JP4062802B2 - Data communication system in boiler multi-can installation system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ボイラの多缶設置システムにおけるデータ通信システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ボイラを並列に複数台設置し、各ボイラに共通のスチームヘッダ内の圧力に基づいて、前記ボイラの燃焼台数を制御するボイラの多缶設置システムが実施されている。このボイラの多缶設置システムには、前記スチームヘッダに設けられた圧力センサからの信号を取り込み、前記スチームヘッダ内の蒸気圧力に基づいて台数制御信号を出力する台数制御装置が設けられている。前記各ボイラは、前記台数制御装置と通信線で接続されている。各ボイラ同士も、通信線により接続されており、前記台数制御装置と前記各ボイラとの間に通信のネットワークが形成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前記ボイラの多缶設置システムにおける通信ネットワークにおけるデータ通信システムは、信頼性が高く安定した動作を行うものが要求されている。また、通信設備の施工時間の短縮や施工コストの低減も求められている。
【0004】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、並列に複数台設置され、それぞれ制御器を有するボイラと、前記各ボイラと接続されるスチームヘッダと、前記スチームヘッダ内部の蒸気圧力を検出する圧力センサと、前記圧力センサからの信号に基づいて予め設定されたプログラムに従い前記ボイラへ台数制御信号を出力する制御器を有する台数制御装置とを備えるボイラの多缶設置システムにおけるデータ通信システムにおいて、前記各制御器が、無線通信により各制御器間のデータ通信を行う無線データ通信手段と、前記各制御器間に接続された電力線によりデータ通信を行う有線データ通信手段を備え、前記無線データ通信手段がコンテンション方式とされ、前記無線データ通信手段によりデータを送信する前に前記電力線データ通信手段を用い電力線へビジー信号を出力して、他の制御器へこれから無線通信により送信する旨を伝え、他の制御器は、前記ビジー信号を検出して無線データ通信の使用権を譲り、無線データ通信の衝突を回避するように構成したことを特徴としている。
【0005】
請求項2に記載の発明は、請求項1において、前記各無線通信手段および前記各有線通信手段には、それぞれ、出力信号を所定の周波数領域に広げ、所定の周波数領域に広げられた入力信号を元の状態に戻す処理をなすスペクトラム拡散回路と、前記各無線データ通信手段のスペクトラム拡散回路にて処理された受信データと前記各有線データ通信手段のスペクトラム拡散回路にて処理された受信データとが同一データかどうかをビットレベルで比較判定するビット判別回路とを備えたことを特徴としている。
【0006】
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2において、前記台数制御装置の制御器から前記ボイラの制御器へ、前記無線データ通信手段により前記スチームヘッダ内の圧力情報を送信し、前記電力線データ通信手段により前記スチームヘッダ内の圧力に基づく台数制御信号を送信することを特徴としている。
【0009】
【発明の実施の形態】
複数の機器(ボイラ等の産業用機器)が設置され、各機器には当該機器の動作を制御する制御器が設けられている。各制御器は、無線データ通信手段および有線データ通信手段の両通信手段を備え、これらの通信手段により各制御器間のデータ通信が行われる。
【0010】
一つの実施の形態では、前記無線データ通信手段および前記有線データ通信手段の両方を同時に使用して、データ通信が行われる。その場合、前記制御器は、前記無線データ通信手段による受信データと前記有線データ通信手段による受信データとを比較し、その比較結果に基づいて制御信号を出力する。すなわち、両受信データが一致していれば、そのデータは正しいと判断して、次の制御動作を指示する。そうすることにより、受信データの信頼性が向上する。
【0011】
他の実施の形態では、前記無線データ通信手段および前記有線データ通信手段を、データの種類や時間帯などに応じて使い分け、適宜切り換えて用いるようにする。たとえば、前記機器の周囲の機械の稼動状況により、前記無線データ通信手段による受信データに障害が発生しやすい時間帯があれば、その時間帯は、前記有線データ通信手段によるデータ通信を行う。逆に、前記有線データ通信手段による受信データに障害が発生しやすい時間帯があれば、その時間帯は、前記無線データ通信手段によるデータ通信を行う。
【0012】
電磁遮蔽物の出現等により前記無線データ通信手段に不具合が発生したり、ノイズの増加等により前記有線データ通信手段に不具合が発生し、正しいデータを通信できなくなることがある。その場合は、不具合が発生した通信手段による通信を中止し、他方の正常な通信手段のみによる通信に切り換える。そうすることにより、前記機器を停止させることなく、継続して運転させることができる。その際、送信するデータの冗長性を高めたり、前記機器の動作範囲を安全側に狭めるなどして、より安全性を高めるようにする。
【0013】
前記有線データ通信手段としては、通常の通信手段(RS−232C、光通信等)を用いることもできるし、電力線データ通信手段を用いることもできる。電力線データ通信手段を用いると、電力線により、動力としての電気の供給とデータ通信の両方を行うことができ、通信線を別に配設する必要がない。
【0014】
上述の構成によれば、前記無線データ通信手段および前記有線データ通信手段を用いて、信頼性が高く安定した動作のデータ通信システムを提供することができる。また、前記無線通信手段を用いることにより、あるいは前記有線データ通信手段として前記電力線データ通信手段を用いることにより、通信のための配線を特別に付設する必要がなく、通信設備の施工時間の短縮や施工コストの低減を図ることができる。
【0015】
【実施例】
以下、この発明をボイラの多缶設置システムに適用した実施例について、図面に基づいて説明する。図1において、ボイラ1が並列に複数台設置されており、各ボイラ1は、蒸気弁2を備えた蒸気配管3によって、スチームヘッダ4に接続されている。前記ボイラ1からこのスチームヘッダ4に集まった蒸気は、各蒸気使用機器(図示省略)へ送られる。
【0016】
前記スチームヘッダ4には、内部の蒸気圧力を検出する圧力センサ5が設けられている。この圧力センサ5は、台数制御装置6に接続されている。この台数制御装置6は、前記圧力センサ5からの信号に基づいて、予め設定されたプログラムに従い前記ボイラ1へ台数制御信号を出力する。この台数制御信号により、前記各ボイラ1の燃焼、停止が制御される。
【0017】
前記実施例においては、前記ボイラ1および前記台数制御装置6が、この発明における機器に相当し、各機器の制御器7は、制御器7間のデータ通信を行う無線データ通信手段Aおよび有線データ通信手段Bを備えている。図示した実施例では、前記ボイラ1におけるターミナルは、前記制御器7内に一体に構成してあるが、別構成にすることもできる。
【0018】
前記無線データ通信手段Aは、アンテナ8を備えており、無線通信によりデータを送受信するようになっている。前記有線データ通信手段Bは、図示した実施例では、電力線データ通信手段を用いており、前記各制御器7間に接続された電力線9により、動力としての電気の供給とデータ通信の両方を行うようになっている。
【0019】
図2に、前記制御器7の構成の一例を示す。前記制御器7は、マイクロプロセッサ10および制御入出力インターフェイス11を備えている。前記マイクロプロセッサ10で、種々の演算処理がなされる。前記制御入出力インターフェイス11へ、たとえば前記ボイラ1の各付属機器(水位検出器、火炎検出器、圧力検出器等)からの信号が入力されるとともに、前記制御入出力インターフェイス11から各付属機器(燃料供給弁、給水ポンプ等)へ制御信号が出力される。前記無線データ通信手段Aおよび前記有線データ通信手段Bは、ともにスペクトラム拡散方式を採用し、耐ノイズ性を高めている。前記両通信手段A,Bは、前記マイクロプロセッサ10に接続されている。
【0020】
前記無線データ通信手段Aは、スペクトラム拡散回路12、周波数変換回路13およびアンテナ8を備えている。前記有線データ通信手段Bは、スペクトラム拡散回路12、周波数変換回路13および電力線結合回路14を備えている。前記スペクトラム拡散回路12は、たとえばPN(疑似雑音)符号を送信データに乗算することで出力信号を所定の周波数領域に広げたり、所定の周波数領域に広げられた入力信号を元の状態に戻す作用をなす。前記周波数変換回路13は、出力信号を通信のための所定の周波数信号に変換したり、受信した周波数信号を所定の入力信号に変換する作用をなす。前記電力線結合回路14は、前記電力線9に接続され、前記電力線9へ通信データを送信したり、前記電力線9から通信データを受信する作用をなす。
【0021】
前記電力線9へ電気を供給する電源回路15が、前記電力線9に接続されている。また、前記制御器7にはビット判別回路16が設けられ、このビット判別回路16は、前記マイクロプロセッサ10、前記無線データ通信手段Aおよび前記有線データ通信手段Bに接続されている。前記ビット判別回路16により、後述する受信データのビットレベルでの比較判定が行われる。
【0022】
次に、具体的なデータ通信方法について説明する。前記無線データ通信手段Aおよび前記有線データ通信手段Bにより、共通の演算結果となるデータが送信されるようになっている。たとえば、前記台数制御装置6の制御器7から前記ボイラ1の制御器7へ、前記無線データ通信手段Aにより前記スチームヘッダ4内の圧力情報が送信され、前記電力線データ通信手段により前記スチームヘッダ4内の圧力に基づく台数制御信号が送信されるようにする。この台数制御信号は、前記台数制御装置6の制御器7における、前記スチームヘッダ4内の圧力情報に基づく演算結果によるものであるので、同じ圧力情報に基づく演算を前記ボイラ1の制御器7でも行い、演算結果が一致しているかどうかを判定する。
【0023】
このようにして、前記ボイラ1の制御器7は、前記両通信手段A,Bによる受信データの整合性を判定し、前記ボイラ1の燃焼および停止を制御する。すなわち、前記制御器7は、前記無線データ通信手段Aによる受信データと前記有線データ通信手段Bによる受信データとを比較し、両受信データによる演算結果が一致していれば、その受信データは正しいと判断して、受信データに基づく制御信号を出力する。
【0024】
また、前記無線データ通信手段Aおよび前記有線データ通信手段Bにより、同一ビット列のデータを送信し、このデータを受信した制御器7において、前記ビット判別回路16により、時間差を補正しながら同期を確保し、同一データかどうかをビットレベルで比較判定することもできる。
【0025】
前記無線データ通信手段Aおよび前記有線データ通信手段Bは、誤り検出再送制御(受信データの誤りを検出し、誤りが検出された場合は、同じデータを再送してもらう)等の基本的誤り制御機能を有しており、データ通信上の通常の誤りについては、この基本的誤り制御機能により修正されるようになっている。しかしながら、不測の事態が生じ、たとえば、前記アンテナ8の近くに電磁遮蔽物が置かれて前記無線データ通信手段Aで正確なデータを通信することができなくなったり、ノイズの増加等により前記有線データ通信手段Bで正確なデータを通信することができなくなった場合は、不具合が発生した通信手段による通信を中止し、他方の正常な通信手段のみによる通信に切り換える。そして、前記ボイラ1や前記台数制御装置6などの機器を停止させることなく、継続して運転させるようにする。
【0026】
その際、送信するデータに誤り訂正符号を付けるなどして冗長性を高めたり、前記ボイラ1における故障判定のための数値レベルを安全側に変更するなどして、より安全性を高めるようにする。
【0027】
さらに、その他の応用例について説明する。コンテンション方式をとる無線データ通信手段Aでは、通信状態か否かを互いに検出できない(キャリアセンスできない)制御器7があると、通信の衝突が増加し、通信効率が低下してしまう。そこで、有線データ通信手段(電力線データ通信手段)Bを用い、前記無線データ通信手段Aによりデータを送信する前に電力線9へビジー信号を出力して、他の制御器7へこれから無線通信により送信する旨を伝える。他の制御器7は、このビジー信号を検出して無線データ通信の使用権を譲り、無線データ通信の衝突を回避するようにする。前記ビジー信号は、無線通信中は継続して発するようにする。また、緊急のデータ通信の必要が生じた場合は、他の制御器7が送信中であっても、前記電力線9のビジー信号にJAM信号を重畳させることで、送信中の制御器7へ緊急データの発生を知らせ、送信権を譲り受けるようにする。
【0028】
有線データ通信手段(電力線データ通信手段)Bは、別系統の通信線(電力線9)に接続されている前記制御器7へはデータを送信することができない。そこで、前記無線データ通信手段Aおよび前記有線データ通信手段Bを備えた前記制御器7を用い、新たに通信線を設けることなく、別系統同士のデータ通信は前記無線データ通信手段Aにより行うようにする。
【0029】
【発明の効果】
この発明によれば、無線データ通信手段および有線データ通信手段を用いて、通信の衝突が増加することによる通信効率の低下を防止し、信頼性が高く安定した台数制御動作が可能なボイラの多缶設置システムにおけるデータ通信システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明をボイラの多缶設置システムに適用した一実施例を示す説明図である。
【図2】図1の制御器の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
7 制御器
9 電力線
A 無線データ通信手段
B 有線データ通信手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a data communication system in a boiler multi-can installation system .
[0002]
[Prior art]
A boiler multi-can installation system is installed in which a plurality of boilers are installed in parallel, and the number of combustion of the boilers is controlled based on the pressure in a steam header common to each boiler. The boiler multi-can installation system is provided with a number control device that takes in a signal from a pressure sensor provided in the steam header and outputs a number control signal based on the steam pressure in the steam header. Each of the boilers is connected to the number control device via a communication line. Each boiler is also connected by a communication line, and a communication network is formed between the number control device and each boiler.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
A data communication system in a communication network in the boiler multi-can installation system is required to operate with high reliability and stability. There is also a demand for shortening the construction time of communication facilities and reducing construction costs.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to
[0005]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, each of the wireless communication means and each of the wired communication means has an output signal that is spread over a predetermined frequency region and an input signal that is spread over the predetermined frequency region A spread spectrum circuit that performs processing for restoring the original state, received data processed by the spread spectrum circuit of each wireless data communication means, and received data processed by the spread spectrum circuit of each wired data communication means, And a bit discriminating circuit for comparing at the bit level whether or not they are the same data .
[0006]
Invention of
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A plurality of devices (industrial devices such as boilers) are installed, and each device is provided with a controller that controls the operation of the devices. Each controller includes both wireless data communication means and wired data communication means, and data communication between the controllers is performed by these communication means.
[0010]
In one embodiment, data communication is performed using both the wireless data communication unit and the wired data communication unit simultaneously. In that case, the controller compares the reception data by the wireless data communication unit and the reception data by the wired data communication unit, and outputs a control signal based on the comparison result. That is, if the two received data match, it is determined that the data is correct, and the next control operation is instructed. By doing so, the reliability of the received data is improved.
[0011]
In another embodiment, the wireless data communication unit and the wired data communication unit are selectively used in accordance with the type of data, the time zone, and the like, and are switched appropriately for use. For example, if there is a time zone in which a failure is likely to occur in the received data by the wireless data communication means depending on the operating conditions of the machines around the device, data communication by the wired data communication means is performed in that time zone. On the contrary, if there is a time zone in which the failure is likely to occur in the data received by the wired data communication means, data communication by the wireless data communication means is performed during that time zone.
[0012]
There may be a problem in the wireless data communication means due to the appearance of an electromagnetic shield or the like, or a problem in the wired data communication means due to an increase in noise or the like, making it impossible to communicate correct data. In that case, the communication by the communication means in which the malfunction has occurred is stopped, and the communication is switched to the communication by only the other normal communication means. By doing so, the device can be continuously operated without stopping. At that time, the safety is further improved by increasing the redundancy of data to be transmitted or by narrowing the operating range of the device to the safe side.
[0013]
As the wired data communication means, normal communication means (RS-232C, optical communication, etc.) can be used, and power line data communication means can also be used. When the power line data communication means is used, both the supply of electricity as power and the data communication can be performed by the power line, and there is no need to separately provide the communication line.
[0014]
According to the above-described configuration, it is possible to provide a reliable and stable data communication system using the wireless data communication unit and the wired data communication unit. Further, by using the wireless communication means, or by using the power line data communication means as the wired data communication means, it is not necessary to specially attach wiring for communication, and the construction time of communication equipment can be shortened. Construction cost can be reduced.
[0015]
【Example】
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a boiler multi-can installation system will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, a plurality of
[0016]
The
[0017]
In the above embodiment, the
[0018]
The wireless data communication means A includes an
[0019]
FIG. 2 shows an example of the configuration of the
[0020]
The wireless data communication means A includes a
[0021]
A
[0022]
Next, a specific data communication method will be described. The wireless data communication unit A and the wired data communication unit B transmit data that is a common calculation result. For example, pressure information in the
[0023]
In this way, the
[0024]
The wireless data communication means A and the wired data communication means B transmit data of the same bit string, and the
[0025]
The wireless data communication unit A and the wired data communication unit B are configured to perform basic error control such as error detection / retransmission control (detects an error in received data and retransmits the same data when an error is detected). It has a function, and a normal error in data communication is corrected by this basic error control function. However, an unexpected situation occurs, for example, an electromagnetic shielding object is placed near the
[0026]
At that time, the error is increased by adding an error correction code to the data to be transmitted, or the numerical level for failure determination in the
[0027]
Further, other application examples will be described. In the wireless data communication means A adopting the contention method, if there are
[0028]
The wired data communication means (power line data communication means) B cannot transmit data to the
[0029]
【The invention's effect】
According to the present invention, by using the wireless data communication unit and the wired data communication unit, it is possible to prevent a decrease in communication efficiency due to an increase in communication collision, and it is possible to increase the number of boilers that can perform a reliable and stable number control operation. A data communication system in a can installation system can be provided .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an embodiment in which the present invention is applied to a boiler multi-can installation system.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration of a controller in FIG. 1;
[Explanation of symbols]
7
Claims (3)
前記各制御器7が、無線通信により各制御器7間のデータ通信を行う無線データ通信手段Aと、前記各制御器7間に接続された電力線9によりデータ通信を行う有線データ通信手段Bを備え、
前記無線データ通信手段Aがコンテンション方式とされ、
前記無線データ通信手段Aによりデータを送信する前に前記電力線データ通信手段Bを用い電力線9へビジー信号を出力して、他の制御器7へこれから無線通信により送信する旨を伝え、
他の制御器7は、前記ビジー信号を検出して無線データ通信の使用権を譲り、無線データ通信の衝突を回避するように構成したことを特徴とするボイラの多缶設置システムにおけるデータ通信システム。 A plurality of boilers 1 installed in parallel, each having a controller 7, a steam header 4 connected to each of the boilers 1, a pressure sensor 5 for detecting the steam pressure inside the steam header 4, and the pressure sensor 5 In a data communication system in a boiler multi-can installation system comprising a number controller 6 having a controller 7 that outputs a number control signal to the boiler 1 according to a preset program based on a signal from
Wherein each control unit 7, a wireless data communication means A for performing data communication between the controllers 7 by wireless communication, wired communication unit B to perform data communication by a power line 9, wherein connected between the controller 7 Prepared ,
The wireless data communication means A is a contention system,
Before transmitting data by the wireless data communication means A, the power line data communication means B is used to output a busy signal to the power line 9 to inform the other controller 7 that it will be transmitted by wireless communication from now on,
The other controller 7 detects the busy signal, yields the right to use the wireless data communication, and avoids the collision of the wireless data communication . The data communication system in the multi-can installation system for the boiler, .
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