JP2840352B2 - 電力管理及び自動装置 - Google Patents

電力管理及び自動装置

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JP2840352B2 JP1510707A JP51070789A JP2840352B2 JP 2840352 B2 JP2840352 B2 JP 2840352B2 JP 1510707 A JP1510707 A JP 1510707A JP 51070789 A JP51070789 A JP 51070789A JP 2840352 B2 JP2840352 B2 JP 2840352B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電力管理及び自動装置に関し、特に家庭の
ような単独設備において選択した電気器具の電力消費を
管理すると共に、このような電気器具の動作を制御する
装置に関する。
エネルギ管理及びホーム・オートメーションは多年に
わたり知られている。しかし、効率的なエネルギ使用の
制御が可能、かつ種々の家庭電気器具の動作の機能的な
制御をする手頃な価格の実用装置は、これまで開発され
ていなかった。このようなエネルギ制御及びオートメー
ション装置は開発された限りにおいて、自家所持者にと
り手助けになるというよりも、オートメーション装置の
奴隷となるものであった。例えば、照明を自動的に一定
の時間でオンにし、次の一定の時間で照明をオフにする
装置がある。しかし、ある状況において、自家所持者は
コンピュータが照明をオンに保持するように設定されて
いるときに、これをオフにしたいことがある。このよう
な状況では、単にスイッチを切り換えることにより照明
をオフするのではなく、コンピュータを再プログラムし
なければならない。
従来の典型的なオートメーション及びエネルギ管理装
置例は、ミラー（Miller）の名による米国特許第4,740,
582号、ジョンソン（Johnson）ほかの名による米国特許
第4,695,880号、ライター（Reiter）の名による米国特
許第4,684,920号、プライアント（Pryant）の名による
米国特許第4,642,473号、フォウラー（Fowler）の名に
よる米国特許第4,611,295号、ワルドマン（Waldman）の
名による米国特許第4,540,984号。フレーリング（Froeh
ling）ほかの名による米国特許第4,497,031号、ペディ
ー（Peddie）ほかの名による米国特許第4,471,232号、
バーンナーゲル（Burnnagel）ほかの名による米国特許
第4,454,509号、シュバルツバッハ（Schwarzbach）ほか
の名による米国特許第4,481,333号、アンダーソン（And
erson）ほかの名による米国特許第4,389,577号、ション
ナック（Schonnack）の名による米国特許第4,354,120
号、ハマー（Hammer）の名による米国特許第4,345,162
号、ワイガント（Wygant）の名による米国特許第4,319,
319号、ギュル（Gurr）の名による米国特許第4,264,960
号、ケンダル（Kendall）の名による米国特許第4,244,0
22号、シムコー（Simcoe）の名による米国特許第4,223,
379号、カルタジローネ（Caltagirone）ほかの名による
米国特許第4,217,646号、アイヒエルベルガー（Eicherb
erger）ほかの名による米国特許第4,213,182号、スミス
（Smith）の名による米国特許第4,022,555号、スティー
ブンソン（Stevenson）の名による米国特許第3,906,242
号、カルクリス（Karklys）の名による米国特許第3,79
0,815号が挙げられる。他のエネルギ管理装置がブラウ
ン三世（Browm III）ほかの名により「エネルギ管理装
置（Energy Management System）」と題してPCT出願題P
CT/US87/02365号、及びブライン二世ほかの名により
「エネルギ管理装置用の応答機（Responder For Energy
Management System）」と題してPCT特許出願題PCT/US8
7/02366号、及びピレボー（Pillebout）の名によるフラ
ンス特許第2,495,396号に説明されている。
更に、サーキッド・ブレーカのようなヒューズ装置に
より、家庭、工場等のような建物における各電力回路を
電力サージ及び過負荷から保護することも周知である。
例えばポンプ及び主要な電気器具のように、監視すべき
多くの電気器具が電力回路における唯一つの電力消費電
気器具として含まれている。即ち、サーキット・ブレー
カは前記電気器具のみを保護するように設計されてい
る。他の型式の電気器具、例えば照明、小型台所電気器
具等は単一の電力回路に一括してグループ分けされ、共
通のサーキット・ブレーカを共有することができる。
サーキット・ブレーカを用いることにより電力回路を
保護する場合に、サーキット・ブレーカは、遠方位置か
らサーキット・ブレーカを自動的にトリップ・設定又は
リセットさせる適当な電気制御信号に応答する小型電気
モータを備えることができる。独自のサーキット・ブレ
ーカを備えた電気器具と、一つのサーキット・ブレーカ
を共有しなければならない電気器具との間での大きな相
違は、通常、独自のサーキット・ブレーカを有する電気
器具が殆ど例外なくオートメーション及びエネルギ管理
の対象となるが、汎用回路にコンセントにより接続した
一定の電気器具だけがエネルギ管理され、オートメーシ
ョンの対象となる。従来、これら単独の電気器具回路に
対する電力の供給を管理するために便利な素子として、
モータ付きサーキット・ブレーカが用いられた。このよ
うなモータ付きサーキット・ブレーカは温水暖房器の運
転を停止させたいとき、例えば深夜にオフにすることが
可能とされる。
完全に自動化された設備を備えるためには、一定のス
テータス（状態）を表わす外部信号をオートメーション
装置に供給して電気器具即ち装置をオンすべきか、オフ
すべきかを判断するのが望ましいことが多い。例えば、
オートメーション装置により自動スプリンクラー装置を
制御しているときは、オートメーション装置は、芝に水
が必要かどうかを知ることが望ましい。温度検知トラン
スデューサ又は雨量計のトランスデューサは周知であ
り、大地が既に湿っているか、又は適当量の雨が降った
かどうかを表わす信号を取り出すことができる。このよ
うな信号が入力されたときは、オートメーション装置は
スプリンクラー装置をオンしないことにより応答しなけ
ればならない。他の例として自動照明制御装置がある。
この自動照明制御装置は、一定の時間、例えば夕方に照
明を自動的にオンし、他の一定の時間、例えば夜明けに
照明をオフすることができる。光センサはこのようなド
アの照明を制御する公知の装置である。いくつかの状況
において、自家所持者はオートメーション装置のセンサ
を無視したいことがある。多くの従来の装置では、自家
所持者が単純にスイッチを操作してオートメーション装
置のセンサ・コマンドを取り消すのではなく、コンピュ
ータ装置を再プログラムしなければならない。
更に、オートメーション装置には、オン及びオフされ
たときのように、エネルギ管理の典型的な対象ではない
項目を含めることができる。例えば、オートメーション
装置には、窓やドアの開閉、又は運動又は熱検知装置に
より人を検出したいときに応答する保温装置を含めるこ
ともできる。保温侵犯を検出したときは、オートメーシ
ョン装置は自動的に支援を求めたり、警報を鳴らさなけ
ればならない。このような装置は、総合オートメーショ
ン装置に関連されて、深夜又は家族全員が働いている若
しくは学校にいる通常の日中のように、一定時間、自動
的にオンされてもよい。しかし、このような装置は、そ
の家庭の計画が変更になったとき、例えば人が家に夜遅
く帰ったとき、病気、休暇、休日等のために仕事を休み
家に居るときは、簡単にリセット（変更あるいは再設
定）できるものでなければならない。このようなリセッ
トは、コンピュータの再プログラムによるのではなく、
既存の独自装置と同じような簡単さで、符号化されたス
イッチ等の操作によるものでなければならない。
多くの電力管理及び家庭オートメーション装置におい
ては、全ての場合で、ステータス信号を送出してオート
メーションが機能すべきか、又は中央のオートメーショ
ン・コンピュータに自家所持者の取り消し信号を返送す
べきかを判断させるのは実際的ではない。第１に、コン
ピュータは非常に多くの信号の監視で過負荷となり、こ
れが信号の送出と信号のサービスとの間で遅延を発生さ
せてしまう。例えば、ポーリング中、又は複数のステー
タス若しくは取り消し信号による割り込中のコンピュー
タがサービス（処理）することにより余りに多くの要求
を抱え込む状態になったときは、人が部屋に入り、スイ
ッチをオンしても照明が数秒間点灯しないことになり、
コンピュータが保安装置の取り消しコードを認識して動
作するまでに、警察を呼ぶことになりかねない。この問
題を解決するために、コンピュータ・コマンドを取り消
すようにオートメーション・コンピュータから独立した
ある機構を開発する必要がある。更に、自家所持者はス
テータス信号に従うべきかどうかの最終判断をする必要
がある。自家所持者は、例えば、ステータス信号が十分
な雨が降り、自動スプリンクラー装置がオンとなるのを
阻止することを表わしているにも係わらず、新しく植え
た芝のように他の理由のために自動スプリンクラー装置
をオンにしたいことがある。従って、コンピュータ装置
が最初に決定したオートメーション装置か、又はステー
タス信号に応答して決定した第２のものかを自家所持者
の制御に基づいて総合取り消し手段を備えることが必要
である。
本発明の第１の特徴によれば、一設備における複数の
電気器具の動作を制御する電力管理及び自動装置が提供
される。第１の型式の被制御電気器具は第１の電力回路
において単独の電気器具であり、第２の型式の被制御装
置は第２の電力回路において一緒にグループ分けされた
複数の電気器具を備えている。更に、各電力回路は当該
電力回路に対する電力の供給を制御するサーキット・ブ
レーカを備えている。この電力管理及び自動装置は、い
ずれかの型式の電気器具から選択したものの動作制御が
開始する時を表わした一連の信号を供給するプログラマ
ブル・コンピュータを備えている。更に、この電力管理
及び自動装置は、オン状態とオフ状態との間で切り換え
可能なサーキット・ブレーカを制御するための出力信号
を供給し、切り換え可能なサーキット・ブレーカを有す
る電力回路において選択した第１の型式の電気器具に対
する電力の供給を制御するサーキット・ブレーカ制御モ
ジュールと、制御可能なスイッチ手段に出力信号を供給
し、前記第２の型式の電気器具から選択した一つに対す
る電力の供給を制御する使用点制御モジュールとを備え
ている。前記各サーキット・ブレーカ制御モジュール及
び使用点制御モジュールは、これに接続された手動的に
切り換え操作可能な手段と、動作制御されている前記電
気器具に接続された手段から供給される外部の制御信号
が印加された入力端子と、前記手動的に切り換え操作可
能な手段の操作に対して前記プログラム可能な制御装置
の信号、及び前記外部の制御信号に応答して前記出力信
号を出力するプロセッサ手段とを備えている。
以下の図面を詳細に参照して、本発明の好ましい一実
施例を次に説明する。
第１図はサーキット・ブレーカ・パネルと、本発明の
コンピュータ・オートメーション及びエネルギ管理パネ
ルとの構成を示す図、 第２図は第１図に示す制御モジュールのうちの一つに
ついての側面図、 第３図は第２図に示す制御モジュールの正面図、 第４図は本発明の電力管理及び自動装置の電気的なブ
ロック図、 第５図は第２図及び第３図に示すサーキット・ブレー
カ制御モジュール又は使用点制御モジュールの内部回路
のブロック図である。
第１図を参照すると、電力管理及び自動装置パネル10
が示されている。電力管理及び自動装置パネル10は、通
常のサーキット・ブレーカ・パネル12に隣接して配置す
ることができる。電力管理及び自動装置パネル10及びサ
ーキット・ブレーカ・パネル12は共に、エンクロージ
ャ、例えば米国イリノイ州パラティンのスクェアＤ（Sq
uare D）（株）により製造されたモデル番号Q040−M200
を有する。更に、各パネルはバックプレーン（図示な
し）を有し、このバックプレーンにはサーキット・ブレ
ーカ14又はモジュール16のようなモジュールがスナップ
式のロックにより電力管理及び自動装置パネル10又はサ
ーキット・ブレーカ・パネル12の箱内に保持されてい
る。サーキット・ブレーカ14は、手動サーキット・ブレ
ーカ14及びモータ付きサーキット・ブレーカ14Mを備え
てもよい。モータ付きサーキット・ブレーカ14Mはこれ
に内蔵された小型電動モータに印加される信号により制
御されてオン状態とオフ状態との間で自動的に切り換え
可能にされてもよい。サーキット・ブレーカ14及びモー
タ付きサーキット・ブレーカ14Mは、いずれも市場で、
例えばスクェアＤ（株）から種々のアンペア定格により
普通に入手可能である。
サーキット・ブレーカ14又は14Mのようなサーキット
・ブレーカ制御モジュールは、家庭のような設備におけ
る単独の電気結線回路を過負荷又は電力サージから保護
するものであることは、周知である。被保護回路は、モ
ータ、温水暖房器等のように、これに接続されている単
独の電気器具即ち装置を備えたものでもよく、また照明
及び被保護回路にコンセントを介して接続された種々の
小型電気器具のように異なる複数の電気器具を備えたも
のでもよい。サーキット・ブレーカ14、又は14Mがオン
位置にあるときは、特定の電力回路におけるいずれか又
は全てに電力を供給するものでもよい。また、過負荷若
しくは電力サージの結果として、モータ付きサーキット
・ブレーカ14Mに信号が印加された結果として、又は人
が手動的にサーキット・ブレーカをトリップさせた結果
として、サーキット・ブレーカ14又14Mをオフ位置に遷
移させたときは、前記特定の電力回路からの電力が遮断
される。
電力管理及び自動装置パネル10には主要な３つの型の
モジュールが挿入されている。これらのモジュールは、
電力モジュール16、サーキット・ブレーカ制御モジュー
ル18、及び装置制御モジュール20である。各電力管理及
び自動装置パネル10は一つの電力モジュール16を備えて
もよい。この電力モジュール16は残りのモジュールに電
力を供給するように設計されている。モータ付きサーキ
ット・ブレーカ14M又は制御されるべき個別的な装置の
数に従って、パネル10にそのスペース制約内で、任意数
のサーキット・ブレーカ制御モジュール18又は装置制御
モジュール20を挿入することができる。更に、以下で説
明するように、各サーキット・ブレーカ制御モジュール
18及び装置制御モジュール20は、異なる８個のサーキッ
ト・ブレーカ14M即ち個別的な８個の装置まで制御する
ように設計されてもよい。
パネル10内には、バックプレーン（図示なし）が備え
られ、各モジュール16,18及び20はバックプレーンにス
ナップ式でロックされている。更に、結線バス22がバッ
クプレーンに沿って備えられ、各モジュール16,18及び2
0を接続する複数のマルチピン・コネクタ24を備えてい
る。各コネクタ24は、異なるアドレスによりハード・ワ
イヤ結線され、以下で更に詳細に説明するが、コンピュ
ータ化された設備制御装置28と通信することができる。
混乱を避けるために、電力モジュール16は常時一番上即
ち最初のコネクタ24に挿入され、制御モジュール18及び
20は任意の順序により連続する次の下側のコネクタ24に
挿入される。結線バス22の終端はそれぞれ通常のRJ11電
話機ジャックのように一対のコネクタ26を有する。コネ
クタ26を用いて結線バス22を設備制御装置26、又はパネ
ル10と同様に、付加的なサーキット・ブレーカ及び制御
モジュール18及び20を含む第２のパネルに接続すること
ができる。
電力モジュール16は、通常のライン電流の120ボルト
交流又は277ボルト交流を24ボルト交流に降圧する電力
変圧器30から24ボルト交流電力を受け取っている。電力
モジュール16は入力される交流信号を調整し、結線バス
22のコネクタ24に挿入された種々の制御モジュール18及
び20に結線バス22上の24ボルト直流及び一対の５ボルト
直流信号を供給する。電力モジュール16から供給される
２つの５ボルト直流信号は、その過負荷を防止するため
に、サーキット・ブレーカ制御モジュール18及び装置制
御モジュール20のうちの異なるものに印加される。電力
モジュール16の前面には、点灯されたときに電力モジュ
ール16から適正な電力が供給されていることを表わす３
つの発光ダイオード（LED）が備えられている。
サーキット・ブレーカ制御モジュール18及び装置制御
モジュール20は、出力される出力信号の型式を除き、同
一である。サーキット・ブレーカ制御モジュール18の出
力信号は、パネル12に設けられているモータ付きサーキ
ット・ブレーカ14Mのうちの一つに備えられているモー
タを動作させるように設計されている。このような動作
は、所望により、オフ状態からオン状態に、又はオン状
態からオフ状態にすることができる。典型的なものとし
て、この信号は、例えば75msの短いパルスである。装置
制御モジュール20の出力信号は、複数のパルス即ち安定
状態のディジタル信号であってもよく、例えばこれに電
力を供給させることにより、又は電力の供給を阻止する
ことにより、又は一定の機能を実行させることにより、
他のリモート装置を制御するように設計される。他のリ
モート装置は、動作によりスイッチを第１の状態から他
の状態に切り換えることが可能なモータを備えたもの、
又は開放又は閉成状態を保持するリレーを有するもので
もよい。これに代わって、装置制御モジュール20により
制御されたリモート装置そのものは、その内部のコンピ
ュータ又は設備制御装置28によりコンピュータ制御され
てもよく、かつ単にモジュール20から供給される信号の
状態変化を検出し、適当にプログラムされた方法により
応答することになる。自動電話ダイアル装置は、例え
ば、装置制御モジュール20からの信号がロー状態からハ
イ状態に遷移するのに応答して、911のような緊急番号
をダイアルすることができる。
更に、各制御モジュール18及び20は、結線バス22を介
して設備制御装置28から受け取る信号に加えて、外部信
号源から信号を受け取ることができる。外部信号源は制
御状態にある装置、又は制御状態にある装置に接続され
たセンサでよい。例えば、自動電話ダイアル装置は、全
ての番号をダイアルすると、制御モジュール20に肯定応
答信号を返送することができる。これに代わって、事象
信号を制御モジュール18又は20に送出して設備制御装置
28からの予めプログラムしたコマンドを取り消すことが
できる。例えば、芝スプリンクラーのモータを一定の時
間でオンするように再プログラムしてもよく、また雨量
計からの取り消しステータス信号は、雨量計が芝は十分
に湿っているのを検出したとき、又は雨が降っていると
きは、前述のような機能を禁止してもよい。
最後に、各制御モジュール18及び20は各モータ付きサ
ーキット・ブレーカ14M即ち制御状態の装置用の取り消
しボタン44及びステータス・ランプ44を備えている。取
り消しボタン42は、人が操作することにより、設備制御
装置28から又は外部信号から他の全てのコマンドを取り
消すようにしてもよく、またステータス・ランプは、オ
ン状態、オフ状態又は点滅状態にすることにより、制御
機能の現在ステータスを表わしている。
第２図及び第３図を参照すると、制御モジュール18及
び20の物理的な特性が示されており、第２図は側面図を
示すものであり、第３図は制御モジュール18又は20のう
ちの一つの前面即ち正面図を示すものである。各制御モ
ジュール18及び20は、パネル10に用る通常のバックプレ
ーンにスナップによりロックされるように設計され、か
つ配置された一対のクリップ32を有する。更に、オス型
コネクタ34は制御モジュール18及び20から伸延してお
り、第１図に示すモジュールのメス型コネクタ24のうち
の一つに差し込むようにされている。コネクタ34をコネ
クタ24に挿入したときは、電力モジュール16からの電力
及び設備制御装置28からの制御信号は共に、印刷回路基
板36に搭載された回路素子に供給することができる。こ
の印刷回路基板36は制御モジュール18及び20内に設けら
れたものである。更に、印刷回路基板36には、それぞれ
一本の線を固定するようにした24出力端子38及び16入力
端子40が接続されている。16入力端子40は、８対にグル
ープ分けされて、例えば制御モジュール18及び20のうち
の一つにより制御されている装置のような各外部信号源
からの一対の線にしてもよい。同様に、出力モジュール
は８グループの３端子を備えて、３線を各モータ付きサ
ーキット・ブレーカ14M又は制御されている装置に割り
付けるようにする。モータ付きサーキット・ブレーカ14
Mが制御されている場合は、各グループの３線をモータ
順方向、モータ逆方向、及び共通線として表わすことが
できる。個別的な一装置が制御されている場合は、各グ
ループの３出力端子を通常開放接点、通常閉成接点、及
び共通線として表わすことができる。
８個の手動操作取り消しボタン42及び８個の発光ダイ
オード（LED）のステータス・ランプ44は制御モジュー
ル18及び20の正面に備えられている。スイッチ42は、オ
ートメーション及びエネルギ管理装置の自家所持者のよ
うなユーザが押すことにより、制御状態にある装置から
の外部信号、又は設備制御装置28からのコマンド信号の
ようなあらゆるコマンド信号を取り消すことができる。
LED44は、異なるいくつかの速度で、点灯、非点灯又は
フラシュにより、制御状態にある装置のうちの一つがオ
ンであるか、若しくはオフであるか、又はその時点で実
行している制御型式についての種々のステータスを表示
することができる。
電力モジュール16は、出力端子35及び入力端子40が存
在しないことを除き、第２図に示す制御モジュール18及
び20と同一であり、正面パネルは３つの発光ダイオード
のみを有し、それぞれ電力モジュール16から供給される
２つの＋５ボルト直流信号及び＋24ボルト信号を表示し
ている。
ここで、第４図を参照すると、オートメーション及び
エネルギ管理パネル装置46を示す電気ブロック図が示さ
れている。オートメーション及びエネルギ管理パネル装
置46は、例えば、一定の装置がエネルギ使用のために管
理され、また他の一定の装置が自動化されている一つの
家庭であってもよい。第４図において、先に説明した素
子は同一番号により表示されている。オートメーション
及びエネルギ管理パネル装置46の中心は設備制御装置28
である。設備制御装置28は、I.B.Mパーソナル・コンピ
ュータXTのような通常のパーソナル・コンピュータ、又
はここで説明しているオートメーション及びエネルギ管
理パネル装置とコンパチブル又はこれ用に特に適応させ
た変更コンピュータ装置でもよい。設備制御装置28は、
典型的なものとしてキーボード48、キーボード48を介し
てデータを入力させるようにこれに通常の方法により接
続された表示装置50、又は表示装置50を介してユーザに
対するメッセージの表示装置を備えている。設備制御装
置28、メモリ、モデム、プリンタ、パーソナル・コンピ
ュータに通常見られるもの等、これに接続された他の装
置を付加的に備えてもよく、又は保安装置、ビデオ制御
装置、電話装置等のように、これに接続され、かつ特に
適応された装置を備えてもよい。
設備制御装置28はデータ・バス52に制御信号を供給し
ている。このデータ・バス52は、第１図のコネクタ26を
介し、パネル10の結線バス22の一部として接続されてい
る。制御装置28がデータ・バス52に供給する信号は、典
型的なものとして、制御モジュール18及び20のうちの特
定の一つのアドレス、及びアドレス指定された当該モジ
ュール内で、８つのサーキット・ブレーカ即ち装置のう
ちのいずれを制御するのかを識別する。各モジュール18
及び20のアドレスは、先に説明したように、コネクタ24
内で予め結線されたアドレス・コードにより決定され
る。
更に、設備制御装置28の信号は、スイッチをオンにす
べきか、又はオフにすべきかを表わすデータ・コードの
ようなデータ・コードを表わすことになる。
前述のように、電力モジュール16は電力変圧器30から
供給される16ボルト交流信号を入力しており、また電力
変圧器30はライン電圧、典型的なものとして家庭におけ
る120ボルトの交流を入力している。電力モジュール16
は通常の電圧レギュレータ回路バックを用いて16ボルト
交流信号を３つのボルト直流信号（＋５ボルト、＋５ボ
ルト及び＋24ボルト）に変換し、これら３つの直流信号
を電力モジュール16から電力バス54に供給する。更に、
電力モジュール16は８ボルト交流信号及び24ボルト交流
信号と共に、直流及び交流グラウンド信号を電力バス54
に供給する。
前述のように、サーキット・ブレーカ制御モジュール
18及び装置制御モジュール20は共に、相互接続された８
個のリセット・スイッチ・ボタン42及び８個のステータ
ス・ランプ44を有する。更に、各制御モジュール18及び
20はコネクタ38を介して８組の出力信号を供給し、また
コネクタ40を介して８組の入力信号を入力している。前
述のように、特にサーキット・ブレーカ制御モジュール
18に関連して、最大８個のモータ付きサーキット・ブレ
ーカ14Mを出力コネクタ38に接続することができる。モ
ジュール15から供給される適当な信号は、モータ付きサ
ーキット・ブレーカ14Mのうちの一つに接続されたモー
タを強制的にオン状態（閉成）又はオフ状態（開放）さ
せることができる、従って、典型的なものとして、モジ
ュール18を用いて、その設備内の特定の電力回路内で特
定の装置である複数の装置を制御させる。例えば、モー
タ、温水暖房器等は、通常、電力回路内の電力消費装置
として結線されており、勿論これにはサーキット・ブレ
ーカが含まれている。このような電力回路のサーキット
・ブレーカをモータ付きサーキット・ブレーカ14Mと
し、モータ付きサーキット・ブレーカ14Mを制御するだ
けで、このような電気器具そのものの動作を容易に制御
することができる。制御装置パネル10はサーキット・ブ
レーカ・パネル12の近傍に配置されてもよいので、その
結線は、例えば家庭の外に配置され、リモート・スイッ
チ制御された照明のリモート・リレーに結線するのに比
較して、サーキット・ブレーカ制御モジュール18とモー
タ付きサーキット・ブレーカ14Mとの間で最小化され
る。
モータ付きサーキット・ブレーカ14Mにより保護され
た各電力回路は、被制御装置56A〜56Nのうちの一つに電
力を供給する。前述のように、被制御装置56A〜56Nは、
温水暖房器、例えば芝の散水又は水泳プールを濾過する
のに用いられるモータ等でよい。これらの被制御装置56
A〜56Nはそれぞれ、温水暖房器の場合におけるサーモス
タットのようにこれに接続されているセンサか、又は芝
の散水ポンプに接続された湿度センサ又は雨量計のよう
に離れて位置するセンサを備えることができる。センサ
58A〜58Nの全部である必要はないが、そのいくつかはス
テータス信号をコネクタ40を介してサーキット・ブレー
カ制御モジュール18に供給する。例えば、センサ58Bは
温水暖房器56Bに接続されたサーモスタットでよく、ま
た温水暖房器56Bは水の温度に対する設定に基づいて装
置56B内の加熱素子をオン及びオフさせる。所望するオ
ートメーションの程度に従って、サーモスタット・セン
サ56Bがサーキット・ブレーカ・モジュール18にその信
号を供給しなくてもよい。この場合に、制御状態にある
第２の装置56Bに関連して端子40の端子コネクタに印加
される信号はない。58Nのような他のセンサは、スプリ
ンクラー・ポンプをオンにすべきか、否かを判断するた
めに用いられる湿度センサのように、制御状態にある装
置56Nから離れた位置にあってもよい。屋外の照明に接
続されているフォト・セルのような他のセンサは、装置
56Aに接続されたセンサ58Aにより示す被制御装置に物理
的に接続され、モジュール18に直接信号を供給してもよ
い。
装置制御モジュール20は、出力端子38を介して供給さ
れる信号を被制御個別装置60A〜60Nに直接供給すること
を除き、サーキット・ブレーカ制御モジュール18と同一
である。更に、被制御個別装置60A〜60Nから選択された
ものも、センサ58A〜58Nを被制御装置56A〜56Nに接続す
るのと同様の方法により、センサ62A〜64Nを接続してい
る。換言すれば、いくつかのセンサは完全に遠方にあっ
てもよく、他のセンサは制御状態にある装置に物理的に
接続されてもよく、更に制御されている他の装置60A〜6
0Nはセンサを備えていなくてもよい。ここでも、制御さ
れた種々の個別装置60A〜60Nを制御するために、即ちこ
れらをオン又はオフさせ、又はこれらに特定の機能を実
行させるために、出力端子38を介して信号が供給され
る。センサ62A〜62Nは、例えば、センサはオンなのか、
オフなのか、若しくはセンサをオンにすべきかオフにす
べきを表わしてもよく、又は命令された機能を実行した
ことの通知をなすものであってもよい。更に、センサ62
A〜62Nは、自家所持者による取り消しのような手動コマ
ンドを表わしてもよい。換言すると、被制御個別装置60
のうちの一つが部屋用のモータ付き照明スイッチである
ならば、その装置に接続されているセンサ62は、自家所
持者が物理的にスイッチをオンしたのか、又はオフにし
たのかの表示としてもよい。この場合に、設備制御装置
28がモジュール20に当該装置に関して何を行なうように
命令しようとも取り消すことになる。
装置46内に示す主要なサーキット・ブレーカ制御モジ
ュール18及び装置制御モジュール20に加えて、取り消し
ボタン42又はステータス・ランプ44を含め、又は含めな
くてもよい他のモジュール64を、パネル10に挿入するこ
とができる。このような他のモジュールは保安を制御す
るために、又はビデオ・テープ・レコーダ等のような一
定の特殊電気器具を制御するために用いられてもよい。
一般に、他のモジュール64は他の装置66上で動作し、他
の入力68からのステータス信号を受け取ることになる。
これらは、他の入出力装置68に信号を供給してそれらを
制御すると共に、これらからステータス信号を受け取る
こともできる。他の複数のモジュールを設備制御装置28
から信号を受け取るものとして装置46に示したが、これ
らのモジュールは、設備制御装置28から完全に独立でき
る場合でもよく、若しくはそうでなくてもよく、又は制
御を受けるのではなく、これらに接続されてステータス
情報を受け取るだけのものであってもよい。
ここで第５図を参照すると、制御モジュール18及び20
のうちの一つ内の電子装置70のブロック図が示されてい
る。先に説明した要素には前の識別番号が与えられてい
る。電子装置70の要部は８ビットのマイクロプロセッサ
であり、これにはモトローラ・マイクロプロセッサ番号
63705のようなランダム・アクセス・メモリ（RAM）が備
えられる。マイクロプロセッサ72は、EPROM74に記憶さ
れているプログラムの制御に従っており、このプログラ
ムはマイクロプロセッサ72が実行する機能を決定するも
のである。これらの機能はマイクロプロセッサ72に接続
されているジャンパー76の設定により変更することがで
きる。
マイクロプロセッサ72は4.9152MHz水晶発振器のクロ
ック78の制御に従って動作する。その同期は60HZ時間基
準及び波形整形回路80により確保され、60HZ時間基準及
び波形整形回路80はマイクロプロセッサ72を他のモジュ
ール18及び20内にある同じような他のマイクロプロセッ
サと同期させている。このような同期は、設備制御装置
28がバス52を介して同期に一つのモジュール18又は20と
通信するだけなので、必要である。従って、72及び他の
モジュールと同様の種々のマイクロプロセッサはバス52
に対するアクセスを単に待機するだけであり、共通した
安定な周波数に基づいて同期されなければならない。
ウォッチ・ドッグ・タイマ回路82はマイクロプロセッ
サ72用の内部スパーバイザ及びモニタである。マイクロ
プロセッサ72はウォッチ・ドッグ・タイマ回路82に肯定
応答信号を周期的に送出することにより、混乱なしに正
しく機能していることを表示する。これらの肯定応答信
号が速過ぎたり、遅過ぎたりするときは、マイクロプロ
セッサ72をリセットさせ、また再起動させるためにウォ
ッチ・ドッグ・タイマ回路82が接続される。
第４図に示すマイクロプロセッサ72と設備制御装置28
との間の通信は、バス52を介して行なわれる。この通信
はアドレス検出回路84及びバス・インタフェース回路86
により接続されている。前述のように〜各モジュール18
又は20のアドレス指定はコネクタ24にハード・ワイヤ結
線されている。適当なアドレスがバス52に送出される
と、アドレス検出回路84は、ハード・ワイヤにより結線
されたコネクタ24に基づき当該アドレスを検出し、マイ
クロプロセッサ72がバス・インタフェース回路86を開放
することによりバス52に対するアクセスができるように
する。
入力端子40に接続された各入力ラインは入力保護回路
88を介して接続されている。マイクロプロセッサ70は入
力保護回路88に供給される入力信号を連続的に監視し、
出力信号を変化させることが必要となる入力信号の変化
に注目している。いくつかのステータス信号が変化する
とマイクロプロセッサ74が直ちに動作することになり、
他は設備制御装置28からのコマンドに応答して内部のRA
Mに記憶されて動作を禁止する。同様に、ステータス・
ランプ44はステータス回路90を介してマイクロプロセッ
サ70と通信状態にあり、リセット・ボタン42はリセット
回路92を介して通信状態にある。マイクロプロセッサ72
は、種々のステータス・ランプを点灯させ、又は照明は
ステータス回路90によりオンか、又はオフかを調べるた
めの信号を供給するようにプログラムされている。同様
に、マイクロプロセッサ72は、リセット回路92によりリ
セット・ボタン42との通信を監視しており、ボタンに信
号を送出すること、又はリセット・ボタン42のうちの一
つが押されたときに信号を受け取ることができる。
端子38を介して供給される出力信号は、出力ドライバ
94を介して供給される。ここでも、出力ドライバ94はマ
イクロプロセッサ72と２方向通信状態となるように接続
されており、マイクロプロセッサ72は出力ドライバ94を
介して24出力端子のうちの１端子以上に信号を供給する
こと、又は出力端子のうちのいずれかに信号を読み出す
ことができる。出力ドライバ94に設けられるドライバ回
路の型式は、制御状態にあるのはモータ付きサーキット
・ブレーカ14Mか、又は装置60A〜60Nかに従っている。
この回路は、サーキット・ブレーカ制御モジュール18と
装置制御モジュール20との間で相違する唯一つのもので
ある。
第５図から明らかなように、マイクロプロセッサ72は
異なる３つのソースにより制御されてもよい。これら３
つのソースとは、設備制御装置28、入力保護回路88を介
して供給されるステータス信号、及びリセット・ボタン
42のうちの一つの手動動作である。いくつかの状況にお
いて、マイクロプロセッサ72は異なる３つの入力から競
合状態の情報を受け取ることがある。従って、優先度に
よる順序が必要であり、このような順序は最高の優先度
がプッシュ・ボタン42となるように設定されている。次
に優先度の高いは入力端子40を介して印加されるステー
タス信号であり、最低の優先度は設備制御装置28からの
コマンドである。このような順序の理由は、最高の優先
度がリセット・ボタン42を押す人間の動作に与えられ、
次に最高の優先度が入力端子40に供給されたステータス
信号に与えられる。その理由は、これらの信号が生起し
た実際の事象を表わしているためである。次いで、最低
の優先度は設備制御装置28に含まれている未来の事象に
ついて予めプログラムされた仮定のものである。
従って、ここで説明した層４〜のモジューラ構造は、
電力制御モジュール18及び20のように種々に異なる３つ
の型式の制御モジュールと共に、電話機制御、娯楽制御
及び保安制御等のような他の型式のモジュールを共通エ
ネルギ管理及びオートメーション装置、電力管理及び自
動装置に含めるようにさせ、全ては基本的にパネル10に
含まれている。これは、結線を容易なものにして、所望
の制御及びオートメーションを可能にさせ、これと共に
共通位置で多くの異なるタスクを達成するために通常必
要とされる多くの機能を設定するものである。

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】一つの施設にある複数の電気器具の電力を
    制御するための電力管理をする自動装置であって、 サーキットブレーカ制御信号に応答して、電力を前記複
    数の電気器具の少なくとも最初の一つに供給されるよう
    に電力を通すサーキットブレーカ装置と、 前記複数の電気器具のそれぞれへの電力を供給すべき時
    点を示す指令を発生するプログラマブル制御装置と、 前記プログラマブル制御装置に応答して、前記サーキッ
    トブレーカ制御信号を発生するサーキットブレーカ制御
    モジュールと、 前記器具制御信号に応答して、前記複数の電気器具の少
    なくとも第２の一つへの電力を前記電気器具の使用地点
    において前記サーキットブレーカの設定とは独立して切
    り替える電力スイッチ回路と、 装置制御モジュールとを有し、 前記装置制御モジュールは、 前記プログラマブル制御装置に応答して、前記電気器具
    制御信号を発生して前記電力スイッチ回路に与える信号
    制御手段と、 使用者に対して前記電力スイッチ回路を前記プログラマ
    ブル制御装置とは独立して制御可能にせしめる電力切り
    替え取り消し機能を与える相互動作スイッチ手段とを含
    む自動装置。
  2. 【請求項２】前記サーキットブレーカ制御モジュール
    は、前記サーキットブレーカを使用者が局部的に制御で
    きるように電力切り換え取消機能を与える手動スイッチ
    手段を含むことを特徴とする請求項１記載の自動装置。
  3. 【請求項３】前記サーキットブレーカ制御モジュール
    と、前記使用地点制御モジュールとの各々は、複数の出
    力信号を前記複数の電気器具に与えて作動を制御するこ
    とを特徴とする請求項１記載の自動装置。
  4. 【請求項４】前記サーキットブレーカ制御モジュール
    と、前記使用地点制御モジュールとの各々は、 前記各モジュールと協働する複数の手動操作スイッチ手
    段と、 各々が外部より与えられる前記電気器具と協働して作動
    が制御される手段からの制御信号に応答する複数の入力
    端子と、 複数の出力端子とを有し、 前記複数の手動操作スイッチ手段と、前記入力端子と、
    前記出力端子と互いに対応する関係にあることを特徴と
    する請求項３記載の自動装置。
  5. 【請求項５】前記信号処理手段は、前記スイッチ手段に
    応答する最高から最低の順番の優先順位と前記外部より
    与えられる制御信号と前記制御信号とに基づいて前記出
    力信号を与えることを特徴とする請求項４記載の自動装
    置。
  6. 【請求項６】エネルギ管理システムにおいて使用するた
    めのモジュールであって、電気器具の動作がそれに与え
    る電力を制御することにより管理され、該管理がプログ
    ラムされた制御装置により決定され、該制御装置はプロ
    グラムされた管理を表す信号を前記電気器具に与え、前
    記システムは、指令信号を与える手段を有し、その少な
    くとも一つの状態は特定の事象が発生するたびに予めプ
    ログラムされている電気器具の管理を変更するための指
    令であり、前記システムは、 前記制御装置の信号を受けるように接続された制御端子
    と、 前記指令信号を受けるように接続された入力端子と、 手動操作取消スイッチの状態を表すデータを受ける手段
    と、 前記電気器具に結合された出力端子と、 前記出力端子に出力信号を与えて前記電気器具を管理す
    る手段とを有し、前記出力信号の状態が前記手動操作取
    消スイッチと前記指令信号と前記制御装置の信号の状態
    の優先順位によって決まるモジュール。
  7. 【請求項７】前記モジュールは、複数の対応する入力端
    子と、出力端子と、取消スイッチデータを受けて前記複
    数の電気器具への電力供給を管理する手段とを含み、前
    記制御装置は前記複数の電気器具の各々のプログラムさ
    れた管理を表す前記制御端子に信号を与え、前記出力信
    号を与える手段は、前記複数の出力端子の各々に対応す
    る取消スイッチデータの優先順位応答と指令信号と制御
    信号の指示とに応じて出力信号を与えることを特徴とす
    る請求項５記載の自動装置。
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