JP2021141807A - 給電装置 - Google Patents
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Abstract
Description
給電装置が通信電力線に接続された複数の受電デバイスに給電するシステムであって、
前記給電装置は、前記各受電デバイスの動作モード毎の消費電力が記述された受電デバイスプロファイルが保存されたデータベースと、
前記データベースを参照して前記各受電デバイスの前記動作モードを制御し、前記受電デバイス群による消費電力を前記給電装置の供給定格内に制御する給電スケジューラと、を備える。
前記給電装置は、前記各受電デバイスの動作モード毎の消費電力が記述された受電デバイスプロファイルが保存されたデータベースと、
前記データベースを参照して前記各受電デバイスの前記動作モードを制御し、前記受電デバイス群による消費電力を前記給電装置の供給定格内に制御する給電スケジューラと、を備える。
図1に基づき「時分割多重型PoE」の構成例を説明する。図1中の1は時分割多重型給電装置(TDM−PSE:以下、給電装置)を示し、7は給電装置1の給電ポートを示し、8は時分割多重型受電デバイス(TDM−PD:以下、受電デバイス)を示している。
図2に基づき動作モードの状態遷移を説明する。まず、受電デバイス8は、停電状態(S0)からの給電開始により起動し、準備モード(S1)の状態で待機する。この準備モードのときに給電装置1からスリープ指令あれば睡眠モード(S2)に遷移し、レジューム指令があれば稼働モード(S3)に遷移する。
図3に基づき給電キュー6の動作を説明する。この給電キュー6は、受電デバイス8の動作モードで消費する電力を記述した電力要求票6cが順次に格納(エンキュー)され、稼働キュー6a,基礎負荷キュー6bを備えている。
以下、「時分割多重型PoE」の動作処理を説明する。すなわち、給電装置1は、自身に接続されている受電デバイス8の前記プロファイル9を収集し、収集された前記プロファイル9を前記データベース2に格納する。
プロファイル収集方法を受電デバイス8および給電装置1の動作仕様に基づき説明する。
A:受電デバイス8は、最初の受電開始後必ず準備モードで起動する。給電装置からの許可(レジューム指令)があるまでは稼働モードに遷移してはならない。
A:給電装置は、特定の給電ポート7において電力供給を「ON」に設定し、ハローメッセージを定期的に送信する。この作業を「プロ―ビング」と呼ぶ。
(a)そのままプロービングを続行する。
(b)当該給電ポート7におけるプロービングを打ち切り、当該給電ポートの給電を終了する。
給電スケジューラ5は、前記データベース2を参照して受電デバイス8の電力要求票6cを作成して給電キュー6a,6bに格納する。以下、給電スケジューラ5の動作処理を説明する。
給電スケジューラ5は、各受電デバイス8について電力供給能力の制約(定格)が無かったら動作モードをどのように設定したであろうかを判定する。すなわち、各受電デバイス8を稼働させるべきか否かを判定する。具体的には受電デバイス8のタスクタイプ(表3・表4・表13参照)に従って判定する。
給電装置1は、前記判定に基づき各受電デバイスの消費電力の見積もりを作成する。表14は、動作モード毎の消費電力見積もりの詳細を示している。
給電装置1は、各受電デバイス8について動作モード毎の前記見積もりに基づき電力要求票6cを起票して給電キュー6にエンキューする。
給電装置1は、基礎負荷キュー6bにエンキューされた基礎負荷用電力要求票6c−1を先頭から順にデキューし、給電保存部6eに移送する。ただし、給電保存部6eにエンキューされた基礎負荷用電力要求票6c−1の消費電力の合計、即ち消費電力計算器6fの出力が給電装置1の定格に達した場合には、そこで基礎負荷用電力要求票6c−1の移送を打ち切る。なお、基礎負荷キュー6bが空になったら次の動作処理に進む。
給電装置1は、稼働キュー6aにエンキューされた稼働用電力要求票6c−2を先頭から順にデューし、給電保存部6eに移送する。ただし、給電保存部6eにエンキューされた両電力要求票6c−1,6c−2の消費電力の合計が給電装置1の供給定格に達した場合には、そこで稼働用電力要求票6c−2の移送を打ち切る。なお、稼働キュー6aが空になったら次の動作処理に進む。
電力要求票6c−1,6c−2のデキューが終了すれば、受電デバイス8への給電の有無を次の通りに決定する。
給電スケジューラ5は、動作モードの割り当て時に睡眠(あるいは停電)させるべきと判定した受電デバイス8を睡眠モードに遷移させる(あるいは停電させる)。また、稼働させるべきと判定した受電デバイス8に対しては稼働モードに遷移させる。
「サスペンド指令」は、「スリープ指令」と同様の目的で使用される。ただし、同指令は睡眠モードではなく、準備モードへ遷移させる点で相違している。この「サスペンド指令」の使用は次のケースが想定される。
・受電デバイス8が睡眠モードをサポートしていない。
・稼働モードの終了後に受電デバイスに何らかのアクションがある場合(設定変更,測定データの吸い上げ等)
C:レジューム指令
給電装置1は、動作モードの割り当て時に稼働させるべきと判定した受電デバイス8が睡眠状態(睡眠モード)にあれば、当該受電デバイス8に対して「レジューム指令」を発行する。
図4および図5に基づき「時分割多重型PoE」の実施例1を説明する。ここでは「時分割多重型PoE」は、5台の水位測定端末8a〜8eを受電デバイス8とする監視システムに適用されている(図5中では水位測定端末8c〜8eを省略している。)。
表18は、初期状態の基礎負荷キュー(BQ)6b・稼働キュー(AQ)6aと給電保存部6eを示し、それぞれには水位測定端末8a〜8eの電力要求票6は入っていない。このとき給電装置1は、給電ポート7の1ポートずつ給電しつつ前記プロファイル9を収集する。
給電装置1は、前述のように水位測定端末8a〜8eの給電ポート7を一つずつ給電してハンドシェイクを実行し、前記プロファイル9を収集する。この段階では、どのような受電デバイス8が接続されているか不明なので、ワーストケースを想定して給電ポート7数を絞り込む必要がある。
給電装置1は、水位測定端末8a〜8eについて電力要求票6cを起票する。本実施例では、全ての水位測定端末8a〜8eが周期モードなので、初回はすべて稼働モードと判定される。
まず、基礎負荷キュー6bの基礎負荷用電力要求票6c−1から先にデキューし、給電保存部6eに移送する。表20は、すべての基礎負荷用電力要求票6c−1を給電保存部6eに移送した状態を示している。
給電保存部6eに入っている前記電力要求票6c−1,6c−2に基づいて給電スイッチングを実施する。すなわち、水位測定端末8a,8bは、稼働用電力要求票6c−2が給電保存部6eに入っているので、稼働モードにて給電される。また、水位測定端末8c〜8eは、基礎負荷用電力要求票6c−1のみが給電保存部6eに入っているので、待機モードにて給電される。
前記給電スイッチングの実施後1分が経過し、稼働モードの水位測定端末8a,8bが睡眠モードに遷移した。この水位測定端末8a,8bは「2分時点」まで睡眠モードの状態のままである。
水位測定端末8a,8bは睡眠モードに遷移したため、その稼働用電力要求票6c−2を給電保存部6eから取り除く。表23は、水位測定端末8a,8bの稼働用電力要求票6c−2を取り除いた状態を示している。
まず、基礎負荷キュー6bから先にデキューし、給電保存部6eに移送する(既に実施済み。)。表25は移送後の給電保存部6eを示している。
給電保存部6eに入っている前記電力要求票6c−1,6c−2に基づいて給電スイッチングを実施する。すなわち、水位測定端末8c,8dは、稼働用電力要求票6c−2が給電保存部6eに入っているので、稼働モードにて給電される。また、水位測定端末8e,8a,8bは、基礎負荷用電力要求票6c−1のみが給電保存部6eに入っているので、待機モードにて給電される。
前記給電スイッチングの実施後1分が経過し、稼働モードの水位測定端末8c,8dが睡眠モードに遷移した。この水位測定端末8c,8dは「3分時点」まで睡眠モードの状態のままである。一方、睡眠モードの水位測定端末8a,8bは起床して稼働したい時間となった。
水位測定端末8c,8dは睡眠モードに遷移したため、その稼働用電力要求票6c−2を給電保存部6eから取り除く。表28は、水位測定端末8c,8dの稼働用電力要求票6c−2を取り除いた状態を示している。
まず、基礎負荷キュー6bから先にデキューし、給電保存部6eに移送する(既に実施済み。)。表30は移送後の給電保存部6eを示している。
給電保存部6eに入っている前記電力要求票6c−1,6c−2に基づいて給電スイッチングを実施する。すなわち、水位測定端末8e,8aは、稼働用電力要求票6c−2が給電保存部6eに入っているので、稼働モードにて給電される。また、水位測定端末8b〜8dは、基礎負荷用電力要求票6c−1のみが給電保存部6eに入っているので、待機モードにて給電される。
前記給電スイッチングの実施後1分が経過し、稼働モードの水位測定端末8e,8aが睡眠モードに遷移した。この水位測定端末8e,8aは「4分時点」まで睡眠モードの状態のままである。一方、睡眠モードの水位測定端末8c,8dは起床して稼働したい時間となった。
水位測定端末8e,8aは睡眠モードに遷移したため、その稼働用電力要求票6c−2を給電保存部6eから取り除く。表33は、水位測定端末8e,8aの稼働用電力要求票6c−2を取り除いた状態を示している。
まず、基礎負荷キュー6bから先にデキューし、給電保存部6eに移送する(既に実施済み。)。表35は移送後の給電保存部6eを示している。
給電保存部6eに入っている前記電力要求票6c−1,6c−2に基づいて給電スイッチングを実施する。すなわち、水位測定端末8b,8cは、稼働用電力要求票6c−2が給電保存部6eに入っているので、稼働モードにて給電される。また、水位測定端末8d,8e,8aは、基礎負荷用電力要求票6c−1のみが給電保存部6eに入っているので、待機モードにて給電される。
前記給電スイッチングの実施後1分が経過し、稼働モードの水位測定端末8b,8cが睡眠モードに遷移した。この水位測定端末8b,8cは「5分時点」まで睡眠モードの状態のままである。一方、睡眠モードの水位測定端末8e,8aは起床して稼働したい時間となった。
水位測定端末8b,8cは睡眠モードに遷移したため、その稼働用電力要求票6c−2を給電保存部6eから取り除く。表38は、水位測定端末8b,8cの稼働用電力要求票6c−2を取り除いた状態を示している。
まず、基礎負荷キュー6bから先にデキューし、給電保存部6eに移送する(既に実施済み。)。表40は移送後の給電保存部6eを示している。
実施例2の「時分割多重型PoE」は、実施例1と同様に5台の水位測定端末8a〜8eを受電デバイス8とする監視システムに適用されている。実施例1は、給電装置1の供給定格による制約から動作周期が伸びる場合があった。そこで、実施例2では稼働キュー6aの運用に改善を施した。
実施例2の改善点は次の通りである。
・測定値が危険水位に達したら稼働キューAQ1にエンキューする。
・測定値が危険水位未満であれば稼働キューAQ2にエンキューする。
給電装置1は、水位測定端末8a〜8eの給電ポート7を一つずつ給電してハンドシェイクを実行し、前記プロファイル9を収集する。
また、給電装置1は、水位測定端末8a〜8eについて電力要求票6cを起票する。本実施例でも、全ての水位測定端末8a〜8eが周期モードなので、初回はすべて稼働モードと判定される。
表45は、すべての基礎負荷用電力要求票6c−1を給電保存部6eに移送した状態を示している。
水位測定端末8a,8bが稼働モードにて給電される一方、水位測定端末8c〜8dが待機モードにて給電される。
1分が経過し、稼働モードの水位測定端末8a,8bが睡眠モードに遷移する。この水位測定端末8b,8cは「2分時点」まで睡眠モードの状態のままである。
水位測定端末8a,8bは睡眠モードに遷移したため、その稼働用電力要求票6c−2を給電保存部6eから取り除く。表47は、水位測定端末8a,8bの稼働用電力要求票6c−2を取り除いた状態を示している。その後、必要に応じて電力要求票6cを起票する。ここでは特に電力要求票6cは起票されていない。
まず、基礎負荷キュー6bから先にデキューし、給電保存部6eに移送する(既に実施済み。)。
水位測定端末8c,8dが稼働モードにて給電される一方、水位測定端末8a,8b,8eが待機モードにて給電される。
給電実施後1分が経過すれば稼働モードの水位測定端末8c,8dが睡眠モードに遷移する。この水位測定端末8c,8dは「2分時点」まで睡眠モードの状態のままである。
水位測定端末8c,8dは睡眠モードに遷移したため、その稼働用電力要求票6c−2を給電保存部6eから取り除く。表49は、水位測定端末8c,8dの稼働用電力要求票6c−2を取り除いた状態を示している。
まず、基礎負荷キュー6bから先にデキューし、給電保存部6eに移送する(既に実施済み。)。
水位測定端末8b,8eが稼働モードにて給電される一方、水位測定端末8a,8c,8dが待機モードにて給電される。
給電実施後1分が経過すれば稼働モードの水位測定端末8b,8eが睡眠モードに遷移する。この水位測定端末8b,8eは「3分時点」まで睡眠モードの状態のままである。
水位測定端末8b,8eは睡眠モードに遷移したため、その稼働用電力要求票6c−2を給電保存部6eから取り除く。表53は、水位測定端末8b,8eの稼働用電力要求票6c−2を取り除いた状態を示している。
まず、基礎負荷キュー6bから先にデキューし、給電保存部6eに移送する(既に実施済み。)。
水位測定端末8a,8cが稼働モードにて給電される一方、水位測定端末8b,8d,8eが待機モードにて給電される。
給電実施後1分が経過すれば稼働モードの水位測定端末8a,8cが睡眠モードに遷移する。この水位測定端末8a,8cは「3分時点」まで睡眠モードの状態のままである。
水位測定端末8a,8cは睡眠モードに遷移したため、その稼働用電力要求票6c−2を給電保存部6eから取り除く。表56は、水位測定端末8a,8cの稼働用電力要求票6c−2を取り除いた状態を示している。
まず、基礎負荷キュー6bから先にデキューし、給電保存部6eに移送する(既に実施済み。)。
2…受電デバイスデータベース
3…マスタークロック
4…給電装置設定
5…給電スケジューラ
6…給電キュー
6a…稼働キュー
6b…基礎負荷キュー
6c…電力要求票
6c−1…基礎負荷用電力要求票
6c−2…稼働用電力要求票
7…給電ポート
8…時分割多重型の受電デバイス(水位測定端末)
9…受電デバイスプロファイル
11…マンホール
Claims (11)
- 複数の給電デバイスに通信電力線を介して給電する給電装置であって、
前記各受電デバイスの動作モード毎の消費電力が記述された受電デバイスプロファイルが保存されたデータベースと、
前記データベースを参照して前記各受電デバイスの前記動作モードを制御し、前記受電デバイス群による消費電力を前記給電装置の供給定格内に制御する給電スケジューラと、
を備えることを特徴とする給電装置。 - 前記受電デバイスプロファイルには、
前記受電デバイスが主たる任務実行中の稼働モード時の消費電力を示す稼働時消費電力と、
前記受電デバイスが起動していない睡眠モード時の消費電力を示す睡眠時消費電力と、
が含まれることを特徴とする請求項1記載の給電装置。 - 前記受電デバイスプロファイルは、前記受電デバイスの起動時に前記給電装置に送信され、
前記受電デバイスプロファイルを受信した前記給電装置は、前記受電デバイスに応答のメッセージを送信し、前記受電デバイスプロファイルを前記データベースに保存する
ことを特徴とする請求項1または2記載の給電装置。 - 前記給電スケジューラは、前記データベースに保存された受電デバイスプロファイルに基づき各受電デバイスについて、
前記睡眠時消費電力に応じた基礎負荷用電力要求票と、
前記稼働時消費電力と前記睡眠時消費電力との差に応じた稼働用電力要求票と、
を起票してそれぞれを基礎負荷キューと稼働キューとに格納し、
前記基礎負荷用電力要求票を順に給電保存部に移送し、該移送後に稼働用電力要求票を順に給電保存部に移送し、
前記給電保存部に移送された前記両電力要求票の合計消費電力が前記供給定格に達した場合には前記移送を終了し、
前記給電保存部に移送された前記両電力要求票に基づき受電デバイスの動作モードを判定して給電する
ことを特徴とする請求項2または3記載の給電装置。 - 前記給電スケジューラは、
前記基礎負荷用電力要求票のみが前記給電保存部に投入された前記受電デバイスの給電を睡眠モードと判定する一方、
前記基礎負荷用電力要求票および前記稼働用電力要求票が前記給電保存部に投入された前記受電デバイスの給電を稼働モードと判定する
ことを特徴とする請求項4記載の給電装置。 - 前記給電スケジューラにより睡眠モードと判定された前記受電デバイスが稼働モードの状態であれば前記給電装置はスリープ指令を送信し、
前記スリープ指令を受信した前記受電デバイスは、稼働モードから睡眠モードに遷移する
ことを特徴とする請求項5記載の給電装置。 - 前記給電スケジューラにより稼働モードと判定された前記受電デバイスが睡眠モードであれば前記給電装置はレジューム指令を送信し、
前記レジューム指令を受信した前記受電デバイスは、睡眠モードから稼働モードに遷移する
ことを特徴とする請求項6記載の給電装置。 - 前記稼働モードへの遷移を前記睡眠モードへの遷移後に実行することを特徴とする請求項7記載の給電装置。
- 前記給電保存部に移送された稼働用電力要求票の前記受電デバイスが、睡眠モードに遷移すれば前記給電保存部から取り除かれ、
次の稼働用電力要求票を順に前記給電保存部に移送することを特徴とする請求項4〜8のいずれかに記載の給電装置。 - 前記給電保存部に前記両電力要求票のいずれも投入されていない受電デバイスの給電が停止される
ことを特徴とする請求項4〜9のいずれかに記載の給電装置。 - 前記受電デバイスプロファイルには、
前記受電デバイスが起動しているもの主たる任務を実行していない準備モードの消費電力を示す準備時消費電力が記述され、
前記睡眠モードをサポートしていない前記受電デバイスについては、前記準備モードで動作させる
ことを特徴とする請求項2〜10のいずれかに記載の給電装置。
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