JPH06147612A - 空調管理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 異常時データの密度向上と保存データ量減少
の両立が可能な、優れた空調管理システムを提供する。 【構成】 空調設備１にセンサ２を設ける。センサ２に
接続されたコンピュータにハードディスク装置４を接続
する。ＣＰＵ５をプログラムで制御し、所定の手順を実
行させることによって、センサ２の出力データの異常を
検出する検出手段、正常時には第１のサンプリング周期
である１０分を選択し異常時には前記第１のサンプリン
グ周期よりも短く設定された第２のサンプリング周期を
選択する周期選択手段、及び、選択された前記第１又は
第２のサンプリング周期で前記データを保存する保存手
段としての機能を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気調和設備を管理す
る空調管理システムの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、コンピュータなどの制御装置
を用いて空調設備を自動的に管理する空調管理システム
が知られている。この空調管理システムは、空調設備に
設けたセンサの出力データを制御装置で監視し、データ
の異常を検出した場合は警報を発したり空調設備を停止
するなどの管理を行うと共に、前記データを所定のサン
プリング周期ごとに継続的に保存していくものである。
なお、このように保存されたデータは、空調設備に発生
した異常の診断資料として利用される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような空調管理
システムにおいては、異常時のデータを用いる異常診断
の観点からは、データ密度向上のためにサンプリング周
期は短いほど望ましい。一方、データ保存媒体節約の観
点からは、データ保存回数の減少による保存データ量削
減のためにサンプリング周期は長いほど望ましい。

【０００４】これに対して、従来の空調管理システムで
は、データ保存のサンプリング周期が、正常時異常時を
問わず常に一定に固定されていた。このため、サンプリ
ング周期と保存データ量が反比例し、保存データ量減少
のためにサンプリング周期を長くすると、異常時のデー
タ密度が低下し、診断精度が低下せざるを得なかった。
一方、異常診断に供するデータ密度向上のためサンプリ
ング周期を短くすると保存データ量全体が増大し、大容
量のデータ保存媒体が必要となるので、データ保存の費
用、媒体の保管スペースや管理作業などの負担が増大せ
ざるを得なかった。

【０００５】このように、従来の空調管理システムは、
異常時データの密度向上と保存データ量減少の両立が不
可能という問題点を有していた。特に、空調設備のデー
タは、空調設備の機器寿命を超える15年以上の長期間保
存し、後日異常が発生した場合の異常診断に用いるが、
このような長期保存においては上記の負担が一層増大し
ていた。

【０００６】本発明は、上記のような従来技術の問題点
を解決するために提案されたもので、その目的は、異常
時データの密度向上と保存データ量減少の両立が可能な
優れた空調管理システムを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達するた
め、請求項１の空調管理システムは、空調設備に設けら
れたセンサと、前記センサの出力データの異常を検出す
る検出手段と、前記異常が検出されない正常時には第１
のサンプリング周期を選択し、前記異常が検出される異
常時には前記第１のサンプリング周期よりも短く設定さ
れた第２のサンプリング周期を選択する周期選択手段
と、選択された前記第１又は第２のサンプリング周期で
前記データを保存する保存手段とを備えたことを特徴と
する。

【０００８】また、請求項２の空調管理システムは、請
求項１記載の空調管理システムにおいて、前記正常時に
は前記データのうち所定の一部又は全部を前記保存の対
象として選択し、前記異常時には少なくとも当該異常に
関連する所定の前記データを前記保存の対象として選択
する対象選択手段を備えたことを特徴とする。

【０００９】また、請求項３の空調管理システムは、請
求項１記載の空調管理システムにおて、前記データを前
記第２のサンプリング周期で一時的に格納する一時格納
手段を備え、前記保存手段は、前記異常時には前記一時
格納手段に格納されている異常検出前の前記データをも
保存するように構成されたことを特徴とする。

【００１０】また、請求項４の空調管理システムは、請
求項１記載の空調管理システムにおいて、前記保存手段
に保存されている前記データを圧縮する圧縮手段を備え
たことを特徴とする。

【００１１】

【作用】上記のような構成を有する本発明の空調管理シ
ステムは、次のような作用を有する。すなわち、請求項
１の発明では、前記周期選択手段が、正常時には第１の
サンプリング周期を選択し、異常時には前記第１のサン
プリング周期よりも短く設定された第２のサンプリング
周期を選択する。そして、保存手段が、選択された前記
第１又は第２のサンプリング周期で前記データを保存す
るので、異常時におけるデータ保存のサンプリング周期
が、正常時におけるサンプリング周期よりも短いものと
なる。このため、サンプリング周期とデータ量全体が反
比例することはなく、異常時データの密度向上と保存デ
ータ量減少の両立が可能となる。

【００１２】また、請求項２の発明では、前記対象選択
手段が、前記正常時には前記データのうち所定の一部又
は全部を前記保存の対象として選択し、前記異常時には
少なくとも当該異常に関連する所定の前記データを前記
保存の対象として選択する。このため、例えば、正常時
に全データを保存し、異常時には異常に関連する一部の
データのみを保存する場合には、短いサンプリング周期
で多数回保存される異常時データの量を不必要に増大さ
せることがない。また、正常時に少数のデータを保存
し、異常時にはこれより多数のデータを保存すれば、正
常時にはデータ量を減少させながら、異常時には正常時
より広範かつ詳細なデータを得ることができる。

【００１３】また、請求項３の発明では、前記一時格納
手段が前記データを前記第２のサンプリング周期で一時
的に格納し、前記保存手段が、前記異常時には前記一時
格納手段に格納されている異常検出前の前記データをも
保存する。このため、異常発生後のみならず異常発生前
についても、短い前記第２のサンプリング周期で、しか
も、遡ってデータ保存を行うことができる。したがっ
て、異常診断では、このように保存された異常発生前の
データから、異常発生に至る経過を分析し、一層高精度
な診断を行うことができる。

【００１４】また、請求項４の発明では、前記圧縮手段
が、前記保存手段に保存されている前記データを圧縮す
るので、保存データ量全体が一層減少し、データ保存媒
体を一層節約することができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の空調管理システムをコンピュ
ータ上に実現した複数の実施例について、図面に基づい
て具体的に説明する。

【００１６】（１）第１実施例の構成…図１、図２ ［全体的構成］本実施例の空調管理システムは、図１
（構成図）に示すように、空調設備１に設けられた２０
００点のセンサ２と、このセンサ２に接続されたコンピ
ュータ３と、このコンピュータ３に接続されたハードデ
ィスク装置４とを有する。

【００１７】［空調設備］本実施例における空調設備１
は、特定の構成に限定する必要はないが、一般には、要
求される能力に応じて冷却塔、冷凍機、ポンプ、ファ
ン、空調機、パッケージ型空調機、ボイラー、蒸気発生
器、制御弁のような計装機器などの各機器を、配管や風
導などの接続部材で接続したものである。これら各機器
は複数の部品から構成され、各部品には一般に複数のセ
ンサ２が取り付けられる。なお、図２は、このような空
調設備１の一例の構成図である。

【００１８】［センサ］上記のように各部品に取り付け
られたセンサ２は、アナログ量を出力するアナログセン
サとデジタル値を出力するデジタルセンサに大別され
る。アナログセンサの例としては、熱電対・測温抵抗体
度などの温度センサ、相対湿度センサ・露点温度センサ
などの湿度センサ、ダイヤフラム式センサなどの圧力セ
ンサ、加速度ピックアップなどの振動センサ、回数を計
測する積算カウンタを挙げることができる。一方、デジ
タルセンサの例としては、ON/OFFの別を出力する可動接
点を挙げることができる。

【００１９】例えば、空冷パッケージ型空調機には、図
示はしないが、凝縮温度、蒸発温度、吹出温度、吸込温
度、高圧圧力、低圧圧力、吐出ガス温度、吸入ガス温
度、運転の有無、冷房／暖房の別、高圧カット、低圧カ
ット、過電流を検出する各センサ２が取り付けられるこ
とになる。

【００２０】［コンピュータ］コンピュータ３は、図１
に示すように、ＣＰＵ（中央演算処理装置）５と、主メ
モリ６と、１０秒周期でＣＰＵ５に割込信号を送信する
タイマ７と、Ｉ／Ｏ制御回路８を有し、各センサ２及び
ハードディスク装置４は、このＩ／Ｏ制御回路８を介し
てＣＰＵ５に接続されている。

【００２１】このうちＣＰＵ５は、主メモリ６に格納さ
れた図示しないプログラムにしたがって、所定の手順で
動作する。また、主メモリ６上には、センサ２の各出力
データの許容値を格納する許容値ファイル９と、出力デ
ータ用の一時保存ファイル１０と、正常時にタイマ割込
回数をカウントするための正常時カウンタ１１と、異常
時にタイマ割込回数をカウントするための異常時カウン
タ１２が設けられている。また、ハードディスク装置４
上には、出力データを確定的に保存するための確定保存
ファイル１３が設けられている。なお、図示はしない
が、主メモリ６上には、ＣＰＵ用ワークエリアが設けら
れている。

【００２２】（２）第１実施例の作用…図３ 上記のような構成を有する本実施例では、ＣＰＵ５は、
タイマ７から割込信号を受信すると、プログラムにした
がって次のような手順を実行する。ここで、図３は本実
施例におけるＣＰＵ５の動作手順を示すフローチャート
である。

【００２３】まず、２０００点のセンサ２から全出力デ
ータを受けとり（ステップ２１）、次に、異常時カウン
タ１２が０以上か否かを判断する（ステップ２２）。こ
の異常時カウンタ１２は、システム起動時の初期値が０
であり、出力データの異常検出後に初めて加算されるも
のである。この結果、この異常時カウンタ１２は、この
手順において、正常時に対応した正常時手順と異常時に
対応した異常時手順（図３）のいずれを実行すべきかを
識別するフラグとしての役割を有する。したがって、こ
のステップ２２において、異常時カウンタが０以上でな
いときは、ＣＰＵ５は正常時に対応した正常時手順を実
行する。

【００２４】［正常時手順］この正常時手順は、ＣＰＵ
５の動作手順の一部であって、第１のサンプリング周期
である１０分ごとに、出力データ全点を保存する手順で
ある。

【００２５】すなわち、まず、データを許容値ファイル
９中の許容値と比較することによって、データの異常を
検出する（ステップ２３）。したがって、ＣＰＵ５及び
主メモリ６上の許容値ファイル９は、請求項１の検出手
段を構成する。異常が検出された場合は、直ちに、ステ
ップ３０からの異常時手順が実行される。

【００２６】異常が検出されない場合は、出力データの
全点を一時保存ファイル１０に追記して一時保存し（ス
テップ２４）、正常時カウンタ１１を１加算する（ステ
ップ２５）。次に、正常時カウンタ１１が６０に達した
か否かを判断する（ステップ２６）。正常時カウンタ１
１が６０に達していなければ、１０分前に一時保存され
たデータを一時保存ファイル１０から消去し（ステップ
２７）、手順を終了する。

【００２７】ステップ２６において、正常時カウンタ１
１が６０に達していれば、前回の確定的データ保存から
第１のサンプリング周期である１０分を経過したことが
確認できるので、一時保存ファイル１０から、１０分前
のデータを確定保存ファイル１３に転記する（ステップ
２８）。このとき転記されるデータは、２０００点のデ
ータすべてが対象とされる。

【００２８】続いて、再度１０分を計測するために、正
常時カウンタ１１を０にリセットし（ステップ２９）、
一時保存ファイル１０中の１０分前のデータを消去し
（ステップ２７）、手順を終了する。正常時手順では、
以上の繰り返しによって、第１のサンプリング周期であ
る１０分ごとに、２０００点全点のデータが確定的に保
存される。

【００２９】［異常時手順］ステップ２２において異常
時カウンタ１２が０より大きい場合又はステップ２３に
おいて異常が検出された場合は、異常時であるから、異
常時に対応した異常時手順が実行される。この異常時手
順は、正常時手順と同様にＣＰＵ５の動作手順の一部で
あって、第２のサンプリング周期である１０秒ごとに、
異常発生前１０分を含む２０分について、その異常に関
連すると考えられる出力データのみを保存する手順であ
る。このように異常に関連するデータのみを選択する具
体的手段としては、例えば、各データをその関連する機
能別にグループ分けしておき、異常が生じたデータグル
ープに属するデータのみが保存されるように、ＣＰＵ５
の手順を構成することが考えられる。

【００３０】すなわち、まず、出力データを一時保存フ
ァイル１０に追記し（ステップ３０）、異常時カウンタ
１２を１加算する（ステップ３１）。続いて、異常時カ
ウンタ１２が６０に達したか否かを判断し（ステップ３
２）、達していなければ手順を終了する。すなわち、正
常時における一時保存ファイル１０内のデータの最大セ
ット数は最大６０回分であるのに対して、異常時におけ
る最大セット数は、異常発生前の６０回（１０分）分と
異常発生後に追記される６０回分の合計１２０回分とな
る。

【００３１】ステップ３２において、異常時カウンタ１
２が６０に達していれば、異常発生前１０分のデータに
加えて、発生後１０分のデータを一時保存ファイル１０
に蓄積できたことが確認できるので、一時保存ファイル
１０の全内容を確定保存ファイル１３に転記する（ステ
ップ３３）。このときの転記内容には、その異常に関連
すると考えられる出力データのみが含まれる。このよう
に、ＣＰＵ５は、正常時には出力データ全部を前記保存
の対象として選択し、異常時には異常に関連するデータ
のみを前記保存の対象として選択するので、請求項２に
いう対象選択手段に相当する。

【００３２】なお、確定保存ファイル１３に書き込むデ
ータには、正常時異常時を問わず、データの発生した日
時や正常時異常時の別などの識別情報を含めることは当
然である。異常時カウンタが６０に達するまで繰り返さ
れる、以上のような異常時手順によって、第２のサンプ
リング周期である１０秒ごとに、異常発生前１０分を含
む２０分について、その異常に関連すると考えられる出
力データのみが確定的に保存される。

【００３３】なお、ステップ３３に続いては、一時保存
ファイル１０の異常検出時以前の６０回分のデータを消
去し（ステップ３４）、異常時カウンタ１２と正常時カ
ウンタ１１とを０にリセットし（ステップ３５，３
６）、手順を終了する。

【００３４】以上の正常時及び異常時手順において、Ｃ
ＰＵ５は、正常時には、タイマ７からの割り込み信号入
力の回数を正常時カウンタ１１でカウントし、１０分毎
に確定的保存を行うことによって、第１のサンプリング
周期として１０分を選択する。一方、異常時には、１０
秒ごとの割り込み信号入力時にデータを一時保存ファイ
ル１０に追記し、６０回の追記後に一時保存ファイル１
０の全内容を確定保存ファイル１３に一括転記すること
によって、前記第１のサンプリング周期よりも短く１０
秒に設定された第２のサンプリング周期を選択する。こ
のように、ＣＰＵ５、タイマ７及び正常時カウンタ１１
は、請求項１にいう周期選択手段を構成する。

【００３５】また、ＣＰＵ５は、ハードディスク装置４
を制御することによって、選択された前記第１又は第２
のサンプリング周期で、出力データを確定的に保存する
ので、ＣＰＵ５及びハードディスク装置４は、請求項１
にいう保存手段を構成する。

【００３６】また、ＣＰＵ５は、前記第２のサンプリン
グ周期である１０秒をタイマ７からの割り込み信号によ
って計測し、この１０秒ごとに、前記データを一時保存
ファイル１０に一時的に格納する。したがって、ＣＰＵ
５と一時保存ファイル１０とタイマ７は、請求項３にい
う一時格納手段を構成する。また、ＣＰＵ５及びハード
ディスク装置４は、前記異常時には前記一時格納手段に
格納されている異常検出前の前記データをも確定的に保
存するので、請求項３にいう保存手段を構成する。

【００３７】（３）第１実施例の効果 以上のように、本実施例によれば、ＣＰＵ５がタイマ７
及び正常時カウンタ１１を用いて前記周期選択手段とし
ての機能を果たし、正常時には所定の第１のサンプリン
グ周期である１０分を選択し、異常時には前記第１のサ
ンプリング周期よりも短く設定された第２のサンプリン
グ周期である１０秒を選択する。そして、ＣＰＵ５がハ
ードディスク装置４を制御することによって前記保存手
段としての機能を果たし、選択された前記第１又は第２
のサンプリング周期で前記データを保存するので、異常
時におけるデータ保存のサンプリング周期が、正常時に
おけるサンプリング周期である１０分よりも短い１０秒
となる。

【００３８】したがって、本実施例によれば、サンプリ
ング周期と保存データ量全体が反比例することはない。
このため、保存データ量減少のために正常時のサンプリ
ング周期を長くしても異常時のデータ密度が低下するこ
とはなく、異常時のデータを用いた異常診断の精度が低
下するという不利益を回避することができる。逆に、異
常時のデータ密度向上のためサンプリング周期を短くし
ても保存データ量全体はほとんど増大せず、大容量のデ
ータ保存媒体は必要とされないので、データ保存の費
用、媒体の保管スペースや管理作業などの負担を減少さ
せることができる。

【００３９】以上のように、本実施例によれば、異常時
データの密度向上と保存データ量減少の両立が可能な優
れた空調管理システムを提供することができる。特に、
空調設備の機器寿命を超える15年以上の長期間に亘って
データを保存した場合は、データ保存に関する上記の負
担は著しく軽減されることになる。

【００４０】特に、本実施例では、ＣＰＵ５である前記
対象選択手段が、正常時には全データを保存対象として
選択し、異常時には異常に関連する一部のデータのみを
選択する。このため、短いサンプリング周期で多数回保
存される異常時データについて、そのデータ量を不必要
に増大させることがない。

【００４１】また、本実施例では、ＣＰＵ５と一時保存
ファイル１０とタイマ７によって構成される前記一時格
納手段がデータを第２のサンプリング周期である１０秒
ごとに一時的に格納し、ＣＰＵ５とハードディスク装置
４によって構成される前記保存手段が、異常時には前記
一時格納手段に格納されている異常検出前のデータをも
保存する。このため、異常発生後のみならず異常発生前
についても、短い第２のサンプリング周期で１０分間遡
ってデータ保存を行うことができる。したがって、異常
診断では、このように保存された異常発生前のデータか
ら、異常発生に至る経過を分析し、一層高精度な診断を
行うことができる。

【００４２】（４）第２実施例 なお、前記第１実施例の空調管理システムには、確定保
存ファイル１３に保存されている前記データを圧縮する
圧縮手段を備えることが望ましい。ここでいう「圧縮」
は、複数データの平均値への置き換えや、特定種類のデ
ータの除去などの処理によって、データ量を減少させる
処理を意味する。

【００４３】このような圧縮手段は、例えば、次のよう
な手段によって実現することができる。すなわち、第１
実施例の空調管理システムにおいて、確定保存ファイル
１３を、上位から順に、月単位、日単位、毎正時
単位、１０分単位の各データブロックからなる階層的
ファイル構造とし、上位ブロックと下位ブロックとをポ
インタで接続する。例えば、毎正時単位のブロックは、
毎正時における２０００点の保存データセットが１日分
（２４）集合したものとなる。前記各ブロックには上位
から順に、発生後１５年、１年、１月、１週間
の保存期限を設定する。そして、ＣＰＵ５をプログラム
で制御し、所定の手順で動作させることによって、保
存期限を経過した圧縮対象ブロックの抽出、当該ブロ
ック内データの平均値の算出、当該平均値の上位ブロ
ックへの追記、圧縮対象ブロックの消去、の各ステッ
プによるデータ圧縮を行う（第２実施例）。例えば、第
１実施例で保存された１０分周期のデータは１週間保存
後に圧縮され、その際、１時間分６セットのデータごと
に平均され、この平均値が正時のデータとして上位の正
時単位ブロックに追記され、もとの１０分単位のデータ
ブロックは消去される。

【００４４】このような第２実施例によれば、古くな
り、異常診断における有用性が低下した情報ほど圧縮度
が高くなるので、保存データ量を一層減少させ、保存媒
体を一層節約することができる。なお、圧縮処理の内容
は、平均値の算出には限定されず、月ごとのブロックか
ら特定日を抽出するなど自由に定めることができる。ま
た、圧縮の条件についても、異常時データの圧縮対象か
らの除外、運転時データのみの抽出など自由に定めるこ
とができる。

【００４５】（５）他の実施例 本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、次
のような他の実施例をも包含する。例えば、上記第１実
施例では、正常時に２０００点の全データを保存し、異
常時には異常に関連するデータのみを保存しているが、
正常時にあらかじめ定められた一部のデータのみを保存
し、異常時には２０００点すべてのデータを保存しても
よい。このようにすれば、正常時にはサンプリング周期
の長さによってデータ量を減少させながら、異常時には
正常時より広範かつ詳細なデータを得ることができる。

【００４６】また、ＣＰＵの動作アルゴリズムは、前記
各実施例に示すものには限定されず、同様の目的を達す
るものであれば、いかなるアルゴリズムを用いてもよ
い。また、各ファイルのファイル構造や、主メモリ上に
設けるかハードディスク上に設けるかなどの各要素は自
由に定めることができる。すなわち、一時保存ファイル
を設けず、出力データを最初からハードディスクに書き
込み、後に不要なものを消去することもできる。また、
サンプリング周期内に終了しない処理をいわゆるマスチ
タスク方式や分散処理方式を用いて処理してもよい。

【００４７】また、前記各実施例は、異常発生後１０分
間、異常時モードが継続するように構成されているが、
異常が検出され続ける間だけ異常時モードが継続するよ
うに構成してもよい。また、センサの点数、特定データ
の数、サンプリング周期などの各要素も、前記各実施例
に示すものには限定されず、自由に定めることができ
る。また、本発明は、コンピュータを用いることなく、
回路ブロックを組み合わせて専用回路を構成することに
よって実施することもできる。また、上記第１実施例で
はサンプリング周期を決定する手段としてタイマ割り込
みを用いているが、この決定は、コンピュータに時計を
内蔵し、その時刻を監視することによって行うこともで
きる。

【００４８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、異常時
データの密度向上と保存データ量減少の両立が可能な優
れた空調管理システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の空調管理システムの構成
図。

【図２】空調設備の一例の構成図。

【図３】本発明の第１実施例におけるＣＰＵ動作手順の
フローチャート。

【符号の説明】

１：空調設備 ２：センサ ３：コンピュータ ４：ハードディスク装置 ５：ＣＰＵ ６：主メモリ ７：タイマ ８：Ｉ／Ｏ制御回路 ９：許容値ファイル １０：一時保存ファイル １１：正常時カウンタ １２：異常時カウンタ １３：確定保存ファイル ２１以降：手順の各ステップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 憲弘 東京都港区南青山２丁目３番６号 株式会 社テクノ菱和内 (72)発明者 溝口 芳雄 富山県富山市下新町３番23号 (72)発明者 森永 浩行 富山県富山市下新町３番23号 (72)発明者 泉野 智志 富山県富山市下新町３番23号 (72)発明者 増田 浩之 富山県富山市下新町３番23号

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空調設備に設けられたセンサと、 前記センサの出力データの異常を検出する検出手段と、 前記異常が検出されない正常時には第１のサンプリング
   周期を選択し、前記異常が検出される異常時には前記第
   １のサンプリング周期よりも短く設定された第２のサン
   プリング周期を選択する周期選択手段と、 選択された前記第１又は第２のサンプリング周期で前記
   データを保存する保存手段とを備えたことを特徴とする
   空調管理システム。
2. 【請求項２】 前記正常時には前記データのうち所定の
   一部又は全部を前記保存の対象として選択し、前記異常
   時には少なくとも当該異常に関連する所定の前記データ
   を前記保存の対象として選択する対象選択手段を備えた
   ことを特徴とする請求項１記載の空調管理システム。
3. 【請求項３】 前記データを前記第２のサンプリング周
   期で一時的に格納する一時格納手段を備え、 前記保存手段は、前記異常時には前記一時格納手段に格
   納されている異常検出前の前記データをも保存するよう
   に構成されたことを特徴とする請求項１記載の空調管理
   システム。
4. 【請求項４】 前記保存手段に保存されている前記デー
   タを圧縮する圧縮手段を備えたことを特徴とする請求項
   １記載の空調管理システム。