JP4172537B2 - Control device for fan coil unit - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビルなどの空調設備に使用されるファンコイルユイットの運転動作を制御するためのファンコイルユニット用制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
複数のテナントを備えた都市ビルやホテルなどの空調設備は、冷熱コイルにより熱交換された空気をファンにより吐出するファンコイルユニットを各室に設置し、冷熱コイルを流れる冷水または温水の流量と送風ファンの風量をファンコイルユニットに近接して配置されたコントローラで調整することにより、室内に設置され、温度設定の変更、手動運転と自動運転の切換、設定値や風量などの表示といった基本機能をもつ設定器で設定された温度に調整するように構成されている。この空調設備によれば、中央機械室とファンコイルユニットの間を冷温水配管のみで結ぶので、各室を個別に空調することができる。一方ビル用空調設備の分野では、複数の空気調和機(エアコンあるいはファンコイルユニット等)を効率よく制御するために分散制御型空気調和システムが提案され、実用化されつつある。例えば、特開平10−229590号公報には、(1)主端末と複数のエアコン用端末装置の各々に同一のプログラムを格納したネットワーク用ICチップ(ニューロンチップ)を搭載し、各ICチップをLONビルダー上で接続の設定を行う、(2)接続された全てのエアコンに対して同時通信するために、各端末に優先順位設定スィッチを設けて個別のエアコン用端末を認識する手段とする、(3)主端末からの命令を受信したことを確認するためのACKサービスを停止し、アプリケーションソフトで動作状態確認のネットワーク変数を入力することにより、多数のエアコンの運転を制御することが記載されている。この分散制御型空気調和システムは、通信プロトコルに係わる手続きをアプリケーション内で省略でき、また1タイプのEEPROMを格納したニューロンチップで何台もの端末装置を構成できるという利点を有する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前述した複数のファンコイルユニットを備えた空調設備において、中央監視制御装置のネットワーク上にハード的にファンコイルユニット用コントローラが接続されていない状態やネットワーク上にハード的に接続されていても、中央監視制御装置がコントローラを認識できない状況(ソフト的に接続していない状況)で、試運転調整を実施することが、立ち上げ時では一般的である。このような状況の中、多数のファンコイルユニットを試運転調整する場合に、次のような問題がある。従来の分散制御型空気調和システムでは、各ニューロンチップに格納されたID番号は主端末(メインCPU)から認識されていない状態では、ネットワークを通じて上位(中央)側から制御定数を設定できず、各設定器から制御定数をコントローラに設定することになる。従って多数のコントローラが設置されている空調設備において、試運転調整時、ファンコイルユニットの運転のため、各設定器からコントローラへファンコイルユニットの設置場所に応じた制御定数を入力する必要がありまた制御定数も多岐にわたるために、コントローラへの制御定数の設定に多大な工数を要するという問題がある。
【0004】
本発明の目的は、上記の問題点を解消して、複数のコントローラの試運転調整を行う場合に、各コントローラへの制御定数の設定作業を速やかに行うことができるファンコイルユニット用制御装置を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のファンコイルユニット用制御装置は、複数のファンコイルユニットにインターフェースを介して接続される複数のコントローラと、各コントローラに電気的に接続され、各コントローラに制御定数を設定する設定手段と運転状態を表示する表示手段と操作スィッチを有する複数の設定器とを備えたファンコイルユニット用制御装置において、各設定器は、所定のコントローラに設定した制御定数を記憶する記憶手段と、前記設定器の操作スィッチにより前記制御定数を他のコントローラに転送する転送手段を有することを基本構成とするものである。
【0006】
本発明においては、前記コントローラをネットワークに接続するための通信手段を有することが必要である。このような通信手段を設けることにより、温度制御に使用する計測値(例えば環気温度、室内温度)はネットワークを介してコントローラに入力することができる。またネットワークから室内設定温度、ファンの風量、及びコントローラの運転状態の設定を行うことができ、さらにコントローラの動作モードの決定を行うこともできる。
【0007】
本発明においては、前記通信手段をLONWORKS(LONはEchelon社の商品名)とし、コントローラ内のニューロンチップのID番号を前記設定器の操作スィッチで操作することにより、前記ネットワーク上に送出する機能を有する。LONWORKSは、ISOで標準化されたOSI(開放型システム間相互接続)の7階層を利用するもので、プログラムを開発する際に、プログラムの冒頭でネットワーク変数を宣言し、その変数に数値を代入することにより、自動的に通信を行うネットワークシステムである。上記7階層は、ネットワークを構成する交換機などのルール(データをビット列にしてネットワークとの送受信を行う)}を定めた下位層と、エンド−エンド間のアプリケーションのルールを定めた上位層からなり、下位層は、第1層(物理層)、第2層(データリンク層)、第3層(ネットワーク層)、第4層(トランスポート層)で構成され、上記上位層は、第5層(セッション層)、第6層(プレゼンテーション層)、第7層(アプリケーション層)で構成される。
【0008】
本発明によれば、複数のコントローラの試運転調整を行う場合に、1つの設定器から1つのコントローラに所定の制御定数を入力しておき、その設定器を他のコントローラに接続しついでその設定器の操作スィッチを操作するだけで、その制御定数を他のコントローラに転送できるので、複数のコントローラへの制御定数の設定作業を速やかに行うことができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下本発明の詳細を図面に基づいて説明する。
図1は本発明が適用される空調設備のシステム構成を示すブロック図、図2(a)は空調設備の機器構成の一例を示すブロック図{図2(a)は図1のA部の細部を示す図}、図2(b)は空調設備の他の例を示すブロック図である。図1において、1a、1b、1cは空調設備であり、各空調設備は、ファンコイルユニット2a、2b、2cとその運転を制御するファンコイルコントローラ(以下コントローラという)3a、3b、3c及びコントローラの動作設定を行うために例えば室内に設置された設定器4a、4b、4cを含む。コントローラ3a、3b、3cは、GW(ゲートウエイ:性質が異なるネットワーク間のプロトコル変換装置)102及び通信線101を介して中央監視制御装置100に接続されている。通信線としては、LONWORKSネットワークに接続するために、例えばツイストペア線が使用される。空調設備1aは、図2(a)に示すように送風ファン10aと冷温水コイル11aを備えたファンコイルユニット2aと、冷温水コイル11aの流量を制御する電動弁14aと、ファンコイルユニット2aに電気的に接続されたコントローラ3aと、コントローラ3aに電気的に接続された設定器4aを有する。コントローラ3aには、他のコントローラと識別するためのID番号を含むネットワーク用ICチップ(ニューロンチップ)30aが搭載され、また設定器4aには、制御定数を記憶するためのEEPROM(電気的に消去可能な不揮発性メモリー)40aが搭載されている。冷温水コイル11aは往き管と還り管を介して単一の熱源(いずれも不図示)に接続されている。他の空調設備1b、1cも、空調設備1aと同様に構成されている。上記空調設備1aによれば、冷温水コイル11aで熱交換された空気を送風ファン10aで吐出するとともに、コントローラ3aで温水または冷水の流量とファンの回転数を制御することにより、室内を設定温度に保つことができる。図2(b)は、図2(a)の冷温水コイル11aの代わりに、温水コイル12a及び冷水コイル13aを使用したもので、温水コイル12aは電動弁15aに接続されまた冷水コイル13aは電動弁16aに接続されている。温水コイル12a及び冷水コイル13aは、各々、往き管と還り管を介して熱源(いずれも不図示)に接続されている。
【0010】
コントローラ3aは、上記ネットワーク用ICチップ(ニューロンチップ)の他に、機能選択を行うディップスイッチ(以下DSWという、但し不図示)と、設定器4aに接続する接続ジャック及び運転状態を表示するLED表示部(いずれも不図示)を有する。ネットワークを通じて送受信される入出力変数は、通信条件を規定したノードオブジェクトと、コントローラの運転条件を規定したファンコイルコントローラオブジェクトから構成され、ファンコイルコントローラオブジェクトは、LonMark協会の標準化仕様に準拠して、例えば図3に示すように構成される。すなわちファンコイルコントローラオブジェクトは、必須条件である「Mandatoy NetWork Variabls」、任意の条件である「Optional NetWork Variabls」、設定器4aまたは中央監視制御装置100で設定されかつ一旦設定した後は変更しない条件である「Configuratin Property」及び製造者側で設定される条件である「Manufacturer Defined Section」とで構成される。図4において(ただし「Configuratin Property」を除く)、左側に記載した10個の変数{室内温度(nv1)、室内設定温度(nv2)、ファンスピード(nv6)、運転モード(nv7)・・・外気温度、配管種別}が入力ネットワーク変数で、また右側に記載した8個の変数{温水バルブ開度(nv3)、冷水バルブ開度(nv4)、ファンスピード(nv5)、室内温度(nv15)、有効設定温度(nv16)・・・積算運転時間}が出力ネットワーク変数である。「Configuratin Property」は、ネットワークにより制御に必要なパラメータの設定や温度補正等を行えるようにするための変数で、アナログデータ送信鼓動、デジタルデータ送信鼓動、設定温度、冷房モード不感帯、暖房モード不感帯等の項目を含む。
【0011】
図4は、本発明の一実施の形態に係わる設定器の正面図である。設定器4aは、機器運転状態、設定温度、風量、冷暖状態、外気温度、室内温度等を表示する液晶表示部41aと、運転と停止との切替、温度設定、風量切替、運転切替等を行う操作スィッチ42aとを備え、またその内部にはEEPROM40a(図2参照)及び温度センサ用IC(不図示)が設けられている。この設定器4aは、モジュラーコネクター方式でコントローラ3aと配線接続され、データの伝送方式には調歩同期方式(スタートビット・ストップビット方式)が採用されている。調歩同期方式は、簡便な方式であるが、送信側と受信側のクロック波が違うので、伝送路上でのビット幅や揺らぎを考慮して、本発明では、例えばRS485を使用している。
【0012】
本発明の制御装置を使用する前にDSWの操作により、例えば次の機能を選択しておく。(1)室内接続器の接続の有無、(2)電源投入時の動作設定(初期値で動作するかまたは停電前の状態で動作するかの選択)、(3)コイル仕様(シングルコイルか2つのコイルかの選択)、(4)不感帯でのファンの状態(冷暖房制御時に設定値に対して計測値が不感帯にある場合にファンの運転状態をLにするか、停止するかの選択)、(5)無電圧接点1の用途(使用しない、冷暖切替、緊急停止、在室と空室の区別)、(6)無電圧接点2の用途(使用しない、冷暖切替、緊急停止、在室と空室の区別)、(7)コントローラセンサの用途(2つのセンサを使用しない、センサ1は還気温度、センサ2は配管温度、センサ1は還気温度でセンサ2は配管温度)、(8)還気温度の取得方法(ネットワーク、コントローラセンサ、室内設定器)、(9)バルブの制御方法(オンオフ制御、フローティング制御)。
【0013】
コントローラ3aの電源投入時、リセットが検知された後に、RAMチェック、DSWで設定された機能の読み込み、バルブの全閉操作及びEEPROMの内容のメモリーへの格納といったイニシャライズ処理が行われ、次いでネットワークデータの受信処理が行われる。この受信処理では、温度制御に使う計測値は、DSWの選択によりネットワーク、コントローラに接続された温度センサ(不図示)あるいは設定器に内蔵された温度センサ(不図示)のいずれかから取り込み、運転モードに応じて有効設定温度が決定される。次いで上記の測定値及び現在の運転モード等の情報は出力ネットワーク変数により出力され(状態変化または送信鼓動周期)、ネットワークデータの送信処理が行われる。
【0014】
運転モードは、室内設定器4aからの発停指令、ネットワークからのファンスピードコマンドあるいはアプリケーションモード入力で決定される。シングルコイル{図2(a)参照}の場合は、センサで配管温度を測定し、通水(温水か冷水)を判断することにより、決定される。2コイル{図2(b)参照}の場合は、発停受信後と一定周期後に冷暖房判断が行われる。ファンの風量の制御は、測定した還気温度と設定温度の偏差から算出される。バルブの開閉には、ON/OFF制御またはフローティング制御が採用される。
【0015】
試運転調整を行う場合、本発明では、1つの設定器によりコントローラに制御定数を設定しておけば、その設定器を他のコントローラに接続し、操作スイッチを次のように操作することにより、他のコントローラにも同じ制御定数を設定することができる。本実施の形態では、メンテナンスモードの項目は、例えば設定終了、運転開始設定温度、停止時設定温度表示、停電復帰動作、室内温度表示、測定温度表示、風量切替、運転切替を含む36項目であるが、これらの項目の内、コントローラの動作設定に関する23項目(制御定数)を表1{但し、(12)及び(14)を除く}及び表2に示す。
【0016】
【表1】
【0017】
【表2】
【0018】
本発明は、まず設定器4aをコントローラ3aに接続し、メンテナンスモードに切替えた後、操作スイッチ42aを操作して上記制御定数をコントローラ3aに設定する。図5はメンテナンスモードに切替えた時の液晶表示部41aの画面を示し、図5(a)は項目番号を選択表示した画面で、図5(b)は設定値変更状態を表示した画面を示す。項目番号を選択してから{図5(a)参照}、各項目の設定番号(または設定値)を設定した後{図5(b)参照}、項目番号00を選択し、設定番号を2に選択して運転/停止スィッチを操作することで、各項目で設定した制御定数は設定器4a内のEEPROM40aに格納されるとともに、コントローラ3a内のEEPROMに格納される。この設定器4aを他のコントローラ(例えば図1の3b)に接続し、項目番号を00とし、設定番号を2に選択し、運転/停止スィッチを操作することで、コントローラ3aと同様の制御定数がコントローラ3bに格納される。次いで、設定器4aを他のコントローラ3cに接続し、上記と同様の操作を行うことでコントローラ3aと同様の制御定数がコントローラ3cに格納される。このように中央監視装置と通信接続が完了していない状態でも、設定器をツールとして用いて制御定数を簡単に各コントローラに格納することができる。またコントローラに格納された制御定数は設定器をメンテナンスモードにし、項目番号を00とし、設定番号を4に選択し、運転/停止スィッチを操作することで、接続したコントローラの制御定数を設定器のEEOROMに格納することができるので、設定器を交換してもそれまでに設定した制御定数を簡単に引継ぐことができる。
【0019】
さらに、本発明では、設定器4aの操作スイッチ41aを操作することにより、ニューロンIDをネットワーク上に送出することができる。上記の設定器の場合、例えば、停止中に「温度 高」スィッチを押しながら、「運転/停止」スィッチを押し、そのまま両スィッチを数秒間押すことにより、ニューロンIDをネットワーク上に送出することができる。従って天井裏など作業が困難な場所に設置されることが一般的なコントローラのカバーを開けてサービススィッチを押すといった面倒な操作が不要となり、安全面、作業効率面での大幅な改善となる。
【0020】
【発明の効果】
以上に記述の如く本発明によれば、1台の設定器に所定の制御定数を入力しておけば、そのデータは他のコントローラに転送できるので、複数のコントローラへの制御定数の設定作業を速やかに行うことができる。またコントローラ内のニューロンチップのID番号をネットワーク上へ送出するための操作を、居住空間に設置される設定器で行うことができる。また本発明によれば、LONWORKSに対応した構成を有するので、空調システムのオープン化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係わる空調システムの全体構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の実施の形態に係わる空調設備の構成を示すブロック図である。
【図3】ファンコイルコントローラオブジェクトの階層構造を示す図である。
【図4】本発明の実施の形態に係わる設定器の正面図である。
【図5】本発明の実施の形態に係わる設定器の表示部を示す図で、項目番号を選択表示した画面(a)及び設定値変更状態を表示した画面(b)である。
【符号の説明】
1a、1b、1c:空調設備
2a、2b、2c:ファンコイルユニット
10a、10b、10c:送風ファン
11a:冷温水コイル、12a:温水コイル、13a:冷水コイル
14a、14b、14c、15a、16a:電動弁
3a、3b、3c:コントローラ
30a:ネットワーク用ICチップ
4a、4b、4c:設定器
40a:EEPROM
41a:液晶表示部
42a:操作スィッチ
100:中央監視制御装置
101:通信線
102:GW[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for a fan coil unit for controlling the operation of a fan coil unit used in an air conditioning facility such as a building.
[0002]
[Prior art]
In air conditioners such as urban buildings and hotels equipped with multiple tenants, fan coil units that discharge air that has been heat-exchanged by a cooling coil are installed in each room, and the flow rate and ventilation of cold water or hot water flowing through the cooling coil By adjusting the fan air volume with a controller located close to the fan coil unit, it is installed indoors and has basic functions such as changing the temperature setting, switching between manual operation and automatic operation, and displaying the setting value and air volume. It is comprised so that it may adjust to the temperature set with the setting device which has. According to this air conditioning equipment, since the central machine room and the fan coil unit are connected only by the cold / hot water pipe, each room can be individually air-conditioned. On the other hand, in the field of building air conditioning equipment, distributed control type air conditioning systems have been proposed and put into practical use in order to efficiently control a plurality of air conditioners (such as air conditioners or fan coil units). For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 10-229590, (1) a network IC chip (neuron chip) storing the same program is mounted on each of a main terminal and a plurality of air conditioner terminal devices, and each IC chip is connected to a LON. (2) In order to simultaneously communicate with all connected air conditioners, a priority setting switch is provided in each terminal to recognize individual air conditioner terminals. 3) It is described that the operation of many air conditioners is controlled by stopping the ACK service for confirming that the command from the main terminal has been received and inputting the network variable for confirming the operating state in the application software. Yes. This distributed control type air conditioning system has an advantage that procedures related to a communication protocol can be omitted in an application, and a number of terminal devices can be configured by neuron chips storing one type of EEPROM.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the air conditioner equipped with a plurality of fan coil units as described above, even if the controller for the fan coil unit is not connected to the network of the central monitoring and control device or is connected to the network, It is common at the time of start-up to perform trial run adjustment in a situation where the controller cannot recognize the controller (a situation where the controller is not connected in software). Under such circumstances, there are the following problems when adjusting the trial operation of a large number of fan coil units. In the conventional distributed control type air conditioning system, when the ID number stored in each neuron chip is not recognized from the main terminal (main CPU), the control constant cannot be set from the upper (central) side through the network. The control constant is set in the controller from the setting device. Therefore, in air-conditioning equipment with many controllers installed, it is necessary to input control constants according to the installation location of the fan coil unit from each setting device to the controller in order to operate the fan coil unit during trial operation adjustment. Since there are a wide variety of constants, there is a problem that it takes a lot of man-hours to set control constants in the controller.
[0004]
An object of the present invention is to provide a fan coil unit control device that can solve the above-described problems and can quickly set a control constant for each controller when performing trial operation adjustment of a plurality of controllers. It is to be.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a fan coil unit control device according to the present invention includes a plurality of controllers connected to a plurality of fan coil units via an interface, and electrically connected to each controller and controlled by each controller. In a fan coil unit control device comprising a setting means for setting constants, a display means for displaying operating conditions, and a plurality of setting devices having operation switches, each setting device stores a control constant set in a predetermined controller. storage means for, in which the basic configuration in that it has a transfer means for transferring said control constants by operating switch of the setting device to other controllers.
[0006]
In the present invention, it is necessary to have a communication means for connecting the controller to a network. By providing such communication means, measured values (for example, ambient temperature and room temperature) used for temperature control can be input to the controller via a network. In addition, the indoor set temperature, the fan air flow, and the operation state of the controller can be set from the network, and the operation mode of the controller can be determined.
[0007]
In the present invention, the communication means is LONWORKS (LON is a product name of Echelon), and the function of sending the neuron chip ID number in the controller to the network by operating the operation switch of the setting device. Have. LONWORKS uses the seven layers of OSI (Open System Interconnection) standardized by ISO. When developing a program, declare a network variable at the beginning of the program and assign a numerical value to the variable. Thus, the network system automatically communicates. The above seven layers are composed of a lower layer that defines rules for exchanges and the like constituting the network (data is transmitted / received to / from the network as a bit string) and an upper layer that defines end-to-end application rules, The lower layer is composed of a first layer (physical layer), a second layer (data link layer), a third layer (network layer), and a fourth layer (transport layer). Session layer), sixth layer (presentation layer), and seventh layer (application layer).
[0008]
According to the present invention, when trial operation adjustment of a plurality of controllers is performed , a predetermined control constant is input from one setting device to one controller, the setting device is connected to another controller, and then the setting device is set. Since the control constant can be transferred to another controller simply by operating the operation switch, it is possible to quickly set the control constant to a plurality of controllers.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Details of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a system configuration of an air conditioning equipment to which the present invention is applied, FIG. 2A is a block diagram showing an example of the equipment configuration of the air conditioning equipment {FIG. 2A is a detail of part A in FIG. FIG. 2B is a block diagram showing another example of air conditioning equipment. In FIG. 1,
[0010]
In addition to the above-described network IC chip (neuron chip), the
[0011]
FIG. 4 is a front view of the setting device according to the embodiment of the present invention. The
[0012]
Before using the control device of the present invention, for example, the following function is selected by operating the DSW. (1) Presence / absence of connection of indoor connector, (2) Operation setting at power-on (selection of operation at initial value or operation before power failure), (3) Coil specification (single coil or 2 (4) Selection of one coil), (4) Fan state in dead zone (selection of whether the fan operating state is set to L or stopped when the measured value is in the dead zone with respect to the set value during air conditioning control), (5) Application of non-voltage contact 1 (not used, cooling / heating switching, emergency stop, distinction between occupancy and vacancy), (6) Application of non-voltage contact 2 (not used, cooling / heating switching, emergency stop, occupancy) (7) Controller sensor application (no two sensors are used,
[0013]
When the
[0014]
The operation mode is determined by a start / stop command from the
[0015]
When performing test run adjustment, in the present invention, if a control constant is set in a controller with one setting device, the setting device is connected to another controller, and the operation switch is operated as follows to The same control constant can be set for these controllers. In the present embodiment, the maintenance mode items are 36 items including, for example, setting end, operation start set temperature, stop set temperature display, power failure recovery operation, room temperature display, measured temperature display, air volume switching, and operation switching. However, among these items, 23 items (control constants) related to the operation setting of the controller are shown in Table 1 (however, excluding (12) and (14)) and Table 2.
[0016]
[Table 1]
[0017]
[Table 2]
[0018]
In the present invention, first, the
[0019]
Furthermore, in the present invention, the neuron ID can be sent out on the network by operating the operation switch 41a of the
[0020]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, if a predetermined control constant is input to one setter, the data can be transferred to another controller. It can be done promptly. In addition, an operation for sending the ID number of the neuron chip in the controller to the network can be performed by a setting device installed in the living space. Further, according to the present invention, the air conditioning system can be opened because it has a configuration corresponding to LONWORKS.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an air conditioning system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an air conditioning facility according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a hierarchical structure of fan coil controller objects.
FIG. 4 is a front view of a setting device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a display unit of a setting device according to an embodiment of the present invention, which is a screen (a) for selecting and displaying item numbers and a screen (b) for displaying a setting value change state.
[Explanation of symbols]
1a, 1b, 1c:
41a: Liquid
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