(57)【要約】【課題】ネットワークへの負担が軽く、低コストな分散制御型の電力監視システムを提供する。【解決手段】ネットワーク１０に接続され計測データを送信できる複数の電力モニタ１１と、受信した計測データの表示手段を備えた監視装置１４と、この監視装置１４とネットワーク１０との間に介在して電力モニタ１１と監視装置１４との間の送受信を管理する監視インターフェース装置１３とからなる。監視インターフェース装置１３は監視装置１４の起動状態を監視して各電力モニタ１１に送信する。また各電力モニタ１１は受信した監視装置１４の起動状態を保持する。これによって無駄な送信をなくし、ネットワークへの負担を軽減できる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信手段を介してネットワークに接続され計測データを送信できる複数の電力モニタと、ネットワークを介して受信した計測データの表示手段を備えた監視装置と、この監視装置とネットワークとの間に介在して電力モニタと監視装置との間の送受信を管理する監視インターフェース装置とからなり、監視インターフェース装置は監視装置の起動状態を監視して各電力モニタに送信する起動監視手段を備え、また各電力モニタは受信した監視装置の起動状態を保持する状態保持手段を備えることを特徴とする電力監視システム。
【請求項２】
電力モニタは自己のネットワークへの接続状態を監視装置または他の電力モニタに通知する接続通信手段を備えたものである請求項１に記載の電力監視システム。
【請求項３】
電力モニタは計測データを一次的に保管する記憶保持手段を有し、この記憶保持手段は予め設定した複数個の計測データを１単位として少なくとも２単位以上の計測データを一時的に記憶可能である請求項１または２に記載の電力監視システム。
【請求項４】
電力モニタの記憶保持手段が複数の領域に分割されており、計測データを記録する領域と異なる領域に外部入力信号が記録可能であり、該外部入力信号は電力モニタに設けた切換スイッチにより記憶領域に記録するか否かを選択可能である請求項１〜３の何れかに記載の電力監視システム。
【請求項５】
電力モニタの記憶保持手段に記録された外部入力信号を監視装置に送信するとき、最新の計測データの電文に終了符号を付与する請求項４に記載の電力監視システム。
【請求項６】
各電力モニタはネットワークに接続された時刻通知手段から時刻データを受信するとともに時刻をカウントする時刻カウント手段を有する請求項１〜５の何れかに記載の電力監視システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分散配置された多数の電気設備の電力監視を、通信ネットワークを利用して行うシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のネットワーク化した電力監視システムでは、コンピュータに接続されてネットワーク内のすべての電力モニタの通信を制御するコントローラを中央に設け、このコントローラが各電力モニタを順番に呼び出し、計測データの転送、状態の確認（警報の有無の確認）などを行っていた。
【０００３】
しかしこのシステムは、コントローラが各電力モニタを順番に呼び出していくため、全部の計測データ等を表示するのに時間がかかるという問題があり、大規模なシステムには適していない。また、中央の判定処理装置に異常が発生すると、ネットワークに接続したすべての電力モニタの状態を判定できなくなるなどの問題があった。また、各電力モニタは常に中央の判定処理装置に計測データを送りその判定に基づいて各種制御を行うため、通信量が膨大になりネットワークに対するコストが大きいという問題点があった。さらに、警報信号や履歴信号など計測データ以外のさまざまなデータを伝送し制御するためには、コントローラをこれらにすべて対応させる必要があり、拡張性にも問題があった。
【０００４】
そこでこれらの問題点を解決するために、近年、分散制御型ネットワークの電力監視システムが開発された。このシステムでは各電力モニタ自体が判定手段を持ち、ネットワーク上の必要な計測データや信号を取り込み、その結果に基づいて各電力モニタ自体が状態を判定し制御を行うので、中央の判定処理装置が不要となる。但し中央には集中監視のための中央監視装置は残しておく必要がある。このシステムでは、予め設定した電力モニタの計測結果を所定時間毎に表示したり、監視者の要求に従い任意の電力モニタの計測データを表示することが可能である。
【０００５】
しかしこのような分散制御型のシステムでは、中央監視装置は基本的に表示手段としての役割しかないため、例えば工場やオフィスなどで中央監視装置をパソコンのような他の目的にも自在に使用できる環境を提供しようとした場合、就業間以外には監視装置の電源は切られることや、他のアプリケーションソフトウェアの原因により処理機能に異常を来たし停止することが多い。それにも拘わらず各電力モニタは計測データを中央監視装置に送り続けるので、ネットワーク内には余分な通信が発生し、ネットワークに対する負担が大きくなるという問題点があった。具体的には、中央監視装置がオフのとき電力モニタが出力した警報信号は受信先がないため、中央監視装置から受信完了信号を得ることが出来ず、電力モニタは何度も警報信号を出力することにより、ネットワークの負担が大きくなる。
【０００６】
さらに、各電力モニタ内部に計測データを時系列的に記録するため、各電力モニタに時計機能を内蔵させて時間を正確に合わせる必要があるが、すべての電力モニタの時間を正確に設定することは手間がかかるほか、その後その時間を維持するためには、高精度な時計が必要となり、コストが高くなるという問題点もあった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来の問題点を解決し、ネットワークへの負担が軽く、低コストな分散制御型の電力監視システムを提供することを目的としてなされたものである。また本発明の他の目的は、多くのコストを要することなくすべての電力モニタの時間を正確に設定できる電力監視システムを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた本発明の電力監視システムは、通信手段を介してネットワークに接続され計測データを送信できる複数の電力モニタと、ネットワークを介して受信した計測データの表示手段を備えた監視装置と、この監視装置とネットワークとの間に介在して電力モニタと監視装置との間の送受信を管理する監視インターフェース装置とからなり、監視インターフェース装置は監視装置の起動状態を監視して各電力モニタに送信する起動監視手段を備え、また各電力モニタは受信した監視装置の起動状態を保持する状態保持手段を備えることを特徴とするものである。
【０００９】
なお、電力モニタは自己のネットワークへの接続状態を監視装置または他の電力モニタに通知する接続通信手段を備えたものであることが好ましく、電力モニタは計測データを一次的に保管する記憶保持手段を有し、この記憶保持手段は予め設定した複数個の計測データを１単位として少なくとも２単位以上の計測データを一時的に記憶可能であることが好ましい。
【００１０】
また、電力モニタの記憶保持手段が複数の領域に分割されており、計測データを記録する領域と異なる領域に外部入力信号が記録可能であり、該外部入力信号は電力モニタに設けた切換スイッチにより記憶領域に記録するか否かを選択可能であることが好ましい。また、電力モニタの記憶保持手段に記録された外部入力信号を監視装置に送信するとき、最新の計測データの電文に終了符号を付与するようにすることが好ましい。さらに、各電力モニタは時刻カウント手段を有し、該時刻カウント手段はネットワークに接続された時刻通知手段から時刻データを受信するものとすることが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図１は基本的なシステム構成の一例を示す図であり、０１から０４のアドレスを持ち計測装置を内蔵した４つの電力モニタ１１と、０５のアドレスを持ちリレーランプ等の出力機器に接続した電力モニタ１２（リレー、ブザー等）と、０６のアドレスを持つ監視インターフェース装置１３とが、ネットワーク１０に接続されている。更に監視インターフェース装置１３には、表示手段を備えた監視装置１４（パソコン等）が接続されている。
【００１２】
ネットワーク１０には特定の通信プロトコルが定められており、接続された機器は通信プロトコルに定められた電文を使用し計測データや外部入力信号等の通信を行う。この電文には例えば発信先アドレス，発信元アドレス，信号種別，内容（記録時刻、値など）が含まれる。計測データは各電力モニタが測定した値（電流値、電力量、温度など）であり、外部入力信号は計測値より条件判定を行い各電力モニタまたは監視装置に出力する信号で、警報、スイッチの投入指令などを含むものである。
【００１３】
電力モニタはデータ通信手段を介してネットワーク１０に接続されるもので、電流計、電圧計などの計測装置を内蔵した電力モニタ１１のほかに、スイッチ、リレー、ブザー、ランプなどの出力機器を接続した電力モニタ１２を含み、あるいはこれらが複数組み合わさったものであってもよい。また電力モニタ１１からの警報信号は発生直後に出力機器を接続した電力モニタ１２と監視装置１４に送信されるが、電力モニタ１１の計測データは監視装置１４からの要求に応じて送信するものとする。
【００１４】
電力モニタ１１は図２のような回路構成を有し、中央に計測用マイコンからなる計測部２１と通信用マイコンからなるデータ通信手段２２を備え、ドライバ２３を介してネットワーク１０に自己の計測データ又は外部入力信号等に基づき電文を送信したり、他の電力モニタ１１及び監視装置１４からの電文（計測データ、外部入力信号）を受信することができる。また計測部２１は外部機器からのアナログ信号を処理するアナログ処理部２４と、外部機器からのデジタル信号を処理するデジタル処理部２５を備えている。更に記憶保持手段（メモリ）２６と、アドレス等を設定するためのディップスイッチ２７とを備えている。
【００１５】
上記の計測用マイコンからなる計測部２１はその内部にメモリからなる状態保持手段２８を備えている。この状態保持手段２８は監視インターフェース装置１３の起動状態送信手段の電文により取得した監視装置１４の接続状態を保持し、それに応じて電力モニタ１１からの外部入力信号の送信先を変更する機能を有する。例えば監視装置１４がオンであれば監視装置１４および電力モニタ１２に外部入力信号を送信し、監視装置１４がオフであれば電力モニタ１２のみに計測データを送信する。
【００１６】
記憶保持手段２６は、電力モニタで計測した計測データを一時的に保持する機能を備えている。記憶装置内を例えば下記の３つの領域に分け、計測データを記録する。第１領域：１時間毎の電力量、第２領域：１時間毎の電流量、第３領域：その他警報信号などである。各第１及び第２領域内はそれぞれ複数個を１単位として２単位分記憶できるようになっている。例えば２４時間に対応する２４個を１単位とすれば、１つの領域には４８個記憶できるものである。これにより２日分の記録を蓄積できることとなる。なお１日毎に計測値を記録する場合には、１ヶ月に対応する３１個を１単位とし、６２個記憶できるようにさせればよい。
【００１７】
このほか、電力モニタ１１及び電力モニタ１２は、その表面に自己のネットワーク１０への接続又は離脱を通知するための接続送信手段（スイッチ、ボタン）を備えており、接続通信手段は自己の電力モニタのネットワーク１０への接続又は離脱を電文によってその他の各電力モニタ１１、電力モニタ１２、監視装置１４に通知する。電文には指定した他の電力モニタ１１、電力モニタ１２、監視装置１４のアドレスを付与し、電文を受け入れた電力モニタ１１、電力モニタ１２、監視装置１４はその後の通信においてその送信元の電力モニタの接続又は離脱を認識することができる。
【００１８】
さらにこのほか、電力モニタ１１は記憶保持手段２６に外部入力信号を記録するか否かを切り替えるスイッチを備えている。なおこれはまた、前記スイッチを電子制御可能な構成とすれば、監視装置１４からも遠隔操作可能である。また、電力モニタ１１は時刻カウント手段を備えている。これは監視インターフェースに装置に内蔵される時刻通知手段より定期的に発信される時刻データをネットワーク１０から受けてカウントすることにより、時計の役割を果たすものである。これにより各電力モニタ１１に個別に時計を設置したり、それらの時刻合わせを行なう必要を無くすることができる。時刻通知手段はネットワーク１０に接続されていればよく、必ずしも監視インターフェースに装置に内蔵される必要はない。
【００１９】
図１に示される監視装置１４は表示装置を備えたもので、監視者の表示要求に対して自己の記憶装置内を検索し、なければ各電力モニタ１１にデータ送信を要求する。このほかアプリケーションソフトウェアにより一定時間毎に、指定された電力モニタ１１に計測データを要求することも可能である。電力モニタ１１より受信した計測データは電力モニタ１１ごとに区分し記憶する。表示手段には各電力モニタ１１から受信した計測データ、外部入力信号をグラフ化するなど、時系列的、視覚的に分かり易く表示する。
【００２０】
また監視装置１４は、キーボード、マウス等の操作手段によって監視者が各電力モニタ１１に任意の計測データを要求することができ、また各電力モニタの初期設定（アドレス設定等）や、条件判定部の設定（警報、制御の条件の設定　通信先の設定）も行なうことができる。このほか監視装置１４はデータ要求手段を備え、アプリケーションソフトウェアを用いて各電力モニタ１１への計測データ受信時間を設定しておき、各電力モニタ１１から一定時間毎にデータを自動受信することも可能である。このとき、各電力モニタ１１の記憶装置内の領域毎に計測データを受信するようにしておく。
【００２１】
図３は監視インターフェース装置１３の回路構成を示すもので、中央に２つの通信用マイコン３１、３２を備え、ドライバ３３を介してネットワーク１０に接続され、ドライバ３４を介して監視装置１４に接続されている。通信用マイコン３２は、監視装置１４の起動状態を監視して各電力モニタ１１に送信する起動監視手段３６を備えている。また、カレンダー機能を持つデバイス３５が設けられており、時刻報知手段を構成している。これは所定時間毎に各電力モニタ１１に向けネットワーク１０を経由して時刻データを送信する。これによって前記したように、各電力モニタ１１に時計を配置する必要がなくなる。上記のように構成されたシステムの動きを、以下に実施例によって詳細に説明する。
【００２２】
【実施例】（実施例１）
この第１の実施例では、工場のキュービクル内に設置された電力モニタ１１にて１時間ごとの負荷電力を計測する。工場事務所１Ｆ内の電力モニタ１２には警報ブザー及び警報ランプを接続し、工場事務所２Ｆ内の監視インターフェース装置１３に監視装置１４を接続してある。そして電力モニタ１１により計測された負荷電力が設定値を越えたら、警報ブザーと警報ランプをオンするように設定しておく。
【００２３】
監視装置１４はアプリケーションソフトウェアにより１時間おきに各電力モニタ１１に負荷電力データを要求し、各電力モニタ１１は監視装置１４の要求に応じて負荷電力データを送信する。また、各電力モニタ１１は条件判定部にて設定値を越えているか否かを判定し、超えていれば特定の電力モニタ１２のブザーのスイッチをオンする電文（外部入力信号）及び警報ランプをオンする電文（外部入力信号）を出力するとともに、監視装置１４に異常を通知する。この信号を受けた特定の電力モニタ１２は電文によりブザー及び警報ランプを出力する。
【００２４】
上記したのは全ての機器がネットワーク１０に接続されている場合であるが、監視装置１４がネットワーク１０から切断された場合には、監視インターフェース装置１３が監視装置１４の切断ネットワーク１０を経由して各電力モニタ１１に送信する。そして各電力モニタ１１、１２はそれぞれの状態保持手段２８に監視装置１４が切断されたことを記憶する。この状態では電力モニタ１１は監視装置１４への異常通知（外部入力信号）を中止するので、従来のように電力モニタ１１がネットワーク１０上に存在していない電力モニタへ何度も警報信号を出力して、ネットワーク１０の負担が大きくなることがない。
【００２５】
また、監視装置１４が再接続されたときには、監視インターフェース装置１３は監視装置１４が接続されたことを電力モニタ１１に送信し、各電力モニタ１１はそれぞれの状態保持手段２８に監視装置１４が接続されたことを記憶する。その後は電力モニタ１１は各電力モニタ１１が警報信号を出力した場合、監視装置１４への異常通知を再開する。
【００２６】
なお、監視装置１４は必ずしも１箇所に限定する必要はなく、ネットワーク１０上に監視インターフェース装置１３を介して携帯型の監視装置（携帯パソコンなど）を複数設けることもできる。携帯型の監視装置（携帯パソコン）は表示させたい計測結果のみを要求する。この場合にも、ネットワーク１０に対して着脱するときは前記した監視装置１４の場合と同様である。
【００２７】
また上記の実施例では計測データは常に監視装置１４が電力モニタ１１に要求することにより、電力モニタ１１から送信されるものであるが、電力モニタが計測データを計測直後に自動的に送信されるものにおいては、ネットワークの負担の低減がより顕著なものとなる。また、各電力モニタ１１には固有のアドレスが割り振られているため、監視者は監視装置１４または携帯型の監視装置により任意の電力モニタの計測値を見ることが出来る。
【００２８】（実施例２）
この実施例２では、実施例１の場合において電力モニタ１２を点検のために一度停止し、点検終了後再接続する状態を説明する。先ず電力モニタ１２を停止するに先立ち、接続送信手段（スイッチ、ボタン）によりネットワーク上に電力モニタ１２がネットワーク１０から離脱する電文を送信（ブロードキャスト）する。各電力モニタ１１はこの電文により電力モニタ１２の停止を記憶する。その後は各電力モニタ１１は、電力モニタ１２への出力は一切行なわない。
【００２９】
また電力モニタ１２をネットワーク１０に再接続した場合には、接続送信手段（スイッチ、ボタン）により、ネットワーク１０に電力モニタ１２が接続したことを示す電文を送信（ブロードキャスト）する。各電力モニタ１１はこの電文により電力モニタ１２の再起動を記憶し、電力モニタ１２への出力を再開する。
【００３０】（実施例３）
この実施例３は、請求項３〜５の内容に対応するものである。
各電力モニタ１１の記憶保持手段には例えば１時間毎に電力量を記録するものとする。各電力モニタ１１の記憶保持手段の内部は、図４（Ａ）に示すとおり３つの領域に分割されており、第１領域には１時間毎の電力量、第２領域には１時間毎の電流値、第３領域には警報信号が時間と共に記録されている。
【００３１】
さらに第１及び第２領域は予め定めた個数の計測データを１単位と定め、各領域は少なくとも２単位以上の計測データを記録できるよう構成されている。また、各領域の計測データは古い計測データの上に上書きするような仕組みとなっている。例えば、第１領域には１日分の電力量の計測データの個数である２４個分を記録できるものを１区分と定め、２日分の計測データ即ち４８個分が記録でき、１時間ごとに計測データが更新されていくものである。
【００３２】
図中４（Ｂ）中の第１領域の第１単位４１には例えば８月１日分の計測データが収納され、第２単位４２には本日である８月２日分の計測データが収納されている。また、第３領域には警報信号等の不規則に発生するデータを記録するため、領域の内部は区分に分けられておらず、適当な個数のデータが記録可能であればよい。
【００３３】
このように構成された電力モニタ１１の記憶保持手段の計測データを監視装置１４に読み込むためには、監視装置１４から各電力モニタ１１に対し計測データの要求を行い、各電力モニタ１１は指定された時間の記録データから最新計測データまでを監視装置１４に向けて送信する。
【００３４】
例えば、８月２日午前８時に監視者が毎時間の電力量を表示させるためには、監視装置１４はまず自己の記憶装置内の計測データを検索したうえ、記憶装置にない計測データを電力モニタ１１に要求する。監視装置１４から要求を受けた電力モニタ１１は、指定された時間から８月２日午前８時までに記録された計測データを監視装置１４に向けて送信する。監視装置１４は受信した計測データを自己の記憶装置内に蓄積すると同時に、監視者の要求した期間の電力量の計測データを表示装置に表示する。
【００３５】
ここで第１領域には２区分即ち２日分の計測データが蓄積されているため、監視者の要求が常に一定の時刻になされなくても、この場合では計測データの要求が２日以内に一度行われれば監視装置１４内の計測データの蓄積が途切れることはない。また、前述したように監視者が携帯型の監視装置にて電力モニタ１１の設置現場付近で計測するような場合には、前日からの電力量の流れをその場で見ることができ、点検作業の効率化を図ることができるものである。
【００３６】
また図４（Ｃ）は１日を経過した８月３日における記憶保持手段の第１領域の内容を示すもので、８月２日分の計測データは第２単位４２に残したまま、８月３日分の計測データを第１単位４１に収納している。更に図４（Ｄ）は１日を経過した８月４日における記憶保持手段の第１領域の内容を示すもので、８月３日分の計測データは第１単位４１に残し、８月４日分の計測データを第２単位４２に収納している。このように２単位以上の計測データを一時的に記憶可能とし、交互に書き換えを行なう方法を採用すれば、小さい容量の記憶装置であっても、十分な機能を果たすことができるうえ、監視装置からのデータ要求時間にばらつきがあっても、計測データを失う恐れがない。さらに記憶保持手段の書き換え頻度を低下させ、劣化防止を図ることができる。上記の関係は月単位や年単位で計測データを取り扱う場合にも１区分に記録される計測データの個数は異なるが、その他は同様である。
【００３７】
また、第３領域に記録された警報信号を監視装置に表示されるためには、電力モニタは監視装置からの要求により警報信号データを送信する。このとき電力モニタは最新の警報信号データの電文に終了符号を付与したうえで、監視装置１４へデータ通信を行う。これにより、監視装置は警報信号データが最新のものまですべて受信したことを認識でき、さらに警報信号データ要求を行うことがなく、通信の効率化を図ることができる。
【００３８】
さらに、第３領域に記録される警報信号データは、電力モニタ１１に設けた切換スイッチにより、記録するか否かを選択することが可能である。これは外部入力信号が警報信号データのように監視者にとって重要度の高いものだけを記録しておき、例えば電灯スイッチのＯＮ、ＯＦＦ制御等の重要度の低いものの記録を排除できるようにすることにより、記憶領域の効果的な利用を図るためのものである。
【００３９】
なお請求項６に示したように、各電力モニタ１１は時刻カウント手段を有しており、ネットワーク上に接続されている時刻通知手段からのデータに基づき自己の時刻を設定すると共に、自己のクロック数に基づき時刻をカウントしている。従って電力モニタ１１内部には内蔵時計を設ける必要がない。また、時刻通知手段は一定時間毎に時刻をネットワーク上に通知することで、ネットワーク内の時刻を同一に保っている。時刻通知手段は、監視装置１４から発せられるものであってもよいし、別途ネットワーク上に専用の装置を設けてもよい。また時刻の通知は一定時間毎に自動的に行うものであってもよいし、手動で報知するものであってもよい。
【００４０】
上記の実施例では本発明を工場内の電力監視に適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば大学キャンバスの受電設備、公園その他の公共設備の照明管理、店舗の電力監視など、広く適用できるものである。
【００４１】
【発明の効果】
以上に説明したように、請求項１の発明によれば各電力モニタは電力監視の非起動時に監視装置への計測データの送信を行わずに済み、ネットワークへの負担が低減し、ネットワークのコストが安く済む利点がある。請求項２の発明によれば、起動していない電力モニタへの信号送信をしない、すなわち必要最小限の通信しか行なわないので、ネットワークへの負担が低減する。請求項３の発明によれば、監視者の計測間隔のばらつきに対し、監視者の要求するデータを送信することが可能であり、請求項４の発明によれば、外部入力信号を記憶領域に記録するか否かを選択可能とすることにより、記憶領域の有効利用を図ることができる。また、請求項５の発明によれば監視装置は電力モニタの外部入力信号の最新データを把握でき、余分な通信を行うことがない。更に請求項６の発明によれば、各電力モニタが高精度な内蔵時計を持たなくて済みコストが安くなるうえ、全電力モニタの時刻設定、補正を一括して行える利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】基本的なシステム構成を示す図である。
【図２】電力モニタの回路構成図である。
【図３】監視インターフェース装置の回路構成図である。
【図４】各電力モニタの記憶保持手段の内部説明図である。
【符号の説明】
１０　ネットワーク
１１　電力モニタ
１２　電力モニタ
１３　監視インターフェース装置
１４　監視装置
２１　計測部
２２　データ通信手段
２３　ドライバ
２４　アナログ処理部
２５　デジタル処理部
２６　記憶保持手段
２７　ディップスイッチ
２８　状態保持手段
３１　通信用マイコン
３２　通信用マイコン
３３　ドライバ
３４　ドライバ
３５　デバイス
３６　起動監視手段
４１　第１単位
４２　第２単位
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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