JP4364597B2 - 冷却装置用の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、低温ショーケースや家庭用・業務用冷蔵庫、プレハブ冷蔵庫などの冷却装置用の制御装置に関する。
低温ショーケースなどの冷却装置において、庫内温度が異常となったときに警報を発する制御装置が知られている。このような制御装置においては、冷却を行わない非冷状態から冷却を行う冷却状態に切り替えた直後は、庫内温度が上限設定値よりも高くなっているため、無用な警報が発生されてしまうことがある。
そこで、このような無用な警報を的確に回避するために、非冷状態から冷却状態への切換操作が行われた後所定時間内は、温度警報機能を無効とすることが提案されている(特許文献1)。
特開2000−18802号公報
上述のように無用な温度警報を回避するためには、非冷状態と冷却状態を切り換える冷非切換スイッチからの切換信号を制御装置に取り込むことが必要となる。そこで、従来は、庫内温度を測定する温度センサ入力回路とは別に、冷非切換スイッチの状態を検出する接点入力回路を設け、温度警報機能を有効又は無効とするようにされていた。
図4は、店舗に設置される冷凍・冷蔵ショーケース、冷蔵庫、冷凍庫などの冷却装置の状態を集中管理する店舗管理システムの構成を示すブロック図である。
この図において、1は冷却装置(ここでは、冷蔵ショーケースであるとする。)、30はアナログ信号入力機器、40は接点信号入力機器、50は複数の冷却装置の状態などを管理する上位制御機器である。
ショーケース1において、2はショーケース1の庫内温度を測定するために設置された測温抵抗体、3はショーケース1の供給電源、4はショーケース1の電源回路、5はショーケース1の電源スイッチであり、電源スイッチ5は前記供給電源3の前記ショーケース電源回路4への供給を制御する電源オン/オフ接点5aと、該電源オン/オフ接点5aと連動し、電源オン/オフ接点5aがオンとなったときにオフとなり、オフとなったときにオンとなる冷非切換接点5bとからなる。
アナログ信号入力機器30は、前記測温抵抗体2が接続される入力端子31aと31b、定電流源33と増幅器34を含む測温抵抗体入力回路32、前記増幅器34の出力をデジタルデータに変換するアナログデジタル変換器(A/D変換器)35、A/D変換器35の出力データが入力される処理装置(CPU)36、CPU36に接続された表示部37、CPU36に接続され上位制御機器50にデータを伝送する通信部38を有している。ここで、前記入力端子31aは前記増幅器34の非反転入力に接続されるとともに、前記定電流源33の一端に接続されており、また、前記入力端子31bと前記増幅器34の反転入力は接地に接続されている。これにより、前記定電流源33からの所定の大きさを有する電流が前記入力端子31a、測温抵抗体2、前記入力端子31bを介して接地に流れ、測温抵抗体2の両端に庫内温度に対応する電圧が発生する。この電圧は前記増幅器34で増幅され、A/D変換器35でデジタルデータに変換されてCPU36に入力される。CPU36は、A/D変換器36からの入力データに対してスケーリング処理などを行い、その結果を表示部37で表示するとともに、通信部38を介して上位制御機器50に伝送する。
接点信号入力機器40において、41a,41bは前記冷非切換接点5bが接続される入力端子、42は絶縁素子(フォトカプラ)43と抵抗器44,45を有する接点入力回路、46は前記接点入力回路42に接続された入力ポート、47は前記入力ポート46に接続された処理装置(CPU)、48は前記CPU47に接続された表示部、49は前記CPU47に接続され前記上位制御機器50に対してデータを伝送する通信部である。
このように構成された接点信号入力機器40において、前記冷非切換接点5bのオン/オフに応じて、前記絶縁素子43内の発光ダイオードの発光が制御され、それに応じてフォトトランジスタの導通が制御される。これにより、冷非切換接点5bがオンのときには入力ポート46に電源電位が供給され、オフのときには接地電位が供給されることとなる。前記CPU47は、入力ポート46のデータを読み込み、冷却状態であるか非冷状態であるかを表示部48で表示するとともに、前記通信部49を介して上位制御機器50に伝送する。
なお、上記した温度センサ以外にも、圧力センサなどからのセンサ信号や各種接点からの接点信号を入力する信号入力機器が設けられ、これらの信号も前記上位制御機器に伝送されるがこれらについては、記載を省略する。
上位制御装置50は、その管理下にある冷却装置に接続されたアナログ信号入力機器や接点信号入力機器から伝送された測温抵抗素子や圧力センサなどの各種センサによる測定信号や各種接点信号を受信し、それらの状態を記録するとともに、測定された庫内温度があらかじめ定めた上限設定値と下限設定値の間にないときには警報を発生するようになされている。そして、前記接点信号入力機器40から伝送される冷非切換接点の状態を示す情報に基づいて、非冷状態においては、温度警報機能を無効とし、非冷状態から冷却状態に切り換えられてから所定時間は温度警報機能を無効として無用な警報を回避するようになされている。
上述のように、無用な警報を回避するためには冷非切換スイッチの切換信号を制御装置に取り込むことが必要となる。
しかしながら、これらの制御装置においては、入力信号形態は、アナログ信号(温度や各種信号を処理する電流入力)と接点信号とがあり、従来の技術では、アナログ信号と接点信号は別々の専用入力手段で処理していたため、冷非切換スイッチの状態を入力したい場合は、温度センサ入力手段の他に接点入力手段が必要となるという問題があった。
そこで、本発明は、簡易な構成で、無用な警報を回避することができる冷却装置用の制御装置を提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、本発明の冷却装置用の制御装置は、冷却装置への電源供給がオン状態のときに前記冷却装置の庫内温度を監視して異常値となったときに警報を通知する監視モードで動作し、前記冷却装置への電源供給がオフ状態のときは前記庫内温度の監視を行わない非冷モードで動作するようになされた冷却装置用の制御装置であって、前記冷却装置内に設置され、前記冷却装置の庫内温度を計測する測温抵抗体と、前記冷却装置と接続する第1、第2及び第3の端子であって、前記冷却装置内において、前記第1の端子と前記第2の端子の間に前記測温抵抗体が接続され、前記第2の端子と前記第3の端子の間に、前記冷却装置の電源スイッチのオン/オフ接点と連動し、前記オン/オフ接点がオン状態のときオフ状態となり、オフ状態のときにオン状態となる冷非切換接点が接続されている第1、第2及び第3の端子と、前記第1の端子と前記第3の端子の間に接続された所定の抵抗値を有する抵抗器と、前記第1の端子と、接地に接続された前記第2の端子との間の電圧を増幅する増幅器と、前記増幅器の出力をデジタルデータに変換するアナログデジタル変換器と、前記アナログデジタル変換器の出力が入力される処理装置であって、前記アナログデジタル変換器からの入力データに基づいて前記庫内温度の計測値を取得し、該庫内温度の計測値が所定の短時間内に所定量以上上昇したことを検出したときに、前記冷却装置への電源供給がオン状態にされたものと判断して前記警報モードに移行するとともに、前記警報の通知を所定時間無効とした後に有効とし、また、前記庫内温度の計測値が所定の短時間内に所定量以上低下したことを検出したときに、前記冷却装置への電源供給がオフ状態にされたものと判断して前記非冷モードに移行する処理装置とを有するものである。
また、本発明の他の冷却装置用の制御装置は、冷却装置への電源供給がオン状態のときに前記冷却装置の庫内温度を監視して異常値となったときに警報を通知する監視モードで動作し、前記冷却装置への電源供給がオフ状態のときは前記庫内温度の監視を行わない非冷モードで動作するようになされた冷却装置用の制御装置であって、前記冷却装置内に設置され、前記冷却装置の庫内温度を計測する測温抵抗体と、前記冷却装置と接続する第1及び第2の端子であって、前記冷却装置内において、前記第1の端子と前記第2の端子の間に、前記測温抵抗体と並列に、前記冷却装置の電源スイッチのオン/オフ接点と連動し、前記オン/オフ接点がオン状態のときオフ状態となり、オフ状態のときにオン状態となる冷非切換接点と所定の抵抗値を有する抵抗器の直列回路が接続されている第1及び第2の端子と、前記第1の端子と、接地に接続された前記第2の端子との間の電圧を増幅する増幅器と、前記増幅器の出力をデジタルデータに変換するアナログデジタル変換器と、前記アナログデジタル変換器の出力が入力される処理装置であって、前記アナログデジタル変換器からの入力データに基づいて前記庫内温度の計測値を取得し、該庫内温度の計測値が所定の短時間内に所定量以上上昇したことを検出したときに、前記冷却装置への電源供給がオン状態にされたものと判断して前記警報モードに移行するとともに、前記警報の通知を所定時間無効とした後に有効とし、また、前記庫内温度の計測値が所定の短時間内に所定量以上低下したことを検出したときに、前記冷却装置への電源供給がオフ状態にされたものと判断して前記非冷モードに移行する処理装置とを有するものである。
さらに、前記処理装置は、前記冷却装置の庫内温度があらかじめ設定した値となるように前記冷却装置を制御するものとされている。
本発明の冷却装置用の制御装置によれば、冷非切換スイッチのオン又はオフを判断するデジタル入力処理部を備えることなく、冷非切換スイッチのオン又はオフを判断することができ、無用な温度警報を回避することが可能となる。 また、センサ用の信号入力機器の他に接点入力手段を必要としないため、信号入力機器を組み込む制御装置をコンパクトかつ安価なものとすることができる。
図1は、本発明の冷却装置用の制御装置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。なお、ここでは冷却装置として低温ショーケースを使用した場合を示すが、他の冷却装置についても同様に適用することができる。
この図において、ショーケース1、測温抵抗体2、ショーケースの供給電源3、ショーケースの電源回路4、電源オン/オフ接点5aと冷非切換接点5bを有するショーケース1の電源スイッチ5は、いずれも、前記図4に示したものと同一のものであり、説明は省略する。
また、10は信号入力機器、20は前記図4における上位制御機器50と同様の上位制御機器である。
図示するように、信号入力機器10は、第1の入力端子11a、第2の入力端子11b及び第3の入力端子11cの3つの入力端子を有し、第1の入力端子11aと第2の入力端子11bには前記ショーケース1内に設置された測温抵抗体2が接続され、第2の入力端子11bと第3の入力端子11cには前記ショーケース1の電源スイッチ5の冷非切換接点5bが接続されるようになされている。
また、前記第1の入力端子11aと前記第3の入力端子11cとの間には所定の抵抗値を有する抵抗器19が接続されており、前記第1の入力端子11aは測温抵抗体入力回路12の定電流源13の一端と増幅器14の非反転入力に接続されている。そして、前記第2の入力端子11bと前記増幅器14の反転入力は接地に接続されている。
前記測温抵抗体入力回路12の出力はA/D変換器15に入力され、該A/D変換器15の出力データはCPU16に入力される。CPU16には、表示部17と通信部18が接続されており、通信部18は前記上位制御機器20と接続されている。
このように構成された冷却装置用の制御装置において、前記ショーケース1の電源が投入されている(電源オン/オフ接点5aがオン、冷非切換接点5bがオフ)とき(通常状態)は、前記定電流源13からの電流が測温抵抗体2に流れたときに測温抵抗体2の両端(入力端子11aと11bの間)に現れる電位差が増幅器14で増幅され、A/D変換器15でデジタルデータに変換されてCPU16に入力される。CPU16では入力データに対してスケーリング処理等の演算を行い、測定温度を前記表示部17に表示し、さらに通信部18により上位制御機器20へ温度データを送信する。また、CPU16であらかじめ設定された上限警報設定値を越えたり、あるいは下限警報設定値を下回る異常値を検出した場合や接点の短絡・開放を検出した場合は、警報状態を前記表示部17に表示し、通信部18により上位制御機器20へ通知する。なお、測定値自体や接点の状態を示す情報も上位制御機器20に通知してもよい。さらに、上位制御機器20は電話回線などを通じて遠隔監視システム(不図示)に警報状態、測定値等を伝送してもよい。
また、ショーケース1の電源がオフとされたときは、警報が無効(警報機能を停止)とされる。すなわち、ショーケースの電源スイッチ5がオフにされると冷非切換接点5bがオンとなり、入力端子11b,11cが短絡され、抵抗器19が測温抵抗体2に対して並列に接続される。これにより、測温抵抗体入力回路12に入力される電圧データが瞬時に低下し、その変化をCPU16が検出したときに、CPU16は警報機能を無効とする。
一方、ショーケース1の電源が投入されたときは、警報が有効(警報機能を動作)とされる。すなわち、ショーケース1の電源スイッチ5がオンにされると冷非切換接点5bがオフとなり、温度センサ(測温抵抗体)2と並列に接続された抵抗器19が切り離され、測温抵抗体入力回路12に入力される電圧データが瞬時に上昇する。その変化をCPU16が検出したときに、CPU16は警報を有効とする。ただし、前述と同様に、無用な警報を回避するために、あらかじめ設定した所定時間の間は警報機能を無効とする。
なお、CPU16では、通常、スケーリング処理の前に一次遅れフィルタ等のソフト処理が入っており、前記変化を検出するには所定時間かかるが、実際の計測データが温度センサ(測温抵抗体)2の温度から温度センサ2と抵抗器19の合成抵抗による温度に到達するまでにかかる時間、あるいは温度センサ2と抵抗器19の合成抵抗による温度から温度センサ2の温度に到達するまでにかかる時間よりも十分に短い時間であるため、検出することが可能となる。
図2は、本発明の冷却装置用の制御装置の他の実施の形態の構成を示すブロック図である。この図において、前記図1と同一の構成要素には同一の番号を付し、説明を省略する。
図示するように、この実施の形態においては、前記抵抗器19をショーケース1側に、前記冷非切換接点5bと直列に設け、該抵抗器19と冷非切換接点5bとの直列回路を前記測温抵抗体2と並列に、信号入力機器10の入力端子11a,11bに接続するようにしている。
この実施の形態においても、前述した実施の形態と同様に、冷非切換接点5bが導通状態となったときに測温抵抗体2に抵抗器19が並列に接続され、測温抵抗体2と抵抗器19の合成抵抗が測温抵抗体入力回路12に入力され、前記図1の場合と同様に動作する。
このように、この実施の形態によれば、11aと11bの2つの入力端子ですむ。
上記図1に示した本発明の実施の形態の動作について、図3を用いて詳細に説明する。なお、図2の実施の形態の場合にも同様に動作する。
図3において、(a)はショーケース1の庫内温度、(b)は前記信号入力機器10の検出データの例を示しており、縦軸は温度、横軸は共通の時間軸である。なお、ここでは、測温抵抗体2として白金センサー(Pt1000)を使用し、抵抗器19の抵抗値を5kΩとした。
ここで、初期状態では、ショーケース1及び制御装置(信号入力機器10)のいずれも電源が投入されておらず、庫内温度は20℃であるとする。また、制御装置は、起動時には非冷モードとされ、温度の監視を行わない(無効とする)ようになされている。そして、冷却装置の冷却が開始されたときに監視モード(通常モード)となり、庫内温度を監視して、上限警報設定値を超えたとき、又は下限警報設定値よりも低くなったときに警報を発生するようになされている。
図3の(b)において、(1)で示す時刻に制御装置(信号入力機器)10の電源が投入されたとする。ショーケース1の電源は投入されていないため、冷非切換接点5bはオン状態であり、測温抵抗体2と抵抗器19が信号入力機器10の入力に並列に接続されている。測温抵抗体2は庫内温度(20℃)に対応する抵抗値となっているが、測温抵抗体2と並列に抵抗器19が接続されているため、信号入力機器10のCPU16により検出されるデータは実際の庫内温度よりも非常に低い値(図では、約−28℃)となっている。ただし、制御装置は非冷モードであるため、警報は発せられない。
時刻(2)となって、ショーケース1の電源スイッチ5が投入されると、電源オン/オフ接点5aが導通してショーケース1の冷却動作が開始されるとともに、冷非切換接点5bが非導通となり、抵抗器19と接地とを結ぶ回路が切断される。これにより、測温抵抗体2のみが信号入力機器10の入力に接続されることとなり、図示するように、検出データは庫内温度(20℃)に対応する値の近傍まで急速に上昇する。前記CPU16は、この検出データの急速な上昇を検出して、前記冷非切換接点5bがオフ状態となったと判断し、監視モード(通常モード)に移行する。ただし、同時に、マスクタイマーを動作させてマスクタイマーで規定される時間の間は、警報を発生しないように動作する。ここで、前記CPU16は、検出データが所定時間内に所定値以上上昇したときに、前記冷非切換接点5bが非導通状態になったと判断する。例えば、数サンプルの間に20℃以上の温度の上昇を検出したときに、冷非切換接点5bが非導通となったと判断する。
そして、マスクタイマーは、その設定時間を経過すると庫内温度が目標設定値の近傍となる時間に設定されており、図示するように、マスクタイマーの設定時間が経過した後は、通常の監視動作が行われる。
全商品が売れるなどして、時刻(3)にショーケース1の電源がオフとされたときは、前記冷非切換接点5bが導通状態となり、前記測温抵抗体2と並列に抵抗器19が接続されることとなる。これにより、前記信号入力機器10に接続される抵抗値が小さな値となり、その両端の電位差が低下して、検出される温度は急速に低下する(図では、−30℃以下まで低下している)。
CPU16は、この検出データの急速な低下を検出して、前記冷非切換接点5bが導通状態となったこと、すなわち、前記ショーケース1の電源がオフとされ非冷状態となったと判断し、監視を行わない非冷モードに移行する。なお、この検出データの急速な低下も、所定時間内に所定値以上検出値が低下したこと、具体的には、所定サンプルの間に検出値が所定値(例えば20℃)以上低下したことにより検出する。
そして、商品が補充されるなどして時刻(4)に再びショーケース1の電源が投入されると、前記冷非切換接点5bが導通し、前記時刻(2)の場合と同様に、検出値が急速に上昇する。前記CPU16は、これを検出して、監視モードに移行するが、前述と同様に、マスクタイマーにより規定される時間は警報の発生を行わない。
図示するように、時刻(5)に検出値が上限警報設定値を上回ったときは、前記マスクタイマーの動作を開始させる。そして、その設定時間を経過した時刻(6)においても、検出値が上限警報値を上回っている場合には、警報を発生する。
このように、本発明の冷却装置用の制御装置によれば、温度計測値が所定時間に所定値以上変化したことにより非冷状態から冷却状態又は冷却状態から非冷状態になったことを検出することができ、それに基づいて、警報出力の無効/有効を制御することができる。
また、接点信号用の入力端子を別途設けることなく、測温抵抗体用の入力端子からの入力信号により、接点のオン/オフを検出することができる。
なお、上述した実施の形態においては、上位制御機器20に測定値や運転状況及び警報を通知する店舗管理システムであったが、これに限られることはない。すなわち、上位制御機器20が設けられておらず、CPU16が冷却装置1の庫内温度があらかじめ設定した値となるように制御する温度制御などの制御を行うものであっても、同様に本発明を適用することができる。
また、上記においては、信号入力機器10は、冷非切換接点5bのオン/オフを検出するようにしていたが、他の接点のオン/オフについても同様の手法を適用することができる。
さらにまた、図1及び図2に示した実施の形態における信号入力機器10においては、1点の温度センサーを接続する実施の形態を示したが、これに限られることはなく、複数のセンサーを接続するようにしてもよい。例えば、8チャンネルのA/D変換器を備えて、8点のセンサーや接点信号を接続するようにすることもできる。
本発明の冷却装置用の制御装置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。 本発明の冷却装置用の制御装置の他の実施の形態の構成を示すブロック図である。 本発明の冷却装置用の制御装置の動作を説明するための図である。 従来の冷却装置用の制御装置の構成を示すブロック図である。
符号の説明
1:ショーケース、2:測温抵抗体、3:供給電源、4:ショーケースの電源回路、5:ショーケース電源スイッチ、5a:電源オン/オフ接点、5b:冷非切換接点、10:信号入力機器、11a,11b,11c:入力端子、12:測温抵抗体入力回路、13:定電流源、14:増幅器、15:A/D変換器、16:CPU、17:表示部、18:通信部、19:抵抗器、20:上位制御機器

Claims (3)

  1. 冷却装置への電源供給がオン状態のときに前記冷却装置の庫内温度を監視して異常値となったときに警報を通知する監視モードで動作し、前記冷却装置への電源供給がオフ状態のときは前記庫内温度の監視を行わない非冷モードで動作するようになされた冷却装置用の制御装置であって、
    前記冷却装置内に設置され、前記冷却装置の庫内温度を計測する測温抵抗体と、
    前記冷却装置と接続する第1、第2及び第3の端子であって、前記冷却装置内において、前記第1の端子と前記第2の端子の間に前記測温抵抗体が接続され、前記第2の端子と前記第3の端子の間に、前記冷却装置の電源スイッチのオン/オフ接点と連動し、前記オン/オフ接点がオン状態のときオフ状態となり、オフ状態のときにオン状態となる冷非切換接点が接続されている第1、第2及び第3の端子と、
    前記第1の端子と前記第3の端子の間に接続された所定の抵抗値を有する抵抗器と、
    前記第1の端子と、接地に接続された前記第2の端子との間の電圧を増幅する増幅器と、
    前記増幅器の出力をデジタルデータに変換するアナログデジタル変換器と、
    前記アナログデジタル変換器の出力が入力される処理装置であって、前記アナログデジタル変換器からの入力データに基づいて前記庫内温度の計測値を取得し、該庫内温度の計測値が所定の短時間内に所定量以上上昇したことを検出したときに、前記冷却装置への電源供給がオン状態にされたものと判断して前記警報モードに移行するとともに、前記警報の通知を所定時間無効とした後に有効とし、また、前記庫内温度の計測値が所定の短時間内に所定量以上低下したことを検出したときに、前記冷却装置への電源供給がオフ状態にされたものと判断して前記非冷モードに移行する処理装置と
    を有することを特徴とする冷却装置用の制御装置。
  2. 冷却装置への電源供給がオン状態のときに前記冷却装置の庫内温度を監視して異常値となったときに警報を通知する監視モードで動作し、前記冷却装置への電源供給がオフ状態のときは前記庫内温度の監視を行わない非冷モードで動作するようになされた冷却装置用の制御装置であって、
    前記冷却装置内に設置され、前記冷却装置の庫内温度を計測する測温抵抗体と、
    前記冷却装置と接続する第1及び第2の端子であって、前記冷却装置内において、前記第1の端子と前記第2の端子の間に、前記測温抵抗体と並列に、前記冷却装置の電源スイッチのオン/オフ接点と連動し、前記オン/オフ接点がオン状態のときオフ状態となり、オフ状態のときにオン状態となる冷非切換接点と所定の抵抗値を有する抵抗器の直列回路が接続されている第1及び第2の端子と、
    前記第1の端子と、接地に接続された前記第2の端子との間の電圧を増幅する増幅器と、
    前記増幅器の出力をデジタルデータに変換するアナログデジタル変換器と、
    前記アナログデジタル変換器の出力が入力される処理装置であって、前記アナログデジタル変換器からの入力データに基づいて前記庫内温度の計測値を取得し、該庫内温度の計測値が所定の短時間内に所定量以上上昇したことを検出したときに、前記冷却装置への電源供給がオン状態にされたものと判断して前記警報モードに移行するとともに、前記警報の通知を所定時間無効とした後に有効とし、また、前記庫内温度の計測値が所定の短時間内に所定量以上低下したことを検出したときに、前記冷却装置への電源供給がオフ状態にされたものと判断して前記非冷モードに移行する処理装置と
    を有することを特徴とする冷却装置用の制御装置。
  3. 前記処理装置は、前記冷却装置の庫内温度があらかじめ設定した値となるように前記冷却装置を制御するものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の冷却装置用の制御装置。
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