专利名称：通信系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通信系统，其使用通过虚拟通信信道的数字信号与现场装置通信。
背景技术：
为了从与用于输入和输出4到20mA、1到5V等模拟信号的现场装置相关的个人计算机进行通信，有必要进行混合通信。
混合通信是用于通过使用4到20mA等的模拟信号以及叠加在该模拟信号上的数字信号来与现场装置交换数据。
由用于过程控制的中央控制器利用来自现场装置的模拟信号进行控制，而数字信号主要用于维护工作，如由在工作现场的工作者使用的便携式终端进行参数设置和装置调整。因此，对关于模拟信号与数字信号之间的使用划分界线。
下面将说明与现场装置进行混合通信的一种方式。
图8是示出作为现有技术的通信系统构造示例的示图。
在图8中，用于输入和输出模拟信号的多个现场装置2a到2c连接到控制器1。现场装置2a到2c处在工作现场，并检测温度、压力和液位等的工艺值。现场装置2a到2c以4到20mA、1到5V等的模拟信号输出工艺值的检测信号。该模拟信号输入到控制器1。控制器1把该输入信号转换成数字信号，实行控制算法计算并计算操作量。该操作量以4到20mA、1到5V等的模拟信号输出，并由该输出来操作现场装置2a到2c。例如，当现场装置是阀门时，控制该阀门的开度。
系统计算机3位于控制器1的上位端。系统计算机3和控制器1构成过程控制系统。系统计算机3管理该过程控制系统。例如，个人计算机可用作系统计算机3。
例如，便携式终端4是笔记本型个人计算机，并存储根据各种现场装置的应用程序8。假定与现场装置的一对一通信作为便携式终端4的连接方式来进行。因此，转换器5连接到便携式终端4的RS232C端口，并且该转换器5连接到与作为通信对象的现场装置相连接的信号线6上。
便携式终端4在信号线6上把数字信号叠加在模拟信号上，并与现场装置通信。
控制器1使用来自现场装置2a到2c的模拟信号进行控制。叠加在模拟信号上的数字信号用于从便携式终端4对现场装置进行参数设置、装置调整等的通信。
在图8的实例中，假定用于进行一对一通信的连接作为便携式终端4的连接方式。因此，当作为通信对象的现场装置改变时，用于连接便携式终端4的信号线必须改变。
现在可由控制器使用模拟信号和数字信号。有一种通过执行设置在中心的系统计算机中的应用程序来进行与现场装置的通信的通信系统。如果适当地使用该通信系统，则即使操作者不到工作现场也能实行现场装置的参数设置和装置调整。
图9是示出这种通信系统构造示例的示图。
在图9中，控制器7除了模拟信号外也可采用数字信号。在系统计算机3中执行应用程序，并进行与现场装置2a到2c的通信。
在JP-A-2001-318837中描述了连接用于进行混合通信的HART装置的分布式控制系统。
JP-A-2001-318837被引用为现有技术。
发明内容
然而，假定用于进行一对一通信的连接是在用于上面便携式终端的应用程序8中。因此，需要程序改变或重新设计来执行在系统计算机3中的应用程序8。作为改变要点需要增加用于选择通信的现场装置的装置选择功能、用于通过控制系统而非转换器(调制解调器)访问现场装置的接口的改变等。
本发明的目的是提供一种通信系统，其通过建立虚拟通信信道来作为用于与现场装置进行一对一通信的通信路径，不用把对被设计来进行一对一通信的便携式终端的应用程序重新设计作为前提，而可以与所选现场装置进行一对一通信。
本发明提供一种通信系统，其包含控制器，连接到用于输入和输出模拟信号和数字信号的多个现场装置；系统计算机，提供到所述控制器的上级层中并使用经过该控制器的数字信号与所述多个现场装置的一个通信；以及路径建立部分，其从多个现场装置中选择用于通信的现场装置，并建立虚拟通信信道来作为用于通过系统计算机和控制器与所选现场装置进行一对一通信的通信路径。
在该通信系统中，在所述控制器和所述系统计算机的至少一个中提供所述路径建立部分。
该通信系统还包含用于转换通过虚拟通信信道传输的通信信号的转换部分，其中所述转换部分把在所述控制器内使用的通信协议和通信系统转换成与所选现场装置通信中使用的通信协议和通信系统，并且在所述控制器和所述系统计算机的至少一个中提供该转换部分。
该通信系统具有通信部分，该通信部分用于在建立了所述虚拟通信信道的情形下激活在所述系统计算机中的应用程序，并通过所述虚拟通信信道与所选现场装置进行一对一通信。
在该通信系统中，所述通信部分执行所述应用程序，并对所选现场装置进行参数设置和装置调整中的至少一项。
在该通信系统中，当完成该应用程序的执行时所述通信部分释放该虚拟通信信道并放弃对所选现场装置的选择。
在该通信系统中，所述通信部分执行所述应用程序，并把一个虚拟串行端口指定为与所述虚拟通信信道的连接部分。
在该通信系统中，由所述系统计算机的串行端口接收来自具有通信功能的终端的信号，并且所述通信部分通过所述虚拟通信信道向所选现场装置传输该信号。
该通信系统还包含通信控制部分，当试图从在所述系统计算机中执行的其它应用程序访问未与所述虚拟通信信道连接的现场装置时，所述通信控制部分允许这种访问。
该通信系统还包含通信控制部分，当试图从在所述系统计算机中执行的其它应用程序访问与所述虚拟通信信道连接的现场装置时，所述通信控制部分阻止这种访问。
该通信系统还包含记录部分，用于获得流过所述虚拟通信信道的信息，并记录针对所述现场装置而设置或调整的参数。
该通信系统还包含记录部分，在由通过所述虚拟通信信道的通信来完成对所述现场装置的参数的调整或设置之后，所述记录部分读取该现场装置的参数并掌握和记录改变的要点。
上述通信系统具有路径建立部分，其用于建立虚拟通信信道来作为用于与要通信的现场装置进行一对一通信的通信路径。当在建立虚拟通信信道的情形下在系统计算机中激活应用程序时，通过该虚拟通信信道与所选现场装置进行一对一通信。此时，通信信号类似于通过转换器(调制解调器)一样被转换并被传输。
因此，在不对用于设计来进行一对一通信的便携式终端的应用程序进行重新设计的前提下，可与所选现场装置进行一对一通信。
而且，可通过使用被设计用来执行一对一通信的便携式终端的应用程序作为前提来执行诸如现场装置的参数设置和装置调整之类的维护工作。
图1是示出本发明第一实施例的结构图。
图2是示出图1的通信系统的操作进程的流程图。
图3是示出本发明第二实施例的结构图。
图4是示出本发明第三实施例的结构图。
图5是示出本发明第四实施例的结构图。
图6是示出本发明第五实施例的结构图。
图7是示出本发明第六实施例的结构图。
图8是示出作为现有技术的通信系统的结构示例图。
图9是示出作为现有技术的通信系统的结构示例图。
参考数字和符号的描述10 控制器11 路径建立部分12 转换部分13 通信控制部分20a 到20c现场装置30 系统计算机31 通信部分32、51、61 应用程序33 虚拟串行端口40、41 虚拟通信信道50 笔记本型个人计算机60 专用工具具体实施方式
下面将使用附图来详细描述本发明。
图1是示出本发明第一实施例的结构图。在图1中，以相同的参考数字指代上述部分的相同部分。
在图1中，控制器10可在控制器10与现场装置20a到20c之间交换模拟信号和数字信号。
系统计算机30和控制器10构成过程控制系统。
系统计算机30在控制器10的上位端，管理过程控制系统。系统计算机30具有通信部分31，并通过控制器10与现场装置20a到20c交换数字信号。
系统计算机30具有显示可通信现场装置的列表的功能。通过该显示，所有现场装置都可显示在列表中，或者现场装置还可根据类型、使用的地点等而被分级显示。通过显示这些装置，由系统计算机30进行综合装置管理。
从显示在系统计算机30的屏幕上的现场装置20a到20c选择要成为通信对象的现场装置。
控制器10具有路径建立部分11和转换部分12。路径建立部分11建立虚拟通信信道40来作为用于通过系统计算机30和控制器10与所选现场装置进行一对一通信的通信路径。
在控制器10和系统计算机30的至少一个中安置路径建立部分11就足够满足需要。当在控制器10和系统计算机30中都提供路径建立部分11时，系统计算机30和控制器10相互关联地工作，并建立虚拟通信信道。
转换部分12对通过虚拟通信信道40传输的信号进行转换。转换部分12把在控制器10内使用的通信协议和通信系统转换成与现场装置通信使用的通信协议和通信系统。
在控制器10和系统计算机30的至少一个中安置转换部分12就足够满足需要。
在用于笔记本型个人计算机中执行一对一通信的程序中，有其中假定通过利用连接到笔记本型个人计算机的RS 232C端口的转换器与现场装置进行数字通信的许多程序。在本实施例中，在控制器10中提供路径建立部分11和转换部分12。因此，实际上有可能通过使用其中以一对一通信为前提的程序与现场装置进行数字通信。
在建立虚拟通信信道40状态下，系统计算机30中提供的通信部分31激活系统计算机30中的应用程序32。通信部分31还使用连接了所选现场装置的控制器10的端口通过虚拟通信信道40与所选现场装置进行一对一通信。此时，通信信号类似于通过转换器(调制解调器)一样被转换并被传输。因此，被激活的应用程序32如图8的示例中所示与现场装置一对一连接而没有任何变化地工作，或者不会意识到是通过该系统进行通信，并且可与现场装置进行通信。
通信部分31利用引用程序32进行维护工作，比如在现场装置内的参数设置和装置调整。
在完成必需的维护工作和完成应用程序32之后，通信部分31释放虚拟通信信道40并放弃对现场装置的选择。
图2是示出图1的通信系统的操作进程的流程图。
按照流程图步骤次序来说明该操作。
(A1)从系统计算机30的屏幕上选择用于进行一对一通信的现场装置。
(A2)路径建立部分11建立用于进行一对一通信的虚拟通信信道。
(A3)激活应用程序32。
(A4)通信部分31执行应用程序32，通过虚拟通信信道与现场装置通信，并进行现场装置的参数设置和装置调整。在设置和调整时，还可由用户操作应用程序32。
(A5)当完成参数设置和装置调整时，通信部分31完成应用程序32。
(A6)通信部分31释放虚拟通信信道。
图3是示出本发明第二实施例的结构图。
在第二实施例中，通信部分31执行应用程序32，指定系统计算机30的虚拟串行端口33，并通过虚拟通信信道40向现场装置传输信号。
根据第二实施例，设置RS 232C的实际串行端口等不需要在应用程序中的改变，虚拟串行端口仅仅在软件上的端口号等有所不同。
图4是示出本发明第三实施例的结构图。
在第三实施例中，通信部分31执行应用程序32并指定系统计算机30的实际串行端口34。随后通信部分31把通信路径从实际串行端口34转回到同一计算机的其它串行端口35，并通过虚拟通信信道40向现场装置传输串行端口35的信号。
当在应用程序等中固定端口号时第三实施例起作用。
图5是示出本发明第四实施例的结构图。
在第四实施例中，安装在另一个笔记本型个人计算机50中的应用程序51关于串行端口52执行的通信由系统计算机30的串行端口36接收，并通过虚拟通信信道40传输到现场装置。
根据第四实施例，需要与系统计算机20不同的操作环境的应用程序可由笔记本型个人计算机等操作。例如，所述不同的操作环境是OS或硬件不同的环境。
图6是示出本发明第五实施例的结构图。
在第五实施例中，安装在另一个笔记本型个人计算机50中的应用程序51关于串行端口52执行的通信成为通过通信调制解调器53的数字通信，这种数字通信通过通信调制解调器37传输到系统计算机30的串行端口36。另外，由其中安装应用程序61和通信调制解调器62的专用工具60所进行的数字通信通过通信调制解调器37由系统计算机30的串行端口36接收，并通过虚拟通信信道40传输到现场装置。例如，专用工具60是手持终端。
以包括了图6中如B示出的部分的物理层来模拟一个现场装置。
第五实施例对实际使用与专用工具完全结合的应用程序起作用。
图7是示出本发明第六实施例结构图。
在第六实施例中，假设在应用程序32和现场装置20c之间建立虚拟通信信道40。控制器10还具有通信控制部分13。
当在这种状态下有从其它应用程序38到现场装置20a的访问时，通信控制部分13允许该访问。此时，建立新的虚拟通信信道41。
另外，当有从应用程序38到现场装置20c的访问时，通信控制部分13阻止该访问。
下面的附加功能还可添加到本发明的通信系统中。
还可提供记录部分来获得流过虚拟通信信道的信息，并记录对现场装置设置和调整的参数。
本发明还可具有记录部分，其用于在通过虚拟通信信道的通信中完成现场装置的参数调整和设置之后，读取现场装置的参数并掌握和记录改变的要点。
本申请以在2004年7月21日提交的日本专利申请(第2004-212418号专利申请)为基础，并且这里结合其内容作为参考。
权利要求
1.一种通信系统，其包含控制器，其连接到用于输入和输出模拟信号和数字信号的多个现场装置；系统计算机，其提供到所述控制器的上级层中并使用经过所述控制器的数字信号与所述多个现场装置的一个通信；以及路径建立部分，其从多个现场装置中选择用于通信的现场装置，并建立虚拟通信信道来作为用于通过系统计算机和控制器与所选现场装置进行一对一通信的通信路径。
2.如权利要求1所述的通信系统，其中在所述控制器和所述系统计算机的至少一个中提供所述路径建立部分。
3.如权利要求1所述的通信系统，还包含转换部分，用于转换通过所述虚拟通信信道传输的通信信号，其中，所述转换部分把在所述控制器内使用的通信协议和通信系统转换成与所选现场装置通信中使用的通信协议和通信系统，并且在所述控制器和所述系统计算机的至少一个中提供所述转换部分。
4.如权利要求1所述的通信系统，其中所述系统计算机具有通信部分，该通信部分用于在建立了所述虚拟通信信道的情形下激活在所述系统计算机中的应用程序，并通过所述虚拟通信信道与所选现场装置进行一对一通信。
5.如权利要求4所述的通信系统，其中所述通信部分执行所述应用程序，并对所选现场装置进行参数设置和装置调整中的至少一项。
6.如权利要求4所述的通信系统，其中当完成所述应用程序的执行时所述通信部分释放所述虚拟通信信道并放弃对所选现场装置的选择。
7.如权利要求4所述的通信系统，其中所述通信部分执行所述应用程序，并把一个虚拟串行端口指定为与所述虚拟通信信道的连接部分。
8.如权利要求4所述的通信系统，其中由所述系统计算机的串行端口接收来自具有通信功能的终端的信号，并且所述通信部分通过所述虚拟通信信道向所选现场装置传输所述信号。
9.如权利要求4所述的通信系统，还包含通信控制部分，当试图从在所述系统计算机中执行的其它应用程序访问未与所述虚拟通信信道连接的现场装置时，所述通信控制部分允许这种访问。
10.如权利要求4所述的通信系统，还包含通信控制部分，当试图从在所述系统计算机中执行的其它应用程序访问与所述虚拟通信信道连接的现场装置时，所述通信控制部分阻止这种访问。
11.如权利要求1所述的通信系统，还包含记录部分，用于获得流过所述虚拟通信信道的信息，并记录针对所述现场装置而进行设置或调整的参数。
12.如权利要求1所述的通信系统，还包含记录部分，在由通过所述虚拟通信信道的通信来完成对所述现场装置的参数的调整或设置之后，所述记录部分读取所述现场装置的参数并掌握和记录改变的要点。
全文摘要
一种通信系统具有控制器，连接到用于输入和输出模拟信号和数字信号的多个现场装置；系统计算机，提供到所述控制器的上级层中并使用经过该控制器的数字信号与所述多个现场装置的一进行个通信。所述通信系统还具有路径建立部分，其从多个现场装置中选择用于通信的现场装置，并建立虚拟通信信道来作为用于通过系统计算机和控制器与所选现场装置进行一对一通信的通信路径。
文档编号H04L12/28GK1989495SQ20058002459
公开日2007年6月27日 申请日期2005年7月20日 优先权日2004年7月21日
发明者林俊介 申请人:横河电机株式会社