JPS6130178B2

JPS6130178B2 -

Info

Publication number: JPS6130178B2
Application number: JP55139181A
Authority: JP
Inventors: Junichi Ueno; Takeshi Watanabe
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 1980-10-03
Filing date: 1980-10-03
Publication date: 1986-07-11
Also published as: JPS5762350A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は中央制御装置と、伝送ラインを介して
この中央制御装置に接続した複数のローカル制御
装置とからなり、ローカル制御装置は中央制御装
置から与えられる目標値にしたがつて温度制御す
る冷暖房制御装置に係り、特に夏冬情報の問題を
解決することができる冷暖房制御装置に関するも
のである。

〔従来の技術〕

従来の冷暖房制御装置において、冷・暖を切換
える場合、一般には冷暖切換専用信号を設けて行
うという方法が採られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような方法を用いた冷暖房制御装置で
は、冷暖切換専用信号を設ける必要があるため
に、構成が複雑になり経済的でないという欠点が
あつた。

本発明は以上の点に鑑み、このような問題を解
決すると共にかかる欠点を除去すべくなされたも
ので、その目的は夏冬情報の問題を解決すること
ができ、かつこの夏冬情報をクロツクワードに含
ませて送るので、従来方法の冷暖切換専用信号を
設ける必要がないので、構成が簡単でこの構成の
簡素化に伴つて経済的であり、また、クロツクワ
ードを時間比例動作における制御タイミングに利
用するものにあつてはローカル制御装置にそのた
めのクロツク発生装置が不要であるので便利であ
り、かつシステム全体として同期を取りたいとき
このクロツクワードを用いることができ、さら
に、夏冬情報を連続して複数同一のものを受信し
たとき有効として受入れるので、ノイズに強い冷
暖房制御装置を提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明の冷
暖房制御装置は、中央制御装置と、伝送ラインを
介してこの中央制御装置に接続した複数のローカ
ル制御装置とからなり、ローカル制御装置は中央
制御装置から与えられる目標値にしたがつて温度
制御するようになし、かつ、上記中央制御装置
は、夏冬情報を含むクロツクワードを所定時間間
隔で送信するクロツクワード送信手段を備え、上
記ローカル制御装置は、上記クロツクワードを受
信するクロツクワード受信手段と、このクロツク
ワード受信手段がクロツクワードを受信するたび
に室温検出を行う室温検出手段と、上記クロツク
ワードに含まれる夏冬情報から夏冬を判定する夏
冬判定手段と、上記室温検出手段によつて検出し
た室温と上記目標値との差と上記夏冬判定手段に
よつて得られた夏冬情報に基づいてオン・オフ時
間を決定するオン・オフ時間決定手段とを備えて
なるようにしたものである。

〔作用〕

中央制御装置は夏冬情報を含むクロツクワード
を所定時間間隔で送信し、ローカル制御装置は上
記クロツクワードを受信する毎に検出した室温の
検出タイミングおよび夏冬切換操作をコモン信号
で一括処理し、目標値と検出値との差である制御
偏差に対応してオン時間とオフ時間の割合を時間
比例制御の一周期内で変えるようになしかつ上記
夏冬情報にしたがつて制御出力信号を送出して温
度制御を行う。

〔実施例〕

以下、図面に基づき本発明の実施例を詳細に説
明する。

第１図は本発明の構成に必要な各機能実現手段
とその結合関係を示すブロツク図である。

この第１図において、MCは中央制御装置、
SC₁，SC₂……SC_oは伝送ラインＬを介して中央
制御装置MCにそれぞれ接続されたローカル制御
装置である。そして、この各ローカル制御装置
SC₁〜SC_oは中央制御装置MCから与えられる目標
値にしたがつてそれぞれ温度制御をするように構
成されている。

そして、この中央制御装置MCはローカル制御
装置SC₁，SC₂……SC_oに夏冬情報INFを含むクロ
ツクワードを所定時間間隔で送信するクロツクワ
ード送信手段CWSMを有し、また、ローカル制
御装置SC₁，SC₂……SC_oはそれぞれ、そのクロ
ツクワードを受信するクロツクワード受信手段
CWRMと、このクロツクワード受信手段CWRM
がクロツクワードを受信するたびに室温検出を行
う室温検出手段RTDMと、上記クロツクワード
に含まれる夏冬情報から夏冬を判定する夏冬判定
手段SWDMと、上記室温検出手段RTDMによつ
て検出した室温と上記中央装置MCから与えられ
る目標値との差および上記夏冬判定手段SWDM
によつて得られた夏冬情報に基づいてオン・オフ
時間を決定するオン・オフ時間決定手段TDMと
を有している。

第２図は本発明による冷暖房制御装置の一実施
例を示すブロツク図で、説明に必要な部分のみを
示す。

この第２図において第１図と同一部分には同一
符号を付してその説明を省略する。

第２のローカル制御装置による部分を抽出して
示したローカル制御装置SC₁において、IF₁は伝
送ラインＬに接続された伝送インターフエイス、
IF₂は中央処理装置CPUの出力を入力とする出力
インターフエイスで、その出力にはダンパー
DP，冷温水バルブVLV，補助機器FANなどの各
駆動出力が送出されるように構成されている。

ADCは検出した室温に対応するアナログの温
度信号ATSをデイジタル信号に変換するアナロ
グ・デイジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器と略
省する）、CPUは上記伝送インターフエイスIF₁
の出力とＡ／Ｄ変換器ADCの出力を入力とする
中央処理装置で、この中央処理装置CPUは時間
比例制御の周期およびオン・オフ時間を定めるた
めのパルス発生器PG_aを内蔵している。なお、
STは中央処理装置CPUからＡ／Ｄ変換器ADCに
送出される変換開始信号である。

そして、中央制御装置MCは夏冬情報を含むク
ロツクワードを所定時間間隔で送信し、ローカル
制御装置SC₁は上記クロツクワードを受信する毎
に検出した室温に対応するアナログ信号をＡ／Ｄ
変換器ADCでデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変
換動作を開始すると共に、目標値と検出値との差
である制御偏差に対応してオン時間とオフ時間の
割合を時間比例制御の所定の一周期内で変えるよ
うにし、かつ上記中央制御装置MCから送信され
る夏冬情報にしたがつて制御出力信号を送出して
温度制御を行うように構成されている。

また、ローカル制御装置SC₁は同一の夏冬情報
を連続して複数回受信したとき、この情報を有効
と判定し、これにしたがい温度制御をするように
構成されている。

つぎにこの第２図に示す実施例の動作を第３
図，第４図の説明図および第８図ないし第１１図
のフローチヤートを参照して説明する。

第３図は本発明に用いられるクロツクワードの
一例を示す説明図で、(a)に示す第１ワードと(b)に
示す第２ワードとの２ワードで構成されている。
なお、この第３図(b)において、３番目のビツトが
“１”ならば夏情報を示し、ロジツク０”ならば
冬情報を示す。

まず、中央制御装置MCは夏冬情報を含む第３
図に示すようなクロツクワードを所定時間間隔で
送信する。そして、このクロツクワードの利用
は、Ａ／Ｄ変換の開始信号STとしてと、クロツ
クワードに含まれる夏冬情報を操作端の動作方向
を規定する信号としての２点にある。

(イ) Ａ／Ｄ変換の開始信号STとしてについて説
明すると、検出した温度のアナログ信号ATS
をデイジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器
ADCのＡ／Ｄ変換動作の開始は、例えば、１
分毎に送信されているクロツクワードの受信の
たびに行われる。ここで、Ａ／Ｄ変換器ADC
のタイプとしては、例えば、第４図に示すよう
なデユアルスロープ（二重積分）型などであ
る。第４図において、ｅ_sは基準電位を示し、
ｅは積分出力を示す。そして、この第４図に示
す一定時間Ｔ_sを与えるパルスおよび被変換信
号に対応した時間Ｔ_xをパルス数に変換するた
めのパルスなどはローカル制御装置SC₁が内蔵
する。

(ロ) クロツクワードに含まれる夏冬情報を、操作
端の動作方向を規定する信号としては、冷房と
暖房では操作端の動作方向は逆になるので、そ
の制御信号はこの夏冬情報の検出により行う。
すなわち、夏情報ならば、室温の上昇に対しダンパー
DPは開方向にまたはバルブVLVの三方弁で熱
交換器に冷水を流す時間は長い方に制御され
る。

冬情報ならば、室温の上昇に対し、ダンパー
DPは閉方向にまたはバルブVLVの三方弁で熱
交換器に温水を流す時間は短かい方に制御され
る。

なお、暖房、すなわち、温水が送られていると
きは、冬情報（ロジツク“０”）が送られ、冷
房、すなわち、冷水が送られているときには、夏
情報（ロジツク“１”）が送られているのは言う
までもない。

このように、冷房と暖房とでは、逆方向に制御
してやらなければならないので、夏冬情報は必要
である。

なお、ローカル制御装置SC₁側で冷水か温水か
を検出して夏冬情報としてもよいが、本発明にお
いては、第３図に示すようなクロツクワードを利
用している。

しかしながら、このクロツクワード内の夏冬情
報（ロジツク“１”，“０”）は、ノイズなどによ
り乱され、反転信号となり、夏冬情報が逆転する
おそれがある。そして、これで操作端が逆動作し
てしまうのでは困るので、連続して２回以上同一
の夏冬情報を受信したとき有効と判断する。した
がつて、ノイズより夏冬情報がクロツクワード受
信の都度、交番していたというような場合には、
それ以前の有効な夏冬情報の下で動作は継続され
る。

そして、上述した動作は、中央制御装置MCお
よびローカル制御装置SC₁内の中央処理装置CPU
などにより行なわれる。

第８図は中央制御装置MC側のクロツクワード
送信の手順を示すフローチヤートで、タイマ機能
により所定時間が経過したか否かをステツプ１０
０で判断し、所定時間経過毎にクロツクワードを
ステツプ１０１で送信する。

第９図はローカル制御装置SC側のクロツクワ
ード受信後の手順を示すフローチヤートである。

まず、クロツクワードが受信されたか否かをス
テツプ１１０で判断し、受信されると、クロツク
ワードに含まれる夏冬情報から夏冬をステツプ１
１１で判定し、ステツプ１１２で室温の検出を行
う。

つぎに、この検出した室温と中央制御装置MC
から与えられる目標値との差および上記ステツプ
１１１で判定した夏冬情報に基づいて時間比例動
作の一周期内でのオン時間とオフ時間の比をステ
ツプ１１３で決定する。

つぎに、第９図に示すフローチヤートにおける
ステツプ１１１の詳細を第１０図に示し説明す
る。

この第１０図に示すフローチヤートにおいて、
まず、クロツクワードに含まれる夏冬情報をステ
ツプ１２０でみて、例えば、“夏”ならば前回も
夏か否かをステツプ１２３でみる。そして、前回
も“夏”ならば“夏”をステツプ１２４で有効と
し、そのデータをステツプ１２６でセツトする。

また、ステツプ１２０でNOの場合、すなわ
ち、例えば、“冬”ならば、前回送られた夏冬情
報も冬か否かをステツプ１２１でみる。そして、
前回も“冬”ならば、“冬”をステツプ１２２で
有効とし、そのデータをステツプ１２６でセツト
する。

つぎに、ステツプ１２１およびステツプ１２３
でNO、すなわち、今回と前回の夏冬情報の内容
が異なる場合には、それ以前の有効な夏冬情報を
ステツプ１２５で有効とし、そのデータをステツ
プ１２６でセツトを行う。

第１１図は第９図に示すフローチヤートにおけ
るステツプ１１２を詳細に示したフローチヤート
で、クロツクワードを受信すると、Ａ／Ｄ変換の
開始信号STをステツプ１３０で出力し、その変
換開始信号ST出力後、前述したようなＡ／Ｄ変
換動作がステツプ１３１で終了する。そして、こ
のステツプ１３１でＡ／Ｄ変換動作が終了する
と、その出力から室温をステツプ１３２で計算す
る。

このようにして、室温が測定されると、第９図
に示すフローチヤートにおけるステツプ１１３の
オン・オフ比の判定を行うのであるが、ステツプ
１１１による夏冬の判定結果およびステツプ１１
２により検出された室温検出値と中央制御装置
MCから与えられる目標値との差に基づいて制御
演算を行い、時間比例制御の一周期内のオン時間
とオフ時間の比を決定する。

なお、電気ヒータが操作端として用いられる場
合には、暖房に限られるので、夏冬情報はその限
りにおいては不要であるが、冷温水による操作端
と混在して用いられるときはそのローカル制御装
置はクロツクワードを受信し、少くともＡ／Ｄ変
換の開始信号STとする。また、冷温水によるも
のと違うのは、時間比例動作の一周期が短かいな
どの点である。

これについて詳記すれば、冷温水の流れを制御
する弁（バルブ）はオン・オフ回数が多くなれば
寿命が短かくなるし、回数が少なくなれば室温の
変化は大きくなり、快適さが損われる。

この点を考慮して時間比例制御の一周期は、例
えば“分”の桁で選定される。

これに対し、電気ヒータは可動部がないので、
一周期は“秒”の桁で選ばれる。

しかし、室温信号はクロツクワードの受信の毎
に検出され、Ａ／Ｄ変換されているので、冷温水
による操作端に対しては、室温信号としては検出
値の平均値が用いられる。これに対し、電気ヒー
タに対しては平均値ではなく、検出値がそのまま
使われる。

そして、時間比例動作としては、制御量（室
温）の変化速度がゆつくりしており、単なるオ
ン・オフ動作よりメリツトが多いときに使われ
る。このオン・オフ動作では制御偏差（基準設定
量SP―プロセス制御量PV）が零でも中立位置が
ないので、出力はオンまたはオフのいずれかでし
かなく、制御量は目標値を中心として振動する。

この不都合を除くため、制御量の変化速度より
ずつと早い速さでオン・オフ繰返し動作をさせ、
オン時間とオフ時間の割合を制御偏差に比例して
変えるように構成されている。

このように、夏冬情報をクロツクワードに含ま
せて送るので、従来方法の冷暖切換専用信号を設
ける必要がないので、構成が簡単になり、構成の
簡素化に伴つて経済的である。また、システム全
体として周期を取りたいときこのクロツクワード
を用いることができる。そして、夏冬情報を連続
して複数同一のものを受信したとき有効として受
入れるので、ノイズに強いという利点がある。

第５図は本発明の他の実施例を示すブロツク図
である。

この第５図において第２図と同一符号のものは
相当部分を示し、第２図に示す実施例においては
中央処理装置CPU内のパルス発生器PG_aは時間比
例制御タイミングまでもつくることが、この第５
図に示す実施例におけるパルス発生器PG_bは制御
タイミング信号までは作らないように構成されて
いる。

そして、ローカル制御装置SC₁は自己装置内に
時間比例制御の制御タイミングを与える時間発生
器は持たず、中央制御装置MCから一定の周期で
送信されてくるクロツクワードを利用してタイミ
ング信号としている。

すなわち、Ａ／Ｄ変換動作そのものに使う第４
図に示す一定時間Ｔ_sを与えるパルスおよび被変
換に対応した時間Ｔ_xをパルス数に変換するため
のパルスなどの時間信号は内蔵するが、時間比例
制御の周期およびオン・オフ時間の最小単位時間
は中央制御装置MCから送信されてくるクロツク
ワードを用いて作るように構成されている。

つぎにこの第５図に示す実施例の動作を第６
図，第７図および第１２図のフローチヤートを参
照して説明する。

まず、第２図に示す実施例におけるクロツクワ
ードをＡ／Ｄ変換の開始信号STとしておよびク
ロツクワードに含まれる夏冬情報を操作端の動作
方向を規定する信号として利用するという点にお
いては全く変らないので、ここでの説明を省略す
る。

第６図は冷温水による場合の動作説明図で、(a)
は室温の変化状態を示したものであり、(b)は出力
状態を示したものである。そして、(a)において、
Ｑ_spは目標値、_pvは平均値を示し、イは周期を
示す。なお、破線の・・印は室温の変化を示す。
(b)において、ロはオン・オフ時間比決定時刻を示
す。

この第５図から明らかなように、ε＝Ｑ_sp−
_pvの大きさにより、一周期間オンのみとか、オフ
のみということは当然生ずる。

第７図は電気ヒータによる場合の動作説明図で
ある。図において、Ｑ_spは目標値を示し、イは周
期、ロ，ハは室温測定値を示す。そして、ニに示
す“オン”は同一であり、また、ホに示す“オ
ン”は同一である。

そして、室温測定の周期＞時間比例動作の周期
のとき、室温測定周期内の時間比例動作における
オン時間とオフ時間の比は不変である。

そして、この第５図に示す実施例の動作は第２
図に示す実施例と同様に、中央制御装置MCおよ
びローカル制御装置SC₁内の中央処理装置CPUな
どによつて行なわれるが、前述の第８図ないし第
１１図で示したフローチヤートと異なるフローチ
ヤートのみを示す図であるローカル制御装置SC
側のクロツクワード受信後の手順を示す第１２図
のフローチヤートを参照して説明する。

まず、クロツクワードが受信されたか否かをス
テツプ１４０で判断し、受信されると、そのクロ
ツクワード受信毎にクロツクワードに含まれる夏
冬情報から夏冬をステツプ１４１で判定し、ステ
ツプ１４２で室温の検出を行い、この検出した室
温と中央制御装置MCから与えられる目標値との
差および上記ステツプ１４１で判定した夏冬情報
に基づいて時間比例動作の周期内でのオン時間と
オフ時間の比をステツプ１４３で決定する。

なお、このステツプ１４３のオン・オフ時間比
決定には、前述の第６図に示すような冷温水によ
る場合の時間比例制御の一周期内でのオン・オフ
時間および第７図に示すような電気ヒータによる
場合の所定時間間隔内でのオン・オフ時間による
各オン・オフ時間比決定を含むものである。

このように第５図に示す実施例においては、ロ
ーカル制御装置SC₁は時間比例制御の一周期を受
信したクロツクワードからその整数倍で得ると共
に、この一周期内に測定された室温信号の平均値
と目標値との偏差に基づくオン時間またはオフ時
間の最小単位時間をもこのクロツクワードから得
るように構成されている。

以上説明したように、本発明によれば、夏冬情
報の問題を解決することができ、かつこの夏冬情
報をクロツクワードに含ませて送るので、従来方
法の冷暖切換専用信号を設ける必要がないので、
構成が簡単になり構成の簡素子に伴つて経済的で
ある。また、クロツクワードを時間比例動作にお
ける制御タイミングに利用するものにあつてはロ
ーカル制御装置にそのためのクロツク発生装置が
不要であるので便利であるという利点があり、さ
らに、システム全体として同期を取りたいときこ
のクロツクワードを用いることができるので、実
用上の効果は極めて大である。

また、夏冬情報を連続して複数同一のものを受
信したとき有効として受入れるので、ノイズに強
いという点において極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成に必要な各機能実現手段
とその結合関係を示すブロツク図、第２図は本発
明による冷暖房制御装置の一実施例を示すブロツ
ク図、第３図および第４図は第１図の動作説明に
供するクロツクワードの一例およびアナログ・デ
イジタル変換の態様を示す説明図、第５図は本発
明の他の実施例を示すブロツク図、第６図および
第７図は第５図の動作説明に供する冷温水による
場合および電気ヒータによる場合の態様を示す説
明図、第８図、第９図、第１０図、第１１図およ
び第１２図はそれぞれ第２図および第５図に示す
実施例の動作説明に供するフローチヤートであ
る。 MC……中央制御装置、Ｌ……伝送ライン、
SC₁〜SC_o……ローカル制御装置、ADC……アナ
ログ・デイジタル変換器、CPU……中央処理装
置、PG_a，PG_b……パルス発生器、CWSM……ク
ロツクワード送信手段、CWRM……クロツクワ
ード受信手段、RTDM……室温検出手段、
SWDM……夏冬判定手段、TDM……オン／オフ
時間決定手段。

Claims

【特許請求の範囲】１中央制御装置と、伝送ラインを介してこの中
央制御装置に接続した複数のローカル制御装置と
からなり、ローカル制御装置は中央制御装置から
与えられる目標値にしたがつて温度制御する冷暖
房制御装置において、前記中央制御装置は、夏冬
情報を含むクロツクワードを所定時間間隔で送信
するクロツクワード送信手段を備え、前記ローカ
ル制御装置は、前記クロツクワードを受信するク
ロツクワード受信手段と、このクロツクワード受
信手段がクロツクワードを受信するたびに室温検
出を行う室温検出手段と、前記クロツクワードに
含まれる夏冬情報から夏冬を判定する夏冬判定手
段と、前記室温検出手段によつて検出した室温と
前記目標値との差と前記夏冬判定手段によつて得
られた夏冬情報に基づいてオン・オフ時間を決定
するオン・オフ時間決定手段とを備えてなること
を特徴とする冷暖房制御装置。２オン・オフ時間決定手段は、時間比例制御の
一周期を受信したクロツクワードの時間間隔の整
数倍で得るとともにオン時間およびオフ時間の最
小単位時間をも前記クロツクワードから得るよう
にしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の冷暖房制御装置。３夏冬判定手段は、中央制御装置から送出され
るクロツクワードに含まれる同一の夏冬情報を連
続して複数回受信したときこの情報を有効と判定
し得るようにしたことを特徴とする特許請求の範
囲第１項または第２項記載の冷暖房制御装置。