CN101609343B - 温度控制器系统 - Google Patents

Abstract

在一种温度控制器系统中，用于调整控制对象的温度的多个温度控制器被连接到可编程逻辑控制器。一个温度控制器包括通过专用电缆与可编程逻辑控制器交换数据的PLC通信部分，与连接在下游侧的温度控制器交换数据的串行通信部分，和对在PLC通信部分与可编程逻辑控制器之间进行的数据交换进行控制并对串行通信部分所执行的串行通信进行控制的通信和转换CPU。

Description

温度控制器系统

技术领域

本发明涉及一种包含多个温度控制器的温度控制器系统，其中这些温度控制器要被连接到一个PLC(可编程逻辑控制器)。

背景技术

近年来，PLC通信已被广泛使用。PLC通信意指诸如CC-link、

PROFIBUS、或DeviceNet之类的其规范已被公用的通信。使温度控制器连接到这样的PLC的需求正日益增加。

然而，为了将温度控制器连接到PLC，往往需要专用部件，因此这使得温度控制器自身的生产成本升高。另外，利用温度控制器对在通信中所使用的存储器的存储器映射进行设置的方法较为复杂。因此，需要提供一种能易于被用户使用的温度控制器。以下是通过网络连接这样的温度控制器的现有技术文献。

[参考专利1]JP-A-2003-140739

下面将参考图8描述现有技术的温度控制器系统。参考该附图，在个人计算机(以下简称“PC”)10中安装一个配置器。配置器是用于将PLC通信中作为低级装置的从设备(在本例中为温度控制器30、40、50)登记到作为PLC通信的主设备的PLC 20中的软件。通过通信线L1以PLC通信或专用通信的方式将PLC 20连接到PC 10。

温度控制器30、40、50与作为主设备的PLC 20是一种从属关系，并通过专用电缆L2以PLC通信的方式连接到PLC 20。温度控制器30、40、50分别合并了电子数据表单(以下称作“EDS文件“)31、41、51。

例如，EDS文件31是一个其中存储了从设备(温度控制器30)的信息的电子文件。如图9的表格所示，其中“PLC通信标准”和“电子数据表单名称”相互对照，这样的电子文件被称为“PROFIBUS”中的“GSD文件”、“CC-link”中的“CSP文件”以及“DeviceNet”中的“EDS文件”。

具体来说，其中存储了从设备(温度控制器30、40、50)的信息的电子文件(在“EDS文件”的情况下)包含：

(1)安装在主设备(PLC 20)中的存储空间被从设备所占用的大小(基本信息)；

(2)诸如布置在被从设备所占用的存储空间中的从设备的名称之类的参数信息(可选信息)；

(3)由从设备支持的通信速率；等等。

可选信息用于增强用户的便捷性。

EDS文件31等以PLC通信标准中所定义的格式被从设备(温度控制器30)的制造商公开。可选的方式有可以将它们附到要使用的从设备上，或者将它们公开在要使用的互联网上。

另外，存在从设备(温度控制器30)的制造商向用户提供了用于产生EDS文件31的软件这种情况，并且提供了软件的用户以按照用户自身要求来产生EDS文件31的方式来使用该软件。

如此产生的EDS文件31被一次存储在诸如CD-R之类的记录介质上，并随后被用户读入PC 10中。之后，EDS文件31通过通信线L1被用户登记在作为主设备的PLC 20中，并且用于执行与从设备(温度控制器30、40、50)的PLC通信的存储器映射排布被设置在PLC 20中。

对于连接到系统的温度控制器40、50，类似地产生EDS文件41、51，并将它们登记在作为主设备的PLC 20中，以及为进行通信而设置PLC 20中的存储器映射。

如上所述，在如图8所示存在多个温度控制器30、40、50的情况下，分别针对温度控制器30、40、50产生EDS文件31、41、51，并且将它们存储在存储介质上、读入PC 10、以及随后从PC 10通过通信线L1设置到PLC 20。

在将多个温度控制器30、40、50以PLC通信的方式连接到一个PLC 20的情况下，无论如何用户都必须执行以下步骤：分别针对多个温度控制器30、40、50来产生EDS文件31、41、51同时考虑要在PLC通信中进行操作的参数；将EDS文件31、41、51存储在一个要被读入PC 10的记录介质上；以及通过使用配置器来将温度控制器30、40、50的参数登记在PLC 20中。

因此，用户必须熟悉上述温度控制器的参数，并且另外还存在这样的问题，在使用多个温度控制器的情况下，要针对每一个温度控制器来执行登记EDS文件的工作，因此非常麻烦。

下面将参考图10来描述温度控制器30的配置。为了在PLC 20与温度控制器30等之间执行PLC通信，它们之间的连接需要专用电缆L2。温度控制器30由以下装置配置而成：其上连接有专用电缆L2专用连接器32；使温度控制器执行PLC通信的PLC通信电路33；

以及具有通常的温度控制器功能的温度控制器电路34。

在现有技术的温度控制器30要被连接到PLC 20的情况下，由此，专用于温度控制器的部件，即，诸如专用连接器32和PLC通信电路33之类的部件，就是必需的了。

在多个温度控制器30、40、50要通过专用电缆L2连接到PLC 20的情况下，无论如何用户都必须针对每一个温度控制器30、40、50来使用PC的配置器将各个温度控制器30、40、50的参数登记到PLC20中。

因此，登记工作必须被执行与温度控制器数量一样多的次数，

因此非常麻烦。针对每一个温度控制器都需要专用部件，因此产生了生产成本增加的问题。

发明内容

本发明的示例实施例提供了一种温度控制器系统，其中，在将多个温度控制器有效连接到一个PLC的情况下简化了温度控制器中的设置工作。

另外，本发明的示例实施例提供了一种温度控制器系统，其中，当要将多个温度控制器连接到PLC时，可以通过一种经济的配置来实现该连接。

本发明的示例实施例以下面的方式构成。

(1)一种温度控制器系统，包括：

多个温度控制器，用于调整控制对象的温度；以及

可编程逻辑控制器，其连接到多个温度控制器，

其中，一个温度控制器包括

PLC通信部分，其通过PLC通信来与可编程逻辑控制器交换数据，

串行通信部分，其通过串行通信来与连接在下游侧的另一个温度控制器交换数据，以及

通信和转换CPU，其控制在PLC通信部分与可编程逻辑控制器之间所执行的数据交换，并且其控制由串行通信部分所执行的串行通信。

(2)在(1)所述的温度控制器系统中，所述的一个温度控制器通过串行通信电缆连接到处在下游侧的所述另一个温度控制器，并且

其中，串行通信部分包括

通信控制元件，在相对于连接在下游侧的另一个温度控制器进行的串行通信中，该通信控制元件作为主设备，以及

RS-485电路，其通过串行通信电缆与连接在下游侧的另一个温度控制器交换数据。

(3)在(1)所述的温度控制器系统中，所述的一个温度控制器通过专用电缆连接到可编程逻辑控制器，并且

其中，PLC通信部分包括

PLC通信端，将专用电缆连接到该PLC通信端，以及

PLC通信电路，其通过PLC通信端与可编程逻辑控制器交换数据。

(4)在(2)所述的温度控制器系统中，连接在下游侧的所述的另一个温度控制器包括连接到串行通信电缆的RS-485电路。

本发明实现了以下效果。可以像操纵一个控制器那样操纵多个温度控制器，并且因此能够减少配置工作的负担。专用电缆仅连接到一个温度控制器，而其他连接通过使用经济的RS-485线来实现。因此能够减少制造成本。

另外，本发明的示例实施例以下面的方式构成。

(5)一种温度控制器系统，包括：

多个温度控制器；以及

可编程逻辑控制器，其连接到多个温度控制器，

其中，被用作主设备的一个温度控制器包括

文件产生部分，其根据通过通信方式从用作从设备的另一个温度控制器获得的标准设置列表来产生存储了从温度控制器的信息的电子文件，以及

文件记录部分，其记录电子文件。

(6)在(5)所述的温度控制器系统中，主温度控制器和从温度控制器借助串行多点通信的方式来进行彼此的通信。

(7)在(6)所述的温度控制器系统中，串行多点通信是RS-485通信。

(8)在(5)所述的温度控制器系统中，可编程逻辑控制器与主温度控制器通过PLC通信的方式彼此连接，并且电子文件是EDS文件。

(9)在(5)到(8)的任意一个所述的温度控制器系统中，通过LL通信将电子文件传送到个人计算机。

本发明实现了以下效果。根据从各个温度控制器读出的标准设置列表来产生EDS文件。因此可以像操纵一个控制器那样对多个温度控制器进行操纵，从而能够减小配置工作的负担。

即使在用户并不熟悉温度控制器的参数的时候，主温度控制器也能读出从温度控制器的推荐数据组。因此可以充分使用一个EDS文件并使操作变得简易。

附图说明

图1是示出使用本发明第一实施例的温度控制器系统的方式的示图；

图2是本发明第一实施例的温度控制器系统的示图；

图3是示出本发明第一实施例的温度控制器系统中的数据流的示图；

图4是示出使用本发明第二实施例的温度控制器系统的方式的示图；

图5是本发明第二实施例的温度控制器系统的示图；

图6是示出EDS文件内容的示例的示图；

图7是示出本发明第二实施例的温度控制器系统中的数据流的示图；

图8是示出使用现有技术的温度控制器的方式的示图；

图9是示出PLC通信标准与电子数据表单的对应表的示图；以及

图10是现有技术的温度控制器的示图。

具体实施方式

下面将参考图1描述使用本发明第一实施例的温度控制器的方式。按照与图8的PLC 20相同的方式来配置PLC 20，因此省略对其的描述。温度控制器A 130具有PLC通信功能和通信协议转换功能。温度控制器A 130是RS-485通信(串行通信)的主设备，并与作为从设备的温度控制器B 140、150、...交换数据。

温度控制器B 140、150具有RS-485通信功能，并包括在PLC通信中被操作的数据组的列表。根据温度控制器B 140、150的类型以及使用它们的方法来确定列表的内容。该列表还包含诸如测量值(PV)和设置值(SP)之类的在操作期间要被经常读写的参数。

接着将参考图2详细描述温度控制器A 130的配置和操作。图2是在本发明的温度控制器系统中所使用的温度控制器A130的示图。温度控制器A 130可被大致分为：具有PLC通信功能以及收集温度控制器B组(其连接到温度控制器A 130的通信的下游侧)信息的功能的选择板200；和具有通常温度控制器功能的温度控制器模块300。

首先，将要描述选择板200的配置。PLC通信端210被连接到专用电缆L3。PLC通信电路220通过PLC通信端210与高层侧的PLC20通信。PLC通信端210和PLC通信电路220构成了相对于PLC 20作为PLC通信的从设备的PLC通信部分215。

通信和转换CPU 230控制PLC通信电路220来执行与高层侧的PLC 20的PLC通信。数据部分213是一种将数据从PLC 20通过PLC通信部分215写入其中的模块。

UART(通用异步收发器)240是作为RS-485通信的主设备的通信控制元件。例如，通信地址被设置为“0”。

UART 250相对于温度控制器B组是RS-485通信的主设备。例如，使用通信地址“1”到“32”。

UART 250将外围装置(在此情况下为温度控制器B组)的数据转换成那些可被其他设备(PLC 20)操作的格式的数据。RS-485电路260是通过RS-485电缆L4与温度控制器B组通信的电路。UART250和RS-485电路260构成了串行(RS-485)通信部分255。

将要描述温度控制器A 130的功能。置于温度控制器模块300中的温度控制器CPU 270控制温度控制器电路280，并且还通过UART 271控制RS-485通信。UART 271是RS-485通信的从设备，并在温度控制器CPU 270的控制下工作。温度控制器电路280具有通常温度控制器功能，并且例如由A/D转换器电路、D/A转换器电路、接触输入/输出电路等构成。

接着将描述温度控制器B 140的配置。RS-485电路310通过RS-485电缆L4执行针对RS-485电路260的RS-485通信。温度控制器CPU 320控制温度控制器电路330，并且还通过UART 321控制RS-485通信。

UART 321是RS-485通信的从设备并在温度控制器CPU 320的控制下工作。温度控制器电路330具有通常温度控制器的功能，并且例如由A/D转换器电路、D/A转换器电路、接触输入/输出电路等构成。

接下来将参考图3描述温度控制器A 130中的数据流。正如通常操作那样，首先重复传送新数据的操作，该新数据是通过使用读命令通过专用电缆L3从温度控制器B组和温度控制器模块300读取到PLC 20中的。相反，只有在必要时才执行将数据写入温度控制器B组的操作。

以下将具体描述这些操作。当打开电源时，通信和转换CPU 230参考读命令定义表233来产生读命令集(步骤A1)。

RS-485电路260根据来自通信和转换CPU 230的指示将读命令发送到温度控制器B组(步骤A2)，并且还通过UART 240将读命令输出到温度控制器模块300。

从温度检测器B 140输出的响应首先被RS-485电路260接收(步骤B 1)。通信和转换CPU 230从接收到的响应中取得数据(步骤B2)。所取得的数据被存储在结合到RS-485电路260中的缓冲器或类似存储部分中。如通常操作一样，这些操作被重复。

与之相对，在温度控制器A 130中，当把写指示从PLC 20给到数据部分231时，在步骤C1检测到写指示，参考写命令定义表232在步骤C2中产生写命令，并且RS-485电路260根据来自通信和转换CPU 230的指示输出写命令(步骤A2)。

只有当如上所述将写指示从PLC 20发出到数据部分231时才被动执行该操作。

在步骤D1，PLC通信的发送和接收功能按照来自PLC 20的指示被动操作。即，当从PLC 20给出读指示时，从温度控制器A 130、温度控制器B 140读出的数据返回到PLC 20，并且当给出写指示时，数据部分231的内容被更新。

如上所述，温度控制器A 130从温度控制器B 140获得数据。因此可以像操纵一个控制器那样对多个温度控制器进行操纵，从而能够减小配置工作的负担。关于布线，只将专用电缆连接到温度控制器A 130，而其他温度控制器仅使用较为经济的用来执行串行通信的RS-485线。因此可降低制造成本。

下面将参考图4描述使用根据本发明第二实施例的温度控制器系统的方式。图4是示出本发明的整个温度控制器系统的原理的示图。在图中，PC 10、PLC 20和通信线L1与图8中的相同，因此省略对它们的详细描述。

参考该图，温度控制器A 1130具有通常的温度调节功能，并且还具有PLC通信功能和通信协议转换功能。温度控制器A 1130通过用于PLC通信的专用电缆L3连接到PLC 20，并且该温度控制器A1130包括串行多点通信(RS-485)功能，以作为通信的主设备，从而该温度控制器从作为从设备的温度控制器B 1140、1150获得数据。

另外，温度控制器A 1130的特征在于产生用于通信的对应于温度控制器B 1140、1150的EDS文件。

而且，作为温度控制器A 1130的从设备的温度控制器B 1140、1150也具有串行多点通信(RS-485)的功能，并且分别包括用于PLC通信中的基本和标准数据组列表(包括“标准设置列表”，其后将对其进行描述)。

数据组列表的内容是根据温度控制器B 1140、1150的类型和使用它们的方法来确定的。列表还包含在工作期间经常被读写的参数，例如测量值(PV)和设置值(SP)。

标准设置列表是上述数据组列表的一部分。在标准设置列表中，以列表形式对设置在各个温度控制器B 1140、1150中的各种参数(诸如特定控制和操作参数)进行了设置。标准设置列表是由温度控制器的制造商设置的。

温度控制器A 1130通过上述RS-485通信电缆L4读出设置在所有相连的温度控制器B 1140、1150中的标准设置列表。温度控制器A 1130参考从温度控制器B 1140、1150中读出的标准设置列表和由温度控制器A 1130自己占有的设置列表、内部配置一个在PLC通信中将要使用的存储器映射、只产生一个整体控制温度控制器B 1140、1150的EDS文件1131、并将该EDS文件1131记录在控制器A 1130中。

所记录的EDS文件1131被温度控制器A 1130记录并存储在诸如CD-R之类的记录介质上。记录介质由用户通过PC 10来读取，而EDS文件1131被登记在PC 10中。

通过用户的操作，随后把整体上对温度控制器B 1140、1150进行控制的EDS文件1131借助PLC通信或专用通信的方式通过通信线L1设置在PLC 20中。从而可以从PLC 20执行与温度控制器A1130和温度控制器B 1140、1150的通信。

下面将参考图5来详细描述温度控制器A 1130的配置和操作。

图5是本发明温度控制器A 1130的示图。温度控制器A 1130可被大致分为：具有PLC通信功能以及收集温度控制器B 1140、1150的信息的功能的选择板1200；和具有通常温度控制器功能的温度控制器模块1300。

将对选择板1200的配置进行描述。PLC通信端被连接到用于PLC通信的专用电缆L3。PLC通信电路1220通过PLC通信端1210与图4所示的PLC 20进行通信。PLC通信端1210和PLC通信电路1220构成PLC通信部分1215，该PLC通信部分1215作为PLC通信的从设备，而PLC 20作为主设备。

通信和转换CPU 1230控制PLC通信电路1220来执行与图4所示的PLC 20的通信，并通过使用EDS文件产生部分1232的功能来产生EDS文件。EDS文件记录部分1231记录由上述通信和转换CPU1230产生的EDS文件。EDS文件产生部分1232根据通信和转换CPI1230的控制从标准设置列表产生诸如图6所示的EDS文件。

将描述图6所示的EDS文件1131。与现有技术不同，单个EDS文件1131存储了所有温度控制器的信息。

例如，假设图4所示温度控制器A 1130的字长为“3”，温度控制器B 1140的字长为“4”、而温度控制器B 1150的字长为“4”。作为基本信息的字长为“3”+“4”+“4”＝“11”。根据温度控制器A 1130和温度控制器B 1140、1150的标准设置列表的信息作为可选信息被存储为一个等于字长数的数字。

在EDS文件1131中，针对温度控制器A 1130存储了测量值PV、设置值SP、和输出OUT的三个字的信息，针对温度控制器B 1140存储了测量值PV、设置值SP、输出OUT、和ALARM的四个字的信息，并且针对温度控制器B 1150存储了测量值PV、设置值SP、输出OUT、和自动AUTO的四个字的信息。

通信控制元件UART(通用异步收发器)1240是RS-485通信(串行多点通信)的主设备。例如，通信地址被设置为“0”。

另外布置一个通信控制元件UART 1250。UART 1250是RS-485通信的主设备。例如，使用通信地址“1”到“32”。UART 1250将外围装置(在此情况下为温度控制器B 1140、1150等)的数据转换成那些可被其他设备(PLC 20)操作的格式的数据。

通信电路(RS-485电路)1260是通过通信电缆(RS-485电缆)L4与温度控制器B 1140、1150进行通信的电路，并且包括了用来临时存储从温度控制器B 1140、1150读出的标准设置列表的缓冲器。UART 1250和RS-485电路1260构成了RS-485通信部分1255。

接下来将描述温度控制器模块1300。温度控制器CPU 1270对用于控制温度的温度控制器电路1280进行控制，并通过UART 1271对RS-485通信进行控制。UART 1271是RS-485通信的从设备，并在温度控制器CPU 1270的控制下工作。温度控制器电路1280具有通常的温度控制器的功能，并且例如由A/D转换器电路、D/A转换器电路、接触输入/输出电路等配置而成。

之后，将示例性地描述温度控制器B 1140的配置。RS-485电路1310通过RS-485电缆L4执行针对温度控制器A 1130一侧的RS-485电路1260的RS-485通信。

温度控制器CPU 1320控制温度控制器电路1330，并且还通过UART 1321控制RS-485通信。UART 1321是RS-485通信的从设备，并在温度控制器CPU 1320的控制下工作。温度控制器电路1330具有通常的温度控制器的功能，并且例如由A/D转换器电路、D/A转换器电路、接触输入/输出电路等配置而成。

下面将参考图7描述由温度控制器A 1130产生对应于温度控制器B 1140的EDS文件1131的方法。

首先，温度控制器A 1130的通信和转换CPU 1230指示RS-485通信部分1255将标准设置列表读命令输出到温度控制器B 1140(步骤A1)。

接收到该指示的温度控制器B 1140根据内部CPU 1320的指示从RS-485电路1310中输出一个包括预先存储的标准设置列表的响应。

温度控制器A 1130的RS-485电路1260通过电缆L4接收到该响应(步骤B1)。通信和转换CPU 1230从接收到的响应中取得数据(步骤B2)。所取得的数据作为对应于温度控制器B 1140的标准设置列表被临时存储在RS-485电路1260的缓冲器中。

根据存储在RS-485电路1260的缓冲器中的标准设置列表，通信和转换CPU 1230使用EDS文件产生部分1232来产生如图6所示存储了在PLC通信中使用的存储器映射的EDS文件1131，并将该文件记录在EDS文件记录部分1231中(步骤B3)。

同样对于温度控制器B 1150，通过与上述类似的操作，将对应于温度控制器B 1150的标准设置列表读出并反映在EDS文件1131中。

上述存储在EDS文件记录部分1231中的EDS文件1131可被记录在未示出的SD卡中，随后被传送到PC 10中。以其他方法，连接一个LL(轻负载)连接电缆，并且可以将文件通过电缆传送到PC 10。

如上所述，根据从各个温度控制器读出的标准设置列表来产生EDS文件1131。因此能够像操纵一个控制器那样对多个温度控制器进行操纵，因此可减小配置工作的负担。

即使在用户对温度控制器的参数并不熟悉的时候，温度控制器A1130也能读出温度控制器B 1140、1150的推荐数据组，并随后产生EDS文件。因此能够充分利用一个EDS文件并使操纵变得便捷。

尽管参考特定实施例详细描述了本发明，但显然本领域技术人员在不脱离本发明精神和范围的情况下能够进行各种变化和变型。

Claims (9)

1.一种温度控制器系统，包括：

多个温度控制器，用于调整控制对象的温度；以及

可编程逻辑控制器，其连接到多个温度控制器，

其中用作主设备的一个温度控制器包括

PLC通信部分，其通过PLC通信与可编程逻辑控制器交换数据，

串行通信部分，其通过串行通信与连接在下游侧的用作从设备的另一个温度控制器交换数据，所述用作从设备的另一个温度控制器具有串行通信功能，以及

通信和转换CPU，其控制在PLC通信部分与可编程逻辑控制器之间进行的数据交换，并且其控制由串行通信部分所执行的串行通信。

2.如权利要求1所述的温度控制器系统，其中，所述用作主设备的一个温度控制器通过串行通信电缆连接到处在下游侧的所述用作从设备的另一个温度控制器，并且

其中，串行通信部分包括

通信控制元件，该通信控制元件在相对于连接在下游侧的所述另一个温度控制器所执行的串行通信中作为主设备，以及

RS-485电路，其通过串行通信电缆与连接在下游侧的所述用作从设备的另一个温度控制器交换数据。

3.如权利要求1所述的温度控制器系统，其中，所述用作主设备的一个温度控制器通过专用电缆连接到可编程逻辑控制器，并且

其中，PLC通信部分包括

PLC通信端，其连接到专用电缆，以及

PLC通信电路，其通过PLC通信端与可编程逻辑控制器交换数据。 

4.如权利要求2所述的温度控制器系统，其中，连接在下游侧的所述用作从设备的另一个温度控制器包括连接到串行通信电缆的RS-485电路。

5.一种温度控制器系统，包括：

多个温度控制器；以及

可编程逻辑控制器，其连接到多个温度控制器，

其中，被用作主设备的一个温度控制器包括

PLC通信部分，其通过PLC通信与可编程逻辑控制器连接，

串行通信部分，其通过串行通信与用作从设备的另一个温度控制器交换数据，所述用作从设备的另一个温度控制器具有串行通信功能，

文件产生部分，其根据通过通信从所述用作从设备的另一个温度控制器获得的标准设置列表来产生存储了所述用作从设备的另一个温度控制器的信息的电子文件，以及

文件记录部分，其记录电子文件。

6.如权利要求5所述的温度控制器系统，其中所述串行通信是串行多点通信。

7.如权利要求6所述的温度控制器系统，其中，串行多点通信是RS-485通信。

8.如权利要求5所述的温度控制器系统，其中电子文件是EDS文件。

9.如权利要求5到8中任意一个所述的温度控制器系统，其中，通过LL通信将电子文件传送到个人计算机。 

Images