HVAC 自動化制御

これまでの使用電力から需要を予測して、空調を先回りで調整します。

HVAC コントローラのポイントと電力メーターを1つのポイントモデルに集約し、建物自身の履歴から設定値を予測、現場からの読み戻しが一致した場合のみ書き込みを反映——不一致時はロールバックしアラートを発報。

英語表示のポイント詳細パネル —— 安全範囲を保存し、現在値とドライラン結果を確認するまで、出力ポリシーは無効のままです。コンソールのモックゲートウェイ上のテストデータであり、試運転済みの実現場ではありません。

接続元の一覧画面 —— SDM630 の Modbus TCP ソースと空調の BACnet/IP ソースがいずれもオンラインで、登録済みポイント数を表示しています。フィールド機器はシミュレータですが、ゲートウェイの登録フローは実物です。

中国語表示のコマンド受領票 —— 設定値の手動変更と圧縮機の起動停止の書き込みについて、要求値・実効値・操作者とプロトコルの応答を表示しています。機器はシミュレータで、これはロールバックやアラームのデモではありません。

取得中に SDM630 ソースを停止した後の、中国語表示のポイントテーブル —— SDM630 の 10 ポイントが「オフライン」、空調の BACnet ソースは「正常」のままです。電力計はシミュレータで、これはアラームバナーではなくポイントごとの品質状態です。

SDM630 シミュレータを SIGTERM で停止した後の、中国語表示のアラームバナー —— 未復旧かつ未確認の「ソースオフライン」警告が 1 件表示されています。電力計はシミュレータですが、アラーム経路は実物です。

読み戻し列付きの中国語表示のコマンド受領票 —— 予測による書き込みは「読み戻し/一致」、外部からの変更は「不一致、補正済み・99」と表示され、その後に補正コマンドが続きます。Modbus 機器はシミュレータですが、書き込み・検証・補正の経路は実物です。

再利用できる現場テンプレート

中央熱源機が固定スケジュールで動いていて、コントローラーが標準プロトコルに対応し、点の読み書き権限がある建物。

オフィスビルのゾーン制御

オフィスビルのゾーン制御

執務フロア、会議エリア、機械室の前室。ゾーンごとに設定値を予測し、1 サイクル観察してから書き込みを有効にします。

商業施設と複合ビル

商業施設と複合ビル

商業施設の各フロア、映画館のホワイエ、地下駐車場の給排気。フロアごとに電力量計を置き、使用電力と設定値を並べて見ます。

工場と既存設備の改修

工場と既存設備の改修

工場の空調機械室、プロトコルが混在する古い工場。予測はシフト計画に合わせ、異なるプロトコルを一つの点リストにまとめます。

適さない条件:個別空調機、認証された安全制御が必要な用途。書き込みを有効にする前に電力量計のバイトオーダーを確認し、ロールバックと警報を自社の設備で一度ずつ試してください。

どう実現するか

現場にある空調コントローラーと電力量計をゲートウェイホスト(reComputer R1100)に接続し、ブラウザのコンソールと既存の上位システムから読み取ります。

暖房・換気・空調(HVAC)自動制御の機器構成:Eastron SDM630 電力量計と HVAC コントローラーが Modbus、OPC UA、BACnet/IP で 1 台のゲートウェイホストに接続し、ゲートウェイはポイントを読み取り、設定値を予測して読み戻し確認付きで書き戻し、HTTP 8280 でブラウザコンソールと北向きシステムに配信する

3 つの要素で構成されます。現場にすでにある設備(コントローラーと電力量計)、ポイントモデルと制御経路を保持する 1 台のゲートウェイホスト、そして結果を読み取る側です。電力量計、コントローラー、ゲートウェイの間のデータはプラント網の外へ出ません。外部へ送信されるのは、自分で選んで北向きに公開したデータだけです。

現場デバイス

接続するのは現場にすでにある設備そのもので、プラント側の機器を交換することはありません。

現場デバイス接続方式提供するデータ
HVAC コントローラーOPC UA、Modbus TCP/RTU、または BACnet/IP設定値、実測温度、運転モード——読み書きされるポイント
Eastron SDM630 電力量計Modbus TCP、Modbus TCP ゲートウェイ、または RS-485読み取り専用ポイント 10 個:三相電圧・電流、総有効電力、力率、周波数、積算電力量
内蔵 OPC UA シミュレーター同梱、ポート 4841プラントを接続せずに一通り動作確認できる

値を信頼する前に、電力量計のバイト順とワード順を確認してください。 内蔵の SDM630 テンプレートはビッグエンディアンをデフォルトとしていますが、これはベンダー公開資料に基づくものであり、実機で確認された値ではありません。電力量計のポイントは読み取り専用で、書き込み可能な 50 ポイントには含まれません。

アーキテクチャ内部、テスト方法と各プラットフォームの実測データ技術 Wiki を見る →

どこまでできるか

装置を立ち上げたあと、空調運転担当者がブラウザーのコンソールで予測を確認し、書き込みを承認し、実行結果を監査します。

1 つのポートでサイト全体を見渡す

  • 1画面でデバイス数・ポイント数・アラーム数
  • 取得成功率と書き込み読み戻し一致率の24時間推移
  • プロトコル別ポイント表とソースカード

品質表示で停電がひと目で分かる

  • ポイントごとに品質列を表示
  • 電力計源が停止、BACnet源は正常のまま
  • 現在値確認後に書き込みを許可

書き込みごとに応答と読み戻し

  • 応答に要求値・確定値・読み戻し判定を記録
  • 不一致は自動で補償コマンドを発行
  • 取り消しと補償を別々の行で記録

予測はまず観測、ルール通過後に書き込み

  • 訓練・バインド・ルール・監視の4段階
  • 監視表に現在値・予測値・送信結果を表示
  • ルール変更は別の操作者の確認が必要

3 つの故障種別にそれぞれアラーム

  • offline・不一致・鮮度切れの3種のアラーム
  • バナーに未回復・未確認の件数を表示
  • ソースoffline警報とポイント状態が同期
実測データ

開発機(reComputer R2000 シリーズ、arm64)上でプロトコルシミュレータを用いて測定した処理容量とレイテンシの基準値です。

指標代表値機器選定の目安
2,000 点収集スループット349.99 events/s(目標値の 99.99%)reComputer R2000 シリーズ4 つのプロトコルソース、収集周期 5 秒/10 秒、180 秒安定動作
予測サイクルレイテンシ最大 46.27 ms(制御判定 1.41 ms)reComputer R2000 シリーズKNN 予測モデルの 1 サイクル計算時間、無負荷時
メモリ・リソース使用量プロセスグループ RSS ピーク 217.3 MiBreComputer R2000 シリーズコンテナ単体で動作し、システム余力を十分に確保

省エネ率は主張しません。この数値にはベースライン、気象と在室の正規化が必要です。機器ごとの実測データとテスト条件は エンジニアリング Wiki · HVAC 最適化ソリューション を参照してください。

テスト方法・条件の注記・4 つの実測表 · 技術 Wiki を見る →
何が取り出せるか

本デプロイが公開するものは、すべてゲートウェイホストの 1 つの HTTP ポートの背後にあります。

ポート / エンドポイント内容インターネット
8280 /ブラウザコンソール —— ポイントごとの品質付きポイントテーブル、電力計の登録、予測の実行、コマンド受領票、読み戻し結果、アラームバナー不要
8280 /system/runtime-metricsランタイムのカウンタ。ノースバウンド配信を有効にしている場合はスプールのカウンタを含む不要
8280 /api/v1/health起動時に使うヘルスチェック不要
4841内蔵 OPC UA シミュレータのエンドポイント。ドライランに使用不要

書き込みごとにコマンド受領票が残ります:要求値、実効値、実行者、プロトコルの応答、読み戻し結果。ロールバックが発行した補正は、取り消した書き込みの直後に独立した受領票として現れます。読み戻して確認するのは Modbus のポイントのみで、BACnet の出力は対象外です。

全ペイロードフィールドと Home Assistant の自動検出エンティティ · 技術 Wiki を見る →
自社システムへの移植

再利用できる単位は「空調」ではなく、「1 つのポイントモデル → 予測 → 承認された書き込み → 読み戻し → ロールバック → 原因別のアラーム」というチェーンです。設定値に紐づくのは中央の区間だけ —— 予測モデルと、何が正当な設定値かを決める安全限界です。その周辺はすべてそのまま使えます。

レイヤー移植時に必要な作業
プロトコルアダプタ(OPC UA、Modbus TCP/RTU、BACnet/IP)とポイントレジストリそのまま再利用
単一パーサを通す電力計・機器テンプレートそのまま再利用(新しいテンプレートを 1 つ書く)
書き込み許可フラグ、書き込みポリシー、最終正常値の凍結そのまま再利用
読み戻し比較と 5 種類のロールバック条件そのまま再利用
原因別のアラーム、確認、復旧そのまま再利用
予測モデルとその特徴量新しいプロセスの運転履歴で再学習
安全限界(範囲、変化率、モードのホワイトリスト)新しいプロセス向けに再導出し、再承認

形の似たプロセスは同じ範囲に入ります:スケジュールに沿って運用者が手で設定し、値を読み戻せて、誤った値が危険ではなく不快にとどまる設定値 —— 冷水温度、ポンプ圧力、圧縮機の台数制御、湿度など。

適さない形態

  • 安全ループ上の用途。 認証がなく、上位層がインターロックに書き込むのは何もしないより悪い結果になります。
  • 速いプロセス。 予測ループは 1 秒あたり 1 サイクル未満で動作します。秒未満の閉ループはコントローラ側の仕事です。
  • 読み戻せない機器。 書き込み専用のアクチュエータは検証できず、ロールバックは照合する対象を持ちません。

どう導入するか

現場の状況をお聞かせください。ハードウェアはこちらで選び、その後データ接続と手順に進みます。

機器の接続方式

電力計とコントローラはどのようにゲートウェイに接続しますか?ここで決まるのはゲートウェイに必要なポートであり、動かすモデルではありません。

自分で比べる:各構成のスペック対照デプロイガイド · 60min →
構成役割機材数量
標準デプロイEdge DevicereComputer R1100 シリーズ1

パッケージは 1 つです。重要な選択は購入時ではなく、試運転時に行います。

パッケージゲートウェイホスト導入するもの初日の制御
標準デプロイreComputer R1100、または設備ネットワーク上の任意の x86-64 / arm64 Docker ホストKNN 予測サービス、ポイントモデル、電力計の登録、読み戻しとロールバック付きの書き込み経路、アラームの許容範囲、ポート 8280 のブラウザコンソール行いません —— 読み戻し・ロールバック・アラームを自社設備で各 1 回実行し、担当技術者が安全限界を承認するまでは観察のみです

パッケージ内でエッジ機器は任意です。すでにある機器へのデプロイも対象で、SSH 経由のリモートデプロイは、電力計が RS-485 上にある場合や、コントローラネットワークに作業端末から到達できない場合に使います。

難易度は 中級、コンソールが起動してポイントが読めるまでの目安は 60 分 です。試運転 —— 電力計の登録、観察モードでの在室サイクル、意図的な障害注入、そして書き込みの有効化 —— はこれより長くかかり、そのデプロイが信頼できるかどうかを決める工程です。

よくある質問

数値は主張していません。このパッケージにはベースラインの比較、天候や稼働率による正規化、合意された測定期間のいずれもありません。提供するのはその検証を行うための計測基盤です——電力メーターと空調のポイントが同じ表に並び、予測値と実測値を突き合わせられ、書き込みには監査記録が残ります。

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