JP4922573B2

JP4922573B2 - 冷凍システム用通信装置

Info

Publication number: JP4922573B2
Application number: JP2005142569A
Authority: JP
Inventors: 幸久角田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2005-05-16
Filing date: 2005-05-16
Publication date: 2012-04-25
Anticipated expiration: 2025-05-16
Also published as: JP2006319856A

Description

本発明は、冷凍システムを構成する複数の装置に配置され、互いに通信回線で接続された冷凍システム用通信装置に関する。

従来より、空気調和装置や吸収式冷凍機等の空調システムは、空調負荷や客先の要望等により、空気調和装置や吸収式冷凍機等が複数台、離間して設置される場合がある。この種の空調システムは、離れて配置された各装置間の情報の授受が、各装置に設置された通信装置（冷凍システム用通信装置）を介して行われ、また、この空調システム全体を制御する集中制御装置が配置される場合は、この集中制御装置と各装置の通信装置との間で情報の授受が行われる（例えば、特許文献１）。
特開平１１−３４４２４８号公報

しかし、上記空調システムは、通信配線長が数キロに及ぶ場合があり、外来ノイズの影響を受けやすい、このため、外来ノイズの影響により通信波形に歪みやなまりが生じ、受信側で通信データを誤検知してしまうおそれがある。

また、この種の空調システムは、設置状況に応じて通信配線長や外来ノイズの影響が変化するため、仮に通信波形を補正するための素子（抵抗等）を介装するようにした場合、設置状況に応じて素子の選定作業（いわゆる終端抵抗値の選定）が必要となり、作業が煩雑となる。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、設置状況に依存することなく、簡易に通信データの誤検知を低減することができる冷凍システム用通信装置を提供することを目的としている。

上述した課題を解決するため、本発明は、冷凍システムを構成する複数の装置に設置され、互いに通信回線で接続された冷凍システム用通信装置において、受信信号の目標デューティ比よりもＬレベルのデューティ比が大きい予め定めたデューティ比で送信信号を前記通信回線に出力する通信用回路と、前記通信回線を介して受信した受信信号のＬレベルとなる波形の時間調整により前記受信信号のデューティ比を調整可能な波形整形回路と、前記受信信号のデューティ比が前記目標デューティ比となるように前記波形整形回路を制御する制御回路とを備えることを特徴とする。
この構成によれば、受信信号のデューティ比が目標デューティ比となるように波形整形回路を制御するので、通信波形に歪みやなまりが生じても受信データ波形を理想の波形に調整でき、設置状況に依存することなく通信データの誤検知を低減できる。

上記構成において、制御回路が、受信信号のうち予め定めたビットパターンにおけるＬレベルの信号の継続時間を計測し、この継続時間が、予め定めた基準時間となるように波形整形回路を制御するようにしてもよい。また、上記構成において、制御回路が、信号の受信を検知する毎に、受信信号のデューティ比が目標デューティ比となるように波形整形回路を制御する処理を行うようにしてもよい。また、波形整形回路が、受信信号のアナログデジタル変換を行うコンパレータの閾値レベルを可変して受信信号のデューティ比を調整可能にすることが好ましい。

上記構成において、制御回路が、受信信号のうち予め定めたビットパターンにおける所定レベルの信号の継続時間を計測し、この継続時間が、予め定めた基準時間となるように波形整形回路を制御するようにしてもよい。また、上記構成において、制御回路が、信号の受信を検知する毎に、受信信号のデューティ比が目標デューティ比となるように波形整形回路を制御する処理を行うようにしてもよい。また、波形整形回路が、受信信号のアナログデジタル変換を行うコンパレータの閾値レベルを可変して受信信号のデューティ比を調整可能にすることが好ましい。

本発明は、冷凍システム用通信装置が、受信信号のデューティ比を調整可能な波形整形回路と、受信信号のデューティ比が目標デューティ比となるように前記波形整形回路を制御する制御回路とを備えるので、設置状況に依存することなく、簡易に通信データの誤検知を低減することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳述する。

図１は、本発明に係る冷凍システムの一実施例に係る空調システムを示す図である。

図１に示す空調システム１０は、複数台の空気調和装置１１、１２、１３を第１遠隔監視装置１４、第２遠隔監視装置１５、第３遠隔監視装置１６を介して集中制御装置１７により集中制御するものである。このうち、第１遠隔監視装置１４が複数台の空気調和装置１１を遠隔監視し、第２遠隔監視装置１５が複数台の空気調和装置１２を遠隔監視し、第３遠隔監視装置１６が複数台の空気調和装置１３を遠隔監視する。また、第１遠隔監視装置１４、第２遠隔監視装置１５及び第３遠隔監視装置１６は、互いに通信回線４０ａで接続され、第１遠隔監視装置１４が代表して通信回線４０ｂを介して集中制御装置１７との通信を実施する。

空気調和装置１１〜１３は、何れも、図２に示すように、室外機１８と室内機１９とが冷媒配管（図示せず）で連結され、また、通信回線４０ｃを介して第１〜第３遠隔監視装置１４〜１６と接続されている。また、室内機１９は、リモートコントローラ（リモコン）２０により赤外線等を用いて接続される。

これら空気調和装置１１〜１３、第１〜第３遠隔監視装置１４〜１６及び集中制御装置１７には、所定の通信規格（HBS(Home Bus System)等）に対応した通信装置（冷凍システム用通信装置）３０が設置されており、これら通信装置３０が互いに通信回線４０ａ〜４０ｃで接続され、これら通信装置３０により各装置間でデータ通信が行われる。

第１遠隔監視装置１４、第２遠隔監視装置１５及び第３遠隔監視装置１６は同一に構成され、各遠隔監視装置１４〜１６の監視対象に割り当てられた空気調和装置１１〜１３との間の通信により空気調和装置１１〜１３の運転情報に異常があるか否かを判断する。そして、異常があれば、第２遠隔監視装置１５及び第３遠隔監視装置１６は、その旨を第１遠隔監視装置１４に送信し、第１遠隔監視装置１４は、集中制御装置１７との通信を介して集中制御装置１７による集中制御に寄与する。

集中制御装置１７は、例えば一般のコンピュータシステムが適用され、第１遠隔監視装置１４から異常が生じた旨の情報を受信すると、その情報に基づき、第１遠隔監視装置１４、第２遠隔監視装置１５、第３遠隔監視装置１６又は空気調和装置１１〜１３から、異常の詳細や空気調和装置１１〜１３の運転状態に関する詳細な情報を取得する。

図３は、通信装置３０の構成を示す図である。通信装置３０は、通信用ＩＣ３１とマイクロコンピュータ（マイコン（制御回路））３２とを備えている。通信用ＩＣ３１は、通信規格に従って通信データを送受するものであり、通信回線４０ａ〜４０ｃに接続されると共に、この通信用ＩＣ３１の入力ＩＮには、マイコン３２の送信信号出力ＰＡからの信号（送信データ）ＳＳが入力され、この信号ＳＳを通信回線４０ａ〜４０ｃに送信する。本構成では、通信用ＩＣ３１は、送信データのデューティ比をＬレベルが７５％、Ｈレベルが２５％で出力するように構成されている。

また、この通信用ＩＣ３１は、通信回線４０ａ〜４０ｃを介して受信した信号ＳＪ１を出力ＯＵＴから出力する。この受信信号ＳＪ１は、積分回路３３を介してコンパレータ３４の一方の入力に供給され、このコンパレータ３４の他方の入力に供給される閾値レベルＬ０と比較され、このコンパレータ３４の出力がマイコン３２の受信信号入力ＰＣとデューティ比演算用入力ＰＤとに入力される。すなわち、上記コンパレータ３４は、アナログ信号の受信信号ＳＪ１をアナログデジタル変換してマイコン３２に出力する。

ここで、本構成では、通信装置３０の電力入力端子Ｔ０とグランドラインＧＮＤとの間に波形整形回路５０と抵抗Ｒ１とが直列接続され、この波形整形回路５０と抵抗Ｒ１との間の電圧が、コンパレータ３４に閾値レベルＬ０として供給される。この波形整形回路５０は、当該波形整形回路５０の抵抗値（合成抵抗値）を可変する機能を有し、これによって、閾値レベルＬ０を調整するものである。

詳述すると、この波形整形回路５０は、図４に示すように、電力入力端子Ｔ０とグランドラインＧＮＤ間に常時接続される抵抗Ｒ２と、アナログスイッチＳＷ１により抵抗Ｒ２に選択的に並列接続される抵抗Ｒ３と、アナログスイッチＳＷ２により抵抗Ｒ２に選択的に並列接続される抵抗Ｒ４と、アナログスイッチＳＷ３により抵抗Ｒ２に選択的に並列接続される抵抗Ｒ５とを備え、これらアナログスイッチＳＷ１〜ＳＷ３は、マイコン３２のセレクト出力ＰＢから出力されるセレクト信号ＳＥＬ０、ＳＥＬ１、ＳＥＬ２により開閉が制御される。そして、マイコン３２は、アナログスイッチＳＷ１〜ＳＷ３の開閉を８種類の組み合わせで制御することによって、波形整形回路５０の合成抵抗値を８段階で可変可能に構成されている。

図５は、抵抗Ｒ２を１０ｋΩ、抵抗Ｒ３を２２ｋΩ、抵抗Ｒ４を３９ｋΩ、抵抗Ｒ５を７７ｋΩにした場合に設定した場合の波形整形回路５０の合成抵抗値を示している。この場合、合成抵抗値が５．２ｋΩ（ＬＥＶＥＬ１）〜１０ｋΩ（ＬＥＶ８）の範囲で可変し、この合成抵抗値が大きい程、閾値レベルＬ０が大きい値に設定される。なお、波形整形回路５０の回路構成は、上記構成に限定されず、抵抗値を可変可能な範囲で任意に変形が可能である。

マイコン３２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等から構成され、ＣＰＵがＲＯＭに格納された制御プログラムを実行することにより、通信装置３０全体の制御を行う。

次に、マイコン３２の動作を説明する。なお、波形整形回路５０のデフォルトの合成抵抗値は下限値及び上限値を除く値、例えば、図５に示すLEVEL7に設定されている。以下、マイコン３２の動作を図６に示すフローチャートを用いて詳述する。なお、本構成において、マイコン３２の受信信号入力ＰＣに入力される受信データＳＪ２（図３）の設計値は５０％デューティに設定されている。

まず、マイコン３２は、受信信号入力ＰＣに入力される信号（受信信号）ＳＪ２の立ち上がりエッジを検出すると、つまり、通信データの受信を検知すると、抽出時間ＴＭの計測用タイマーのカウントを開始する（ステップＳ１）。

次に、マイコン３２は、デューティ比演算用入力ＰＤに入力される信号（受信信号）ＳＪ１の立ち下がりエッジから立ち上がりエッジまでの時間、つまり、受信信号のＬレベルの時間ＴＬの計測を開始し、各計測時間をＲＡＭに記憶させる（ステップＳ２）。続いて、マイコン３２は、１フレームのデータを受信したら、ＲＡＭに記憶した時間ＴＬのデータのうち、予め設定した設定範囲（例えば、通信のボーレート値から換算して８０％〜１６０％）内のデータを抽出することにより、通信ビットデータで「１０１」パターンデータを抽出する。但し、ノイズによる誤検知を防止するため、エッジ検出後、一定時間レベルが継続しない信号（信号レベルが安定しない信号）は抽出対象から排除する。

マイコン３２は、抽出時間ＴＭが予め定めた設定時間Ｘを超えるまでは（ステップＳ４：NO）上記ステップＳ２及びＳ３を繰り返す一方、抽出時間ＴＭが設定時間Ｘを超えると（ステップＳ４：YES）、抽出した「１０１」パターンデータのＬ波形の時間ＴＬのうち、全体の１０％程度のデータについての平均値ＡＶを演算により求める（ステップＳ５）。そして、平均値ＡＶを得ると、マイコン３２は、平均値ＡＶに基づいて波形整形回路５０の合成抵抗値を可変制御し（ステップＳ６）、ステップＳ１の処理に移行し、上記ステップＳ１〜Ｓ６の処理を繰り返す。

上記ステップＳ６の処理を詳述すると、マイコン３２は、平均値ＡＶと予め定めた基準値（５０％デューティのＬ波形の時間（基準時間）に相当）とを比較し、平均値ＡＶが基準値より大きければ、図７（Ａ）に示すように、閾値レベルＬ０が１段階高いレベルＬ０ｂになるように波形整形回路５０を制御し、図７（Ｂ）に示すように、受信信号入力ＰＣに入力される受信信号ＳＪ２の波形を小さくする。

一方、平均値ＡＶが基準値より小さければ、マイコン３２は、図７（Ａ）に示すように、閾値レベルＬ０が１段階低いレベルＬ０ｃになるように波形整形回路５０を制御し、図７（Ｃ）に示すように、受信信号ＳＪ２の波形を長くする。これによって、受信信号ＳＪ２のデューティ比が目標のデューティ比に向けて段階的に制御され（例えば「LEVEL7」→「LEVEL6」→「LEVEL5」）、受信データ波形が目標の５０％デューティの波形に調整される。

以上説明したように、本実施形態では、通信装置３０に、受信信号ＳＪ２のデューティ比を調整可能な波形整形回路５０を設け、受信信号ＳＪ２のデューティ比が目標デューティ比となるように波形整形回路５０を制御するので、通信波形に歪みやなまりが生じても受信データ波形を理想の波形に調整でき、簡易に通信データの誤検知を低減できる。しかも、通信データの受信を検知する毎に、波形整形回路５０の制御処理を実行するので、任意の設置状況や外来ノイズの影響（動的な変化も含む）に対応することができ、設置状況に応じた素子の選定作業等を必要としない。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更実施が可能である。例えば、上記実施形態では、室外機と室内機からなる空気調和装置を備える空調システムの通信装置に本発明を適用する場合について例示したが、要は、冷凍システムを構成する複数の装置を備え、各装置に通信装置が設置される場合に広く本発明を適用することができ、例えば、吸収式冷凍機等の空調システム、ショーケースや自動販売機や冷蔵庫等を構成装置とする冷凍システムの通信装置に広く適用することができる。

本発明に係る冷凍システムの一実施例に係る空調システムを示す図である。空気調和装置の構成を示す図である。通信装置の構成を示す図である。波形整形回路の構成を周辺構成と共に示す図である。波形整形回路の合成抵抗値の説明に供する図である。マイコンの動作を示すフローチャートである。Ａは波形整形前の受信波形を示す図であり、Ｂ及びＣは波形整形後の受信波形を示す図である。

符号の説明

１０空調システム（冷凍システム）
１１〜１３空気調和装置
１４〜１６第１〜第３遠隔監視装置
１７集中制御装置
３０通信装置（冷凍システム用通信装置）
３１通信用ＩＣ
３２マイクロコンピュータ（制御回路）
３３積分回路
３４コンパレータ
４０ａ〜４０ｃ通信回線
５０波形整形回路
ＳＪ１、ＳＪ２受信信号
Ｒ１〜Ｒ５抵抗
ＳＷ１〜ＳＷ３アナログスイッチ

Claims

冷凍システムを構成する複数の装置に設置され、互いに通信回線で接続された冷凍システム用通信装置において、
受信信号の目標デューティ比よりもＬレベルのデューティ比が大きい予め定めたデューティ比で送信信号を前記通信回線に出力する通信用回路と、前記通信回線を介して受信した受信信号のＬレベルとなる波形の時間調整により前記受信信号のデューティ比を調整可能な波形整形回路と、前記受信信号のデューティ比が前記目標デューティ比となるように前記波形整形回路を制御する制御回路とを備えることを特徴とする冷凍システム用通信装置。
前記制御回路は、受信信号のうち予め定めたビットパターンにおけるＬレベルの信号の継続時間を計測し、この継続時間が、予め定めた基準時間となるように、前記波形整形回路を制御することを特徴とする請求項１に記載の冷凍システム用通信装置。
前記制御回路は、信号の受信を検知する毎に、受信信号のデューティ比が目標デューティ比となるように前記波形整形回路を制御する処理を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の冷凍システム用通信装置。
前記波形整形回路は、前記受信信号のアナログデジタル変換を行うコンパレータの閾値レベルを可変することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の冷凍システム用通信装置。