JP5879671B2 - Analysis equipment - Google Patents
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Description
本発明は、商用電源または蓄電装置により分析部等の駆動電源を供給(以下、単に電源供給または給電)する分析装置に関する。 The present invention relates to an analyzer that supplies drive power to an analysis unit or the like (hereinafter simply referred to as power supply or power supply) from a commercial power supply or a power storage device.
例えば、水道水の給水栓端末に設置される水質自動測定装置等の分析装置は、水質を連続的に測定してその測定データを水道局の監視室に送信しており、監視室では、受信した測定データを浄水処理工程にフィードバックして水質の監視や維持管理、配管網の監視等を行っている。
特に近年では、地震や洪水等の自然災害が増加する傾向にあり、被災時にも安全な水道水を安定して供給することが強く要請されている。このため、仮に商用電源が災害により停電し、あるいは、いわゆる計画停電となった場合でも、分析装置を継続的に動作させて欠損のない測定データにより水質を連続的に監視し、維持管理することが必要である。
また、最近では、使用時間帯により電力料金を細分して需要家による電力使用量の平準化を促し、ピーク時間帯における給電網全体の電力使用量を抑制する、いわゆるピークカット運転が推奨されており、分析装置への電源供給においてもピークカット運転に寄与できるような運用が求められている。
For example, an analyzer such as an automatic water quality measuring device installed in a tap terminal for tap water continuously measures the water quality and sends the measurement data to the monitoring room of the Waterworks Bureau. The measured data is fed back to the water purification process to monitor and maintain the water quality and monitor the piping network.
Particularly in recent years, natural disasters such as earthquakes and floods tend to increase, and there is a strong demand to stably supply safe tap water even in the event of a disaster. For this reason, even if a commercial power supply fails due to a disaster or a so-called planned power outage, the analyzer should be continuously operated to monitor and maintain water quality continuously using measurement data without any defects. is necessary.
Recently, so-called peak cut operation has been recommended that subdivides the electricity charge according to the time of use and promotes the leveling of the amount of power used by consumers, and suppresses the power consumption of the entire power supply network during peak hours. Therefore, an operation that can contribute to the peak cut operation is also required in the power supply to the analyzer.
ここで、特許文献1〜3には、商用電源等の主電源の他にバッテリー等のバックアップ電源を設け、これらの電源を選択的に使用して各種装置の駆動電源を得るようにした従来技術が開示されている。
すなわち、特許文献1には、設備電源の停電時に無停電電源装置から分析装置の各部へ給電する自動分析装置において、停電時には分析動作に無関係な保冷部等への電力供給を停止し、無停電電源装置の負荷(容量)を低減させる技術が記載されている。
特許文献2には、電子部品等の試験対象物の高温高湿環境試験を行う環境試験装置において、停電時にバッテリー等のバックアップ電源を動作させて試験対象物の雰囲気状態を試験用環境または所定の待機用環境に移行させる技術が開示されている。
特許文献3には、電子機器の電源制御方法において、電子機器の駆動電源を、商用電源等の外部電源とバッテリーとの間で時間帯に応じて切り替える技術が開示されている。
Here, in
That is, in
In Patent Document 2, in an environmental test apparatus that performs a high-temperature and high-humidity environment test of a test object such as an electronic component, a backup power source such as a battery is operated in the event of a power failure to change the atmosphere state of the test object to a test environment or a predetermined environment. A technique for shifting to a standby environment is disclosed.
Patent Document 3 discloses a technique for switching a driving power source of an electronic device between an external power source such as a commercial power source and a battery according to a time zone in a power control method for the electronic device.
特許文献1,2に記載された従来技術は、いわゆる常時商用給電方式の停電時におけるバックアップ電源の効率的かつ適切な運用に関するものであり、ピークカットを意図したものではない。
また、特許文献3に記載された従来技術では、例えば夜間に商用電源によりバッテリーを充電しておき、電力使用量がピークを迎える昼間にバッテリーを使用して電子機器を駆動することが可能である。しかし、この従来技術は、もっぱらポータブルコンピュータについて商用電源による駆動とバッテリー駆動とを電源コントローラにより予め設定した時刻に自動的に切り替えるものであり、電力需要と電力供給の状況によって変化するピークカットの要請にフレキシブルに対応するような着想は開示されていない。
The conventional techniques described in
Further, in the prior art described in Patent Document 3, it is possible to charge the battery with a commercial power source at night, for example, and drive the electronic device using the battery during the daytime when the power consumption reaches its peak. . However, this conventional technology automatically switches between driving with a commercial power source and battery driving at a preset time by a power controller for a portable computer, and demands for peak cuts that change depending on power demand and power supply conditions. There is no disclosure of an idea that flexibly corresponds to the above.
そこで本発明の解決課題は、停電時に備えて配置した一般的な無停電電源装置を非停電時にも有効に活用し、電力需要と電力供給の状況によって変化するピークカットの要請にフレキシブルに対応可能とした分析装置を提供することにある。 Therefore, the solution of the present invention is to effectively use a general uninterruptible power supply device that is arranged in the event of a power failure, and can flexibly respond to peak cut requests that change depending on the power demand and power supply situation It is to provide an analysis apparatus.
上記課題を解決するため、請求項1に係る分析装置は、商用電源からの給電が得られる場合には前記商用電源の電力を用い、前記商用電源からの給電が遮断された場合には蓄電装置の充電電力を用いて電源を供給する無停電電源装置を備え、前記無停電電源装置の出力電力を駆動電源として分析部に供給する分析装置において、
前記商用電源から前記無停電電源装置に至る給電経路に給電遮断手段を備え、
前記分析部は、前記商用電源から前記無停電電源装置への給電を意図的に遮断するための給電遮断信号を前記給電遮断手段に出力可能であることを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, the analyzer according to
Power supply interruption means is provided in the power supply path from the commercial power source to the uninterruptible power supply,
The analysis unit can output a power supply cutoff signal for intentionally cutting off power supply from the commercial power source to the uninterruptible power supply device to the power supply cutoff unit.
請求項2に係る分析装置は、請求項1に記載した分析装置において、前記給電遮断信号は、前記分析部に記憶された時刻情報であって、前記分析部に設けられた入力手段を介してオペレータにより入力された信号または前記分析部に接続された通信手段を介して外部から入力された信号により書き換え可能である時刻情報に基づいて出力されることを特徴とする。
The analysis apparatus according to claim 2 is the analysis apparatus according to
請求項3に係る分析装置は、請求項1または2に記載した分析装置において、前記給電遮断信号は、前記分析部に設けられた入力手段を介してオペレータにより入力された信号、前記分析部に接続された通信手段を介して外部から入力された信号、または、前記分析装置が有するセンサの出力信号に基づいて出力されることを特徴とする。
The analyzer according to claim 3 is the analyzer according to
請求項4に係る分析装置は、請求項1〜3の何れか1項に記載した分析装置において、前記分析部に接続された通信手段は、前記無停電電源装置の出力電力を駆動電源とし、前記分析部により分析・測定したデータを外部に出力すると共に外部からの信号を前記分析部に入力することを特徴とする。
The analysis apparatus according to claim 4 is the analysis apparatus according to any one of
請求項5に係る分析装置は、請求項1〜4の何れか1項に記載した分析装置において、前記給電遮断手段から前記無停電電源装置に至る給電経路に、前記分析装置内の環境を維持改善するために必要な補機を接続したことを特徴とする。
The analyzer according to claim 5 is the analyzer according to any one of
本発明によれば、状況に応じて商用電源から無停電電源装置への給電を意図的に遮断し、無停電電源装置の蓄電装置の充電電力を交流電力に変換して分析部に給電することができる。このため、停電時に備えて配置した一般的な無停電電源装置を非停電時にも有効に活用し、電力需要と電力供給の状況によって変化するピークカットの要請にフレキシブルに対応することが可能である。 According to the present invention, the power supply from the commercial power supply to the uninterruptible power supply device is intentionally interrupted according to the situation, and the charging power of the power storage device of the uninterruptible power supply device is converted to AC power to supply power to the analysis unit Can do. For this reason, it is possible to effectively use a general uninterruptible power supply arranged in the event of a power outage even during a non-power outage, and flexibly respond to demands for peak cuts that change depending on power demand and power supply conditions. .
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。図1は、この実施形態に係る分析装置の全体的な構成を示すブロック図である。
図1において、10は商用電源100(交流100V)が入力される電源箱であり、その出力側には給電遮断手段としてのブレーカ20が接続され、その出力側には、無停電電源装置(以下、UPSという)30が接続されている。このUPS30は、商用電源による給電方式と、蓄電装置の直流電力を交流電力に変換して給電する給電方式とを切替可能な一般的なものであり、電力変換・切替部31と、蓄電装置としてのバッテリー(鉛蓄電池)32とを備えている。ここで、蓄電装置としては、バッテリー以外に電気二重層キャパシタ等を用いてもよい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the analyzer according to this embodiment.
In FIG. 1,
UPS30内の電力変換・切替部31には、その出力が電源電圧(交流100V)として供給される分析部40及び通信ユニット(DTU)50が接続されている。
この実施形態の分析装置が例えば水道水用の水質自動測定装置であるとすると、分析部40は、分析対象水の水温,残留塩素濃度,色度,濁度,pH値等を測定するセンサ(検出器)を備えている。また、分析部40からは、ブレーカ20をオフさせて商用電源100からUPS30への給電を意図的に遮断するための給電遮断信号Sが出力されるようになっている。
The power conversion /
If the analyzer of this embodiment is a water quality automatic measuring device for tap water, for example, the
通信ユニット50は、遠隔にある監視室との間で分析・測定データや各種動作指令を送受信する機能のほか、インターネットやその他の通信回路網を介した情報の送受信機能をも備えることができる。通信ユニット50の通信方式は有線、無線を問わず、通信回線の種類(公衆回線,専用回線)や信号の種類(電気,光等)も何ら限定されない。
The
次に、図1における分析部40の構成を図2に基づいて詳述する。
図2において、分析部40は、分析装置本来の分析・測定動作を行うために、CPU等からなる制御回路42と、タッチパネルやキーボード等の入力部43と、液晶ディスプレー等の表示器44と、前述したセンサ46の駆動信号や出力信号を処理するための信号処理回路45と、を備えている。また、制御回路42には、図1の通信ユニット50との間で各種指令やデータを送受信するための通信回路47が接続されている。
更に、41は、図1のUPS30内の電力変換・切替部31に接続される電源回路であり、この電源回路41から、分析部40内の各部に電源が供給されている。
Next, the configuration of the
In FIG. 2, an
Further, 41 is a power supply circuit connected to the power conversion /
ここで、制御回路42は時刻情報を記憶可能であり、この時刻情報は、オペレータの入力操作により入力部43を介して書き換え可能であると共に、通信ユニット50及び通信回路47を介して外部から書き換え可能となっている。更に、制御回路42は、オペレータにより入力部43を介して入力される信号、通信ユニット50及び通信回路47を介して外部から入力される信号(インターネット等を介して受信する情報も含む)、センサ46の出力信号、あるいは、前記時刻情報、のうちのいずれかを単独または複数組み合わせて用いることにより、前記給電遮断信号Sを生成して出力する。
なお、分析部40の内部構成は本発明の要旨ではなく、その構成も図2に示したものに何ら限定されないが、上述した各種信号や情報に基づいて給電遮断信号Sを出力する機能を備えていることが必要である。
Here, the
The internal configuration of the
次に、この実施形態の動作を説明する。
まず、UPS30の一般的な使用形態として、商用電源100が停電(ここでは、電圧低下等の異常も含むものとする)しておらず健全である場合には、商用電源100の交流電力により、オン状態のブレーカ20から電力変換・切替部31を介して分析部40及び通信ユニット50に給電すると共に、バッテリー32を充電する。そして、突発的な停電や計画停電等により商用電源100が停電した場合には、UPS30が周知の手段を用いて停電発生を検知し、電力変換・切替部31により、バッテリー32の直流電力を交流電力に変換して分析部40及び通信ユニット50に給電するように給電経路に切り替える。
Next, the operation of this embodiment will be described.
First, as a general usage form of the UPS 30, when the
ここで、本実施形態では、分析部40から出力される給電遮断信号Sを用いてブレーカ20を意図的に遮断することにより、商用電源100が健全な状態であっても商用電源100からUPS30への給電を遮断し、その間は停電時と同様に、バッテリー32の直流電力を交流電力に変換して分析部40等に給電することを要旨としている。
例えば、いわゆる夜間電力を利用して分析部40等に給電しながらバッテリー32を充電しておき、いわゆるピーク時間帯を含む日中には、給電遮断信号Sによりブレーカ20をオフした状態でバッテリー32の直流電力を電力変換・切替部31により交流電力に変換し、分析部40等に給電する。
また、上述した夜間電力の利用時だけでなく、任意のスケジュールに従ってブレーカ20を意図的に遮断し、商用電源100に代えてバッテリー32の蓄電電力を最大限利用しつつ分析部40等への給電を行ってもよい。
Here, in the present embodiment, the
For example, the
Further, not only when using the nighttime power described above but also intentionally shutting off the
これにより、一般的なUPS30を非停電時にも有効に活用し、商用電源100を極力使用しない電源供給システムを構成してピークカットの要請にフレキシブルに対応しつつ、分析部40による分析・測定動作を継続的に行うと共に、通信ユニット50を介して遠隔にある監視室との間で分析・測定データや各種動作指令を送受信することができる。
This makes it possible to effectively use
制御回路42から出力される給電遮断信号Sは、前述したように、外部から書き換え可能な制御回路42内の時刻情報、入力部43を介したオペレータによる入力信号、通信ユニット50及び通信回路47を介した外部からの受信信号、あるいは、センサ46の出力信号、のうちのいずれかを単独または複数組み合わせた結果に基づいて生成される。
すなわち、給電遮断信号Sを生成するタイミングとしては、例えば、
(1)制御回路42内の時刻情報を外部から任意の値に設定しておき、タイマ動作によって当該時刻が到来したとき
(2)オペレータまたは外部からの信号入力時
(3)センサ46の出力信号が設定値に達した時(例えば温度センサや照度センサにより、電力需要のピーク時間帯に入ったことを検出した時など)
(4)上記(1)〜(3)のうち複数の条件が同時に成立した時(アンド論理の成立時)
等が考えられる。
As described above, the power cut-off signal S output from the
That is, as a timing for generating the power supply cutoff signal S, for example,
(1) Time information in the
(4) When a plurality of conditions among the above (1) to (3) are satisfied simultaneously (when AND logic is satisfied)
Etc. are considered.
給電遮断信号Sを生成するタイミングの例としては、例えば、計画停電の時間帯は予め分かっているので、制御回路42がインターネット経由で外部から計画停電スケジュールを受信し、このスケジュールとオペレータにより設定された制御回路42内の時刻情報とに基づき、計画停電の開始予定時刻より前に余裕をもって給電遮断信号Sを出力させることにより、停電開始時刻より早めにバッテリー32からの給電に切り替えて商用電源100の使用を控えることができる。
また、温度センサにより測定した水温や気温が設定値を超えた時間が、制御回路42内の時刻情報に基づく所定時間を超えた場合に給電遮断信号Sを出力する等の運用方法も考えられる。
As an example of the timing of generating the power cut-off signal S, for example, since the scheduled power outage time zone is known in advance, the
An operation method is also conceivable in which, for example, when the time when the water temperature or temperature measured by the temperature sensor exceeds a set value exceeds a predetermined time based on the time information in the
次に、図3に沿って本発明の他の実施形態を説明する。なお、図3に示す分析装置の基本的な構成は、図1に示した分析装置と共通するため、その説明を省略する。
図3に示す分析装置には、分析装置内の環境を維持改善するために必要な補機60が備えられている。補機60は、分析装置内の空調や除湿設備、あるいは照明器具等から構成されており、高精度な分析・測定データの取得が可能になるように、分析装置内の空調や除湿を行ったり、メンテナンスや防犯上、必要な照明を灯したりすることができるようになっている。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The basic configuration of the analyzer shown in FIG. 3 is the same as that of the analyzer shown in FIG.
The analyzer shown in FIG. 3 is equipped with an
これらの補機60は、図3に示すように、ブレーカ20からUPS30に至る給電経路に第1のサブブレーカ21を介して、あるいは直接、接続される。
図3のように第1のサブブレーカ21を介して補機60を接続する場合には、ブレーカ20のオン時に第1のサブブレーカ21をオフすることで、商用電源100から補機60への給電を控えて省電力化に寄与することができる。第1のサブブレーカ21のオン・オフ制御は、分析部40内の制御回路42が給電遮断信号S1により行えばよい。
また、ブレーカ20からUPS30に至る給電経路に補機60を直接接続する場合には、図1におけるUPS30と同様に、ブレーカ20のオン・オフに伴って商用電源100による補機への給電が制御される。
このように、補機60をUPS30の手前に接続することにより、停電時やブレーカ20を意図的に遮断した時に、電力使用量が比較的多い空調や除湿設備が含まれる補機60の動作を停止させ、UPS30のバッテリー32の蓄電電力を、分析装置として最低限必要な機能である分析部40及び通信ユニット50に集中的に供給することができる。
As shown in FIG. 3, these
When the
Further, when the
In this way, by connecting the
更に、図3に示すごとく、ブレーカ20からUPS30に至る給電経路に第2のサブブレーカ22を接続することにより、ブレーカ20のオン時に第2のサブブレーカ22をオフしてUPS30のバッテリー32から分析部40等に給電することができる。
この場合、第2のサブブレーカ22のオン・オフ制御は、分析部40内の制御回路42が給電遮断信号S2により行えばよい。
なお、第1,第2のサブブレーカ21,22のオン・オフ動作はブレーカ20のオン・オフ動作と関連しているため、第1,第2のサブブレーカ21,22に対する給電遮断信号S1,S2は、ブレーカ20に対する給電遮断信号Sに関連させて生成することが必要である。
Further, as shown in FIG. 3, by connecting the
In this case, the on / off control of the
Since the on / off operation of the first and second sub-breakers 21 and 22 is related to the on / off operation of the
以上説明したように、本実施形態によれば、汎用品であるUPSの蓄電装置を最大限に利用して商用電源への依存度を低下させることができ、ピークカットの要請にフレキシブルかつ低コストにて応えることができる。
また、分析装置がもともと備えている各種センサや通信ユニット等の資源を、給電遮断信号を生成するための手段としても兼用できるから、部品や回路の有効利用が可能である。
As described above, according to the present embodiment, the dependence on the commercial power source can be reduced by maximizing the use of a power storage device of a general-purpose UPS, and flexible and low-cost for the request of peak cut. Can respond.
Further, since various resources such as various sensors and communication units originally provided in the analyzer can also be used as means for generating a power cut-off signal, it is possible to effectively use components and circuits.
本発明は、水質自動測定装置を始めとして、分析データ、測定データを継続的に収集することが要求される分析装置一般に利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in general for analysis apparatuses that are required to continuously collect analysis data and measurement data, including automatic water quality measurement apparatuses.
10:電源箱
20:ブレーカ(給電遮断手段)
21,22:サブブレーカ
30:無停電電源装置(UPS)
31:電力変換・切替部
32:バッテリー
40:分析部
41:電源回路
42:制御回路
43:入力部
44:表示器
45:信号処理回路
46:センサ
47:通信回路
50:通信ユニット
60:補機
100:商用電源
S,S1,S2:給電遮断信号
10: Power supply box 20: Breaker (power supply cutoff means)
21, 22: Sub-breaker 30: Uninterruptible power supply (UPS)
31: Power conversion / switching unit 32: Battery 40: Analysis unit 41: Power supply circuit 42: Control circuit 43: Input unit 44: Display unit 45: Signal processing circuit 46: Sensor 47: Communication circuit 50: Communication unit 60: Auxiliary machine 100: Commercial power supply S, S1, S2: Power cut-off signal
Claims (5)
前記商用電源から前記無停電電源装置に至る給電経路に給電遮断手段を備え、
前記分析部は、前記商用電源から前記無停電電源装置への給電を意図的に遮断するための給電遮断信号を前記給電遮断手段に出力可能であることを特徴とする分析装置。 An uninterruptible power supply that supplies power using the power of the commercial power supply when the power supply from the commercial power supply is obtained, and supplies power using the charging power of the power storage device when the power supply from the commercial power supply is interrupted In the analysis device that supplies the output power of the uninterruptible power supply device as a drive power source to the analysis unit,
Power supply interruption means is provided in the power supply path from the commercial power source to the uninterruptible power supply,
The analyzer is capable of outputting a power supply cutoff signal for intentionally shutting off power supply from the commercial power supply to the uninterruptible power supply to the power supply cutoff means.
前記給電遮断信号は、前記分析部に記憶された時刻情報であって、前記分析部に設けられた入力手段を介してオペレータにより入力された信号または前記分析部に接続された通信手段を介して外部から入力された信号により書き換え可能である時刻情報に基づいて出力されることを特徴とする分析装置。 The analyzer according to claim 1,
The power cut-off signal is time information stored in the analysis unit, and is a signal input by an operator via an input unit provided in the analysis unit or a communication unit connected to the analysis unit. An analyzer which is output based on time information which can be rewritten by an externally input signal.
前記給電遮断信号は、前記分析部に設けられた入力手段を介してオペレータにより入力された信号、前記分析部に接続された通信手段を介して外部から入力された信号、または、前記分析装置が有するセンサの出力信号に基づいて出力されることを特徴とする分析装置。 The analyzer according to claim 1 or 2,
The power cut-off signal is a signal input by an operator via an input unit provided in the analysis unit, a signal input from the outside through a communication unit connected to the analysis unit, or the analysis device An analyzer that is output based on an output signal of a sensor having the sensor.
前記分析部に接続された通信手段は、前記無停電電源装置の出力電力を駆動電源とし、前記分析部により分析・測定したデータを外部に出力すると共に外部からの信号を前記分析部に入力することを特徴とする分析装置。 In the analyzer according to any one of claims 1 to 3,
The communication means connected to the analysis unit uses the output power of the uninterruptible power supply as a drive power source, outputs the data analyzed and measured by the analysis unit to the outside, and inputs an external signal to the analysis unit An analyzer characterized by that.
前記給電遮断手段から前記無停電電源装置に至る給電経路に、前記分析装置内の環境を維持改善するために必要な補機を接続したことを特徴とする分析装置。 In the analyzer according to any one of claims 1 to 4,
An analysis apparatus characterized in that an auxiliary machine necessary for maintaining and improving the environment in the analysis apparatus is connected to a power supply path from the power supply interruption means to the uninterruptible power supply.
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