JPH03502996A - 電力管理及び自動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 電力管理及び自動装置 本発明は、電力管理及び自動装置に関し、特に家庭のような単独設備において選 択した電気器具の電力消費を管理すると共に、このような電気器具の動作を制御 する装置に関する。

エネルギ管理及びホーム・オートメーションは多年にわたり知られている。しか し、効率的なエネルギ使用の制御が可能、かつ種々の家好電気器具の動作の機能 的な制御をする手頃な価格の実用装置は、これまで開発されていなかった。この ようなエネルギ制御及びオートメーション装置は開発された限りにおいて、自家 所持者に′とり手助けになるというよりも、オートメーション装置の奴隷となる ものであった。例えば、証明を自動的に一定の時間でオンにし、次の一定の時間 で照明をオフにする装置がある。しかし、ある状況において、自家所持者はコン ピュータが照明をオンに保持するように設定されているときに、これをオフにし たいことがある。このような状況では、単にスイッチを切り換えることにより照 明をオフするのではなく、コンピュータを再プログラムしなければならない。

従来の典型的なオートメーション及びエネルギ管理装置例は、ミラー（Ｍｉｌｌ ｅｒ）の名による米国特許第４．７４０．５８２号、ジョンソン（Ｊｏｈｎｓｏ ｎ　）ほかの名による米国特許第４．６９５，８８０号、ライター（Ｒｅｉｔｅ ｒ）の名による米国特許第４．６８４．９２０号、プライアント（Ｐｒｙａｎｔ 　）の名による米国特許第４．６４２，４７３号、フオウラー（ＦＯＷＩｅｒ） の名による米国特許第４゜６１１．２９５号、’７　／Ｌ／　ト？　＞　（Ｗａ ｌｄｇ＋ａｎ　）の名による米国特許第４．５４０．９８４号。フレーリング（ Ｆｒｏｅｈｌｉｎｇ　）ほかの名による米国特許第４．４９７゜０３１号、ペデ ィー（Ｐｅｄｄｉｅ）ほかの名による米国特許第４，４７１．２３２号、バーン ナーゲル（ＢＬｌｒｎｎａｌｌｅｌ　）ほかの名による米国特許第４．４５４． ５０９号、シュパルツバツバ（Ｓｃｈｗａｒｚｂａｃｈ　）ほかの名による米国 特許第４．４８１，３３３号、アンダーソン（Ａｎｄｅｒｓｏｎ　）ほかの名に よる米国特許第４．３８９．５７７号、ジョンナック（５ｃｈｏｎｎａｃｋ　） の名による米国特許第４，３５４゜１２０号、ハマー（Ｈａｍｍｅｒ）の名によ る米国特許第４゜３４５．１６２号、ワイガント＜　ｗｙａａｎｔ　＞の名によ る米国特許第４．３１９．３１９号、ギュル（Ｇｕｒｒ）の名による米国特許第 ４．２６４．９６０号、ケンダル（にｅｎｄａｌｌ　）の名による米国特許第４ ．２４４．０２２号、シムコー（Ｓｉｍｃｏｅ）の名による米国特許第４，２２ ３．３７９号、カルタジローネ（Ｃａｌｔａｇｉｒｏｎｅ　）ほかの名による米 国特許第４，２１７，６４６号、アイヒエルベルガー（ＥｉＣｈｅｒｂｅｒＱｅ ｒ）ほかの名による米国特許第４゜２１３．１８２号、スミス（！１ｖｉｔｈ　 ＞の名による米国特許第４，０２２，５５５号、ステイーブンソン（５ｔｅＶｅ ｎＳＯｎ　’）の名による米国特許第３．９０６，２４２号、カルクリス（にａ ｒｋｌｙｓ　）の名による米国特許第３゜７９０．８１５号が挙げられる。他の エネルギ管理装置がブラウン三組（Ｂｒｏｗｓ　ＩＩＩ　）ほかの名により「エ ネルギ管理装［（Ｅｎｅｒｇｙ　Ｈａｎａｇｅｓｅｎｔ　Ｓｙｓｔｅｍ）　Ｊと 題してＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＵＳ８７１０２３６５号、及びブライン二相はかの 名により［エネルギ管理装置用の応答機（Ｒｅｓｐｏｎｄｅｒ　Ｆｏｒ　Ｅｎｅ ｒｇｙ　Ｈａｎａｇｅｇ＋ｅｎｔ　　５ｙｓｔｅ■）」と題してＰＣＴ特許出願 第ＰＣＴ／ＵＳ８７１０２３６６号、及びビレボー（Ｐｉ　ｌ　１ｅｂｏｕｔ　 ）の名によるフランス特許第２．４９５．３９６号に説明されている。

更に、サーキット・ブレーカのようなヒユーズ装置により、家庭、工場等のよう な建物における各電力回路を電力サージ及び過負荷から保護することも周知であ る。

例えばポンプ及び主要な電気器具のように、監視すべき多くの電気器具が電力回 路における唯一つの電力消費電気器具として含まれている。即ち、サーキット・ ブレーカは前記電気器具のみを保護するように設計されている。

他の型式の電気器具、例えば照明、小型台所電気器具等は単一の電力回路に一括 してグループ分けされ、共通のサーキット・ブレーカを共有することができる。

サーキット・ブレーカを用いることにより電力回路を保護する場合に、サーキッ ト・ブレーカは、遠方位置からサーキット・ブレーカを自動的にトリップ・設定 又はリセットさせる適当な電気制御信号に応答する小型電気モータを備えること ができる。独自のサーキット・ブレーカを備えた電気器具と、一つのサーキット ・ブレーカを共有しなければならない電気器具との間での大きな相違は、通常、 独自のサーキット・ブレーカを有する電気器具が殆ど例外なくオートメーション 及びエネルギ管理の対象となるが、汎用回路にコンセントにより接続した一定の 電気器具だけがエネルギ管理され、オートメーションの対象となる。従来、これ ら単独の電気器具回路に対する電力の供給を管理するために便利な素子として、 モータ付きサーキット・ブレーカが用いられた。このようなモータ付きサーキッ ト・ブレーカは温水暖房器の運転を停止させたいとき、例えば深夜にオフにする ことが可能とされる。

完全に自動化された設備を備えるためには、一定のステータスを表わす外部信号 をオートメーション装置に供給して電気器具即ち装置をオンすべきか、オフすべ きかを判断するのが望ましいことが多い。例えば、オートメーション装置により 自動スプリンクラ−装置を制御しているときは、オートメーション装置は、芝に 水が必要かどうかを知ることが望ましい。湿度検知トランスデユーサ又は雨量計 のトランスデユーサは周知であり、大地が既に湿っているか、又は適当量の雨が 降ったかどうかを表わす信号を取り出すことができる。このような信号が入力さ れたときは、オートメーション装置はスプリンクラ−装置をオンしないことによ り応答しなければならない。他の例として自動照明制御装置がある。この自動照 明制御装置は、一定の時間、例えば夕方に照明を自動的にオンし、他の一定の時 間、例えば夜明けに照明をオフすることができる。光センサはこのようなドアの 照明を制御する公知の装置である。いくつかの状況において、自家所持者はオー トメーション装置のセンサを無視したいことがある。多くの従来の装置では、自 家所持者が単純にスイッチを操作してオートメーション装置のセンサ・コマンド を取り消すのではなく、コンピュータ装置を再プログラムしなければならない。

更に、オートメーション装置には、オン及びオフされたときのように、エネルギ 管理の典型的な対象ではない項目を含めることができる。例えば、オートメーシ ョン装置には、窓やドアの開閉、又は運動又は熱検知装置により人を検出したい ときに応答する保安装置を含めることもできる。保安侵犯を検出したときは、オ ートメーション装置は自動的に支援を求めたり、警報を鳴らさなければならない 。このような装置は、総合オートメーション装置に関連されて、深夜又は家族全 員が働いている若しくは学校にいる通常の日中のように、一定時間、自動的にオ ンにされてもよい。しかし、このような装置は、その家庭の計画が変更になった とき、例えば人が家に夜遅く帰ったとき、病気、休暇、休日等のために仕事を休 み家に居るときは、簡単にリセットできるものでなければならない。このような リセットは、コンピュータの再プログラムによるのではなく、既存の独自装置と 同じような簡単さで、符号化されたスイッチ等の操作によるものでなければなら ない。

多くの電力管理及び家庭オートメーション装置においては、全ての場合で、ステ ータス信号を送出してオートメーションが機能すべきか、又は中央のオートメー ション・コンビｌ−夕に自家所持者の取り消し信号を返送すべきかを判断させる のは実際的ではない。第１に、コンピュータは非常に多くの信号の監視で過負荷 となり、これが信号の送出と信号のサービスとの間で遅延を発生させてしまう。

例えば、ポーリング中、又は複数のステータス若しくは取り消し信号による割り 連中のコンピュータがサービスすることにより余りに多くの要求を抱え込む状態 になったときは、人が部屋に入り、スイッチをオンしても照明が数秒間点灯しな いことになり、コンピュータが保安装置の取り消しコードを確認して動作するま でに、警察を呼ぶことになりかねない。この問題を解決するために、コンピュー タ・コマンドを取り消すようにオートメーション・コンピュータから独立したあ る機構を開発する必要がある。更に、自家所持者はステータス信号に従うべきか どうかの最終判断をする必要がある。

自家所持者は、例えば、ステータス信号が十分な雨が降り、自動スプリンクラ− 装置がオンとなるのを阻止することを表わしているにも係わらず、新しく植えた 芝のように他の理由のために自動スプリンクラ−”ＡＭをオンにしたいことがあ る。従って、コンピュータ装置が最初に決定したオートメーション装置か、又は ステータス信号に応答して決定した第２のものかを自家所持者の制御に基づいて 総合取り消し手段を備えることＢ必要である。

本発明の第１の特徴によれば、−設備における複数の電気器具の動作をｌｌＩｒ １Ｊする電力管理及び自動装置が提供される。第１の型式の被制御電気器具は第 １の電力回路において単独の電気器具であり、第２の型式の被訓１ＩＩＶｔ置は 第２の電力回路において一緒にグループ分けされた複数の電気器具を備えている 。更に、各電力回路は当該電力回路に対する電力の供給を制御するサーキット・ ブレーカを備えている。この電力管理及び自動装置は、いずれかの型式の電気器 具から選択したものの動作制御が開始する時を表わした一連の信号を供給するプ ログラマブル・コンピュータを備えている。更に、この電力管理及び自動ＶｉＷ は、オン状態とオフ状態との間で切り換え可能なサーキット・ブレーカを１１１ ｔｌｉｌするための出力信号を供給し、切り換え可能なサーキット・ブレーカを 有する電力回路において選択した第１の型式の電気器具に対する電力の供給を制 御するサーキット・ブレーカミ制御モジュールと、制御可能なスイッチ手段に出 力信号を供給し、前記第２の型式の電気器具から選択した一つに対する電力の供 給を制御ｌｌする使用点υＩｔｌｌモジュールとを備えている。前記各サーキッ ト・ブレーカ制御モジュール及び使用点制御モジュールは、これに接続された手 動的に切り換え操作可能な手段と、動作制御されている前記電気器具に接続され た手段から供給される外部の制御信号が印加された入力端子と、前記手動的に切 り換え操作可能な手段の操作に対して前記プログラム可能な制御装置の信号、及 び前記外部の制御信号に応答して前記出力信号を出力するプロセッサ手段とを備 えている。

以下の図面を詳細に参照して、本発明の好ましい一実施例を次に説明する。

第１図はサーキット・ブレーカ・パネルと、本発明のコンピュータ・オートメー ション及びエネルギ管理パネルとの構成を示す図、 第２図は第１図に示す制御モジュールのうちの一つについての側面図、 第３図は第２図に示す制御モジュールの正面図、第４図は本発明の電力管理及び 自動装置の電気的なブロック図、 第５図は第２図及び第３図に示すサーキット・ブレーカ制御モジュール又は使用 点制御モジュールの内部回路のブロック図である。

第１図を参照すると、電力管理及び自動装置パネル１０が示されている。電力管 理及び自動装置パネル１０は、通常のサーキット・ブレーカ・パネル１２に隣接 して配置することができる。電力管理及び自ｆＪＪ装置パネル１０及びサーキッ ト・ブレーカ・パネル１２は共に、エンクロージャ、例えば米国イリノイ州パラ ティンのスクエア０　（Ｓｑｕａｒｅ　Ｄ）　　（株）により製造されたモデル 番号Ｑ０４０−Ｍ２００をイ１する。更に、各パネルはバックプレーン（図示な し）を有し、このバックプレーンにはサーキット・ブレーカ１４又はモジュール １６のようなモジュールがスナップ式のロックにより電力管理及び自動装置パネ ル１０又はサーキット・ブレーカ・パネル１２の箱内に保持されている。サーキ ット・ブレーカ１４は、手動サーキット・ブレーカ１４及びモータ付きサーキッ ト・ブレーカ１４Ｍを備えてもよい。モータ付きサーキット・ブレーカ１４Ｍは これに内蔵された小型電動モータに印加される信号によりｌ＋ｌｌｌ１されてオ ン状態とオフ状態との間で自動的に切り換え可能にされてもよい。サーキット・ ブレーカ１４及びモータ付きサーキット・ブレーカ１４Ｍは、いずれも市場で、 例えばスクエアＤ（株）から種々のアンペア定格により咎通に入手可能である。

サーキット・ブレーカ１４又は１４Ｍのようなサーキット・ブレーカ制御モジュ ールは、家庭のような設備における単独の電気結線回路を過負荷又は電力サージ から保護するものであることは、周知である。被保護回路は、モータ、温水暖房 器等のように、これに接続されている単独の電気器具即ち装置を備えたものでも よく、また照明及び被保護回路にコンセントを介して接続された種々の小型電気 器具のように異なる複数の電気器具を備えたものでもよい。サーキット・ブレー カ１４、又は１４Ｍがオン位置にあるときは、特定の電力回路におけるいずれか 又は全てに電力を供給するものでもよい。また、過負荷若しくは電力サージの結 果として、モータ付きサーキット・ブレーカ１４Ｍに信号が印加された結果とし て、又は人が手動的にサーキット・ブレーカをトリップさせた結果として、サー キット・ブレーカ１４又１４Ｍをオフ位置に遷移させたときは、前記特定の電力 回路からの電力が遮断される。

電力管理及び自動装置パネル１０には主要な３つの型のモジュールが挿入されて いる。これらのモジュールは、電力モジュール１６、サーキット・ブレーカ制御 モジュール１８、及び装置制御モジュール２０である。各電力管理及び自動装置 パネル１０は一つの電力モジュール１６を備えてもよい。この電力モジュール１ ６は残りのモジュールに電力を供給するように設計されている。モータ付きサー キット・ブレーカ１４Ｍ又は制御されるべき個別的な装置の数に従って、パネル １０にそのスペース制約内で、任意数のサーキット・ブレーカυ１ｙＡモジュー ル１８又は装Ｗ　ＩＩ　１ｍモジュール２０を挿入することができる。更に、以 下で説明するように、各サーキット・ブレーカ制御モジュール１８及び装置制御 モジュール２０は、異なる８個のサーキット・ブレーカ１４Ｍ即ち個別的な８個 の装置まで制御するように設計されてもよい。

パネル１ｏ内には、パックプレー２９図示なし）が備えられ、各モジュール１６ ．１８及び２０はパックプレ−ンにスナップ式でロックされている。更に、結線 バス２２がバックブレーンに沿って備えられ、各モジュール１６．１８及び２ｏ を接続する複数のマルチビン・コネクタ２４を備えている。各コネクタ２４は、 異なるアドレスによりハード・ワイヤ結線され、以下で更に詳細に説明するが、 コンピユータ化された設備制御装置２８と通信することができる。混乱を避ける ために、電力モジュール１６は常時一番上即ち最初のコネクタ２４に挿入され、 １１１１１１モジユール１８及び２ｏは任意の順序により連続する次の下側のコ ネクタ２４に挿入される。結線バス２２の終端はそれぞれ通常のＲＪ１１電話機 ジャックのように一対のコネクタ２６を有する。コネクタ２６を用いて結線バス ２２を設備υ）弾装Ｎ２６、又はパネル１０と同様に、付加的なサーキット・ブ レーカ及びｔｉ制御モジュール１８及び２ｏを含む第２のパネルに接続すること ができる。

電力モジュール１６は、通常のライン電流の１２０ボルト交流又は２７７ボルト 交流を２４ボルト交流に降圧する電力変圧器３０から２４ボルト交流電力を受は 取っている。電力モジュール１６は入力される交流信号を調整し、結線バス２２ のコネクタ２４に挿入された種々の１ｉ１１　ＩＩＩＩジュール１８及び２ｏに 結線バス２２上の２４ボルト直流及び一対の５ボルト直流信号を供給する。電力 モジュール１６から供給される２つの５ボルトｒｉ流信号は、その過負荷を防止 するために、サーキット・ブレーカ制御モジュール１８及び装置制御モジュール ２ｏのうちの異なるものに印加される。電力モジュール１６の前面には、点灯さ れたときに電力モジュール１６から適正な電力が供給されていることを表わす３ つの発光ダイオード（ＬＥＤ）が備えられている。

サーキット・ブレーカ制御モジュール１８及び装置制御モジュール２ｏは、出力 される出力信号の型式を除き、同一である。サーキット・ブレーカ制御モジュー ル１８の出力信号は、パネル１２に設けられているモータ付きサーキット・ブレ ーカ１４Ｍのうちの一つに備えられているモータを動作させるように設計されて いる。このような動作は、所望により、オフ状態からオン状態に、又はオン状態 からオフ状態にすることができる。典型的なものとして、この信号は、例えば７ ５ｍ５の短いパルスである。装置ｉＩＩＩｗＪモジュール２０の出力信号は、複 数のパルス即ち安定状態のディジタル信号であってもよく、例えばこれに電力を 供給させることにより、又は電力の供給を阻止することにより、又は一定の機能 を実行させることにより、他のリモート装δを制御するように設計される。他の リモート装置は、動作によりスイッチを第１の状態から他の状態に切り換えるこ とが可能なモータを備えたもの、又は開放又は開成状態を保持するリレーを有す るものでもよい。これに代わって、装置制御モジュール２０によりｔ＋ｔ＋Ｗさ れたリモート装置そのものは、その内部のコンピュータ又は設備ｔｉＩ１１３１ １装四２８によりコンピュータ制御されてもよく、かつ単にモジュール２０から 供給される信号の状態変化を検出し、適当にプログラムされた方法により応答す ることになる。自動電話ダイアル装置は、例えば、装置制御モジュール２０から の信号がロー状態からハイ状態に遷移するのに応答して、９１１のような緊急番 号をダイアルすることができる。

更に、各制御モジュール１８及び２０は、結線バス２２を介して設備制御装置Ｆ ２８から受は取る信号に加えて、外部信号源から信号を受は取ることができる。

外部信号源はｕ１ｗ状態にある装置、又はｔＡ＠状態にある装置に接続されたセ ンサでよい。例えば、自動電話ダイアル装置は、全ての番号をダイアルすると、 制御モジュール２゜に肯定応答信号を返送することができる。これに代わって、 事象信号を制御モジュール１８又は２０に送出して設！１１１Ｊｔｍ０１２ｆ２ ８からの予めプログラムしたコマンドを取り消すことができる。例えば、芝スプ リンクラ−のモータを一定の時間でオンするように再プログラムしてもよく、ま た雨量計からの取り消しステータス信号は、雨量計が芝は十分に湿っているのを 検出したとき、又は雨が降っているときは、前述のような機能を禁止してもよい 。

最後に、各ｉ＋ｌｌＩモジュール１８及び２０は各モータ付きサーキット・ブレ ーカＩＢＭ即ちｔｈｅ状態の装置用の取り消しボタン４４及びステータス・ラン プ４４を備えている。取り消しボタン４２は、人が操作することにより、設備υ Ｊａｉｌ装置２８から又は外部信号から他の全てのコマンドを取り消すようにし てもよく、またステータス・ランプは、オン状態、オフ状態又は点滅状態にする ことにより、ｉｔ＋　ａ　可能の現在ステータスを表わしている。

第２図及び第３図を参照すると、制御モジュール１８及び２０の物理的な特性が 示されており、第２図は側面図を示すものであり、第３図は制御モジュール１８ 又は２０のうちの一つの前面即ち正面図を示すものである。

各制御モジュール１８及び２ｏは、パネル１０に用いる通常のバックプレーンに スナップによりロックされるように設計され、かつ配置された一対のクリップ３ ２を有する。更に、オス型コネクタ３４はＩＩ御モモジュール１８び２０から伸 延しており、第１図に示すモジュールのメス型コネクタ２４のうちの一つに差し 込むようにされている。コネクタ３４をコネクタ２４に挿入したとぎは、電力モ ジュール１６からの電力及び設備制御装置２８からの制御信号は共に、印刷回路 基板３６に搭載された回路素子に供給することができる。この印刷回路基板３６ は制御モジュール１８及び２０内に設けられたものである。更に、印刷回路基板 ３６には、それぞれ一本の線を固定するようにした２４出力端子３８及び１６入 力端子４０が接続されている。１６入力端子４ｏは、８対にグループ分けされて 、例えば制−モジュール１８及び２０のうちの一つにより制御されている装置の ような各外部信号源からの一対の線にしてもよい。同様に、出力モジュールは８ グループの３＠子を備えて、３線を各モータ付きサーキット・ブレーカ１４Ｍ又 は１ｌＪｔｌｌされている装置に割り付けるようにする。モータ付きサーキット ・ブレーカ１４Ｍが制御されている場合は、各グループの３線をモ〜り順方向、 モータ逆方向、及び共通線として表わすことができる。個別的な一装置が制御さ れている場合は、各グループの３出力端子を通常開放接点、通常閉成接点、及び 共通線として表わすことができる。

８個の手動操作取り消しボタン４２及び８個の発光ダイオード（ＬＥＤ）のステ ータス・ランプ４４は制御モジュール１８及び２０の正面に備えられている。ス イッチ４２は、オートメーション及びエネルギ管理装置の自家所持者のようなユ ーザが押すことにより、υ制御状態にある装置からの外部信号、又は設備ＩＩＩ 御装置２８からのコマンド信号のようなあらゆるコマンド信号を取り消すことが できる。ＬＥＤ４４は、異なるいくつかの速度で、点灯、非点灯又はフラシュに より、υ＋ｍ状態にある装置のうらの一つがオンであるか、若しくはオフである か、又はその時点で実行しているυ３１１１型式についての種々のステータスを 表示することができる。

電力モジュール１６は、出力端子３５及び入力端子４０が存在しないことを除き 、第２図に示す１１１１１１モジユール１８及び２０と同一であり、正面パネル は３つの発光ダイオードのみを有し、それぞれ電力モジュール１６から供給され る２つの＋５ボルト直流信号及び＋２４ボルト信号を表示している。

ここで、第４図を参照すると、オートメーション及びエネルギ管理パネル装置４ ６を示す電気ブロック図が示されている。オートメーション及びエネルギ管理パ ネル装置４６は、例えば、一定の装置がエネルギ使用のために管理され、また他 の一定の装置が自動化されている一つの家庭であってもよい。第４図において、 先に説明した素子は同一番号により表示されている。オートメーション及びエネ ルギ管理パネル装置ｆｆ４６の中心は設備制御装置２８である。設備制御装置２ ８は、１．Ｂ、Ｍパーソナル・コンピュータＸＴのような通常のパーソナル・コ ンピュータ、又はここで説明しているオートメーシコン及びエネルギ管理パネル 装置とコンパチブル又はこれ用に特に適応させた変更コンピュータ装置でもよい 。設備ｔｌＩＩＩＩｌ装置２８は、典型的なものとしてキーボード４８、キーボ ード４８を介してデータを入力させるようにこれに通常の方法により接続された 表示装置５０、又は表示装置５０を介してユーザに対するメツセージの表示装置 を備えている。設備部ＩＩ！Ｉ装置２８、メモリ、モデム、プリンタ、パーソナ ル・コンピュータに通常見られるもの等、これに接続された他の装置を付加的に 備えてもよく、又は保安装置、ビデオυＩ御装置、電話装置等のように、これに 接続され、かつ特に適応された装置を備えてもよい。

設備制御装置２８はデータ・バス５２に制御信号を供給している。このデータ・ バス５２は、第１図のコネク。

り２６を介し、パネル１ｏの結線バス２２の一部として接続されている。制御装 置２８がデータ・バス５２に供給する信号は、典型的なものとして、！１３１０ モジュール１８及び２ｏのうちの特定の一つのアドレス、及びアドレス指定され た当該モジュール内で、８つのサーキット・ブレーカ即ち装置のうちのいずれを 制御するのかを識別する。各モジュール１８及び２０のアドレスは、先に説明し たように、コネクタ２４内で予め結線されたアドレス・コードにより決定される 。

更に、設備Ｉｌ制御装置２８の信号は、スイッチをオンにすべきか、又はオフに すべきかを表わすデータ・コードのようなデータ・コードを表わすことになる。

前述のように、電力モジュール１６は電力変圧器３０から供給される１６ボルト 交流信号を入力しており、また電力変圧器３０はライン電圧、典型的なものとし て家庭における１２０ボルトの交流を入力している。電力モジュール１６は通常 の電圧レギュレータ回路バックを用いて１６ボルト交流信号を３つのボルト直流 信号（＋５ボルト、＋５ボルト及び＋２４ボルト）に変換し、これら３つの直流 信号を電力モジュール１６から電力バス５４に供給する。更に、電力モジュール １６は８ポルト交流信号及び２４ボルト交流信号と共に、直流及び交流グラウン ド信号を電力バス５４に供給する。

前述のように、サーキット・ブレーカ制御モジュール１８及び装置制御モジュー ル２０は共に、相互接続された８Ｈのリセット・スイッチ・ボタン４２及び８個 のステータス・ランプ４４を有する。更に、各制御モジュール１８及び２０はコ ネクタ３８を介して８組の出力信号を供給し、またコネクタ４０を介して８組の 入力信号を入力している。前述のように、特にサーキット・ブレーカｌ１ＩＪＩ ｌｌモジユール１８に開運して、最大８個のモータ付きサーキット・ブレーカ１ ４Ｍを出力コネクタ３８に接続することができる。モジュール１５から供給され る適当な信号は、モータ付きサーキット・ブレーカ１４Ｍのうちの一つに接続さ れたモータを強制的にオン状態（閉成）又はオフ状態（開放）させることができ る、従って、典型的なものとして、モジュール１８を用いて、その設備内の特定 の電力回路内で特定の装置である複数の装置を＄１１１１１させる。例えば、モ ータ、温水暖房器等は、通常、電力回路内の電力消費装置として結線されており 、勿論これにはサーキット・ブレーカが含まれている。このような電力回路のサ ーキット・グレー力をモータ付きサーキット・ブレーカ１４Ｍとし、モータ付き サーキット・ブレーカ１４Ｍをυｔａｌｌするだけで、このような電気器具その ものの動作を容易に制御することができる。ＩＩＪＩＩｌ装置パネル装置パネル −１０ト会ブレーカ・パネル１２の近傍に配置されてもよいので、その結線は、 例えば家庭の外に配置され、リモート・スイッチ制御された照明のリモート・リ レーに結線するのに比較して、サーキット・ブレーカ制御モジュール１８とモー タ付きサーキット・ブレーカ１４Ｍとの間で最小化される。

モータ付きサーキット・ブレーカ１４Ｍにより保護された各電力回路は、被制御 袋［５６ａ〜５６ｎのうちの一つに電力を供給する。前述のように、被ｉｌｌ　 ＩＩ装Ｎ５６ａ〜５６ｎは、温水暖房器、例えば芝の散水又は水泳プールを濾過 するのに用いられるモータ等でよい。これらの被制御装置５６ａ〜５６ｎはそれ ぞれ、温水暖房器の場合におけるサーモスタットのようにこれに接続されている センサか、又は芝の散水ポンプに接続された湿度センサ又は雨酋計のように離れ て位置するセンサを備えることができる。センサ５８ａ〜５８ｎの全部である必 要はないが、そのいくつかはステータス信号をコネクタ４０を介してサーキット ・ブレーカυ」御モジュール１８に供給する。例えば、センサ５８ｂＬｔｍ水暖 房器５６ｂに接続されたサーモスタットでよく、また渇水暖房器５６ｂは水の温 度に対する設定に基づいて装置５６ｂ内の加熱素子をオン及びオフさせる。所望 するオートメーションの程度に従って、サーモスタット・センサ５６ｂがサーキ ット・ブレーカ・モジュール１８にその信号を供給しなくてもよい。この場合に 、制御状態にある第２の装置５６ｂに関連して端子４０の端子コネクタに印加さ れる信号はない。５８ｎのような他のセンサは、スプリンクラ−・ポンプをオン にすべきか、否かを判断するために用いられる湿度センサのように、υ１ｔＩｌ 状態にある装置５６ｎから離れた位置にあってもよい。屋外の照明に接続されて いるフォト・セルのような他のセンサは、装置１５６ａに接続されたセンサ５８ ａにより示す被ＩＩＪＩＩＩｌ装置に物理的に接続され、モジュール１８に直接 信号を供給してもよい。

装置制御モジュール２０は、出力端子３８を介して供給される信号を被制御個別 装置６０８〜６０ｎに直接供給することを除き、サーキット・ブレーカ制御モジ ュール１８と同一である。更に、被制御個別装置６０８〜６０ｎから選択された ものも、センサ５８ａ〜５８ｎを被制御袋ｆｅｉ５６ａ〜５６ｎに接続するのと 同様の方法により、センサ６２ａ〜６２ｎを接続している。換言すれば、いくつ かのセンサは完全に遠方にあってもよく、他のセンサは制御状態にある装置に物 理的に接続されてもよく、更に制御されている他の装置１６０ａ〜６０ｎはセン サを備えていなくてもよい。ここでも、制御された種々の個別装置１６０ａ〜６ ０ｎを制御するために、即ちこれらをオン又はオフさせ、又はこれらに特定の機 能を実行させるために、出力端子３８を介して信号が供給される。センサ６２ａ 〜６２ｎは、例えば、センサはオンなのか、オフなのか、若しくはセンサをオン にすべきかオフにすべきを表わしてもよく、又は命令された機能を実行したこと の通知をなすものであってもよい。更に、センサ６２ａ〜６２ｎは、自家所持者 による取り消しのような手動コマンドを表わしてもよい。換言すると、被制御個 別装置６０のうちの一つが部屋用のモータ付き照明スイッチであるならば、その ｖｉ置に接続されているセンサ６２は、自家所持者が物理的にスイッチをオンし たのか、又はオフにしたのかの表示としてもよい。この場合に、設備制御装置２ ８がモジュール２０に当該装置に関して何を行なうように命令しようとも取り消 すことになる。

装＠４６内に示す主要なサーキット・ブレーカＩＩＪＩＯモジュール１８及び装 置制御モジュール２ｏに加えて、取り消しボタン４２又はステータス・ランプ４ ４を含め、又は含めなくてもよい他のモジュール６４を、パネル１０に挿入する ことができる。このような他のモジュールは保安を制御するために、又はビデオ ・テープ・レコーダ等のような一定の特殊電気器具をＩＩＩ御するために用いら れてもよい。一般に、他のモジュール６４は他の装置６６上で動作し、他の入力 ６８からのステータス信号を受は取ることになる。これらは、他の入出力装置１ ６８に信号を供給してそれらを１ｌＩＩｉＩＩＩすると共に、これらからステー タス信号を受は取ることもできる。他の複数のモジュールを設備制御装置２８か ら信号を受は取るものとして装置４６に示したが、これらのモジュールは、設備 ｖ１１ｍ０１２！　２８から完全に独立できる場合でもよく、若しくはそうでな くてもよく、又はｌＩｌ＠を受けるのではなく、これらに接続されてステータス 情報を受は取るだけのものであってもよい。

ここで第５図を参照すると、制御モジュール１８及び２０のうちの一つ内の電子 装置７０のブロック図が示されている。先に説明した要素には前の識別番号が与 えられている。電子値Ｗ１７０の要部は８ピツトのマイクロプロセッサであり、 これにはモトローラ争マイクロプロセッサ番号６３７０５のようなランダム・ア クセス・メモリ（ＲＡＭ）が備えられる。マイクロプロセッサ７２は、ＥＰＲＯ Ｍ７４に記憶されているプログラムの制御に従っており、このプログラムはマイ クロプロセッサ７２が実行する機能を決定するものである。これらの機能はマイ クロプロセッサ７２に接続されているジャンパー７６の設定により変更すること ができる。

マイクロプロセッサ７２は４．９１５２８）Ｉｚ水晶発振器のりＯツク７８の制 御に従って動作する。その同期は６０Ｈ７時間基準及び波形整形回路８ｏにより 確保され、６０Ｈ７時間基準及び波形整形回路８０はマイクロプロセッサ７２を 他のモジュール１８及び２０内にある同じような他のマイクロプロセッサと同期 させている。このような同期は、設備１１ＪＩＩＤ装置２８がバス５２を介して 同時に一つのモジュール１８又は２ｏと通信するだけなので、必要である。従っ て、７２及び他のモジュールと同様の種々のマイクロプロセッサはバス５２に対 するアクセスを単に待機するだけであり、共通した安定な周波数に基づいて同期 されなければならない。

ウォッチ・ドッグ・タイマ回路８２はマイクロプロセッサ７２用の内部スパーバ イザ及びモニタである。マイクロア０セツサ７２はウォッチ・ドッグ・タイマ回 路８２に肯定応答信号を周期的に送出することにより、混乱なしに正しく機能し ていることを表示する。これらの肯定応答信号が速過ぎたり、遅過ぎたりすると きは、マイクロプロセッサ７２をリセットさせ、また再起動させるためにウォッ チ・ドッグ・タイマ回路８２が接続される。

第４図に示すマイクロプロセッサ７２と設備制御装置２８との間の通信は、バス ５２を介して行なわれる。この通信はアドレス検出回路８４及びバス・インタフ ェース回路８６により制御されている。前述のように〜各モジュール１８又は２ ０のアドレス指定はコネクタ２４にハード・ワイヤ結線されている。適当なアド レスがバス５２に送出されると、アドレス検出回路８４は、ハード・ワイヤによ り結線されたコネクタ２４に基づき当該アドレスを検出し、マイクロプロセッサ ７２がバス・インタフェース回路８６を開放することによりバス５２に対するア クセスができるようにする。

入力端子４０に接続された各入力ラインは入力保護回路８８を介して接続されて いる。マイクロプロセッサ７０は入力保護回路８８に供給される入力信号を連続 的に監視し、出力信号を変化させることが必要となる入力信号の変化に注目して いる。いくつかのステータス信号が変化するとマイクロプロセッサ７４が直ちに 動作することになり、他は設備制御装置２８からのコマンドに応答して内部のＲ ＡＭに記憶されて動作を禁止する。同様に、ステータス・ランプ４４はステータ ス回路９０を介してマイクロプロセッサ７０と通信状態にあり、リセット・ボタ ン４２はリセット回路９２を介して通信状態にある。

マイクロプロセッサ７２は、種々のステータス・ランプを点灯させ、又は照明は ステータス回路９０によりオンか、又はオフかを調べるための信号を供給するよ うにプログラムされている。同様に、マイクロプロセッサ７２は、リセット回路 ９２によりリセット・ボタン４２との通信を監視しており、ボタンに信号を送出 すること、又はリセット・ボタン４２のうちの一つが押されたときに信号を受は 取ることができる。

端子３８を介して供給される出力信号は、出力ドライバ９４を介して供給される 。ここでも、出力ドライバ９４はマイクロプロセッサ７２と２方向通信状態とな るように接続されており、マイクロプロセッサ７２は出力ドライバ９４を介して ２４出力端子のうちの１端子以上に信号を供給すること、又は出力端子のうちの いずれかに信号を読み出すことができる。出力ドライバ９４に設けられるドライ バ回路の型式は、１ｉｌｌｔｌｌ状態にあるのはモータ付きサーキット・ブレー ｆＪ１４Ｍか、又は装置６０ａ〜６０ｎかに従っている。この回路は、サーキッ ト・ブレーカｖ１ｍモジュール１８と装置制御モジュール２０との間で相違する 唯一つのものである。

第５図から明らかなように、マイクロプロセッサ７２は異なる３つのソースによ り制御されてもよい。これら３つのソースとは、設備制御装置２８、入力保護回 路８８を介して供給されるステータス信号、及びリセット・ボタン４２のうちの 一つの手動動作である。いくつかの状況において、マイクロプロセッサ７２は異 なる３つの入力から競合状態の情報を受は取ることがある。従って、優先度によ る順序が必要であり、このような順序は最高の優先度がブツシュ・ボタン４２と なるように設定されている。次に最高の優先度は入力端子４０を介して印加され るステータス信号であり、最低の優先度は設備制弾装［２２８からのコマンドで ある。このような順序の理由は、最高の優先度がリセット・ボタン４２を押す人 間の動作に与えられ、次に最高の優先度が入力端子４０に供給されたステータス 信号に与えられる。その理由は、これらの信号が生起した実際の事象を表わして いるためである。次いで、最低の優先度は設備制御装置２８に含まれている未来 の事象について予めプログラムされた仮定のものである。

従って、ここで説明した層４〜のモジューラ構造は、電力１１１１［ｌモジュー ル１８及び２０のように種々に異なる３つの型式の制御モジュールと共に、電話 機ＩＩ　’ａ　、娯楽制御及び保安υ１ａ等のような他の型式のモジュールを共 通エネルギ＠理及びオートメーション装置、電力管理及び自動装置に含めるよう にさせ、全ては基本的にパネル１０に含まれている。これは、結線を容易なもの にして、所望のυ＋１１１及びオートメーションを可能にさせ、これと共に共通 位置で多くの異なるタスクを達成するために通常必要とされる多くの機能を設定 するものである。

浄書（内容に変更なし） 手続補正書（自発） 平成２年７月に日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一．一つの設備における複数の電気器具の動作を制御すると共に、第１の型式の 前記電気器具が第１の電力回路で単独の電気器具であり、第２の型式の前記電気 青貝が第２の電力回路に一緒にグループ分けされた複数の電気器具に含まれ、各 電力回路が当該電力回路に対する電力の供給を制御するサーキット・ブレーカを 備えている電力管理及び自動装置において、前記電力管理及び自動装置は、 いずれかの型式の電気器具のうちから選択したものの動作制脚をしょうとしてい る時を表わした一連の信号を供給するプログラマプル制御装置と、 オン状態とオフ状態との間で切り換え可能なサーキット・フレー力を制御するよ うに出力信号を供給して、前記切り換え可能なサーキツト・ブレーカを有する前 記電力回路内で選択した第１の型式の電気器具に対する電力の供給を制御する切 り換え可能な前記サーキット・プレー力制御モジュールと、 制御可能なスイッチ手段に出力信号を供給し、前記第２の型式の電気器具のうち から選択した一つに対する電力の供給を制御する使用点制御モジュールとを備え 、前記サーキット・ブレーカ制御モジュール及び前記使用点制御モジュールのそ れぞれは、 これらと関連され、手動的に操作可能な切り換え手段と、 作動的に制御されている前記電気器具に接続された手段から外部的に供給される 制御信号が印加される入力端子と、 前記プログラム可能な制御装置信号、前記手動的に切り換え操作可能な手段の操 作、及び前記外部的に供給される制御信号に応答して前記出力信号を供給するプ ロセッサ手段とを備えている ことを特徴とする電力管理及び自動装置。 ２．請求項１記載の発明において、前記各サーキット・プレー力制御モジュール 及び前記使用点制御モジュールは複数の出力信号を出力して複数の電気器具の動 作を制御する ことを特徴とする電力管理及び自動装置。 ３．請求項２記載の発明において、前記各サーキット・プレー力制御モジュール 及び前記使用点制御モジュールは、 これらのモジュールに接続され、複数の手動的に切り換え操作可能な手段と、 動作が制御されている前記電気青貝に接続された手段から外部的に供給される制 御信号にそれぞれ応答する複数の入力端子と、 複数の出力端子とを備え、 前記切り換え可能手段、入力端子及び出力端子のそれぞれは互いに対応する関係 にある ことを特徴とする電力管理及び自動装置。 ４．請求項３記載の発明において、前記プロセッサ手段は前記切り換え可能手段 、前記外部的に供給される信号、及び前記制御装置信号に応答して最高の優先度 から最低の優先度の順序による優先度に基づいて前記出力信号を出力することを 特徴とする電力管理及び自動装置。 ５．電気器具の動作をその電力の供給を制御することにより管理するエネルギ管 理装置に用いると共に、前記管理を前記電気青貝のプログラム管理を表わした信 号を供給するプログラム・コントローラにより決定し、前記エネルギ管理装置が コマンド信号を供給する手段を有し、一定の事象が生起したときに前記コマンド 信号の少なくとも一つの状態が前記電気器具のプログラム化された管理を変更す るためのコマンドを表わしているモジュールにおいて、前記モジュールは、 前記プログラム・コントローラの信号を受け取るように接続された制御装置端子 と、 前記コマンド信号を受け取るように接続された入力端子と、 手動操作可能な取り消しスイッチの状態を表わすデータを受け取る手段と、 前記電気器具に供給されている電力の供給を遮断するように接続されている出力 端子と、 手動操作可能な取り消しスイッチの状態、及び前記入力端子及び前記制御端子に 印加される信号に応答して、前記電気器具を管理するように前記出力端子に出力 信号を供給する手段とを備え、 前記出力信号の状態は前記取り消しスイッチの状態前記コマンド信号、及び前記 プログラム・コントローラの信号の表示により決定される優先度の順序に従って 決定されることを特徴とするモジュール。 ６．請求項５記載の発明において、前記モジュールは複数の対応する入力端子と 、出力端子と、取り消しスイッチのデータを受け取って複数の電気器具に対する 電力の供給を管理する手段とを備えると共に、前記プログラム・コントローラは 前記複数の電気器具のそれそれのプログラム管理を表わす信号を前記制御装置端 子に供給し、前記出力信号を供給する手段は対応する取り消しスイッチ、コマン ド信号及び制御信号の表示に対する優先度順の応答により前記複数の出力端子の それぞれに出力信号を供給することを特徴とするモジュール。 ７．一設備内の異なる複数の装置を監視し、かつ制御するモジューラ電力及びオ ートメーション装置において、 前記装置のうちの一つ関する現在事象を表わすリモート信号をそれぞれ供給する 複数のリモート信号供給手段と、 当該制御は前記装置のうちの一つに対するものであることを表わすコマンド信号 を共通バスに送出する制御手段と、 前記装置のうちの一つに対して出力信号を供給する複数の制御モジュールとを備 えると共に、各制御モジュールは操作したときにリセット信号を発生するユーザ 操作リセット・スイッチ手段を有し、各制御モジュールは前記通信バス信号と、 前記リモート信号から選択された信号とに応答するように共通エンクロージャ内 に接続され、更に、各制御モジュールは前記リセット信号の入力に対して順序付 けられた応答をするために、前記出力信号の状態に優先度を与える手段を有し、 前記リモート信号及び前記コマンド信号を前記優先度を与える手段に入力するこ とを特徴とするモジューラ電力及びオートメーション装置。 ８．請求項７記載の発明において、 各前記制御モジュールはそれぞれリセット信号を出力する複数のユーザ操作リセ ット・スイッチ手段を有し、各前記制御モジュールは複数のリモート信号に応答 し、各前記制御モジュールは複数のリセット信号及び前記複数のリモート信号に それそれ応答し、複数の出力信号を出力して対応する複数の装置を制御すること を特徴とするモジューラ電力及びオートメーション装置。 ９．請求項８記載の発明において、前記共通エンクロージャは前記各制御モジュ ールに電力信号を供給する電カモジュールを有することを特徴とするモジューラ 電力及びオートメーション装置。 １０．請求項７記載の発明において、前記共通エンクロージャは前記各制御モジ ュールに電力信号を供給する電カモジュールを有することを特徴とするモジュー ラ電力及びオートメーション装置。 １１．請求項７記載の発明において、前記名制御モジュールはプリセット・アド レスを指定するコネクタを介し、前記共通エンクロージャ内で前記通信バスに接 続されていることを特徴とするモジューラ電力及びオートメーション装置。 １２．請求項１１記載の発明において、前記制御手段は前記制御モジュールのう ちの一つに対するアドレスとして前記コマンド信号を出力し、前記各制御モジュ ールはアドレス指定されたときに前記コマンド信号に応答するアドレス復号手段 を有し、前記各別線モジュールは前記制御モジュールを共通基準に同期された状 態に保持する同期手段を有することを特徴とするモジューラ電力及びオートメー ション装置。 １３．請求項１２記載の発明において、前記共通エンクロージャは前記各制御モ ジュールに対して電力信号を供給する電カモジュールを有することを特徴とする モジューラ電力及びオートメーション装置。 ↑４．請求項１３記載の発明において、前記電カモジュールは同期の共通基準と して前記各制御モジュールに対して６０ＨＺライン信号を供給することを特徴と するモジューラ電力及びオートメーション装置。 １５．請求項１４記載の発明において、前記電カモジュールはそれそれリセット 信号を出力する複数のユーザ操作のリセット・スイッチ手段を有し、かつ前記各 電カモジュールは複数のリモート信号に応答し、 前記各電カモジュールは前記複数のリセット信号、及び前記複数のリセット信号 に応答して対応する複数の装置に複数の出力信号を供給することを特徴とするモ ジューラ電力及びオートメーション装置。 １６．請求項１５記載の発明において、前記制御モジュールのうちの一つは、電 力回路を保護するモータ付きサーキット・ブレーカの状態を制御するように前記 出力信号を出力し、前記各電力回路は前記異なる装置から選択した一つを含むこ とを特徴とするモジューラ電力及びオートメーション装置。 １７．請求項１６記載の発明において、前記制御モジュールのうちの第２のもの は前記異なる装置から選択されたものを直接制御するように前記出力信号を出力 することを特徴とするモジューラ電力及びオートメーション装置。 １８．請求項１５記載の発明において、前記制御モジュールのうちの一つは前記 異なる装置から選択されたものを直接制御するように前記出力信号を出力するこ とを特徴とするモジューラ電力及びオートメーション装置。 １９．請求項７記載の発明において、前記制御モジュールのうちの一つはモータ 付きサーキット・ブレーカの状態を制御するように前記出力信号を出力し、前記 異なる装置から選択された一つを含む電力回路を保護することを特徴とするモジ ューラ電力及びオートメーション装置。 ２０．請求項１９記載の発明において、前記制御モジュールのうちの第２のもの は前記異なる装置から選択された一つを直接制御するように前記出力信号を出力 することを特徴とするモジューラ電力及びオートメーション装置。