CN112437858A - 温度控制装置和调温装置 - Google Patents

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Abstract

提供温度控制装置，即使在调温对象部位的数量增加的情况下，也能够更适当地控制温度。本发明是在具有制冷剂回路的调温装置中用于对调温对象装置中的调温对象部位的温度进行控制的温度控制装置，其中，温度控制装置的通信模块构成为，将经由现场网络周期性地接收的的通信帧中所包含的各个调温对象部位的目标温度信息存储在存储器的规定的位置，温度控制装置的运算模块接收每个调温对象部位的目标温度信息，并且从与各个调温对象部位对应的各个温度传感器接收表示第2制冷剂的当前温度的制冷剂温度信息，根据接收到的目标温度信息和制冷剂温度信息，以使各个调温对象部位成为接收到的目标温度信息所示的目标温度的方式来分别计算用于调节对应的每个控制阀的开度的控制参数。

Description

温度控制装置和调温装置
技术领域
本发明涉及温度控制装置和调温装置，尤其涉及在具有制冷剂回路的调温装置中用于对调温对象装置中的调温对象部位的温度进行控制的温度控制装置以及具有该温度控制装置的调温装置。
背景技术
以往，一般的冷却装置具有制冷剂回路(制冷剂流路)，该制冷剂回路具有如下的回路结构：通过制冷剂流路和盐水流路使制冷剂在管内循环，在盐水流路的局部使成为调温对象的负载的工件(调温对象部位)介入连接。
在制冷剂流路中，电动式压缩机对制冷剂气体进行压缩并作为高压气体向排出侧的冷凝器输送，冷凝器使高压气体冷凝并经由减压机构的膨胀阀使其减压后向蒸发器输送。然后，蒸发器使减压后的低压的气液混合状态的制冷剂蒸发并使其吸入到压缩机的吸入侧。这样，制冷剂回路成为重复进行压缩和减压的回路结构的一次温度调整回路。盐水流路成为共有制冷剂流路的蒸发器并利用制冷剂罐回收并蓄积低压的液体状态的制冷剂液，并且使被安装于制冷剂罐的加热装置(加热器)适当加热后的制冷剂液经由工件而返回到蒸发器的回路结构的二次温度调整回路。
冷却装置所具有的温度控制装置根据使用者的温度设定以及设定温度与工件温度的温度差来对制冷剂流路所具有的压缩机的转速、以及盐水流路所具有的加热装置的加热温度及与制冷剂罐相连的泵的制冷剂流量等进行控制。温度设定例如从-20～60℃的规定范围内选择。在制冷剂流路和盐水流路中分别设置有温度传感器，由设置于比盐水流路的泵靠工件侧的部位的温度传感器检测工件温度。
例如，专利文献1公开了一种等离子体处理装置用冷却装置，并且公开了其制冷剂回路，该等离子体处理装置用冷却装置应用了等离子体处理装置，该等离子体处理装置进行用于对在工件上作为目标的试样进行蚀刻的等离子体处理。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许5841281号
发明内容
发明要解决的课题
温度控制装置能够通过对能够调节制冷剂流路的制冷剂流量的膨胀阀的开度进行调节来对制冷剂流路的温度进行控制。温度控制装置具有主CPU基板，主CPU基板计算用于调节膨胀阀的开度的控制参数。以往，主CPU基板在计算该控制参数时，每次都向包含调温对象部位的调温对象装置发送请求，由此取得该调温对象部位的目标温度信息，并存储在存储器中。然后，主CPU基板使用存储在存储器中的当前温度信息和目标温度信息，运算控制参数并发送到脉冲转换器，脉冲转换器将接收到的模拟信号的控制参数转换输出为膨胀阀驱动用的脉冲。但是，当调温对象部位增加时，存在主CPU基板难以实时地计算控制参数的问题，存在难以进行多个调温对象部位的温度控制的问题。
本发明是为了解决这样的问题而完成的，其主要目的在于提供即使在调温对象部位的数量增加的情况下也能够更适当地控制温度的温度控制装置。
用于解决课题的手段
为了达成上述目的，作为本发明的一个方式的温度控制装置在具有制冷剂回路的调温装置中用于对调温对象装置中的调温对象部位的温度进行控制，其特征在于，所述调温装置是按照每1个或多个调温对象部位而具有所述制冷剂回路的装置，该制冷剂回路各自具有：第1制冷剂回路，其包含由压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器使第1制冷剂依次循环的回路，并且包含安装在该第1制冷剂回路内的能够调节该第1制冷剂的流量的控制阀；以及第2制冷剂回路，其包含与所述第1制冷剂回路共有蒸发器并使第2制冷剂以能够与调温对象部位进行热交换的方式循环的回路，并且包含安装成能够检测该第2制冷剂的温度的温度传感器，所述温度控制装置具有：主控制装置；通信模块，其具有存储器，该通信模块经由现场网络而与调温对象装置连接；运算模块，其经由所述主控制装置而与所述通信模块连接，并与安装于所述第2制冷剂回路的各个规定的位置的温度传感器分别连接；以及信号输出模块，其与所述运算模块连接，所述通信模块构成为，将经由所述现场网络周期性地接收的通信帧中所包含的各个调温对象部位的目标温度信息存储在按照每个调温对象部位预先确定的存储器的规定的位置，所述主控制装置构成为，将存储在所述通信模块的存储器中的目标温度信息发送到所述运算模块，所述运算模块构成为，接收每个调温对象部位的目标温度信息，并且从与各个调温对象部位对应的各个温度传感器接收表示所述第2制冷剂的当前温度的制冷剂温度信息，根据接收到的目标温度信息和制冷剂温度信息，以使各个调温对象部位成为接收到的目标温度信息所示的目标温度的方式来分别计算用于调节对应的每个控制阀的开度的控制参数，并将计算出的各个控制参数发送到所述信号输出模块，所述信号输出模块构成为，根据接收到的各个控制参数，将用于调节各个控制阀的开度的信号发送到各个控制阀。
另外，在本发明中优选的是，所述运算模块根据接收到的目标温度信息和制冷剂温度信息，通过以成为所述目标温度的方式执行PID运算而分别计算用于调节对应的每个控制阀的开度的控制参数。
另外，在本发明中优选的是，所述运算模块具有存储器，所述运算模块将接收到的目标温度信息和制冷剂温度信息存储在按照每个调温对象部位预先确定的该存储器的规定的位置，使用所存储的目标温度信息和制冷剂温度信息来分别计算控制参数，并将计算出的控制参数存储在按照每个调温对象部位预先确定的该存储器的规定的位置。
另外，在本发明中优选的是，所述现场网络是以太网控制自动化技术。
另外，在本发明中优选的是，所述温度控制装置中的一个是主机，所述通信模块是从机。
另外，为了达成上述目的，作为本发明的一个方式的调温装置具有制冷剂回路和用于对调温对象装置中的调温对象部位的温度进行控制的温度控制装置，其特征在于，所述调温装置是按照每1个或多个调温对象部位而具有所述制冷剂回路的装置，该制冷剂回路各自具有：第1制冷剂回路，其包含由压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器使第1制冷剂依次循环的回路，并且包含安装在该第1制冷剂回路内的能够调节该第1制冷剂的流量的控制阀；以及第2制冷剂回路，其包含与所述第1制冷剂回路共有蒸发器并使第2制冷剂以能够与调温对象部位进行热交换的方式循环的回路，并且包含安装成能够检测该第2制冷剂的温度的温度传感器，所述温度控制装置具有：主控制装置；通信模块，其具有存储器，该通信模块经由现场网络而与调温对象装置连接；运算模块，其经由所述主控制装置而与所述通信模块连接，并与安装于所述第2制冷剂回路的各个规定的位置的温度传感器分别连接；以及信号输出模块，其与所述运算模块连接，所述通信模块构成为，将经由所述现场网络周期性地接收的通信帧中所包含的各个调温对象部位的目标温度信息存储在按照每个调温对象部位预先确定的存储器的规定的位置，所述主控制装置构成为，将存储在所述通信模块的存储器中的目标温度信息发送到所述运算模块，所述运算模块构成为，接收每个调温对象部位的目标温度信息，并且从与各个调温对象部位对应的各个温度传感器接收表示所述第2制冷剂的当前温度的制冷剂温度信息，根据接收到的目标温度信息和制冷剂温度信息，以使各个调温对象部位成为接收到的目标温度信息所示的目标温度来分别计算用于调节对应的每个控制阀的开度的控制参数，并将计算出的各个控制参数发送到所述信号输出模块，所述信号输出模块构成为，根据接收到的各个控制参数，将用于调节各个控制阀的开度的信号发送到各个控制阀。
发明效果
根据本发明，即使在调温对象部位增加的情况下，也能够更适当地控制温度。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的调温装置的概要结构图。
图2是本发明的一个实施方式的调温装置的概要结构图。
图3是与本实施方式的温度控制装置对应的现有的温度控制装置的概要结构图。
图4是本发明的一个实施方式的温度控制装置的结构图。
图5是存储在本发明的一个实施方式的通信模块的存储器中的信息的一个示例。
图6是存储在本发明的一个实施方式的运算模块的存储器中的信息的一个示例。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式的调温装置1进行说明。在各图中，只要没有特别说明，则相同的标号表示相同或相当的部分。为了便于说明，有时省略过于详细的说明。例如，有时省略已经普遍了解的事项的详细说明或对实质上相同的结构的重复说明。另外，在本说明书中，接收/发送信息可视为仅包含受理/传递信息。
图1和图2是本发明的一个实施方式的调温装置1的概要结构图，图2是示出更详细的概要结构图的图。调温装置1具有：制冷剂回路300，其包含第1制冷剂回路100和第2制冷剂回路200；以及温度控制装置20，其用于对调温对象装置2的各个调温对象部位10的温度进行控制。图1示出第1制冷剂回路100内的制冷剂和第2制冷剂回路200内的制冷剂流动的主要方向。调温装置1是用于对多个调温对象部位10各自的温度进行调整的装置，但图1示出针对一个调温对象部位10的制冷剂回路300的结构。调温装置1针对每个调温对象部位10分别具有制冷剂回路300。制冷剂回路300例如由已知的冷却管构成。用于第1制冷剂回路100的第1制冷剂和用于第2制冷剂回路200的第2制冷剂能够使用氟系制冷剂等已知的制冷剂。在一个例子中，第1制冷剂回路100是制冷剂流路，第2制冷剂回路200是盐水流路。温度控制装置20与包含调温对象部位10的调温对象装置2连接，并且与第1制冷剂回路100和第2制冷剂回路200所包含的温度传感器等各种传感器和控制阀等能够控制的结构要素连接。温度控制装置20可以与调温对象装置2连接而间接地与调温对象部位10连接，也可以与调温对象装置2中的调温对象部位10直接连接。在一个优选的例子中，温度控制装置20从调温对象装置2接收各调温对象部位10各自的目标温度信息，并且将从第2制冷剂回路200的温度传感器取得的当前温度信息发送给调温对象装置2。
第1制冷剂回路100包含由压缩机111、冷凝器112、膨胀阀113以及蒸发器114使第1制冷剂依次循环的第1主制冷剂回路101。第1主制冷剂回路101包含介入连接于冷凝器112与膨胀阀113之间的进行异物去除的干燥过滤器115。第1制冷剂回路100包含旁通回路102，该旁通回路102在蒸发器114与压缩机111之间从第1主制冷剂回路101分支，并与干燥过滤器115和膨胀阀113之间的第1主制冷剂回路101连接。第1制冷剂回路100包含旁通回路102，该旁通回路102在压缩机111与冷凝器112之间从第1主制冷剂回路101分支，并与膨胀阀113和蒸发器114之间的第1主制冷剂回路101连接。
在第1主制冷剂回路101中，压缩机111对第1制冷剂的气体进行压缩并作为高压气体向排出侧的冷凝器112输送。冷凝器112使高压气体冷凝并经由减压机构的膨胀阀113使其减压后向蒸发器114输送，蒸发器114使减压后的低压气体蒸发并使其吸入到压缩机111的吸入侧。第1主制冷剂回路101是这样重复进行压缩和减压的回路结构的一次温度调整回路。
第1制冷剂回路100包含安装在第1制冷剂回路100内的能够调节第1制冷剂的流量的多个控制阀121。在第1主制冷剂回路101的膨胀阀113与蒸发器114之间介入连接有控制阀121。在各个旁通回路102上介入连接有控制阀121。控制阀121是由步进马达驱动的电子控制阀，温度控制装置20向各个控制阀121发送对控制阀121的开度进行调节的信号，由此能够对通过控制阀121的第1制冷剂的流量进行控制。温度控制装置20也可以同样地控制膨胀阀113。另外，控制阀121也可以为电子膨胀阀。
第1制冷剂回路100在压缩机111的蒸发器侧包含温度传感器122，该温度传感器122设置成能够检测第1主制冷剂回路101中的第1制冷剂的温度。第1制冷剂回路100在压缩机111的第1制冷剂吸入侧包含压力传感器123，该压力传感器123设置成能够检测第1主制冷剂回路101中的第1制冷剂的压力。
第2制冷剂回路200包含与第1制冷剂回路100共有蒸发器114的第2主制冷剂回路201。第2主制冷剂回路201使第2制冷剂以能够在蒸发器114中与第1主制冷剂回路101进行热交换的方式循环。另外，第2主制冷剂回路201使第2制冷剂以能够与调温对象部位10进行热交换的方式循环。第2主制冷剂回路201和调温对象部位10构成为，第2主制冷剂回路201与调温对象部位10接触而能够进行热交换，或者第2主制冷剂回路201在调温对象部位10内流通而能够进行热交换。
第2主制冷剂回路201包含：制冷剂罐211，其回收并蓄积作为第2制冷剂的制冷剂液；加热装置212；以及泵213，其从加热装置212吸引制冷剂液。加热装置212根据需要而对制冷剂液进行适当加热。第2主制冷剂回路201是通过蒸发器114和加热装置212对第2制冷剂的温度进行调整并使第2制冷剂以与调温对象部位10进行热交换的方式循环的回路结构的二次温度调整回路。在第2主制冷剂回路201中，加热装置212与蒸发器114的制冷剂液流出侧连接，泵213以能够从加热装置212吸引制冷剂液的方式被连接。制冷剂罐211以回收与调温对象部位10进行了热交换的制冷剂液的方式被连接，并且与蒸发器114连接以使流出的制冷剂液在蒸发器114中进行热交换。
第2制冷剂回路200包含旁通回路202，该旁通回路202在调温对象部位10与制冷剂罐211之间从第2主制冷剂回路201分支，并与泵213和调温对象部位10之间的第2主制冷剂回路201连接。
第2制冷剂回路200包含安装在第2制冷剂回路200内的能够调节第2制冷剂的流量的控制阀221。在第2主制冷剂回路201的泵213与调温对象部位10之间介入连接有控制阀221。在旁通回路202上介入连接有控制阀221。
第2制冷剂回路200在泵213的制冷剂液流出侧包含温度传感器222，该温度传感器222设置成能够检测第2主制冷剂回路201中的第2制冷剂的温度。第2制冷剂回路200在蒸发器114的制冷剂液流出侧包含温度传感器222，该温度传感器222设置成能够检测第2主制冷剂回路201中的第2制冷剂的温度。这样，第2制冷剂回路200包含安装成能够检测第2制冷剂的温度的温度传感器222。另外，第2制冷剂回路200在泵213的制冷剂液流出侧包含压力传感器223，该压力传感器223设置成能够检测第2主制冷剂回路201中的第2制冷剂的压力。
图1是针对一个调温对象部位10的制冷剂回路300的一个示例。调温装置1具有多个制冷剂回路300，各制冷剂回路300与各调温对象部位10对应。因此，调温装置1所包含的制冷剂回路300可以包含不同的回路，也可以是相同的回路。
在制冷剂回路300的一个例子中，根据调温对象部位10的保温控制方法，第1制冷剂回路100包含与图1所示的旁通回路102不同的任意一个或多个旁通回路102。在该情况下，也优选在各个旁通回路102上介入连接有控制阀121。另外，在一个例子中，根据调温对象部位10的保温控制方法，第1制冷剂回路100在规定的位置安装有一个或多个温度传感器122。另外，在一个例子中，根据调温对象部位10的保温控制方法，第1制冷剂回路100在规定的位置安装有一个或多个压力传感器123。
在制冷剂回路300的一个例子中，根据调温对象部位10的保温温度，制冷剂回路300具有多个第1制冷剂回路100。多个第1制冷剂回路100所包含的回路结构也可以各不相同。在该情况下，一个第1制冷剂回路100包含第1主制冷剂回路101，该第1主制冷剂回路101与相邻的第1制冷剂回路100共有蒸发器114，并且使第1制冷剂以能够与该相邻的第1制冷剂回路100进行热交换的方式循环。另外，在该情况下，一个第1制冷剂回路100包含第1主制冷剂回路101，该第1主制冷剂回路101与第2制冷剂回路200共有蒸发器114，并且使第1制冷剂以能够与第2制冷剂回路200进行热交换的方式循环。
在制冷剂回路300的一个例子中，根据调温对象部位10的保温控制方法，第2制冷剂回路200包含与图1所示的旁通回路202不同的任意一个或多个旁通回路102。在该情况下，也优选在各个旁通回路202上介入连接有控制阀221。另外，在一个例子中，第2制冷剂回路200不包含加热装置212和泵213。另外，在一个例子中，根据调温对象部位10的保温控制方法，第2制冷剂回路200在规定的位置安装有一个或多个温度传感器222。另外，在一个例子中，根据调温对象部位10的保温控制方法，第2制冷剂回路200在规定的位置安装有一个或多个压力传感器223。另外，在一个例子中，制冷剂罐211、加热装置212以及泵213安装于第2主制冷剂回路201内的按照调温对象部位10的保温控制方法的位置。
调温装置1具有冷却装置(未图示)。冷却装置具有如下的构造：相对于冷凝器112以折返的方式连接配管，取入冷却水而对冷凝器112内进行冷却之后，使冷却水向外侧返回。冷却装置例如在出口侧的管上设置有控制阀，根据通过与冷凝器112的排出侧连接的压力检测出的结果来对控制阀的开闭进行控制，从而对在配管内流动的冷却水的流量进行控制。上述说明的冷却装置是一个示例，冷却装置对冷凝器112的冷却功能也可以是使用冷却风扇利用冷风进行冷却的结构。
在一个优选的例子中，调温装置1是能够将工件(调温对象装置2)作为半导体制造装置而应用于半导体蚀刻工序的冷却装置。具体而言，调温装置1是等离子体处理用冷却装置，该等离子体处理用冷却装置应用于等离子体处理装置，该等离子体处理装置为了在半导体蚀刻工序中对作为目标的试样的半导体晶片进行蚀刻而进行等离子体处理。因此，调温装置1能够具有现有的等离子体处理用冷却装置所具有的结构。在该情况下，作为等离子体处理装置的保温对象的各部分是调温对象部位10。例如，一个调温对象部位10以在等离子体处理装置的下部电极附设制冷剂管并与第2主制冷剂回路201相连的方式连接。例如，一个调温对象部位10以在等离子体处理装置的上部电极附设制冷剂管并与第2主制冷剂回路201相连的方式连接。
调温对象装置2的调温对象部位10分别由使用者设定目标温度。例如，所设定的目标温度按照每个调温对象部位10而不同。在一个例子中，调温对象部位10所设定的目标温度从-80～+80℃的范围内选择。在一个例子中，调温对象部位10有三个，在各调温对象部位10处设定的目标温度的范围不同。
在调温对象部位10的各个部位中，温度控制装置20根据该调温对象部位10的目标温度信息和从安装在与该调温对象部位10连接的第2制冷剂回路200内的温度传感器222取得的当前温度信息，对第2制冷剂温度进行控制。例如，温度控制装置20以如下的方式进行控制：根据目标温度信息与当前温度信息的温度差，调节第1制冷剂回路100内的控制阀121的开度，由此对第2制冷剂温度进行控制而使调温对象部位10的温度成为目标温度。温度控制装置20能够使用已知的PID控制来进行与温度差对应的控制。另外，目标温度信息是表示调温对象部位10的目标温度的信息，当前温度信息是表示第2制冷剂的当前温度的信息。
除了上述的示例之外或者代替上述的示例，温度控制装置20能够以如下的方式进行控制：通过调节电动式的压缩机111中的压缩机转速来控制第2制冷剂温度，使调温对象部位10的温度成为目标温度。除了上述的示例之外或者代替上述的示例，温度控制装置20能够以如下的方式进行控制：根据由压力传感器123检测的压力来调节第1制冷剂回路100内的控制阀121的开度，从而使调温对象部位10的温度成为目标温度。温度控制装置20能够使用已知的PID控制来进行与压力差对应的控制。
在本实施方式中，在基于温度控制装置20的控制中，对根据从调温对象装置2取得的调温对象部位10的目标温度和从第2制冷剂回路200所包含的温度传感器取得的第2制冷剂的当前温度而进行的第1制冷剂回路100所包含的控制阀121的开度的控制进行说明。但是，作为用于使调温对象部位10的温度成为目标温度的动作，可以理解为，温度控制装置20能够进行压缩机转速的控制等已知的控制、或者基于从其他传感器等取得的信息而进行的已知的控制阀121等的控制。
在本实施方式中，温度控制装置20通过PID控制来分别计算用于消除目标值与当前值的偏差的控制参数(操作量)和用于调节各控制阀121的开度的控制参数(操作量)。
图3是与本实施方式的温度控制装置20对应的现有的温度控制装置40的概要结构图。温度控制装置40具有主CPU基板41和脉冲转换器42。主CPU基板41经由温度传感器222取得第2制冷剂的当前温度信息，并存储在存储器中。主CPU基板41在计算用于调节控制阀121的开度的控制参数时，每次都向包含与控制阀对应的调温对象部位10的调温对象装置2发送用于接收目标温度信息的请求。调温对象装置2使用串行通信向温度控制装置20发送接收了请求的目标温度信息。主CPU基板41取得从温度控制装置20接收的该调温对象部位10的目标温度信息，并存储在存储器中。主CPU基板41使用存储在存储器中的当前温度信息和目标温度信息来运算控制参数，并向脉冲转换器42发送模拟信号的控制参数。脉冲转换器42将从主CPU基板41接收到的模拟信号的控制参数转换为控制阀驱动用的脉冲(数字信号)，并发送到对应的控制阀121。
如上所述，现有的温度控制装置20在计算控制参数时，通过每次与调温对象装置2进行通信来接收目标温度信息，进行对控制阀121的控制。但是，在该方法中，当调温对象部位10增加时，存在难以实时地计算控制参数的问题，需要更高效或更高速地计算控制参数。
图4是本发明的一个实施方式的温度控制装置20的结构图。温度控制装置20具有主CPU基板21、通信模块22、运算模块23以及信号输出模块24。
主CPU基板21包含存储器和处理器，对温度控制装置20整体进行控制。关于主CPU基板21，只要是具有对温度控制装置20整体进行控制的主控制装置的功能的部件，则不需要是基板，主CPU基板21是主控制装置的一个示例。
通信模块22具有存储器，经由现场网络4而与包含多个调温对象部位10的调温对象装置2连接。另外，图4示出一个调温对象装置2，但在调温装置1对多个调温对象装置2所包含的调温对象部位10的温度进行控制的情况下，通信模块22经由现场网络4而与分别包含一个或多个调温对象部位10的多个调温对象装置2连接。
运算模块23具有存储器，经由主CPU基板21而与通信模块22连接，并且与安装在与各个调温对象部位10对应的制冷剂回路300所包含的第2制冷剂回路200的各个规定位置上的温度传感器222分别连接。在一个优选的例子中，运算模块23由多个子模块构成，各子模块计算与各调温对象部位10分别对应的控制参数。在该情况下，例如一个子模块可以计算与预先分配的一个调温对象部位10对应的控制参数，也可以计算与预先分配的N个(例如4个)调温对象部位10对应的控制参数。运算模块23也可以与安装在与各个调温对象部位10对应的制冷剂回路300所包含的第1主制冷剂回路101的各个规定位置上的温度传感器122分别连接。
信号输出模块24与运算模块23连接。信号输出模块24与用于对控制阀121进行驱动的各个步进马达连接。另外，步进马达是对控制阀121进行驱动的机构的一个优选的示例，并不限定于此。
接着，对温度控制装置20的各部分的动作进行说明。
通信模块22将经由现场网络4周期地接收的通信帧中所包含的各个调温对象部位10的目标温度信息存储在按照每个调温对象部位10预先确定的存储器的规定位置(地址)。现场网络4传输与调温对象装置2交换的各种数据。在一个优选的例子中，现场网络4是作为与以太网(注册商标)具有兼容性的产业用开放现场网络标准之一的以太网控制自动化技术(EtherCAT)，在该情况下，通信帧是以太网(注册商标)帧。在一个例子中，通信模块22经由现场网络4以0.5秒周期等预先确定的1秒以下的周期定期地接收通信帧。
对以太网控制自动化技术进行简单说明。以太网控制自动化技术是能够实现高速性和实时性的通信方式，由主机和从机构成。以太网(注册商标)帧从主机发送，依次通过所有的从机并再次返回主机。主机和各从机能够将发送数据写入到以太网(注册商标)帧中，并且能够读入接收到的以太网(注册商标)帧。
在一个优选的例子中，调温对象装置2中的一个是主机，通信模块22是从机。在与现场网络4连接的调温对象装置2为一个的情况下，该调温对象装置2是主机。作为主设备的调温对象装置2将通信帧周期性地发送到现场网络4上。在通信帧的预先确定的位置处，作为主设备的调温对象装置2所包含的调温对象部位10的目标温度信息被存储在预先确定的位置。作为从设备的调温对象装置2针对接收到的通信帧，在将该调温对象装置2所包含的调温对象部位10的目标温度信息写入到预先确定的位置之后，将通信帧发送到现场网络4上。作为从设备的通信模块22经由现场网络4而接收通信帧，并将存储在预先确定的位置的目标温度信息存储在通信模块22的存储器的规定位置。
主CPU基板21将存储在通信模块22的存储器的规定位置的目标温度信息发送到运算模块23。优选的是，主CPU基板21周期性地读取存储在通信模块22的存储器的规定位置的目标温度信息，并将读取到的目标温度信息发送到运算模块23。
运算模块23从与各个调温对象部位10对应的各个温度传感器222接收表示第2制冷剂的当前温度的制冷剂温度信息(当前温度信息)，并存储在运算模块23的存储器的规定位置。运算模块23在计算控制参数时，使用该当前温度信息。在一个优选的例子中，运算模块23在计算与各调温对象部位10对应的控制参数时，分别使用从多个温度传感器222中的更接近调温对象部位10的温度传感器222取得的温度。在一个变形例中，运算模块23在计算与各调温对象部位10对应的控制参数时，分别使用从一个或多个温度传感器222中的任意一个取得的温度。在一个变形例中，运算模块23在计算与各调温对象部位10对应的控制参数时，分别使用从多个温度传感器222取得的温度的平均值。
主CPU基板21将存储在运算模块23的存储器中的当前温度信息发送到通信模块22。优选的是，主CPU基板21周期性地读取存储在运算模块23的存储器的规定位置的当前温度信息，并将读取到的当前温度信息发送到通信模块22。
通信模块22将从主CPU基板21接收的各个调温对象部位10的当前温度信息存储在按照每个调温对象部位10预先确定的存储器的规定位置。通信模块22针对接收到的通信帧，在将当前温度信息写入到预先确定的位置之后，将写入了当前温度信息的通信帧发送到现场网络4上。由此，调温对象装置2能够接收当前温度信息，在调温对象装置2中，能够掌握第2制冷剂的当前温度。
图5是存储在本发明的一个实施方式的通信模块22的存储器中的信息的一个示例。在通信模块22的存储器的规定位置(例如地址00～02)存储有从经由现场网络4接收到的通信帧取得的每个调温对象部位10的目标温度信息(例如CH1～CH3目标温度信息)。另外，在通信模块22的存储器的规定位置(例如地址03～05)存储有从主CPU基板21接收到的当前温度信息(例如CH1～CH3当前温度信息)。这里，CH1～CH3的各信道与一个调温对象部位10对应。与各调温对象部位10对应的各信道所存储的数据是用于计算与各调温对象部位10对应的控制参数的目标温度信息和当前温度信息。另外，可以理解为，在通信模块22的存储器中也可以存储有4个信道以上的与调温对象部位10对应的目标温度信息和当前温度信息。
如上所述，运算模块23接收每个调温对象部位10的目标温度信息，并且从与各个调温对象部位10对应的各个温度传感器接收第2制冷剂的当前温度信息。
图6是存储在本发明的一个实施方式的运算模块23的存储器中的信息的一个示例。运算模块23将接收到的目标温度信息和当前温度信息按照每个调温对象部位10存储在运算模块23的存储器的预先确定的地址中。运算模块23的存储器对与一个调温对象部位10对应的每个信道分配模块地址(例如模块00～02)。各信道的目标温度信息和当前温度信息被存储在分配了各模块地址的存储器的规定位置(例如地址00～01)。在运算模块23由多个子模块构成的情况下，各模块地址与各子模块对应。为了便于说明，对与一个信道对应的目标温度信息和当前温度信息被分配给各模块地址的情况进行了说明，但在一个优选的例子中，多个信道被分配给一个模块地址。例如，各模块地址被分配了四个信道。
运算模块23根据接收到的目标温度信息和当前温度信息，以使各个调温对象部位10成为接收到的目标温度信息所示的目标温度的方式来分别计算用于调节对应的每个控制阀121的开度的控制参数。具体而言，运算模块23按照每个调温对象部位10，根据存储在运算模块23的存储器中的各调温对象部位10的目标温度信息和当前温度信息，计算各调温对象部位10所对应的控制阀121的控制参数。运算模块23将计算出的各个控制参数存储在运算模块23的存储器的按照每个调温对象部位10预先确定的规定位置，并将所存储的各个控制参数发送到信号输出模块24。在一个优选的例子中，运算模块23根据接收到的目标温度信息和当前温度信息，通过以成为接收到的目标温度信息的方式执行PID运算来分别计算用于调节对应的每个控制阀的开度的控制参数。控制参数是用于消除PID控制中的目标值与当前值的偏差的、用于调节各控制阀121的开度的操作量。控制参数能够使用目标温度信息作为目标值并使用当前温度信息作为当前值，能够通过已知的方法来计算。
信号输出模块24构成为，根据从运算模块23接收到的各个控制参数，将用于调节各个控制阀121的开度的信号发送(送出)到各个控制阀121。具体而言，信号输出模块24将从运算模块23接收到的数字信号的控制参数(操作量)转换为用于调节各个控制阀121的开度的脉冲，并将该脉冲信号发送到各控制阀121的各个步进马达。在一个例子中，运算模块23按照每个模块地址来计算控制参数，信号输出模块24根据模块地址来识别发送到控制阀121的信号的目的地。在一个优选的例子中，在多个信道被分配给一个模块地址(子模块)的情况下，运算模块23按照模块地址和该子模块内的每个信道来计算控制参数，信号输出模块24根据模块地址和信道来识别发送到控制阀121的信号的目的地。
接着，对本发明的实施方式的调温装置1和温度控制装置20的效果进行说明。在本实施方式中，温度控制装置20是具有包含存储器的通信模块22并且调温对象装置2和通信模块22能够经由现场网络4进行通信的结构。通过采用这样的结构，能够将各个调温对象部位10的目标温度信息周期性地存储在通信模块22的存储器的规定位置。另外，在本实施方式中，温度控制装置20具有用于计算控制参数的运算模块23。运算模块23是能够经由温度传感器222取得第2制冷剂的当前温度信息并且能够经由主CPU基板21周期性地取得目标温度信息的结构。通过采用这样的结构，运算模块23能够周期性地取得当前温度信息和目标温度信息，运算模块23能够更高速地计算控制参数。
即使在调温对象部位10的数量增加的情况下，各个调温对象部位10的目标温度信息也能够存储在通信帧中，因此通信模块22能够经由现场网络4周期性地取得目标温度信息。运算模块23能够经由温度传感器222取得第2制冷剂的当前温度信息，并且能够周期性地从通信模块22取得目标温度信息，因此与现有的温度控制装置40相比，能够更高效且高速地计算控制参数。由此，即使在调温对象部位的数量增加的情况下，与现有的温度控制装置40相比，温度控制装置20也能够更适当地控制温度。
另外，在本实施方式中，通过使信号输出模块24为与运算模块23一体化的模块，能够使用数字信号来进行该模块间的通信，并且能够成为更简单的结构。另外，在本实施方式中，通过将温度控制装置20的各功能模块化，能够使温度控制装置20的整体进一步小型化。
另外，通过采用上述那样的结构，在将调温装置1应用于调温对象装置2的情况下，即使调温对象装置2的详细结构不明确，调温装置1也能够经由通信帧取得各个调温对象部位10的目标温度信息。由此，能够比较容易地将调温装置1应用于调温对象装置2。特别是在优选的实施例中，现场网络4是以太网控制自动化技术，调温对象装置2中的一个是主机，通信模块22是从机。通过采用这样的结构，如果在现场网络4中追加作为从设备的调温装置1，则能够比较容易地将调温装置1应用于作为从设备的外部装置(调温对象装置2)。
作为本发明的实施方式，可以是上述说明的调温装置1，也可以是温度控制装置20，还可以是包含调温装置1和调温对象装置2的调温系统。另外，在其他实施方式中，也可以采用实现上述说明的本发明的实施方式的功能或信息处理的方法。另外，在上述说明的本发明的实施方式中，调温装置1是按照每个调温对象部位10而分别具有制冷剂回路300的装置，但调温装置1也可以按照每1个或多个调温对象部位10而分别具有制冷剂回路300。
以下，对本发明的实施方式的变形例进行说明。以下所述的变形例只要不产生矛盾，则能够适当组合而应用于本发明的任意的实施方式、实施例或变形例。
在一个变形例中，通信帧包含第1温度变化标志信息，该第1温度变化标志信息表示规定时间内的目标温度信息所示的目标温度的温度变化是否为规定值以上。例如，调温对象装置2判定在规定时间内目标温度的温度变化是否为规定值以上，作为第1温度变化标志信息，在小于规定值的情况下写入“0”，在规定值以上的情况下写入“1”。在第1温度变化标志信息表示小于规定值的温度变化的情况下，温度控制装置20进行通常的温度控制动作。在第1温度变化标志信息表示规定值以上的温度变化的情况下，温度控制装置20以优先进行与表示该温度变化的调温对象部位10对应的制冷剂回路300内的控制阀121等能够控制的结构要素的控制的方式进行动作。在该情况下，调温对象装置2也可以按照将通信帧发送到现场网络4上的周期比通常快的方式进行动作。通过采用这样的结构，在使用者大幅变更了针对一部分调温对象部位10的目标温度设定的情况下，能够进行响应性更高的控制，从而能够更适当地控制温度。
在一个变形例中，通信帧包含第2温度变化标志信息，该第2温度变化标志信息表示规定时间内的当前温度信息所示的当前温度的温度变化是否为规定值以上。温度控制装置20判定在规定时间内当前温度的温度变化是否为规定值以上。温度控制装置20在判定为在规定时间内当前温度的温度变化小于规定值的情况下，进行通常的温度控制动作。温度控制装置20在判定为在规定时间内当前温度的温度变化为规定值以上的情况下，在存储接收到的通信帧的第2温度变化标志信息的位置写入表示有规定值以上的温度变化的标志信息(例如从表示无温度变化的“0”变更为表示有温度变化的“1”)，并将所写入的通信帧发送到现场网络4上。在该情况下，温度控制装置20和接收到第2温度变化标志信息的调温对象装置2中的至少一方向使用者所使用的计算机等发送通知温度异常的通知。通过采用这样的结构，使用者能够以通信帧的收发周期的较短的时间间隔监视制冷剂回路300内的制冷剂的急剧的温度变化，在调温装置1或调温对象装置2产生了与急剧的温度变化相关联的异常的情况下，能够更快地检测到该异常。
以上说明的各实施例是用于对本发明进行说明的示例，本发明并不限定于这些实施例。各实施例只要不产生矛盾，则能够适当组合而应用于本发明的任意的实施方式。即，本发明只要不脱离其主旨，则能够以各种方式实施。
标号说明
1：调温装置；2：调温对象装置；4：现场网络；10：调温对象部位；20：温度控制装置；21：主CPU基板；22：通信模块；23：运算模块；24：信号输出模块；40：温度控制装置；41：主CPU基板；42：脉冲转换器；100：第1制冷剂回路；101：第1主制冷剂回路；102：旁通回路；111：压缩机；112：冷凝器；113：膨胀阀；114：蒸发器；115：干燥过滤器；121：控制阀；122：温度传感器；123：压力传感器；200：第2制冷剂回路；201：第2主制冷剂回路；202：旁通回路；211：制冷剂罐；212：加热装置；213：泵；221：控制阀；222：温度传感器；223：压力传感器；300：制冷剂回路。

Claims (6)

1.一种温度控制装置，其在具有制冷剂回路的调温装置中用于对调温对象装置中的调温对象部位的温度进行控制，其中，
所述调温装置是按照每1个或多个调温对象部位而具有所述制冷剂回路的装置，该制冷剂回路各自具有：
第1制冷剂回路，其包含由压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器使第1制冷剂依次循环的回路，并且包含安装在该第1制冷剂回路内的能够调节该第1制冷剂的流量的控制阀；以及
第2制冷剂回路，其包含与所述第1制冷剂回路共有蒸发器并使第2制冷剂以能够与调温对象部位进行热交换的方式循环的回路，并且包含安装成能够检测该第2制冷剂的温度的温度传感器，
所述温度控制装置具有：
主控制装置；
通信模块，其具有存储器，该通信模块经由现场网络而与调温对象装置连接；
运算模块，其经由所述主控制装置而与所述通信模块连接，并与安装于所述第2制冷剂回路的各个规定的位置的温度传感器分别连接；以及
信号输出模块，其与所述运算模块连接，
所述通信模块构成为，将经由所述现场网络周期性地接收的通信帧中所包含的各个调温对象部位的目标温度信息存储在按照每个调温对象部位预先确定的存储器的规定的位置，
所述主控制装置构成为，将存储在所述通信模块的存储器中的目标温度信息发送到所述运算模块，
所述运算模块构成为，接收每个调温对象部位的目标温度信息，并且从与各个调温对象部位对应的各个温度传感器接收表示所述第2制冷剂的当前温度的制冷剂温度信息，根据接收到的目标温度信息和制冷剂温度信息，以使各个调温对象部位成为接收到的目标温度信息所示的目标温度的方式来分别计算用于调节对应的每个控制阀的开度的控制参数，并将计算出的各个控制参数发送到所述信号输出模块，
所述信号输出模块构成为，根据接收到的各个控制参数，将用于调节各个控制阀的开度的信号发送到各个控制阀。
2.根据权利要求1所述的温度控制装置，其中，
所述运算模块根据接收到的目标温度信息和制冷剂温度信息，通过以成为所述目标温度的方式执行PID运算而分别计算用于调节对应的每个控制阀的开度的控制参数。
3.根据权利要求1或2所述的温度控制装置，其中，
所述运算模块具有存储器，所述运算模块将接收到的目标温度信息和制冷剂温度信息存储在按照每个调温对象部位预先确定的该存储器的规定的位置，使用所存储的目标温度信息和制冷剂温度信息来分别计算控制参数，并将计算出的控制参数存储在按照每个调温对象部位预先确定的该存储器的规定的位置。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的温度控制装置，其中，
所述现场网络是以太网控制自动化技术。
5.根据权利要求4所述的温度控制装置，其中，
所述温度控制装置中的一个是主机，所述通信模块是从机。
6.一种调温装置，其具有制冷剂回路和用于对调温对象装置中的调温对象部位的温度进行控制的温度控制装置，其中，
所述调温装置是按照每1个或多个调温对象部位而具有所述制冷剂回路的装置，该制冷剂回路各自具有：
第1制冷剂回路，其包含由压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器使第1制冷剂依次循环的回路，并且包含安装在该第1制冷剂回路内的能够调节该第1制冷剂的流量的控制阀；以及
第2制冷剂回路，其包含与所述第1制冷剂回路共有蒸发器并使第2制冷剂以能够与调温对象部位进行热交换的方式循环的回路，并且包含安装成能够检测该第2制冷剂的温度的温度传感器，
所述温度控制装置具有：
主控制装置；
通信模块，其具有存储器，该通信模块经由现场网络而与调温对象装置连接；
运算模块，其经由所述主控制装置而与所述通信模块连接，并与安装于所述第2制冷剂回路的各个规定的位置的温度传感器分别连接；以及
信号输出模块，其与所述运算模块连接，
所述通信模块构成为，将经由所述现场网络周期性地接收的通信帧中所包含的各个调温对象部位的目标温度信息存储在按照每个调温对象部位预先确定的存储器的规定的位置，
所述主控制装置构成为，将存储在所述通信模块的存储器中的目标温度信息发送到所述运算模块，
所述运算模块构成为，接收每个调温对象部位的目标温度信息，并且从与各个调温对象部位对应的各个温度传感器接收表示所述第2制冷剂的当前温度的制冷剂温度信息，根据接收到的目标温度信息和制冷剂温度信息，以使各个调温对象部位成为接收到的目标温度信息所示的目标温度的方式来分别计算用于调节对应的每个控制阀的开度的控制参数，并将计算出的各个控制参数发送到所述信号输出模块，
所述信号输出模块构成为，根据接收到的各个控制参数，将用于调节各个控制阀的开度的信号发送到各个控制阀。
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