數字調節計的製作方法
2023-06-02 11:23:11
專利名稱：數字調節計的製作方法
技術領域：
本發明涉及數字調節計，特別涉及提高了操作·顯示用面板部分的人-機性能的可編程型數字調節計。
作為可編程型數字調節計的第一已有例，有在特開昭62-74101號公報中所揭示的。該數字調節計是儀錶盤裝配形式的。在正面面板部分設有TAGNo.顯示部;以LED段圖形指示PV(過程變量)值與SV(控制目標)值與MV(控制輸出)值的數字顯示器;以個別LED顯示警報狀態與運行方式的LED顯示部;由SV設定鍵與手動調節操作鍵與運行方式切換鍵等組成的操作鍵部;PV/SV用刻度板。還有，電路部分主要由以微處理器為中心的數字電路構成，在數字調節計內部基於軟體處理而準備了包含PID運算在內的幾十種類的運算塊。輸入信號與輸出信號是分別根據模擬信號與數位訊號而設定了多個信號。
上述數字調節計應用於特定的控制系統時，用戶為得到相應控制系統所必需的控制運算功能，可以從準備好的運算塊當中選擇必需的加以組合，編製成用戶程序，並存到用戶ROM。確定過功能的數字調節計，依據用戶程序的命令，在每個運算周期內重複進行取得面板部分的操作鍵部的信息與輸入信號、進行控制運算後，其結果顯示在面板部分上、並輸出輸出信號這一系列動作。
作為第二已有例可以舉出特開平2-228702號公報。該文獻揭示的是可編程控制器的外圍裝置，故而構成為在操作面板部分上設有多個開關，和與這些開關分別對應來圖像顯示各開關功能分配的顯示部分。而且在改變外圍裝置功能時，也就會改變各開關的功能分配，與此同時，每當這時對應的顯示部分的顯示內容也改變。其優點是根據該裝置結構，通過在用途上對有限數的開關改變而得以有效利用，同時可進行合適的顯示而富於操作性。
在已有技術中，第一數字調節計對於控制運算性能由於可由用戶程序作成故而具有高的自由度。然而存在著這樣的問題，即顯示其結果的面板部分的顯示性能與操作性能的自由度低，儘管用戶編制自由的用戶程序但仍然無法獲得在顯示·操作方面令人滿意的人-機性能。就是說，控制運算性能由軟體處理構成，與之相反，顯示操作性能則為硬體構成。而且已確定個數的LED段圖形指示計、數字顯示器、個別LED顯示器、以及操作鍵分別配置在預先確定的固定位置上，還有確定好的名稱是印刷表示的。
還有，第二可編程控制器的外圍裝置，有效地利用很少的開關，且通過使顯示部分的顯示能夠顯示開關與各開關的功能分配從而可提高操作性能。然而，在該外圍裝置中必須設有與多個開關相對應的顯示部，各顯示部用的顯示器必須對於每個開關個別地固定地設置作為各開關的專用顯示器。因而在這種外圍裝置中操作性能以及顯示的自由度還是不太充分的。
近幾年的數字調節計產品正朝著面向用戶的方向發展。上述問題廣泛地存在於產品的促銷活動中並成為嚴重的阻礙。特別是PID(比例-積分-微分)調節計中的自動運行操作鍵失去作用，想採用作為手動設定器用的人-機部分有較大改變等種種要求，而滿足這些要求是必需的。
本發明的目的在於提供一種可給予面板部分的顯示功能與操作功能以更高自由度，提高了操作性能的數字調節計。
本發明的數字調節計為達到上述目的而構成如下。一種具有控制運算用處理裝置與存儲裝置，並可以改變控制運算功能以適用於所應用的控制系統這樣構成的可編程數字調節計。其構成是，在面板部分上使操作鍵群與點陣顯示器相鄰設置，點陣顯示器的一部分被分配給與操作鍵群的各操作鍵相對應的操作鍵名稱顯示區並且餘下部分被分配給信息顯示區，同時在存儲裝置中包括具有多種顯示圖形的顯示圖形塊程序，編制用戶程序時，對應於控制運算功能指定所必需的顯示圖形，在信息顯示區與操作鍵名稱顯示區中進行顯示。
根據本發明的數字調節計，通過控制運算用處理裝置與存儲裝置，要適應於所應用的控制系統，控制運算功能由用戶程序來實現，面板部分的顯示·操作部作為硬體構成是使操作鍵群與點陣顯示器相鄰設置，點陣顯示器的一部分分配為與操作鍵群的各操作鍵相對應的操作鍵名稱顯示區，並且餘下部分被分配為信息顯示區。同時使得在存儲裝置中具備具有多種顯示圖形的顯示圖形塊程序，而在編制用戶程序時，對應於控制運算功能指定所必需的顯示圖形，在信息顯示區與操作鍵名稱顯示區中進行必要的顯示。因此，用戶在編制可獲得所應用的控制系統(例如溫度、流量、壓力、液面水平控制等)中所必需的控制運算功能的用戶程序時，同時能從顯示圖形塊程序內選擇所必需的顯示圖形並指定給用戶程序，而存儲在用戶ROM中。基於這樣編制出的與控制運算功能有關的用戶程序和與點陣顯示器的顯示圖形有關的用戶程序，執行顯示圖形處理，分別在點陣顯示器的操作鍵名稱顯示區與信息顯示區內顯示操作鍵名稱與信息顯示圖形，顯示與已有的數字調節計同樣的畫面。操作員進行到此後的操作，就過渡到數字調節器的通常動作。
如上所述，由點陣構成顯示部，對於操作鍵不顯示固定名稱，通過設有作為軟體處理的用戶程序用顯示圖形塊，用戶在形成控制運算功能時，能夠以同運算塊選擇指定一樣簡單的手法自由地形成畫面，與運算功能一樣顯示操作功能也變為可編程的，從而提高了顯示功能與操作功能的自由度。
圖1是示出本發明一實施例的數字調節計外觀的斜視圖。
圖2是示出內置於圖1中所示實施例的調節計中的電路的方框圖。
圖3是說明圖2中所示電路的動作用的流程圖。
圖4是示出圖1中所示實施例的面板分割的顯示圖形的第一例的正面圖。
圖5是示出圖1中所示實施例的面板分割的顯示圖形的第二例的正面圖。
以下參考
本發明的實施例。
圖1是本發明實施例數字調節計的外觀斜視圖，圖2是示出內置於數字調節計內部的電路結構的方框圖。
數字調節計的儀器構造是收容於長方體盒1中並呈儀錶盤裝配構造。盒1的前面就是顯示以及操作用的面板面。在該面板面上，點陣顯示器2與操作鍵群3相鄰而配置。點陣顯示器2的顯示區由操作鍵名稱顯示區2a與信息顯示器區2b這2個顯示區形成。廣義地說，操作鍵名稱顯示區2a形成點陣顯示器2的一部分，其他餘下部分成為信息顯示區2b。在圖示出的例子中，點陣顯示器2的右側部分即操作鍵群3相接的一側分配為操作鍵名稱顯示區2a，在左側寬的部分分配為信息顯示區2b。操作鍵群3中是縱向一列地配置多個操作鍵3a的。在本實施例中各操作鍵3a未給予有關功能分配的名稱。即各操作鍵3a是無顯示的。操作鍵群3中的操作鍵3a的排列，例如也可在下部橫向配置。
數字調節計的內部結構全部示於圖2中。2、3用方框示出的分別是前述點陣顯示器與操作鍵群。4是輸入端子部，5是輸出端子部，分別具有可輸入或輸出多個模擬信號與數位訊號的結構。6為由多路轉換器與A/D變換電路等構成的輸入處理部，7為由D/A變換電路等構成的輸出處理部。在中央部分配置由CPU8a與內部存儲器8b與靠儀器側面裝著的脫卸自如的用戶程序存儲器用的用戶ROM8c構成的運算處理部8。用戶ROM8c在圖1中盒1的側面由虛線示出。在上述內部存儲器8b中存儲了可獲得控制運算功能所採用的多達幾十種的運算塊8d與可獲得面板面的顯示圖形以及操作鍵名稱所採用的具有多種顯示圖形的顯示圖形塊8e。還在運算處理部與點陣顯示器2之間配置了顯示驅動部9。
上述結構中，分別從輸入端子部4與操作鍵群3產生的輸入信號與操作信號的各種信號通過輸入處理部6輸入到運算處理部8。輸入的數據按照存儲於用戶ROM8c中的程序進行運算處理生成所需的數據。在運算處理部8中生成的數據，根據需要經由輸出處理部7傳送到輸出端子部5，作為模擬信號或數位訊號輸出。還有在運算處理部8中生成的數據中，在點陣顯示器2的信息顯示區2b中顯示所必需的數據，以及在指定好的控制中用來將在操作鍵群3中讓使用對象指定的操作鍵的指示與其名稱顯示在操作鍵名稱顯示區中用的數據，分別經由顯示驅動部9從運算處理部8傳送到點陣顯示器2。
圖3示出具有上述結構的數字調節計的工作流程圖。數字調節計在接通電源時，首先按照內部存儲器8b的程序執行起動處理11。接著確認存儲在用戶ROM8c中的用戶程序18的顯示圖形編號，執行相應的顯示圖形模塊8e的顯示圖形處理12。顯示驅動部9從運算處理部8接收其結果，分別在點陣顯示器2的操作鍵名稱顯示區2a與信息顯示區2b顯示畫面。數字調節計的面板部的顯示畫面一建立，操作員就可進行方式和控制目標值的設定。在數字調節計中繼續進行從輸入處理部6獲得操作員用操作鍵群3所給予的信息的鍵輸入處理13，以及從輸入處理部6獲得輸入到輸入端子部4的信息的輸入信號處理14。接著對輸入信息的數據順序地執行在用戶ROM8c內的用戶程序中所指定好的運算塊8d的控制·運算處理15，其結果對得出的輸出數據進行數據顯示處理16與輸出信號處理17。在數據顯示處理16中，將輸出數據送到顯示驅動部9，在信息顯示區2b中顯示數據，在輸出信號處理17中輸出數據通過輸出處理部7輸出到輸出端子部5。此後相應於操作員操作的操作鍵，例如在0.1-0.2秒周期中重複上述處理步驟13-17。
在上述工作流程中，顯示圖形處理12是根據數字調節計的使用目的，通過操作員任意地選擇各種顯示模式中的任意一種來建立點陣顯示器2的顯示畫面。這時，在操作鍵名稱顯示區2a中，在操作鍵群3中作為使用對象的任意個數的操作鍵的相鄰位置上顯示標明了相應操作鍵的功能分配的名稱。因而是由操作鍵群3與操作鍵名稱顯示區2a靠位置與顯示的鍵名稱的對應關係來確定操作鍵的。此後，操作員僅採用給予操作鍵名稱顯示的操作鍵進行操作。而且對於未顯示操作鍵名稱的操作鍵，即使對它操作，也不會產生操作信號，是即使使用也不起作用。
圖4示出本實施例的數字調節計的控制畫面的顯示圖形例，圖5示出本實施例的數字調節計的手動調節畫面的顯示圖形例。在用戶程序18中，圖4或圖5這類畫面的種類由顯示圖形編號指定。另外，同時一同指定儀器的TAGNo.(TIC-101)，刻度定標，單位也是可以的。還有，如上所述，在圖4畫面的操作鍵中不使用運行方式C的場合不使文字C的顯示出現這樣的改動也是可以的。操作鍵名稱顯示區2a中無顯示的操作鍵，如上所述，由於進行鎖定，即使誤按也不會作為輸入數據獲得。
圖4的顯示例中，TAG.No由TIC-101顯示過程參量(ProcessValue)PV示出了68.5℃。控制目標(SetValue)SV示出了68.0℃。還有控制輸出MV指示72%。FL意味著失敗指示燈(FailLamp)，AL意味著報警指示燈(AlarmLamp)。操作鍵名稱顯示區2a內的SV和MV是在改變控制目標和控制輸出時使用的，F則示出快速傳送用的快鍵(fastkey)。還有，在操作鍵名稱顯示區2a內的A以及M分別示出自動方式(Auto)以及手動方式(manual)。在圖4中A亮示出自動方式，在圖5中M亮則示出手動方式。
圖5因為是手動方式當然就不顯示控制目標SV。
還有，在如本實施例這類數字調節計中，通常操作員為在停電時保護設定好的各種參數，在內部設有EEPROM或電池。因此一度設定好的顯示畫面即使斷電也沒必要保護數據、再設定。還有，由於操作鍵群3與一般數字調節計相同配置在顯示畫面的右側，並且在點陣顯示器2的鄰接的操作鍵名稱顯示區2a中顯示其名稱，故而能以與已有產品同類的圖像操作，而不會使操作性降低。
如上所述根據本實施例，由點陣顯示器2與不顯示固定名稱的操作鍵群3構成面板部分的操作·顯示部，並通過設有多種作為軟體處理的用戶程序用顯示圖形塊，用戶在作成控制運算功能時就能以與運算塊選擇指定同樣簡單的手段指定顯示圖形，能自由地製作畫面，與控制運算功能相同顯示·操作功能也變成可編程的，而能夠在顯示功能與操作功能上獲得高的自由度。
在本發明中可以考慮以下這些變形實施例。在上述實施例中對於點陣顯示器2是使操作鍵名稱顯示區2a與操作鍵群3鄰接這樣分配的，但不限於此。即可以把操作鍵名稱顯示區2a分配給點陣顯示器2的任意位置。在這種場合，由於不能採用靠相鄰的位置關係的對應關係，有必要在各操作鍵上附加識別符號而通過該識別符號取得對應關係。
還有操作鍵群3本身也不是由固定好的操作鍵切換開關而是由顯示裝置進行設置這樣的構造也是可以的。在這種場合其構成是，即分別給予顯示的操作鍵切換開關以功能分配的顯示。而且可這樣構成，即僅顯示計量控制所必需的操作鍵，而不顯示不需要的操作鍵。在這種場合，假如使顯示的操作鍵集中地顯示在顯示區域的一部分，就還會產生能確保信息顯示區較大這樣的優點。
由以上說明，很顯然根據本發明會有以下效果。
由於能夠以用戶程序中指定顯示畫面與操作鍵名稱，與控制運算功能相同顯示操作功能也變成可編程的，產品對控制系統的應用性增加，從而能提高人-機性能。
還因相同的理由，用戶購置多臺同一種類的產品，可以讓具有所必需的功能與畫面的產品來完成，互換性以及維護性就會提高。
還能夠向製造商指定用戶程序，讓用戶以不公開用戶ROM的方法來使用。這種情況，製造商就能製造一種產品，而使顯示畫面不同來進行銷售。因而可改善製造商的產量，利潤、庫存和服務。
由於顯示畫面是點陣，儀器的TAGNo.、刻度定標、單位等可由用戶指定並顯示。以往這類由製造商完成的專用銘牌的製作就不需要了，在縮短產品交貨期、降低進貨價、變更式樣的情況下減少手續和費用。
在面板部分的畫面組成是僅由點陣顯示器與未表示的操作鍵群構成時，就能使組成簡單、產品進價便宜。
權利要求
1.一種數字調節計，是具有控制運算用處理裝置和存儲裝置、能改變控制運算功能以適用於所應用的控制系統的可編程的數字調節計，其特徵在於，在面板部分上與點陣顯示器相鄰設置操作鍵群，在所述點陣顯示器中分配與所述操作鍵群的各操作鍵對應的操作鍵名稱顯示區，在所述存儲裝置中包括具有多種顯示圖形的顯示圖形塊程序，在編制用戶程序時，相應於所述控制運算功能指定所必需的顯示圖形，使得在所述操作鍵名稱顯示區中進行顯示。
2.如權利要求1所述的數字調節計，其特徵在於，所述操作鍵分別是未表示的，把所述操作鍵名稱顯示區分配給所述點陣顯示器中與所述操作鍵群相鄰的位置，而使所述操作鍵與所述操作鍵名稱顯示對應給出。
3.如權利要求1所述的數字調節計，其特徵在於，在所述操作鍵上分別加上識別符號，通過所述識別符號，使所述操作鍵名稱顯示區中顯示出的各操作鍵名稱顯示與所述操作鍵對應給出。
4.如權利要求2或3所述的數字調節計，其特徵在於，在所述操作鍵名稱顯示區中不存在相應名稱顯示的操作鍵是即使使用也不起作用的。
5.如權利要求1所述的數字調節計，其特徵在於，所應用的控制系統是溫度控制系統。
6.如權利要求1所述的數字調節計，其特徵在於，所應用的控制系統是流量控制系統。
7.如權利要求1所述的數字調節計，其特徵在於，所應用的控制系統是壓力控制系統。
8.如權利要求1所述的數字調節計，其特徵在於，所應用的控制系統是液面水平控制系統。
全文摘要
一種可編程型的過程控制用數字調節計。它在內部存儲裝置中設有具有多種顯示圖形的顯示圖形模塊，通過在編制用戶程序時指定對應於各個控制運算功能的顯示圖形，在由點陣顯示器與未表示固定名稱的操作鍵群所構成的面板部分的點陣顯示器的信息顯示區與操作鍵名稱顯示區中顯示所必需的顯示圖形，而能使控制運算功能成為適用於各控制系統的功能。它能在面板的顯示功能和操作功能上保持高的自由度，提高人—機性能並使應用性更高。
文檔編號G05B19/048GK1068664SQ9210531
公開日1993年2月3日 申請日期1992年6月30日 優先權日1991年7月11日
發明者中村泉 申請人:株式會社日立製作所