JP2019204746A - Lighting control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は照明制御システムに関する。 The present invention relates to a lighting control system.
特許文献1には、通信信号を受信するインターフェース回路に応答制御部を設ける技術が開示されている。 Patent Document 1 discloses a technique in which a response control unit is provided in an interface circuit that receives a communication signal.
照明制御システムを構築している構成のうち、上位に接続されている機器である照明コントローラに対して電源供給が開始されたとき、通信線を介して照明コントローラに接続されている端末器に見かけ上、突入電流が流れることがある。この突入電流は、端末器に搭載された電源平滑用のコンデンサが充電されるため生じる。突入電流の影響が下位に接続された機器に通信線を介して伝達されることがある。 When power supply is started to the lighting controller, which is a device connected to a higher level in the construction of the lighting control system, it appears to the terminal connected to the lighting controller via the communication line. In addition, an inrush current may flow. This inrush current is generated because a power supply smoothing capacitor mounted on the terminal is charged. The influence of the inrush current may be transmitted to a device connected to the lower level via a communication line.
通信線に突入電流が重畳されると、下位に接続された機器は通信信号を遮断する保護動作をし、予め定められた時間の経過後に通信信号を受信する動作を行うことがある。通信線に断続的に突入電流が重畳されると、下位に接続された機器は通信ができない状態が継続してしまうことがある。 When an inrush current is superimposed on a communication line, a device connected to a lower level may perform a protection operation to cut off the communication signal, and may perform an operation of receiving the communication signal after a predetermined time has elapsed. If the inrush current is intermittently superimposed on the communication line, the device connected to the lower level may continue to be unable to communicate.
そのため、特許文献1に記載のように、応答制御を行って、信号線の波形を鈍らせる方法が考えられる。しかしながら、この場合、いつ信号線に突入電流が重畳されるか特定できないため、常に信号線の波形を鈍らせることになる。伝達される信号波形が常に鈍ることとなると、応答速度が鈍くなったり誤信号と認識されたりするおそれがある。 Therefore, as described in Patent Document 1, a method of performing response control to blunt the waveform of the signal line is conceivable. However, in this case, since it is not possible to specify when the inrush current is superimposed on the signal line, the waveform of the signal line is always blunted. If the transmitted signal waveform is always dull, the response speed may be dull or recognized as an erroneous signal.
照明コントローラは、通信線が短絡状態となって通信線上に短絡電流が流れた場合に、回路部品保護および安全確保を目的として、出力信号を停止し得る。上述の突入電流が短絡電流検出判定の閾値を超えた場合には、短絡判定となり出力を停止する。照明コントローラが出力を停止する時間が長くなると平滑コンデンサの放電が完了し、再度起動した際にも同様に突入電流が流れ、照明コントローラが正常に起動することができなくなるおそれがある。 The lighting controller can stop the output signal for the purpose of protecting circuit components and ensuring safety when the communication line is short-circuited and a short-circuit current flows on the communication line. When the above inrush current exceeds the threshold value for the short circuit current detection determination, the short circuit determination is made and the output is stopped. If the lighting controller stops outputting for a long time, the smoothing capacitor discharge is completed, and when the lighting controller is restarted, an inrush current flows in the same manner, which may prevent the lighting controller from starting normally.
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、端末器と照明コントローラを接続する通信線の電流が閾値を超えると照明コントローラから端末器への電源供給を停止する場合において、照明コントローラを正常起動させる照明制御システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. When the current of the communication line connecting the terminal unit and the lighting controller exceeds a threshold value, the power supply from the lighting controller to the terminal unit is stopped. An object of the present invention is to provide a lighting control system that normally starts a lighting controller.
本願の発明に係る照明制御システムは、電源生成に用いられる平滑コンデンサを有し、照明器具の発光部の点灯、消灯及び調光制御を行う端末器と、通信線を介して該端末器に電源供給する照明コントローラと、を備え、該照明コントローラは、予め定められたサンプリング周期で該通信線の電流値が閾値を超えたと判定した場合に、該端末器への電源供給を停止し該平滑コンデンサの放電が完了する前に再度該通信線を介して該端末器に電源供給するリトライ処理を行うことを特徴とする。 A lighting control system according to the invention of the present application has a smoothing capacitor used for power generation, a terminal device that performs lighting control, light-off control, and dimming control of a light emitting unit of the lighting fixture, and power supply to the terminal device via a communication line A lighting controller that supplies power to the terminal device when the current value of the communication line exceeds a threshold value in a predetermined sampling period, and the smoothing capacitor Before the discharge is completed, a retry process for supplying power to the terminal through the communication line is performed again.
本発明のその他の特徴は以下に明らかにする。 Other features of the present invention will become apparent below.
本発明によれば、端末器の平滑コンデンサの放電が完了する前に通信線を介して端末器に電源供給するリトライ処理を行うことで、照明コントローラを正常起動させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a lighting controller can be started normally by performing the retry process which supplies power to a terminal device via a communication line, before discharge of the smoothing capacitor of a terminal device is completed.
本発明の実施の形態に係る照明制御システムについて図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。 An illumination control system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, and repeated description may be omitted.
実施の形態1.
図1を用いて、照明制御システム80の構成例を説明する。照明制御システム80は管理装置81と、制御装置である照明コントローラ82と、複数台のリレー制御用の端末器83と、複数台のリモコンリレー84と、リモコントランス85とを備える。管理装置81は、例えばマイクロコンピュータ等から成り、照明制御システム80全体の状態監視および設定を行う。照明コントローラ82は、通信線8を介して端末器83、図示しない壁スイッチおよび各種センサ等と通信を行う。照明コントローラ82が発信及び受信する伝送信号には、アドレスデータおよび制御データが含まれる。
Embodiment 1 FIG.
A configuration example of the
管理装置81と照明コントローラ82は、有線又は無線の通信網であるLAN(Local Area Network)7で接続されている。照明コントローラ82には、通信線8を介して4台のリレー制御用の端末器83が直列に接続されている。また、通信線8には照度センサ、人感センサ等の各種センサと、壁スイッチ等の操作盤が接続される。各端末器83には、4台のリモコンリレー84が制御信号線9で接続されている。照明コントローラ82には、4台の制御システム用端末器100が接続されている。
The
各々の端末器83には、固有のアドレスが割り当てられ、設定されている。端末器83は設定されたアドレスにより識別される。端末器83は、通信線8を介して照明コントローラ82が発信する伝送信号を受信する受信部831を有する。また、端末器83は、伝送信号のアドレスデータを、端末器83に設定された固有アドレスと比較する比較部832を有する。比較部832が、伝送信号のアドレスデータと端末器83に設定された固有アドレスとが一致したと判断した場合、端末器83は伝送信号の制御データを実行するためにリモコンリレー84に制御信号を送信する。
A unique address is assigned to each
各々のリモコンリレー84には、図示しない照明器具等の負荷が接続される。リモコンリレー84は、端末器83からの信号を受信し、リモコンリレー84に接続される負荷に供給される電力を制御データに基づいて断続させる。リモコントランス85は、外部電源に接続される。リモコントランス85は、リモコンリレー84の入力側に、リレー接点をONさせるためのリレー駆動電力を供給する。リレー駆動電力は、例えばAC24Vである。
Each
次に、図2から図4を参照して照明制御システムの構成例及び動作を説明する。図2は、照明コントローラ82と端末器83の構成例を示す図である。照明コントローラ82は、電源部82A、制御部82B、出力部82C及び短絡検出部82Dを備えている。電源部82Aは、外部の商用電源に接続され、その商用電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換する。制御部82Bは送受信する伝送信号の制御を行う。出力部82Cは、通信線8に通信電圧±24Vを出力する。制御部82Bは、出力部82Cから通信線8への出力を一時的に停止する機能を備える。短絡検出部82Dは、通信線8に流れる電流を監視し、その電流が短絡検出レベルを超えたか否かを判定する。通信線8に短絡検出レベルの電流が流れ続けた場合、部品の定格電力を超える恐れがあるため、短絡検出部82Dは制御部82Bに信号を送り、照明コントローラ82を停止させる必要がある。
Next, a configuration example and operation of the illumination control system will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the
端末器83は照明器具の発光部の点灯、消灯及び調光制御を行う。端末器83は、インターフェース部83A、電源生成部83B、通信部83D及び制御部83Eを備えている。インターフェース部83Aは、通信電圧±24Vから伝送信号を分離する。電源生成部83Bは制御部83Eを動作させる電源を生成する。電源生成部83Bは入力側に平滑コンデンサ83Cを備える。平滑コンデンサ83Cは電源生成に用いられる。平滑コンデンサ83Cは例えば220μFの大容量の電解コンデンサとすることができる。通信部83Dは伝送信号を送受信する。このような構成のn個の端末器83が通信線8によって照明コントローラ82に接続されている。nは正の整数である。
The
照明コントローラ82は通信線8を介して端末器83に電源供給する。より具体的には、照明コントローラ82は、AC電源の供給を受けると、伝送データを含んだ通信電圧±24Vのパルス信号を通信線8に出力する。通信線8に通信電圧±24Vのパルス信号が供給されると、端末器83のそれぞれが備える平滑コンデンサ83Cへの充電が始まり、通信線8に突入電流が流れる。
The
通信線8が短絡しておらず、かつ端末器83の接続台数が少ない場合、通信線8に流れる電流は、図4の「リトライ2回目」以降に示すような波形となる。即ち、起動時に平滑コンデンサ83Cを充電する電流が最大となり、平滑コンデンサ83Cの充電が進むにつれて、通信線8に流れる電流が減少する。平滑コンデンサ83Cの充電が完了すると、通信線8に流れる電流はほぼ一定となる。ここで、起動とは、照明コントローラ82の起動をいう。短絡検出部82Dは、予め定められたサンプリング周期ごとに通信線8の電流値が閾値を超えたか判定する。この閾値とは短絡検出レベルのことである。照明コントローラ82の起動時に通信線8を流れる電流値が短絡検出レベルを超えていても、短絡検出部82Dが短絡を検出する時点で電流値が短絡検出レベルを下回っていれば、短絡を検出しない。短絡検出部82Dは、サンプリング周期ごとに短絡検出動作を繰り返すため、起動時から遅れて電流を検出する。
When the
一方、通信線8に接続された端末器83の数が多くなると、通信線8に接続された平滑コンデンサ83Cの合成容量が増えるため、起動時に通信線8に流れる電流が大きくなる。このような状況でも照明コントローラの起動を可能とするために、実施の形態1に係る照明制御システムでは、リトライ処理を繰り返すことで、平滑コンデンサ83Cの充電を完了させる。
On the other hand, when the number of
(リトライ処理)
図4を参照してリトライ処理について説明する。リトライ処理は、短絡検出部82Dが短絡検出レベル以上の電流値を検出した時に実行される処理である。まず、照明コントローラ82が起動され、通信線8を介した端末器83への電源供給を開始する。短絡検出部82Dは照明コントローラ82の起動後に通信線8に流れる短絡電流を検出する。図4では時間T1の経過後に短絡検出部82Dが通信線8に流れる短絡電流を検出する。時間T1は、照明コントローラ82の起動後、短絡検出するまでの時間である。時間T1は、制御部82Bのサンプリング時間または割り込み処理時間とすることができる。短絡検出部82Dが検出した電流値が短絡検出レベル(閾値)以上である場合、短絡検出部82Dは短絡検出信号を制御部82Bに出力する。短絡検出信号は例えばHi電圧である。
(Retry processing)
The retry process will be described with reference to FIG. The retry process is a process executed when the short circuit detection unit 82D detects a current value equal to or higher than the short circuit detection level. First, the
短絡検出信号が入力された制御部82Bは、通信線8への通信電圧の出力を停止させる。つまり、端末器83への電源供給を停止する。例えば、出力部82Cにトランジスタで構成されたハーフブリッジ回路を設け、制御部82Bから出力部82Cへの信号を停止することにより、通信線8へのAC24Vの供給が停止する。この出力部の構成は一例であり、他の構成でもよい。
The
通信線8の電圧が0になると、端末器83それぞれに備えられた平滑コンデンサ83Cは放電を開始する。平滑コンデンサ83Cが完全に放電した後に、再度照明コントローラ82から端末器83への電源供給を行うと、通信線8を流れる電流値は照明コントローラ82を初回起動させた時と同じ電流値となる。したがって短絡検出部82Dが再び短絡を検出する。照明コントローラ82による電源供給を一旦停止した後に、再度再開することはリトライという。図3の比較例では、短絡検出後、通信線8の電圧が0になり、時間T2が経過し平滑コンデンサ83Cが完全に放電した後に、「リトライ1回目」が行われることが示されている。平滑コンデンサ83Cの容量にもよるが、例えば時間T2を1s以上とすると、平滑コンデンサ83Cは完全放電してしまう。図3の比較例では、平滑コンデンサ83Cが完全に放電した後にリトライするので、リトライを1回、2回、3回と繰り返しても、その度に制御部82Bに短絡検出信号が入力され、通信線8への出力が停止する。
When the voltage of the
図4は、実施の形態1に係る照明制御システムで採用する制御を示す図である。時間T1が経過し短絡が検出され、端末器83への電源供給を停止すると、平滑コンデンサ83Cの放電が完了する前に再度通信線8を介して端末器83に電源供給する。平滑コンデンサ83Cが完全放電する前に端末器83への電源供給を再開することは、リトライ時の短絡電流を下げることにつながる。すなわち、平滑コンデンサ83Cが完全放電する前に端末器83への電源供給を再開することで、照明コントローラ82の初回起動時の電流値よりも、「リトライ1回目」において通信線8を流れる電流値を小さくできる。図4には、照明コントローラ82の初回起動時の電流値よりも、「リトライ1回目」において通信線8を流れる電流値が小さいことが示されている。図4における時間T2は例えば30msである。
FIG. 4 is a diagram illustrating control employed in the illumination control system according to Embodiment 1. When a short circuit is detected after the time T1 has elapsed and power supply to the
「リトライ1回目」の後のサンプリング時間T1経過時において、通信線8の電流値が閾値以下である場合は、端末器83への電源供給を継続する。他方、図4に示されるように、「リトライ1回目」の後のサンプリング時間T1経過時において、短絡検出部82Dによって通信線8の電流値が閾値を超えていると判定されると、制御部82Bは通信線8への出力を再度停止させる。端末器83への電源供給を停止すると、平滑コンデンサ83Cは放電が完了する前に再度通信線8を介して端末器83に電源供給する。この動作は図4の「リトライ2回目」に示されている。図4には「リトライ1回目」において通信線8を流れる電流よりも、「リトライ2回目」において通信線8を流れる電流の方が小さいことが示されている。図4の例では、「リトライ2回目」の後のサンプリング時間T1経過時において、通信線8の電流値が閾値以下となり端末器83への電源供給が継続されたことが図示されている。
If the current value of the
このように、リトライ処理が繰り返されて、サンプリング周期での通信線8の電流値が閾値以下となる。言いかえれば、リトライ処理を繰り返すことにより、端末器83の平滑コンデンサ83Cに電荷が充電され、リトライ時の突入電流が減少していく。そのため、短絡検出部82Dが短絡を検出することなく、照明コントローラ82を起動することができる。端末器83の数が多くなるにつれて、リトライ処理の回数が増加し、正常に起動するまでの時間が長くなる。
In this way, the retry process is repeated, and the current value of the
(リトライ処理回数の制限)
図3に示すように、通信線が短絡している場合又はリトライを何度も繰り返しても照明コントローラ82が正常起動しない場合、通信線8に接続された機器の回路部品が過熱する恐れがある。これを抑制するため、照明コントローラ82は、リトライ処理が予め定められた「上限回数」繰り返されると、予め定められた休止期間、端末器83への電源供給を停止することとしてもよい。この上限回数は例えば25回程度とすることができる。例えば図3には休止期間T3が示されている。休止期間を設けることにより、通信線8に接続された機器の回路部品の温度上昇を抑制することができる。平滑コンデンサ83Cの放電が完了する前に再度端末器83に電源供給するリトライ処理をある程度の回数繰り返せば突入電流が十分低下するので、リトライ処理が上限回数に達することは想定しづらい。しかし、例えば接続する端末器の数が多い場合又は通信線が短絡している場合を想定すると、このような休止期間を設ける意義がある。
(Restriction of retry processing count)
As shown in FIG. 3, when the communication line is short-circuited or when the
(通信線短絡)
上述のように、リトライ回数が予め定めた上限回数となった場合、通信線8が短絡している可能性が大きい。この場合、短絡の可能性を報知する必要がある。そこで、照明コントローラ82は、リトライ処理が予め定められた上限回数繰り返されると、短絡表示LEDを点灯させることで、施工者又は管理者に報知することとしてもよい。具体的には、制御部82Bは、リトライ回数が上限回数以上となった場合、通信線8への電源供給を停止すると同時に照明コントローラ82に設けられた短絡表示LEDを例えば黄色に点灯にさせる。短絡表示LEDは、短絡検出状態が解除されるまで点灯し続ける。短絡表示LEDを点灯させることにより、施工者又は管理者は通信線8の短絡又は通信線8に接続された各機器の接続台数超過を確認することができる。
(Communication line short circuit)
As described above, when the number of retries reaches a predetermined upper limit, there is a high possibility that the
照明コントローラ82の起動時において、一旦出力を停止し、平滑コンデンサ83Cが一定の電圧値以上放電する前に再起動させるリトライ処理を実施することで、平滑コンデンサ83Cが充電されて突入電流が抑制され、照明コントローラ82が正常に起動できるようになる。平滑コンデンサ83Cが完全放電しないようにリトライ間隔を短くする必要があるので、連続的に短絡電流が流れることになる。そのため、例えば出力部82Cのスイッチング回路部品の熱上昇を抑制するために、上述の上限回数を設けた休止期間の設定又は報知処理の実行が有効である。
When the
以下の実施の形態に係る照明制御システムは実施の形態1との類似点が多いので実施の形態1との相違点を中心に説明する。 Since the illumination control system according to the following embodiment has many similarities to the first embodiment, the differences from the first embodiment will be mainly described.
実施の形態2.
実施の形態1で説明した短絡検出部82Dのサンプリング周期、照明コントローラ82から端末器83への電源出力停止後、起動リトライを実行するまでの時間T2、休止期間T3、及び上限回数等のパラメータは、照明制御システム80に接続された機器が最大の場合のマージンを見込んで決めることが考えられる。そのため、実際の照明制御システム80の構成から大幅にマージンを見込んでいる可能性がある。マージンを見込んだ設定パラメータをそのまま使うと特定の照明制御システムの動作に無駄が生じ得る。例えば、必要以上に長いサンプリング周期が設定されたり、時間T2が最適化されていなかったり、上限回数が小さすぎたり、休止期間が長過ぎたりことが考えられる。
Embodiment 2. FIG.
Parameters such as the sampling period of the short-circuit detection unit 82D described in the first embodiment, the time T2 until the start retry is executed after the power supply output from the
そこで、実施の形態2に係る照明制御システムにおける管理装置81は、照明コントローラ82に信号を出し、サンプリング周期の変更、リトライ処理における電源供給停止から電源供給再開までの時間T2の変更、上限回数の変更、又は休止期間の変更を行う。これにより、作業者は、マージンを見込んだ設定パラメータと実際の構成とのずれを解消するために、上述のパラメータを変更できる。管理装置81は赤外線又は無線通信等により照明コントローラ82又は端末器83等のパラメータ設定を行うことができる。このように、管理装置81からのパラメータ設定を可能とすることにより、照明コントローラ82の正常起動までの時間をチューニングすることができる。
Therefore, the
80 照明制御システム、 81 管理装置、 82 照明コントローラ、 82A 電源部、 82B 制御部、 82C 出力部、 82D 短絡検出部、 83 端末器、 83A インターフェース部、 83B 電源生成部、 83C 平滑コンデンサ、 83D 通信部、 83E 制御部 80 Lighting Control System, 81 Management Device, 82 Lighting Controller, 82A Power Supply Unit, 82B Control Unit, 82C Output Unit, 82D Short Circuit Detection Unit, 83 Terminal Unit, 83A Interface Unit, 83B Power Supply Generation Unit, 83C Smoothing Capacitor, 83D Communication Unit , 83E control unit
Claims (7)
通信線を介して前記端末器に電源供給する照明コントローラと、を備え、
前記照明コントローラは、予め定められたサンプリング周期で前記通信線の電流値が閾値を超えたと判定した場合に、前記端末器への電源供給を停止し前記平滑コンデンサの放電が完了する前に再度前記通信線を介して前記端末器に電源供給するリトライ処理を行うことを特徴とする照明制御システム。 A terminal device that has a smoothing capacitor used for power generation, and performs lighting control, lighting control, and dimming control of a light emitting unit of a lighting fixture;
A lighting controller for supplying power to the terminal unit via a communication line,
When the lighting controller determines that the current value of the communication line has exceeded a threshold value at a predetermined sampling period, the lighting controller stops the power supply to the terminal and again before the discharge of the smoothing capacitor is completed. A lighting control system for performing a retry process for supplying power to the terminal through a communication line.
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- 2018-05-25 JP JP2018100810A patent/JP7020294B2/en active Active
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