特開 2024-172652 遠隔制御システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024172652

(43)【公開日】2024-12-12

(54)【発明の名称】遠隔制御システム

(51)【国際特許分類】

   H04Q 9/00 20060101AFI20241205BHJP

   G05B 19/05 20060101ALI20241205BHJP

【ＦＩ】

H04Q9/00 341Z

G05B19/05 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023090504

(22)【出願日】2023-05-31

(71)【出願人】

【識別番号】522124150

【氏名又は名称】ｃｙｎａｐｓ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100120868

【弁理士】

【氏名又は名称】安彦 元

(72)【発明者】

【氏名】岩屋 雄介

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 由治

【テーマコード（参考）】

5H220

5K048

【Ｆターム（参考）】

5H220AA10

5H220BB10

5H220CC07

5H220HH01

5H220JJ06

5H220JJ12

5H220JJ26

5H220KK06

5K048AA05

5K048AA15

5K048BA08

5K048DC01

5K048EB02

5K048EB06

5K048EB10

5K048EB12

5K048GC06

(57)【要約】

【課題】１モジュール化した新規な小型ＰＬＣを開発し、ＰＬＣの置換えや後付けで新規のＰＬＣを設置可能な遠隔制御システムを提供する。
【解決手段】管理対象の拠点内又は拠点外に設置された制御手段と、管理対象の拠点内設置ＰＬＣユニットと、ＰＬＣユニットによってインバータ等を介して接続されシーケンス制御される被動力装置とを備えた遠隔制御システムであって、ＰＬＣユニットは、無線アンテナと、無線通信を行うＬＴＥ通信モジュールと、近接無線通信モジュールと、外部のセンサからのアナログ信号を入力するＡＤ変換器と、ＡＤ変換器で変換されたデジタル信号を所定の計算条件を定義する計算テーブルに基づいて演算し、デジタル制御信号を自動生成する信号処理手段と、アナログ信号を変換出力するＤＡ変換器と、から構成され、制御手段は、ＰＬＣユニットと、無線通信又は近接無線通信ネットワークにより計算テーブルを設定するようにした。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

管理対象の拠点内又は拠点外に設置された制御手段と、管理対象の拠点内に設置されたＰＬＣユニットと、前記ＰＬＣユニットによってインバータ又は電磁開閉器若しくは電磁接触器を介して接続されシーケンス制御される被動力装置とを備え、通信ネットワークを介して遠隔制御を行う遠隔制御システムであって、
前記ＰＬＣユニットは、
無線アンテナと、
前記無線アンテナを介して無線通信を行うＬＴＥ通信モジュールと、
前記無線アンテナを介して近接無線通信を行う近接無線通信モジュールと、
外部のセンサからのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器と、
前記ＡＤ変換器により変換されたデジタル信号を予め定められた計算条件を定義する計算テーブルに基づいて演算し、デジタル制御信号を自動生成する信号処理手段と、
前記信号処理手段により自動生成されたデジタル制御信号をアナログ信号に変換するＤＡ変換器と、から構成され、
前記制御手段は、
前記ＰＬＣユニットと、無線通信又は近接無線通信のネットワークに接続され、前記無線通信又は前記近接無線通信により前記計算テーブルを設定し、設定された計算テーブルに基づいて前記インバータ又は電磁開閉器若しくは電磁接触器による遠隔制御を行うことを特徴とする遠隔制御システム。

【請求項2】

前記制御手段は、無線端末又はクラウド上に備えられていることを特徴とする請求項１記載の遠隔制御システム。

【請求項3】

前記制御手段は、前記クラウド上に備えられ、
前記クラウドは、
更に前記インバータ又は電磁開閉器若しくは電磁接触器による遠隔制御を行う人工知能（ＡＩ）と、
前記無線通信又は近接無線通信のネットワーク経由で外部情報を収集するデータ収集手段と、を有し、
前記人工知能（ＡＩ）が前記データ収集手段により収集された外部情報又は前記ＰＬＣユニットに記憶された入力情報の変化に基づいて設定された計算テーブルの計算条件を設定変更し、前記信号処理手段は、新たな更新デジタル制御信号を自動生成することを特徴とする請求項２記載の遠隔制御システム。

【請求項4】

前記ＰＬＣユニットは、更に電磁接触器を有し、前記信号処理手段は予め定められた判定条件を定義する判定テーブルに基づいて前記電磁接触器を動作させ、前記被動力装置の動作をオン／オフすることを特徴とする請求項１記載の遠隔制御システム。

【請求項5】

前記計算テーブルは、前記無線端末又はクラウド経由で遠隔で変更することを特徴とする請求項２記載の遠隔制御システム。

【請求項6】

前記判定テーブルは、前記無線端末又はクラウド経由で遠隔で変更することを特徴とする請求項４記載の遠隔制御システム。

【請求項7】

前記外部のセンサは、汎用ＩｏＴセンサであることを特徴とする請求項１記載の遠隔制御システム。

【請求項8】

前記ＰＬＣユニットは、通信ネットワーク切断時又はスケジュール運転時に、前記ＰＬＣユニットのみによる前記インバータによる電力制御を行うことを特徴とする請求項１記載の遠隔制御システム。

【請求項9】

管理対象の拠点内又は拠点外に設置された制御手段と、管理対象の拠点内に設置されたＰＬＣユニットと、前記ＰＬＣユニットによってインバータ又は電磁開閉器若しくは電磁接触器を介して接続されシーケンス制御される被動力装置とを備え、通信ネットワークを介して遠隔制御を行う遠隔制御システムであって、
前記ＰＬＣユニットは、
無線アンテナと、
前記無線アンテナを介して無線通信を行うＬＴＥ通信モジュールと、
前記無線アンテナを介して近接無線通信を行う近接無線通信モジュールと、
外部のセンサからのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器と、
前記ＡＤ変換器により変換されたデジタル信号を予め定められた計算条件を定義する計算テーブルに基づいて演算し、デジタル制御信号を自動生成する信号処理手段と、
前記信号処理手段により自動生成されたデジタル制御信号をアナログ信号に変換するＤＡ変換器と、から構成され、
前記ＰＬＣユニットを第１のＰＬＣユニットと第２のＰＬＣユニットとの２台構成とし、
前記制御手段は、上記拠点外のクラウドに設置され、前記第１のＰＬＣユニットと、前記第２のＰＬＣユニットとは無線通信のネットワークを介して前記クラウドに接続され、
前記第１のＰＬＣユニットのＡＤ変換器のデジタル信号出力を前記クラウドに送信し、受信した前記ＡＤ変換器のデジタル信号出力に対して前記クラウドは、無線端末から受信した計算条件又は判定条件に基づいて演算し、デジタル制御信号を自動生成して前記第２のＰＬＣユニットに出力し、受信した前記第２のＰＬＣユニットのＤＡ変換器により前記デジタル制御信号をアナログ信号に変換することを特徴とする遠隔制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、遠隔制御システムに関し、特に管理対象の拠点内に設けられた自動制御のためのプログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ）を管理対象の拠点外から通信ネットワークを介して遠隔制御を行うのに好適な遠隔制御システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、様々な被制御対象機器、例えば被動力装置などがプログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ：Programmable Logic Controller）を介して接続され、ＰＬＣの自動制御により活用されている。ＰＬＣのことを、シーケンサと呼ぶこともある。使用される被動力装置は、インバータを介して接続される場合もある。

【0003】

ここで、活用されているＰＬＣ（又はシーケンサ）はプログラム可能であり、被制御対象機器の制御の種類に応じて、入力用ＰＬＣ、出力用ＰＬＣ、入出力ＰＬＣなどの形態を採っている。これらのＰＬＣは、アナログ入力端子、デジタル入力端子、入力リレー接点端子、アナログ出力端子、デジタル出力端子、出力リレー接点端子などを備えている。これらの入力端子には、各種センサが接続されている。例えば、被動力装置が換気装置の場合は、ＰＬＣはセンサから室温や湿度などを検出して、出力端子から制御信号を出力し、被動力装置としての換気装置の自動制御を行うことになる。

【0004】

また、被動力装置が空調機に冷水を供給するポンプの場合は、図１６（ａ）に示すように、ＰＬＣが無ければ、ポンプ１５２の回転数を１００％で制御し、空調機１５１の冷房制御などを行う。このような制御では、無駄な電力が使用されるので、電気代が高くなる。省エネのために、図１６（ｂ）に示すように、ポンプ１５２にインバータ１５４を設置し、ポンプの回転数を６０％程度に落として空調機１５１に冷水を供給して冷房制御などを行う。このような制御システムでは、制御の柔軟性が低いので、図１７（ａ）に示すように、制御システムを構成し、モータ１６１にＰＬＣ１６４を設置してインバータを導入し、ポンプの出入口配管に簡単に取り付けられ回転数調整つまみ１６７をセットするだけで、８段階にモータ１６１の回転数を切替え、電動機出力を変化させて、省エネを達成するものがある。ここで、運転ランプ１６８と異常警告ランプ１６９が備えられている。

【0005】

上記したようなＰＬＣは設置時に、一旦制御条件を設定すると、無駄に電力消費されるか、現場にサービスエンジニアが出向いて調整するか、管理者が手動で変更するしかなかった。

【0006】

図１８にホテルの部門構成と使用形態の特徴を示す。図１８に示すように、シティホテル、リゾートホテル、ビジネスホテルなどの種類によって部屋の使用され方が異なる。また、使用時間帯も２４時間使用から午前１０時～２０時など、使用時間帯も異なり、部屋の面積も大中小と異なるので、エネルギー消費原単位も異なる。このような部屋の換気を考えた場合は、省エネを考慮すると、例えば宴会場・催事場（大～小）や屋内駐車場など換気場所によってＰＬＣの自動制御を変更できることが理想的である。

【0007】

しかしながら、古いホテルなどでは、ホテル新築時に一旦設定してしまうと変更が難しいという問題がある。例えば、時代とともに、宴会場の活用の仕方が変化したり、屋内駐車場などでは、電気自動車が増加したような駐車環境では、換気の考え方や設定された制御条件が現状に合わなくなってくる。

【0008】

そこで、新しい換気設備に変更しようとすると、電気室から数百メートルの配線を引く必要があったり、古いＰＬＣは遠隔制御対応になっていないので、ＰＬＣの制御条件を変更するためには、サービスエンジニアが現場に出向く必要が発生する。

【0009】

これらの問題を解決するため、例えば、特許文献１に記載のように、管理対象の領域内にある被制御機器を領域外から通信ネットワークを介して制御する遠隔制御システムが提案されている。この遠隔制御システムは、管理対象領域外のサーバ上に仮想ＰＬＣを実現したものであり、領域内の信号変換手段（ＩｏＴデバイス）は新たな制御信号を受信するまで、前回の制御信号を記憶した内容で被制御機器を制御するシステムである。

【0010】

近年、建築構造物の空調機器の操作手段として、スマートフォン等の通信機器を介して操作するための制御用プログラムが開発されている。例えば、特許文献２には、通信ネットワークに接続可能なリモート端末によりダウンロードされた制御用プログラムを用いて、空気調和機等の制御対象機器の制御を行う機器制御システムが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】特開２０２０－５３７８９号公報

【特許文献2】特開２００４－２８９５０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

しかしながら、上記特許文献１では、インバータを介して接続された被動力装置をＰＬＣにより制御することについては開示がない。また、上記特許文献１では、管理対象の領域内の信号変換手段と、領域外の制御手段との通信が遮断された場合に、信号変換手段は前回の記憶内容で被制御機器を制御するとあるが、不十分であった。例えば換気の場合、前回の遠隔制御の指示値が５０％運転のときに通信遮断が起きると、そのまま５０％運転をし続けることになる。しかし、その後室内の人が増えて換気量が不足した時、そのままでは二酸化炭素濃度が高まり過ぎて危険な状態になる。

【0013】

上記特許文献１では、セキュリティ対策として書き換え不能にしたとあるが、このようなセキュリティ対策であると、制御プログラムに問題が見つかった時に、結局、現地へエンジニアが行かなければならなくなる。

【0014】

特許文献２に開示された技術を用いて換気装置を制御する場合、換気装置が通信ネットワークを介して様々な要求を受けるために、通信ネットワークに常時接続されている必要がある。このため、例えば建築物に既設であり、リモート端末の接続に対応していない換気装置については、制御の対象とすることができない。また、換気装置の種類（換気扇・ダンパー・空気調和機など）によって対応する制御用プログラムが異なる場合、複数の制御用プログラムを手配する必要があり、管理が煩雑となる懸念がある。

【0015】

そこで本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、インバータを介して接続された被動力装置を備えた被制御機器をＰＬＣで自律制御を行うときに、通信ネットワーク対応の新規なＰＬＣを開発し、通信ネットワーク非対応のＰＬＣの置き換え可能とし、ＰＬＣが無い箇所に後付けで新規のＰＬＣを設置可能とし、新規なＰＬＣの遠隔監視、割込み制御、設定変更の自由度を高めた遠隔制御システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0016】

第１発明に係る遠隔制御システムは、管理対象の拠点内又は拠点外に設置された制御手段と、管理対象の拠点内に設置されたＰＬＣユニットと、前記ＰＬＣユニットによってインバータ又は電磁開閉器若しくは電磁接触器を介して接続されシーケンス制御される被動力装置とを備え、通信ネットワークを介して遠隔制御を行う遠隔制御システムであって、前記ＰＬＣユニットは、無線アンテナと、前記無線アンテナを介して無線通信を行うＬＴＥ通信モジュールと、前記無線アンテナを介して近接無線通信を行う近接無線通信モジュールと、外部のセンサからのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器と、前記ＡＤ変換器により変換されたデジタル信号を予め定められた計算条件を定義する計算テーブルに基づいて演算し、デジタル制御信号を自動生成する信号処理手段と、前記信号処理手段により自動生成されたデジタル制御信号をアナログ信号に変換するＤＡ変換器と、から構成され、前記制御手段は、前記ＰＬＣユニットと、無線通信又は近接無線通信のネットワークに接続され、前記無線通信又は前記近接無線通信により前記計算テーブルを設定し、設定された計算テーブルに基づいて前記インバータ又は電磁開閉器若しくは電磁接触器による遠隔制御を行うことを特徴とする。

【0017】

第２発明に係る遠隔制御システムは、第１発明において、前記制御手段は、無線端末又はクラウド上に備えられていることを特徴とする。

【0018】

第３発明に係る遠隔制御システムは、第２発明において、前記制御手段は前記クラウド上に備えられ、前記クラウドは、更に前記インバータ又は電磁開閉器若しくは電磁接触器による遠隔制御を行う人工知能（ＡＩ）と、前記無線通信又は近接無線通信のネットワーク経由で外部情報を収集するデータ収集手段と、を有し、前記人工知能（ＡＩ）が前記データ収集手段により収集された外部情報又は前記ＰＬＣユニットに記憶された入力情報の変化に基づいて設定された計算テーブルの計算条件を設定変更し、前記信号処理手段は、新たな更新デジタル制御信号を自動生成することを特徴とする。

【0019】

第４発明に係る遠隔制御システムは、第１発明において、前記ＰＬＣユニットは、更に電磁接触器を有し、前記信号処理手段は予め定められた判定条件を定義する判定テーブルに基づいて前記電磁接触器を動作させ、前記被動力装置の動作をオン／オフすることを特徴とする。

【0020】

第５発明に係る遠隔制御システムは、第２発明において、前記計算テーブルは、前記無線端末又はクラウド経由で遠隔で変更することを特徴とする。

【0021】

第６発明に係る遠隔制御システムは、第４発明において、前記判定テーブルは、前記無線端末又はクラウド経由で遠隔で変更することを特徴とする。

【0022】

第７発明に係る遠隔制御システムは、第１発明において、前記外部のセンサは、汎用ＩｏＴセンサであることを特徴とする。

【0023】

第８発明に係る遠隔制御システムは、第１発明において、前記ＰＬＣユニットは、通信ネットワーク切断時又はスケジュール運転時に、前記ＰＬＣユニットのみによる前記インバータによる電力制御を行うことを特徴とする。

【0024】

第９発明に係る遠隔制御システムは、管理対象の拠点内又は拠点外に設置された制御手段と、管理対象の拠点内に設置されたＰＬＣユニットと、前記ＰＬＣユニットによってインバータ又は電磁開閉器若しくは電磁接触器を介して接続されシーケンス制御される被動力装置とを備え、通信ネットワークを介して遠隔制御を行う遠隔制御システムであって、前記ＰＬＣユニットは、無線アンテナと、前記無線アンテナを介して無線通信を行うＬＴＥ通信モジュールと、前記無線アンテナを介して近接無線通信を行う近接無線通信モジュールと、外部のセンサからのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器と、前記ＡＤ変換器により変換されたデジタル信号を予め定められた計算条件を定義する計算テーブルに基づいて演算し、デジタル制御信号を自動生成する信号処理手段と、前記信号処理手段により自動生成されたデジタル制御信号をアナログ信号に変換するＤＡ変換器と、から構成され、前記ＰＬＣユニットを第１のＰＬＣユニットと第２のＰＬＣユニットとの２台構成とし、前記制御手段は、上記拠点外のクラウドに設置され、前記第１のＰＬＣユニットと、前記第２のＰＬＣユニットとは無線通信のネットワークを介して前記クラウドに接続され、前記第１のＰＬＣユニットのＡＤ変換器のデジタル信号出力を前記クラウドに送信し、受信した前記ＡＤ変換器のデジタル信号出力に対して前記クラウドは、無線端末から受信した計算条件又は判定条件に基づいて演算し、デジタル制御信号を自動生成して前記第２のＰＬＣユニットに出力し、受信した前記第２のＰＬＣユニットのＤＡ変換器により前記デジタル制御信号をアナログ信号に変換することを特徴とする。

【発明の効果】

【0025】

第１発明～第９発明によれば、インバータ又は電磁開閉器若しくは電磁接触器を介して接続された被動力装置を備えた被制御機器をＰＬＣで自律制御を行うときに、通信ネット―ワーク対応の新規なＰＬＣを開発し、通信ネットワーク非対応のＰＬＣの置き換え可能とし、ＰＬＣが無い箇所に後付けで新規のＰＬＣを設置可能とし、新規なＰＬＣの遠隔監視、割込み制御、設定変更の自由度を高めた遠隔制御システムを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】図１は、本発明の実施形態１を示す遠隔制御システムにおけるＰＬＣユニットの基本構成図である。

【図2】図２は、図１のＰＬＣユニットの詳細ブロック構成図である。

【図3】図３は、図１のＰＬＣユニットの外観図である。

【図4】図４は、ＰＬＣユニットのＡＣアダプタ接続例を示す図である。

【図5】図５は、本発明の実施形態における設定テーブル例を示す図である。

【図6】図６は、本発明の遠隔制御システムの原理的な説明図である。

【図7】図７は、実施形態２の遠隔制御システムの概略構成図である。

【図8】図８は、実施形態２の遠隔制御システムにおける人工知能（ＡＩ）制御フローを示す図である。

【図9】図９（ａ）は、クラウド経由でＰＬＣユニットの計算式と判定式を通信する遠隔制御システムの概略構成図である。図９（ｂ）は、汎用ＩｏＴセンサからの入力をクラウド上で演算する遠隔制御システムの概略構成図である。

【図10】図１０は、クラウド上で信号変換器の計算判定処理を行う遠隔制御システムの概略構成図である。

【図11】図１１は、本発明の実施形態の遠隔制御システムにおける遠隔制御フローチャートである。

【図12】図１２は、図７のＰＬＣユニットが２台構成の遠隔制御システムの概略構成図である。

【図13】図１３は、本発明を適用したホテルの共用部分の一例を示す図である。

【図14】図１４は、本発明を適用したホテルの共用部分で使用される空調設備における遠隔制御システム構成図である。

【図15】空調設備がエアハンドリングユニット（外調機）における遠隔制御の具体例を示す図である。

【図16】図１６（ａ）は、従来の被動力装置が空調機に冷水を供給するポンプの例を示す図である。図１６（ｂ）は、図１６（ａ）のポンプにインバータを導入した例を示す図である。

【図17】図１７（ａ）は、ポンプにインバータを導入した時のコントローラの設置概要図である。図１７（ｂ）は、図１７（ａ）のコントローラの回転数調整つまみの一例を示す図である。

【図18】図１８は、ホテルの部門構成と使用形態の特徴を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、本発明を適用して例示した実施形態について、図面を参照しながら説明する。

【0028】

＜実施形態１＞
本実施形態１の遠隔制御システムは、１つのＰＬＣユニットにＰＬＣ機能及び遠隔通信機能をまとめて、汎用のＰＬＣユニットを開発し、管理対象内にその汎用のＰＬＣユニット１つを設置し、管理対象の拠点内又は拠点外に設置された制御手段（例えば、無線端末又はクラウド上に備えられたクラウドサーバ）から無線通信又は近接無線通信によりセンサからのアナログ入力信号を設定テーブルの計算条件（計算式）に基づいて制御信号を自動生成し、アナログ出力信号を出力するようにした。これにより、ＰＬＣの制御信号を生成するためのプログラム開発工数を削減することができる。また、１つのＰＬＣユニットにＰＬＣ機能と複数の通信機能をモジュール化したので、システムの簡素化が図れ、小規模な遠隔制御システムを簡単に構築でき、システム開発費の削減、システムメンテナンスの柔軟性の向上も図れる。本実施形態１の遠隔制御システムでは、１つのＰＬＣユニットにＰＬＣ機能及び遠隔通信機能をまとめて、汎用のＰＬＣユニットを構成したが、ＬＴＥ通信モジュールを別体として構成し、近接無線通信機能を備えた低コスト化を図り、設置箇所の環境に応じてシステム構築を柔軟に変更するように構成しても良い。

【0029】

図１は、本発明の実施形態１の遠隔制御システムに使用される小型のＰＬＣユニットの基本構成図である。以下、図１を用いてＰＬＣユニットの原理的な説明を行う。

【0030】

小型のＰＬＣユニットは、図１に示すように、図中点線部にＰＬＣユニットのメイン部の構成を示し、電磁接触器を有する。すなわち、ＰＬＣユニットは、ＡＤ変換器２５と、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）／ＢＴ通信機能付きＳｏＣ２４と、ＬＴＥ通信モジュール２２と、ＤＡ変換器２６と、電磁接触器２７と、を有する。

【0031】

このＰＬＣユニットは、外部のセンサ（図示せず）からのアナログ入力信号ｘを、ＡＤ変換器２５でデジタル信号に変換し、その変換されたデジタル信号を予め定められた計算条件を定義する計算テーブルに基づいて演算し、信号処理手段としてのＳｏＣ２４によりデジタル制御信号を自動生成し、ＳｏＣ２４により自動生成されたデジタル制御信号を、ＤＡ変換器２６でアナログ信号に変換し、アナログ出力信号ｙするように構成した。また、ＳｏＣ２４の出力信号を予め定められた判定条件を定義する判定テーブルにより条件判定を行い、電磁接触器２７より接点出力信号ｚを出力するように構成している。そして、ＬＴＥ通信モジュール２２により無線通信のクラウド上の制御手段としてのクラウドサーバ（図示省略）やＳｏＣ２４のＷｉ－Ｆｉ（登録商標）通信機能により拠点内の無線端末（図示省略）から遠隔制御により、計算テーブルや判定テーブルの設定、更新、削除などの処理を行うことができる。ここで、クラウドはパブリッククラウドやプライベートクラウドを利用することができる。また、パブリッククラウドとしては、ＡＷＳ（Amazon Web Services）（登録商標）クラウドサービス、Ａｚｕｒｅ（登録商標）クラウドサービス、Ｇｏｏｇｌｅ（登録商標）Ｃｌｏｕｄサービスなどを利用することができる。これらのパブリッククラウドを利用する場合は、ユーザにクラウドサービス契約をしてもらい、クラウドサービス上で登録したユーザ管理を行うように構成しても良い。

【0032】

図２は、図１のＰＬＣユニットの詳細ハードウェアブロック構成図である。ここで、ＧＰＩＯは、General-purpose input/outputの略で、「汎用入出力」を意味する。ＵＡＲＴは、Universal Asynchronous Receiver/Transmitterの略で、シリパラ／パラシリ変換回路を意味する。ＳＰＩは、Serial Peripheral Interfaceの略で、ＳｏＣ２４とＡＤ変換
器２５ａ、２５ｂやＬＡＮ部３３との通信インタフェースである。

【0033】

本実施形態１のＰＬＣユニットは、図２に示すように、ＬＴＥ通信用の無線アンテナ２１と、ＬＴＥ通信モジュール２２と、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）通信用の近接無線通信アンテナ２３と、近接無線通信機能付きのＳｏＣ２４と、ＡＤ変換器２５ａ、２５ｂと、ＤＡ変換器２６と、電磁接触器２７と、電源スイッチ２８と、電源モードキー２９と、ＬＥＤ３０と、ＵＳＢコントローラ３１と、ＵＳＢ－Ｃ端子３２と、ＬＡＮ部３３と、ＬＡＮコネクタ３４と、シリアル通信部３５と、シリアル通信用のＲＳ４８５コネクタ３６と、を有する。その他の端子類としては、２つのアナログ入力端子と、１つのアナログ出力端子と、２つのデジタル入力端子と、１つのデジタル出力端子と、電源端子と、を備えている。電源端子は、図示を省略しているが、ＡＣ商用電源をＡＣアダプタ接続し、直流電源を供給する電源部を有している。

【0034】

無線アンテナ２１は、ＬＴＥ通信用の無線アンテナであり、管理対象の拠点外の制御手段から上記したＰＬＣユニットの遠隔制御を行うための送受信アンテナである。

【0035】

ＬＴＥ通信モジュール２２は、ＳＩＭスロット（図示省略）に挿入されたＳＩＭカードを介してモバイル携帯ネットワークに接続するためのモジュールである。ＣＡＴ－Ｍ通信モジュール規格を使用することができる。ＳＩＭカードとしては、マイクロＳＩＭ、ナノＳＩＭなどが使用できる。

【0036】

近接無線通信アンテナ２３は、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）通信用のアンテである。図示を省略しているが、ブルートゥース（登録商標）通信用のアンテナを備え、ブルートゥース（登録商標）通信を行っても良い。

【0037】

近接無線通信機能付きのＳｏＣ２４は、System-on-a-Chipを意味し、ＣＰＵ、ＤＳＰ、チップセット、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）通信又はブルートゥース（登録商標）通信機能を内蔵している。また、図２中、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）通信のみを図示しているが、ブル
ートゥース（登録商標）通信を行っても良い。

【0038】

ＡＤ変換器２５ａ、２５ｂは、外部センサからの入力アナログ信号をデジタル信号に変換する。これにより、ＳｏＣ２４での信号処理が可能となる。

【0039】

ＤＡ変換器２６は、計算テーブルで変換されたデジタル制御信号をアナログ制御信号に変換する。ＡＤ変換器２５ａ、２５ｂとＤＡ変換器２６とでアナログ－アナログ変換を行い、制御信号のプログラム開発工数を削減することができる。

【0040】

電磁接触器２７は、接点信号を出力し、例えば空調換気用のダクトに設置されたダンパの開閉制御などを行うために使用される。

【0041】

電源スイッチ２８は、ＰＬＣユニットの電源をＯＮ／ＯＦＦを行う。

【0042】

電源モードキー２９は、電源モードが３モードあり、それぞれを切り替えるキーである。

【0043】

ＬＥＤ３０は、電源ステータスの３色表示を行う表示器である。

【0044】

ＵＳＢコントローラ３１は、ＵＳＢインタフェース用のコントローラである。

【0045】

ＵＳＢ－Ｃ端子３２は、ＵＳＢ－ＴＹＰＥＣのコネクタ端子である。

【0046】

ＬＡＮ部３３は、管理対象の拠点内において、無線端末等をＬＡＮ接続するためのイーサネット接続のコントローラである。

【0047】

ＬＡＮコネクタ３４は、ＬＡＮケーブルをＬＡＮ部３３に接続するためのＲ－４５コネクタである。

【0048】

シリアル通信部３５は、Ｒ４８５等のシリアル通信コントローラである。

【0049】

ＲＳ４８５コネクタ３６は、シリアル通信部３５に接続するためのものである。ＭＯＤＢＵＳに接続することもできる。

【0050】

図３は、図２のＰＬＣユニットの外観図である。

【0051】

ＰＬＣユニットの外観は、図３に示すように、アンテナ端子側にはアナログ入力端子、アナログ出力端子、ＲＳ４８５端子が配置されており、その反対側は電源端子、デジタル入力端子、デジタル出力端子、ＬＡＮコネクタが配置され、２ＷＡＹ方式を採用している。ＰＬＣ制御の柔軟性を確保するために、２ＷＡＹ方式を採用した。アナログ端子側には、アナログ絶縁回路を配置し、ＥＭＩノイズ低減を図っている。ＥＳＰ３２は、ＳｏＣチップである。右側面のアンテナ近傍にＵＳＢ－Ｃ端子を配置している。ＬＴＥ通信用のＳＩＭスロットを配置し、ＳＩＭカードの挿入可能となっている。

【0052】

図３に示すＰＬＣユニット（モジュール）１つでＰＬＣの遠隔制御を可能としているので、既存システムの置き換えや、新規設置の際にも狭スペース空間に設置可能である。制御盤（図示省略）の隙間に設置することができる。例えば制御盤外に設置したり、制御盤内にＰＬＵユニットを取り付け、アンテナを外部に引き出し、設置したりすることができる。ＰＬＣユニット内に電源を内蔵すると、装置が大きくなるので、電源はＡＣアダプタ方式を採用している。この例を図４に示す。

【0053】

図５にＰＬＣユニットの設定テーブルの例を示す。ここで、設定テーブルは、複数の設定項目（設定１、設定２、設定３、設定４・・・）と入力チャンネル、条件（計算又は判定）、条件式（計算式又は判定式）と出力先（アナログ出力又は接点出力）などから構成される。これらの項目に限定されない。

【0054】

例えば、設定１の項目を見ると、アナログ入力１の入力チャンネルで、計算条件の条件式を計算式＝２ｘ＋３となっている。すなわち、アナログ入力１の値を単純に計算式＝２ｘ＋３の計算を行い、アナログ出力１に出力することを意味している。これにより、アナログ入力値を単純な演算を行い、アナログ出力を行うので、プログラム開発が不要となる。また、シンプルな計算式で制御信号を生成するので、遠隔制御による設定、更新、変更などが容易になる。

【0055】

また、設定３の項目を見ると、アナログ入力１の入力チャンネルで、判定条件の条件式を判定式＝ｘ≧１０ｍＡとなっている。すなわち、アナログ入力１の値を単純に判定式ｘ≧１０ｍＡの判定を行い、接点出力１に出力することを意味している。これにより、アナログ入力値を単純な判定を行い、接点出力を行うので、プログラム開発が不要となる。

【0056】

図６に図５の設定テーブルを用いてアナログ入力の計算や判定を行い、制御信号を生成する例を示す。

【0057】

例えば、アナログ信号変換器６１の入力がｘ＝５ｍＡであるとすると、設定１の場合、計算器６２の計算式はｙ＝２ｘ＋３となり、計算器６２で計算すると、ｙ＝２＊５ｍＡ＋３＝１３ｍＡとなる。さらに、判定器６４、設定３の判定式を適用して、ｘ≧１０ｍＡとなるので、アナログ信号変換器６６の出力をｘ≧１０ｍＡ→２０ｍＡを強制出力するような遠隔制御を行うことができる。また、スマートフォン（以下、スマホという）やＰＣ、タブレットなどの端末５からＰＬＣクラウド８に接続し、計算式６３や判定式６５の更新や変更を行うことができる。判定器６４において、ｘ≦１０ｍＡのとき、Ｈｉｇｈ（ｏｒ ＯＮ）を出力し、ｚ＝Ｈｉｇｈ（ｏｒ ＯＮ）の出力ｚを出力するように制御することができる。

【0058】

上記実施形態１において、ＰＬＣユニットは、アナログ入力のためのアナログ入力端子、ＡＤ変換器、およびデジタル入力のためのデジタル入力端子を備えていたが、アナログ入力端子、ＡＤ変換器、およびデジタル入力端子を省略し、ＰＬＣユニットによる遠隔出力制御を行うように構成しても良い。

【0059】

＜実施形態２＞
＜実施形態２：遠隔制御システム：１台構成：自律制御＞
図７は、実施形態１の遠隔制御システムの概略構成図を示す。

【0060】

実施形態１の遠隔制御システムは、図７に示すように、センサ１と、ＰＬＣユニット２と、インバータ３と、被動力装置４と、端末５と、人工知能（ＡＩ）６と、外部情報７と、ＰＬＣクラウド８と、インターネット基地局９と、を有する。実施形態２のＰＬＵユニット２は、実施形態１のＰＬＣユニット２と同一のものであるので、詳細については説明を省略する。ここで、ＰＬＣユニット２は、上述した一体化されたものであるが、ＬＴＥ通信モジュールを別体構成としても良い。

【0061】

＜実施形態１：遠隔制御システム：構成の説明＞
センサ１は、ＰＬＣユニット２（図２、図３を参照）の各種入力端子に接続され、計測情報、動作情報、環境情報等を検出する。計測情報は、装置の動作に関する動作情報、装置で計測された前記装置の周辺の環境情報、装置で消費される電力に関する電力情報などである。

【0062】

動作情報は、例えば被動力装置が空調機器の場合、設定温度、タイマの設定状態、風向及び風量の情報、稼働時間、累積稼働時間、フィルタ使用時間、及び温度又は湿度のセンサ情報などである。動作情報の付加情報としては、装置に関して、ユーザに知らせるための動作ログ又はエラー情報、並びに、サービスエンジニアに知らせるための動作ログ又はエラー情報などである。

【0063】

環境情報は、温度、湿度、照度、気圧、速度、加速度、角速度、角加速度、音、又は匂いに関する情報、前記装置の周辺空間における人の在否、紫外線量、赤外線量、又は受信電波強度の情報などである。環境情報の付加情報としては、前記装置としてスマートＰＬＣに設けられたセンサで検知された物理量に関する情報である。

【0064】

図７の例では、センサ１は１台しか記載されていないが、各種制御の内容に合わせて複数のセンサを備えていても良い。また、図７の例では、ＰＬＣユニットにインバータが接続されているが、インバータの代わりにＰＬＣユニットに電磁開閉器又は電磁接触器が接続され、さらに電磁開閉器又は電磁接触器が被動力装置に接続される構成とし、設定された計算テーブルに基づいて電磁開閉器又は電磁接触器による遠隔制御を行うように構成しても良い。ネットワーク切断時やスケジュール運転時はＰＬＣユニットのみで制御を行う構成とし、１００％運転を行うように構成しても良い。ＰＬＣユニットがインバータを介して被動力装置に接続して制御する場合は、省エネ効果も奏することができる。

【0065】

ＰＬＣユニット２は、図２に示すような構成からなり、センサ１の入力信号を受信し、各種出力端子からの制御信号を出力する。

【0066】

インバータ３は、インバータ周波数制御を行い、省エネを実現する。

【0067】

被動力装置４は、インバータ３の制御により出力を可変させて被動力装置４の自律制御を行う。

【0068】

端末５は、スマホ、タブレット、ＰＣなどであり、システム管理者やエンジニアによりスマートＰＬＣの監視や操作を行う。端末５とＰＬＣユニット２との通信方式は、無線マルチホップ、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、ブルートゥース（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）などでも良い。赤外線通信や制御部と一体型でも良い。

【0069】

人工知能（ＡＩ：Artificial Intelligence）６は、ＰＬＣクラウド８を経由して制御信号を出力し、ＰＬＣユニット２の遠隔制御を行う。例えば、人工知能（ＡＩ）６は、制御条件の自動変更、自動割込み制御、特定条件下でのアラート通知などを行う。人工知能（ＡＩ）６の制御は、端末５を介してシステム管理者やエンジニアが行う構成としても良い。

【0070】

ＰＬＣクラウド８は、クラウドベースで人工知能（ＡＩ）６や端末５により遠隔監視や割込み制御、制御条件の設定変更を行うプラットフォームである。クラウドベースのシステムを採用することにより、どこからでもブラウザベースで遠隔制御を行うこともできる。なお、十分なセキュリティ対策を施しておく必要がある。

【0071】

インターネット基地局９は、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、ＬＴＥ、５Ｇ、ＬｏＲａなどの通信を行う基地局である。

【0072】

＜人工知能（ＡＩ）制御フロー＞
図８は、実施形態１の遠隔制御システムにおける人工知能（ＡＩ）制御フローを示している。

【0073】

入力されたアナログ信号を符号化ステップ７１で符号化し、判定ステップ７２で人工知能（ＡＩ）による自動判定を行う。演算ステップ７３により、例えば入力信号の１／２になるような信号を演算して生成する。判定ステップ７２において、エラーが出たときは、異常時動作定数を設定し、記録ステップ７５で記録する。正常のときは、演算結果を記録ステップ７５で記録し、記録したデータを復号化ステップ７６で復号化し出力を１／２にしたアナログ信号を出力する。このアナログ信号は１／２の制御信号としてＰＬＣクラウド８からインターネット基地局９を経由して管理対象のＰＬＣユニット２、インバータ３の出力を１／２に可変させて被動力装置４の消費電力を低下させる。

【0074】

図９（ａ）は、ＰＬＣユニット１台でのクラウド型遠隔制御システムの概略構成図である。図９（ｂ）は、ＰＬＣユニット２台でのクラウド型遠隔制御システムの概略構成図である。

【0075】

図９（ａ）は遠隔制御システムをクラウドベースで構築し、ＰＬＣユニット２をＰＬＣクラウド８を介して接続し、スマホやＰＣなどの端末５の制御により計算式や判定式をＰＬＣクラウド８から提供し、計算・判定処理を行うように構成したものである。ＰＬＣユニット２には、インバータ３を介して被動力装置（例えば、空調機器等）４が接続されている。ＰＬＣユニット２はインバータ制御を介して動力装置を遠隔制御できるので、省エネ効果も奏するものである。

【0076】

図９（ｂ）は遠隔制御システムをクラウドベースで構築し、汎用ＩｏＴセンサ１ａからの入力信号をＰＬＣクラウド８に接続し、スマホやＰＣなどの端末５の制御により計算式や判定式をＰＬＣクラウド８に提供し、ＰＬＣクラウド８上で計算・判定処理を行うように構成したものである。ＰＬＣクラウドからの出力をＰＬＣユニット２に入力する。ＰＬＣユニット２にはインバータ３が接続されており、さらに動力装置（図示省略）が接続されている。ＰＬＣユニット２の出力はインバータ３に入力され、汎用ＩｏＴセンサ１ａのセンサ出力に応じて動力装置の回転速度を調整するような遠隔制御が可能となる。例えば、動力装置が空調機器（例えば、送風機、還風機）である場合、部屋のＣＯ２（二酸化炭素）濃度や温湿度に応じてファンの回転速度を調整することができる。

【0077】

図１０は、ＰＬＣユニット２台でのクラウド型遠隔制御システムの概略構成図である。図１０は、クラウドベースの計算／判定処理はクラウド８上で行う構成とし、入力信号を信号変換器９１で符号化を行い、クラウド８上で計算／判定処理を行い、信号変換器９２で復号化を行い、出力信号を出力する。この出力信号をインバータ３に入力し、インバータ制御を介した動力装置（図示省略）の省エネによる遠隔制御が可能となるので、昨今の電気代の節約も達成できる。システム管理者やエンジニアは、スマホ、ＰＣ、タブレットなどの端末５を介してクラウド８に接続してクラウド８内の設定値を設定、更新することができる。図１１に図１０の制御信号生成フローチャートを示す。すなわち、まず、入力信号の符号化ステップを実行する（ステップ１００１）。次に、符号化された入力信号に対して計算／判定処理を行う（ステップ１００２）。計算／判定結果を復号化して出力信号を生成する（ステップ１００３）。次に、出力信号を出力端子より出力する（ステップ１００４）。

【0078】

図１２は、図７のＰＬＣユニットが２台構成の遠隔制御システムを示している。図１２の例では、ＰＬＣユニット２ａと２ｂとなっている以外の構成は、図７と同様であるので、説明を省略し、相違点について説明する。

【0079】

＜実施形態３：遠隔制御システム：２台構成：遠隔制御＞
図１２の遠隔制御システムは、２台のＰＬＣユニット２ａ、２ｂを用いて、トランシーバのようにセンサ１と被動力装置との間をＰＬＣクラウド８を通じて遠隔で接続することができる。また、ＰＬＣクラウド８から出力信号を直接指定して遠隔制御することができる。インターネットから切断されたときに自動的に自律制御に戻ることができる。人工知能（ＡＩ）による自動監視／通知／制御を行うことができる。実施形態３のＰＬＵユニット２は、実施形態１のＰＬＣユニット２と同一のものであるので、詳細については説明を省略する。

【0080】

＜ホテル共用部分の空調機器に本発明を適用した具体例＞
図１３にホテルの共用部分の施設例を示す。ホテルの共用部分には、ロビー、エントランス・ホール、風除室、廊下、エレベーター・ホール、エスカレーター、階段、客室トイレなどがあり、空調エリアの面積は大きく、空調機器は２４時間稼働することが基本である。従って、効率的な空調機器の運用を実施しないと、エネルギーコストが高くなるという問題がある。このようなケースにおいて、本発明を適用した具体例について説明する。

【0081】

図１４は、本発明を適用したホテルの共用部分で使用される空調設備における遠隔制御システム構成図である。図１５は、図１４の空調設備がエアハンドリングユニット（外調機）における遠隔制御の具体例を示す図である。以下、図１４、図１５を用いて、ホテルの共用部分における空調機器の遠隔制御について説明する。

【0082】

空調機器の遠隔制御システムは、図１４、図１５に示すように、ＰＬＣユニット４０ａ、４０ｂ（図１４ではスマートシーケンサとも称する）と、ＣＯ２センサ４１ａ、４１ｂと、温湿度センサ４２ａ、４２ｂと、排気ダンパ４３と、還気ダンパ４４と、外気ダンパ４５と、インバータ４６，４７と、送風機４８と、還風機４９と、クラウド５０と、外部情報５１と、端末５２と、給気ダクト５３と、還気／排気ダクト５４と、ＬＴＥルーター５５、５６と、を有する。ここで、実線矢印はアナログ信号、点線矢印は接点又はパルス信号を示している。図１５の空調エリアには、ＣＯ２センサ４１ａ、４１ｂや温湿度センサ４２ａ、４２ｂが所定箇所に設置されており、ＬＴＥルーター５５と５６を介してＰＬＣユニット４０ａ、４０ｂと無線通信又は近接無線通信ネットワークで接続されている。センサ自身が通信可能な汎用ＩｏＴセンサなどでも良い。ＰＬＣユニット４０ａは遠隔制御したい機器の近くに設置されており、排気ダンパ４３と還気ダンパ４４と外気ダンパ４５とアナログ信号線で接続されており、ダンパの開閉率司令信号（アナログ電流４－２０ｍＡ）によりＣＯ２濃度に応じて開閉率を調整することができる。また、ＰＬＣユニット４０ｂの出力側は、インバータ４６、４７に接続されており、更にそれぞれ還風機４９、送風機４８に接続された構成をしている。そして、ＰＬＣユニット４０ｂとインバータ４６、４７とはアナログ信号線又は接点信号線で接続されており、インバータへの周波数司令信号（アナログ電流４－２０ｍＡ）や発停司令信号（接点信号）によりＣＯ２濃度に応じて還風機４９や送風機４８の回転速度を調整することができる。これらの接続は、無線通信又は近接無線通信ネットワークによりシステムを構築できるので、電気室への配線問題は生じない。

【0083】

ＰＬＣユニット４０ａ、４０ｂと、クラウド５０との間は、無線通信（ＬＴＥ通信）又は近接無線通信（Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）通信）で無線通信ネットワーク接続されている。クラウド５０上のクラウドサーバなどには、ＰＬＣ制御用のアプリがインストールされており、ＰＬＣユニット４０ａ、４０ｂに対して遠隔制御を行うことができる構成となっている。また、クラウド５０上のデータベースに外部情報５１が蓄積されている。外部情報としては、気象情報（リアルタイム情報）、外気温湿度情報、監視カメラ情報などである。監視カメラは、直接ＰＬＣユニットに接続されていても良く、また直接接続されていない監視カメラの画像や映像でも良い。システム管理者やエンジニアは、端末５２の遠隔制御によりクラウド５０経由で、ホテルの共用部分の遠隔監視、遠隔制御、設定などの操作部を操作して行うことができる。

【0084】

上述した実施形態１、２及び３において、セキュリティ認証処理を搭載した他の実施形態について説明する。

【0085】

＜他の実施形態：遠隔制御システム：セキュリティ認証＞
無線端末やクラウドとしての制御手段と、上述したようなＰＬＣユニットとの間の無線通信は、公知の秘密鍵による公開鍵方式により暗号化する方式をセキュリティ認証に用いる。また、電子証明書なども利用し、汎用ＩｏＴデバイスや各種デバイスなどの登録を行い、セキュリティチェックを行うように構成しても良い。

【0086】

このように、他の実施形態において、セキュリティ認証技術を搭載することにより、システムの安全性を向上させることができる。

【符号の説明】

【0087】

１ センサ
１ａ 汎用ＩｏＴセンサ
２、２ａ、２ｂ ＰＬＣユニット
３ インバータ
４ 被動力装置
５ 端末（無線端末）
６ 人工知能（ＡＩ）
７ 外部情報
８ ＰＬＣクラウド
９ インターネット基地局
２１ 無線アンテナ（ＬＴＥ通信用）
２２ ＬＴＥ通信モジュール
２３ 近接無線通信アンテナ（Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）通信用）
２４ ＳｏＣ
２５、２５ａ、２５ｂ ＡＤ変換器
２６ ＤＡ変換器
２７ 電磁接触器
２８ 電源スイッチ
２９ 電源モードキー
３０ ＬＥＤ
３１ ＵＳＢコントローラ
３２ ＵＳＢ－Ｃ端子
３３ ＬＡＮ部
３４ ＬＡＮコネクタ
３５ シリアル通信部
３６ ＲＳ４８５コネクタ
４０ａ、４０ｂ ＰＬＣユニット（スマートシーケンサ）
４１ａ、４１ｂ ＣＯ２センサ
４２ａ、４２ｂ 温湿度センサ
４３ 排気ダンパ
４４ 還気ダンパ
４５ 外気ダンパ
４６、４７ インバータ
４８ 送風機
４９ 還風機
５０ クラウド
５１ 外部情報
５２ 端末
５３ 給気ダクト
５４ 還気／排気ダクト
５５、５６ ＬＴＥルーター
６１ アナログ信号変換器
６２ 計算器
６３ 計算式
６４ 判定器
６５ 判定式
６６ アナログ信号変換器
６７ デジタル信号出力器
７１ 符号化ステップ
７２ 判定ステップ
７３ 演算ステップ
７４ 異常時動作定数
７５ 記録ステップ
７６ 復号化ステップ
９１、９２ 信号変換器
１５１ 空調機
１５２ ポンプ
１５３ 冷凍機
１５４ インバータ
１６１ モータ
１６２ ボックス
１６３ ケーブル
１６４ ＰＬＣ
１６５ ケーブル
１６６ 制御盤
１６７ つまみ
１６８ 運転ランプ
１６９ 停止ランプ
１００１ 符号化ステップ
１００２ 計算／判定処理ステップ
１００３ 出力信号生成ステップ
１００４ 出力ステップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】