专利名称：多功能控制器的制作方法
一般而言，本发明是关于一种用于过程控制的控制器。更具体地说，本发明的目标是一种控制器，它即具有高级(high-grade)功能，也具有较好的人-机接口功能，利用一种全点型显示单元作为操作面板，在其上能有选择地显示出各种控制操作信息，而且还能响应操作键的信号来选择控制操作以及不同的控制面板图面，并进而能设置各种参数。
通常，一种配有微处理器的单环路控制器已在现场广泛使用。与分布式控制系统(DCS)相比，这种单环路控制器的好处是工程负担轻而且有较好的可操作性。
例如，这种单环路控制器之一已在日本专利公开物第57-57721(1982)号上发表。在这个已知的单环路控制器中，用于显示控制所需信号(过程容量PV(processvolume)、设定值SV及控制输出MV)的指示器、用于改变设定值的操作键以及用于改变控制方式(自动控制方式和人工控制方式)的操作键都安排在前操作面板，而用于设定控制计算的各种参数和指定各种功能及校正计算的设置手段却放在单环路控制器的侧面。
尽管这种传统的控制器的一个优点是能保持与模拟控制器中具有的同样的可操作性，但存在的问题是测量仪器必须从机框中拉出来，而且必须操作放在这些测量仪器侧面的设置装置才能设置各种参数。再有，由于在前面板上只提供了实现控制所需的最少数量的指示器和操作键，所以，控制操作所需的信息(例如过程量PV的趋势信息)必须记录在该控制器附带的单独的记录器上。
完成本发明是试图解决上述各个问题，所以本发明的主要目的是提供这样一种控制器，它具有更好的可操作性，在其前面板上提供的操作键总数已减至最少，却能够以简单的键操作来显示各种信息，例如，关于过程量PV的趋势信息，以及用于设置控制器各种控制参数的信息。
本发明的另一个目的是提供一种控制器，它能够容易地选择和执行下述功能作为一个单环路控制器，其中，以单个控制器来执行单个控制循环的功能;作为一个级联控制器的功能;作为一个选择控制器的功能，以及作为由通用硬件实现的程序控制器的功能。
本发明的又一个目的是提供一种高可靠性的控制器，即使在控制计算装置和控制显示各种信息的控制装置失效时也能够快速地完成后援(backup)操作。
本发明的再一个目的是提供一种易于调节的控制器，从现场提供的各种传感器中提取出来的传感器信号(被注入的传感器信号)能被直接输入到该传感器中。
现将结合附图来解释本发明的上述目的及其他特征，这些附图是
图1是根据本发明的一个控制器的外观布置实例的透视图;
图2是根据本发明的一个最佳实施例构成的控制器电路配置的原理方框图;
图3绘出了一个操作面板图面及分配给各操作键的各种功能;
图4表示一种趋势图面板图面有分配给各操作键的各种功能;
图5绘出了一个调节(runing)面板图面及分配给各操作键的各种功能;
图6用于解释图2所示控制器中各种有效面板图面的扩展关系;
图7是根据本发明的另一个最佳实施例构成的控制器原理方框图;
图8表示一个报警面板图面及分配给各操作键的各种功能;
图9显示出一种信号控制器的工程管理面板;
图10用于解释图7所示控制器中有效面板图面扩展关系的一种状态;
图11是根据本发明的又一个最佳实施例构成的控制器的原理电路方框图;
图12是在控制装置中的第一功能模块3a的结构原理方框图;
图13是在控制装置中的第二功能模块3b的结构原理方框图;
图14是一个工程管理面板(环境装置面板)示意图;
图15示意性给出当图11所示最佳实施例中选取第二功能模块(级联)时生效的屏幕扩展关系;
图16是第三功能模块(选择器功能模块)的原理方框图;
图17是第四功能模块(可编程控制器功能模块)的原理方框图;
图18的原理方框图表示出根据本发明的又一个最佳实施例构成的控制器的结构配置;
图19是一个原理图，说明图18所示控制控制器中前面板与人工后援装置之间的设备关系;
图20的原理方框图表示出又一个最佳实施例。在该实施例中，控制器内安装了一个信号调节器，用于将来自传感器的信号调节成有规则的信号;
图21是一种结构配置的原理方框图。在这一结构配置中，来自安装在该过程(process)中的传感器的信号能被直接输入，并利用了其结构与上述不同的后援装置;
图22是控制器主体及后援装置的外观简图;
图23是主要部分的连接图，用于说明该后援装置是存放在图21所示控制器的机箱内。
图1是根据本发明的一例构成的控制器的外观透视图。在该图中，符号“CL”表示该控制器的主体，符号“PL”表示该控制器的前面板。在这个前面板中提供了诸如带有背后照明功能的全点型液晶显示器10，一组操作键KY1至KY7位于该显示器一侧，还有一组操作键KY8至KY10并排放在该显示器10的下部。
显示器10作为一个袖珍CRT(阴极射线发生器)被置成能混合显示字符和图形。各个操作键被安排成例如按钮开关。
在控制器的侧面既没有用于设置参数的操作键，也没有显示单元或各种设置开关。与此相对照的是，在传统的控制器的侧表面上却利用了这些装置、开关和键。
图2是根据本发明的一个最佳实施例构成的一个控制器的电路配置原理方框图。在该图中，参考数字1代表测量值寄存器(PV寄存器)，用于存贮过程值(测量值)PV;参考数字2表示设定值寄存器(SV寄存器)，用于存贮设定值SV;参考数字3表示一个控制计算单元(比例积分微分(PID)控制装置)，用于完成控制计算，例如计算测量值PV与设定值SV之间偏差(差值)的PID;参考数字4表示一个参数设置装置，它有一个寄存器用于存放控制计算单元3中使用的各种参数(例如PID参数)，该设定参数装置用于将PID参数及其他类似参数置入控制计算单元3;还有，参考数字5是一个输出寄存器，用于存贮控制计算单元3中计算出来的控制输出(操作量)MV。应该指出的是，所有这些功能都是由安装在一个微处理器中的软件实现的。
还有，图2中的参考数字6代表一个人工控制装置，用于人工控制其控制输出MV，该装置的构成使得人工输出能根据操作键KY8-KY10的指令而受到控制，而且该人工控制装置只在人工方式下才变成有效。参考数字71和72表示操作方式变换开关，它们是这样安排的使之能利用一个外部计算机响应来自操作方式变换键KY1至KY3的指令(下文将描述)，从而选择操作方式，可选的操作方式是操作方式、自动操作方式、及人工操作方式。这些结构安排与利用微处理器的传统的控制器的结构安排基本相似。
再有，参考数字10是在图1中已给出的显示器，它放在控制器的前面板上，符号“KB”是一个操作键盘，位于该显示器10的周围，在键盘上利用了一组操作键KY1至KY10。在这些操作键当中，例如用于指示在显示器显示扩展面板图面板扩展键功能，已分配给操作键KY7。
在图2中，参考数字8表示一个生成面板装置，用于生成地显示单元10上显示出的各种面板图面，测量值PV、设定值SV、以及控制输出MV都分别输入到该生成面板装置中，来自操作键盘KB的信号也被输入其中。在这个生成面板装置8中，参考数字81代表生成工作面板装置，该生成工作面板装置81具有这样一种生成工作面板的功能，即在设定值SV之值与测量值PV之值有关的情况下，以柱状图(barqraoh)的形式将测量值PV之值和控制输出MV之值显示在显示器10上。也是在生成面板装置8中，参考数字82指示一个生成趋势图面板装置，它用于在显示器10上显示出测量值PV的变化趋势，构成趋势图;参数83代表一个生成调节面板装置，用于调节/设定需要置入控制计算装置3中的各种控制计算面板。
参考数字9是一个显示控制装置，用于控制将面板显示(面板扩展)送到显示器10。该显示控制装置9控制面板扩展的方式是一旦收到来自面板扩展键KY7的信号，便在显示器10上显示出由产生工作面板装置81生成的工作面板图面和由产生趋势图面板装置82生成的趋势图面板图面;当同时接收到来自面板扩展键KY7的信号以及来自与该面板扩展键KY7独立的例如特定操作键KY9的信号时，则在显示器10上显示出由产生调节面板装置83产生的调节面板。
在图2中，参考数字11表示一个操作键功能变换装置，它接收由显示控制装置9在显示器10上生成的面板扩展信息，从而改变一组操作键(例如键KY1至KY10)的功能。这个操作键功能变换装置11的构成使得例如在显示器10上显示出工作面板时各操作键KY1至KY6的功能是作为变换控制方式或设定值的操作键，而当显示出调节面板时，这些操作键KY1至KY6的功能是作为选择参数种类或设置参数值的操作键。
图3代表当由产生工作面板装置81生成工作面板并将该工作面板显示出来时分配给各操作键的各种功能。
显示在显示器10的工作面板是这样的测量值PV作为柱状图BG1显示在这一面板的中心附近，它根据该测量值的大小沿面板垂直方向扩展或压缩，而控制输出MV作为柱状图表示在该面板的下侧，它根据该控制值的大小沿面板水平方向扩展或压缩。应该指出，如本实施例的放大图所示，这些柱状图的形状是这样构成的它们的凹-凸部分以预先选定的沿扩展/压缩方向的间距(pitch)排成一列。结果，使很容易辨识出柱状图上一个尖峰部分长度的微小变化。
关于指示控制输出MV的柱状图BG2，在该面板图左侧显示的符号“C”表明控制输出MV变小了，而且例如阀门被关闭了。类似地，在右侧的符号“0”表明沿这一方向其阀门被打开。同样，设定值SV由三角形指示标记MK来指出，与代表测量值的粒状图BG1有相同的尺度。这一指示标志随着设定值的改变(对操作键KY4和KY5进行操作)而在垂直方向沿标尺SL移动。这种显示状态是模仿传统的控制器的前面板平面(测量装置面板)，所以在监视和操作那些控制操作条件时，对于习惯于传统控制器的操作人员而言，这一操作面板不会造成任何不适宜的感觉。
PV值、SV值、及MV值也作为数字值显示在工作面板上。在面板的上部显示出赋给控制器的控制环路的标记号(TIC-100)。根据这样一个操作面板，当一位操作员在远离控制器的地方监视工作面板时，对应于主要数据的PV值、SV值和MV值能作为模拟量表示辨认出来，而当操作员接近该控制器时，则能将这些数据的具体数值以其数字表示认读出来。
在键盘KB中，改变操作方式的功能已赋给操作键KY1至KY3，图2所示开关装置71和72即响应由这些操作键发出的信号而被驱动。就是说，当压下操作键KY1时，由外部计算机给出设定值SV，从而设定一个外部计算机操作方式，由外部计算机实现其控制操作。当按下操作键KY2时，设定了自动操作方式，于是只由该控制器来完成控制操作。当按下操作键KY3时，则设定了数值控制方式，于是可由人工控制其控制输出MV。
分配给操作键KY4和KY5的功能是设置设定值SV。通过按这两个操作键可以改变设定值寄存器2的值。可以由显示器10上设定值标记MK的位置认出设定值寄存器2中的这个值。
当选定人工控制方式时用于改变控制输出MV的功能已分配给操作键KY8至KY10。换句话说，在选定了人工控制方式的情况下，由这些操作键得到的信号被送给人工控制装置6。在本最佳实施例中，当按下操作键KY8时，其控制输出MV被减小，而当按下操作键KY10时，其控制输出MV被增大。再有，当操作键KY8和键KY10之一与操作键KY9(加速键)被同时按下时，则使控制输出MV的增大速度或减小速度被显著提高，从而能迅速达到所希望的控制输出值。
图4给出由生成趋势图面板装置82形成的面板以及当该面板显示出来的时候分配给各操作键的各个功能。
在这一趋势图面板中，由控制器加载的控制环路的测量值PV被显示出来，其显示方式是从最多为本测量时刻之前48小时起至本测量时刻之间的过去的测量数据作为趋势图TG显示出来。在趋势图上的最后时刻的位置还以柱状图BG1的形式显示出设定值SV，并显示出设定值指示标记MR。当要抓住起始时刻的过程行为、要监视稳态操作、以及在次日早晨确认夜间和周末生效的无人运行状态时，这种趋势图是有用处的。例如，以线条记录下来在预先给定的记录周期内所发生的过程值PV的极大值和极小值，便能识别出在一个短时间段内数据中发生的突变。
在面板的下部，以柱状图BG2表示出控制输出MV，该柱状图可以根据控制输出MV值的大小沿水平方向扩展或压缩。这个柱状图表示形式与操作面板上的柱状图相似。在面板的上部，以数字值形式显示出当前时刻的PV值、SV值和MV值。
在键盘KB的各键当中，分配给操作键KY1至KY10(在该图中略掉了键KY1至KY7)的功能与显示操作面板时那些键的功能相似。应该指出的是，例如指示扩展/压缩趋势图时间轴的功能及扩展/压缩取值范围(振幅方向)的功能可以分配给操作键KY4和KY5。
在图5中给出了由产生调节面板装置83所生成的面板图面的一个实例，并显示出当显示该面板时分配给各操作键的各种功能。作为控制器中的调节元素的有，例如，PID计算参数的调节和PID计算参数的自调节(STC)。在该最佳的实施例中，调节面板显示了诸如PID计算参数等。这个调节面板是以调节菜单(menu)面板上选取出来的。
在这个PID计算参数调节面板上，同时显示出了与PID计算参数有关的大量参数，并在面板的上部的放大窗上显示出设置项目及其参数设定值。结果，既能设定所希望的参数，同时又能掌握被设定的一个参数与其他参数的相互关系。
在面板的右侧与各操作键相对应的位置上显示出代表分配给各操作键的功能的符号。就是说，对操作键KY1和KY2显示出移动游标位置(反转色显示部分)的键功能，对操作键KY3显示出存贮键功能，对操作键KY4和KY5显示出增大/减小参数设定值的键功能，而对操作键KY6则显示出作为变换键的功能。
应当指出，变换键KY6的功能是当该操作键被操作(按下)和正在被操作(按下)时，它能够监视工作面板或趋势图面板(就是说，在该面板扩展到调节面板之前已经显示的面板)。由于利用了这样一个变换键，当在显示器10的屏幕上显示和监视工作面板或趋势图面板时，也可以改变/控制参数的取值，对显示在显示器10的同一屏幕上的调节结果也可以这样做。
当扩展到该调节面板时，借助于操作键功能变换装置11，各操作键的功能便变换成屏幕上所示的相应功能。
在这个调节面板中，利用操作键KY1和KY2(光标移动键)来移动游标(反转色指示)，借以选择要设置的项目。这时选定的项目以放大的形式显示在上部的放大窗上。以便于观察。在这个实际中，所表示的状态是选择了一个比例带宽(propotionasband)PB。
接下来，对操作键KY4或KY5(增大或减小键)进行操作来增大或减小参数之值(在这一场合是450.0)使之改变到所希望的值。虽然这个设定值本身是有用处的，通过对操作键KY3(存贮键)的操作将该参数值存贮到参数设定装置4中使用的永久性存贮器(寄存器)中。
图6是面板扩展关系的示意图。首先，图3所示工作面板作为一个标准面板显示在显示器10上。在显示出这个工作面板(标准面板)的情况下，当操作面板扩展键KY7时，将显示出图4所示的趋势图面板。如果在显示趋势图面板的情况下再次操作面板扩展键KY7，则所显示的趋势图面板将返回到工作面板。在本例中，控制器控制一个控制回路。在由这个控制器以平行方式控制一组控制回路时，其结构安排是也能对于其他控制环路显示出工作面板和趋势图面板，如图中的虚线所示。
当工作面板或趋势图面板正在显示时，如果同时按下面板扩展键KY7和加速键KY9，则如图5所示，表示出调节菜单面板，以便扩展到调节面板。例如，如果这里指定(选择)了PID计算参数调节面板，则显示出图5所代表的面板。应该指出的是，在调节菜单面板中为了选择所希望的调节面板，通过将各个可选择项目分配给各操作键KY1至KY6作为软键(softkey)，从而要以选择出6个项目。
在显示出调节面板的情况下按变换键KY6时，则在该变换键被按下的过程中显示出工作面板或趋势图面板。当按下变换键KY6时是显示工作面板还是显示趋势图面板的选择取决于就在操作转向调节菜单面板之前显示的是哪一个面板。就是说，如果面板是从工作面板扩展到调节面板，那么当按下变换键KY6时便显示出工作面板。然后，当这个被按下的变换键KY6被放开时，所显示的面板又返回到原来的调节设置面板。
当在显示调节面板的情况下同时按下面板扩展键KY7和加速键KY9时，所显示的面板返回到工作面板或趋势图面板，而当这些被按下的键被放开之后，仍然保持显示所选的那一个面板。
图7的原理方框图显示出根据本发明的另一个最佳实施例构成的控制器的结构安排。根据这一个最佳实施例，在产生面板装置8中提供了一个产生报警面板装置84，用于在工作面板和趋势图面板同一层次上显示各种报警信息。在产生面板装置8中还提供了一个工程管理面板(engineeringpanel)产生装置85。这个产生工程管理面板装置85主要用于那些层次低于调节面板的管理功能，如选择控制器的某种功能、设置某一输入范围、以及设置通讯功能等。
图8表示由产生报警面板装置84产生的报警面板的一个实例以及当显示这一面板时分配给各操作键的各种功能，这个报警面板能由其他面板扩展而来，例如，通过操作面板扩展键KY6，可从趋势图面板扩展而来。
这个控制器装备了诸如下述的各种功能例如，实现监视是否过程值PV超过某一上限值和某一下限值，另一项是监视当PID计算参数为自调节时这些参数是否被正确地调节，另一项是系统监视，监视控制器本身的操作是否被正确执行。
报警面板对应于这样一个面板，它用于识别/确认这些监视结果，并被安排成过程报警显示区AR1、自调节错误显示区AR2、系统报警区AR3以及其他类似的显示区。在靠近面板右下部对应于操作键KY6的位置表示出一个符号(CLR)，用以指示分配给这一操作键的清除功能。
在各自的报警区显示出相应的报警项目。应当指出的是，已用反转色形式显示的项目“PL1”表示当前发生的项目。而用非反转色形式显示的项目代表在过去发生的项目。在每一项目的头部显示的＊号是用于请求操作员予以确认的记号。当操作被分配了清除功能的操作键KY6时，就表明所发生的报警已被确认，于是＊号即行消失。
图9代表由产生工程管理面板装置85所产生的工程管理面板的一个实例，并给出当显示这一面板时分配给各操作键的各种功能。当在调节面板状态下同时操作面板扩展键KY6和加速键KY9时，首先显示出用于选择工程管理面板的菜单面板，由菜单面板选出图9所代表的工程管理面板。
图9中显示出信号调节面板，用于设置与控制器耦合的传感器输入的类型、取值范围、以及其他类似的设置。通常，是在控制器操作开始之前利用这些工程管理面板，并且是在控制计算被中断的情况下设置的。结果，在这个信号调节面板上不显示出表示控制输出MV的柱状图来监视过程。再有，在这一面板的情况下，在进行设置操作的同时，设定值被自动存贮于该控制器使用的一个存贮器中。作为存贮键的功能不曾分配给任何操作键。
这幅工程管理面板相应于完成对信号调节器进行工程管理的一个面板实例。参考数字91代表面板标题，参考数字92指出的标志说明是否可以进行一个设置操作，参考数字93给出一个设置项目的标题。在本例中，显示的是调整零点项的标题。参考数字94表示数据，参考数字95表示单位。菜单键(主项选择键)的功能已分配给操作键KY1，参数键(小项选择键)的功能已分配给操作键KY2，作为游标键的功能已分配给操作键KY3，作为设定值增大/减小键的功能已分配给操作键KY4和KY5。再有，作为设置数据写入键的功能已分配给操作键KY6。
在这个工程管理面板中，当控制器信号输入电路中使用的信号调节器内的设置数据被读出以便对其进行修改时，设置操作或这个操作命令就已经开始执行了。在信号调节单元中，各个项目被分类列入两个层次主项和小项，它们可由操作菜单键KY1和参数键KY2来相继读出，如同相继翻开书而那样。通过操作游标，可以选择被读出数据的每一个数字位，并由操作增大/减小键KY4和KY5来改变读出数据之值。当显示出所希望的数据时，由最后操作写入键KY6将这一数据写入信号调节器中使用的存贮器。
在工程管理面板上的数据设置操作必须在下述条件下进行控制器的控制计算被停止而且操作方式被转入“非操作方式”。结果，当首次显示工程管理面板或首次被扩展成工程管理面板时，在显示单元92上显示出表达式“SETINHIBIT(设置禁止)”表明不可能进行设置操作，以这种方式来指示是否可以进行设置操作。
在这种情况下，当操作游标键KY3时，设置状态被转入“SETRNABLE(设置使能)”状态，此时控制计算停止了，于是能够读出在信号调节器内的设置数据。
应当指出，在这些工程管理面板中准备了一个设置口令面板，为的是不让任何人自由地改变工程管理面板内的参数。当设定了某一个特定口令(例如由4位数字组成的口令)之后，在打开各个工程管理面板来修改参数的时候必须输入该口令。
图10示意性说明根据图7所示本发明最佳实施例构成的控制器中实现的面板扩展状态。该面板扩展状态与图6所示面板扩展的不同点在于通过操作面板扩展键KY7，可以从工作面板和趋势图面板转换成图8所示的报警面板。当在显示调节设置面板的情况下同时操作操作键KY7和操作键KY9时，这个调节设置面板便扩展成图9所示的工程管理面板。
根据具有这种结构安排的控制器，可以提供具有更好的可操作性的控制器，从而可以利用有限数量的操作键来实现控制操作的操作及设置各种参数的设置操作。能利用调节设置面板上的变换键来设置各种参数，同时用这同一个显示器来确认控制的操作条件。
图11是根据本发明的又一个最佳实施例构成的控制器的原理方框图。在图11中，参考数字1a表示存贮第一过程值(测量值)PV1的第一测量值寄存器;参考数字1b给出存贮第二过程值(测量值)PV2的第二测量值寄存器;参考数字2a是存贮第一设定值SV1的第一设定值寄存器;参考数字2b表示存贮第二设定值SV2的第二设定值寄存器;参考数字3代表一个控制装置，用于完成对那里的信号进行预定的计算以及执行某种控制计算，例如，将存贮在第一和第二测量值寄存器1a和1b中的测量值PV1和PV2及存贮在第一和第二设定值寄存器2a和2b中的设定值SV1和SV2输入其中并对测量值和预定值的偏差进行PID计算。
在这个控制装置3中，参考数字3a代表第一功能模块，其功能是作为单环路控制器对于单个控制部件执行单环路控制，而第二功能模块的功能是作一个级联控制器以串联的二个控制部件实现级联控制。
参考数字41是一个参数设置装置，它包括一个存贮诸如用于控制装置3的PID等各种参数的存贮器。该装置的作用是将PID参数送入控制装置3。参考数字42表示用于选择第一和第二功能模块的功能选择装置。参考数字5是一个输出寄存器，用于存贮在控制装置3中计算出来的控制输出(操作量)MV。这些功能是借助安装在微处理器中的软件实现的。参考数字6是一个用于人工控制该控制输出的人工控制装置，这一装置6的结构使它只在人工方式下才能起作用，那时能根据来自操作键KY8到KY10的指令来控制人工输出。
用于控制将面板显示(面板扩展)送到显示器10的一个显示控制装置9自动地重新安排由产生面板装置8所产生的各种面板，并根据来自显示扩展键KY7的信号将重新安排的面板显示在显示器10上。
就是说，当由功能选择装置42选出第一功能模块时，即完成作为单环路控制器所要求的面板重新安排，这时接收来自面板扩展键KY7的信号，对于第一过程值PV1，在显示器10上显示出由工作面产生装置产生的工作面板、由趋势图产生装置82产生的趋势图面板、由调节面板产生装置83产生的调节面板、由报警面板产生装置84产生的报警面板、由工程管理面板产生装置85产生的工程管理面板以及其他类似面板。
当选择第二功能模块时，则根据作为级联控制器所要求的面板来对当前面板进行重新安排，对于第一过程值PV1和第二过程值PV2，在接收来自面板扩展键KY7的信号时，即在显示器10上显示出由工作面板产生装置81产生的工作面板、由趋势图面板产生装置82产生的趋势图面板、由调节面板产生装置83产生的调节面板、由报警面板产生装置84产生的报警面板、由工程管理面板产生装置85产生的工程管理面板以及其他类似面板。
图12是在控制装置3中使用的第一功能模块3a的结构原理方框图。在该图中，参考数字31表示一个控制部件，它针对输入的第一过程值PV1和输入的第二过程值PV2，完成报警过程和控制计算过程。参考数字32给出对控制部件31得到的计算结构进行限界处理(limitingprocedure)的部件。该第一功能部件的结构安排是使其模块功能作为单环路控制器来实现诸如对第一过程值PV1和第一设定值SV1之差进行PID控制计算等功能。
图13是在控制装置3中使用的第二功能模块3b的结构安排原理方框图。在这个功能模块3b中，参考数字32是一个限界处理模块，用于完成对输出值的限界处理，参考数字33给出一个控制部件，第二过程值PV2及来自控制部件31的信号都经过限界处理部件32加到该控制部件中作为设定值。这两个控制部件彼此串联，发挥级联控制器的功能。参考数字34指示一个限界处理部件，用于完成对控制部件33的计算结果的限界处理。
图14代表一个工程管理面板(环境设置面板)，用于在工程管理面板产生装置85所产生的工程管理面板上设置控制装置3的功能。
在这个面板上，由操作键KY1和KY2(在这一面板上这些键的功能是作为项目选择键)指定CTL项(选择控制器功能项)，并通过操作操作键KY4和KY5(对于数据，这两个键是作为INC/DIC(增大/减小键)在一功能模块(单环路)和第二功能模块(级联)之间进行选择，由此可完成功能选择。
除了控制器功能设置操作外，其他环境设置，命名通讯格式、开始方式、显示面板方法等，也可以利用这个面板来设置。
应该指出，在这个工程管理面板中能够无任何差错地实现设置操作，而由操作键KY1和KY2指定的项目(参数)以反转形式显示，同时这一项目被显示在以反转形式显示的面板标题下方的放大窗上。
当选择了第一功能模块(单环路)时，已由面板产生装置7生成的一组面板被显示控制装置8重新安排，图10中给出了在显示器10上要展示的这些重新安排的面板的序列。
图15给出当选择了第二功能模块“级联”时的一个实例，这时重新安排在面板产生装置8中形成面板和由显示控制装置9在显示器10上完成面板扩展的序列。
这就是说，如图3所指示的操作面板是标准面板，每次按下面板扩展键KY7时，面板从工作面板(用于显示PV1)开始扩展的顺序是趋势图面板(用于处理第一过程值PV1的面板、工作面板(为显示PV2)、趋势图面板(用于处理第二过程值PV2的面板)，最后是报警面板。在显示这些面板的情况下，如果同时按下面板扩展键KY7和加速键KY9，那么一个调节菜单面板(能够选择过程值PV1和PV2)显示出来，它将扩展为图5所示的调节面板。这里，例如当指定为PID计算参数调节面板时，当前面板便扩展成如图5所表示的面板。如果在显示调节面板的情况下按下变换键KY6，则在按下这一键的过程中显示出工作面板。
在显示调节面板的情况下，当同时按下面板扩展键KY7和加速键KY9时，则显示出一个工作管理菜单面板(能够选择过程值PV1和PV2)，它将要扩展成为图14所示的工程管理菜单。如果在这种状态下选定了用于功能设置的环境设置面板，则当前面板扩展成为图14所示的面板。当在显示工程管理面板的情况下同时按下面板扩展键KY7和加速键KY9，则当前面板返回到原来的工作面板。
如前面描述的那样，如果在功能选择装置42中选择了第一功能模块(单环路)或者第二功能模块(级联)则在显示器10上要显示的面板种类将自动地重新安排成对应于所选功能模块的那些面板，然后由显示控制装置8进行显示。
图16给出当利用了图11中控制装置3内以虚线框3b1所示的第三功能模块(选择器功能模块)时该选择器功能模块的结构原理方框图。
这个选择器功能模块的结构是将两个控制部件31和32彼此并联，从而具有选择器控制器的功能，用于执行自动选择器控制。
图17是控制装置3中由另一虚线框3c所示第四功能模块(可编程控制器功能模块)的结构原理方框图。
该功能模块的结构是使控制功能和计算功能都可编程的，从而具有可编程控制器的功能。
即使这些功能模块在控制装置3中被利用，如果这些功能模块中的任何一个被功能选择装置42选中，则各种面板将根据所选的功能来重新安排，然后这些面板将根据来自面板扩展键的信号进行扩展和显示。
应当指出，在图11所示的最佳实施例中，虽然当前面板是由调节面板扩展成工程管理面板的，但是，如果同时按下操作键KY7和加速键KY9，则工程管理面板能在调节面板扩展时所处的同一层次上进行扩展。
这样一个最佳实施例构成的设备所具有的特点是在控制装置中有一组功能模块，这些功能模块可以被选择，而且在显示器上显示的各种面板将根据所选择的功能进行重新安排，以便达到最佳的面板扩展。这样，由一个通用硬件控制器可以便捷地提供出各种功能，例如，单环路控制器、级联控制器、选择器控制器以及可编程控制器。
图18是根据本发明的又一个最佳实施例构成的控制器的结构原理方框图。即使在各自最佳实施例中的控制装置3或显示控制装置9出现了故障，该控制器都能完成后援操作。
图19中的符号“SW”表示一个人工选择开关，用于选择或者是来自输出装置5(包括一个输出寄存器和一个工作方式选择开关)的控制输出MVa或者是人工后援信号MVb(下文中将讨论)，并将选定的信号送到处理过程一侧(processside)。这个人工选择开关SW通常被置于选择来自输出装置5的控制输出MVa的位置上，并在人工后援操作时由操作员将其置于相对的位置上。一个指示该人工选择开关SW的选定位置的开关状态信号被送到控制装置3。参考数字5a代表一个电压/电流信号转换电路，用于将通过手动选择开关SW的电压信号转换成电流信号，但不需要将该信号作为电压信号输出。
参考数字50表示一个人工后援装置，用于将后援信号送到处理过程一侧，该后援信号是在人工后援操作过程中通过人工选择开关SW进行人工调节得到的。例如，在该人工后援装置50上提供了一个标尺54，处于触刷位置的移动范围上。在人工后援装置50上还装有一个电位器51，它能根据这个标尺来改变人工后援信号MVb之值。
参考数字52表示一个比较装置，用于将输出装置5输出的控制输出信号MVa与电位器51输出的后援信号MVb进行比较，参考数字53表示一个灯，它由比较电路52的输出信号来点亮。从电位器51输出的后援信号MVb提供给控制装置3。
图19是一个原理结构图，说明安装显示器10的前面板上各设定位置与人工后援装置50之间的关系。
在正常控制操作状态下，装有显示器10和键盘KB的仪器前面板上的设置位置如图1所示，而在人工后援状态下，前面板表面(显示器的位置)可以按箭头“a”所示方向向上翻转。
当前面板表面翻上去之后，人工后援装置50便出现在其尾部(显示器的背后)，从而可以操纵人工选择开关SW和用于移动电位器触刷的手轮55。同时还显示出可与外部设备相连的通讯接头91和92。
现在将描述在具有上述结构配置的仪器中当控制装置3出现故障，或者当显示控制装置9或输出装置5中的任何一个出现故障时需要进行的操作。
在控制装置3中发生的故障是由例如已知的监视(看门狗wotchdog)计时器或其他类似装置来检测的，该特别的检测信号被送到输出装置5或显示控制装置9。输出装置5一接到这个特别的检测信号便禁止来自控制装置3的闩锁(latch)输入，并使一个内部输出寄存器能被访问，以响应来自人工控制装置6的信号。显示控制装置9忽视来自控制装置3的访问，并利用它本身带有的A/D转换器将过程值PV和控制输出MVa转换成相应的数字信号，并将这些数字信号以柱状图或数字值的形式显示在显示器10上。
于是，当操作员观察在显示器10上显示的MV显示柱状图BG1及MV值时，他可以按下MV操作键KY8至KY10来改变输出装置5中使用的寄存器(升/降计数器)之值，从而能够人工操纵控制输出值MVa。
结果，即使当控制装置失灵，也能自动地保持控制输出值MVa，然后能利用人工控制装置6来人工操作控制输出值MVa。
(显示控制装置9或输出装置5故障)当显示控制装置9失灵时，由于不能显示控制输出值MVa，所以不能完成由人工控制装置实施的人工操作。类似地，在输出装置5失灵的情况下，既不能完成由人工控制装置6实施的人工操作，也不能完成由控制装置3实施的控制操作。
为避免这种最坏的情况，操作员必须把操作状态变成人工后援状态。实现向人工后援状态变换的操作是首先按图19中箭头“a”所示方向将前面板表面向上翻转，然后将位于后部的人工后援装置50置于可操作状态。
换句话说，当在这种情况下接通人工选择开关SW(即选定来自人工后援装置50的输出值MVb的状态)时，来自人工后援装置50的人工后援信号经由选择开关SW输出到处理过程一侧。然后，人工后援信号MVb之值由手轮55控制，并参照标尺54上所示之值，从而可以实现人工操作。
当改变成人工后援状态时(此时人工选择开关SW被置于“接通(ON)”状态)，如果人工后援装置50的输出值MVa不一致，则存在向处理过程一侧输出的输出信号受到急剧改变的危险。
为了防止这种危险，在人工后援装置50中已准备了比较电路52和灯53。就是说，如果在将人工选择开关SW拨到接通(ON)状态之前转动手轮55，在灯53接通的状态下将人工选择开关SW接通(ON)，那么在这种条件下，人工后援装置50的输出MVb与到此时已输出的控制输出值MVa一致(MVb＝MVa)，于是能完成向人工后援装置的变换。
应当指出，比较电路52可以这样构成使灯发的发光强度随MVb和MVa二值之差而变化。
在人工后援装置50运行的人工后援状态，人工选择开关SW的开关状态及人工后援信号MVb都被送到控制装置3，当控制装置3在正常状态下工作时，控制装置3的工作方式是送到输出装置5的控制输出值MVa之后跟随着人工后援信号MVb。结果，即使当人工后援状态被转换到正常控制操作状态(也就是，即使当人工选择开关SW从选用人工后援信号MVb的状态转换到选用输出装置5的输出信号MVa的状态)，输出到处理过程一侧的操作信号也没有急速的变化，因而这种操作变换也能在无扰动状态下完成。
根据这一最佳实施例，即使控制装置失灵，如果显示控制装置在正常状态下工作，也能实现由人工控制装置进行的人工控制。再有，即使当或者显示控制装置失灵或者输出装置失灵的时候，由人工后援装置50进行的人工操作也能进行，从而能提供出具有高可靠性的控制器。另外，这一人工操作能在控制器的前侧完成，它的面积限定到某一小值。
图20是根据本发明的另一个最佳实施例构成的控制器的结构示意方框图，其中，在这一控制器中引入了一个信号调节器，用于将来自装在过程(现场)中的传感器的信号调节成标准化信号。
在该图中，由点划线包围的部分60假定为控制器的机箱。参考数字61代表装在机箱60中的控制器部件，这一部件是由一块印刷电路板构成的，在它上面装入了控制器的主要电子电路。
参考数字63是一个信号调节器，用于将取自传感器SNR的信号调节成标准化的信号，并用于向控制装置3提供这一标准化的信号。信号调节器63是由微处理器和能处理取自各种传感器信号的公知电路构成。
参考数字850所示方框示意说明信号调节器(SC)的支持装置。这一支持装置包括两项功能一是在显示控制装置9控制下的显示器10上显示一个面板的功能，该面板是由工程管理面板产生装置85产生的并适于如图9所示那样设置信号调节器的功能;另一项功能是根据来自操作键的信号来设置与连到信号调节器63上的传感器SNR种类相对应的预定功能。
在机箱60中，符号T1和T2代表一对输入端子，装在现场的传感器SNR直接将信号送到这对端子上，所输入的信号被引导到信号调节器63的输入端子。符号T3代表一个外部端子，信号调节器63的一个输出端子与其相连，另一对符号T4和T5表示一对输入端子，一个标准化过程PV加到它们上面，这个标准化过程值PV提供给控制装置3的输入端子。然后，符号T6和T7代表输入端子，一个工作终端VA(例如一个阀门)与其相连，由该输出端子输出经开关SW选择的操作信号。
符号CC代表一个可拆卸连接器，用于将机箱60内使用的各个端子与部件61中使用的电子电路连接起来。
当标准化过程值PV(例如由1至5伏信号构成)输入控制器时，该标准化过程值PV是加到端子T3和T4的。与此相反，当传感器直接连接控制器上时，由传感器SNR取得的信号被送到端子T1和T2，然后，由虚线表示的导线62将输入标准化信号的外部端子T3和另一个端子T4连接起来。
结果，所作的安排是由信号调节器输出的标准化信号经由端子T3和T4送到控制器3。
如前面所描述的那样，图9表示当支持装置850及显示控制装置9将信号调节器63带入“支持工作”状态时在显示器10上显示的SC支持面板，以及当显示这一SC支持面板时分配给各操作键的功能。
通常，在控制器操作开始之前利用这一面板，在控制计算停止的情况下可以设置信号调节器63的各种功能。
在具有上述结构(这是按该最佳实施例构成的)的控制器中，控制装置3根据加到端子T3和T4上的信号完成控制器的控制计算操作。这就是说，在传感器SNR直接连到端子T1和T2的情况下，由部件2中使用的信号调节器63标准化了的信号被送到端子T4和T5，而在传感器不直接与端子T1和T2相连的情况下，由外部提供的信号调节器进行标准化的信号被送到端子T4和T5。然后，对这一过程值PV和由SV操作键KY4及KY5设定的值SV之差(偏差)执行PID控制计算，其计算结果开关SW及输出端子T6和T7输出到操作终端VA。
根据这一最佳实施例构成的控制器，由于传感器SNR可以直接连到控制器机箱中使用的端子T1和T2，因而连到控制器机箱中使用的端子T1和T2，因而连线结构简单，所以仪器面板可以做得小巧。而且，还可以利用控制器的控制操作中使用的显示器10来方便地设置信号调节器63的各项功能。
此外，根据本最佳实施例，由于来自信号调节器63的信号是通过连在外部端子T3和T4之间的导线62送到控制装置3的，当导线62在这两个端子之间连接时，标准化信号便难于加到端子T4上(而且，另一根导线也难于连接)，因此，这两个信号能连到各自的有关端子上而不会互相混淆。
图21的原理方框图给出这样一种结构，其中的后援装置与主设备分开，从而使来自装在过程中的传感器的信号能直接输入，操作信号能直接输出给过程(现场)，而且在控制器失灵和维修过程中过程监视操作能得到后援而不发生任何中断。
在图21中，由点划线包围的部分60假定为控制器的外机箱。参考数字61表示存贮在控制器外机箱60中的控制器部件，它是由印刷电路板构成的，在板上装有控制器的主要电子电路。
除了本最佳实施例的后援装置50之外的部分与图20中的那一部分相似，其中的信号调节器63是可以与部件61拆开的。
在机箱60中，符号T6和T7代表操作信号输出端子，操作终端VA(例如一个阀门)与其相连，来自控制装置3的操作信号MV经由二极管D1输出到这对端子上。
符号CC1是一个内部连接器，用一将机箱1内提供的各个终端一部件61中利用的电子电路相连。符号“CC2”表示外连接器，通过它能从外部设置取得要送到过程值输入端T4和T5的信号。这个外部连接器CC2与过程值输入端子T4和T5相连，而且与二极管D1的两端相连，并与操作信号输出端面T6和T7相连。与控制器机箱60分开提供的后援装置50的结构使其能够监视过程值PV，也能监视来自信号调节器63的信号，并经由外部连接器CC2与控制器的主体相连。
在这个后援装置50中，参考数字56代表一个PV指示器，用于指示向过程值输入端T4和T5输出的信号，参考数字51代表操作信号输出装置，用于输出一个人工操作信号。这个从输出装置51输出的人工信号可以由MV操作钮55控制。参考数字57表示MV指示器，用以指示由操作信号输出装置51输出的信号。虽然操作信号输出有内装型电池供电，这个输出装置51也可以接收来自电源线(未画出)的供电进行工作，以避免操作时间的限制。
参考数字58表示一个开关，用于将来自操作信号输出装置51的信号送到操作信号输出端子T6，参考数字59是另一个开关，用于禁止来自部件61内的控制装置3的输出信号被输出到操作信号输出端子T6和T7。这两个开关58和59安排成与后援选择开关钮55同步地被驱动。
参考数字63B是一个信号调节器，它可以与后援装置50折开。
符号“CC3”表示一个内部连接器，它的结构与内部连接器CC1的结构相同，其用处是使后援装置50可以放在机箱60内来取代控制器部件61。
换句话说，这个内部连接器CC3是这样构成的当部件61从机箱中拉出，并把后援装置50存于机箱60内代替它的时候，来自传感器输入端T1和T2的信号被送到信号调节器63B，然后将来自信号调节器63B的信号输出到外部端子T3。
图22是该控制器主体及后援装置50的透视图。
如该图中所示，在控制部件61中，包括显示器10的前面板被向上翻转。如果这个前面板被向上转动，则外部连接器CC2的一端出现在前面板的后侧，于是这个连接器能与后援装置50相连。虽然含有显示器10的控制器部件61被装在机箱60内部，在维修和发生故障的情况下，这个部件61可以从机箱60内部拉出来。并被解脱。
在后援装置(人工操作装置)50中，PV指示器56和MV指示器57被放在它的前面板上。再有，面板上还安排了MV操作钮55和后援选择开关钮56。这个后援装置50的外形与控制器部件61有基本相同的外部结构。凹槽部630能安装信号调节器63B，如图所示，该凹槽部630被放在其尾部附近。这个装有信号调节器63B的凹槽部分630可以存贮在机箱60内。
虽然后援装置50经由外部连接器CC2与控制器主体相连而且即使与主体分开也可以操作，但这个后援装置50也可以放在机箱60内代替控制器的部件61来进行操作，其做法是将控制器部件61从机箱60内取出，并取下部件61内提供的信号调节器，然后将这个信号调节器装有后援装置50的一侧所提供的凹槽部分630中。
在具有这种结构的仪器中，当由标准化信号(例如1至5伏信号)构成的过程值PV被输入到控制器中时，这个标准化信号PV被加到过程值输入端子T3和T4。与此相反，当传感器与控制器直接相连(即输入一个非标准信号)时，来自传感器SNR的信号被加在端子T1和T2之间，由虚线表示的导线62连在外端子T3和过程值输入端子T4之间。结果，来自传感器的传感器信号直接进入信号调节器63，在那里该信号被转换成标准化信号。这个标准化信号被输出到外部端子T3，再经由导线62和过程值输入端子T4送到部件61上使用的控制装置3。
由控制装置3得到的控制计算结果经由二极管D1输出到操作信号输出端子T6和T7，然后送到操作终端VA，例如一个阀门。
原则上，控制器主体应是独立工作的。然而，在部件61失灵、或维修、或被检测的情况下，控制器以后援装置50为后援。
在这种情况下，控制器前面板向上翻转，将外部连接器CC2的与后援装置50相连的那一端CC2b与它的出现在控制器内部的一端CC2a相连。
在后援装置50中，后援开关58和59在开始阶段被切断(off)，于是外部连接器CC2是否连接对于控制器部件61的工作并不造成任何反面影响。
当外部连接器CC2连接起来的时候，加在过程值输入端子T4和T5之间的信号(当传感器直接与端子T1和T2相连时，这是来自信号调节器63的信号)经过后援装置50中使用的缓冲放大器送到PV指示器56，并在那里受到监视。此时，后援装置50的MV指示器57指示出来自操作信号输出装置51的输出信号。
在这种情况下，当操作后援选择钮55S将开关58和59分别接通(ON)(即在后援状态下)时，来自控制器部件61的信号(控制装置3)被禁止输出。代替这个输出信号的是来自操作信号输出装置51的输出信号，它经由开关58及输出端子T6和T7送到现场一侧。结果，输出到现场一侧的操作信号没有被瞬时中断，但可以被变换到后援状态。
应当指出，如果是在一种平衡操作(即来自操作信号输出装置51的输出信号值(MV指示器指示值)与来自控制器部件61(控制装置31的输出值相一致)之后其操作状态变换成这种后援状态，那么这种向后援状态变换的操作能够是无扰动地完成。来自部件61的输出值显示在显示器10上或由操作输出指示器(未画出)指示。
在这种后援状态下，可以通过操纵MV操作钮来人工操作工作终端，同时监视输出现场地一侧(工作终端一侧)的操作信号值或PV指示器56的指示。
这一最佳实施例的一个特点是能在监视PV值甚至当传感器直接连到控制器上这样一种后援状态下实现人工操作。
图23是一个主要部分连接图，它代表了这样一种状态控制器部件61从机箱60中取出，部件61上的信号调节器63从该部件上拿下，该信号调节器63装到后援装置50的一侧所提供的凹槽部分630上，而这个后援装置50又装到机箱60内代替控制器的部件61。
由于即使当控制器部件61从机箱中取出的时候，在后援状态下还有来自操作信号输出装置51的输出信号送到现场一侧，所以不会对过程产生反面影响。如果将后援装置50存放在机箱60内，那么如图中所示，机箱60与后援装置50的两个内部连接器CC1及CC2相互连接，于是来自装在后援装置中的信号调节器63B的信号被导向PV指示器56。结果，即使当传感器与控制器直接耦合时，也可以由后援装置一边提供的PV指示器56对PV值进行连续监视。
应当指出，虽然已描述了本最佳实施例中处理单一过程值PV的控制器，但本发明可以应用于能够执行级联控制或选择器控制的控制器，只要将二个以上传感器直接连到该控制器上或向它输入二个以上过程量。
根据这个最佳实施例，由于传感器能直接连到控制器上，因此能实现简单的连线过程，而且仪器面板能做得小巧。而且，当直接连有传感器的控制器发生故障时，即使控制器部件从机箱中取出，后援(人工)操作也能实现，并同时在后援装置一边监视PV值。
权利要求
1.一个控制器，来自一个过程的过程值被输入其中，根据控制参数在其中进行控制计算，并将一个控制输出提供给该过程，其组成是一个显示器，放在该控制器的前表面，能以混合方式显示字符和图形；一个面板扩展键，放在该控制器的前表面，用于指示所述显示器扩展要在其中显示的面板；一组操作键，放在该控制器的前表面，用于设置控制操作和各种参数；工作面板产生装置，用于在所述显示器上以柱状图形式显示至少是该过程值和一个控制输出值；趋势图面板产生装置，用于在所述显示器上以趋势图形式显示过程值的变化过程；调节面板产生装置，它在所述显示器上显示的信息用于控制在所述控制计算中使用的控制参数；显示控制装置，用于在接收来自所述面板扩展键的信号时有选择地显示由所述工作面板产生装置产生的工作面板和由所述趋势图面板产生装置产生的趋势图面板；还用于在同时收到来自面板扩展键的信号和来自所述操作键中的一个特定操作键的信号时在所述显示器上显示出由所述调节面板产生装置产生的调节面板；以及操作键功能变换装置，通过接收扩展面板并送到显示器上来改变所述一组操作键的功能。
2.如权利要求1中所述的一个控制器，这里，在显示器上显示出调节面板的情况下一个变换键的功能被分配给所述操作键当中的一个，而且当所述变换键被按下时，在显示器上或者显示出所述工作面板或者显示出所述趋势图面板。
3.如权利要求1中所述的一个控制器，它还包括报警面板产生装置，用于在所述显示器上显示各种报警信息，这里，在显示工作面板或趋势图面板的情况下，当收到来自面板扩展键的信号时，所述显示控制装置便显示出所述报警面板。
4.如权利要求1所述的一个控制器，还包括工程管理面板产生装置，主要用于工程管理操作，例如控制器功能的选择、输入范围的设定操作、及通讯功能的设置操作等，这里，在显示器上正在显示调节面板的情况下，当同时收到来自所述面板扩展键的的信号及所述多个操作键中一个特定功能键的信号时，所述显示控制装置便在所述显示器上显示出所述工程管理面板。
5.如权利要求1所术的一个控制器，这里显示在显示器上的柱状图的形状具有如下形式其凸-凹部分以预先确定的间距沿着柱状图扩大与缩小的方向排成一列。
6.一个控制器，这里利用了一个控制部件根据输入的过程值完成预先确定的控制计算，并将一个控制计算结果输出到过程作为控制输出，其组成是一个第一功能模块，它利用一个控制部件执行一种控制计算;一个第二功能模块，它利用二个控制部件来执行一种控制计算;功能选择装置，用于选择所述功能模块中的任何一个;一个显示器，放在控制器的前表面，能以混合形式显示字符和图形;以及显示控制装置，用于根据由所述功能选择装置选择的功能来自动重新安排在所述显示器上显示的一种面板。
7.如权利要求6所述的一种控制器，这里，当根据一个面板扩展指令键的指令选定了所述第一功能模块时，所述显示控制装置有选择地显示第一工作面板作为工作面板，用于分别以柱状图形式显示过程值和控制输出值，还显示趋势图面板，用来以趋势图形式显示过程值，以指出过程值的过去的变化。
8.如权利要求6所述的一种控制器，这里，当根据一个面板扩展指令键的指令选定了所述第二功能模块时，所述显示控制装置有选择地显示第一工作面板作为工作面板，用于以柱状图形式分别显示一个过程值和控制输出值，还显示一个第一趋势图面板指示出一个过程值的过去变化过程，显示一个第二工作面用于以柱状图形式分别显示出另一个过程值和控制输出值，还有第二趋势图面板指示出该另一过程值的过去变化过程。
9.如权利要求6所述的一个控制器，这里，由显示控制装置根据功能选择装置选定的功能而自动重新安排的面板对应于一个执行过程控制操作的工作面板，用于将各种参数置入控制计算单元的若干调节面板，以及用于设定由控制计算单元执行的各种功能的一个工程管理面板。
10.如权利要求6中所述的一个控制器，这里提供了一个菜单面板，利用这一菜单面板可以在面板扩展成各调节面板和工程管理面板之前选择相应的调节面板和工程管理面板。
11.如权利要求6中所述的一个控制器，这里，所述第二功能模块的功能是作为级联控制，这是通过将二个控制部件串联实现的。
12.如权利要求6中所述的一个控制器，这里，所述第二功能模块的功能是作为一个选择控制器。其中自动选择器控制是通过将二个控制部件并联实现的。
13.如权利要求6中所述的一个控制器，它还包括一个第三功能模块，其功能是作为可编程控制器，能对控制功能和计算功能编程，这里，所述功能选择装置选择第一、第二和第三功能模块中的任何一个。
14.一个控制器，其组成是控制装置，用于根据输入的过程值完成预先确定的控制计算;一个显示器，放在控制器的前表面;显示控制装置，用于输入过程值和控制输出值并将这些值显示在所述显示器上;人工控制装置，能人工控制该控制输出值，而同时监视在显示器上显示的控制输出值;输出装置，包括输入来自所述控制装置的信号及来自人工控制装置的信号并保持这些信号的功能，以及将该控制信号送出到过程一侧的功能;人工后援装置，能人工控制其输出，用于以位置输出形式送出一个人工后援信号;以及一个人工选择开关，用于选择来自所述输出装置的信号和来自所述人工后援装置的信号，并将所选信号送到过程一侧。
15.如权利要求14中所述的一个控制器，这里所述后援装置利用了一个能人工控制其输出值的电位器。
16.如权利要求14中所述的一个控制器，这里所述人工后援装置包括一个一致性检验电路，用于检验来自所述输出装置的信号是否与来自所述人工后援装置的信号一致。
17.如权利要求14中所述的一个控制器，这里所述控制装置是这样安排的在由所述人工后援装置产生的人工援状态下，人工后援信号被输入，而跟随所述后援信号的一个信号被输出，从而使人工后援状态向被所述控制装置控制的状态的转换能够无扰动地完成。
18.如权利要求14中所述的一个控制器，这里所述显示器部分在控制器的前表面上向上翻转，在所述显示器部分向上翻转的情况下，所述后援装置位于显示器的后部，其放置方式是使得所述后援装置能从控制器的前侧进行操纵。
19.一个带有控制装置的控制器，用于根据输入的与来自过程的信号有关的一个信号以及一个控制目标值来执行预先确定的控制计算，并用于向该过程输出一个计算结果作为操作信号，其组成是一个装有操作键的显示器，用于显示控制操作所需的各种操作信息以及监视所述控制操作一个信号调节器，用于将来自传感器的信号调节成标准化信号并将该调节过的信号送到控制装置;以及，信号调节器支持装置，用于在所述显示器上显示设置所述信号调节功能所需的信息，也用于根据来自操作键的信号对所述信号调节器设置预先确定的功能。
20.如权利要求19中所述的一个控制器，还包括一个外部端子与所述信号调节器的输出端子相连;一个输入端子用于将信号引导到控制装置的输入端子，并用于输入标准化过程值，这里，将所述外部端子与所述内部端子相连，借以使信号调节器的输出提供给控制装置。
21.一个控制器，配备有安装控制装置的部件及存放所述部件的机箱，在机箱中，与所述部件一起还提供了一个用于将来自传感器的信号调节标准化信号的信号调节器，该控制器的特点是一对输入端子用于将来自传感器的信号直接提供给所述信号调节器;一个外部端子，来自所述信号调节器的信号与其相连;至少一对过程值输入端子，用于向所述控制装置提供或者标准化的过程值信号，或者是经由导线传导给所述外部端子的来自信号调节节器的信号;一个操作信号输出端子，来自控制装置的信号经过一个二极管输出到这一端子上;以及一个外部连接器，被装在所述机箱内，用于将至少是提供给所述过程值输入端的信号送到该机箱外部，借以在机箱外部能监视或者过程值信号或者来自信号调节器的信号。
22.如权利要求21中所述的一个控制器，这里，所述部件中使用的所述信号调节器可以与所述部件拆开。
23.如权利要求21中所述的一个控制器，这里，所述部件经可拆开的内部连接器与机箱上的每个端子电连接，所述部件能从机箱中取出。
24.如权利要求21所述的一个控制器，其组成中还有一个与外部连接器相连的后援装置，这里所述后援装置包括过程值指令(instructing)装置，用于指令输出一个加到所述过程值输入端子的信号;操作信号输出装置，用于经由人工选择开关人工输出一个操作信号;以及指令装置，用于指令由所述操作信号输出装置输出的操作信号。
25.如权利要求21所述的一个控制器，这里，所述后援装置能装在机箱内代替所述部件，借以经过可拆开的内部连接器能够实现与机箱上各端子的电连接。
26.如权利要求21中所述的一个控制器，这里所述后援装置的结构安排使所述信号调节器装在所述后援装置上并可以拆卸下来。
全文摘要
一个控制器根据预置的比例积分计算参数来执行控制计算并向一过程输出控制值。该控制器在其前表面提供了能混合显示字符和图形的显示器、一个面板扩展键、以及用于设置控制操作或各种参数的一组操作键。该控制器包括显示过程值和控制输出值柱状图的工作面板产生单元；显示过程值演变趋势图的趋势图面板产生单元；显示控制信息的调节面板产生单元；完成各面板显示控制的显示控制单元；以及操作键功能变换单元。
文档编号G05B15/02GK1071268SQ92112138
公开日1993年4月21日 申请日期1992年9月29日 优先权日1991年9月30日
发明者洒井芳克, 山口贤治, 中川正幸, 横森政夫, 津田胜久, 镰田嘉幸 申请人:横河电机株式会社