专利名称：控制变量调节器与控制变量调节系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及在过程控制等领域中，对广泛设置的设备于收发控制信息的同时进行控制的控制变量调节器(控制器)与控制变量调节系统。
背景技术：
图12是已有的控制变量调节器与控制变量调节系统的结构框图。
图12(a)示明数字式的控制变量调节器与控制变量调节系统，图12(b)示明模拟式的控制量调节器与控制量调节系统。
图12(a)中，91表示中转控制信息的主计算机，92为通信线路，A1表示发送控制信息(数字信息)的调节器，A2～A5表示接收控制信息(数字信息)的调节器。
图12(b)中，93表示电线，B1表示发送控制信息(模拟信息)的调节器，B2～B6表示接收控制信息(模拟信息)的调节器。
下面说明有关操作。
图12(a)中，调节器A1的D0(数字输出)端与调节器A2～A的DI(数字输入)端经通线信路92连接，调节器A1将控制信息(数字信息表示的控制变量，包含用于控制的设定值)发送给主计算机91。此设定值通常为进行调节器A1管辖的设备的控制，多数情形下与调节器A1中存储的设定值相同。
主计算机91将调节器A1发送的控制信息同时发送给调节器A2～A5。
调节器A2～A5接收调节器A1通过主计算机91发送的控制信息。从此控制信息中提取用于控制本身管辖的控制对象设备(未图示)的控制变量(设定值)，将此提取的设定值用作控制本身管辖的设备的设定值。
图12(b)中，调节器B1的模拟输出端与调节器B2～B5的模拟输入端由电线93连接，调节器B1将0～5[V]的电压值(模拟信息)表示的控制信号(包含用于控制的设定值)，利用电线93输送给调节器B1的模拟输出端。
调节器B2～B5将上述电压值表示的控制信号变换为设定值，将由此变换求得的设定值用作控制本身管辖的控制对象的设备(未图示)的设定值。
作为与此领域有关的技术，在特许2875677号公报“温度计量与控制系统”中示明了下述技术指定按预定图案描绘出的曲线在时间轴上的区域，将指定此区域的序号、此区域内的到达目标值、当前的控制目标值与控制对象的温度输入PID(比例+积分+微分操作)运算部，进行控制对象的温度控制，而将上述各控制信息经数字数据发送部发送给其他的温度调节器。
已有的控制变量调节器与控制变量调节系统由于取上述结构，在图12(a)所示结构的情形，必须设置主计算机91的硬件设备和用于进行控制信息的读出或写入以及收发的软件设备，于是就有设备费用加大的问题。
在图12(b)所示结构的情形，必须在控制信息发送方的调节器B1与接收方的调节器B2～B5之间收发以模拟信号值表现的设定值，而有不能提高控制精度等问题。
此外，在特许2875677号公报“温度计量与控制系统”中所示的技术只具有通过PID运算部的控制变量收发处理的路径，不是像本发明的控制变量调节器与控制变量调节系统那样，将包括控制变量、操作方法直到各种指令在内的一般控制信息，变换为数字信息进行收发，即使是对于通过PID运算部的控制量的收发处理路径，输入PID运算部的许多输入信息，也不像本发明的控制变量调节器与控制变量调节系统那样，在前一段进行综合处理。再有，对于PID运算部输出的输出信息，也不能如本发明的控制变量调节器与控制变量调节系统那样，通过时间比例输出部变换为与控制变量相称的通/断信息。
发明内容
本发明正是为了解决上述这类问题而提出的，目的在于获得能将所定的控制变量、操作方法、各种指令、条件通知信息以及工艺控制过程的控制变量等控制信息，作为数字信息于调节器之间收发的控制变量的调节系统。
本发明的控制变量调节器是在相对于与通信路连接的接收方调节器发送控制信息的控制变量调节器中，构成为具有将包括从存储器读出的控制信息的内部形式发送数据变换为串行二进制数据，并在形成包含上述二进制数据的发送信号后，输出给DO端的串行信号发送装置，由此能把包含控制变量的一般控制信息经通信线路发送给其他的控制变量调节器。
本发明的控制变量调节器是在相对于与通信线路连接的接收方调节器发送控制信息的控制变量调节中，构成为具有将DI端接收的接收信号中所包含的串行二进制数据变换为内部形式的接收数据，而写入存储器中的串行信号接收装置。由此能通过通信线路从其他的控制变量调节器接收包含控制变量的一般控制信息。
本发明的控制变量调节器是在相对于与通信线路连接的接收方调节器将前述接收方调节器控制它本身管辖的控制对象时发送必要的控制信息的控制变量调节器中构成为具有将许多输出信号通过预先设定的算法选择输出的输出选择装置；将根据本身管辖的控制对象测定出的所定物理量的测定值通过预先设定的设定值调节的测定值调节装置；应用上述测定值调节装置的输出进行用于由比例+积分+微分操作控制上述控制对象的运算，且将此运算结果作为操作变量输出的PID运算装置；将上述PID运算装置输出的操作变量输入，变换为在上述接收方调节器的控制对象中包括的设备开关通过此接收方调节器进行操作时的必要的通/断信号，且在将此通/断信号作为输出信号发送给上述本身管辖的控制对象的同时，将与上述输出信号相同的输出信号也发送给上述输出选择装置的时间比例输出装置；由此能将本身管辖的控制对象按实际的比例+积分+微分操作控制时的控制信息，经通信线路发送给其他控制量调节器。
上述控制变量调节器还设有串行信号发送装置，它在将包含存储器读出的控制信息的内部形试的发送数据变换为串行的二进制数据且形成包含上述二进制数据的发送信号后，作为给上述输出选择装置的输出信号输出，由此，除上述控制信息之外，还能将包控制量的一般控制信息经通信线路发送给其他的控制变量调节器。
上述控制变量调节器还包括事件生成装置，它当包含本身管辖的控制对象的系统状态满足预设的所定条件时，将与此所定条件相关联的所定事件通知信号作为给上述输出选择装置的输出信号输出，由此，除上述控制信号之外，还能将事件通知信号经通信线路发送给其他的控制变量调节器。
本发明的控制变量调节器，它是在根据与通信线路连接的发送方调节器接收到的多个系统的控制信息进行管辖控制对象的控制变量调节器中具有选择上述多个系统的控制信息输出的输入选择装置；依据用途分配上述选择的控制信息的用途选择装置；将上述用途选择装置输出之一中所包含的串行二进制数据或通/断信号变换为内部形式的接收数据而写入存储器中的串行信号接收装置，由此，根据对许多路径接收的控制信号作预设定的输出选择部的结构、功能与操作进行选择的同时，能将这样选择的控制信息在不同的用途方面必要时施加变换输出。此外，在接收到串行等二进制信号或是通/断信号的情形下，能将包含这类信号的控制信息视作为恰如用于控制本身管辖的控制对象的控制信息，而通过比例+积分+微分操作进行控制。
在上述控制变量的调节器中，上述接收数据表示的是用于控制控制对象的控制变量设定值，由此能相对于上述接收数据应用对偏离加和的结果控制前述控制对象。
在上述控制变量的调节器中，上述接收数据表示的是用于控制控制对象的远程操作量，由此，可使上述远程操作量与上述控制对象测定的测定值接近而能控制上述控制对象。
本发明的控制变量调节系统，它是在包括与通信线路连接的发送方的调节器与从此发送方的调节器接收控制信息的多个接收方的调节器的控制变量调节系统中取这样的结构上述发送方的调节器在控制共通控制对象的1个分区的同时，具有将上述控制中使用的控制信息发送给上述多个接收方各个的发送装置，且上述多个接收方的调节器的各个具有能根据上述发送方调节器发送的控制信息，除上述1个分区外控制与上述多个接收方调节器的各个相关联的上述共通控制对象的各个分区的装置，由此，在上述发送侧的调节器控制共通控制对象的1个分区的同时，能对上述多个接收方的各个，除上述共通控制对象的前述1个分区外，根据前述控制时的控制信息控制所余留的对应的各个区。
本发明的控制变量调节系统，它是在包括与通信线路连接的发送方的调节器从此发送方的调节器接收控制信息的接收方调节器的控制变量调节系统中取这样的结构上述发送方的调节器具有将由共通控制对象测定的第1物理量发送给上述接收方调节器的装置，且此接收方的调节器根据上述发送方调节器发送出的上述第1物理量来控制第2物理量，由此就能对应于第1物理量控制第2物理量可控制的控制对象。
如上所述，根据本发明，在相对于与通信线路连接的接收方调节器发送控制信息的控制变量调节器中，由于构成为具有这样的发送装置，它在将包括从存储器读出的控制信息的内部形式的发送数据变换成串行二进制数据且形成包含此二进制数据的发送信号后，将串行信号输出给DO端，从而能有效地将包含控制变量的一般控制信息经通信线路发送给其他控制变量调节器。
根据本发明，在由与通信线路连接的发送方调节器接收控制信息的控制变量调节器中，由于构成为具有在将DI端接收的接收信号中包含的串行二进制数据变换成内部形式的接收数据而写入存储器的串行信号接收装置，故能有效地将包含控制变量的一般的控制信息经通信线路从其他控制量调节器接收。
根据本发明，在相对于与通信线路连接的接收方调节器将此接收方调节器控制它本身管辖的控制对象时发送必要的控制信息的控制变量调节器中，由于构成为具有将许多输出信号通过预先设定的算法选择输出的输出选择装置；将根据本身管辖的控制对象测定出的所定物理量的测定值通过预先设定的设定值调节的测定值调节装置；应用上述测定值调节装置的输出进行用于由比例+积分+微分操作控制上述控制对象的运算，且将此运算结果作为操作变量输出的PID运算装置；将上述PID运算装置输出的操作变量输入，将上述接收方调节器的控制对象中包括的设备开关通过此接收方调节器变换为操作中必要的通/断信号，在将此通/断信号作为输出信号发送给上述本身管辖的控制对象的同时，将与上述输出信号相同的输出信号也发送给上述输出选择装置的时间比例输出装置；于是能有效地将本身管辖的控制对象按实际的比例+积分+微分操作控制时的控制信息，经通信线路发送给其他的控制量调节器。
上述控制变量调节器还设有串行信号发送装置，它在包含存储器读出的控制信息的内部形式的发送数据变换为串行的二进制数据且形成包含上述二进制数据的发送信号后，作为给上述输出选择装置的输出信号输出。由此，除上述控制信息之外，还能有效地将包含控制量的一般控制信息经通信线路发送给其他的控制变量调节器。
上述控制量调节器还包括事件生成装置，它当包含本身管辖的控制对象的系统状态满足预设的所定条件时，将与此所定条件相关联的所定事件通知信号作为给上述输出选择装置的输出信号输出，由此，除上述控制信号之外，还能有效地将事件通知信号经通信线路发送给其他的控制变量调节器。
本发明的控制变量调节器，它是在根据与通信线路连接的发送方调节器接收到的多个系统的控制信息进行管辖控制对象的控制变量调节器中具有选择上述多个系统的控制信息输出的输入选择装置；依据用途分配上述选择的控制信息的用途选择装置；将上述用途选择装置输出之一中所包含的串行二进制数据或通/断信号变换为内部形式的接收数据而写入存储器中的串行信号接收装置，由此，根据对许多路径接收的控制信号作预设定的输出选择部的结构、功能、工作进行选择的同时，能有效地将这样选择的控制信息在别的用途方面必要时施加变换输出。此外，在接收到串行第二进制信号或是通/断信号的情形下，还能有效地将包含这类信号的控制信息视作为恰如用于控制本身管辖的控制时实时控制信息，而通过比例+积分+微分操作进行控制。
在上述控制量的调节器中，上述接收数据表示的是用于控制控制对象的控制量设定值，由此能有效地相对于上述接收数据应用对偏离加和的结果控制前述控制对象。
在上述控制量的调节器中，上述接收数据表示的是用于控制控制对象的远程操作量，由此，能有效地使上述远程操作量与上述控制对象测定的测定值接近而能控制上述控制对象。
本发明的控制量调节系统，它是在包括与通信线路连接的发送方的调节器与从此发送方的调节器接收控制信息的多个接收方的调节器的控制变量调节系统中取这样的结构上述发送方的调节器在控制共通控制对象的1个分区的同时，具有将上述控制中使用的控制信息发送给上述多个接收方各个的发送装置，且上述多个接收方的调节器的各个具有能根据上述发送方调节器发送的控制信息，除上述1个分区外控制与上述多个接收方调节器的各个相关联的上述共通控制对象的各个分区的装置，由此，在上述发送侧的调节器控制共通控制对象的1个分区的同时，还能有效地对上述多个接收方的各个，除上述共通控制对象的前述1个分区外，根据前述控制时的控制信息控制所余留的对应的各分区。
本发明的控制变量调节系统，它是在包括与通信线路连接的发送方的调节器与从此发送方的调节器接收控制信息的接收方调节器的控制变量调节系统中取这样的结构上述发送方的调节器具有将由共通控制对象测定的第1物理量发送给上述接收方调节的装置，且此接收方的调节器根据上述发送方调节器发送出的上述第1物理量来控制第2物理量，由此就能有效地对应于第1物理量控制第2物理量可控制的控制对象。
图1说明本发明实施形式1的控制变量调节系统的原理。
图2是示明本发明实施形式1的控制变量调节器(发送方)结构的框图，还包括示明其操作的流程图。
图3是示明本发明实施形式2的控制变量调节器(接收方)结构的框图，还包括示明其操作的流程图。
图4是示明本发明实施形式3的控制变量调节器(发送方)结构的框图，还包括示明其操作的流程图。
图5是示明将图4所示控制变量调节器用于具体控制对象的系统结构的框图。
图6是示明本发明实施形式4的控制变量调节器(接收方)结构的框图。
图7是示明将图6所示控制变量调节器(接收方)用于具体控制对象的系统结构的框图。
图8是示明将图6所示控制变量调节器(接收方)用于具体控制对象的另一系统结构的框图。
图9是示明本发明实施形式5的控制变量调节系统结构的框图。
图10是示明本发明实施形式6的控制变量调节系统概略结构的框图。
图11是示明将图10所示控制变量调节系统具体结构的框图。
图12是示明已有控制变量调节器与控制变量调节系统结构的框图。
图中各标号的意义如下11、21、41、51a，放送方调节器；12～1n、31、51、51b，接收方调节器；42，控制对象；611～61n、61a～61b，调节器；211、311、414、515，存储器；212、412，串行信号发送部；213、419，DO端；312、514，串行信号接收部；313，DI端；413，设定值存储器；414，事件生成部；415、517、522，PID运算部；416、518、523，时间比例输出部；417、511，设定部；418，输出选择部；421、521、621，温度传感器；422、522，加热器；510，测定值输入端；512，输入选择部；520，转换开关；622，流量传感器；623，阀门装置；624，阀；MVI，操作变量(设定值)；MV2，阀开度指令；PV1，测定温度；PV2，测定温度；Z1～Zn，区域。
具体实施例方式
实施形式1图1说明本发明实施形式1的控制变量调节系统的原理。
图1(a)示明调节系统的结构，图1(b)示明在此调节系统的结构要素调节器之间收发的数字信息的信号波形以及对应的二进制数据。
图1(a)中，发送方调节器11将表示控制变量、操作方法、各种指令等规定的控制信息(发送数据)变换为数字信息(示明二进制数据的信号)，而将表示此二进制数据的信号由DO端(未图出)经信号线10发送串行信号。
接收方调节器12～1n从信号线10将表示此发送的二进制数据的信号由信号线10接收到DI端变换为接收数据后，存储于存储器中。
空载状态、起动代码位与终止代码位将于以后说明。
图1(b)示明发送侧调节器11将作为控制信息(发送数据)的数值“50”发送到收发方调节器12～1n时的数值信息的信号波形以及对应的二进制数据(发送信号序列)图2是示明本发明实施形式1的控制变量调节器(发送方)结构的框图，还包括示明其操作的流程图。图2(a)是示明本实施形式的控制变量调节器的发送方调节器的结构的框图，图2(b)是示明上述发送方调节器作业的流程图。
图2(a)中，21为发送方调节器，211为存储控制信息(示明控制变量、操作方法与各种指令等规定的控制信息)的发送数据(内部形式的数据)的存储器，212为将上述发送数据变换为串行二进制数据发送输出的串行信号发送部(串行信号发送装置)，213为用于串行信号发送部212的发送输出取出到外部的DO端。
这里的DO端213设定为能与通信线路连接。
下面用图2(b)所示的流程图说明图2(a)所示发送方调节器21的串行信号发送部212的操作。
首先判断当前时刻是否是规定的发送时刻，若未到达规定的发送时刻，则等待到规定的发送时刻(其间输出空载状态)，若是到达规定时刻，则转移到步骤ST2(步骤ST1)。此规定时刻能作为预定时间或以预定时间为起点确定的周期来预先决定。此外，也可把用户等规定的信号作为预定的发送时刻。
其次从存储器211读出发送数据(示明控制变量、操作方法与各种指令等规定的控制信息)(步骤ST2)，将此发送数据变换为图1(b)所示的串行二进制数据(步骤ST3)。
其后，先输出规定的起动代码位作为发送数据的标题部分(步骤ST4)，输出发送信号序列即由前述变换获得的串行二进制数据(步骤ST5)。
最后，输出规定的终止代码位作为发送数据的终端部分(步骤ST6)，等待下一发送时刻到达(其间输出空载状态)。
如上所述，根据此实施形式，能有效地实现从发送方的调节器按预定时刻将发送数据(表示控制变量、操作方法与各种指令等规定的控制信息)输送给与通信线路连接的DO端的控制变量调节器。
实施形式2本实施形式的原理与实施形式1的相同。
图3是示明本发明实施形式2的控制变量调节器(接收方)结构的框图，还包括示明其操作的流程图。图3(a)是示明本实施形式的控制变量调节器的接收方调节器的结构的框图，图3(b)是示明上述接收方调节器作业的流程图。
图3(a)中，31为发送方调节器，311为用于存储控制信息(接收到的接收数据)的存储器，312为接收串行的二进制数据而变换为接收数据(内部形式的数据)的串行信号接收部(串行信号接收装置)，313为用于将接收到的上述串行二进制数据输送给串行信号接收部312的DI端。
在此设DI端313能与通信线路连接。
下面用图3(b)所示流程图说明图3(a)所示接收方调节器31的串行信号接收部312的操作。
首先验证接收的信号数据中是否包含起动代码位，若末包含起动代码位则等待到检测出起动代码位，若检测出起动代码位则转移到步骤ST22(步骤ST21)。
接着由上述接收信号读入接收信号序列即接收到的串行二进制数据(步骤ST22)，将此串行二进制数据变换为接收数据(内部形式数据)(步骤ST23)。再将此接收数据存储于存储器311中(步骤ST24)。存储于此存储器311中的接收数据可作为控制接收方调节器31管辖设备所用的控制信息。
然后从上述接收信号检测终止代码位(步骤ST25)，再验证上述接收信号是否成为空载状态。若非空载状态，则等待到成为空载状态，在确认空载状态后，结束此处理(步骤ST26)。
如上所述，根据本实施形式，可以使能有效地实现这样的控制变量调节器，它可将与通信线路连接的DI端中接收到的接收数据(包含控制变量、操作方法与各种指令等规定的控制信息)视作为有如用于控制本身管辖的控制对象的控制信息来使用。
实施形式3本实施形式的原理与实施形式1的相同。
图4是示明本发明实施形式3的控制变量调节器(发送方)结构的框图。
图4中，41为发送方调节器，411为存储控制信息(表示控制变量、操作方法与各种指令等规业的控制信息)的发送数据(内部形式的数据)的存储器，412为将上述发送数据变换为串行二进制数据发送输出的串行信号发送部(串行信号发送装置)，413为设定值存储器其中存储有用于调节从控制对象(未图示)传送刻测定值输入端410的测定值的规定设定值，414为检测通知事件的发生的事件生成定部(事件生成装置)，415为用于由比例+积分+微分操作来控制控制对象的PID运算部(PID运算装置)，416为将PID运算部输出的量值变换为具体的通/断信号(用于将控制对象中包含的设备的开关对应于控制量进行通/断操作的信号)的时间比例输出部(时间比例输出装置)，417是用于设定后述输出选择部的结构、功能与操作等的设定部，418是选择前述的串行信号发送部412与事件生成部414以及时间比例输出部416各个输出而输出的输出选择部(输出选择装置)，4181是输出选择部418用于将信号反转的信号反转部，4182为输出选择部用于进行信号逻辑运算的逻辑运算部，419为用于将输出选择部418的选择输出取出到外部的DO端。
在此将DO端设定为能与通信线路连接。
此外，存储器411与串行信号发送部412以及事件生成部414是任选的，可以省略。
图5是示明将图4所示控制变量调节器用于具体控制对象的系统结构的框图。
图5中，42为控制对象，421为温度传感器，422为加热器。下面说明其操作。
存储器411和串行信号发送部412的功能和工作与实施形式1的存储器211和串行信号发送部212的功能和工作相同。
事件生成部414通常验证包含控制对象的系统当前时刻的状态是否满足预设规定条件，在满足规定条件时，输出与此规定条件相关联的规定的事件通知信号。
测定值输入端410输入测定控制对象42的状态的测定值(在此是温度传感器421测定的温度)。
设定值存储器413存储将从上述测定值减去的所给设定值。
PID运算部415输入由前述测定值减去(应用测定值调节装置)存储器413存储的设定值所得的值，输出用于通过比例+积分+微分操作控制控制对象的控制变量信息。
时间比例输出部416是将此控制量信息变换为通/断信号[即用于使控制对象中包含的设备(在此为加热器422)的开关(未图示)与控制量相对应进行通/断操作的信号]，以作为与此控制量信息(PID运算部415输出的量值)对应的具体的控制信号，在将其输送给加热器422(其中开关未图示)的同时，还将此同一信号输送给输出选择部418。
设定部417具有存储器(未图示)，由此存储器读出用于设定输出部418的结构、功能、操作等信息，进行输出选择部418的结构、功能与功能等设定。
输出选择部418同时输入上述串行信号发送部412的输出(串行二进制数据)、事件生成部414的输出(事件通知信号)以及时间比例输出部416的输出信号(通/断信号)，根据前述设定部417设定的结构、功能与操作选择上述输入，输送给DO端419。此时，为了实现设定部417设定的前述结构、功能与操作，利用反转信号中1-0的信号反转部4181与进行信号逻辑运算的逻辑运算部4182。
如上所述，根据此实施形式3，能有效地实现将以比例+积分+微分操作控制本身管辖的控制对象时实际适用的控制信息，输送给与通信线路连接的DO端的控制变量调节器。
实施形式4本实施形式的原理与实施形式1的相同。
图6是示明本发明实施形式4的控制变量调节器(接收方)结构的框图。
图6中，51为接收方调节器，511是用于设定后述输入选择部的结构、功能、操作等的设定部，512是选择输入多个输入信息的输入选择部(输入选择装置)，513是根据不同的预定用途输出上述输入信息的用途选择部(用途选择部)，514是将输入信息(包括前述的串行二进制数据的接收信号，或是前述通/断信号的接收信号)变换为接收数据(内部形式的数据)的串行信号接收部(串行信号接收装置)，515是存储由上述变换得到的接收数据(表示控制变量、操作方法与各种指令等的控制信息)的存储器。
下面说明相关作业。
设定部511具有存储器(未图示)，利用由此存储器读出用于设定输入选择部512的结构、功能与操作等的信息，进行输入选择部512的结构、功能与操作等的设定。
输入选择部512根据上述设定的结构、功能与操作等，选择输入的多个控制信号(这里设为输入信号a、b、c与d)。此时，为了实现设定部511设定的前述结构、功能与操作，利用使信号中1-0反转的信号反转部5121与进行信号逻辑运算的逻辑运算部5122。
用途选择部513将上述选择输入的控制信号变换为不同预定用途的控制数据输出。此时，可据需要将此控制信号变换为不同用途的控制数据。来自用途选择部513的输出数据，例如具有串行二进制数据(表示前述的控制变量、操作方法与各种指令等规定的控制信息或前述的通/断信号)、运行/就绪(RUN/READy)信号以及设定值转换信号等，其中，上述串行二进制数据或是通/断信号输送给串行信号接收部514。
串行信号接收部514从用途选择部513接收串行二进制数据，将其变换为接收数据(内部形式数据)，存储于存储器515中。
图7示明将图6所示控制变量调节器(接收方)用于具体控制对象的系统结构的框图。
图7中所示的包括接收方调节器5a的系统，表明的是存储器515中存储的接收数据(控制信息)用作设定用偏置(bias)值的情形。
用途选择部513输出的存储于存储器515中的控制信息(设定用的偏置值)与SP偏置存储器516中存储的设定值的偏置值相加，由此加和结果减去传送给测定值输入端510的控制对象的测定值(在此为温度传感器521测定的温度)。然后将此相减结果输入PID运算部517。
PID运算部517输入上述相减结果，输出用于由比例+积分+微分操作控制控制对象的控制信息(操作变量)。
时间比例输出部518将此控制变量信息变换为使通/断信号即控制对象中所含设备(在此为加热器522)的开关与控制变量相对应而用于进行通/断操作的信号，以之作为与此控制信息(PID运算部517的输出量值)相对应的具体的控制信号，输送给加热点522(其中的开关未图示)。
图8示明将图6所示控制变量调节器(接收方)用于具体控制对象的另一系统结构的框图。
图8所示的包含接收方调节器56的系统示明将存储器515中存储的接收数据(控制信息)用作操作变量的情形。
从用途选择部513输出而存储于存储器515中的控制信息远程(remote)操作变量经转换开关520输入时间比例输出部523。
另一方面，来自传送测定值输入端510的控制对象的测定值(在此为温度传感器测定的温度)，减去SP存储器516中存储的设定用的操作变量，将此相减结果输入PID运算部522。PID运算部522根据上述相减结果，将用于由比例+积分+微分操作控制控制对象的控制信息(操作变量)通过转换开关520输出给时间比例输出部523。
时间比例输出部523根据上述双方的控制信息(操作变量)，计算实际的控制变量，将此计算出的控制变量变换为使通/断信号即控制对象中所含设备(在此为加热器522)的开关与控制变量相对应而用于进行通/断操作的信号，输送给热器522(其中的开关未图示)。
如上所述，根据实施形式4能够有效地实现这样的控制变量调节器，它能基于预先设定的输出选择部的结构、功能与操作，选择由许多路径接收的控制信号，并可根据不同用途在必要时施加变换进行输出。
此外也能有效地实现这样的控制变量调节器，它在接收到串行二进制信号或通/断信号时，能将这些信号中所包含的控制信息视之为宛如用于控制本身管辖的控制对象的控制信息，而能按比例+积分+微分操作控制本身管辖的控制对象。
实施形式5本实施形式的原理与实施形式1的相同。
图9是示明本发明的实施形式5的控制变量调节系统结构的框图。
图9中，611为发送方调节器，612～61n为接收方调节器，区域Z1～Zn为调节器611～61n分别管辖的在物理上为连续的控制对象，这里的调节器611可以是与图4、5中所示实施形式3的发送方调节器41有相同结构的调节器。
调节器612～61n则可以是与图7所示实施形式3的接收方调节器5a有同样结构的调节器。
下面说明有关作业，本实施形式的控制变量调节系统是用于将物理上连续的多个区域(在此为区域Z1～Zn)控制成有均匀温度的。
调节器611将应定的温度值(设定值)发送给调节器612～61n。
调节器612～61n，根据区域Z2～Zn的特性将SP偏置存储器516中存储的设定值的偏置值分别加到上述发送的应设定的温度值(设定值)上，用此加和结果分别减去由区域Z2～Zn测定出的测定值，将此相减结果输入PID运算部517。时间比例输出部518将此相减结果变换为通/断信号传送给区域Z2～Zn。由此，区域Z2～Zn可由比例+积分+微分操作控制成与区域Z1有相同的温度。
如上所述，根据此实施形式5，能由比例+积分+微分操作有效地均匀地控制物理上连续的多个区域。
实施形式6本实施形式的原理与实施形式1的相同。
图10是示明本发明的实施形式6的控制变量调节系统概要结构的框图。
图10中，61a为发送方调节器61b为接收方调节器，62为控制对象，621为温度传感器，622为流量传感器，623为阀门装置，624为阀门装置623的阀，PV1为控制对象62的由温度传感器测定的温度，PV2为控制对象62的由流量传感器622测定的流量，MV1为调节器61a指示调节器61b的操作变量设定值，MV2为使阀门装置623的阀623打开的阀开度指令。
图11为示明图10所示控制量调节系统具体结构的框图。
发送方调节器61a是与实施形式2的图5所示发送方调节器有相同结构的调节器，接收方调节器61b则是与实施形式2的图7所示接收方调节器5a有相同结构的调节器。
图10与11所示的控制量调节系统中，根据相对于控制对象62测定的内部温度(第1物理量)调节阀门装置623的流量(第2物理量)，通过比例+积分+微分操作，控制阀门装置623的流量。
如上所述，根据此实施形式6，能有效地根据由控制对象测定的第1物理量(例如内部温度)，由比例+积分+微分操作调节第2物理量(例如阀17装置的流量)。
再有，在执行前面图2(b)与图3(b)的流程图所示处理的程序等如在处理设备上用于进行上述处理的程序，可以通过包括半导体存储器在内的CD-ROM或磁带等计算机可读取的记录媒体进行存储与分配。此外，任何计算机，包括微机、个人计算机、通用计算机，都可以用来从上述记录媒体读出和执行上述程序。
权利要求
1.一种控制变量调节器，其特在于，它是在相对于与通信线路连接的接收方调节器、发送控制信息的控制变量调节器，包括串行信号发送装置，用于将包含从存储器读出的控制信息的内部形式的发送数据变换为串行二进制数据，并在形成包含上述二进制数据的发送信号后，输出给DO端。
2.一种控制变量调节器，其特在于，它是从与通信线路连接的发送方调节器接收控制信息的控制变量调节器，包括串行信号接收装置，用于将DI端接收的接收信号中所包含的串行二进制数据变换为内部形式的接收数据，并写入存储器。
3.一种控制变量调节器，其特在于，它是在相对于与通信线路连接的接收方调节器、将前述接收方调节器控制它本身管辖的控制对象时发送必要的控制信息的控制变量调节器，包括有将许多输出信号通过预先设定的算法选择输出的输出选择装置；将根据本身管辖的控制对象测定出的所定物理量的测定值根据预先设定的设定值进行调节的测定值调节装置；应用上述测定值调节装置的输出进行用于由比例+积分+微分操作而控制上述控制对象的运算，且将此运算结果作为操作变量输出的PID运算装置；将上述PID运算装置输出的操作量输入，变换为上述接收方调节器的控制对象中包括的设备开关通过此接收方调节器进行操作时的必要的通/断信号，且在将此通/断信号作为输出信号发送给上述本身管辖的控制对象，同时将与上述输出信号相同的输出信号也发送给上述输出选择装置的时间比例输出装置。
4.根据权利要求3所述控制变量调节器，其特征在于，还设有串行信号发送装置，用于在将包含存储器读出的控制信息的内部形式的发送数据变换为串行的二进制数据且形成包含上述二进制数据的发送信号后，作为给上述输出选择装置的输出信号输出。
5.根据权利要求3所述控制变量调节器，其特征在于，还包括事件生成装置，用于当包含本身管辖的控制对象的系统状态满足预设的所定条件时，将与此所定条件相关联的所定事件通知信号作为输出信号输出给上述输出选择装置。
6.一种控制变量调节器，其特征在于，它是在根据从与通信线路连接的发送方调节器接收到的多个系统的控制信息进行管辖而对控制对象进行控制的控制变量调节器，包括选择上述多个系统的控制信息输出的输入选择装置；依据用途分配上述选择的控制信息的用途选择装置；将上述用途选择装置输出之一中所包含的串行二进制数据或通/断信号变换为内部形式的接收数据而写入存储器的串行信号接收装置。
7.根据权利要求6所述控制变量的调节器，其特征在于，上述接收数据表示的是用于控制控制对象的控制变量设定值。
8.根据权利要求6所述控制变量的调节器，其特征在于，上述接收数据表示的是用于控制控制对象的遥控操作量。
9.一种控制量调节系统，其特征在于，它是包括与通信线路连接的发送方的调节器和从此发送方的调节器接收控制信息的多个接收方的调节器的控制变量调节系统，上述发送方的调节器包括在控制共同控制对象的1个分区的同时，将上述控制中使用的控制信息发送给上述多个接收方各调节器的装置；且上述多个接收方调节器各包括根据上述发送方调节器发送的控制信息，除上述1个分区外，控制与上述多个接收方调节器的各个相关联的上述共同控制对象的各个分区的装置。
10.一种控制变量调节系统，其特征在于，它是包括与通信线路连接的发送方的调节器和从此发送方的调节器接收控制信息的接收方的调节器的控制变量调节系统，上述发送方的调节器包括将由共同控制对象测定的第1物理量发送给上述接收方调节器的装置，且所述接收方的调节器根据上述发送方调节器发送出的上述第1物理量来控制所述共同的控制对象的第2物理量。
全文摘要
控制变量调节器，将多种控制变量的控制信息，作为数字信息在调节器间进行收发。为此，PID运算部(415)输入由测定对象(42)的测定值(温度)减去存储器(413)中存储的设定值的结果，输出用于由比例+积分+微分操作控制控制对象的控制变量信息。时间比例输出部(416)将控制变量信息变换为通/断信号，用于对应控制变量对控制对象(42)中加热器(422)开关状态进行通/断切换，并将通/断信号馈给加热器(422)及输出给输出选择部(418)。
文档编号G05B15/02GK1431567SQ0310106
公开日2003年7月23日 申请日期2003年1月9日 优先权日2002年1月9日
发明者平山博文 申请人:株式会社山武