JP7071687B1 - 機器ネットワークシステム - Google Patents
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Abstract
Description
この機器ネットワークシステムでは、第1ネットワークの第1機器群の系統認識処理において、物理的に繋がっていない第2ネットワークの第2機器まで認識されることが、回避される。
図1Aおよび図1Bは、機器が物理配線で接続されることによって構築されたネットワークの構成図である。図1Aは、クロストークの発生により、物理的に接続されていない2つのネットワークが結合した状態を示す構成図である。図1Bは、2つのネットワークN1、N2が結合していない理想的な状態を示す構成図である。
図1Aおよび図1Bに示すように、ネットワーク上の機器には、マスターとターミナルという役割が存在し、1つのネットワーク上にマスターが1台、他はターミナルという構成となる。マスターは、ネットワークを管理する。
室外機Amは、下流側ポートに接続された室外機Bmに対し、ネットワークIDとグループIDを低周波信号により送信する。
室外機Bmは、ネットワークIDとグループIDを低周波信号により自身よりも下流側の冷媒切替ユニットCmに送信する。ネットワークIDは、室外機Amから受信したものと同一である。グループIDは、室外機Bmの識別IDである。
冷媒切替ユニットCmは、ネットワークIDとグループIDを低周波信号により自身よりも下流側の室内機Dmに送信する。ネットワークIDは、室外機Amから受信したものと同一である。グループIDは、冷媒切替ユニットCmの識別IDである。
図4Aは、複数の冷媒系統から成る空調システムの構成図である。図4Aにおいて、空調システムは、室外機と室内機で構成されており、冷媒配管で物理的に接続されたシステム単位を冷媒系統と呼ぶ。
室外機101は、下流側ポートに接続された室外機102、103、室内機104、105、106に対し、ネットワークIDとグループIDとを含む低周波信号を送信する。低周波信号には、10kHz以下の低周波パルスが用いられる。
仮に、冷媒系統Bの第2ネットワーク20が、クロストークにより冷媒系統Aの第1ネットワーク10と結合していたとしても、第1ネットワーク10における系統認識処理時に低周波信号が冷媒系統Bの機器に届かず、冷媒系統Bの機器は参加しているネットワークが不適切な接続であると判断され、第2ネットワーク20の機器は第1ネットワーク10から離脱する。その結果、冷媒系統Bでは、室外機201がマスターとして立ち上がる。
図4Bは、集中コントローラによって制御される複数の冷媒系統から成る空調システムの構成図である。図4Bにおいて、空調システムは、室外機と室内機、集中コントローラで構成されており、冷媒配管で物理的に接続されたシステム単位を冷媒系統と呼ぶ。
室外機101は、第1ポートP1に接続された下流側の冷媒系統Bの室外機201、冷媒系統Cの室外機301および集中コントローラ5に対し、ネットワークIDとグループIDとを含む低周波信号を送信する。低周波信号には、10kHz以下の低周波パルスが用いられる。
(4-2)冷媒系統Aにおける系統認識
室外機101は、第2ポートP2に接続された下流側の室外機102、103、室内機104、105、106に対し、ネットワークIDとグループIDとを含む低周波信号を送信する。低周波信号には、10kHz以下の低周波パルスが用いられる。
冷媒系統Bの室外機201は、第2ポートP2に接続された下流側の室外機202、室内機203、204、205に対し、ネットワークIDとグループIDとを含む低周波信号を送信する。ネットワークIDは、室外機101から受信したものと同一である。グループIDは、室外機201の第2ポートP2側の識別IDである。
冷媒系統Cの室外機301は、第2ポートP2に接続された下流側の室内機302、303、304にネットワークIDとグループIDとを含む低周波信号を送信する。ネットワークIDは、室外機101から受信したものと同一である。グループIDは、室外機301の第2ポートP2側の識別IDである。
同一冷媒系統内で、冷房・暖房運転が同時運転可能な空調システムがあり、これを冷暖同時運転空調システムという。
図5Aは、冷媒回路切替ユニットを備えた冷暖同時運転空調システムの構成図である。図5Aにおいて、冷暖同時運転空調システムは、室外機、室内機、および室外機と室内機間の冷媒回路を切り替えるための冷媒回路切替ユニットで構成されている。
室外機401Aは、第2ポートP2に接続された下流側の室外機401B、室内機402、冷媒回路切替ユニット403A、403Bに対し、ネットワークIDとグループIDとを含む低周波信号を送信する。低周波信号には、10kHz以下の低周波パルスが用いられる。
冷媒回路切替ユニット403Aは、下流側ポートPdに接続された室内機404、405、406に対し、ネットワークIDとグループIDとを含む低周波信号を送信する。
冷媒回路切替ユニット403Bは、下流側ポートPdに接続された室内機407、408、409に対し、ネットワークIDとグループIDとを含む低周波信号を送信する。
冷媒回路切替ユニットには、複数の冷媒切替回路を搭載した集合型冷媒回路切替ユニットもある。集合型冷媒回路切替ユニットにおいては、複数のポートそれぞれにどの室内機が接続されているかを認識する必要がある。
室外機421Aは、第2ポートP2に接続された下流側の室外機421B、室内機422、集合型冷媒回路切替ユニット423に対し、ネットワークIDとグループIDとを含む低周波信号を送信する。低周波信号には、10kHz以下の低周波パルスが用いられる。
集合型冷媒回路切替ユニット423は、下流側ポートPd1、Pd2、Pd3、Pd4それぞれに接続された室内機424、425、426、427に対し、ネットワークIDとグループIDとを含む低周波信号を送信する。低周波信号には、10kHz以下の低周波パルスが用いられる。
本願では、通信に高周波通信を採用し、系統認識のための信号は通信で使用する周波数よりも十分周波数的に離れた低周波信号を使用する。これを、低周波信号重畳方式とする。同一冷媒系統内の機器にのみ低周波信号が伝搬するようにし、これを受信した機器は同一系統の機器であると認識する方法である。
ここでは、系統間の容量性、または誘導性結合が発生し、系統認識時に系統外の機器の存在を確認した場合の処理方法について説明する。便宜上、2つの冷媒系統と、冷媒系統ごとに形成されているネットワークとを想定して説明する。
図8Bは、図8Aの2つのネットワークが結合して1つのネットワークが形成された状態の構成図である。
図8Cは、図8Aの機器の一部が他のネットワークに結合して、元の構成とは異なる構成の2つのネットワークが形成された状態の構成図である。
クロストークによる上記のようなネットワークの結合を解消するためには、ネットワークと冷媒系統とが不整合状態であることを判別し、不整合状態となっている機器を所属しているネットワークから離脱させて、別のネットワークを探索し接続する必要がある。
系統認識では、同一系統にある機器に低周波の低周波信号が送信され、低周波信号を受信した機器は高周波通信で応答するので、系統認識は通信が確立した後で行われる。
クロストークは、ネットワーク構築時には発生しなくても、その後の配線の移動等によって発生することがある。例えば、配線が寄せられて途中からクロストークが発生するようになった場合、ネットワークが再構築される。
(8-1)
機器ネットワークシステムでは、ネットワークに接続するためのネットワークIDおよびグループIDを含む低周波信号を用いて系統認識処理が行われる。それゆえ、物理的に繋がっていない他のネットワークの機器までも同一系統として認識されること(以下、クロストークという。)を防止する。また、系統認識の対象となる複数のネットワークがある場合でも、同時に系統認識処理を行うことができ、系統認識処理にかかる時間が短縮される。その結果、クロストークの防止と系統認識処理時間の短縮とを両立することができる。
機器ネットワークシステムでは、ネットワークへ接続した機器が、高周波通信を用いてネットワークへの参加の承認を要求する。
機器ネットワークシステムでは、所定の指示情報が、ネットワークへの参加の承認、およびネットワークIDと共に送信される。所定の指示情報とは、具体的には「ネットワークIDを下流側の機器へ送信せよ」という指示、「低周波信号で送信すべきネットワークID」の指示である。
機器ネットワークシステムでは、所定の指示情報、ネットワークへの参加の承認、およびネットワークIDが、1電文に集約されて送信される。電文を集約することで通信線路上の総電文数を減らすことができ、トラフィックを軽減できる。また、1電文に集約することで制御部(MCU)の作りを簡単にすることができる。
機器ネットワークシステムでは、所定の指示情報を受信した機器が、高周波通信で受信したネットワークIDを、自己の下流の機器に対して低周波信号を用いて送信する。所定の指示情報を高周波通信で送信するのはマスター機のみであるため、マスター機がネットワークの参加台数や規模を管理できる。また、接続されている機器の段数が想定以上に深くなっている場合にも異常であると判定して所定の指示情報を送らないといった方法がとられる。さらに、ターミナルが低周波通信で受信したネットワークID(マスターのMACアドレス)を勝手に下流に流すこと防止する(コントロールができないような事態を回避するためである。)。
機器ネットワークシステムは、第1ネットワーク10と、第2ネットワーク20と、第1ネットワーク10の第1機器群の系統認識処理を行う室外機101のMCU11とを含む。室外機101のMCU11は、第1ネットワーク10の室外機102、103、室内機104、105、106の認識処理を行う。第1ネットワーク10において、室外機101、102、103、室内機104、105、106の各機器間の通信では高周波信号が使用され、MCU11が行う系統認識処理では第1ネットワーク10に接続するためのネットワークIDおよび第1機器群が所属するグループIDを含む低周波信号が使用される。それゆえ、第1ネットワーク10の第1機器群の系統認識処理において、物理的に繋がっていない第2ネットワーク20の第2機器まで認識されることが、回避される。
機器ネットワークシステムでは、第2ネットワーク20の第2機器群の系統認識処理を行う室外機201のMCU21をさらに備えている。MCU21が第2ネットワーク20の室外機202、室内機203、204、205の認識処理を行う。
機器ネットワークシステムでは、第2ネットワーク20において、室外機201、202、室内機203、204、205の各機器間の通信では高周波信号が使用され、室外機201のMCU21が行う系統認識処理では第2ネットワーク20に接続するためのネットワークIDおよび第2機器群が所属するグループIDを含む低周波信号が使用される。それゆえ、第2ネットワーク20の第2機器群の系統認識処理において、物理的に繋がっていない第1ネットワーク10の第1機器まで認識されることが、回避される。
機器ネットワークシステムは、第1ネットワーク10のネットワークID、第2ネットワーク20のネットワークIDおよびグループIDの少なくとも1つは、低周波信号を変調することにより当該低周波信号に付与される。
第1ネットワーク10では、高周波通信によって通信が確立された後に、室外機101のMCU11が系統認識処理を行う。
系統認識機器は、ネットワークに接続するためのネットワークIDおよびグループIDを含む低周波信号を用いて系統認識処理を行うので、物理的に繋がっていない他のネットワークの機器までも同一系統として認識すること(以下、クロストークという。)を防止する。また、系統認識の対象となる複数のネットワークがある場合でも、同時に系統認識処理を行うことができ、系統認識処理にかかる時間が短縮される。その結果、クロストークの防止と系統認識処理時間の短縮とを両立することができる。
第1グループと、第2グループとがネットワークを形成している場合において、系統認識機器は、第1グループおよび第2グループの双方に接続されている。
第1グループと、第2グループと、第3グループとがネットワークを形成している場合において、系統認識機器が、第1グループ、第2グループおよび第3グループに接続されている。
(9-1)
上記実施形態に係る機器ネットワークシステムでは、ネットワークへの参加を承認された機器が、高周波通信を用いてネットワークへの参加を要求しているが、加えて、高周波通信を用いてグループへの参加を要求する構成にしても良い。
第1ネットワーク10では、室外機101のMCU11(第1処理部)が系統認識処理を行った後に、高周波通信によって通信を確立すると、解釈してもよい。
11 MCU(第1処理部)
101、102、103 室外機(第1機器)
104、105、106 室内機(第1機器)
100 第1機器群
110 第1配線群
20 第2ネットワーク
21 MCU(第2処理部)
201、202 室外機(第2機器)
203、204、205 室内機(第2機器)
200 第2機器群
210 第2配線群
Claims (16)
- 通信で使用される第1周波数よりも低い周波数の低周波信号を用いて、配線で接続されている機器を特定する系統認識処理が行われる機器ネットワークシステムであって、
前記第1周波数の信号は、所定の指示情報の送信に用いられ、
前記低周波信号は、ネットワークに接続するための第1情報および前記低周波信号が送信される機器が所属するグループの識別情報を含み、
前記所定の指示情報は、前記低周波信号を受信し前記第1情報を登録して前記ネットワークへ接続し、前記ネットワークへの参加を承認された機器に対して送信される、
機器ネットワークシステム。 - 前記ネットワークへ接続した前記機器は、前記第1周波数の信号を用いて前記ネットワークへの参加の承認を要求する、
請求項1に記載の機器ネットワークシステム。 - 前記所定の指示情報は、前記ネットワークへの参加の承認、および前記第1情報と共に送信される、
請求項2に記載の機器ネットワークシステム。 - 前記所定の指示情報、前記ネットワークへの参加の承認、および前記第1情報は、1電文に集約されて送信される、
請求項3に記載の機器ネットワークシステム。 - 前記ネットワークへの参加を承認された前記機器は、前記第1周波数の信号を用いて前記グループへの参加を要求する、
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の機器ネットワークシステム。 - 前記所定の指示情報は、前記低周波信号を用いて前記第1情報を送信するように指示する情報である、
請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の機器ネットワークシステム。 - 前記所定の指示情報を受信した前記機器は、前記第1周波数の信号で受信した第1情報を、自己の下流の機器に対して前記低周波信号を用いて送信する、
請求項6に記載の機器ネットワークシステム。 - 前記機器ネットワークシステムは、
前記ネットワークとして、複数の第1機器(101,・・・,106)を有する第1機器群(100)および前記複数の第1機器に接続される第1配線群(110)から成る第1ネットワーク(10)と、
前記第1ネットワーク(10)とは物理的に繋がらない複数の第2機器(201,・・・,205)を有する第2機器群(200)および前記複数の第2機器に接続される第2配線群(210)から成る第2ネットワーク(20)と、
前記第1ネットワークの前記第1機器群の前記系統認識処理を行う第1処理部と、
を備え、
前記第1ネットワークにおいて、前記第1機器間の通信では前記第1周波数の高周波信号が使用され、前記第1処理部が行う前記系統認識処理では前記第1ネットワークに接続するための前記第1情報および前記第1機器群が所属するグループの識別情報を含む低周波信号が使用される、
請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の機器ネットワークシステム。 - 前記機器ネットワークシステムは、前記第2ネットワークの前記第2機器群の前記系統認識処理を行う第2処理部をさらに備える、
請求項8に記載の機器ネットワークシステム。 - 前記第2ネットワークにおいて、前記第2機器間の通信では前記第1周波数の高周波信号が使用され、前記第2処理部が行う前記系統認識処理では前記第2ネットワークに接続するための第2情報および前記第2機器群が所属するグループの識別情報を含む低周波信号が使用される、
請求項9に記載の機器ネットワークシステム。 - 前記第1情報、前記第2情報、および前記識別情報の少なくとも1つは、低周波信号を変調することにより前記低周波信号に付与される、
請求項10のいずれか1項に記載の機器ネットワークシステム。 - 前記第1ネットワークでは、高周波通信によって通信が確立された後に、前記第1処理部が前記系統認識処理を行う、
請求項8から請求項11のいずれか1項に記載の機器ネットワークシステム。 - 前記第1ネットワークでは、前記第1処理部が前記系統認識処理を行った後に、高周波通信によって通信を確立する、
請求項8から請求項11のいずれか1項に記載の機器ネットワークシステム。 - 複数の機器の間で通信が確立されている機器ネットワークにおいて、通信で使用される第1周波数よりも低い周波数の低周波信号を用いて、配線で接続されている機器を特定する系統認識処理を行う系統認識機器であって、
前記第1周波数の信号は、所定の指示情報の送信に用いられ、
前記低周波信号は、ネットワークに接続するための第1情報および前記低周波信号が送信される機器が所属するグループの識別情報を含み、
前記所定の指示情報は、前記低周波信号を受信し前記第1情報を登録して前記ネットワークへ接続し、前記ネットワークへの参加を承認された機器に対して送信される、
系統認識機器。 - 複数の第1機器(101,・・・,106)を有する第1機器群(100)および前記複数の第1機器に接続される第1配線群(110)から成る第1グループと、
複数の第2機器(201,・・・,205)を有する第2機器群(200)および前記複数の第2機器に接続される第2配線群(210)から成る第2グループと、
が、前記ネットワークを形成し、
前記系統認識機器は、前記第1グループおよび前記第2グループの双方に接続されている、
請求項14に記載の系統認識機器。 - 複数の第1機器(101,・・・)を有する第1機器群(100)および前記複数の第1機器に接続される第1配線群(110)から成る第1グループと、
複数の第2機器を有する第2機器群および前記複数の第2機器に接続される第2配線から成る第2グループと、
複数の第3機器を有する第3機器群および前記複数の第3機器に接続される第3配線から成る第3グループと、
が、前記ネットワークを形成し、
前記系統認識機器は、前記第1グループ、前記第2グループおよび前記第3グループに接続されている、
請求項14に記載の系統認識機器。
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