JP4832536B2

JP4832536B2 - 設備機器コントローラ

Info

Publication number: JP4832536B2
Application number: JP2009019463A
Authority: JP
Inventors: 正之小松; 紀之久代; 善朗伊藤; 成憲中田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-01-30
Filing date: 2009-01-30
Publication date: 2011-12-07
Anticipated expiration: 2029-01-30
Also published as: JP2010178127A

Description

この発明は、ビルや工場等における空気調和機や照明等の設備機器とセンサやＩＯ機器により制御する他の機器とを連携動作させるシステムの設備機器コントローラに関するものである。

従来のビル設備機器システムは、例えば高性能／高機能なビル監視装置により、集中制御を行い、照明機器と空気調和機が連携動作するような場合においてもビル監視装置により各機器の状態監視と制御が行われるのが一般的である。最近では設備機器システムの規模によってはサブネット構成をとり、決められたゾーン単位での制御を実現するシステムや限定的ではあるがセンサー機器からの通知信号を例えば空気調和機のコントローラが直接解釈してビル監視装置の制御なしに連携動作するシステムがある（例えば、特許文献１参照）。
また、各機器のコントローラには複数種（例えば空気調和機と照明機器）の機器を制御できる機能を有する設備機器コントローラがある（例えば、特許文献２参照）。
但し、一般的には空気調和機や照明機器等で異なるメーカの場合、仕様の違い等から統合した設備機器コントローラを実現することは困難となる。その為、現実的には仕様が標準規格等により開示されたネットワークに対応した設備機器コントローラを介して各社設備機器が前記開示されたネットワークに接続され、標準規格等で開示された範囲で各設備機器の連携機能制御がビル監視装置を用いた設備機器システム上で実現される。

特開２００８−１７６７６７号公報（第１図及び［００３２］）特開平７−１２１２１０号公報（第１図）

従来例のように高性能・高機能なビル監視装置と高価なネットワークシステムにより構築する設備機器システムは、たかだか数点の機器またはセンサ類との連携動作を行う小規模なビル及び工場等では、過剰スペック且つ導入コストが高額となり連携動作可能な設備機器システムの導入が困難となる場合が多かった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、安価でかつ物件毎にユーザーニーズに柔軟に対応する設備機器システムを得るために、他設備機器連携動作アプリケーション開発及びそのアプリケーション部の書換えが容易な設備機器コントローラを得ることを目的とする。

本発明に係る設備機器コントローラは、一又は複数の空気調和機、照明装置及び換気装置の何れか一つを少なくとも含む主たる設備機器に接続され、前記主たる設備機器の操作を行う為の表示装置及び操作ボタンを有する設備機器コントローラであって、一又は複数の主たる設備機器を制御するための主たる設備機器通信部と、前記主たる設備機器以外の他の設備機器を操作器に接続する個別の入力部、出力部、又は通信インターフェースの少なくとも一つ以上を備えた他設備機器通信部と、前記主たる設備機器通信部と他設備機器通信部と接続され、前記主たる設備機器や前記他の設備機器の運転状態などの機器情報を管理するデータベース部と、前記データベース部と接続され、入出力することにより主たる設備機器を操作、制御する主たる設備機器制御アプリケーション部と、前記データベースと接続され、入出力することにより少なくとも一つ以上の前記他の設備機器、又は前記他の設備機器と前記主たる設備機器を連携操作、制御するものであって、任意の操作制御アルゴリズムに書換え可能な他設備機器連携制御アプリケーション部と、前記書換えを実行するための開発環境接続インターフェース部と、前記他設備機器連携制御アプリケーション部による主たる設備機器の制御コマンドを操作ボタンによる操作と同じにする連携制御インターフェース部と、前記連携制御インターフェース部から操作ボタン操作時と同等の入力データを受け付けて、前記主たる設備機器制御アプリケーション部の制御データに変換する操作ボタン連携処理部とを備えるものである。

この発明の設備機器コントローラは、従来ビル監視装置等の高価な集中制御装置を介して接続していた他の設備機器を直接前記設備機器コントローラに接続し連携操作することが可能となる為、小規模なビルや店舗や工場等の設備システムを安価に設置できるという効果がある。
また、他設備機器接続部には物件毎に種々の機器が接続される為、他設備機器の連携制御部は書換え可能となるように構成し、設備機器コントローラ開発メーカだけでなく、例えばシステムインテグレータ等が当該設備機器コントローラ上に接続した他設備機器に適した連携制御操作プログラムを開発し搭載することが可能となり、ユーザのニーズに合わせたシステムの構築を容易に実現できる効果がある。

この発明の実施の形態１に係る設備機器コントローラのソフトウェア構成図である。この発明の実施の形態１に係る設備機器コントローラのハードウェア構成図である。この発明の実施の形態１の解析用信号出力を示す図である。この発明の実施の形態２の連動制御方法を示す図である。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る設備機器コントローラのソフトウェア構成を示すものである。一般にこのようなコントローラの機能を構成するには、マイクロコンピュータを利用してソフトウェアで実現することが容易な方法であり、図１での各部は、マイクロコンピュータのソフトウェアの構成として記述する。

図１において、設備機器コントローラ１は、主たる設備機器通信部２及び他設備機器通信部３を備えている。主たる設備機器通信部２は、一または複数の設備機器Ａと接続する為の通信部である。他設備機器通信部３は、一または複数の他設備機器Ｂ/Ｃ等が接続された他設備機器ネットワーク（フィールドバス等）やその他センサーやＩＯ機器等と接続する為の通信部である。
また、設備機器コントローラ１は、データベース部４、主たる設備機器制御アプリケーション部５、他設備機器連携制御アプリケーション部６、プログラム書換え管理部８、ユーザーインターフェース部９、表示制御部１０、及び操作ボタン検出部１１を備えている。データベース部４は、主たる設備機器通信部２及び他設備機器通信部３を介して機器操作を実現するための接続機器制御情報を格納する。主たる設備機器制御アプリケーション部５は、データベース部４を操作して主たる設備機器Ａの操作及び機能制御を行う。他設備機器連携制御アプリケーション部６は、同様にデータベース部４を操作して他設備機器通信部３に接続される他設備機器を主たる設備機器と連携動作及び自動制御又は他設備機器に対する独立した操作及び制御を行う。インタプリタ７は、他設備機器連携制御アプリケーション部６を実行する。プログラム書換え管理部８は、この発明の開発環境接続インターフェース部に相当し、他設備機器連携制御アプリケーション部６を他設備機器通信部３に接続される他設備機器に合わせて書き換える。ユーザーインターフェース部９は、使用者が操作するために必要な表示装置や操作ボタンを制御する。

図２は、この発明の実施の形態１における設備機器コントローラのハードウェア構成を示すものである。図１と同じものは、同じ番号を付す。図２は、先に述べたようにこの発明の設備機器コントローラをマイクロコンピュータで構成した場合のハードウェアの一実施例である。

図２において、設備機器コントローラ１は、主たる設備機器Ａのネットワークと接続する為のインターフェースコネクタ１２、主たる設備機器との通信信号処理を行う第１の通信処理部１３、他設備機器を接続する場合の他設備機器接続インターフェースコネクタ１４、接続される他設備機器との通信信号処理を行う第２の通信処理部１５、設備機器コントローラの機能を実現するマイクロコンピュータ１６及びメモリ１７、電源回路部１８、プログラム書換えインターフェースコネクタ１９、他設備機器連携制御アプリケーション制御モニター用信号出力コネクタ（連携制御検証出力部）２３、ＬＣＤ表示装置２０及び操作ボタン２１を備えている。
第２の通信処理部１５は、図示するように通信ネットワークを備える場合もあれば、同様に図示するように単一の機器を接続する入力、または出力を備える場合があり、インターフェースコネクタ１４はこれらに合わせて搭載し、図示のように複数種搭載する場合もある。メモリ１７は、例えばマイクロコントローラ内蔵の場合もある。

次に、動作について説明する。
動作例は主たる設備機器Ａを空気調和機Ａ、他設備機器Ｂを照明機器Ｂ、他設備機器Ｃを人感センサーＣとして以下に説明する。機器構成は一例であり、物件により、他設備機器としてセンサーやＩＯ機器、換気扇等の比較的単機能な機器が単独で接続される場合もある。さらに言えば、本実施の形態の主たる設備機器を空気調和機の例で示しているが、照明の設備コントローラである場合も考えられ、空気調和機に限るものではない。
このように構成された設備機器コントローラ１において、使用者が表示装置２０の表示情報を確認し、操作ボタン２１を操作することにより、マイクロコンピュータ１６上により、主たる設備機器及び他の設備機器の機能制御を行う。

以下、図１及び図２を用いて本実施の形態における動作の一例として、主たる設備機器と他設備機器連携動作について説明する。
データベース部４には、主たる設備機器通信部２及び他設備機器通信部３に接続されている、機器の制御オブジェクトが格納されている。ここで、機器の制御オブジェクトとは各通信部に接続された機器をソフトウェアにより制御する場合において、接続機器を当該機器が持つ運転情報の集合でモデル化、表現したものである。例えば空気調和機Aの場合には、運転動作を示すON、OFF（あるいは運転、停止）や、運転モード（冷房、暖房など）、空調設定温度（℃）、風向、風速などであり、これらは、空調制御オブジェクトが保有する運転情報で、一般にはプロパティ、又は属性情報といわれる。機器の制御は、ソフトウエアにおいてはこの制御オブジェクトのプロパティの値をたとえばONからOFFに書き換えることで実行される。

他設備機器連携制御アプリケーション部６は、他設備機器Ｂ、Ｃから他設備機器通信部３を介して書き換えられるデータベース部４の他の設備機器の制御オブジェクトのプロパティの変化に応じて、あらかじめプログラムされた連携動作設定に基づいて、データベース部４の主たる設備機器の制御オブジェクトのプロパティの値を変更し、主たる設備機器通信部２を介して主たる設備機器の機能制御を実現し、主たる設備機器Ａと他設備機器ＢやＣとの連携動作を実現する。

このようにデータベース部４の制御オブジェクトのプロパティの値を双方のアプリケーションが監視、操作することにより、データベース部４を介して主たる設備機器と他の設備機器を連携することが可能である。
連携動作は予めプログラムされるか、他設備機器連携制御アプリケーション部６により提供される連携動作モード設定メニューによりユーザが操作ボタンにより設定することも可能である。
設定例として、単純な“照明機器のオンと空気調和機のオンを連動させる”、“ある時刻以降に照明機器がオフした場合に空気調和機をタイマーオフ動作に切り替える”等様々な連携動作設定が可能である。前者の場合の動作としては、使用者が操作ボタン２１を操作することにより照明機器Ｂのオン操作を実行すると、他設備機器連携制御アプリケーション部６は他設備機器通信部３を介して照明機器Ｂのオン制御を実行するとともに、連携動作設定情報を参照し、データベース部４に格納される主たる設備機器のオブジェクトに対してオン制御データを設定し、主たる設備機器通信部２を介して、空気調和機Ａの該当機器をオンする。また場合によっては主たる設備機器制御アプリケーション部８側で、通知された空気調和機Ａのオン操作コマンドの処理、空気調和機Ａの現在の状態検出、オン条件成立等の判定処理を実行し、主たる設備機器通信部２を介して空気調和機Ａのオンを実行する等の制御方法も実現可能である。

これまで述べたように、主たる設備機器と他の設備機器を連携動作させる場合には、他の設備機器は物件により異なるニーズに基づいて異なるものが接続される。接続される設備機器が異なれば、連携動作のアルゴリズムは異なることは明白で、すなわち、他設備機器連携制御アプリケーション部６は、物件毎にその接続する他の設備機器に合わせて書き換えられる必要がある。

以下、プログラムの書換えについて説明する。
プログラム書換えインターフェースコネクタ１９を介してマイクロコンピュータ１６に入力された他設備機器連携制御アプリケーション部６は、プログラム書換え管理部８によって管理されたメモリ領域に格納される。他設備機器連携制御アプリケーション部６はプログラム実行環境であるインタプリタ７によって逐次解釈、実行され、他設備機器連携制御アプリケーション部６が備える連携動作を実現する。

こうしたプログラム書換え機能を備えることで他設備機器連携制御アプリケーション部６をシステムインテグレータが物件毎に最適なプログラムを提供することが可能となり、ユーザニーズに合わせたシステム構築を実現することができる。
しかし、書き換えた他設備機器連携制御アプリケーション部６になんらかの不具合があった場合、設備機器コントローラ１の提供事業者と、これを利用するすなわち他設備機器連携制御アプリケーション部６を製作したシステムインテグレータとの間で、どちらの機能に不具合があるのかを明確にする動作の責任分解点を明確にすることが必要である。本実施の形態による設備機器コントローラ１のプログラム書換え管理部８は、図３に示すように、他設備機器連携制御アプリケーション部６によりデータベース部４の制御オブジェクトにアクセスするインターフェース情報を、マイクロコンピュータ１６のシリアルインターフェースにより解析用モニター信号として他設備機器連携制御アプリケーション制御モニター用信号出力コネクタ２３より外部へ出力する機能を有する。
本実施の形態１においては、主たる設備機器と他の設備機器の連携動作はデータベース部４に備える制御オブジェクトを介して行われるため、制御オブジェクトのプロパティの値の操作や変化を確認することで、その操作内容や操作のタイミング、順序などを解析することにより、設備機器操作の不具合を解析することが可能となる。

以上のように、本実施の形態による設備機器コントローラ１は、主たる設備機器Ａと、他の設備機器Ｂ，Ｃを各々操作すること及び各設備機器を連携させた操作を実現可能にする為、従来のビル統合監視装置のような高機能で高価な設備を構成することなく、設備機器システムを構築できる。よって、小規模のビルや店舗、工場から一般家庭等に連携操作可能な設備機器システムを安価に容易に構築することができる効果がある。そして、他設備機器連携制御アプリケーション部６を書換え可能としたことにより、システムインテグレータにより他設備機器Ｂ、Ｃとの連携制御アプリケーションの開発が可能となり、各物件に適した他設備機器連携制御アプリケーション部６の搭載が容易に実現できる効果がある。
さらに、システムインテグレータが他設備機器連携制御アプリケーション部６を開発し、主たる設備機器のコントローラと同一のコントローラ上で動作することについて、本実施の形態の設備機器コントローラ１は他設備機器連携制御アプリケーション部６による制御をモニターする信号出力機能を備えることにより、障害発生時の責任分解を明確化にすることが可能となり、責任部門の切り分けを容易に行うことができるので、迅速な障害対応が可能となる効果や、第３者によるアプリケーション開発を容易にする効果が得られる。

実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２の主たる設備機器制御アプリケーション部５と他設備機器連携制御アプリケーション部６との連携制御の方法を示す。
図４において、他設備機器連携制御アプリケーション部６は、他設備機器の連携動作の制御を実行する連携制御部６−１と、データベース部４を操作して他設備機器の制御を実行する他設備制御部６−２と、連携制御部６−１から出力される主たる設備機器制御コマンドを操作ボタン操作情報に変換する連携制御インターフェース部６−３とを備えている。ユーザーインターフェース部９は、操作ボタン入力を検出する操作ボタン検出部９−１と、操作ボタン検出部９−１及び連携制御インターフェース部６−３からの操作ボタン情報入力を受け、主たる設備機器制御アプリケーション部５に対して適正な制御コマンドに変換して通知するとともに、連携制御インターフェース部６−３からの入力情報を表示出力する操作ボタン連携処理部９−３と、主たる設備機器制御アプリケーション部５及び他設備機器連携制御アプリケーション部６からの表示データ入力及び操作ボタン連携処理部からの表示データ入力を制御する表示装置インターフェース部９−２とを備えている。本実施の形態２は、上記の他設備機器連携制御アプリケーション部６及びユーザーインターフェース部９の構成が実施の形態１と異なる。

次に、連携動作時の動作を以下に説明する。
操作ボタン２１による操作パターンを操作ボタン連携処理部９−３及び連携制御部６−３でデータベース部４により共有する。連携制御部６−１により実行する主たる設備機器への制御コマンドは、実施の形態１においてはデータベース部４を制御したが、実施の形態２においては連携制御インターフェース部６−３により、操作ボタン２１による操作と同じ情報に変換され、操作ボタン連携処理部９−３に入力される。操作ボタン連携処理部９−３は、操作ボタン２１が操作された場合と同様にボタン入力を実際の主たる設備機器制御アプリケーション部５の制御データに変換処理を行い、主たる設備機器制御アプリケーション部５に通知する。主たる設備機器制御アプリケーション部５は、通常のボタン操作と同様に主たる設備機器Ａの操作制御を実行する。また、操作ボタン連携処理部９−３は主たる設備機器制御アプリケーション部５と他設備機器連携制御アプリケーション部６間で実行される連動動作時のボタン操作情報を、表示装置２０に出力可能とする。表示装置への出力は通常動作では停止し、任意のボタン操作で出力を行うものとする。

以上のように他設備機器連動制御を構成したため、主たる設備機器Ａの制御は必ず主たる設備機器制御アプリケーション部５により実行・管理することが可能となり、高度な連携操作を可能になるとともに、他設備機器連携制御アプリケーション部６との操作に矛盾が生じることを回避する効果が期待できる。
またボタン操作により表示装置２０から、主たる設備機器制御アプリケーション部５と他設備機器連携制御アプリケーション部６の連携制御データをモニタすることで、容易に連携制御の状態を把握することが可能であり、またシステムインテグレータによる他設備機器連携制御アプリケーション部６のプログラム更新時等においても容易に確認を行える効果が得られる。

この発明の活用例として、小規模なビル、店舗、工場及び一般住居に連携動作可能な設備機器システム導入に活用できる。

１設備機器コントローラ、２主たる設備機器通信処理部、３他設備機器通信処理部、４データベース部、５主たる設備機器アプリケーション部、５−１主たる機器制御部、５−２連携制御インターフェース部、６他設備機器連携制御アプリケーション部、６−１連携制御部、６−２他設備制御部、６−３連携制御インターフェース部、７インタプリタ、８プログラム書換え管理部、９ユーザーインターフェース部、９−１操作ボタン検出部、９−２表示装置インターフェース部、９−３操作ボタン連携処理部、１０表示装置制御部、１１操作ボタン入力処理部、１２主たる設備機器ネットワーク接続コネクタ、１３主たる設備機器ネットワーク信号処理部、１４他設備機器ネットワーク接続コネクタ、１５他設備機器ネットワーク信号処理部、１６ＣＰＵ（マイコン）、１７メモリ、１８電源回路部、１９ソフトウェア書換えインターフェースコネクタ、２０ＬＣＤ表示装置、２１操作ボタン、２２シリアル信号送受信部、２３他設備機器連携制御アプリケーション制御モニター用信号出力コネクタ（外部シリアルインターフェース部）。

Claims

一又は複数の空気調和機、照明装置及び換気装置の何れか一つを少なくとも含む主たる設備機器に接続され、前記主たる設備機器の操作を行う為の表示装置及び操作ボタンを有する設備機器コントローラであって、
一又は複数の主たる設備機器を制御するための主たる設備機器通信部と、
前記主たる設備機器以外の他の設備機器を操作器に接続する個別の入力部、出力部、又は通信インターフェースの少なくとも一つ以上を備えた他設備機器通信部と、
前記主たる設備機器通信部と他設備機器通信部と接続され、前記主たる設備機器や前記他の設備機器の運転状態などの機器情報を管理するデータベース部と、
前記データベース部と接続され、入出力することにより主たる設備機器を操作、制御する主たる設備機器制御アプリケーション部と、
前記データベースと接続され、入出力することにより少なくとも一つ以上の前記他の設備機器、又は前記他の設備機器と前記主たる設備機器を連携操作、制御するものであって、任意の操作制御アルゴリズムに書換え可能な他設備機器連携制御アプリケーション部と
前記書換えを実行するための開発環境接続インターフェース部と、
前記他設備機器連携制御アプリケーション部による主たる設備機器の制御コマンドを操作ボタンによる操作と同じにする連携制御インターフェース部と、
前記連携制御インターフェース部から操作ボタン操作時と同等の入力データを受け付けて、前記主たる設備機器制御アプリケーション部の制御データに変換する操作ボタン連携処理部と
を備えることを特徴とする設備機器コントローラ。
前記操作ボタン連携処理部により中継される、他設備機器連携制御の制御コマンドの経過を表示装置に出力して表示させることを特徴とする請求項１記載の設備機器コントローラ。
前記他設備機器連携制御アプリケーション部の入出力される情報を操作器外部に出力する連携制御検証出力部を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の設備機器コントローラ。