、電源起動後、通常モードの場合は、データロガー100は先ず、不揮発性メモリ203にアクセスし、USBメモリに保存すべき計測データが存在するか否かを確認することにする。不揮発性メモリ203に計測データを保存するフォーマットの詳細には後に述べるが、データロガー100は不揮発性メモリ203に保存する際には計測データとともに時刻も保存する。データロガー100はこの不揮発性メモリ203に保存してある時刻と現時刻、USBメモリに保存する時刻を用いて、この確認動作を行う。
不揮発性メモリ203を確認した結果、USBメモリに保存すべき計測データが存在する場合、データロガー100はUSB IF209にアクセスし、USBメモリが存在することを確認する(S520、S521)。
確認した結果、USBメモリが存在する場合、データロガー100は不揮発性メモリ203に存在する計測データをUSBメモリに保存し、その保存したデータを不揮発性メモリ203から削除した後、通常動作を行う(S522、S523)。
図6は不揮発性メモリ203に計測データを保存するフォーマットの一例を示した図である。
不揮発性メモリ203に保存するフォーマットは、時刻600、アドレス601、ユニット種別602、応答コード603、応答データ604を含んで構成される。
時刻600は、応答メッセージを不揮発性メモリ203に保存する際の時刻を示す。尚、タイムアウトなどにより応答メッセージを受信していない場合は、その結果を不揮発性メモリ203に保存する時刻とする。
アドレス601は、データロガー100に接続されている監視ユニット120毎に割り振られるアドレスである。
ユニット識別602は、データロガー100に接続されている監視ユニット120の種類である。
応答コード603は、受信した応答メッセージの解析結果を示すコードであり、例えば、応答メッセージが正常の応答メッセージの場合は0x00、電圧値313が測定できないなど監視ユニット120側の都合により、正常な測定値を応答メッセージに搭載できない場合は0xFF、パリティエラーなどシリアル通信に関するエラーが発生した場合は0x01、応答メッセージが受信できずタイムアウトが発生した場合は0x02などのコードとなる。
応答データ604は、応答メッセージのDATAフィールド1240を設定する。
以上が不揮発性メモリ203に計測データを保存するフォーマットの説明である
また、USBメモリに不揮発性メモリ203に保存した計測データを保存するフォーマットは、各項目を「、」と区切るCSVファイル形式が一例である。例えば、図6の場合、「2013.07.21.00:00:00、0x01、0x01、0x00、0x12345678、2013.07.21.00:00:00、0x02、・・・」といったフォーマットでUSBメモリに保存する。
確認した結果、USBメモリが存在しない場合、データロガー100は不揮発性メモリ203の使用状況から計測データの削除が必要か確認し、必要な場合は、そのデータを削除した後、異常を通知するため、LED205を点灯させた後、通常動作を行う。データ削除が必要ではい場合、データロガー100はLED205のみを点灯させた後、通常動作を行う(S524、S525、S526)。
電源起動後、データロガー100は外部メモリ保存機能232を利用して、不揮発性メモリ203に関する処理を行った後、定期収集機能231を利用して、時計210を確認する(S530)。
確認した結果、不揮発性メモリ203に保存してある計測データをUSBメモリに保存する時刻の場合、データロガー100は外部メモリ保存機能232を利用して、USB IF209にアクセスし、USBメモリが存在することを確認する(S532、S533)。
確認した結果、USBメモリが存在する場合、データロガー100は不揮発性メモリ203に存在する計測データをUSBメモリに保存し、その保存したデータを不揮発性メモリ203から削除を行う(S534、S535)。
確認した結果、USBメモリが存在しない場合、データロガー100は不揮発性メモリ203の使用状況から計測データの削除が必要か確認し、必要な場合は、そのデータを削除した後、異常を通知するため、LED205を点灯させた後、通常動作を行う。データ削除が必要ではい場合、データロガー100はLED205のみを点灯させる(S536、S537、S538)。
USBメモリに計測データを保存する時間ではない場合、ならびにS532〜S538の処理を行った後、データロガー100は定期収集機能231を利用してタイマ206を確認し、計測データを収集するタイミングか確認する(S539、S540)。
確認した結果、計測データを収集するタイミングではない場合、データロガー100はS530〜の処理を繰り返し実行する。
確認した結果、計測データを収集するタイミングの場合、データロガー100はデータロガー100に接続中の監視ユニット120に対して監視ユニット120に保存してある電圧値313や電流値312、電力値311などの計測データの取得を要求する要求メッセージを送信する(S541)。
監視ユニット120から応答メッセージを受信した場合、データロガー100はその応答メッセージの解析を行う(S542)。
解析した結果、その応答メッセージが正常の場合、データロガー100は応答メッセージに含まれるデータを不揮発性メモリ203に図6に示すフォーマットで保存する(S545)。
応答メッセージを解析した結果、その応答メッセージに異常がある場合、データロガー100は再送回数の確認を行い、既に動作パラメータで規定されている再送回数を実施している場合には、異常が発生していたことを不揮発性メモリ203に保存する。規定の再送回数を実施していない場合には、データロガー100はもう一度要求メッセージを送信するため、S541を実行する(S547、S548)。
また、応答メッセージを受信せず、動作パラメータで規定されているタイムアウト時間を経過した場合、データロガー100は異常が発生したと判断し、再送回数の確認を行い、既に動作パラメータで規定されている再送回数を実施している場合には、異常が発生していたことを不揮発性メモリ203に保存する。規定の再送回数を実施していない場合には、もう一度要求メッセージを送信するため、S541を実行する(S547、S548)。
データロガー100はデータロガー100に接続の全ての監視ユニット120に対して要求メッセージを送信したならば、S530の処理に戻る。送信していないならば、データロガー100は未送信の監視ユニット120に対してS541以降の処理を実行する(S546)。
以上が電源起動後の動作シーケンスの説明である。
図7はUSBメモリを利用して取得した収集データを表示するためのソフトウェアの画面の一例を示した図である。尚、このソフトウェアは汎用的なPC、ならびにタブレット端末のような携帯端末に事前にインストールされているソフトウェアである。
ユーザがソフトウェアを起動すると、図7に示すUSBメモリ読込みボタン700、設定ボタン710、グラフ表示ボタン720、帳票表示ボタン730を含んで構成される画面をPCが表示する。
ユーザがUSBメモリ読込みボタン700をマウスやキーボードなどの外部インタフェースを利用してクリックする操作を行うと、ソフトウェアはPCのUSBインタフェースを確認し、USBメモリがUSBインタフェースに挿入されていること、ならびにその挿入されているUSBメモリにデータロガー100が保存したファイルが保存されていることを確認する。もし、USBメモリが挿入されていない場合や、ファイルが存在しない場合には、ソフトウェアはその旨を画面に表示する。
ファイルが存在する場合、ソフトウェアはUSBメモリに存在する全てのファイルを取得し、その取得したファイルを、PCに内蔵のハードディスクドライブ(HDD:Hard disk drive)やPCに外付けのHDDなどの外部記憶装置に保存した後、USBメモリに保存してあるファイルを削除する。もし、USBメモリに保存してあるファイルの削除ができない場合には、ソフトウェアはその旨を画面に表示してよい。
以上が、ユーザがUSBメモリ読込みボタン700をクリックする操作を行った際のソフトウェアの動作である。
ユーザが外部インタフェースを利用して設定ボタン710をクリックする操作を行うと、図8(a)に示す回路名登録ボタン800、原単位設定ボタン810、CO2排出係数設定ボタン820、通信設定ボタン830、設定ファイル生成ボタン840、戻るボタン850を含んで構成される設定メニューをPCが表示する。
ユーザが外部インタフェースを利用して回路名登録ボタン800をクリックする操作を行うと、回路名801、ユニットアドレス802、ユニット種別803、接続状態804などから構成されるテーブルと設定メニューに戻るボタン805をPCが表示する。
回路名801とは、ユニットアドレス802が示す監視ユニットをユーザが設置する場所を示した項目である。ユーザは外部インタフェースを利用して、この回路名を入力する。
ユニットアドレス802とは、監視ユニットのアドレスを示した項目である。ユーザは外部インタフェースを利用して、このユニットアドレスを入力する。
ユニット種別803とは、監視ユニットの種類を示した項目である。ソフトウェアは電力監視ユニットや絶縁監視ユニットなど監視ユニットの種類をプルダウンメニューで表示し、その表示されるプルダウンメニューからユーザは外部インタフェースを利用して選択する。
接続状態804とは、ユニットの接続状態を示した項目である。ソフトウェアは接続や未接続など接続状態をプルダウンメニューで表示し、その表示されるプルダウンメニューからユーザは外部インタフェースを利用して選択する。尚、システムに接続している場合は接続、接続していない場合は未接続とする。
戻るボタン805をユーザが外部インタフェースを利用してクリックする操作を行うと、設定メニューをPCが表示する。
以上が回路名登録ボタン800をクリックする操作を行った場合に表示される画面の説明である。
ユーザが外部インタフェースを利用して原単位登録ボタン810をクリックする操作を行うと、図8(b)に示すような、入力モード811、入力開始日812、期間813、回路名814、データ名815などを項目として含む画面をPCが表示する。
入力モード811とは、原単位の入力方法を示した項目である。入力モードとして、ユーザが外部インタフェースを利用して入力する手入力モードと、パルス入力カウンタユニットから取得できるパルス数など監視ユニットが計測した値を利用するユニット利用モードがある。ソフトウェアはラジオボタンとしてこれらのモードを表示し、ユーザは外部インタフェースを利用してラジオボタンから選択する。
入力開始日812とは、原単位の入力を行う先頭の日付を示した項目である。ユーザは外部インタフェースを利用して、日付を入力する。
期間813とは、日報や月報、年報などユーザが入力する原単位の期間を示した項目である。ソフトウェアはラジオボタンとしてこれらの期間を表示し、ユーザは外部インタエースを利用してラジオボタンから選択する。
回路名814とは、ユーザが入力する原単位に関連する場所を示した項目である。例えば、原単位として工場Aのライン1の生産数を入力する場合には、工場Aライン1と入力する。ユーザは外部インタフェースを利用して、回路名を入力する。
データ名815とは、ユーザが入力する原単位の名称を示した項目である。例えば、ユーザは外部インタフェースを利用して生産数や作業人数、作業コストや作業機器台数などのデータ名を入力する。
入力モード811として、ユーザが手入力モードを選択すると、ソフトウェアは入力開始日812と期間813を参照し、これらの項目に適したテーブル816を表示する。例えば、入力開始日812に2013年07月21日、期間813として日報を選択すると、ソフトウェアは日付の欄には、00:00〜23:00の一時間毎の項目が表示し、ユーザはその日付に該当した原単位を、外部インタフェースを利用して入力する。また、入力開始日812に2013年07月21日、期間813として月報を選択すると、ソフトウェアは日付の欄には、07月01日〜07月31日の一日毎の項目を表示する。
また、入力モード811として、ユーザがユニット利用を選択すると、ソフトウェアは回路名814と回路名登録ボタン800を利用してユーザが登録した回路名801を比較し、回路名814と合致する監視ユニットに該当するユニットアドレス802、ユニット種別803、接続状態804、ならびに利用ユニット817などの項目を含んだテーブルを表示する。
利用ユニット817とは原単位を取得するために利用する監視ユニット示した項目である。ユーザは外部インタフェースを利用して、利用するユニットの場合は○、利用しないユニットの場合×をそれぞれ選択する。
以上が原単位ボタン810をクリックする操作を行った場合に表示される画面の説明である。
ユーザが外部インタフェースを利用してCO2排出係数設定ボタン820をクリックする操作を行うと、図8(c)に示すような、設定年821、データ項目822、データ単位823、単位824、CO2排出係数825などを項目に含むテーブルと、戻るボタン805をPCが表示する。
設定年821とは、CO2排出係数を設定する年を示した項目である。ユーザは外部インタフェースを利用して、設定年を入力する。
データ項目822とは、監視ユニットが測定できるCO2排出に関わる情報を示した項目である。ソフトウェアは電力使用量やガス使用量といった項目をプルダウンメニューとして表示し、その表示されるプルダウンメニューからユーザは外部インタフェースを利用して選択する。
データ単位823とはデータ項目822が示すデータの単位を示した項目である。ユーザは外部インタフェースを利用して、例えば、ユーザがデータ項目822に電力量を選択した場合には、ユーザは「kWh」などを入力する。
単位824とはCO2排出係数の単位を示した項目である、ユーザは外部インタフェースを利用して、例えば、データがデータ単位823に「kWh」を入力している場合には、「kg-CO2 kWh」などを入力する。
CO2排出係数825は電力使用量やガス使用量などのエネルギーの積算値からCO2排出量を算出するための係数を示した項目である。ユーザは外部インタフェースを利用して、各月の値を入力する。
以上がCO2排出係数設定ボタン820をクリックする操作を行った場合に表示される画面の説明である。
ユーザが外部インタフェースを利用して通信設定ボタン830をクリックする操作を行うと、図8(d)に示すような、ユーザID831、データ保存間隔832、USBメモリ保存時刻833、シリアル通信速度834、シリアル通信タイムアウト時間835、シリアル通信再送回数836などを項目に含むテーブルと戻るボタン805をPCが表示する。
ユーザID831とは、本電力監視システムを利用するユーザを一意に識別する識別子を示した項目である。ユーザが外部インタフェースを利用して識別子を入力する。
データ保存間隔832とは、データロガー100が各監視ユニット120に対して要求メッセージを送信する間隔を示した項目である。ユーザは外部インタフェースを利用して保存間隔を入力する。
USBメモリ保存時刻833とは、データロガー100が不揮発性メモリ203に保存してあるデータをUSBメモリに保存する時刻を示した項目である。ユーザは外部インタフェースを利用して保存時刻を入力する。
シリアル通信速度834とは、データロガー100が各監視ユニット120とシリアル通信ケーブル110を介して通信する速度を示す項目である。ユーザが外部インタフェースを利用して速度を入力する。
シリアル通信タイムアウト時間835とは、データロガー100が要求メッセージ送信後、応答メッセージを受信するまでの最大待ち時間を示した項目である。ユーザは外部インタフェースを利用してタイムアウト時間を設定する。
シリアル通信再送回数836とは、データロガー100が各監視ユニット120とのデータ通信においてエラーが発生した場合に、データロガー100が再送を行う最大回数を示した項目である。ユーザは外部インタフェースを利用して再送回数を入力する。
以上が通信設定ボタン830をクリックする操作を行った場合に表示される画面の説明である。尚、上記の設定項目に加えて、データロガー100が外部IF208を利用して外部端末と通信を行うために必要となるIPアドレスやポート番号、再送回数やタイムアウト時間などを含む構成でもよい。
ユーザが外部インタフェースを利用して設定ファイル生成ボタン840をクリックする操作を行うと、ソフトウェアは、ユーザが回路登録ボタン800、通信設定ボタン830をクリックする操作で設定した項目を基に、図4に示す設定ファイルを生成し、USBメモリに保存する。尚、設定ファイルが生成できない場合やUSBメモリにファイルを保存できない場合、ソフトウェアはその旨を画面に表示してもよい。
ユーザが外部インタフェースを利用して戻るボタン850をクリックする操作を行うとPCは図7に示す画面を表示する。
以上が設定ボタン710をクリックする操作を行った場合に表示される設定画面の説明である。
ユーザが外部インタフェースを利用してグラフ表示ボタン720をクリックする操作を行うと、図9に示すように、期間900、表示開始日901、表示大項目902、データ1 903、データ2 904、データ3 905、グラフ表示ボタン906、戻るボタン907などの項目をPCは表示する。
期間900とは、日報や月報、年報などグラフ表示する期間を示した項目である。ソフトウェアはラジオボタンとしてこれらの期間を表示し、ユーザは外部インタエースを利用してラジオボタンから選択する。
表示開始日901とは、グラフ表示を行う先頭の日付を示した項目である。ユーザは外部インタフェースを利用して、日付を入力する。
表示大項目902とは、ユーザがグラフとして表示したいデータの大分類を示した項目である。ソフトウェアは監視ユニットが測定できるデータの大分類をプルダウンメニューで表示し、その表示されるプルダウンメニューからユーザは外部インタフェースを利用して選択する。
データ1 903とは、グラフに表示するデータ項目を示した項目である。ソフトウェアは回路名登録ボタン800を利用してユーザが登録した回路名と、その回路名に設置した監視ユニットが計測できる表示大項目902で入力した種別に分類できるデータ項目をプルダウンメニューで表示し、その表示されるプルダウンメニューからユーザは外部インタフェースを利用して選択する。
データ2 904とは、グラフに表示するデータ項目を示した項目である。ソフトウェアは回路名登録ボタン800を利用してユーザが登録した回路名と、原単位設定ボタン810を利用してユーザが設定したデータ名をプルダウンメニューで表示し、その表示されるプルダウンメニューからユーザは外部インタフェースを利用して選択する。
データ3 905とは、グラフに表示するデータ項目を示した項目である。ソフトウェアは回路名登録ボタン800を利用してユーザが登録した回路名と、CO2排出係数設定ボタン820を利用してユーザが設定したデータ項目をプルダウンメニューで表示し、その表示されるプルダウンメニューからユーザは外部インタフェースを利用して選択する。
ユーザが外部インタフェースを利用してグラフ表示ボタン906をクリックする操作を行うと、ソフトウェアは期間900、表示期間901、データ1 903〜データ3 905に示すデータを、USBメモリ読込みボタン700を利用してユーザがHDDに保存したファイルから検索し、検索した結果を基に、ファイル書き込まれているデータをグラフとしてPCに表示する。尚、原単位に関してはデータ1に選択されているデータの値を、原単位設定ボタン810を利用してユーザが設定した原単位で除算した値をPCに表示する。また、CO2排出量に関しては、データ1に選択されているデータの値に、CO2排出係数設定ボタン820を利用してユーザが設定したCO2排出係数を乗算した値をPCに表示する。
以上がグラフ表示ボタン720をクリックする操作を行った場合に表示される画面の説明である。
ユーザが外部インタフェースを利用して帳票表示ボタン730をクリックする操作を行うと、図10に示すように、期間900、表示開始日901、表示大項目902、データ1 903、データ2 904、データ3 905、帳票表示ボタン1000、戻るボタン907などの項目をPCは表示する。
ユーザが外部インタフェースを利用して帳票表示ボタン1000をクリックする操作を行うと、ソフトウェアは期間900、表示期間901、データ1 903〜データ3 905に示すデータを、USBメモリ読込みボタン700を利用してユーザがHDDに保存したファイルから検索し、検索した結果を基に、ファイル書き込まれているデータをグラフとしてPCに表示する。尚、原単位に関してはデータ1に選択されているデータの値を、原単位設定ボタン810を利用してユーザが設定した原単位で除算した値をPCに表示する。また、CO2排出量に関しては、データ1に選択されているデータの値に、CO2排出係数設定ボタン820を利用してユーザが設定したCO2排出係数を乗算した値をPCに表示する。
以上がUSBメモリを利用して取得した収集データを表示するためのソフトウェアの説明である。
以上、実施形態を具体的に説明したが、上記開示に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
以上説明した実施形態によれば、安価かつ簡易な構成のシステムで、定期的に発生する電力使用量といったエネルギーに関する情報を収集可能とし、また、収集したエネルギーに関する情報とともに、エネルギーに関する情報を生産数などの原単位で割除算した情報、さらにはCO2排出量を一つの画面で可視化し、ユーザが一目で無駄なエネルギーを利用している時間帯およびCO2排出量を把握できる。
100・・・データロガー、110・・・通信線、120・・・監視ユニット、200・・・ハードウェアモジュール、201・・・CPU、202・・・揮発性メモリ、203・・・不揮発性メモリ、204・・・スイッチ、205・・・LED、206・・・タイマ、207・・・シリアル通信IF、208・・・外部通信IF、209・・・USB IF、210・・・時計、220・・・OS、230・・・ソフトウェアモジュール、231・・・定期収集機能、232・・・外部メモリ保存機能、233・・・パラメータ設定機能、300・・・ハードウェアモジュール、301・・・電圧入力部、302・・・電流入力部、303・・・電力入力部、304・・・リレー出力部、305・・・AD/DC変換部、306・・・マイコン、307・・・通信IF、308・・・表示部、310・・・記憶装置、311・・・電力値、312・・・電流値、313・・・電圧値、320・・・OS、330・・・ソフトウェアモジュール、331・・・電圧値算出機能、332・・・電流値算出機能、333・・・電力値算出機能、334・・・データ通信機能。

Claims (9)

  1. 複数の計測機器から定期的に計測データを収集し内部メモリに保存するデータ記録装置と、収集された計測データを用いてエネルギーに関する情報を表示するコンピュータを含むエネルギー監視システムにおいて、
    前記データ記録装置は、
    外部記憶媒体を挿入するための第1のインタフェースと、
    時刻管理部と、
    予め設定された時刻になると、前記内部メモリに保存されている前記計測データを前記外部記憶媒体に保存する第1のコントローラとを具備し、
    前記コンピュータは、
    前記外部記憶媒体を挿入するための第2のインタフェースと、
    前記外部記憶媒体から前記計測データを読み出し、
    読み出した前記計測データに基づき、エネルギーに関する情報と、該エネルギーに関する情報を原単位で除算した情報と、CO2排出量とを表示部に表示する第2のコントローラとを具備する、
    ことエネルギー監視システム。
  2. 前記第1のコントローラは、前記内部メモリに保存されている前記計測データを前記外部記憶媒体に保存した後、前記内部メモリに保存されている前記計測データを削除する、 ことを特徴とする請求項1に記載のエネルギー監視システム。
  3. 前記データ記録装置はデータロガーであり、前記内部メモリは不揮発性メモリであり、前記外部記憶媒体はUSBメモリであり、前記エネルギーに関する情報は電力使用量であり、前記原単位は生産数または作業人数または作業コストまたは作業機器台数である、
    ことを特徴とする請求項2に記載のエネルギー監視システム。
  4. 前記第2のコントローラは、前記電力使用量にCO2排出係数を乗算して前記CO2排出量を算出する、
    ことを特徴とする請求項3に記載のエネルギー監視システム。
  5. 複数の計測機器から定期的に計測データを収集し内部メモリに保存するデータ記録装置と、収集された計測データを用いてエネルギーに関する情報を表示するコンピュータを含むエネルギー監視システムにおけるエネルギー監視方法において、
    前記データ記録装置により、
    予め設定された時刻になると、前記内部メモリに保存されている前記計測データを外部記憶媒体に保存し、
    前記コンピュータにより、
    前記外部記憶媒体の存在を検出し、
    前記外部記憶媒体から前記計測データを読み出し、
    読み出した前記計測データに基づき、エネルギーに関する情報と、該エネルギーに関する情報を原単位で除算した情報と、CO2排出量とを表示部に表示する、
    ことを特徴とするエネルギー監視方法。
  6. 前記データ記録装置により、前記内部メモリに保存されている前記計測データを前記外部記憶媒体に保存した後、前記内部メモリに保存されている前記計測データを削除する、 ことを特徴とする請求項5に記載のエネルギー監視方法。
  7. 前記データ記録装置はデータロガーであり、前記内部メモリは不揮発性メモリであり、前記外部記憶媒体はUSBメモリであり、前記エネルギーに関する情報は電力使用量であり、前記原単位は生産数または作業人数または作業コストまたは作業機器台数である、
    ことを特徴とする請求項6に記載のエネルギー監視方法。
  8. 前記コンピュータにより、前記電力使用量にCO2排出係数を乗算して前記CO2排出量を算出する、
    ことを特徴とする請求項7に記載のエネルギー監視方法。
  9. 他のコンピュータで、エネルギーに関する情報、該エネルギーに関する情報を原単位で除算した情報およびCO2排出量の表示に用いられる計測データを、複数の計測機器から定期的に収集し、
    収集した前記計測データを内部メモリに保存し、
    予め設定された時刻になると、前記内部メモリに保存されている前記計測データを外部記憶媒体に保存するコントローラを具備するデータロガー。
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