KR0140219B1 - 두 도선 데이타 및 전력 송신선이 구비된 빌딩기술 관리 제어기 - Google Patents

Abstract

내용없음

Description

두 도선 데이타 및 전력 송신선이 구비된 빌딩기술 관리 제어기

제1도는 본 발명에 따라 기술 관리 제어기의 블럭도.

제2도는 제1도에 따라 제어기의 메시지 바이트를 설명하는 도.

제3도는 상이한 두 모듈에 의해 동시에 송신되는 메시지를 설명하는 도.

제4도는 센서의 전원 장치를 도시하는, 제1도의 부분도.

제5도는 제1도에 따라 제어기의 전력을 공급 받은 센서 시스템의 블럭도.

제6도는 제1도에 따라 제어기의 전원 장치의 특수 실시예를 기술하는 도.

제7도는 도선 차단 검출장치가 구비되어 있는 빌딩 기술 관리 제어기의 블럭도.

제8도는 푸쉬-버튼 모듈의 특수 실시예를 설명하는 도.

제9도는 제8도에 따라 모듈 인터페이스의 특수 실시예를 도시하는 도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10,12:도선(wire) 14,16,18:모듈

15:중앙장치 19:전원장치

26:증폭기 28:마이크로 프로세서

48:비교장치 68,70,72:변류기

76:처리장치 84:전압 레귤레이터

86:전류 제한기

본 발명은 비동기 모드로 된 이원 데이타 전송용의 대칭적 두 도선망으로 상호 접속되고, 빌딩에 산재한 다수의 데이타 송수신 모듈, 특히 센서 및/또는 엑추 에이터 모듈과 중앙장치 모듈을 가지는 빌딩 기술 관리 제어기에 관한 것이다.

빌딩의 기술장치는 점점 더 복잡해지고 있으며, 난방이나 조명 같은 일정한 기능의 관리는 종종 자동화된다. 최신식 제어기들이 특수 응용이나 설치용으로 고안되고 있으나 그들의 응용이나 확장은 어렵다. 그들은 다중 전자 접속을 필요로 하는데, 이 접속은 종종 사고의 원인이 된다.

빌딩 관리를 위하여, 기본 프로그램이 가능한 표준 제어기들을 사용하자고 이미 제안되었으나, 이들 정교한 고가의 시스템은 제3의 분야 및 어떤 특수한 경우에서만 적합하다.

종래에 새워진 건물에서도 설치하기 쉬우며, 또한 복잡하고 값비싼 장치 및 다중 하아드선 접속부가 없이도 다양하게 응용하면서 모든 제어를 자동 수행할 수 있는 빌딩 관리 장치에 대한 필요성이 야기되었다.

본 발명에 의한 제어기는 이러한 요구에 직면하며 다음의 특성, 즉 각 모듈은 데이타 송신기 및 수신기를 포함하면서, 그것은 상기 회로망에 접속된 상기 모듈에 전력을 공급하는 상기 두 도선망에 접속된 전원 장치를 포함하며, 동시에 상기 전원 장치는 전류가 제한되는 전압 발생기를 포함하고, 회로망을 통해 송신된 이원 데이타는 상기 두 도선사이의 두 전기 전압 레벨로 변조되고, 낮은 전압 레벨은 송신 모듈중 어느 하나에 의한 회로망의 단락에 대응하며, 높은 전압 레벨은 모듈에 전력을 공급하도록 하는 비동기 송신 기준의 차단 상태에 대응한다는 특성으로 기술된다.

빌딩내 다른 지점에 있는 센서와 제어장치는 데이타 전송도 모듈 전력 공급도 수행하는 도선 또는 두 도선망으로만 접속된다. 각 모듈은 메시지의 송수신을 위하여 어드레스가 지정된다. 원격 조명 제어 모듈이 램프의 스위치를 온하거나 오프하는 명령을 받는 반면에, 온도 감지 모듈은 예를 들면 전치 온도 임계값 이상으로 올라갔는지를 지시하기 위해 배열된다. 각 모듈은 두 도선망이나 버스로 송신되는 비트 또는 신호를 계속 모니터하며, 그것에 관련된 메시지를 선택한다. 두 도선의 접속은 낡은 빌딩에서도 쉬우며, 본 발명에 따라 모듈로의 전력 공급이 동일한 두 도선망에 의해 제공될 때 제어기의 설치는 아무런 문제도 일으키지 않는다.

회로망에서는 대개 차단 상태가 정상 상태이며, 송신기준은 차단상태에서 모듈이 전력을 공급받을 수 있는 전류 값을 부여하기 위해 선택된다. 이 전원은 회로망이 단락된 동안만 중단되며 모듈의 전자 회로에 전력을 계속 공급하기 위하여, 회로는, 예를 들면 커패시터에 의해 제공되는 유용한 전원을 비축해 두고 있다.

제어기 전원이 중앙 관리 장치나 제어 패널내에 합하여지나 두 기능의 분리가 일정한 특수 응용에서 가능하다. 이 전원은 전류량이 제한된, 예를 들면 회로망이 단락되었을 때 적정한 전압 강하를 일으키도록 모듈의 전체 소모를 두배로 하는 전압 발생기이다. 예를들면 단락 전류 한계치가 300mA일 때 공급 전압은 15Volt이다. 임의의 지점에서 단락이 발생했을 때 모든 지점에서 고작해야 공급 전압의 사등분되는 전압 강하를 얻는것과 같은 방법으로 회로망이 배열된다. 대개 회로망의 길이는 충분히 작으며 이러한 제한은 어떤 문제도 거의 일으키지 않는다.

본 발명의 개발에 의해, 저소비 부품들을 사용하고, 차단 기간 동안은 모듈을 대기 상태로 둠으로써 전력 소모가 감소되었다. 이 대기상태는 메시지 시작 신호 같은 신호를 받는 것과, 모듈에 할당된 임무, 특히 메시지의 송신을 수행하기 위하여 주기적으로 중단된다. 출력 명령은 편리하게도 펄스에 의해 생성되며, 센서는 단지 판독기간 동안만 소모 상태에 있다. 조합에서 필수적으로 모두 사용되지는 않는 이 배렬은 단순화된 회로망 구조를 가능하게 하는 제어기 전력 소모를 감소시키는데 기여한다.

본 발명은 국부 전원을 가지는 따라서 도선망에 의해 전원이 제공되지 않아도 되는 모듈 또는 그 모듈중 일부분의 회로망에 적용될 수 있다. 모듈 송신 기능은 두 도선망에서 여전히 제공되나 다른 기능들, 예를 들면 측정 기능이 전기적인 분리(galvanic separation), 특히 광전자 분리에 의해 두 도선망으로부터 독립적으로 제공된다.

변조는 편리하게도 표준화된 속도에서 비동기 송신 기준에 따라 두 도선망으로 구성된 전력선을 핀치하여 이루어진다. 이 기준은 그것의 일반적 특성용으로 선택되며 그것의 차단상태는 모듈 전원 레벨과 일치한다. 이것의 인터페이스가 감소된다.

도선이 비어있을 때 각 모듈은 단지 송신을 스위치할 수 있고, 만약 다른 모듈이 메시지를 이미 송신하고 있다면 계속적인 리스닝(listening)과 송신 디스에이블링(disabling)을 할 필요가 있다. 두 모듈이 메시지를 동시에 송신하기 시작했다면 둘중 하나는 취소되어야 하며, 본 발명에 따라 모듈은 도선의 단락에 대응하여 비트를 0으로 보내고, 반면 다른 것은 비트를 1로 보내며 우선권이 주어진다. 이리하여 우선권은 메시지의 첫 번째 바이트에서 확립된다. 그것이 송신할때나 최소한 송신하기 시작할때 모듈은 그것이 비트를 1로 보낼때의 도선 상태를 모니터한다. 그때 단락시킴으로써 강제로 도선을 0에 놓았다면 이것은 다른 송신기가 그것이 이전에 했던 것과 같은 시간에 송신하기 시작했으며 0으로 송신했던 송신기에서 나온 메시지를 혼란시키지 않으려고 그것이 취소되었다는 것을 의미한다. 취소된 송신기는 도선이 다시 빈 상태를 알기 위하여, 그리고 이 시간에 그것의 메시지를 송신하기 위하여 도선을 계속해서 리스닝한다. 우선권을 가졌던 메시지는 다른 메시지 때문에 혼란되지 않으며, 비록 동시에 송신하기 시작했던 모듈을 의미한다 하더라도, 그것은 반복될 필요가 없다.

제어기 모듈들은 표준이고 그들이 센서 및 액추에이터에 특수 프로그램과 관련될 때 특수화된다. 이들 프로그램은 다소 표준이 될 수 있으며, 동일한 프로그램이 빌딩의 침입 검출기나 모든 온도 센서용으로 사용될 수 있다. 중앙장치나 제어패널은 전체 장치가 관리되고 모니터되도록 하며, 특히 화면표시, 지시 프로그래밍 및/또는 원격 제어 장치로 구성된다.

자동 제어 회로 및 그들의 정확한 동작의 본질적 조건 중의 하나는 임의의 고장에 대한 지시이며, 바람직하게 이 고장이 설치의 정확한 동작에 영향을 끼치기 전의 지시이다. 두 도선내의 차단이 서비스의 연속성이 유지되는 동안 검출되도록 본 발명의 개발에 따라 도선은 상기 도선의 출력단자 및 입력단자로 구성된 중앙 장치를 경유하여 루프 접속된다. 정상 동작에서 도선 출력 및 입력은 스위치를 경유하여 병렬 접속되며, 그리고 차단 검출 동작이 발생했을 때 입력은 출력으로부터 단선되고 수신기에 접속되며, 입력에 수신된 신호와 선출력상에 있는 신호는 임의의 차이점을 검출하기 위하여 비교된다.

제어기의 동작을 제어하는 중앙 장치는 도선을 루프 접속함에 따라 신호는 도선의 양 말단부에 의해 송신되며, 어느 지점에서도 후자의 중단은 두 도선을 따라 운송되는 메시지에 영향을 주지 못한다. 그것으로 서비스의 연속성은 보장되나, 두 번째 고장이 발생할지도 모르며, 특히 도선의 두 번째 중단은 두 차단 사이에 있는 모듈을 당연히 고립시키곤 했다. 차단 검출과정을 주기적으로 진행함에 따라, 차단은 두 번째 차단이 발생하기 전에 보통 지시되며, 제어기 고장이 발생하기 전에 수선되도록 한다.

두 도선은 중앙 장치에 루프 접속되며 선 출력과 입력은 편리하게도 전자형태의 스위치에 의해 보통 병렬 접속되고, 이것은 신호가 두도선단부에 의해 송신되도록 한다. 중앙장치는 두 도선 단부를 접속하는 스위치를 규칙적인 간격으로 개방하고 도선의 출력 단자로 검사 신호를 송신한다. 두 도선이 연속성을 가지는 경우, 이 신호는 중앙장치의 입력 단자위에 나타나고 비교기까지 광전자 접속 및 수신기에 의하여 송신된다. 이 비교기는 선 출력에 송신된 신호와 선입력에 수신된 신호의 동질성을 검사하고, 신호가 출력에 송신되었는 데에도 신호가 입력에 수신되지 않은 경우에는 보통 도선중 하나의 중단으로 만들어지는 고장을 지시한다. 이 검사 과정은 혼란되지 않은 제어기의 정상 동작 사이클에서 진행된다. 그 메시지나 검사용 신호는 적절한 서식을 가질 수 있으나 기준 메시지가 중앙 장치에 의해 송신된다면 검사 동작의 수행은 본 발명의 영역과 구분하지 않곤 했다.

본 발명의 개발에 따라 도선 차단의 검출이나 위치 판단은 다른 모듈들의 계속되는 질문(questioning)에 의해, 그리고 후자로부터의 응답을 리스닝함에 의해 촉진될 수 있다. 모듈중 하나로부터의 비응답은 이 모듈로부터 상류 방향에 있는 도선의 차단으로 인한 메시지의 비응답을 확인한다.

차단 검출 장치는 모듈, 특히 중앙장치의 통상적인 구성 요소에 유용하며, 그것은 스위치 장치와 부가 수신기의 합치로 충분하다. 이 변조는 특히 간단하며, 이 형태의 제어기에 충분한 동작 안전도를 충분히 제공한다.

모듈은 원거리에 위치된 관련 액추에이터를 구성하는 다른 모듈들을 데이타 송신망을 경유하면서 제어하도록 고안되어진 제어 장치로 구성될 수 있으며, 이때 단일 액추에이터는 대다수의 제어장치에 관련될 수 있다.

본 발명의 개발에 따라 제어 장치는 제어 장치 마이크로프로세서로 제어되는 액추에이터 상황 표시 기관으로 구성되며, 이 마이크로프로세서는 회로망을 거쳐 송신되는 메시지를 모니터하고 이 메시지로부터 액추에이터 상황을 결정한다. 이 기관은 될 수 있으면 발광 다이오드로 구성된다.

이리하여 액추에이터 상황은 제어명령이 생길 때마다 그것과 관련된 각 제어장치에 지시된다.

본 발명의 개발에 따라 마이크로프로세서는 인터페이스에 접속된 출력 및 입력, 송신망에 접속된 그것 자체, 그리고 측정 신호나 제어를 수신하는 제어입력, 그리고 액추에이터 상황 지시 기관의 최소 하나의 제어출력으로 구성된다.

특수한 실시예로 제어장치는 푸쉬-버튼 모듈로 만들어지며 마이크로프로세서 제어입력을 누르는 것은 제어 메시지가 관련된 액추에이터까지 마이크로프로세서에 의해 송신되도록 한다. 이런 종류의 푸쉬-버튼 모듈에서 3-위치 선택 스위치가 제공될 수 있고 그것의 코드로 고쳐진 출력은 마이크로프로세서에 접속되며 동시에 푸쉬-버튼은 눌러서 선택 스위치의 첫 번째 위치에서는 관련 액추에이터에 온 명령을, 두 번째 위치에서는 오프 명령을, 세 번째 위치에서는 상태 변화 명령을 한다.

또 하나의 특수한 실시예에 따라서, 제어장치는 측정 모듈로 만들어지며, 마이크로프로세서 제어 입력은 측정센서에 접속되는 동시에 마이크로프로세서는 측정 센서 출력 신호를 전치 임계값과 비교하고 측정신호와 임계값의 상대치에 따라서 액추에이터 제어 명령을 송신한다.

제1도에서, 빌딩 기술관리 제어기는 여러 모듈들(14,16,18)과 중앙 장치 모듈(15)을 상호 접속시키는 두 도선(10,12)으로 된 데이타 송신망을 포함한다. 모듈(14~18)은 어떤 수이더라도 당연히 빌딩 내 상이한 지점에 위치하며, 예를들면 빌딩의 난방을 제어하는 온도센서, 예를들면 셔터나 문을 개폐하는 전동기 제어용의 접촉기나 액추에이터 그리고 사람들의 존재나 침입 검출기 등으로 구성된다. 중앙 장치(15)는 도선(10, 12)을 경유하면서 다른 모듈들(14,16,18)에 전력을 공급하는 전원 장치(19)를 포함한다. 전원장치는 전치한 DC전압 U, 예를들면 15볼트를 공급하는 전압 발생기를 포함하며, 임의의 적절한 방법으로 이루어지는 전원장치(19) 및 모듈(14,16)의 전공급 전류의 거의 두배까지 회로망(10,12)내의 단락 전류를 제한하기 위하여 전류를 제한한다.

전원장치(19)의 특수 실시예는 제6도에서 도시된다. 장치(19)는 최신식 방법에서 임의의 적절한 방법으로 공급되는 전압 레귤레이터(84), 그리고 전압 레귤레이터(84)로부터 하류쪽으로 접속되며 단략 전류를 전치값으로 제한하도록 고안된 전류 제한기(86)로 구성된다. 전원장치는, 그러므로 전류가 일정치, 예를들면 250mA를 초과하지 않는 한은 회로망에 고정 DC 전압 U를 공급하는 전압 발생기로써 행동한다. 회로망이 단락되자마자 조절전압이 급격히 떨어지지만, 전류 제한기(86)는 전류를 제한하기 위해 동작하고 그때 이 어셈블리는 전류발생기로서 행동한다.

모듈들(14,16,18)은 모두 동일해서, 지금부터는 그둘 중의 단 하나(16)만을 자세하게 기술한다. 모듈(16)은 도선(10)까지는 접속선(20)으로, 또한 도선(12)까지는 접속선(22)으로 접속된다. 접속선(20)은 정합장치(30)를 경유하여 마이크로프로세서(28)와 증폭기(26)에 다이오드(24)를 경유하여 공급한다. 접속선(22)은 (32)에서 접지되었으며 전력 축전 커패시터(34)는 접지와 다이오드(24)의 출력에 접속된다. 그외에 접속선(20)은 수신기로서 동작하는 증폭기(26)의 입력(36)에 접속되며, 그것의 출력은 마이크로프로세서(28)의 단자쌍(38)에 접속된다. 스위치 40, 예를들면 마이크로프로세서(28)의 단자쌍(42)에 접속된 반도체는 도선(10,12)을 단락시키는 접속선(20,22)을 폐쇄상태로 접속시킨다. 마이크로프로세서(28)는 각기 원격 제어 스위치와 같은 액추에이터의 제어용 및 측정신호, 예를들면 센서에 의해 배달되는 신호의 수신용인 하나 이상의 입력(46)과 하나 이상의 출력(44)으로 구성된다. 마이크로프로세서(28)의 단자쌍(38,42)은 각 순간에 이들 두 단자쌍에 있는 신호들을 비교하는 그리고 마이크로프로세서(28)의 입력 단자쌍(50)까지 충돌 신호를 송신하는 비교장치(48)에 접속된다. 각 모듈(16)은 스위치(40)를 닫고 도선(10,12)을 단락시키며 신호를 송신할 수 있으며, 동시에 이 두 도선에 의해 형성된 도선의 핀치 및 낮은 레벨까지 전압 강하를 일으킨다. 변조는 표준화된 속도에서 비동기 송신 기준에 따라서 이루어지며, 그것의 차단 상태는 모듈(14,16,18)의 높은 공급 레벨에 대응한다. 커패시터(34)는 도선(10,12)이 모듈(14,16,18)중 하나에 의해 강제로 0이 되는 시간 동안 모듈에 공급할 수 있다.

제어기는 다음과 같이 동작한다.

차단위치에서, 전원장치(19)는 고전압 레벨, 예를들면 도선 또는 회로망(10,12)에 의해 송신되는 디지탈 신호의 1비트에 일치하는 15볼트에서 도선(10,12)을 유지한다. 모듈들(14,16,18)은 이 도선(10,12)에 의해 공급을 받으며 커패시터(34)는 충전된다. 예를들면 모듈(16)에 의한 메시지의 송신은 그것의 마이크로프로세서(28)로 제어되는데, 그것은 스위치(40)로 하여금 도선(10,12)을 거의 핀치하고 또한 그것을 0비트에 대응하는 거의 0볼트에 가까운 전압으로 강제하도록 한다. 도선(10,12)을 경유하여 송신된 각 메시지는 포함된 모듈(14,16,18)에 대응하는 어드레스를 포함하고, 각 모듈은 도선(10,12)을 경유하여 송신된 메시지를 영구적으로 리슨한다. 마이크로프로세서(28)가 그것의 모듈과 연관된 어드레스를 인지했을 때, 그것은 수신된 메시지에 대응하는 동작을 수행한다. 이 동작은 모듈에 의해 제어되는 센서나 액추에이터로 출력(44)에 의해 송신된다. 중앙장치 모듈(15)이나 제어 패널은 여러 모듈에서 메시지를 수신하거나 화면 표시를 하여 중앙 집중 원격제어를 하도록 하며, 또한 제어기의 동작을 관리할 수 있다. 결과적으로 중앙장치(15)에는 모듈(14,16,18)의 그것과 유사한 송수신기가 설비된다.

각 모듈(14,16,18)은 도선을 연속적으로 모니터하며, 도선(10,12)이 비어 있을 때만 메시지를 송신한다. 도선(10,12)의 단락에 대응하는 0에 있는 비트는 모듈 전원 레벨에 대응하는 1에 있는 비트에 대해 우선권을 가진다. 도선(10,12)으로 접속된 여러 모듈로 동시 송신을 방해하는 동안 메시지의 열화는 일어나지 않는다. 두 송신기가 도선(10,12)이 비어 있다는 것을 알면서도 동시에 송신하기로 정했다면, 이 두메시지의 충돌은 송신을 혼란시킨다. 이 경우, 송신 프로토콜은 메시지중 하나에 우선권을 주며 이 우선권은 그 메시지가 그 도선에 첫 번째로 0을 보내는 반면 다른 것은 비트를 1에 보내는 것으로 주어진다. 이것은 송신하는 한 모듈이 특히 그것이 한 비트를 1로 보낼때는 도선의 상황을 연속적으로 모니터해야 함을 의미한다.

만일 그 순간 도선(10,12)이 상황 0에 강제로 보내지는 것이 보인다면, 이것은 그것이 이전에 했던 것과 동시에 다른 송신기가 시작했기 때문이다. 0으로 동시에 송신한 모듈로부터의 메시지를 혼란시키지 않도록 첫째로 1에 보낸 것은 이 경우에 취소한다. 취소된 모듈은 도선을 계속해서 리슨하며 후자가 없을 때, 그것은 그것의 메시지를 보낸다. 제3도에 관련할 때, 모듈중 하나에 의해 송신된 메시지(52)가 제로신호(54)를 맨처음 보낸 반면 다른 모듈에 의해 송신된 메시지(56)는 높은 신호(58)를 동시에 보낸다. 나중 모듈이 1신호를 맨처음 보냄에 따라 그것은 송신을 멈추며 송신된 메시지(60)는 (52)에서 설명된 것과 일치한다. 우선된 신호(52)는 이 충돌로 인하여 혼란되지 않으며 그것을 반복할 필요가 없다. 충돌은 단자쌍(38)에 수신된 신호와 마이크로프로세서(28)의 단자쌍(42)에 의해 송신된 신호를 그것의 입력에서 수신하는 비교기(48)에 의해 검출된다. 비교기(48)가 수신된 신호와 송신된 신호사이의 차이점을 검출하면, 그것은 충돌 신호를 단자쌍(50)으로 송신하고 또한 마이크로프로세서는 우선권을 정하며, 필요하다면 그것을 계속 송신할지 중단할지도 결정한다.

제4도에서 접촉부(62)에 의해 도식적으로 도시된 액추에이터나 센서는 송신선(10,12)에 의해 공급될 수 있으며, 그 경우 송신만이 너무 커지지 않도록 그들의 전력소모를 줄이는 것이 낫다. 접촉부(62)는 한단자가 정합장치(30)에 접속되고 다른 단자는 저항기(66)를 경유하여 마이크로프로세서(28)의 출력(64)에 접속된다. 마이크로프로세서의 입력(46)은 저항기(66)와 접촉부(62) 사이의 접속부에 접속된다. 접촉부(62)의 개방위치에서는 입력(46)은 제로신호를 수신하며, 그 반면에 접촉부(62)의 폐쇄는 입력을 더 높은 포텐셜까지 스위치한다. 보통 출력 게이트(64)는 높은 포텐셜, 예를 들면 +5볼트에 있으며, 접촉부(62)의 개폐는 조금도 전류를 흐르도록 하지 않으며, 따라서 센서의 전력 소모는 영이다. 마이크로프로세서가 센서(62)를 판독하기로 정했을 때, 그것은 출력(64)의 포텐셜을 레벨 0까지 스위치하며, 접촉부(62)가 폐쇄됐을 때는 저항기(66)를 통해 전류를 보내도록 한다. 이 전력 소모는 단지 판독시간 동안에만 발생하며, 마이크로프로세서는 그것이 입력(46)에 수신된 신호를 기록하자마자 출력(64)을 높은 포텐셜로 스위치한다. 따라서 전력소모가 특히 감소된다.

센서나 액추에이터는 그들 자신의 전원소스, 예를 들면 보조소스를 당연히 포함할 수 있으며 해답은 전기적 메인 공급장치와 함께 동작하는 센서나 액추에이터에 적당하다. 그 액추에이터는 전동기를 제어하는 접촉기일 수 있으며, 그것이 전자석은 메인 장치에 의해 공급되고 그동안 전력 관리 제어기에 의해 제어된다. 제5도는 센서를 보조 전원소스, 특히 삼-위상 메인 장치(R,S,V)의 전류 측정 장치와 함께 도시한다. 토로이드 모양의 변류기(68,70,72)는 대응 위상 도선내에서 흐르는 전류에 비례하는 신호를 배달하기 위하여 각 위상(R,S,V)에 연관된다. 토로이드(68,70,72)에 의해 배달된 신호는 도선(74)(3x2도선)을 통해 마이크로프로세서 기본 처리 장치(76)에 송신된다. 처리장치(76)의 전원 장치(78)는 변류기(68,70,72)로부터 접속선(80)(여섯가닥의 도선)을 통해 그것의 전력을 수신한다. 처리장치(76)의 출력은 광전자 직렬형 접속부(82)에 의해 그 모듈(16)의 마이크로프로세서 입력(46)에 접속된다. 이 모듈(16)은 위상(R,S,V) 내에서 흐르는 전류에 대응하는 데이타를 두 도선망(10,12)을 경유하여 그 두 도선망에 접속된 다른 모듈까지 송신한다.

따라서 신호 처리 전력은 삼-위상 메인(R,S,V)으로부터 유도되었으며, 그 반면 데이타 송신 모듈(16)은 전술된 방법으로 두 도선망(10,12)에 의해 공급된다. 광전자 접속부(82)는 삼-위상 메인(R,S,V)에 연관된 측정부를 두 도선망(10,12)에 접속된 송신부와 분리시킨다. 데이타 송신은 메인(R,S,V)이 파괴된 경우조차도 동작한다. 측정 장치의 전력 공급 장치는 설치하기가 복잡하지 않으며 세이빙이 두 도선망(10,12)에 의해 송신된 전력위에서 만들어지도록 한다. 제5도에서 도시된 형태의 센서는 액추에이터, 예를 들어 삼-위상 메인(R,S,V)에 의해 공급된 전동기의 보호 접촉기를 원격 제어할 수 있다. 측정 및/또는 명령은 센서와 액추에이터 사이의 접속부를 구성하는 두 도선망(10,12)에 의해 송신된다.

특성이 제어 레벨에서 이루어질 때 특히 한 모듈에 일정한 기능이 할당되었을 때에 모듈(14,16,18)은 되도록 표준형태에 있다. 각 모듈은 그것에 할당된 기능을 수행하도록 프로그램되고, 또한 그것은 일정한 자율권이 부여된다. 관리 제어기의 중앙장치(15)는 부가기능, 예를들면 전체 설치를 제어하기 위한 데이타 디스플레이나 중앙화를 포함한다. 전원장치(19)는 중앙장치로부터 당연히 분리될 수 있으며 또는 중앙 장치의 일정기능이 후자, 특히 화면 표시장치로부터 분리될 수 있다. 두 도선(10,12)을 경유하는 접속부는 특히 유연성이 있으며 모듈이 빌딩내에서 어떤 방식으로도 위치하도록 한다.

제7도에서 도선(10,12)은 중앙장치(116)의 단자쌍(114) 측면의 출력에 접속된다. 두 도선(10,12)의 맞은편 단부는 중앙장치(116)의 두 번째 출력 단자쌍(118)에 접속된다. 제1도에서 도시된 모듈(16)과 같은 형태를 가지는 모듈(120)은 두 도선(10,12)을 따라서 위치한다. 상이한 모듈들(120)은 중앙장치(116)에 속하는 전원장치(122)로부터 전력을 공급받는다. 두 단자쌍(114,118)은 루프(124)에 의해 중앙장치(116)내에 접속되며 그것내에서 스위치(126)(특히 전자 스위치)는 접속을 차단하기 위하여 삽입된다. 스위치(126)의 폐쇄 상태에서 전원장치(122)는 그것의 두 단부를 통하여 두 도선(10,12)에 공급하고, 그것은 도선의 겉보기 전자 저항이 감소되게 한다. 중앙장치는 전원장치(122)에 병렬 접속되어 있는 제1도의 모듈(16)과 같은 형태를 가지는 송수신기 장치를 포함하고, 두 도선에서 송신되는 메시지를 송신 및 수신할 수 있다.

마이크로프로세서의 수신기 단자쌍(38)(R)에 접속된 비교장치 입력은 스위치(126)에 안전하게 접속되면서 전환스위치(136)에 접속되었으며, 또한 스위치(126)의 개방에 대응하여 검출위상이 중단된 사이에 증폭기(24)에 의해 수신된 신호들의 비교기와 마이크로프로세서 까지의 송신을 중단하기 위해, 그리고 수신기(140)에 접속하기 위해 후자와 함께 개방한다. 수신기(140)는 입력단자(118)에 접속되었으며 수신된 신호는 광전자 접속부(142)에 의해 전환스위치(136)까지 송신된다.

차단 검출 장치는 다음과 같이 동작한다.

표준 동작에서, 스위치(126)는 폐쇄되고, 접촉부(136)는 증폭기(26)를 수신기 단자쌍(R)에 접속한다. 제어기는 정상적으로 동작하며, 동시에 신호는 두 도선의 입력과 출력 모두에 의해 송신된다. 이 전원 및 송신은 두 단부에 의해 동작이 변경되진 않으나, 이에 반하여 도선내 손실이 감소되도록 한다. 중앙 장치(116)의 마이크로프로세서는 스위치(126)를 규칙적인 간격으로 개방하고 제어 메시지를 송신하면서 송신 스위치(40)의 개폐를 통해 도선 차단 검출 과정을 수행한다. 입력 단자(118)를 출력단자(114)로부터 분리시키는 스위치(126)를 개방함과 동시에 전환 스위치(136)는 수신기(140)로부터 마이크로프로세서의 수신기 단자쌍(38)으로 수신을 스위치하도록 위치를 변경한다. 이들 신호의 송신은 마이크로프로세서 수신기 단자쌍 까지, 그리고 출력단자에 송신된 신호와 입력단자(118)에 수신된 신호 사이의 일치성을 체크하는 비교기 장치까지 광전자 접속부(142)를 통해 수행된다. 입력 단자(118)에 있는 신호들의 비수신은, 즉 두 도선(10,12)중 하나의 차단 또는 중단에 대응한다. 신호들이 일치할때에는 도선이 연속성을 가짐이 확실하며, 장치는 본래의 정상 동작 위치로 복귀한다. 제어 과정은 비교적 짧고, 또한 혼란되지 않은 제어기의 정상 동작 동안 수행될 수 있다. 제어의 주파수는 제어의 품질에 그리고 메인의 손상염려나 두 도선(10,12)의 차단에 명백히 좌우된다.

두 도선(10,12)의 차단이 검출되었을 때에는 누전 위치를 찾아내는 것이 유용해질 수 있으며, 본 발명의 개발에 따라 이 위치 파악은 중앙장치(116)에 의해 상이한 모듈(120)까지 송신된 메시지로 이루어진다. 후자는 정보용으로 요구되며 응답하여야 하고, 또한 문답 명령은 두 도선(10,12)에 따라 놓여있는 모듈(120)의 스태거링에 특히 대응한다. 응답은 메시지의 비수신, 즉 응답하지 않았던 모듈에서 상류쪽(upstream)으로의 도선 차단에 대응하지 않는다. 이 질문 과정은 스위치(126)가 개방됐을때 중앙장치(116)의 출력 및 입력에 송신된 신호들 사이의 어떤 혼신도 피하기 위해 수행될 수 있다.

두 도선 차단 검출 과정 및 장치는 특히 간단하고 빌딩 기술관리 제어기에 편리하며 그것의 구조는 사실상 변경되지 않는다.

제8도는 푸쉬-버튼 모듈(218)로 구성되는 제어 장치를 더 자세히 도시한다. 모듈(218)은 회로망(10,12)에 접속되고, (도시되지 않았던) 관련 액추에이터를 제어하기 위하여 고안되었으며 그것 자체는 회로망에 접속되었다. 이 액추에이터는 중앙장치(15)로 그리고 푸쉬-버튼 모듈(218)을 포함하는 여러 관련 제어 장치로 제어될 수 있다.

모듈(218)은, 예를들면 제어기로 제어되는 빌딩내 다른 방에 위치한 가전제품이나 램프를 제어하는데 사용될 수 있다. 본 발명의 개발에 따라, 관련 액추에이터의 상황 지시가 모듈(218)에 제공된다.

푸쉬-버튼 모듈(218)은 인터페이스(222)에 회로망에 접속되는 입력 게이트(P1) 및 출력 게이트(P2)를 가지는 마이크로프로세서(220)를 포함한다. 이리하여 모듈(218)은 회로망에 의해 관련 액추에이터까지 송신된 메시지를 송신할 수 있고 회로망에 의해 송신된 모든 메시지를 모니터할 수 있다.

마이크로프로세서 제어 입력 게이트(P3)는 보통 저항기(R0)를 경유하여 접지된다. 푸쉬-버튼(224)은 이 입력(P3)을 모듈 공급 전압(5V)까지 일시적으로 접속되게 한다. 푸쉬-버튼(224)의 폐쇄는 메시지 또는 제어명령을 결과적으로 발생시키고, 마이크로프로세서(220)에 의해 모듈 관련 액추에이터까지 송신되도록 한다.

어드레스는, 예를들면 썸휠(thumb-wheel)에 의해 성립되는 에드레싱 장치(226)에 의해 모듈(218)에 할당될 수 있다. 도시된 실시예에서 어드레싱 장치, 그것의 네 출력을 공급전압에 선택 접속되도록하는 그 장치는 마이크로프로세서에게 4비트에 있는 코우드 어드레스를 공급한다. 우선적 실시예에서 동일한 어드레스는 액추에이터 및 그와 함께 관련된 여러 제어 장치에 할당된다.

푸쉬-버튼(224)이 엑추에이트 되었을 때 모듈(218)에 의해 송신된 메시지는 이 어드레스를 포함하고, 이리하여 관련 액추에이터의 마이크로프로세서에 이 메시지가 그것에 어드레스 되었음을 지시한다.

발광 다이오드에 의해 구성될 수 있는 지시램프(228)는 마이크로프로세서의 출력(P4)과 접지 사이에 접속된다. 이 지시 램프는 모듈(218)과 관련된 액추에이터의 상황을 지시하기 위해 고안된다. 모듈(218)의 마이크로프로세서(220)는 회로망을 통해 송신된 메시지를 영원히 모니터 한다. 그것은 관련 액추에이터의 의미를 갖는 모든 메시지를 그들의 어드레스에 의해 검출하고, 또한 그것이 액추에이터에 어드레스되는 잇따른 명령, 예를 들면 온, 오프 또는 상황변화를 인지하므로, 그것은 거기서부터 후자의 상황을 추론했으며, 지시기 램프(228)가 액추에이터 상황을 지시하도록 그것의 출력(P4)을 제어한다. 일례로써, 지시기 램프(228)는 액추에이터의 온 상황을 지시하기 위해서는 마이크로프로세서 출력(P4)이 공급 전압에 스위치 될 때 불을 밝힐 수 있으며, 액추에이터가 오프되어 있다는 것을 지시하기 위해서는 출력이 접지되었을 때 불을 끌 수 있다.

도시되지 않은 또다른 실시예에 따라서, 지시기는 이색 발광 다이오드, 예를 들면 관련 액추에이터가 온일때는 녹색 섬광을 액추에이터가 오프일때는 적색 섬광을 내는 것과 같은 방법으로 마이크로프로세서에 의해 제어되는 녹색과 적색으로 구성된다.

도시된 실시예에서 푸쉬-버튼 모듈(218)은 모듈의 동작 모드가 선택되도록 하는 선택 스위치(230)를 포함한다.

사실상, 푸쉬-버튼(224)이 액추에이터된 각 시간에 후자는 관련 액추에이터에 스위치-온 명령이나 스위치-오프 명령 또는 상황 변화 명령을 회로망을 통해 송신할 수 있다. 선택된 동작 모드는 마이크로프로세서 내에서 프로그램될 수 있다. 그러나 우선적 실시예에서는, 요구되는 동작 모드를 조작자가 선택 스위치(230)로 수동 선택할 수 있다. 도면에서, 삼-위치 선택 스위치(230)는 마이크로프로세서에 접속되는 두 출력을 포함하고, 이들 두 출력은 공급 전압에 선택적으로 접석될 수 있다. 선택 스위치의 첫째 위치에서 출력은 공급 전압에 전혀 접속되지 않는다. 선택 스위치의 두 번째 위치에서는, 첫 번째 출력이 공급 전압에 접속되는 반면에, 세 번째 위치에서는 단지 두 번째 출력만이 공급 전압에 접속된다. 각 위치는 전술된 세동작 모드중 하나에 대응한다.

제9도는 인터페이스(222)의 특수 실시예를 설명한다.

회로망의 두 도선 사이에 직렬로 접속되어 있는 두 저항기(R1,R2)에 의해 형성된 전압 분할기는 회로망을 거쳐 송신되어진 메시지가 모니터되게 하며, 동시에 저항기의 공통부는 마이크로프로세서 입력(P1)에 접속되어진다. 트랜지스터(T), 이의 이미터-콜렉터 접합이 두 도선 회로망 사이에 올려 놓아지고, 이것의 베이스는 마이크로프로세서 출력(P2)에 접속되며, 마이크로프로세서와 회로망 사이에 출력 인터페이스를 제공한다. 마이크로프로세서에 의해 트랜지스터 베이스에 사용되어지는 연속 펄스 형태로 송신된 메시지는 회로망 도선의 연속적 단락을 야기시킨다. 또한 회로망은 모듈 전원을 공급한다:다이오드(D)는 회로망 도선들 사이에서 커패시터(C)에 직렬 접속되고, 동시에 커패시터는 저항기(R3) 및 직렬 접속 제어 다이오드에 병렬 접속된다. 그래서 모듈 공급 전압이 제너 다이오드 단자에 유용하다.

엑추에이트된 액추에이터의 상황 지시가 푸쉬-버튼 모듈에 제한되지는 않으나, 데이타 송신 회로망을 거쳐 액추에이터를 제어하도록 고안되저이진 임의의 마이크로프로세서-베이스드 제어장치에도 적용될 수 있다. 제어 명령은, 제어장치에 적합한 임의의 다른 기계적 방법 또는 스위치와 푸쉬-버튼에 의해서는 수동으로 제어장치에 공급될 수 있으며, 임계값으로 측정된 양의 비교에 의해서와 프로그램에 의해서는 자동적으로 공급될 수 있다. 일례로, 자동 장치는 온도 프로브를 포함하는 온도 센서에 의해 형성될 수 있으며 그것의 측정신호는 마이크로프로세서의 제어 입력(P3)에 적용된다. 후자는 이들 신호의 진폭을 최소한 하나의 미리 정해놓은 임계값과 비교하며, 또한 가열 밸브를 개폐하도록 고안되어진 액추에이터에 온이나 오프 명령을 송신한다.

전술된 예들은 전부 또는 전무 형태(all-or-nothing type)의 제어 명령에 관련되며, 관련 액추에이터를 온이나 오프로 스위치되게 한다. 또한 동일한 원리가 제어 장치에 그리고 아날로그 모드에서 또는 여러 동작 임계값에서 동작하는 관련 액추에이터에 적용될 수 있다. 이 경우에 아날로그 신호 계수회로 및 아날로그 대 디지탈 변환기 또는 비교기가 부가된다. 일례로, 온도 센서는, 그것이 받은 온도 신호를 전치간격으로 되어 있는 여러 임계값과 비교할 수 있고, 관련 액추에이터를 제어하기 위하여, 특정 명령, 예를들면 폐쇄, 완전 개방, 60%개방, 50% 개방 등을 송신한다. 이 경우에 지시기는 액추에이터 상황의 구별적 지시를 허락하도록 응용되어져야 한다. 조명장치의 수와 위치는 요구에 따라 응용될 수 있다. 지시램프 때문에 두 상황 오프나 온은 감소율 동작에 대응하는 그 상황들을 구별하지 않고 지시될 수 있다. 또한 그것 때문에 세 상황이 지시될 수 있으며, 동시에 감소율 동작은 지시 램프의 섬광으로 지시된다. 많은 지시램프가 제공될 수 있으며, 상이한 액추에이터 상황들을 제어장치 레벨에 정확히 지시할 수 있도록 액추에이터가 얻을 수 있는 상이한 상황들의 수와 그 수를 일치시킨다.

기술된 실시예에서 액추에이터와 관련 제어 장치는 동일한 어드레스를 가지며, 그것은 관련 액추에이터를 뜻하는 메시지를 여러 제어장치에서 쉽게 인식하도록 한다. 그러나 각 제어장치와 각 액추에이터는 상이한 어드레스에 응용될 수 있다. 이 경우 각 제어장치는 관련 액추에이터의 어드레스를 인지하도록 프로그램된다. 액추에이터로 송신된 모든 메시지는 그것의 어드레스, 데스티네이션 어드레스를 포함하며, 또한 제어장치는 이 데스티네이션 어드레스에 의해, 그들이 어디에서 생겼던지에 관계없이 액추에이터를 뜻하는 모든 메시지를 검출하도록 프로그램 되어지고, 그 결과 액추에이터 상황을 결정할 수 있다.

지금까지 기술된 실시예에서 액추에이터 상황은 그것으로 송신된 그리고 회로망을 경유하여 송신된 명령들을 분석하여 결정된다. 그러므로 지시기는, 액추에이터가 보통 가져야할 상황 및 요구되어지는 상황을 지시한다. 이 상황은 예를 들면 액추에이터가 고장난 경우에는 실제 액추에이터 상황과 달라질 수 있다. 실제 액추에이터 상황에 대한 지시를 받기 위해, 제어 명령에 대한 응답으로 액추에이터에 의해 송신된 응답 메시지 및 지시는 명령이 고려되었던 안되었던 상관없이 포함될 수 있다. 그때 액추에이터에 관련된 제어장치의 마이크로프로세서는 제어장치에 지시되는 액추에이터의 실제상황을 지시하기 위하여 이 응답 메시지를 취한다.

Claims (12)

1. 빌딩에 산재하여 위치하고, 비동기 모드의 이원 데이타 송신용 대칭 두 도선망에 의해 상호 접속되는 몇 개의 모듈(14,16,18), 특히, 센서 및/또는 액추에이터 모듈(16,18)과 중앙 장치 모듈(14)을 구비하는 빌딩 기술 관리 제어기에 있어서, 각 모듈은 데이타 송신기와 수신기를 포함하고, 상기 제어기는 상기 두 도선망에 접속된 상기 모듈(14,16,18)에 전력을 공급하기 위하여 상기 두 도선망에 접속되는 전원 장치를 포함하고, 상기 전원 장치(19)는 전류가 제한되는 전압발생기를 포함하고, 상기 이원 데이타는 상기 두 도선망을 경유하여 전송되고 상기 두 도선 사이에서 두 전압레벨로 변조되어, 모듈(14,16,18)중의 하나에 의해 두 도선망이 단락될 때 높은 전압레벨이 송신되고, 비동기 송신기준의 차단 상태에 대응하여 낮은 전압레벨이 모듈에 전력이 공급될 수 있도록 하며, 각 모듈은 두 도선망(10,12)이 단락되는 동안에 모듈에 공급하기에 충분한 전력저장 장치(34)를 구비하는 것을 특징으로 하는 제어기.
2. 제1항에 있어서, 상기 중앙 장치(15)는 상기 전원 장치(19)를 포함하고, 각 모듈(14,16,18)은 상기 두 도선망(10,12)을 경유하여 송신된 메시지를 계속 리슨하고 두 도선망이 비어 있지 않는 경우에는 어떠한 송신을 하지 않도록 모듈 송신기와 수신기에 접속되는 제어 마이크로프로세서(28)를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어기.
3. 제2항에 있어서, 각 모듈(14,16,18)은 송신기(42)에 의해 송신되는 신호와 수신기(26,38)에 의해 수신되는 신호를 비교하기 위한 비교기(48)를 포함하고, 상기 비교기는 상기 낮은 레벨을 강제로 부과했던 모듈의 송신을 혼란시키지 않도록 송신된 신호가 높은 레벨에 있고 수신된 낮은 레벨에 있을 때에는 송신의 신속한 중단을 제어하는 것을 특징으로 하는 제어기.
4. 제2항에 있어서, 모듈은 상기 회로망(10,12)을 통하여 전류를 공급받는 센서 및/또는 액추에이터(62)를 포함하며, 한편 모듈의 마이크로프로세서(28)는 단지 센서가 판독중일 때나 액추에이터가 마이크로프로세서에 의해 제어되는 기간 동안에만 전류를 공급하는 상기 센서 및/또는 액추에이터에 접속된 출력(64)을 가지는 것을 특징으로 하는 제어기.
5. 제1항에 있어서, 제어 중앙 장치(116)는 회로망 출력(114)에 접속된 단자쌍과 회로망 입력(118)에 접속된 접속 단자쌍 및 보통 동작에서는 상기 단자쌍들을 병렬로 접속하고 차단 검출 위상에서는 그들을 비접속시키는 스위치를 포함하고, 중앙 장치의 수신기 및 송신기(128)는 상기 출력(114)에 접속되고, 중앙 장치는 상기 입력(118)에 접속된 두 번째 수신기(140)와, 보통 동작에서는 수신기에서 받은 신호와 상기 출력에서 송신된 신호를 비교하는 비교기 및 차단 검출 위상인 동안에 출력(114)에 접속된 수신기를 비교기로부터 비접속시키고 상기 출력에 송신된 신호 및 상기 입력에 수신된 신호가 비교되도록 상기 비교기에 두 번째 수신기(140)를 접속시키는 디스에이블링 장치(136)를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어기.
6. 제5항에 있어서, 차단이 검출된 후 중앙 장치(116)가 상이한 모듈들을 회로망에 접속하라는 접속명령이 있는 곳에서 계속되는 질문에 의해 차단 위치 싸이클을 수행함을 특징으로 하는 제어기.
7. 제1항에 있어서, 제어기는 제어장치(218)와 액추에이터들로 이루어지는 다수의 모듈과, 다수의 제어장치와 관련되는 단일 액추에이터를 포함하고, 상기 제어장치는 마이크로프로세서(220), 어드레스를 할당하기 위한 어드레싱 수단(226)을 포함하며, 상기 마이크로프로세서는 관련된 액추에이터의 제어를 위하여 메시지를 발생하고 회로망에 전송하며, 상기 제어장치는 액추에이터 상태 지시 수단(228)을 포함하고, 회로망에 전송된 메시지를 모니터하고 이러한 메시지로부터 액추에이터 상태를 결정하는 상기 마이크로프로세서에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 제어기.
8. 제7항에 있어서, 제어장치 마이크로프로세서는 스스로 전송망에 접속된 인터페이스(222)에 접속된 입력(P1) 및 출력(P2)과, 제어나 측정신호를 수신하는 제어입력(P3) 및, 관련된 액추에이터 상태 지시 수단의 하나 이상의 제어출력(P4)을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어기.
9. 제8항에 있어서, 제어장치 마이크로프로세서의 제어 입력(P3)은 푸쉬버튼(224)에 의해 전압 소오스에 접속되고, 푸쉬버튼을 누르는 것은 제어 메시지를 상기 마이크로프로세서에 의해 관련 액추에이터로의 전송을 야기시키는 것을 특징으로 하는 제어기.
10. 제8항에 있어서, 제어장치 마이크로프로세서의 제어입력(P3)은 측정센서에 접속되고, 상기 마이크로프로세서는 측정센서 출력신호와 전치의 임계값과 비교를 하고 측정 신호와 임계값과의 상대적인 값에 따라 액추에이터 제어명령을 보내는 것을 특징으로 하는 제어기.
11. 제7항에 있어서, 단일 어드레스가 하나의 액추에이터와 이와 관련된 모든 제어장치에 부여되는 것을 특징으로 하는 제어기.
12. 제7항에 있어서, 액추에이터 상태 지시수단(228)은 발광다이오드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 제어기.

Images