NO802400L

NO802400L - CENTRAL CONTROL AND CONTROL SYSTEM AND DEVICE.

Info

Publication number: NO802400L
Application number: NO802400A
Authority: NO
Inventors: Terje F Olsen; Per J Andresen
Original assignee: Noboe Fabrikker A S Avd Lade
Priority date: 1980-08-11
Filing date: 1980-08-11
Publication date: 1982-02-12

Description

Oppfinnelsen\edrører et system og en anordning for sentral styring av et flertall apparater tilkoplet et felles strømnett. Oppfinnelsen er særlig beregnet til bruk i for-bindelse med klimatiseringsanlegg. The invention relates to a system and a device for central control of a plurality of devices connected to a common power grid. The invention is particularly intended for use in connection with air conditioning systems.

Ved slike systemer fordres en utsendelse av sær-skilte styringssignaler til de enkelte apparater eller grupper av apparater, og en innsamling av målesignaler fra de enkelte målestasjoner. Disse målesignalene må videre sammenliknes med de til enhver tid ønskede verdier, slik at styringssignalene kan tilpasses disse. Videre må deønskede verdier kunne pro-grammeres inn, fortrinnsvis som funksjon av tiden. With such systems, separate control signals are required to be sent to the individual devices or groups of devices, and a collection of measurement signals from the individual measurement stations. These measurement signals must further be compared with the values desired at any given time, so that the control signals can be adapted to these. Furthermore, the desired values must be able to be programmed in, preferably as a function of time.

For å oppnå dette er det for klimaanlegg tidligere kjent sentralt å bygge sammen er flertall enkeltregulatorer i en reguleringssentrål, med trekking av målesignal- og styreledninger fra hver regulator, men dette gir dårlig mulighet til samordnet kontroll, styringsprisen blir høy og installa-sjonen blir dyr på grunn av all ledningsstrekkingen. For klimaanlegg er det videre kjent sentralt å styre ønsket verdi på lokale regulatorer, f.eks. avhengig av tid og/eller utetempe-ratur. Dette skjer dels ved å overlagre nettspenningen med høyere signalfrekvenser, og dels ved å fjerne nettspenningen i en kort periode. Disse systemer baserer seg imidlertid på relativt kostbare logikkretser for å sortere ut signaler og omsette dem i handling. Ingen kjente systemer har benyttet strømnettets ledninger til innsamling av målesignaler. In order to achieve this, it was previously known for air conditioning systems to build together a majority of individual regulators in a central control unit, with measurement signal and control cables drawn from each regulator, but this gives poor opportunity for coordinated control, the control price becomes high and the installation becomes expensive because of all the wiring. For air conditioning, it is also known to centrally control the desired value on local regulators, e.g. depending on time and/or outside temperature. This happens partly by superimposing the mains voltage with higher signal frequencies, and partly by removing the mains voltage for a short period. However, these systems are based on relatively expensive logic circuits to sort out signals and translate them into action. No known systems have used the power grid's wires to collect measurement signals.

Oppfinnelsen har til formål å gi mulighet for full-stendig sentral kontroll ved hjelp av komponenter som er så billige at investeringen kan forsvares økonomisk selv i en ene-bolig/leilighet, og uten den kostbare installasjon som følger med trekking av spesielle måle- og styreledninger. The purpose of the invention is to provide the opportunity for complete central control using components that are so cheap that the investment can be financially justified even in a single-family home/apartment, and without the expensive installation that comes with pulling special measuring and control cables .

I henhold til oppfinnelsen overføres signalene over strømnettets ledninger i bygningen ved at nettspenningen over-lagres høyere frekvenser som frembringes og registreres av enkle svingekretser. Kontrollenheten sender ut en bestemt frekvens for hvert apparat (evt. gruppe av apparater) ved hjelp av en egen svingekrets (frekvenssender) for hver frekvens. Hvert apparat har så en mottaker med et båndpassfilter slik at apparatet reagerer bare på signaler i et bestemt frekvens-område. Tilsvarende kan hver målesignalsender ha et båndpassfilter. Når kontrollenheten sender et startsignal på måle-signalsenderens frekvens, vil sistnevnte aktiveres og sende et målesignal på en egen bærefrekvens som kan være lik for alle målesignalgivere i systemet. According to the invention, the signals are transmitted over the mains wires in the building by the mains voltage being superimposed on higher frequencies that are produced and registered by simple swing circuits. The control unit emits a specific frequency for each device (or group of devices) using a separate oscillation circuit (frequency transmitter) for each frequency. Each device then has a receiver with a bandpass filter so that the device only responds to signals in a specific frequency range. Correspondingly, each measurement signal transmitter can have a bandpass filter. When the control unit sends a start signal on the measurement signal transmitter's frequency, the latter will be activated and send a measurement signal on a separate carrier frequency which can be the same for all measurement signal transmitters in the system.

Den lave kontrollsystemkostnad kan særlig i forbind-else med tidsproporsjonal effektstyring gi en god og rimelig regulering. The low control system cost can, especially in connection with time-proportional power control, provide a good and reasonable regulation.

For å hindre overføring av signaler mellom forskjellige systemer er det tenkt montert et filter ved anleggets hoved-/inntakssikringer. In order to prevent the transmission of signals between different systems, it is planned to install a filter at the plant's main/intake fuses.

Et utførelseseksempel av en anordning ifølge oppfinnelsen er vist på figurene der: Fig. 1 viser en styringssentral med kontrollenhet, målesignalmottakere og styresignalsender. Virkemåten er som følger. En konvensjonell spenningsforsyningsdel 1 leverer strøm til en styresignalsenderdel 4. Kontrollenheten kan pro-grammeres, f.eks. ved hjelp av et tilkoplet tastatur og er deretter i stand til å styre systemet. En typisk sekvens kan være: Kontrollenheten 2 gjennom sin kanalvelger 3 aktiverer en av strømventilene 5, og det sendes derved et signal ut på den valgte bærefrekvensen via en transformatorkopling. Konden-satorene på nettsiden av denne sperre for nettfrekvensen, mens den høyere bærefrekvensen går gjennom ut på nettet. Dette resulterer i at et målesignal på en egen bærefrekvens kommer inn til mottakeren 6 hvor frekvensen sjekkes. Dersom frekvensen er riktig, går signalet videre om en optokopler 7a og 7b til kontrollenheten 2. Her analyseres signalet i for-hold til de programmerte verdier, og et styringsprogram for apparatene i den aktuelle sone fastlegges. Kontrollenheten 2 sender ut så et styresignal etter dette programmet til apparatene i vedkommende sone ved gjennom sin kanalvelger 3 å aktivere en av strømventilene 5. Kontrollenheten 2 kan så samtidig be om målesignal fra neste sone osv. Fig. 2 viser en styresignalmottaker der signalene går inn i et høy-ohmig inngangsledd 9 og videre til et båndpass filter 6 som bare slipper gjennom signaler på apparatets frekvens. Disse signaler går så til forsterkerdel 10 som likeretter signalet og forsterker det opp så det blir til-strekkelig som styresignal til strømverdien 8 som f.eks. kan være en triac eller et relé . Strømventilen 8 vil da være aktivert sålenge det mottas et styresignal på riktig frekvens over nettledningene. An embodiment of a device according to the invention is shown in the figures where: Fig. 1 shows a control center with control unit, measurement signal receivers and control signal transmitter. The way it works is as follows. A conventional voltage supply part 1 supplies power to a control signal transmitter part 4. The control unit can be programmed, e.g. using a connected keyboard and is then able to control the system. A typical sequence can be: The control unit 2 through its channel selector 3 activates one of the flow valves 5, and a signal is thereby sent out on the selected carrier frequency via a transformer connection. The condensers on the website of this block the mains frequency, while the higher carrier frequency goes through to the mains. This results in a measurement signal on a separate carrier frequency entering the receiver 6 where the frequency is checked. If the frequency is correct, the signal passes through an optocoupler 7a and 7b to the control unit 2. Here, the signal is analyzed in relation to the programmed values, and a control program for the devices in the relevant zone is determined. The control unit 2 then sends out a control signal according to this program to the devices in the relevant zone by activating one of the flow valves 5 through its channel selector 3. The control unit 2 can then simultaneously request a measurement signal from the next zone, etc. Fig. 2 shows a control signal receiver where the signals enter in a high-ohmic input link 9 and on to a bandpass filter 6 which only lets through signals at the device's frequency. These signals then go to the amplifier part 10 which rectifies the signal and amplifies it so that it becomes sufficient as a control signal for the current value 8 which e.g. can be a triac or a relay. The flow valve 8 will then be activated as long as a control signal is received at the correct frequency over the power lines.

Fig. 3 viser en målesignalsender, og komponentene erFig. 3 shows a measuring signal transmitter, and the components are

i stor grad de samme som for sentralenheten. Båndpassfilteret 6 slipper gjennom signaler på en bestemt bærefrekvens, og dette stenger strømventilen 5. Derved settes målesignalsender-ens bærefrekvensgenerator 4 i funksjon og et målesignal bestemt av en målesignalgenerator 13 sendes ut på nettet. Måle-signalet er avhengig av motstanden i en føler som f.eks. kan være en temperaturfølsom motstand, ved at oppladetiden for en kondensator 14 varierer med motstanden i føleren. Bærefrekvens-generatoren 4 sender ut bærefrekvensen sålenge kondensatoren lades opp, men slutter å sende når kondensatorspenningen blir så stor at en unijunction transistor 15 åpner. Bærefrekvensen sendes da ikke ut før kondensatoren er ladet ut så mye at tran-sistoren 15 sperrer igjen. Dette signalet på bærefreksen.:går, som nevnt, til sentralenheten der kontrollenheten omsetter det i et nivå. Når signalet er mottatt, stanser sentralenheten signalet som aktiverte målesignalsenderen. largely the same as for the central unit. The band-pass filter 6 lets through signals on a specific carrier frequency, and this closes the current valve 5. Thereby, the measurement signal transmitter's carrier frequency generator 4 is put into operation and a measurement signal determined by a measurement signal generator 13 is sent out to the network. The measurement signal depends on the resistance in a sensor such as can be a temperature-sensitive resistance, in that the charging time for a capacitor 14 varies with the resistance in the sensor. The carrier frequency generator 4 emits the carrier frequency as long as the capacitor is charged, but stops transmitting when the capacitor voltage becomes so great that a unijunction transistor 15 opens. The carrier frequency is then not sent out until the capacitor has been discharged so much that the transistor 15 blocks again. This signal on the carrier frequency.: goes, as mentioned, to the central unit where the control unit converts it into a level. When the signal is received, the central unit stops the signal that activated the measuring signal transmitter.

Kontrollenheten innbefatter fortrinnsvis et elektron-isk urverk, hvorved de forskjellige parametre kan varieres med tiden. The control unit preferably includes an electronic clockwork, whereby the various parameters can be varied with time.

En forenklet utgave av sentralenheten kan brukes som urbryter for flere soner. Sender og mottaker for målesignaler kan da sløyfes, og enheten kan styre motorvarmer, utelys, varmeelementer, temperatursenkningselementer i regulatorer osv. Til forskjell fra tidligere løsninger kan dette gjøres mer fleksibelt, rimeligere og uten legging av ekstra ledninger. Det siste er spesielt viktig ved eldre bebyggelse, som derved ifølge oppfinnelsen, gis like god mulighet som nybygg til å oppnå de besparelser et slikt system kan gi. A simplified version of the central unit can be used as a time switch for several zones. Transmitter and receiver for measurement signals can then be looped, and the unit can control engine heaters, outside lights, heating elements, temperature lowering elements in regulators, etc. Unlike previous solutions, this can be done more flexibly, less expensively and without the laying of extra cables. The latter is particularly important in older buildings, which thereby, according to the invention, are given as good an opportunity as new buildings to achieve the savings that such a system can provide.

Det vil for fagmannen fremgå at signaloverførings-systemet lett kan modifiseres til også å omfatte trefaseanlegg i de tilfelle dette er påkrevet. It will be apparent to the person skilled in the art that the signal transmission system can easily be modified to also include three-phase systems in cases where this is required.

Claims

1. System and device for central management and control of devices connected to the electrical wiring network, consisting of a central unit, control signal receivers and possibly measurement signal transmitters, characterized in that the central unit has several frequency generators (4) which can send a signal out on a signal from a microprocessor or a clock on the mains on a separate carrier frequency that is significantly higher than the mains frequency, that control signal receivers and measurement signal transmitters have a bandpass filter (6) that only lets through signals with the carrier frequency selected for the device, and that the measurement signal transmitters have a frequency generator (4) with a frequency adapted to the bandpass filter ( 6) in the central unit's measurement signal receiver, so that the central unit can communicate with the other units via the electrical wiring network.

2. Device according to claim 1, characterized in that the measuring signal generator (13) in a measuring signal transmitter consists of a unijunction transistor (15), a temperature-dependent resistance (sensor) and a capacitor (14) which is connected so that the capacitor ( 14) is charged up through the sensor and discharged through UJT (15), whereby a carrier frequency generator transistor is blocked so that the carrier frequency signal is stopped at an interval determined by the resistance in the sensor.