JP2015079600A - 照明機器の制御システム - Google Patents
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Abstract
【課題】照明機器をスケジュールにしたがって自動管理しながら、スケジュールに反して強制点灯した後の点けっぱなしを防止する。
【解決手段】 照明機器1が強制点灯状態にあるとき、エリアEに設けた照明機器以外の電気機器の消費電力量がしきい値以下になったか否か判定し、しきい値以下の場合に、消費電力量の変化量あるいは変化率に基づいた消灯判定を実行して、強制点灯状態の照明機器1を消灯すべきか否か判定するようにしている。
【選択図】 図1
【解決手段】 照明機器1が強制点灯状態にあるとき、エリアEに設けた照明機器以外の電気機器の消費電力量がしきい値以下になったか否か判定し、しきい値以下の場合に、消費電力量の変化量あるいは変化率に基づいた消灯判定を実行して、強制点灯状態の照明機器1を消灯すべきか否か判定するようにしている。
【選択図】 図1
Description
この発明は、部屋などある程度区画されたエリアの照明を、制御プログラムに基づいて効率的に管理する照明機器の制御システムに関する。
室内の照明などを時間的なスケジュールに基づいて点灯したり消灯したりする制御システムは、例えば、特許文献1あるいは特許文献2にあるように従来から公知である。
例えば、特許文献1に開示された制御システムは、コンピュータに年間の日付や時間などのスケジュールを記憶させ、このスケジュールに沿って自動電源装置を制御するようにしている。
また、特許文献2に開示された制御システムは、複数個所の照明設備のオン・オフ及び明るさの制御を時間や季節に応じて自動的にできるようにしている。
例えば、特許文献1に開示された制御システムは、コンピュータに年間の日付や時間などのスケジュールを記憶させ、このスケジュールに沿って自動電源装置を制御するようにしている。
また、特許文献2に開示された制御システムは、複数個所の照明設備のオン・オフ及び明るさの制御を時間や季節に応じて自動的にできるようにしている。
上記のように時間的なスケジュールに応じて照明を制御することはすでに一般的であるが、仕事の状況などによっては、画一的にスケジュール管理されることが、かえって不便なことがある。
そこで、従来のほとんどのシステムでは、スケジュールに反して照明を強制的に点灯させたり、あるいは強制的に点灯を継続させたりできるようにしている。
このように、人は、必要があれば、スケジュールに反して自ら照明を点けることができる。しかし、日頃、スケジュール管理に慣れている人は、自動管理に頼ってしまって、照明を消し忘れてしまうことがあった。
そこで、従来のほとんどのシステムでは、スケジュールに反して照明を強制的に点灯させたり、あるいは強制的に点灯を継続させたりできるようにしている。
このように、人は、必要があれば、スケジュールに反して自ら照明を点けることができる。しかし、日頃、スケジュール管理に慣れている人は、自動管理に頼ってしまって、照明を消し忘れてしまうことがあった。
せっかくコンピュータで照明機器の制御を自動管理して省エネルギーを達成しようとしても、スケジュールに反して強制的に点灯させた照明の消し忘れは、それを台無しにしてしまう。従来の照明機器の制御システムでは、上記のような消し忘れに対する対策が十分にとられていないという問題があった。
一方、照明機器の消し忘れを防止する手段として、例えば、人感センサを用いて所定のエリア内に人がいることを検出したときに点灯し、いなくなったことを検出したら照明機器を消すようにすることも考えられる。しかし、人感センサが検出できるエリアの大きさには限界があるので、広いエリア内の人を検知するためには、多数のセンサが必要になる。また、一人しかエリア内にいないときに、その一人の出入の度に、照明機器が点灯、消灯を繰り返すことになるという問題があった。
一方、照明機器の消し忘れを防止する手段として、例えば、人感センサを用いて所定のエリア内に人がいることを検出したときに点灯し、いなくなったことを検出したら照明機器を消すようにすることも考えられる。しかし、人感センサが検出できるエリアの大きさには限界があるので、広いエリア内の人を検知するためには、多数のセンサが必要になる。また、一人しかエリア内にいないときに、その一人の出入の度に、照明機器が点灯、消灯を繰り返すことになるという問題があった。
この発明の目的は、照明機器をスケジュールにしたがって自動管理しながら、スケジュールに反して強制点灯した後の、消し忘れ対策を備えた照明機器の制御システムを提供することである。
第1の発明の照明機器の制御システムは、エリア内に設けた照明機器と、この照明機器を上記エリア単位で点灯・消灯制御する照明制御部と、上記エリア内の消費電力量を測定する電力測定部と、上記電力測定部から入力した消費電力量に関するデータを記憶するデータ記憶部と、上記照明制御部、電力測定部及びデータ記憶部に接続され、上記照明制御部を制御する処理部とからなる。
そして、上記処理部は、あらかじめ設定されたスケジュールに基づいて上記エリア内の照明制御部を点灯あるいは消灯動作させるスケジュール制御を実行する機能と、上記エリア内の照明機器の点灯・消灯状態を検出する機能と、上記照明機器が上記スケジュールに反した強制点灯状態であるか否かを判定する機能と、上記エリアの消費電力量の最低値に応じて設定した最小しきい値を記憶する機能とを備える。
なお、上記エリアにおける消費電力量の最低値とは、エリア内に電気機器を使用する人がいないときの消費電力量に相当し、例えばエリア内にある全電気機器の待機電力の総量などである。
なお、上記エリアにおける消費電力量の最低値とは、エリア内に電気機器を使用する人がいないときの消費電力量に相当し、例えばエリア内にある全電気機器の待機電力の総量などである。
さらに、上記処理部は、上記照明機器が上記スケジュールに反した強制点灯状態にあるとき、あらかじめ設定した期間における上記エリアの照明機器以外の電気機器の消費電力量を上記電力測定部の測定値に基づいて特定する機能と、上記特定した消費電力量が上記最小しきい値以下か否かを判定するしきい値判定を実行する機能と、上記消費電力量が上記最小しきい値以下であると判定したとき、上記強制点灯状態の照明機器を消灯すべきか否かを判定する消灯判定を実行する機能と、上記消灯判定において消灯すべきと判定したとき、上記照明制御部に消灯動作させる機能と、上記しきい値判定において消費電力量が上記最小しきい値より大きいと判定した場合あるいは上記消灯判定において点灯状態を維持すべきと判定した場合であって上記強制点灯状態の継続中には上記しきい値判定を繰り返す機能と、上記強制点灯状態の継続中に、上記スケジュールにおける点灯開始時刻に達したことを検出したとき、上記制御プログラムによるスケジュール制御を復帰させる機能とを備えている。
第2の発明は、上記処理部が、上記消灯判定の判定基準として消費電力量の変化量あるいは変化率に関するしきい値を記憶するとともに、上記消費電力量が最小しきい値以下であると判定した後の上記消灯判定において、上記しきい値判定後の設定期間内での消費電力量の変化量あるいは変化率を算出し、算出した変化量あるいは変化率が上記変化量あるいは変化率のしきい値以下の場合に消灯すべきと判定する。
第3の発明は、上記処理部が、上記しきい値判定後の設定期間における上記消費電力量の値及び上記消費電力量の変化量あるいは変化率を前件部とし、消灯すべきか否かを後件部とするファジィ理論に基づいた消灯判定ルールを記憶し、この消灯判定ルールに基づいて上記消灯判定を実行する。
第1の発明の制御システムによれば、スケジュールに反して照明機器を強制点灯させたときにも、エリア内の照明機器以外の電気機器の消費電力量に基づいて消灯判定を行なって照明機器を消灯させることができる。したがって、スケジュール制御に慣れてしまった人が消灯し忘れたとしても、その消し忘れによるエネルギーロスがほとんどなくなる。
また、従来のような人感センサを用いて照明機器の点灯・消灯を制御するシステムでは、人が居なくなったことを検出するために、エリアの広さに応じてセンサ数やその設置場所を設定しなければならないが、この発明のシステムでは、照明機器以外の電気機器の消費電力量を特定する電力測定部を設ければよく、どのようなエリアにも対応できる。
一方、しきい値判定によって消費電力量が最小しきい値以下になったことを条件に、消灯判定を実行するようにしているため、上記しきい値判定によって人がいなくなったことを予測しながらも、さらに消灯判定によってその確度を上げることができ、当該エリアに人が居るにもかかわらず照明機器が消されたりすることがなくなる。
第2の発明の制御システムによれば、照明機器以外の電気機器の消費電力量が、最小しきい値以下になった後の消費電力量の変化量あるいは変化率がしきい値以下のとき、すなわち上記最小しきい値以下の状態での変化が少なく、その状態を維持していると判定したときに、照明機器を消灯すべきと判断できる。
第3の発明の制御システムによれば、消灯判定をファジィ理論に基づいて判定するようにしたので、消費電力量の揺らぎにも対応でき、より実際の状況に即した制御が可能になる。
第3の発明の制御システムによれば、消灯判定をファジィ理論に基づいて判定するようにしたので、消費電力量の揺らぎにも対応でき、より実際の状況に即した制御が可能になる。
図1〜5を用いてこの発明の第1実施形態を説明する。
この実施形態の照明機器の制御システムは、図1に示すエリアEの照明機器1を制御するためのシステムである。
そして、上記エリアEには、照明機器1とこの照明機器1を点灯せたり消灯させたりする照明制御部2とを備えるとともに、このエリアEの全体の消費電力量を測定する電力測定部3を備えている。
また、上記照明制御部2を制御する処理部Cを備え、この処理部Cは、あらかじめ設定されたスケジュールに応じて照明機器1をオン・オフ制御するスケジュール制御部4のほか、音声制御部5、音声出力部6、音声認識部7、音声入力部8、待機電力到達判定部9、消灯判定部10、及び電力量演算部11と、これら各要素を制御する主制御部12とを備えている。
この実施形態の照明機器の制御システムは、図1に示すエリアEの照明機器1を制御するためのシステムである。
そして、上記エリアEには、照明機器1とこの照明機器1を点灯せたり消灯させたりする照明制御部2とを備えるとともに、このエリアEの全体の消費電力量を測定する電力測定部3を備えている。
また、上記照明制御部2を制御する処理部Cを備え、この処理部Cは、あらかじめ設定されたスケジュールに応じて照明機器1をオン・オフ制御するスケジュール制御部4のほか、音声制御部5、音声出力部6、音声認識部7、音声入力部8、待機電力到達判定部9、消灯判定部10、及び電力量演算部11と、これら各要素を制御する主制御部12とを備えている。
また、処理部Cには、スケジュール設定部13及びデータ記憶部14が接続されている。
上記スケジュール設定部13を介して、上記スケジュール制御部4に、例えば図3,4に実線で示したタイムチャートからなるスケジュールをあらかじめ設定する。
上記データ記憶部14は、上記電力測定部3から処理部Cに入力された消費電力量に関するデータや、演算過程で必要なデータを記憶するものである。
上記スケジュール設定部13を介して、上記スケジュール制御部4に、例えば図3,4に実線で示したタイムチャートからなるスケジュールをあらかじめ設定する。
上記データ記憶部14は、上記電力測定部3から処理部Cに入力された消費電力量に関するデータや、演算過程で必要なデータを記憶するものである。
上記音声制御部5は、エリアEに設けたアナウンス部15に対し、上記音声出力部6を介してメッセージの出力を制御する機能を備えている。上記メッセージは、上記スケジュール制御部4が照明機器1をスケジュール制御しているときに、消灯時刻が近づいたことを知らせる消灯予告である。
上記音声認識部7は、上記エリアEに設けたマイク16から上記音声入力部8を介して入力された音声を解析する機能を備えている。上記アナウンス部15から出力された消灯予告に対して、エリアE内でそれを聞いた人は、消灯を回避したい等の返答を、マイク16から入力できるようにしている。上記返答は音声入力部8に入力されるとともに、その音声が音声認識部7で認識される。したがって、上記主制御部12は、マイク16から音声による返答が入力されれば、それを電子的に認識することができる。
上記音声認識部7は、上記エリアEに設けたマイク16から上記音声入力部8を介して入力された音声を解析する機能を備えている。上記アナウンス部15から出力された消灯予告に対して、エリアE内でそれを聞いた人は、消灯を回避したい等の返答を、マイク16から入力できるようにしている。上記返答は音声入力部8に入力されるとともに、その音声が音声認識部7で認識される。したがって、上記主制御部12は、マイク16から音声による返答が入力されれば、それを電子的に認識することができる。
さらに、上記待機電力到達判定部9は、この発明の最小しきい値として上記エリアE内に設置された電気機器の待機電力の値を記憶し、電力測定部3から入力された消費電力量にかかわる値が上記待機電力の値まで下がったか否か、すなわちこの発明のしきい値判定を実行するところである。
なお、上記待機電力の値は、エリアEから全人員が退出して上記スケジュール制御部4によって照明機器1を消灯した状態のときなどに、前もって測定しておくものとする。
なお、上記待機電力の値は、エリアEから全人員が退出して上記スケジュール制御部4によって照明機器1を消灯した状態のときなどに、前もって測定しておくものとする。
上記消灯判定部10は、この発明の消灯判定を実行するところであり、上記待機電力到達判定部9での判定結果に応じて処理を実行する。上記消灯判定の具体的手順は後で詳しく説明するが、この第1実施形態では、エリアE内の照明機器1以外の電気機器の消費電力量の変化率を、変化率のしきい値と対比して消灯すべきか否かを判定するようにしている。
また、電力量演算部11は、上記電力測定部3が検出した電力測定値から、上記待機電力到達判定部9や消灯判定部10での判定に用いる消費電力量を算出するところである。そして、この電力量演算部11での演算結果は必要に応じて上記データ記憶部14に記憶させるようにする。
上記消費電力量の演算は、スケジュール制御とは別のプロセスとし、スケジュール制御と並行して消費電力量を求めてもいいし、スケジュール制御と同じプロセスとして、そのプロセス内で消費電力量を求めても良い。
なお、上記待機電力到達判定部9や消灯判定部10の判定に用いる消費電力量とは、上記エリアE内に設置された照明機器以外の電気機器の消費電力量である。
また、電力量演算部11は、上記電力測定部3が検出した電力測定値から、上記待機電力到達判定部9や消灯判定部10での判定に用いる消費電力量を算出するところである。そして、この電力量演算部11での演算結果は必要に応じて上記データ記憶部14に記憶させるようにする。
上記消費電力量の演算は、スケジュール制御とは別のプロセスとし、スケジュール制御と並行して消費電力量を求めてもいいし、スケジュール制御と同じプロセスとして、そのプロセス内で消費電力量を求めても良い。
なお、上記待機電力到達判定部9や消灯判定部10の判定に用いる消費電力量とは、上記エリアE内に設置された照明機器以外の電気機器の消費電力量である。
図2に示すフローチャートにしたがって、第1実施形態の作用を説明する。このフローチャートは上記処理部Cの処理手順を示したものである。そして、各処理は処理部Cの各要素が実行するが、上記主制御部12以外の構成要素は主制御部12の指示に応じて処理を実行する。
ステップS1で、処理部Cの主制御部12が、スケジュール制御部4にスケジュール制御を実行させる。これにより照明機器1がスケジュール通りにオン・オフされる。
ステップS2で、主制御部12は、現時点がスケジュール上の点灯状態なのか消灯状態なのかを判断する。この判断は、上記スケジュール制御部4に設定されたスケジュールを参照して行なう。
そして、スケジュール上点灯状態の場合にはステップS3へ進み、消灯状態の場合にはステップS10へ進む。
ステップS1で、処理部Cの主制御部12が、スケジュール制御部4にスケジュール制御を実行させる。これにより照明機器1がスケジュール通りにオン・オフされる。
ステップS2で、主制御部12は、現時点がスケジュール上の点灯状態なのか消灯状態なのかを判断する。この判断は、上記スケジュール制御部4に設定されたスケジュールを参照して行なう。
そして、スケジュール上点灯状態の場合にはステップS3へ進み、消灯状態の場合にはステップS10へ進む。
ステップS3では、主制御部12が消灯予告のアナウンス時刻か否かを判断する。このアナウンス時刻とは、スケジュール上の消灯開始時刻、例えば図3の時刻t0より僅かな時間Δtだけ前の時刻のことである。なお、上記Δtは主制御部12に予め設定しておくものとする。
上記主制御部12が、上記アナウンス時刻に達したと判断した場合には、ステップS4へ進み、上記音声制御部5が音声出力部6を介して消灯予告のアナウンスを実行し、このアナウンスに対して消灯拒否の信号があるかどうかを判断する(ステップS5)。
ステップS5で消灯拒否の信号がない場合にはステップS9へ進み、スケジュール通り照明機器1を消灯させる。この消灯は、スケジュール制御部4がエリアEの照明制御部2を制御して実行するもので、スケジュール制御が継続されることになる。
上記主制御部12が、上記アナウンス時刻に達したと判断した場合には、ステップS4へ進み、上記音声制御部5が音声出力部6を介して消灯予告のアナウンスを実行し、このアナウンスに対して消灯拒否の信号があるかどうかを判断する(ステップS5)。
ステップS5で消灯拒否の信号がない場合にはステップS9へ進み、スケジュール通り照明機器1を消灯させる。この消灯は、スケジュール制御部4がエリアEの照明制御部2を制御して実行するもので、スケジュール制御が継続されることになる。
一方、ステップS5で消灯拒否信号があると判断した場合には、ステップS6へ進み、主制御部12が上記照明制御部2を制御して点灯を続行させる。この場合、図3のタイムチャートに破線で示したように、消灯予定時刻t0を過ぎても点灯が続行することになる。このように、消灯予定時刻を過ぎても点灯が続行している状態は、スケジュールに反して点灯している状態であり、強制点灯状態である。このような強制点灯状態は、例えば残業などによっておこる。
上記強制点灯状態になったら、ステップS7へ進み、上記消灯判定部10が、エリアEに設置された照明機器以外の電気機器の消費電力量が待機電力になったか否かを判定する。
上記強制点灯状態になったら、ステップS7へ進み、上記消灯判定部10が、エリアEに設置された照明機器以外の電気機器の消費電力量が待機電力になったか否かを判定する。
上記判定の具体的な手順を、図5を用いて説明する。
図5に示す折れ線グラフは、電力測定部3で検出される消費電力量の測定値を示したものである。この消費電力量は、エリアE内の照明機器以外の電気機器が消費する電力であり、電力測定部3によって周期s1で検出される。これらの測定値は、処理部Cを介してデータ記憶部14に記憶させておく。
また、上記電気機器の待機電力の値をW0とし、この値W0を最小しきい値として待機電力到達判定部9に設定しておく。
処理部Cの電力量演算部11は、上記電力測定部3の測定値a1,a2,a3,・・・を上記データ記憶部14から取得し、それに基づいて第1の期間k1内の電力量平均値Anを算出する。上記期間k1は上記検出の周期s1よりも長い時間で、請求項1に記載した「あらかじめ設定した期間」であり、上記電力量平均値Aを算出する期間k1の始点は、上記強制点灯の開始時刻t0である。
図5に示す折れ線グラフは、電力測定部3で検出される消費電力量の測定値を示したものである。この消費電力量は、エリアE内の照明機器以外の電気機器が消費する電力であり、電力測定部3によって周期s1で検出される。これらの測定値は、処理部Cを介してデータ記憶部14に記憶させておく。
また、上記電気機器の待機電力の値をW0とし、この値W0を最小しきい値として待機電力到達判定部9に設定しておく。
処理部Cの電力量演算部11は、上記電力測定部3の測定値a1,a2,a3,・・・を上記データ記憶部14から取得し、それに基づいて第1の期間k1内の電力量平均値Anを算出する。上記期間k1は上記検出の周期s1よりも長い時間で、請求項1に記載した「あらかじめ設定した期間」であり、上記電力量平均値Aを算出する期間k1の始点は、上記強制点灯の開始時刻t0である。
上記電力量演算部11が、強制点灯開始時刻t0からt1内の期間k1内の電力量平均値A1を電力量演算部11が算出したら、上記待機電力到達判定部9が、この電力量平均値A1と待機電力の値W0とを対比し、A1≦W0のときに、消費電力量が待機電力に達したと判断するようにしている。
図5に示すように電力量平均値A1>W0の場合には、ステップS11へ進み、その時点がスケジュール上の点灯時刻に達しているか否かを判断する。もし、ステップS11でスケジュール上の点灯時刻に達した場合、ステップS1へ戻りスケジュール制御部4が実行するスケジュール制御に戻る。
図5に示すように電力量平均値A1>W0の場合には、ステップS11へ進み、その時点がスケジュール上の点灯時刻に達しているか否かを判断する。もし、ステップS11でスケジュール上の点灯時刻に達した場合、ステップS1へ戻りスケジュール制御部4が実行するスケジュール制御に戻る。
一方、ステップS11で点灯時刻に達していない場合には、ステップS6に戻り強制点灯を続行し、再度ステップS7の処理を行なう。ステップS7では、電力量演算部11が新たな期間k1、時刻t1〜t2内の電力量平均値A2を算出し、上記待機電力到達判定部9が、この電力量平均値A2と待機電力の値W0とを対比する。そして、A2≦W0であると判定したらステップS8へ進み、上記消灯判定部10が消灯可能か否か判定する。
上記電力量平均値が待機電力以下である場合には、エリアE内で電気機器が使用されていないものと予測できるが、この状態が電力量の揺らぎや測定誤差などではないことを確認するため、直ちに消灯させるのではなく、ステップS8の点灯判定を行なうようにしている。
上記電力量平均値が待機電力以下である場合には、エリアE内で電気機器が使用されていないものと予測できるが、この状態が電力量の揺らぎや測定誤差などではないことを確認するため、直ちに消灯させるのではなく、ステップS8の点灯判定を行なうようにしている。
ステップS8では、上記電力量演算部11が、電力測定部3が検出した電力量の測定値a9,a10,・・・,を用いて第2の期間k2の平均値B1,B2,・・・と、上記第2の期間k2を複数含んだ第3の期間k3の平均値M={B1+B2+B3}/3とを算出する。
上記第2の期間k2は上記第1の期間k1より短い時間に設定し、B1,B2,・・・は短時間の平均値となる。このような短時間の平均値B1,B2,B3のうち最新の平均値B3の、上記第3の期間k3での平均値Mに対する変化率r={(B3−M)/M}を電力量演算部11が算出する。なお、上記期間k3が、請求項2,3に記載した「しきい値判定後の設定期間」である。そして、この第3の期間k3及び上記第1の期間k1は、上記第2の期間k2よりも長く設定されるが、第1の期間k1と第3の期間k3とは、どちらを長くしてもかまわない。
上記第2の期間k2は上記第1の期間k1より短い時間に設定し、B1,B2,・・・は短時間の平均値となる。このような短時間の平均値B1,B2,B3のうち最新の平均値B3の、上記第3の期間k3での平均値Mに対する変化率r={(B3−M)/M}を電力量演算部11が算出する。なお、上記期間k3が、請求項2,3に記載した「しきい値判定後の設定期間」である。そして、この第3の期間k3及び上記第1の期間k1は、上記第2の期間k2よりも長く設定されるが、第1の期間k1と第3の期間k3とは、どちらを長くしてもかまわない。
上記消灯判定部10は、上記変化率rを変化率のしきい値Rと対比し、変化率rがしきい値R以下の場合に消灯すべきと判断し、ステップS9へ進む。
ステップS9では、主制御部12が上記照明機器制御部2を制御して、照明機器1を消灯させる。これにより、強制点灯状態が終了し、ステップS1のスケジュール制御に戻る。
なお、上記しきい値Rは消灯判定部10に予め設定しておくものであるが、上記変化率rがこのしきい値R以下であることによって、上記第3の期間k3において消費電力量の変化率が小さいと判断する。
以上が、ステップS7,S8の判定手順である。
ステップS9では、主制御部12が上記照明機器制御部2を制御して、照明機器1を消灯させる。これにより、強制点灯状態が終了し、ステップS1のスケジュール制御に戻る。
なお、上記しきい値Rは消灯判定部10に予め設定しておくものであるが、上記変化率rがこのしきい値R以下であることによって、上記第3の期間k3において消費電力量の変化率が小さいと判断する。
以上が、ステップS7,S8の判定手順である。
一方、上記ステップS2において、スケジュール上は消灯状態であると判断した場合には、ステップS10へ進み、上記主制御部12が強制点灯状態か否かを判断する。
なお、上記主制御部12は、図示しない手段によって照明機器1が点灯、消灯を検出できるようにしている。
なお、上記主制御部12は、図示しない手段によって照明機器1が点灯、消灯を検出できるようにしている。
そして、ステップS10は、スケジュール上の消灯状態のときに実施される処理なので、上記主制御部12が照明機器1の点灯を検知した場合には強制点灯ということになる。図4に破線で示すように、スケジュール制御によって消灯されている間に、手動などで点灯させた場合で、例えば休日出勤をした場合などである。
このステップS10で強制点灯であると判断した場合にはステップS7へ進み、上記したように消灯すべきか否かという消灯判定の処理を実行する。
また、主制御部12が、消灯を検知した場合には、強制点灯されていないと判断し、ステップS1へ戻り、スケジュール制御を継続する。
このステップS10で強制点灯であると判断した場合にはステップS7へ進み、上記したように消灯すべきか否かという消灯判定の処理を実行する。
また、主制御部12が、消灯を検知した場合には、強制点灯されていないと判断し、ステップS1へ戻り、スケジュール制御を継続する。
上記のように、この第1実施形態の制御システムでは、強制点灯状態において、照明機器以外の電気機器の消費電力量から、上記エリアEから人がいなくなったことを予測して照明機器を消灯するようにしているため、人感センサなどを用いなくても、強制点灯時の消し忘れを防止することができる。
また、第1実施形態では、上記消費電力量が待機電力以下になったからといって直ちに消灯するのではなく、その後の一定期間内の消費電力量の変化率rがしきい値R以下で、変化率rが小さいと判断した場合にのみ、人がいなくなったと判断して消灯するようにしている。そのため、人がいるにもかかわらず消灯されるようなことがなくなる。
また、第1実施形態では、上記消費電力量が待機電力以下になったからといって直ちに消灯するのではなく、その後の一定期間内の消費電力量の変化率rがしきい値R以下で、変化率rが小さいと判断した場合にのみ、人がいなくなったと判断して消灯するようにしている。そのため、人がいるにもかかわらず消灯されるようなことがなくなる。
この実施形態では最小しきい値を電気機器の待機電力量としているが、この最小しきい値の決め方は特に限定されない。例えば、各電気機器についてうたわれている待機電力量の合計値を用いたり、スケジュール制御によって消灯を実施しているときの電力量の平均値を用いたりすることができる。
なお、上記待機電力を消費する電気機器としては、電話機、ファックス、冷凍冷蔵庫などが考えられる。このような電気機器が設置されていない場合には、ゼロに近いしきい値を設定するようにする。
なお、上記待機電力を消費する電気機器としては、電話機、ファックス、冷凍冷蔵庫などが考えられる。このような電気機器が設置されていない場合には、ゼロに近いしきい値を設定するようにする。
また、この第1実施形態の消灯判定では、消費電力量の変化率rを変化率のしきい値Rと対比するようにしているが、このしきい値Rは、例えば5[%]などの定数値としても良いし、しきい値R=「一人当たりの消費電力量」/「対象エリアの消費電力量のピーク値」などの式によって決定するようにしても良い。
上記「一人当たりの消費電力量」/「対象エリアの消費電力量のピーク値」をしきい値Rとした場合、上記消費電力量の変化率rがこのしきい値R以下であるということは、消費電力量の変化が一人当たりの消費電力量よりも小さいということである。このように、消灯判定時おける消費電力量の変化が、一人あたりの消費電力量よりも小さい場合、当該エリアから一人も出て行っていない、言い換えればすでに誰もいない状態であると推測できるため、照明機器1を消灯すべきと判定する。
なお、上記「一人当たりの消費電力量」や「対象エリアの消費電力量のピーク値」は事前に測定しておくものとする。
上記「一人当たりの消費電力量」/「対象エリアの消費電力量のピーク値」をしきい値Rとした場合、上記消費電力量の変化率rがこのしきい値R以下であるということは、消費電力量の変化が一人当たりの消費電力量よりも小さいということである。このように、消灯判定時おける消費電力量の変化が、一人あたりの消費電力量よりも小さい場合、当該エリアから一人も出て行っていない、言い換えればすでに誰もいない状態であると推測できるため、照明機器1を消灯すべきと判定する。
なお、上記「一人当たりの消費電力量」や「対象エリアの消費電力量のピーク値」は事前に測定しておくものとする。
さらに、上記しきい値Rと対比する変化率の算出方法も、上記変化率r={(B3−M)/M}に限らない。例えば、所定の期間k3の始点、あるいは終点における消費電力量に対する、上記変化量の比率などを変化率として用いてもよい。但し、上記したように平均値B3やMを用いる方が、消費電力量の測定値をそのまま用いる場合と比べて測定時のノイズを除去できるというメリットがある。
また、消灯判定の基準として、上記変化率の代わりに消費電力量の変化量を用いるようにしてもよい。例えば、上記所定の期間k3の始点における消費電力量と終点における消費電力量との差を変化量とし、この変化量を変化量のしきい値と比較するようにしてもよい。
上記消灯判定では、上記しきい値判定後の状態がある程度継続していることが消灯の条件となるようにしている。
また、消灯判定の基準として、上記変化率の代わりに消費電力量の変化量を用いるようにしてもよい。例えば、上記所定の期間k3の始点における消費電力量と終点における消費電力量との差を変化量とし、この変化量を変化量のしきい値と比較するようにしてもよい。
上記消灯判定では、上記しきい値判定後の状態がある程度継続していることが消灯の条件となるようにしている。
図6〜9は、ファジィ理論に基づいた消灯判定を実行する第2実施形態の制御システムの判定方法を説明する図である。
この第2実施形態は、図2のステップS8で実行する消灯判定にファジィ理論を用いている以外は、上記第1実施形態と同じである。
したがって、この第2実施形態の説明にも、上記図1〜5を参照するとともに、第1実施形態と同じ部分についての説明は省略する。
この第2実施形態は、図2のステップS8で実行する消灯判定にファジィ理論を用いている以外は、上記第1実施形態と同じである。
したがって、この第2実施形態の説明にも、上記図1〜5を参照するとともに、第1実施形態と同じ部分についての説明は省略する。
以下には、照明機器1の強制点灯状態で実行される図2のステップS8の処理を中心に説明する。
図6は、この第2実施形態の消灯判定に用いるファジィルールを示した表である。
このファジィルールは、図6に示すとおりであるが、前件部1「消費電力量の変化率」とは、上記第1実施形態で説明した変化率r={(B3−M)/M}のことである。そして、この「変化率が減少」とは、変化率rがマイナスということで、消費電力量が減少傾向にあることを意味する。
「変化率が増加」とは、上記変化率rがプラスであるということで、消費電力量が増加傾向にあることを意味する。
図6は、この第2実施形態の消灯判定に用いるファジィルールを示した表である。
このファジィルールは、図6に示すとおりであるが、前件部1「消費電力量の変化率」とは、上記第1実施形態で説明した変化率r={(B3−M)/M}のことである。そして、この「変化率が減少」とは、変化率rがマイナスということで、消費電力量が減少傾向にあることを意味する。
「変化率が増加」とは、上記変化率rがプラスであるということで、消費電力量が増加傾向にあることを意味する。
また、前件部2の「消費電力量の平均値」としては、上記第1実施形態で説明した第3の期間k3の平均値Mを用いる。そして、この前件部2の「あまり使っていない」とは、この平均値B3の値がそれほど大きくないことを意味し、「かなり使っている」とは上記平均値が大きいことを意味する。
上記ファジィルールに基づいて作成したメンバーシップ関数を、図7〜9に示している。
図7は、前件部1のメンバーシップ関数であり、この関数によって上記消費電力量の変化率の「減少度合い」、「そのまま度合」、あるいは「増加度合」を特定する。
図8は、前件部2のメンバーシップ関数であり、この関数によって上記消費電力量の平均値の「あまり使っていない度合い」、あるいは「かなり使っている度合」を特定する。
また、図9は後件部のメンバーシップ関数であり、強制点灯を継続する「そのままにする」のか、「消灯する」のかを決定するための関数である。
図7は、前件部1のメンバーシップ関数であり、この関数によって上記消費電力量の変化率の「減少度合い」、「そのまま度合」、あるいは「増加度合」を特定する。
図8は、前件部2のメンバーシップ関数であり、この関数によって上記消費電力量の平均値の「あまり使っていない度合い」、あるいは「かなり使っている度合」を特定する。
また、図9は後件部のメンバーシップ関数であり、強制点灯を継続する「そのままにする」のか、「消灯する」のかを決定するための関数である。
この第2実施形態では、処理部Cが図2に示すフローチャートに従った処理を実行し、ステップS8で,消灯判定部10が上記メンバーシップ関数を用いた判定を行なう。
この判定方法について、具体的な数値を用いて説明する。
例えば、図5に示す消費電力量の測定値から、算出した消費電力量の変化率E=−40[%]、電力量の平均値が70[W]とする。
図7の前件部1のメンバーシップ関数に変化率−40[%]を代入すると、そのまま度合0.22、減少度合0.77、増加度合0となる。
この判定方法について、具体的な数値を用いて説明する。
例えば、図5に示す消費電力量の測定値から、算出した消費電力量の変化率E=−40[%]、電力量の平均値が70[W]とする。
図7の前件部1のメンバーシップ関数に変化率−40[%]を代入すると、そのまま度合0.22、減少度合0.77、増加度合0となる。
また、図8の前件部2のメンバーシップ関数に消費電力量の平均値70[W]を代入すると、あまり使っていない度合0.32、かなり使っている度合0.68となる。
これら、第1、2前件部の値から後件部の値を決める。この値は前件部1の値と前件部2の値の論理積に設定している。そこで、各ルールにおいて採用される前件部の値は次のようになる。
これら、第1、2前件部の値から後件部の値を決める。この値は前件部1の値と前件部2の値の論理積に設定している。そこで、各ルールにおいて採用される前件部の値は次のようになる。
ルール1の前件部の値は、減少0.77とあまり使っていない0.32から0.32となる。
ルール2の前件部の値は、減少0.77とかなり使っている0.68から0.68となる。
ルール3の前件部の値は、そのまま0.22とかなり使っている0.68から0.22となる。
ルール4の前件部の値は、そのまま0.22とあまり使っていない0.32から0.22となる。
また、ルール5,6の前件部の値は増加0から0となる。
ルール2の前件部の値は、減少0.77とかなり使っている0.68から0.68となる。
ルール3の前件部の値は、そのまま0.22とかなり使っている0.68から0.22となる。
ルール4の前件部の値は、そのまま0.22とあまり使っていない0.32から0.22となる。
また、ルール5,6の前件部の値は増加0から0となる。
上記各ルールで決定した前件部の値を図9の後件部のメンバーシップ関数に当てはめると、消灯の関数を0.22で区切った台形p1・p7・p8・p4と、0.32で区切った台形p1・p5・p6・p4と、0.68で区切った台形p1・p2・p3・p4とが形成される。
後件部の図形は、これら3つの台形の論理和となるため、台形p1・p2・p3・p4となる。この台形p1・p2・p3・p4の重心の位置によって消灯すべきか否かを判定する。図9の場合には、上記台形の重心の横軸座標が0.5以上なので、消灯すべきと判断する。
一方、上記重心の横軸座標が0.5より小さい場合には、「そのまま」を採用し、強制点灯状態を維持する。
後件部の図形は、これら3つの台形の論理和となるため、台形p1・p2・p3・p4となる。この台形p1・p2・p3・p4の重心の位置によって消灯すべきか否かを判定する。図9の場合には、上記台形の重心の横軸座標が0.5以上なので、消灯すべきと判断する。
一方、上記重心の横軸座標が0.5より小さい場合には、「そのまま」を採用し、強制点灯状態を維持する。
上記第2実施形態においても、強制点灯状態において照明以外の電気機器の消費電力量が待機電力に達したことを条件として消灯判定を実行し、人がいなくなったエリアEでの照明機器の消し忘れを防止することができる。
なお、この第2実施形態においても、前件部1で判定する変化率を変化量に替えてもよいし、これら変化量あるいは変化率は、上記演算式以外の方法で算出されるものでもよい。
なお、この第2実施形態においても、前件部1で判定する変化率を変化量に替えてもよいし、これら変化量あるいは変化率は、上記演算式以外の方法で算出されるものでもよい。
また、第2実施形態では消灯判定にファジィ理論を用いたので、消灯判定に用いる電力量の測定値に誤差や揺らぎがあったとしても、その影響を吸収した判定をすることができる。
例えば、人がいない場合でも消費される、いわゆる上記待機電力も一定とは限らない。電話機、ファックスなどは、人がいなくても信号を受信した場合には消費電力量が上昇するし、冷凍庫や冷蔵庫もモーターが起動するときに電力を消費する。そのため、上記モーターの起動時を含んだ期間で算出した消費電力量の変化量あるいは変化率を、固定化されたしきい値と対比して判断した場合には、人が居ないにもかかわらず、強制点灯を継続してしまう可能性がある。しかし、ファジィ理論を用いれば、このようなことを少なくして、無駄を減らすことができる。
但し、上記各メンバーシップ関数は、実際の測定値の変動などを考慮して決める必要がある。
また、照明を「そのまま」「消灯」とする基準値、すなわち上記台形の重心位置の基準値も、上記後件部のメンバーシップ関数に応じて適切に設定する必要がある。
例えば、人がいない場合でも消費される、いわゆる上記待機電力も一定とは限らない。電話機、ファックスなどは、人がいなくても信号を受信した場合には消費電力量が上昇するし、冷凍庫や冷蔵庫もモーターが起動するときに電力を消費する。そのため、上記モーターの起動時を含んだ期間で算出した消費電力量の変化量あるいは変化率を、固定化されたしきい値と対比して判断した場合には、人が居ないにもかかわらず、強制点灯を継続してしまう可能性がある。しかし、ファジィ理論を用いれば、このようなことを少なくして、無駄を減らすことができる。
但し、上記各メンバーシップ関数は、実際の測定値の変動などを考慮して決める必要がある。
また、照明を「そのまま」「消灯」とする基準値、すなわち上記台形の重心位置の基準値も、上記後件部のメンバーシップ関数に応じて適切に設定する必要がある。
また、上記第1,2実施形態では、スケジュール制御中に、音声で消灯予告を出力するともに、この消灯予告に対する返答信号も音声信号としている。
しかし、消灯予告及び返答は、音声に限らない。例えば、ランプを点滅させて消灯予告をしたり、ディスプレイに消灯予告を表示せたりしてもよいし、専用のスイッチやタッチパネルなどから点灯継続を要求する返答信号を入力させるようにしてもよい。
しかし、消灯予告及び返答は、音声に限らない。例えば、ランプを点滅させて消灯予告をしたり、ディスプレイに消灯予告を表示せたりしてもよいし、専用のスイッチやタッチパネルなどから点灯継続を要求する返答信号を入力させるようにしてもよい。
この発明は、原則として照明が必要な時間帯が決まっていて、予め設定されたスケジュールで照明機器のオン・オフ制御が可能で、特に照明機器の設置台数が多い場所に適している。
E エリア
1 照明機器
2 照明制御部
3 電力測定部
C 処理部
4 スケジュール制御部
9 待機電力到達判定部
10 消灯判定部
11 電力量演算部
12 主制御部
14 データ記憶部
k1 第1の期間
k3 第3の期間
1 照明機器
2 照明制御部
3 電力測定部
C 処理部
4 スケジュール制御部
9 待機電力到達判定部
10 消灯判定部
11 電力量演算部
12 主制御部
14 データ記憶部
k1 第1の期間
k3 第3の期間
Claims (3)
- エリア内に設けた照明機器と、
この照明機器を上記エリア単位で点灯・消灯制御する照明制御部と、
上記エリア内の消費電力量を測定する電力測定部と、
上記電力測定部から入力した消費電力量に関するデータを記憶するデータ記憶部と、
上記照明制御部、電力測定部及びデータ記憶部に接続され、上記照明制御部を制御する処理部とからなり、
上記処理部は、
あらかじめ設定されたスケジュールに基づいて上記エリア内の照明制御部を点灯あるいは消灯動作させるスケジュール制御を実行する機能と、
上記エリア内の照明機器の点灯・消灯状態を検出する機能と、
上記照明機器が上記スケジュールに反した強制点灯状態であるか否かを判定する機能と、
上記エリアの消費電力量の最低値に応じて設定した最小しきい値を記憶する機能と、
上記照明機器が上記スケジュールに反した強制点灯状態にあるとき、
あらかじめ設定した期間における上記エリアの照明機器以外の電気機器の消費電力量を上記電力測定部の測定値に基づいて特定する機能と、
上記特定した消費電力量が上記最小しきい値以下か否かを判定するしきい値判定を実行する機能と、
上記消費電力量が上記最小しきい値以下であると判定したとき、上記強制点灯状態の照明機器を消灯すべきか否かを判定する消灯判定を実行する機能と、
上記消灯判定において消灯すべきと判定したとき、上記照明制御部に消灯動作させる機能と、
上記しきい値判定において消費電力量が上記最小しきい値より大きいと判定した場合あるいは上記消灯判定において点灯状態を維持すべきと判定した場合であって上記強制点灯状態の継続中には上記しきい値判定を繰り返す機能と、
上記強制点灯状態の継続中に、上記スケジュールにおける点灯開始時刻に達したことを検出したとき、上記制御プログラムによるスケジュール制御を復帰させる機能と、
を備えた照明機器の制御システム。 - 上記処理部は、
上記消灯判定の判定基準として消費電力量の変化量あるいは変化率に関する変化量しきい値を記憶するとともに、
上記消費電力量が上記最小しきい値以下であると判定した後の上記消灯判定において、上記しきい値判定後の設定期間内での消費電力量の変化量あるいは変化率を算出し、算出した変化量あるいは変化率が上記変化量しきい値以下の場合に消灯すべきと判定する請求項1に記載の照明機器の制御システム。 - 上記処理部は、
上記しきい値判定後の設定期間における上記消費電力量の値及び上記消費電力量の変化量あるいは変化率を前件部とし、消灯すべきか否かを後件部とするファジィ理論に基づいた消灯判定ルールを記憶し、この消灯判定ルールに基づいて上記消灯判定を実行する請求項1に記載の照明機器の制御システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013215031A JP2015079600A (ja) | 2013-10-15 | 2013-10-15 | 照明機器の制御システム |
Applications Claiming Priority (1)
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JP (1) | JP2015079600A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017111380A1 (de) | 2016-05-26 | 2017-11-30 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Beleuchtungssteuervorrichtung, Beleuchtungssystem und Steuerverfahren |
-
2013
- 2013-10-15 JP JP2013215031A patent/JP2015079600A/ja active Pending
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