JP5899463B2 - Measuring system - Google Patents
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本発明は、電力量や温度、湿度などの物理量を計測する計測システムに関する。 The present invention relates to a measurement system that measures physical quantities such as electric energy, temperature, and humidity.
従来の計測システムとして、例えば、特許文献1に記載されている電力量計測システム(多回路電力量計)がある。この従来例は、複数回路の電力量を各別に計測する計測装置本体と、計測装置本体に接続される1乃至複数の増設ユニットとを備え、計測装置本体に増設ユニットが接続(増設)されることで計測装置本体が装備する回路数以上の回路の電力量の計測を可能とする。
As a conventional measurement system, for example, there is an electric energy measurement system (multi-circuit watt-hour meter) described in
ところで、物理量を計測するためには種々のパラメータが必要となる。例えば、電力量を計測する場合、電圧入力の比(分圧比)や電流センサ(カレントトランス)の定格値などがパラメータとして必要になる。そして、特許文献1記載の従来例などでは、パラメータを記憶するための不揮発性半導体メモリ(フラッシュメモリなど)が計測装置本体並びに各増設ユニットにそれぞれ搭載されている。
By the way, various parameters are required to measure physical quantities. For example, when measuring the amount of electric power, a voltage input ratio (voltage division ratio), a rated value of a current sensor (current transformer), and the like are required as parameters. In the conventional example described in
しかしながら、パラメータを記憶するために比較的に高価な部品である不揮発性半導体メモリを計測装置本体並びに各増設ユニットにそれぞれ搭載することは、計測システム全体の製造コストが上昇するという問題がある。 However, mounting a non-volatile semiconductor memory, which is a relatively expensive component for storing parameters, in the measuring device main body and each extension unit has a problem that the manufacturing cost of the entire measuring system increases.
本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、製造コストの削減を図ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to reduce manufacturing costs.
本発明の計測システムは、積算電力量を計測する計測手段を備える1乃至複数の増設ユニットと、前記増設ユニットで計測される前記積算電力量の計測値データを収集して管理する本体ユニットとを有する計測システムであって、前記増設ユニットは、前記積算電力量の計測に必要な電圧や電流を検出し且つ検出した電圧値や電流値を電気信号に変換するセンサ部と、前記電気信号と1乃至複数のパラメータから前記積算電力量の計測値を演算する演算処理部と、前記本体ユニットとの間でデータ通信を行うデータ通信部とを備え、前記本体ユニットは、前記増設ユニットの前記データ通信部との間でデータ通信を行うデータ通信部と、前記パラメータを記憶する不揮発性の記憶部と、前記記憶部に記憶されてる前記パラメータを読み出して前記データ通信部から前記増設ユニットの前記データ通信部へ送信させる制御部とを備え、前記演算処理部は、前記本体ユニットの前記データ通信部から送信される前記パラメータを用いて前記積算電力量の計測値を演算し、前記本体ユニットは、前記増設ユニットから収集した前回の前記積算電力量の計測値を記憶して管理する計測データ管理部を備え、前記制御部は、前記増設ユニットから定期的に収集される前記積算電力量の計測値と、前回の前記積算電力量の計測値との差分を前記前回の積算電力量の計測値に加算することで前記積算電力量の計測値を更新することを特徴とする。 Measurement system of the present invention, 1 or a plurality of expansion units comprises measuring means for measuring the integral power consumption, and a body unit for collecting and managing measurement data of the integrated amount of power measured by the expansion unit The extension unit includes a sensor unit that detects a voltage and a current necessary for measuring the integrated electric energy, and converts the detected voltage value and current value into an electrical signal; and the electrical signal and 1 Or an arithmetic processing unit that calculates a measured value of the integrated electric energy from a plurality of parameters, and a data communication unit that performs data communication with the main unit, and the main unit includes the data communication of the extension unit A data communication unit that performs data communication with the unit, a non-volatile storage unit that stores the parameter, and reads the parameter stored in the storage unit Serial and a said control unit for transmitting to the data communication unit of the expansion unit from the data communication unit, the calculation processing unit, of the integrated electricity using the parameters transmitted from the data communication unit of the main unit The main unit is provided with a measurement data management unit that stores and manages the previous measurement value of the integrated power amount collected from the extension unit, and the control unit periodically receives the measurement value from the extension unit. The measured value of the integrated power amount is updated by adding the difference between the measured value of the accumulated power amount collected in the previous time and the previous measured value of the accumulated power amount to the previously measured value of the accumulated power amount. It is characterized by that.
この計測システムにおいて、前記制御部は、前記記憶部に記憶している前記パラメータを変更した場合、前記変更後のパラメータを前記データ通信部から前記増設ユニットの前記データ通信部へ送信させ、前記演算処理部は、前記本体ユニットのデータ通信部から送信される前記変更後のパラメータを用いて前記積算電力量の計測値を演算することが好ましい。 In this measurement system, when the parameter stored in the storage unit is changed, the control unit transmits the changed parameter from the data communication unit to the data communication unit of the extension unit, and performs the calculation. It is preferable that the processing unit calculates the measured value of the integrated power amount using the changed parameter transmitted from the data communication unit of the main unit.
この計測システムにおいて、前記制御部は、前記増設ユニットに対して前記計測値データの送信を要求する際に前記パラメータを前記データ通信部から送信させることが好ましい。 In this measurement system, the control unit preferably transmits the parameter from the data communication unit when requesting the extension unit to transmit the measurement value data.
本発明の計測システムは、各増設ユニットが比較的に高価な部品である不揮発性半導体メモリを備えなくてもよいため、製造コストの削減を図ることができるという効果がある。 The measurement system of the present invention has an effect that the manufacturing cost can be reduced because each extension unit does not have to include a nonvolatile semiconductor memory that is a relatively expensive component.
本実施形態の計測システムは、図1(a)に示すように1台の本体ユニットMと、1乃至複数台の増設ユニットS1,S2,…,Snとで構成される。 As shown in FIG. 1A, the measurement system of this embodiment includes one main unit M and one to a plurality of extension units S1, S2,..., Sn.
増設ユニットSi(i=1,2,…,n)は、演算処理部20、センサ部21、データ通信部22、アドレス設定部23などを備える。センサ部21は、電圧や電流、温度、湿度などの物理量を検出し、検出した物理量を電気信号に変換して演算処理部20に出力する。ただし、各物理量を検出するためのセンサについては従来周知であるから詳細な説明を省略する。
The extension unit Si (i = 1, 2,..., N) includes an
演算処理部20は、マイクロコンピュータを主構成要素とし、センサ部21から受け取る電気信号を信号処理して物理量の計測値(例えば、瞬時電力や電力量、積算電力量、温度、湿度など)を演算する。データ通信部22は、本体ユニットMのデータ通信部11との間で通信線3を介してポーリング/セレクティング方式のデータ通信を行う。アドレス設定部23は、データ通信部22のデータ通信で使用される固有のアドレスを設定するものであって、例えば、ディップスイッチからなる。
The
一方、本体ユニットMは、制御部10、データ通信部11、計測データ管理部12、データ出力部13、記憶部14、電源部15などを備える。データ通信部11は、各増設ユニットSiのデータ通信部22を定期的にポーリングして各増設ユニットSiを選択(セレクティング)し、選択した増設ユニットSiのデータ通信部22から通信線3を介してデータ(計測値データ)を受信する。
On the other hand, the main unit M includes a
計測データ管理部12は、電気的に書換可能な不揮発性半導体メモリ(フラッシュメモリなど)からなり、各増設ユニットSiから収集される計測値データを記憶する。制御部10は、マイクロコンピュータや内蔵メモリ(RAM)を主構成要素とし、データ通信部22で受信するデータを計測データ管理部12に書き込んだり、計測データ管理部12に記憶されているデータをデータ出力部13によって外部に出力させる。データ出力部13は、液晶パネルなどの表示デバイスやメモリカードのカードスロット、あるいは汎用のデータ伝送回路などを有し、制御部10から渡されるデータを液晶パネルに表示させたり、メモリカードに書き込んだり、データ伝送回路により外部機器に伝送する。電源部15は、商用電源1から供給される交流電力から直流電力を生成して各部10〜14に動作用の電力を供給し、さらに給電線2に送り配線で接続される各増設ユニットSiに対して各部20〜22の動作用の電力を供給する。
The measurement
記憶部14は、電気的に書換可能な不揮発性半導体メモリ(フラッシュメモリなど)からなる。記憶部14には、各増設ユニットSiの演算処理部20が物理量を演算するために必要な種々のパラメータ、例えば、電力量を計測する場合の電圧入力の比や電流センサの定格値などが記憶されている。すなわち、従来、各増設ユニットがフラッシュメモリなどの記憶手段を備え、当該記憶手段に前記パラメータを記憶していた。これに対して本実施形態では、個々の増設ユニットSiではパラメータを記憶せずに、本体ユニットMが各増設ユニットSiで使用されるパラメータを一括して記憶部14に記憶し、必要に応じてデータ通信部11から各増設ユニットSiのデータ通信部22に送信する。したがって、各増設ユニットSiは、比較的に高価な部品である不揮発性半導体メモリを備えなくてもよいので、計測システム全体の製造コストの削減を図ることができる。
The storage unit 14 includes an electrically rewritable nonvolatile semiconductor memory (flash memory or the like). The storage unit 14 stores various parameters necessary for the
次に、図2のフローチャート並びに図3のシーケンス図を参照して、本実施形態の計測システムの動作を詳しく説明する。ただし、図2のフローチャートは本体ユニットMの制御部10が行う処理を表し、図3のシーケンス図は本体ユニットMと各増設ユニットSiとの間のデータ通信のシーケンスを表している。
Next, the operation of the measurement system of this embodiment will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. 2 and the sequence diagram of FIG. However, the flowchart of FIG. 2 represents processing performed by the
まず、本体ユニットMの電源部15が電源供給を開始すると、本体ユニットMの制御部10並びに各増設ユニットSiの演算処理部20が起動する。制御部10は、起動した後、各増設ユニットSiのパラメータを記憶部14から内蔵メモリに読み込み(図2のステップX1)、累積計測値データ(Z)を計測データ管理部12から内蔵メモリに読み込む(図2のステップX2)。累積計測値データ(Z)は、例えば、1日毎や1週間毎あるいは1ヶ月毎の積算電力量である。
First, when the
さらに制御部10は、内蔵メモリに読み込んだパラメータ及び計測値データを要求するコマンドをデータ通信部11から各増設ユニットSiのデータ通信部22へ送信させる(図2のステップX3)。各増設ユニットSiの演算処理部20は、データ通信部22で受信するパラメータを利用して計測値データを演算し、演算した計測値データをデータ通信部22から本体ユニットMのデータ通信部11へ送信させる。ただし、本体ユニットMに送信される計測値データには、前回の計測値データと今回の計測値データとの合計値(累積値)である累積計測値データ(A)が含まれる。
Further, the
制御部10は、各増設ユニットSiのデータ通信部22から送信される計測値データをデータ受信部11で受信するまで待機する(図2のステップX4)。データ受信部11が計測値データを受信すると、制御部10は、増設ユニットSiの前回の累積計測値データ(B)が内蔵メモリに記憶されているか否かを判断する(図2のステップX5)。前回の累積計測値データ(B)が記憶されていれば、制御部10は、今回の累積計測値データ(A)と前回の累積計測値データ(B)との差分(C)=(A)−(B)を算出して累積計測値データ(Z)に加算する(図2のステップX6)。その後、制御部10は、内蔵メモリに記憶している前回の累積計測値データ(B)を今回の累積計測値データ(A)に置き換える(図2のステップX7)。なお、前回の累積計測値データ(B)が内蔵メモリに記憶されていない場合、制御部10は、上記ステップX6,X7の処理を行わない。
The
次に、制御部10は、例えば、本体ユニットMに設けられる操作入力部(操作スイッチやタッチパネルなど)から新たにパラメータが入力されていればパラメータ変更有りと判断し、入力されていなければパラメータ変更無しと判断する(図2のステップX8)。パラメータ変更有りと判断した場合、制御部10は、変更されたパラメータ(新たに入力されたパラメータ)を記憶部14に記憶し(図2のステップX9)、ステップX1に戻る。そして、制御部10は、変更されたパラメータと計測値データを要求するコマンドをデータ通信部11から各増設ユニットSiのデータ通信部22へ送信させる。
Next, for example, the
一方、パラメータ変更無しと判断した場合、制御部10は、例えば、操作入力部から計測値データの出力要求が入力されているか否かを判断する(図2のステップX10)。そして、出力要求が入力されていれば、制御部10は、累積計測値データ(Z)を含む計測値データをデータ出力部13から出力させ(図2のステップX11)、その後、ステップX3に戻る。一方、出力要求が入力されていなければ、制御部10は、ステップX10の処理を行わずにステップX3に戻る。
On the other hand, when determining that there is no parameter change, the
なお、本体ユニットMのデータ通信部11と各増設ユニットSiのデータ通信部22との間のパラメータや計測値データなどの送受信は、ポーリング/セレクティング方式のデータ通信によって、各増設ユニットSi毎に順番に行われる(図3参照)。
In addition, transmission / reception of parameters and measured value data between the
上述のように制御部10は、記憶部14に記憶しているパラメータを変更した場合、変更後のパラメータをデータ通信部11から増設ユニットSiのデータ通信部22へ送信させる。そして、増設ユニットSiの演算処理部20は、本体ユニットMのデータ通信部11から送信される変更後のパラメータを用いて物理量の計測値を演算するので、起動時だけでなく、運用中であってもパラメータを変更することができる。
As described above, when the parameter stored in the storage unit 14 is changed, the
また、演算処理部20は、前回の計測値と今回の計測値の合計値を演算する。そして、本体ユニットMの制御部10は、増設ユニットSiから定期的に収集される合計値(累積計測値データ(A))と、前回の合計値(累積計測値データ(B))との差分(C)を累積計測値データ(Z)に加算することで計測データ管理部12の累積計測値データを更新する。その結果、累積計測値データを記憶するために書換可能な不揮発性の半導体メモリが各増設ユニットSiに搭載される必要が無くなり、製造コストの低減を図ることができる。しかも、増設ユニットSiが故障して交換された場合でも、計測データ管理部12で管理する累積計測値データを利用して引き続き累積計測値データを更新することができる。
The
さらに制御部10は、増設ユニットSiに対して計測値データの送信を要求する際にパラメータをデータ通信部11から送信させるので、電源部15の電源供給を継続した状態で増設ユニットSiを交換することができる。
Furthermore, the
M 本体ユニット
Si 増設ユニット
10 制御部
11 データ通信部
14 記憶部
20 演算処理部
21 センサ部
22 データ通信部
M Main unit
Si extension unit
10 Control unit
11 Data communication department
14 Memory
20 Arithmetic processing section
21 Sensor section
22 Data communication department
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