JP2783673B2 - 負荷制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、電動機等の負荷の制御，保護，監視等を行
う制御手段の機能及び負荷の運転状態の監視を遠隔地か
ら行えるようにした負荷制御装置に関する。

（従来の技術） この種の負荷制御装置の一例として、例えば負荷たる
電動機の制御及び保護機能を有したコントロールセンタ
が供されている。即ち、コントロールセンタにおいて
は、配線用遮断器，電磁接触器，電流変換器等の主回路
器具を単位回路毎にまとめた複数のユニットを多段に収
納すると共に、各ユニット毎に始動停止，表示ランプ，
始動用操作スイッチ，停止用操作スイッチ等を備えた表
示パネルを設けることにより構成されている。また、近
年においては、ユニットの仕様変更に対して容易に対処
可能とするために、電子応用技術を採用することによっ
て、複数種類の制御及び保護機能のうち必要な機能を適
宜追加，変更できる構成とすることが行われている。

ところで、上記コントロールセンタにおいては、電動
機の運転制御，各ユニットの状態監視を行う手段として
データ伝送システムが採用されている。

この種のデータ伝送システムは、各ユニット毎にリモ
ートステーションを設けると共に、そのリモートステー
ションとマスターステーションとを伝送路を介して接続
することにより成る。この場合、マスターステーション
は伝送システムの動作を制御するもので、その制御方法
としては、アドレスデータが設定された伝送用メモリの
先頭番地から最終番地まで格納されているデータを順次
出力するという動作を繰返すようになっている。ここ
で、アドレスデータはトーカ及びリスナとなるステーシ
ョンを指定するもので、このアドレスデータにより、ト
ーカに指定されたステーションは伝送路にデータを出力
すると共に、リスナに設定されたリモートステーション
は、伝送路に出力されたデータを入力する。このような
データの授受が繰り返されることによりマスターステー
ション及び各ユニットに設けられた複数のリモートステ
ーション相互間でデータ伝送が行われるもので、マスタ
ーステーションは伝送路のタイムシェアリングを図って
いる。この場合、各リモートステーションは、入力した
データに応じて各ユニットに接続された電動機に対して
運転制御を行うと共に、それらの状態等を示すデータを
伝送路を介してマスターステーションに出力するように
なっており、以上の動作により、マスターステーション
の伝送用メモリには電動機の状態を示す状態データが格
納される。従って、伝送用メモリに記憶されたデータに
基づいて、例えばプログラマブルコントローラは電動機
の異常を判断してそれに対処することができる。

このようなデータ伝送システムにおいて、複数台の電
動機の運転制御並びに保護，監視等を同時に行う場合に
は、リモートステーションを前述のコントロールセンタ
に収納すると共に、マスターステーションを中央制御装
置に収納することが一般的である。

上述のように構成されたデータ伝送システムでは、リ
モートステーションを収納するコントロールセンタユニ
ットの制御機能及び保護機能は、各ユニット毎に各機能
の設定，選択が行われる。

第５図はコントロールセンタの１ユニット分の回路構
成の概略を示している。即ち、第５図において、三相の
電源母線１と負荷である電動機２とを接続する主回路３
には、配線用遮断器4,電磁接触器5,主回路電流検出用の
電流変換器６及び地絡電流検出用の電流変換器７が設け
られている。また、配線用遮断器４の負荷側には操作用
変圧器８の一次側が接続されていると共に、この変圧器
８の二次側には制御母線9,10が接続されている。

上記制御母線9,10と図示しない直流電源回路を介して
接続された制御装置11は、マイクロコンピュータから成
る論理演算回路12を中心に構成されている。この論理演
算回路12は、始動用操作スイッチ13,停止用操作スイッ
チ14及び前記電磁接触器５が有する常開形補助接点5aか
らの各オン信号を入力回路15を介して受ける。また、論
理演算回路12は、電流変換路６及び零相変流器７からの
各信号を夫々Ａ−Ｄ変換回路16を介して受けて、電磁接
触器５の動作コイル5bを出力回路17を通じて通断電制御
するようになっている。

さて、記憶回路18には、過電流，欠相，不足電流，地
絡等の保護動作並びに瞬時停電再始動，限時再始動等の
制御動作を実行するための制御プログラム及び機能デー
タが記憶されている。そして、論理演算回路12は、上記
制御プログラム，機能データ及び前記入力信号に基づい
た保護動作並びに制御動作を実行する。また、設定回路
19は各ユニット毎に所望の設定，選択できるように図示
しない多数のディップスイッチ等により構成されてお
り、記憶回路18に記憶されている上記機能データをコン
トロールセンタの設置現場において変更できるようにな
っている。この場合、設定回路19にあっては、その設定
内容が不用意に変更されないように必要なときのみ露出
可能に構成されているのが通常である。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記従来構成のコントロールセンタにおい
て、保護特性を決定する機能データ設定値の変更及び確
認，或は主回路器具の開閉等を行う状況となった場合に
は、各ユニット内に設けられた設定回路19を露出させた
上で、それらが有するディップスイッチ等の切換操作す
ることが必要となり、これと同時に設定状態の確認等も
必要となる。

しかしながら、コントロールセンタのように複数のユ
ニットが段積み状に設けられるものでは、上述したよう
に設定回路19の露出操作を伴うスイッチ類の切換操作を
行うには、切換操作及び設定状態の確認に多くの手間と
時間がかかることになる。このため、電動機の保守管理
に多くの費用を要するという問題点があり、この点が未
解決の課題となっていた。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
は、負荷に対する制御及び保護動作の設定変更等を含む
保守管理を簡単且つ確実に行うことが可能となる負荷制
御装置を提供するにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、電源母線及び負荷間の主回路に介在された
配線用遮断器，電磁接触器等の主回路器具により上記負
荷の動作制御及び保護動作等を実行する制御手段を備え
た負荷制御装置において、前記制御手段と伝送路を介し
て接続され前記負荷に対する制御機能の選択変更及び保
護機能の設定内容への変更を上記伝送路を介して前記制
御装置へ与えると共に入力した状態データを表示する監
視手段を設け、前記制御手段を、前記監視手段からの設
定内容に基づいて前記負荷に対する制御を実行すると共
に上記負荷の運転状態を示す状態データを出力するよう
に構成したものである。

（作用） 負荷を制御する制御手段の各機能を設定，選択する場
合は、監視手段によりその機能の設定，選択を行う。す
ると、監視手段から設定内容が制御手段に送出されるの
で、制御手段は、監視手段による設定内容に基づいて負
荷に対する動作制御及び保護動作を実行する。

また、負荷の運転状態は、制御手段から状態データと
して出力されるので、監視手段は、入力した状態データ
を表示する。

従って、監視手段において、制御手段の機能を設定す
ることができると共に負荷の運転状態を確認できる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図乃至第４図を参照し
て説明する。

第１図はデータ伝送システムを使用したコントロール
センタ制御システムの全体構成を概略的に示している。
ここで、コントロールセンタとは例えば低圧モータを制
御するための制御ユニットを多数配置したものである。

この第１図において、マスターステーション21は、複
数のコントロールセンタ用リモートステーション22及び
監視ユニット用リモートステーション23と伝送路24を介
して接続されていると共に、システム全体を制御するた
めのプログラマブルコントローラ25とシステムバス26を
介して接続されている。このマスターステーション21
は、コントロールセンタ用リモートステーション22,監
視ユニット用リモートステーション23から送られる状態
信号を受信すると共に、受信した状態信号をプログラマ
ブルコントローラ25に送信する。

コントロールセンタ27の各ユニット28には、各ユニッ
ト28毎に前記コントロールセンタ用リモートステーショ
ン22,制御装置29,主回路器具たる電磁接触器30が収納さ
れている。この場合、制御装置29は、第５図に示した構
成と略同一に構成されている。そして、コントロールセ
ンタ用リモートステーション22は、マスターステーショ
ン21から伝送路24を介して送られる操作データを受信す
ると共にその操作データを制御装置29に送る。制御装置
29は、与えられた操作データに応じて負荷たる誘導電動
機31の主回路32を電磁接触器30により開閉することによ
り、誘導電動機31の始動・停止を制御する。また、制御
装置29は、誘導電動機31の状態データ，主回路電流値，
故障状態データをコントロールセンタ用リモートステー
ション22に送る。そして、コントロールセンタ用リモー
トステーション22は、制御装置29から与えられた各種デ
ータを伝送路24を介してマスターステーション21及び監
視ユニット33に送信する。そして、プログラマブルコン
トローラ25は、マシターステーション21を介して所定の
コントロールセンタ用リモートステーション22との間で
データの授受を行うことにより、誘導電動機31の制御，
監視，保護を行ってシステム全体を制御する。

監視手段たる監視ユニット33は、各コントロールセン
タ27の各ユニット28に設けられた制御装置29から与えら
れる各種データを監視ユニット用リモートステーション
23で受信して、そのデータをインタフェイス回路34を介
して監視用計算機に35に出力する。ここで、インタフェ
イス回路34は電子計算機等にリンクするための通信回線
で、RS−232C等の通信回線の機能を有する。監視用計算
機35は、入力したデータに基づいて演算処理を行って、
表示装置であるCRT36に各コントロールセンタ27の状態
データ，各種設定値，主回路電流値，故障状態データ等
の必要に応じて表示する。また、監視ユニット33には設
定装置37が設けられており、この設定装置37を操作する
ことにより各コントロールセンタ27の各ユニット28に設
けられている制御装置29の設定値，機能選択を集中して
変更することができる。

次にマスターステーション21の構成を第２図を参照し
て説明する。マスターステーション21は、全体の動作を
制御するためのマイクロコンピュータから成るCPU38,直
列データ伝送部39及びCPUの動作プログラム及び固定デ
ータ等を記憶するための記憶部40を備えている。直列デ
ータ伝送部39はUART（非同期直列転送）機能を備えてお
り、パルストランス41を介して伝送路24に接続されてい
る。この直列データ伝送部39は、パルストランス41を介
して伝送路24からの直列データを受信すると共に、伝送
路24に直列データを出力する。伝送用メモリたるデュア
ルポートメモリ42の一方の入力端子はCPU38と接続さ
れ、他方の入力端子はシステムバス26を介してプログラ
マブルコントローラ25と接続されている。デュアルポー
トメモリ42にはトーカ領域，リスナ領域等が設定されて
いる。ここで、トーカ領域とは、マスターステーション
21がトーカとなるアドレスが付された記憶領域で、アド
レス毎に例えば２バイトの記憶容量が確保されていると
共に、そのアドレスに対してリスナとなるように設定さ
れたコントロールセンタ用リモートステーション22に伝
送するデータが保持されるようになっている。一方、リ
スナ領域とは、マスターステーション20がリスナとなる
アドレスが付された記憶領域で、アドレス毎に例えば２
バイトの記憶容量が確保されていると共に、そのアドレ
スに対してトーカとなるように設定されたコントロール
用リモートステーション21から伝送されたデータが保持
されるようになっている。そして、プログラマブルコン
トローラ25は、システムバス26を介してデュアルポート
メモリ42に対してアクセスできる。

次に、コントロールセンタ用リモートステーション22
の構成を第３図を参照して説明する。

コントロールセンタ用リモートステーション22は、マ
イクロコンピュータから成るCPU43,直列データ伝送部4
4,記憶部45及び制御装置29間でデータ伝送を行うための
ハンドシェイク回路46を備えている。直列データ伝送部
44としてはUART機能を有するものが使用されており、パ
ルストランス47を介して伝送路24と接続されている。そ
して、コントロールセンタ用リモートステーション22
は、マスターステーション21より伝送路24を介して送ら
れる操作データを受信すると共に、受信した操作データ
をハンドシェイク回路46を介して制御装置29に送信す
る。制御装置29は、誘導電動機31の主回路32を開閉する
電磁接触器30と接続されており、受信した操作信号に応
答して電磁接触器30により主回路32を開閉することによ
り誘導電動機31の始動停止を制御する。一方、制御装置
29は、主回路電流を検出する電流変換器48,主回路の零
相電流を検出する零相変流器49と接続されており、電流
変換器48の検出状態に基づいて誘導電動機31の過負荷及
び欠相を検出すると共に、零相変流器49の検出状態に基
づいて地絡を検出する。そして、制御装置29は、誘導電
動機31に異常が発生したことを検知したときは、電磁接
触器30を開放して誘導電動機31を上記各異常事態から保
護する。尚、50は電源母線、51は回路遮断器である。ま
た、コントロールセンタ用リモートステーション22にお
ける論理演算回路52は、CPU43からのデータを入力回路5
3から受取ると共に、入力したデータを予め記憶された
プログラムに基づいてデータ変換してそのデータを出力
回路54を介してハンドシェイク回路46に出力する。

次に、監視ユニット33について第４図を参照して説明
する。

監視ユニット33は、監視ユニット用リモートステーシ
ョン23,インタフェイス回路34,監視用計算機35,CRT36,
設定装置37等を含んでいる。設定装置37は、上述したよ
うに制御装置29に対する過負荷，欠相，不足電流，過電
流，地絡等の保護機能並びに瞬時停電再始動，スターデ
ルタの切換回路等の制御機能を所望の設定，選択できる
ように設けられており、この設定装置37に設定されたデ
ータは、監視用計算機35の演算部55により記憶部56に記
憶され、必要に応じて設定された制御装置29のアドレス
を指定することにより演算部55のプログラムにより演算
される。そして、演算部55は、演算結果を出力部57を介
してCRT36に出力し、以て演算結果をCRT36で確認表示を
行うことができるように構成されている。また、設定装
置37により設定されたデータは、演算部55により入力部
58,インタフェイス回路34を介して監視用リモートステ
ーション23のCPU59に出力される。CPU59は、入力したデ
ータを直列データ伝送部60,パルストランス61から伝送
路24を介して該当のコントロールセンタ用リモートステ
ーション22に送る。この場合、制御装置29の機能を設定
するための監視ユニット33の設定装置37が、制御装置29
の機能データを送信する指令を演算部55より出力してい
る間は、マスターステーション21と複数のコントロール
センタ用リモートステーション22との間で行われている
データ伝送は、機能設定データの送信が完了するまでの
間停止するようにしている。尚、62はCPU59の演算結果
を記憶する記憶部である。

次に上記構成の作用について説明する。

誘導電動機31に対する保護機能，制御機能を変更する
場合は、監視ユニット33に設けられた設定装置37の設定
データを変更する。すると、監視ユニット33は、設定装
置37により機能設定，選択されたデータを伝送路24に出
力するので、伝送路24に接続されたコントロールセンタ
用リモートステーション22のCPU43は、伝送路24に出力
されたデータを入力すると共にそのデータを入力回路53
を介して論理演算回路52に出力する。すると、論理演算
回路52は、予め記憶されたプログラムに基づいてデータ
変換を行い、これによりそのデータは出力回路54を介し
てハンドシェイク回路46から制御装置29に出力される。
以上の動作により、コントロールセンタ用リモートステ
ーション22から制御装置29に変更データが出力されるの
で、制御装置29は、入力した変更データに基づいて、誘
導電動機31に対する保護機能，制御機能の設定変更を実
行する。

また、制御装置29は、誘導電動機31の運転状態を示す
状態データ，主回路電流値，故障状態データ等の稼働状
態データを出力しており、これにより、コントロールセ
ンタ用リモートステーション22のCPU43は、稼働状態デ
ータをハンドシェイク回路46から入力すると共にその稼
働状態データを直列データ伝送部44,パルストランス47
から伝送路24に出力する。この結果、誘導電動機31の状
態等を示す稼働状態データは、伝送路24を介してマスタ
ーステーション21及び監視ユニット33に伝送される。こ
の場合、稼働状態データを入力したマスターステーショ
ン21のCPU38は、この稼働状態データをパルストランス4
1,直列データ伝送部39を介してデュアルポートメモリ42
に記憶する。従って、プログラマブルコントローラ25
は、マスターステーション21のデュアルポートメモリ42
に記憶された変更データを入力して最新データに更新す
ると共に、その更新データに基づいてマスターステーシ
ョン21に操作データを出力する。

一方、監視ユニット33における監視用リモートステー
ション23のCPU59は、コントロールセンタ用リモートス
テーション22から出力された変更データをパルストラン
ス61,直列データ伝送部60を介して入力する。そして、
監視用リモートステーション23は、CPU59で演算処理さ
れた状態データ，主回路電流値，故障状態データのみの
稼働データを出力するので、監視用計算機35の演算部55
は、インタフェイス回路34,入力部58を介して稼働状態
データを入力すると共に、予め決められたデータ配列に
基づいて処理を行う。そして、演算部55は、処理データ
を出力部57を介してCRT36に出力するので、CRT36には、
誘導電動機31の運転状態を示す状態データ，主回路電流
値，故障状態データ等が表示される。

要するに、上記構成によれば、コントロールセンタ27
の各ユニット28に収納されている制御装置29の機能の設
定，選択を行う場合、コントロールセンタ27とは別体に
設けられている監視ユニット33の設定装置37により機能
の設定，選択を行うことにより、その設定内容を対応す
るコントロールセンタ用リモートステーション22へ送信
することができるので、コントロールセンタの各ユニッ
ト毎に電動機に対する機能を設定しなければならない従
来例と違って、誘導電動機31の制御，保護動作を実行す
る制御装置29の機能設定及び変更機能選択を監視ユニッ
ト33で全て実行することができる。しかも、監視33の設
定装置37の設定内容をCRT36の表示により確認すること
ができるので、設定装置37の設定を確実に行うことがで
きる。

また、誘導電動機31の運転状態を監視ユニット33に設
けられているCRT36で集中監視できるので、誘導電動機3
1の稼働状態を一括して把握することができる。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明の負荷制御装
置によれば、監視手段により制御手段に対する機能を設
定すると共に負荷の運転状態を確認できるようにしたの
で、制御手段の保護機能，制御機能の設定及び変更を容
易に行えると共に、負荷の運転状態を集中監視できる。
従って、負荷に対する制御及び保護動作の設定変更等を
含む保守管理を簡単且つ確実に行うことができるという
優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図はデータ伝送システムの構成を概略的に示す図、第
２図はマスターステーションの構成を示すブロック図、
第３図はコントロールセンタ用リモートステーションの
構成を示すブロック図、第４図は監視ユニットの構成を
示すブロック図である。また、第５図はコントロールセ
ンタの従来例を示す電気的構成図である。 図中、21はマスターステーション、22はコントロールセ
ンタ用リモートステーション、23は監視用リモートステ
ーション、24は伝送路、25はプログラマブルコントロー
ラ、27はコントロールセンタ、28はユニット、29は制御
装置（制御手段）、30は電磁接触器（主回路器具）、31
は誘導電動機（負荷）、32は主回路、33は監視ユニット
である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電源母線及び負荷間の主回路に介在された
   配線用遮断器，電磁接触器等の主回路器具により上記負
   荷の動作制御及び保護動作等を実行する制御手段を備え
   た負荷制御装置において、前記制御手段と伝送路を介し
   て接続され前記負荷に対する制御機能の選択変更及び保
   護機能の設定内容の変更を上記伝送路を介して前記制御
   手段へ与えると共に入力した状態データを表示する監視
   手段を備え、前記制御手段は、前記監視手段からの設定
   内容に基づいて前記負荷に対する制御を実行すると共に
   上記負荷の運転状態を示す状態データを出力するように
   構成されていることを特徴とする負荷制御装置。