Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7751400B2 - Multi-point physical quantity control system - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7751400B2 - Multi-point physical quantity control system - Google Patents

Multi-point physical quantity control system

Info

Publication number
JP7751400B2
JP7751400B2 JP2021070837A JP2021070837A JP7751400B2 JP 7751400 B2 JP7751400 B2 JP 7751400B2 JP 2021070837 A JP2021070837 A JP 2021070837A JP 2021070837 A JP2021070837 A JP 2021070837A JP 7751400 B2 JP7751400 B2 JP 7751400B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
physical quantity
slave
information
module
reply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021070837A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2022165491A (en
Inventor
藍介 今村
剛 長瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chino Corp
Original Assignee
Chino Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chino Corp filed Critical Chino Corp
Priority to JP2021070837A priority Critical patent/JP7751400B2/en
Publication of JP2022165491A publication Critical patent/JP2022165491A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7751400B2 publication Critical patent/JP7751400B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Feedback Control In General (AREA)

Description

本発明は、マスターモジュールと、一以上のスレーブモジュールと、からなる複数ポイントの物理量を制御するシステムに関するものであり、マスターモジュールからスレーブモジュールへ設定値(制御目標情報)を伝達する技術に関する。 The present invention relates to a system that controls physical quantities at multiple points and is composed of a master module and one or more slave modules, and to technology for transmitting set values (control target information) from the master module to the slave modules.

例えば、航空機の機体外壁に使われる炭素繊維強化プラスチックの成型ホットプレスなどの温度制御では、マスターモジュールと一以上のスレーブモジュールとを連結し、対象となる加工物の多数の加熱箇所の熱源制御を行っている。マスターモジュールは、制御対象となる多数の加熱箇所の温度を制御するための制御条件などをPCやPLC(programmable logic controller)などの上位制御装置から受信し、受信した制御条件などに基づき自身に接続された複数のスレーブモジュールに対して制御のための信号(目標温度や操作量など)を送信する。そして、これらの信号を受信したスレーブモジュールのそれぞれは受信した信号に基づいて制御対象の制御を行う(特許文献1)。 For example, in temperature control of a hot press molding carbon fiber reinforced plastics used in the exterior walls of aircraft fuselages, a master module is connected to one or more slave modules to control the heat source of multiple heating points on the target workpiece. The master module receives control conditions and other information for controlling the temperature of the multiple heating points to be controlled from a higher-level control device such as a PC or PLC (programmable logic controller), and transmits control signals (target temperature, manipulated variable, etc.) to the multiple slave modules connected to it based on the received control conditions. Each slave module then controls the control target based on the received signal (Patent Document 1).

特開昭62-176295号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 176295/1983

図9のシステム例に示すような複数ポイントの物理量(温度)制御においては、従来は制御の基準点を定めて制御していた。従来のマスターモジュールとシリアル通信経路(以下、シリアルバスと表記する場合がある)で接続されたスレーブモジュール間の一連の動きの例を、図15を用いて説明する。電源投入後、マスターモジュールは自機に接続されたスレーブモジュールを検索するために、スレーブIDをつけた返信促進情報を出力する。スレーブモジュールは自機宛の信号であれば応答する。所定時間まで待って応答なければスレーブIDを一つ増やして返信情報を出力するといった方法でスレーブモジュールを検索する(図15中の「スレーブ検索))。スレーブ検索完了後、マスターモジュールは自機に接続された物理量測定部の測定結果に基づいて制御目標情報を設定し、検索したスレーブモジュールに対して1機ずつ制御目標情報を出力する。自機宛の制御目標情報を受信したスレーブモジュールは測定結果を応答として返信する。スレーブモジュールは制御目標情報を受信してから所定の時間経過後に、制御目標情報に従って制御を開始する。 In conventional multi-point physical quantity (temperature) control, such as the system example shown in Figure 9, a control reference point was defined for control. Figure 15 illustrates an example of the sequence of events between a conventional master module and slave modules connected via a serial communication path (hereinafter sometimes referred to as a serial bus). After powering on, the master module outputs reply prompting information with a slave ID to search for slave modules connected to it. The slave modules respond if the signal is addressed to them. If there is no response after a predetermined time, the master module increments the slave ID by one and outputs reply information to search for slave modules ("Slave Search" in Figure 15). After completing the slave search, the master module sets control target information based on the measurement results of the physical quantity measurement unit connected to it and outputs the control target information to each slave module found. A slave module that receives control target information addressed to itself replies with its measurement results. A predetermined time after receiving the control target information, the slave module begins control according to the control target information.

図13を用いて、特定のポイントを初期の物理量の基準点とした場合の制御に関して説明する。図13は加工部材の温度を温度プロファイルに沿って制御することが重要な昇温過程の例であり、図中に温度プロファイルと加工部材中3点の初期温度を示す。特定のポイント、例えばマスターモジュールが自身で担当するポイントのうちの一つのポイントを基準点とした場合、基準点の温度(物理量)はPV1である。しかしスレーブモジュールを含めた全ポイントの中にはPV1よりも低い温度のポイントが存在する可能性がある。図13での温度PV2、PV3を示すスレーブモジュールが担当するポイントである。マスターモジュールはPV1を基準とし制御目標情報を設定する。図13の例では、制御目標情報は温度プロファイル上の、全ポイントが目指す温度目標である。PV1を基準として設定した制御目標情報は、例えばPV1より高い(温度プロファイル上の)温度である。温度プロファイル中のPV1の地点をスタート地点として制御(PID制御等)を開始する。温度PV2やPV3を示したポイントはPV1より低いところからスタートしPID制御等を行う。初期温度がPV2やPV3を示していたポイントは制御目標情報から外れている時間が長く、制御目標情報にそろうまでに時間を要する。特に上例のように航空機の機体外壁などの大きな加工部材を加工するために加工装置が大型化したり、材料技術の進歩に伴う物理量制御が高度化したりすることにより、物理量制御の基準点をマスターモジュールの担当するポイントに限定するのではなく、任意のポイントを基準点としたいという要望が出てきた。 Using Figure 13, we will explain control when a specific point is used as the reference point for the initial physical quantity. Figure 13 shows an example of a heating process in which it is important to control the temperature of the workpiece according to a temperature profile. The figure shows the temperature profile and the initial temperatures of three points on the workpiece. If a specific point, such as one of the points managed by the master module, is used as the reference point, the temperature (physical quantity) at the reference point is PV1. However, among all points, including slave modules, there may be points with a temperature lower than PV1. These are the points managed by the slave modules shown as temperatures PV2 and PV3 in Figure 13. The master module sets control target information using PV1 as the reference. In the example of Figure 13, the control target information is the temperature target for all points on the temperature profile. Control target information set using PV1 as the reference is, for example, a temperature (on the temperature profile) higher than PV1. Control (PID control, etc.) begins from the point PV1 in the temperature profile. Points showing temperatures PV2 and PV3 start at a temperature lower than PV1 and perform PID control, etc. Points where the initial temperature indicated PV2 or PV3 deviated from the control target information for a long time, and it took time for them to match the control target information. In particular, as processing equipment has become larger to process large workpieces such as the outer walls of aircraft fuselages, as in the example above, and physical quantity control has become more advanced due to advances in material technology, there has been a demand to be able to set any point as the reference point for physical quantity control, rather than limiting it to the point handled by the master module.

本発明では、マスターモジュールと一以上のスレーブモジュールからなるシステムが複数ポイントの物理量の制御を開始するために、マスターモジュールがスレーブモジュールに送付する制御開始時の制御目標情報を決めるとき、スレーブモジュールの管理下にある複数ポイントの物理量の測定結果を得て、前記測定結果に基づいて制御目標情報を決める。マスターモジュールから出力された前記制御目標情報を受信したスレーブモジュールは、所定のイベントから、所定の時間経過後に、自機の制御対象物の物理量制御を開始する。対象物の物理量を制御して制御目標情報へ各ポイントの測定結果を近づけるための効率的な時間管理ができるプログラム運転制御を行う複数ポイント物理量制御システムを提供することを目的とする。 In this invention, when a system consisting of a master module and one or more slave modules determines control target information to be sent to the slave modules at the start of control in order to initiate control of physical quantities at multiple points, the master module obtains measurement results of the physical quantities at multiple points under the management of the slave modules and determines the control target information based on the measurement results. The slave modules that receive the control target information output from the master module begin controlling the physical quantities of their own controlled objects after a predetermined time has elapsed since a predetermined event. The object of this invention is to provide a multi-point physical quantity control system that performs program operation control with efficient time management to control the physical quantities of the objects and bring the measurement results at each point closer to the control target information.

上記のような課題を解決するために本発明では、
第一の発明として、
マスターモジュールと、これと連携し、制御対象物の物理量制御器である一以上のスレーブモジュールと、からなる複数ポイント物理量制御システムであって、
マスターモジュールは、
起動命令受付部(AA)と、
起動命令を受付けた場合に、自身と連携するスレーブモジュールを確定するためにスレーブモジュールとの通信線にスレーブモジュールからの返信を促すための情報である返信促進情報を出力する返信促進情報出力部(AB)と、
返信促進情報に対するスレーブモジュールからの返信であって、各スレーブモジュールが担当する制御対象物の物理量測定ポイントにおける物理量の測定結果と、スレーブを一意に特定するスレーブIDと、を含む返信を受信する返信受信部(AC)と、
受信した返信に含まれる前記測定結果に基づいて各スレーブモジュールに対して物理量制御目標を定めるための情報である制御目標情報を出力する制御目標情報出力部(AD)と、
を有し、
スレーブモジュールは、
起動命令受付部(BA)と、
自身を一意に特定するスレーブIDを保持するスレーブID保持部(BB)と、
時間長を測定する時間長測定部(BC)と、
制御対象物の測定ポイントの物理量を測定する物理量測定部(BD)と、
制御目標情報に基づいて制御対象物の物理量を制御するための情報である物理量制御情報(例えば加熱するための電流量等を決定する情報)を出力する物理量制御情報出力部(BE)と、
マスターモジュールからの返信促進情報を受信するための返信促進情報受信部(BF)と、
返信促進情報を受信した場合に自身が担当する制御対象物の測定ポイントにおける物理量の測定結果と、スレーブIDと、を含む返信を出力する返信出力部(BG)と、
制御目標情報を受信する制御目標情報受信部(BH)と、
前記制御目標情報を保持する制御目標情報保持部(BJ)と、
起動後、所定のイベントから時間長測定部(BC)によって測定された経過時間長が所定の時間長になったか判断する経過時間長判断部(BK)と、
経過時間長判断部(BK)での判断結果が所定の時間長経過したとの判断結果である場合に起動後最初の物理量制御情報を物理量制御情報出力部(BE)に出力させる出力命令部(BM)と、
を有するように構成された複数ポイント物理量制御システム、を提供する。
In order to solve the above problems, the present invention provides:
As the first invention,
A multi-point physical quantity control system comprising a master module and one or more slave modules which cooperate with the master module and are physical quantity controllers of a controlled object,
The master module is
an activation command receiving unit (AA);
a reply prompting information output unit (AB) that, when receiving a start command, outputs reply prompting information, which is information for prompting a reply from the slave module, to a communication line with the slave module in order to determine the slave module that will cooperate with the unit;
a reply receiving unit (AC) that receives replies from slave modules in response to reply prompting information, the replies including measurement results of physical quantities at physical quantity measurement points of the controlled object that each slave module is responsible for, and a slave ID that uniquely identifies the slave;
a control target information output unit (AD) that outputs control target information, which is information for determining a physical quantity control target for each slave module, based on the measurement result included in the received reply;
and
The slave module is
a start-up command receiving unit (BA);
a slave ID holding unit (BB) that holds a slave ID that uniquely identifies itself;
a time length measurement unit (BC) for measuring a time length;
a physical quantity measurement unit (BD) for measuring a physical quantity at a measurement point of an object to be controlled;
a physical quantity control information output unit (BE) that outputs physical quantity control information (e.g., information for determining the amount of current for heating) that is information for controlling the physical quantity of the controlled object based on the control target information;
a reply prompt information receiving unit (BF) for receiving reply prompt information from the master module;
a reply output unit (BG) that outputs a reply including a measurement result of a physical quantity at a measurement point of a control object that it is responsible for and a slave ID when it receives reply prompting information;
a control target information receiving unit (BH) for receiving control target information;
a control target information storage unit (BJ) for storing the control target information;
an elapsed time length determination unit (BK) that determines whether an elapsed time length measured by a time length measurement unit (BC) from a predetermined event after startup has reached a predetermined time length;
an output command unit (BM) for causing a physical quantity control information output unit (BE) to output the first physical quantity control information after startup when the determination result of the elapsed time length determination unit (BK) is that a predetermined time length has elapsed;
A multi-point physical quantity control system is provided.

さらに第二の発明として、第一の発明を基礎として、
マスターモジュールがスレーブモジュールへ出力する制御目標情報が、すべてのスレーブモジュールに対して同一である複数ポイント物理量制御システムを提供する。
Furthermore, as a second invention, based on the first invention,
A multi-point physical quantity control system is provided in which the control target information output from the master module to the slave modules is the same for all slave modules.

さらに第三の発明として、第一又は第二の発明のいずれかを基礎として、
前記所定のイベントが、各スレーブモジュールがマスターモジュールから自身宛の制御目標情報の受信である複数ポイント物理量制御システム、を提供する。
Furthermore, as a third invention, based on either the first or second invention,
The predetermined event is a multi-point physical quantity control system in which each slave module receives control target information addressed to itself from the master module.

さらに第四の発明として、第一から第三の発明のいずれか一を基礎として、
マスターモジュールも
制御対象物の測定ポイントの物理量を測定する物理量測定部(AE)と、
制御目標情報に基づいて制御対象物の物理量を制御するための情報である物理量制御情報(例えば加熱するための電流量等を決定する情報)を出力する物理量制御情報出力部(AF)と、を有する複数ポイント物理量制御システム、を提供する。
Furthermore, as a fourth invention, based on any one of the first to third inventions,
The master module also has a physical quantity measurement unit (AE) that measures the physical quantity of the measurement point of the controlled object,
and a physical quantity control information output unit (AF) that outputs physical quantity control information (e.g., information that determines the amount of current for heating, etc.) that is information for controlling the physical quantity of a controlled object based on control target information.

さらに、上記本発明の複数ポイント物理量制御システムに対応した計算機である複数ポイント物理量制御システムのマスターモジュールとスレーブモジュールそれぞれの動作方法を提供する。 Furthermore, the present invention provides methods for operating the master module and slave module of a multi-point physical quantity control system, which are computers compatible with the multi-point physical quantity control system of the present invention.

さらに、上記本発明の複数ポイント物理量制御システムに対応した、計算機である複数ポイント物理量制御システムのマスターモジュールとスレーブモジュールそれぞれに読み込み可能な動作プログラムも提供する。またそれぞれの動作プログラムは記録媒体に記録されたものであってもよい。 Furthermore, an operating program that can be read into each of the master module and slave module of the multi-point physical quantity control system, which is a computer, corresponding to the multi-point physical quantity control system of the present invention is also provided. Each operating program may also be recorded on a recording medium.

本発明では、マスターモジュールと一以上のスレーブモジュールからなるシステムが複数ポイントの物理量の制御を開始するために、マスターモジュールがスレーブモジュールに制御目標情報を出力するとき、スレーブモジュールの制御対象物の物理量の測定結果に基づいた制御目標情報を出力する。マスターモジュールから出力された前記制御目標情報を受信したスレーブモジュールは、所定のイベント(例えば起動又は前記制御目標情報の受信)後から所定の時間経過してから、制御開始する。各スレーブモジュールが制御目標情報を受信後に対象物の物理量を制御するため、物理量の制御を開始するまでの時間管理を効率的に行うことができる。 In the present invention, when a system consisting of a master module and one or more slave modules outputs control target information to a slave module to begin controlling physical quantities at multiple points, the master module outputs the control target information based on the measurement results of the physical quantities of the object being controlled by the slave module. The slave module that receives the control target information output from the master module begins control a predetermined time after a predetermined event (e.g., startup or reception of the control target information). Because each slave module controls the physical quantities of the object after receiving the control target information, time management until control of the physical quantities begins can be performed efficiently.

本発明の実施形態1の複数ポイント物理量制御システムの機能的構成例を示すブロック図FIG. 1 is a block diagram showing an example of the functional configuration of a multi-point physical quantity control system according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施形態1の複数ポイント物理量制御システムの処理の流れを示すフロー図FIG. 1 is a flowchart showing the process flow of a multi-point physical quantity control system according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施形態1の複数ポイント物理量制御システムのマスターモジュールのハードウェア構成図1 is a hardware configuration diagram of a master module of a multi-point physical quantity control system according to a first embodiment of the present invention; 本発明の実施形態1の複数ポイント物理量制御システムのスレーブモジュールのハードウェア構成図1 is a hardware configuration diagram of a slave module of a multi-point physical quantity control system according to a first embodiment of the present invention; 本発明の実施形態4の複数ポイント物理量制御システムの機能的構成例を示すブロック図FIG. 10 is a block diagram showing an example of the functional configuration of a multi-point physical quantity control system according to a fourth embodiment of the present invention. 本発明の実施形態4の複数ポイント物理量制御システムの処理の流れを示すフロー図FIG. 10 is a flowchart showing the process flow of a multi-point physical quantity control system according to a fourth embodiment of the present invention. 本発明の実施形態4の複数ポイント物理量制御システムのマスターモジュールのハードウェア構成図10 is a hardware configuration diagram of a master module of a multi-point physical quantity control system according to a fourth embodiment of the present invention. 本発明の実施形態4の複数ポイント物理量制御システムのスレーブモジュールのハードウェア構成図10 is a hardware configuration diagram of a slave module of a multi-point physical quantity control system according to a fourth embodiment of the present invention. 複数ポイント物理量制御システムの構成例を示した模式図1Schematic diagram 1 showing an example of the configuration of a multi-point physical quantity control system 複数ポイント物理量制御システムの構成例を示した模式図2Schematic diagram 2 showing an example of the configuration of a multi-point physical quantity control system 本発明の複数ポイント物理量制御システムを使用開始初期の温度分布Temperature distribution at the beginning of use of the multi-point physical quantity control system of the present invention 本発明の複数ポイント物理量制御システムを使用した温度制御の例1Example 1 of temperature control using the multi-point physical quantity control system of the present invention 本発明の複数ポイント物理量制御システムを使用した温度制御の例2Example 2 of temperature control using the multi-point physical quantity control system of the present invention 従来技術の複数ポイント物理量制御システムでのPV(測定値)スタートの説明図Illustrative diagram of PV (measured value) start in a prior art multi-point physical quantity control system 本発明の複数ポイント物理量制御システムでのPV(測定値)スタートの説明図FIG. 1 is an explanatory diagram of a PV (measured value) start in a multi-point physical quantity control system of the present invention. 従来技術の複数ポイント物理量制御システムでの動作の説明図Illustrative diagram of operation of a prior art multi-point physical quantity control system. 本発明の複数ポイント物理量制御システムでの動作の説明図1 is an explanatory diagram of the operation of the multi-point physical quantity control system of the present invention;

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を用いて説明する。なお、本発明は、これら実施形態に何ら限定されるべきものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得る。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention should not be limited to these embodiments, and may be implemented in various forms without departing from the spirit of the present invention.

<実施形態1>主に請求項1
<実施形態1 複数ポイント物理量制御システムを含む制御システム概要>
<Embodiment 1> Mainly claim 1
<Embodiment 1: Overview of a control system including a multi-point physical quantity control system>

図9は複数ポイント物理量制御システムを含む制御システムの一例として、加熱炉内で加工部材に対し、ヒータを用いて加熱加工を施す加工例を示す概略図である。図9を用いて、本発明複数ポイント物理量制御システムを含む制御システムが制御する物理量の一例として温度を制御する場合について説明する。なお物理量の他の例としては、温度以外にも、圧力、流量(液体、気体、粉体など)、電圧、電流、磁束、磁界、電荷、電界、電気容量、電子線の加速電圧、光の照射量、紫外線照射量、放射線照射量、水溶液の濃度、波長、周波数(又は振動数)などがある。 Figure 9 is a schematic diagram showing an example of a control system including a multi-point physical quantity control system, illustrating an example of processing in which a workpiece is heated using a heater in a heating furnace. Using Figure 9, we will explain the control of temperature as an example of a physical quantity controlled by a control system including a multi-point physical quantity control system of the present invention. Other examples of physical quantities besides temperature include pressure, flow rate (liquid, gas, powder, etc.), voltage, current, magnetic flux, magnetic field, charge, electric field, capacitance, electron beam acceleration voltage, light exposure, ultraviolet exposure, radiation exposure, aqueous solution concentration, wavelength, and frequency (or vibration frequency).

図9では、加工部材(0908)を加熱炉(0909)内に入れ、スレーブモジュールに接続された複数のヒータ(0906)で、制御対象物である加工部材(0908)を加熱し、加工部材(0908)の各部位の温度を物理量の例として、スレーブモジュールに接続された複数の温度計(0907)で測定する。図9の例ではスレーブモジュールには4つの温度計が接続され、4つのヒータの出力を制御している。温度計は、熱電対の起電力による電圧や、測温抵抗体やサーミスタを用いた定電流時の電圧などを測定し、換算することで温度を得る。ヒータの制御はスレーブモジュールから出力される制御用信号(例えば4~20mA程度の電流、DC12V程度の電圧パルスなど)を、図9には図示していないがスレーブモジュールとヒータ間に設置されたサイリスタレギュレータやソリッドステートリレーなどに出力し、スレーブモジュールからの出力電流を受けてヒータへの供給交流電圧の半サイクルごとに電圧出力量を変化させるサイリスタレギュレータを用いた位相制御や、ソリッドステートリレーを介してヒータをオンオフすることで加熱量を制御することなどを行う。図9は、測定して得られた物理量である温度が所定の温度範囲にあるか判断し、ヒータ(0906)の出力を制御する制御システムの例である。本発明の複数ポイント物理量制御システムは、図9に示す加熱加工の例に限定されず、その他様々な物理量の制御を行う様々な態様の制御システムに使用できる。 In Figure 9, the workpiece (0908) is placed in a heating furnace (0909), and the workpiece (0908), which is the object to be controlled, is heated by multiple heaters (0906) connected to the slave module. The temperature of each part of the workpiece (0908) is measured as an example of a physical quantity by multiple thermometers (0907) connected to the slave module. In the example of Figure 9, four thermometers are connected to the slave module, and they control the output of four heaters. The thermometers measure and convert the voltage due to the electromotive force of a thermocouple or the voltage at a constant current using a resistance thermometer or thermistor to obtain the temperature. The heater is controlled by outputting a control signal (e.g., a current of approximately 4-20 mA, a voltage pulse of approximately 12 V DC, etc.) from the slave module to a thyristor regulator or solid-state relay (not shown in Figure 9) installed between the slave module and the heater. The amount of heat is controlled by phase control using a thyristor regulator that receives the output current from the slave module and changes the voltage output amount every half cycle of the AC voltage supplied to the heater, or by turning the heater on and off via a solid-state relay. Figure 9 shows an example of a control system that determines whether the measured physical quantity, temperature, is within a predetermined temperature range and controls the output of the heater (0906). The multi-point physical quantity control system of the present invention is not limited to the heating process example shown in Figure 9, and can be used in various types of control systems that control various other physical quantities.

図9の例ではマスターモジュール(0902)は自機とシリアル通信経路(RS-485)で接続された一以上のスレーブモジュールを担当することができる。シリアル通信のRS-485規格では1経路に接続できる機器の上限は32台である。そのため上位制御機器とマスターモジュールが接続されているシリアル通信経路に接続できるスレーブモジュールの最大数は30台(記録計など他の機器が接続されていない場合)である。スレーブモジュールは複数のヒータなどの物理量制御手段を制御し、複数の温度計などの物理量測定部からの測定値を受信する。マスターモジュールが一部のヒータと温度計の制御を担当し、制御目標情報の設定時にスレーブモジュールの測定結果とマスターモジュールの管理するポイントの測定結果を合わせた測定結果に基づいて、マスターモジュールが制御目標情報を設定するように構成することもできる。(図10)。 In the example of Figure 9, the master module (0902) can be responsible for one or more slave modules connected to itself via a serial communication path (RS-485). The RS-485 serial communication standard limits the number of devices that can be connected to one path to 32. Therefore, the maximum number of slave modules that can be connected to a serial communication path connecting a higher-level control device and the master module is 30 (assuming no other devices such as recorders are connected). The slave modules control multiple physical quantity control means such as heaters, and receive measurement values from multiple physical quantity measurement units such as thermometers. The master module can also be configured to control some heaters and thermometers, and set control target information based on the combined measurement results of the slave modules and the points managed by the master module when setting control target information. (Figure 10)

マスターモジュール(0902)に対し、PCやPLC等である上位制御機器(0901)からLAN回線(イーサネット)やシリアル通信経路(シリアルバス)を介して、各種設定や起動命令や稼働状況の問合せなどが送信される。逆にマスターモジュール(0902)から上位制御機器(0901)へ、制御対象物(加工部材(0908))の各ポイントの物理量(温度)の測定結果や、マスターモジュールやスレーブモジュールの状況を示す情報(各スレーブモジュールが出力している物理量制御情報など)を送信する。マスターモジュールがLAN回線(イーサネット)に接続され、前記LAN回線がファイアウォールなどを備えた接続機器を介して公衆インターネット回線に接続され、上位制御機器が前記公衆インターネット回線に接続されている場合には、マスターモジュールが設置される製造装置近傍などとは離れた、例えば工場敷地内の事務室や管理室、または製造現場敷地外の自宅でテレワーク中のPCから上記の通信を行うことができる。 The master module (0902) receives various settings, startup commands, and operational status inquiries from a higher-level control device (0901), such as a PC or PLC, via a LAN line (Ethernet) or a serial communication path (serial bus). Conversely, the master module (0902) transmits to the higher-level control device (0901) measurement results of physical quantities (temperatures) at each point on the controlled object (workpiece (0908)) and information indicating the status of the master module and slave modules (such as physical quantity control information output by each slave module). When the master module is connected to a LAN line (Ethernet), the LAN line is connected to a public Internet line via a connection device equipped with a firewall, and the higher-level control device is connected to the public Internet line, the above communications can be performed from a PC remotely working from a location away from the manufacturing equipment where the master module is installed, such as an office or management office on the factory premises, or from a home outside the manufacturing site.

<物理量制御例:物理量 温度:加熱加工の例>
図9の加熱加工の例に関し引き続き説明する。図16を用いて、電源投入からの一連の動作の概要を説明する。
<Example of physical quantity control: Physical quantity temperature: Example of heating process>
The example of heating processing in Fig. 9 will be explained below. A series of operations from power-on will be outlined with reference to Fig. 16.

<電源投入>図16の上段の「起動」
マスターモジュールと複数のスレーブモジュールは製造現場の加工装置の制御盤の一部に設置されている場合、制御盤の主電源スイッチをオンすることにより、一斉にマスターモジュールと複数のスレーブモジュールの電源がオンとなる。
<Power on>"Start" in the top row of Figure 16
When the master module and multiple slave modules are installed as part of a control panel for processing equipment at a manufacturing site, turning on the main power switch on the control panel simultaneously turns on the power to the master module and multiple slave modules.

<スレーブモジュールの検索:マスターモジュールから返信促進情報の出力>
<図16 スレーブ検索>
図9に示す、スレーブモジュール1(0903)からスレーブモジュールn(0905)は電源オンとなった後に計時測定を開始し、起動後にマスターモジュールからの通信を待つ起動後待機時間(例5s、適宜設定できる)経過しても、マスターモジュールからの通信を受信できない場合はスタンドアローンモードにて動作を開始する。マスターモジュール(0902)は起動後、計時測定を開始する。起動後ただちに、自機に接続されたスレーブモジュールを検索するために、返信を促すための通信となる返信促進情報を、シリアル通信経路を通じてスレーブIDを指定して出力する。マスターモジュールも、後記する制御目標情報のスレーブモジュールへの出力開始までの起動後待機時間(例5s、適宜設定できる)を持つ。なおマスターモジュールは起動後待機時間内に前記のスレーブ検索を行う。起動後待機時間は、返信促進情報を出力する通信間隔、応答があるか待つ時間(タイムアウト)時間と、接続機器数から適宜決定できる。
<Searching for slave modules: Output of reply prompt information from master module>
<Figure 16 Slave search>
As shown in FIG. 9, slave module 1 (0903) through slave module n (0905) begin timing measurement after powering on. If they do not receive communication from the master module after the start-up wait time (e.g., 5 seconds, which can be set as appropriate) has elapsed, during which they wait for communication from the master module, they begin operating in standalone mode. The master module (0902) begins timing measurement after startup. Immediately after startup, it outputs reply prompting information, which is a communication to prompt a reply, specifying the slave ID via the serial communication path in order to search for the slave module connected to it. The master module also has a start-up wait time (e.g., 5 seconds, which can be set as appropriate) before starting to output the control target information (described below) to the slave module. The master module performs the slave search during this start-up wait time. The start-up wait time can be determined as appropriate based on the communication interval for outputting reply prompting information, the time (timeout) to wait for a response, and the number of connected devices.

図16に示すマスターモジュールのスレーブ検索では、マスターモジュールの機器管理番号1の次の2をスレーブIDとして含めた返信促進情報を、まず送信する。スレーブIDが2のスレーブモジュールが接続されている場合は、自機宛の返信促進情報であるため受信し応答し、マスターモジュールの命令を受けて動作するモードであるスレーブモードに移行する。スレーブモジュールは、自機宛ではない(自機のスレーブIDを含まない)返信促進情報であれば受信するが応答しない。応答はしないが、他機宛の返信促進情報であってもマスターモジュールからの通信であることは明らかなため、待機中に他機宛の返信促進情報を受信したスレーブモジュールはスレーブモードへ移行する。 In the master module's slave search shown in Figure 16, reply prompting information is first sent, which includes the slave ID, 2, which is the number following the master module's device management number 1. If a slave module with a slave ID of 2 is connected, it receives and responds to the reply prompting information as it is addressed to itself, and transitions to slave mode, a mode in which it operates in response to commands from the master module. A slave module will receive reply prompting information that is not addressed to itself (does not include its own slave ID), but will not respond. Even if the reply prompting information is addressed to another device, it is clear that it is a communication from the master module, so a slave module that receives reply prompting information addressed to another device while waiting will transition to slave mode.

マスターモジュールは、一定時間(例100ms、適宜設定できる)待っても、送信したスレーブIDに対応するスレーブモジュールからの応答の返信がなければ、そのスレーブIDに該当するスレーブモジュールは接続されていないと判断する。そしてスレーブIDを1増やして返信促進情報を出力する。シリアル通信経路(シリアルバス)の種類によって接続できる最大接続数(例:RS-485では最大32台接続。上位制御機器や記録計等他の機器も含む台数)まで、スレーブIDを一つずつ増やしながら順に返信促進情報を出力する。応答の返信があったスレーブIDの番号を保持するように構成することが好ましい。返信促進情報を送信し応答があったスレーブモジュールのスレーブIDを保持しない場合は、スレーブモジュールに送信するときには必ずスレーブIDを2から最大接続数まで順次増やしながらすべて送信するように構成することもできる。または、マスターモジュールに接続予定のスレーブモジュールのスレーブIDを登録しておき、初期登録されているスレーブIDに対して順に返信促進情報を送信していくようにしてもよい。応答があったスレーブIDを残し、応答がなかったスレーブIDの登録を消すように構成することもできる。 If the master module waits a set period of time (e.g., 100 ms, can be set as appropriate) without receiving a response from the slave module corresponding to the transmitted slave ID, it determines that the slave module corresponding to that slave ID is not connected. It then increments the slave ID by 1 and outputs reply prompting information. The reply prompting information is output sequentially, increasing the slave ID by one until the maximum number of connections possible for the type of serial communication path (serial bus) (e.g., a maximum of 32 units can be connected with RS-485, including other devices such as higher-level control devices and recorders). It is preferable to configure the system to retain the slave ID numbers of slave modules that have responded. If reply prompting information is sent but the slave IDs of the slave modules that have responded are not retained, it is also possible to configure the system to transmit all slave IDs, increasing the slave ID from 2 up to the maximum number of connections, when transmitting to the slave module. Alternatively, the master module can register the slave IDs of the slave modules to be connected, and then send reply prompting information to the initially registered slave IDs in order. It is also possible to configure the system to retain slave IDs that have responded and delete the registration of slave IDs that have not responded.

<スレーブモジュールの検索:スレーブモジュールの対応>
マスターモジュール(0902)から、起動後待機時間内に自機宛又は他機宛の返信促進情報を受信したスレーブモジュールは、スレーブモードに移行する。マスターモジュールが接続されていなかったなどのように自機宛又は他機宛の返信促進情報を受信できなかった場合、起動後待機時間経過後、各スレーブモジュールはスタンドアローンで動作を開始する。スタンドアローンで動作開始後に、マスターモジュールが接続された場合、スタンドアローンのまま動作してもよいし、マスターモジュールからの返信促進情報を受けてスレーブモードに移行するように構成することもできる。
<Slave module search: Slave module compatibility>
A slave module that receives reply prompting information addressed to itself or another device from the master module (0902) within the waiting time after startup transitions to slave mode. If the reply prompting information addressed to itself or another device cannot be received because the master module is not connected, for example, each slave module begins operating in standalone mode after the waiting time after startup has elapsed. If the master module is connected after starting standalone operation, the slave module may continue to operate in standalone mode, or may be configured to transition to slave mode upon receiving reply prompting information from the master module.

スレーブモジュールはマスターモジュール(0902)からの自機宛の返信促進情報を受信したら、自機を一意に特定するスレーブIDと、自機が担当する制御対象物の物理量(図13では温度計の測定結果である温度)をマスターモジュール(0902)への応答としてシリアル通信経路(シリアルバス)を通じて返信する。物理量測定結果の取り込みをまだ開始していない場合は、空データまたは適当な値を測定結果として返信する。マスターモジュールでは、起動から前記起動後待機時間内は、返信促進情報の応答に付けられた測定結果は偽情報として使用しないようにする。マスターモジュール(0902)とスレーブモジュール間の通信は上述のようにModbus RTUプロトコルのRS-485などのシリアル通信経路(シリアルバス)を使う。Modbus RTUプロトコルが準じている電気的仕様であるRS-485では、最大伝送距離での通信速度は100kbps程度である。ModbusはModicon社が1979年、同社のプログラマブルロジックコントローラ(PLC)向けに策定したシリアル通信プロトコルであり、産業界におけるデ・ファクト標準の通信プロトコルとなり、現在では産業用電子機器を接続する最も一般的手段となっている。 When a slave module receives a reply prompting message from the master module (0902) addressed to itself, it replies to the master module (0902) via the serial communications path (serial bus) with its slave ID, which uniquely identifies itself, and the physical quantity of the controlled object for which it is responsible (in Figure 13, the temperature measured by the thermometer). If the acquisition of the physical quantity measurement result has not yet begun, it replies with null data or an appropriate value as the measurement result. The master module does not use false information as the measurement result attached to the reply prompting message during the post-startup waiting time after startup. As mentioned above, communication between the master module (0902) and the slave module uses a serial communications path (serial bus) such as RS-485 of the Modbus RTU protocol. RS-485, the electrical specification to which the Modbus RTU protocol conforms, has a communication speed of approximately 100 kbps over the maximum transmission distance. Modbus is a serial communications protocol developed by Modicon in 1979 for the company's programmable logic controllers (PLCs). It has become the de facto standard communications protocol in the industrial world and is now the most common means of connecting industrial electronic devices.

マスターモジュールから出力される返信促進情報は周期的に継続して出力されるように構成すると、制御開始後にスレーブモジュールが追加接続された場合(接続されていた機が後から追加起動された場合も含む)に、マスターモジュールの制御下へ追加できるため好ましい。返信促進情報の出力周期は、スレーブモジュールの起動後待機時間内に少なくとも1回、好ましくは4、5回などの複数回返信促進情報を受信できるような周期(例1s、この時間には限定されない)とすることが好ましい。マスターモジュールとスレーブモジュール、又はスレーブモジュールとスレーブモジュールの間にシリアル通信経路を複数備えている場合には、物理量測定結果などのようにリアルタイム性が必要な通信とは別のシリアル通信経路を用いて返信促進情報を出力するように構成することができる。もしマスターモジュールが接続されていないシリアル通信経路にスレーブモジュールが追加された場合には、起動待機時間経過後にスタンドアローンで動作を開始する。 Configuring the master module to output reply prompting information periodically and continuously is preferable, as this allows for additional slave modules to be added under the control of the master module if they are connected after control has started (including when a previously connected device is subsequently started). The reply prompting information output period is preferably set to a period (e.g., 1 second, but not limited to) that allows the reply prompting information to be received at least once within the standby time after startup of the slave module, and preferably multiple times, such as 4 or 5 times. If multiple serial communication paths are provided between the master module and slave module, or between slave modules, reply prompting information can be output using a serial communication path separate from communications requiring real-time performance, such as physical quantity measurement results. If a slave module is added to a serial communication path to which a master module is not connected, it will begin standalone operation after the startup standby time has elapsed.

<物理量測定結果の取集>図16中段「PV測定開始」
図16中の「PV測定開始」の記載にあるPV(Process Variable)はスレーブモジュールに接続された例えば熱電対(センサー)の起電力から温度(物理量)を得るようにセンサーからの入力信号から得た値(測定結果)を指す。
各スレーブモジュール(マスターモジュール自身が物理量測定部を備えている場合はマスターモジュールも)は、起動(電源投入)してから起動後待機時間経過後、物理量測定を開始する。マスターモジュールは、スレーブモジュール検索にて検索されたスレーブIDに基づいて、初期的に保持している制御目標情報を仮に各スレーブモジュールへ出力する。応答として各スレーブモジュールが返信する物理量の測定結果の収集が目的である。各スレーブモジュールが物理量測定開始した後に、別のスレーブモジュールが追加接続され起動した場合には、起動待機時間経過後(例5s)上記と同様に、スレーブモード又はスタンドアローンのどちらで動作開始しても物理量測定を開始する。
<Collection of physical quantity measurement results> Figure 16, middle section: "PV measurement start"
The PV (Process Variable) in the description of "PV measurement start" in FIG. 16 refers to a value (measurement result) obtained from an input signal from a sensor, such as obtaining temperature (physical quantity) from the electromotive force of a thermocouple (sensor) connected to the slave module.
Each slave module (and the master module if it itself has a physical quantity measurement unit) starts measuring physical quantities after a post-startup wait time has elapsed since startup (power-on). The master module provisionally outputs the control target information initially held to each slave module based on the slave ID found in the slave module search. The purpose is to collect the physical quantity measurement results returned by each slave module as a response. If another slave module is additionally connected and started after each slave module has started measuring physical quantities, it will start measuring physical quantities after a startup wait time has elapsed (e.g., 5 seconds) in the same way as above, regardless of whether it starts operation in slave mode or standalone mode.

<制御目標情報の設定と出力 マスターモジュール>
<図16 マスターモジュール SV確定 制御開始>
各スレーブモジュールが起動後待機時間経過後に物理量の測定を開始してから、マスターモジュール(0902)は各スレーブモジュールへ初期的に保持している制御目標情報を出力し、応答として複数の制御ポイントの物理量(温度)データを得るのに十分な時間(例100ms)待った後で、スレーブモジュールから返信された各ポイントの物理量(温度)データに基づいて、物理量制御(温度制御)のための制御目標情報(図9の例では設定目標温度)を設定し、スレーブモジュールへシリアル通信経路(シリアルバス)を通じて出力する。図9のシステム例では、各スレーブモジュールは4つの温度計(各温度計の測定結果取得チャンネルをCH1~CH4と表記する)と、4つのヒータ制御用の出力を管理している。
<Master module for setting and outputting control target information>
<Figure 16 Master module SV confirmation, control start>
After each slave module starts measuring a physical quantity after the waiting time has elapsed since startup, the master module (0902) outputs control target information initially held to each slave module, and after waiting a sufficient time (e.g., 100 ms) to obtain physical quantity (temperature) data of multiple control points in response, sets control target information (set target temperature in the example of Figure 9) for physical quantity control (temperature control) based on the physical quantity (temperature) data of each point returned from the slave module, and outputs this to the slave module via a serial communication path (serial bus). In the system example of Figure 9, each slave module manages four thermometers (the measurement result acquisition channels of each thermometer are denoted as CH1 to CH4) and outputs for four heater control.

各ポイントの物理量に基づいて初期の制御目標情報を設定する方法はいくつか考えられる。予め設けた複数の物理量測定ポイントの内、重要ポイントを制御対象物(加工部材)ごとに決めて基準点として用いる方法、全物理量測定ポイントのうちの複数点(全点を対象としてもよい)の中の最大物理量、最小物理量、平均物理量のいずれかを基準として用いる方法などである。以下では高温で一定時間保持するために、昇温、一定温度維持、降温といった温度プロファイルを経る加熱加工であって、温度プロファイルに沿った制御が重要となる加工のため、最低温度を示したポイントを基準点とする例を説明する。冷却加工などであれば初期の最高温度を示すポイントが基準点として適するなど、制御対象物や制御する物理量によって基準点は適宜変わるため、以下の最低温度を基準とする例には、基準点の取り方は限定されない。 There are several possible methods for setting initial control target information based on the physical quantities at each point. These include determining important points from multiple pre-established physical quantity measurement points for each control object (processed part) and using them as reference points, or using the maximum, minimum, or average physical quantity from multiple points (or all points) of all physical quantity measurement points as the reference point. The following describes an example in which the point showing the lowest temperature is used as the reference point for a heating process that involves a temperature profile of increasing the temperature, maintaining a constant temperature, and decreasing the temperature to maintain a high temperature for a certain period of time. Since control along the temperature profile is important, an example is given below in which the point showing the lowest temperature is used as the reference point. For cooling processes, for example, the point showing the initial highest temperature is appropriate as the reference point. Therefore, the reference point varies depending on the control object and the physical quantity being controlled. Therefore, there are no limitations on how the reference point is selected in the example below in which the minimum temperature is used as the reference point.

図11には、n台あるうちのスレーブモジュール1~3のCH1~4の初期の温度分布を示す。図11には示していないが、スレーブモジュール4からスレーブモジュールnの初期の温度は、図11の温度T22よりも高いものとして説明する。図11では最低温度はスレーブモジュール2のCH2の温度T22である。図12aのような昇温、温度維持、降温の温度プロファイルを経る加熱加工を行おうとしている。複数の測定ポイントからの測定結果(温度)では、スレーブモジュール2のCH2の温度T22が制御対象物(加工部材)の中の最低温度である。従来のように他の固定基準ポイント(T22より初期温度が高いポイント)を基準として加工の為に制御を開始すると、図13を例に上述したように、スレーブモジュール2のCH2のポイントが温度プロファイルに沿った制御になるまで時間を要する。測定結果内の最低温度T22を基準とした場合、図12bに示す温度プロファイル中のT22の温度である0:12時点から制御を開始する(0:12時点、温度T22が制御開始の新0:00点となる、図中()で示す横軸時間)。0:12の時間分、加工時間を短縮できる。さらに図14に示すように、初期の最低温度(PV3)を基準点とすると、温度プロファイルへの各ポイント(初期の温度PV1、PV2、PV3を示すポイント)の温度収束も早くなる。そのため、図11、図12の例でも初期最低温度T22を基準としたほうが早く温度プロファイルに沿った制御とすることができると考えられる。 Figure 11 shows the initial temperature distribution of CH1-4 of n slave modules 1-3. Although not shown in Figure 11, the initial temperatures of slave modules 4 through n will be described as being higher than temperature T22 in Figure 11. In Figure 11, the lowest temperature is temperature T22 of CH2 of slave module 2. A heating process is being performed that goes through a temperature profile of temperature increase, temperature maintenance, and temperature decrease, as shown in Figure 12a. Among the measurement results (temperatures) from multiple measurement points, temperature T22 of CH2 of slave module 2 is the lowest temperature among the controlled objects (workpieces). If control for processing is initiated using another fixed reference point (a point with an initial temperature higher than T22) as in the past, it takes time for point CH2 of slave module 2 to be controlled in accordance with the temperature profile, as described above using Figure 13 as an example. If the lowest temperature T22 in the measurement results is used as the reference, control begins at 0:12, which is the temperature T22 in the temperature profile shown in Figure 12b (0:12, when temperature T22 becomes the new 0:00 point for starting control; the horizontal axis time is shown in parentheses in the figure). The processing time can be shortened by the time of 0:12. Furthermore, as shown in Figure 14, if the initial lowest temperature (PV3) is used as the reference point, the temperature convergence of each point on the temperature profile (points indicating initial temperatures PV1, PV2, and PV3) will also be faster. Therefore, even in the examples of Figures 11 and 12, it is thought that control in line with the temperature profile will be faster if the initial lowest temperature T22 is used as the reference.

図13、図14について説明を追加する。図13に基準となる物理量(温度)測定ポイントが決まった点だった、従来の加熱加工時の別の温度プロファイルを示す。図13の例では、温度PV1の値が基準ポイントの温度であり、PV1より低い温度PV2やPV3のポイントが別途存在している。温度PV1を基準として制御目標情報(SV)を決めた場合、図13下のグラフのように、温度プロファイル中の温度PV1となるところをスタート地点として制御開始する。PV1は温度プロファイルにほぼ沿った温度変化となるが、PV1より低い温度であるPV2やPV3では、温度プロファイルに近づけようとに強く加熱し大きくオーバシュートしたあとで温度プロファイルに近い温度となるために、時間を要する。 Additional explanation will be provided for Figures 13 and 14. Figure 13 shows another temperature profile during conventional heating processing, where the reference physical quantity (temperature) measurement point is a fixed point. In the example of Figure 13, the temperature PV1 value is the temperature at the reference point, and there are separate points of temperature PV2 and PV3 that are lower than PV1. When the control target information (SV) is determined using temperature PV1 as the reference, control begins with temperature PV1 in the temperature profile as the starting point, as shown in the graph at the bottom of Figure 13. PV1 changes temperature almost in line with the temperature profile, but PV2 and PV3, which are temperatures lower than PV1, require time to reach a temperature close to the temperature profile after a large overshoot due to strong heating in an attempt to approach the temperature profile.

本発明でのように、スレーブモジュールを含めシステム全体で測定可能な物理量の測定結果全てから制御目標情報を決定できる場合について、図14の例で説明する。図14の上のグラフに示す温度プロファイルは、図13の上のグラフの温度プロファイルと同じである。制御目標情報(SV)を決めるのにあたり、一番温度が低いPV3の値を基準として、使用する。温度プロファイル上で温度PV3となる地点をスタート地点として、制御開始する。PV3よりも温度が高いPV1やPV2を示したポイントではヒータ出力を絞る(冷却器があれば冷却する)又は加熱しない等しながら温度プロファイル上の温度と近くなるまではずれているが、温度プロファイルに達して以降はほぼ沿った制御となる。本発明での制御の方が従来よりも温度プロファイルに沿った制御ができる。 The example in Figure 14 explains a case where control target information can be determined from all measurement results of measurable physical quantities across the entire system, including slave modules, as in the present invention. The temperature profile shown in the upper graph in Figure 14 is the same as the temperature profile in the upper graph in Figure 13. When determining the control target information (SV), the lowest temperature value, PV3, is used as the reference. Control begins at the point on the temperature profile where temperature PV3 is reached. At points where PV1 or PV2, which are higher than PV3, are reached, the heater output is reduced (cooling if a cooler is available) or heating is not performed, resulting in a deviation until the temperature approaches the temperature profile, but once the temperature profile is reached, control is more closely aligned. Control in this invention allows for control that is more aligned with the temperature profile than conventional control.

マスターモジュールからスレーブモジュールへ出力される制御目標情報は、スレーブモジュールごとに異なってもよいし、後記実施例のように同一でもよい。同じ制御目標情報を全スレーブモジュールに出力する場合には、各スレーブモジュールの制御目標情報保持部に、制御目標情報を各スレーブモジュールの担当する物理量測定手段や物理量制御手段の補正情報に基づいて補正するための情報である制御目標情報補正情報を保持する制御目標情報補正情報保持手段と、前記制御目標補正情報に基づいてマスターモジュールから出力された制御目標情報を補正する制御目標情報補正手段とを備えると、各スレーブモジュールが管理する物理量測定器や、物理量制御手段のばらつきなどを補正するために、制御目標情報を補正することができる。 The control target information output from the master module to the slave modules may be different for each slave module, or it may be the same as in the embodiment described below. When the same control target information is output to all slave modules, the control target information storage unit of each slave module may be equipped with a control target information correction information storage means for storing control target information correction information, which is information for correcting the control target information based on the correction information of the physical quantity measuring means and physical quantity control means managed by each slave module, and a control target information correction means for correcting the control target information output from the master module based on the control target correction information. This allows the control target information to be corrected to compensate for variations in the physical quantity measuring means and physical quantity control means managed by each slave module.

制御目標情報は、温度プロファイルの形で一括してスレーブモジュールへ出力することもできるし、マスターモジュールが温度プロファイルを保持し、周期的に各スレーブモジュールへ担当する各ポイントの制御目標情報(直近で目指す目標温度)を出力するようにも構成できる。後者の場合には制御目標情報(目標温度)を受信したスレーブモジュールが目標温度に達するように物理量制御情報(ヒータなどを制御するための情報)を自機の判断で調整し出力する。その他に、一連の物理量制御を開始する前にあらかじめマスターモジュール及び各スレーブモジュールへ温度プロファイルを保持させておき、スレーブモジュール毎に、マスターモジュールから出力される制御目標情報を参照して自機の担当するポイントの物理量制御をするのか、自機に保持されている温度プロファイルに基づいた制御目標情報によって自主的に物理量制御するのかを設定できるように構成することもできる。予めマスターモジュールやスレーブモジュールへ温度プロファイルを保持させておくと、万一マスターモジュールが起動せず、スレーブモジュールがスタンドアローンで動作する場合に、スタンドアローンで動作するスレーブモジュールに保持されている温度プロファイルに基づいた制御目標情報によって自主的に物理量制御をすることができる。 Control target information can be output to the slave modules in the form of a temperature profile, or the master module can be configured to hold a temperature profile and periodically output control target information (the immediate target temperature) for each point it is responsible for to each slave module. In the latter case, the slave module that receives the control target information (target temperature) adjusts and outputs physical quantity control information (information for controlling heaters, etc.) at its own discretion so that the target temperature is reached. Alternatively, a temperature profile can be stored in the master module and each slave module before a series of physical quantity controls begins, allowing each slave module to set whether to control the physical quantities for its own points by referencing the control target information output from the master module, or to control the physical quantities independently using control target information based on the temperature profile stored in itself. By storing temperature profiles in the master module and slave modules in advance, if the master module fails to start and the slave modules operate standalone, the standalone slave modules can independently control the physical quantities using control target information based on the temperature profile stored in them.

<制御目標情報の受信 スレーブモジュール>
スレーブモジュールは、自機宛のスレーブIDが付与された制御目標情報を受信した応答として、自機のスレーブIDと、担当する制御対象物の物理量(図9の例では温度)を含むデータをマスターモジュール(0902)へ、Modbus RTUプロトコルのRS-485シリアル通信経路(シリアルバス)を通じ返信する。スレーブモジュールは他機宛の通信は受信するが応答しない。マスターモジュールは、シリアル通信経路(シリアルバス)上で通信が輻輳しないように、スレーブモジュールからの応答を受信後に、次の順番のスレーブモジュールへ制御目標情報を出力する。一定時間(例 5ms)経過しても、起動後最初の返信促進情報に応答の返信があったスレーブモジュールからの制御目標情報に対する応答をマスターモジュールが受信できない場合は、例えばマスターモジュールは再度該当スレーブモジュールへ送信し、それでも応答がない場合は、上位制御機器へエラーメッセージを出力する等の異常状態対処措置を行うように構成するとよい。
<Slave module receiving control target information>
In response to receiving control target information addressed to itself and assigned with its own slave ID, the slave module replies to the master module (0902) via the RS-485 serial communication path (serial bus) of the Modbus RTU protocol with data including its own slave ID and the physical quantity of the controlled object it is responsible for (temperature in the example of FIG. 9 ). The slave module receives communications addressed to other devices but does not respond. To prevent communication congestion on the serial communication path (serial bus), the master module outputs the control target information to the next slave module in order after receiving a response from the slave module. If the master module does not receive a response to the control target information from a slave module that responded to the first reply prompt message after startup after a certain period of time (e.g., 5 ms) has elapsed, the master module may retransmit the control target information to the slave module. If there is still no response, the master module may take measures to deal with the abnormal condition, such as outputting an error message to a higher-level control device.

<物理量の制御開始>図16 スレーブモジュール SV確定 制御開始
マスターモジュールから出力された制御目標情報を受信し保持することが図中のSV確定である。所定のイベントからの所定の時間経過後に、受信した制御目標情報に基づいて、担当する制御対象物の物理量(温度)を制御するための物理量制御情報を出力する(制御開始)。例えば、各スレーブモジュールが物理量(例:温度)測定を開始した(PV測定開始)時点から一定の時間(例100ms)経過後にマスターモジュールは制御目標情報(SV)を出力する。マスターモジュールの制御目標情報(SV)の設定を所定のイベントとして、所定時間経過後に各スレーブモジュールが物理量制御を開始することである。この場合は実質的に起動(電源投入)後からの時間(上記説明では、5s+100ms+100ms=5.2s)経過すると物理量制御が始まるため、起動(電源投入)が所定のイベントであると見なすこともできる。別例では、自機宛の制御目標情報の受信を所定のイベントとし、制御目標情報の受信から所定の時間後(例えばマスターモジュールから全スレーブモジュールへ制御目標情報の送信が完了すると考えられる100ms)経過後に物理量制御を開始するようにも構成できる。なお所定のイベントは、上述した起動(電源オン)や制御目標情報の受信の例には限定されない。
<Start of Physical Quantity Control> Figure 16 Slave Module SV Determination Control Start SV determination in the figure refers to receiving and holding control target information output from the master module. After a predetermined time has elapsed since a predetermined event, the slave module outputs physical quantity control information for controlling the physical quantity (temperature) of the controlled object for which it is responsible, based on the received control target information (control start). For example, the master module outputs control target information (SV) after a certain time (e.g., 100 ms) has elapsed since each slave module started measuring a physical quantity (e.g., temperature) (PV measurement start). The setting of the master module's control target information (SV) is considered a predetermined event, and each slave module starts physical quantity control after a predetermined time has elapsed. In this case, physical quantity control essentially begins after a certain time has elapsed since startup (power-on) (in the above explanation, 5 s + 100 ms + 100 ms = 5.2 s), so startup (power-on) can also be considered a predetermined event. In another example, the predetermined event may be reception of control target information addressed to the device itself, and physical quantity control may be started after a predetermined time has elapsed since reception of the control target information (for example, 100 ms, which is considered to be the time when transmission of control target information from the master module to all slave modules is completed). Note that the predetermined event is not limited to the above-mentioned examples of startup (power on) and reception of control target information.

<物理量制御>図16 下段
スレーブモジュールが制御目標情報(SV)に従って物理量制御を開始した後は、周期的にマスターモジュールから物理量測定結果の問合せのための信号が出力される。マスターモジュールからの信号は制御目標情報を出力することができる。周期の例としては100msなどがある。一例としては、100msごとに制御目標情報(SV:図9の例では目標温度)を各スレーブモジュールへ出力し、受信した自機宛の制御目標情報(SV)に沿うように各スレーブモジュールはPID制御などのための電流や電圧やパルス信号などを、自機に接続され物理量制御を行うサイリスタレギュレータやソリッドステートリレーなどへ物理量制御情報として出力する。スレーブモジュールから物理量制御情報を受けたサイリスタレギュレータなどは、物理量制御情報に基づいて自身の管理する温度などの物理量を変化させる手段(ヒータなど)の出力を調整する。マスターモジュールからの周期的な問い合わせの信号(制御目標情報が含まれていてもよい)を受信したスレーブモジュールは、物理量(例:温度)の測定結果を応答として返信する。スレーブモジュールからの返信には物理量制御情報を含めるように構成することもできる。一連の物理量制御、例えば加熱工程での温度プロファイルの終了まで、このような制御が行われる。
<Physical Quantity Control> Figure 16, Lower Section After a slave module starts physical quantity control in accordance with control target information (SV), the master module periodically outputs a signal to inquire about the physical quantity measurement results. The signal from the master module can output control target information. An example of a period is 100 ms. For example, every 100 ms, control target information (SV: target temperature in the example of Figure 9) is output to each slave module. Each slave module then outputs current, voltage, pulse signals, etc. for PID control, etc., as physical quantity control information to a thyristor regulator or solid-state relay connected to the slave module that controls the physical quantity, in accordance with the received control target information (SV). The thyristor regulator or the like that receives the physical quantity control information from the slave module adjusts the output of a means (such as a heater) that changes a physical quantity, such as temperature, that it manages, based on the physical quantity control information. A slave module that receives a periodic inquiry signal (which may include control target information) from the master module replies with the measurement results of the physical quantity (e.g., temperature) as a response. The reply from the slave module can be configured to include physical quantity control information. Such control is performed until the end of a series of physical quantity controls, for example, the end of a temperature profile in a heating process.

以上が、本発明の複数ポイント物理量制御システムを使用した例での、起動から一連の工程の終了までの説明である。 The above is an explanation of an example of using the multi-point physical quantity control system of the present invention, from startup to the completion of a series of processes.

上述した図9の例では、各スレーブモジュールは受信した制御目標情報(目標温度)を達成するために、自機に接続されたサイリスタレギュレータ(図9には図示せず)へヒータ出力を位相制御させるための電流(例えばDC4~20mA)を出力する。スレーブモジュールから直流電流値などによる指示を受けたサイリスタレギュレータは接続されたヒータへの供給交流電圧を位相制御し出力を制御しながら加熱を開始する。なお、直流電流によるサイリスタレギュレータの制御、及びサイリスタレギュレータの使用には限定されない、他のヒータ出力制御手段を制御するための出力であってもよい。以下、本明細書中の説明では、ヒータの出力制御について、「スレーブモジュールからの出力に応じてサイリスタレギュレータやソリッドステートリレーによってヒータ出力を制御する」の意味で、「スレーブモジュールがヒータ出力を調整する、ヒータ出力を制御する」という表記をすることがある。 In the example of Figure 9 described above, each slave module outputs a current (e.g., DC 4-20 mA) to its connected thyristor regulator (not shown in Figure 9) to phase-control the heater output in order to achieve the received control target information (target temperature). The thyristor regulator, which receives instructions such as a DC current value from the slave module, phase-controls the AC voltage supplied to the connected heater and controls the output while starting heating. Note that control of the thyristor regulator by DC current and the use of a thyristor regulator are not limited to this, and the output may also be for controlling other heater output control means. Hereinafter, in the explanations provided herein, heater output control may be expressed as "the slave module adjusts the heater output" or "controls the heater output," meaning "the heater output is controlled by a thyristor regulator or solid-state relay in accordance with the output from the slave module."

なお、以下に記載する各部は、ハードウェア及びソフトウェアの組み合わせによる動作として実現され得る。具体的には、コンピュータを利用するものであれば、CPUや主メモリ、バス、あるいは二次記憶装置(フラッシュメモリやSSDなどの不揮発性メモリ、CDやDVDなどの記憶メディアとそれらメディアの読取ドライブなど)、情報入力に利用される入力デバイス、PLC、記録計、印刷機器や表示装置、その他の外部周辺装置などのハードウェア構成部、またその外部周辺装置用のインターフェース、通信用インターフェース、それらのハードウェアを制御するためのドライバプログラムやその他アプリケーションプログラム、ユーザインターフェイス用アプリケーションなどが挙げられる。そして主メモリ上に展開したプログラムに従ったCPUの演算処理によって、入力デバイスやその他インターフェースなどから入力され、メモリやハードディスク上に保持されているデータなどが加工、蓄積されたり、上記各ハードウェアやソフトウェアを制御するための命令が生成されたりする。あるいは本装置の機能ブロックは専用ハードウェアによって実現されてもよい。 Note that each of the components described below can be implemented as a combination of hardware and software. Specifically, if a computer is used, these components include the CPU, main memory, bus, or secondary storage device (non-volatile memory such as flash memory or SSD, storage media such as CDs or DVDs, and read drives for these media), input devices used to input information, hardware components such as PLCs, recorders, printers, display devices, and other external peripheral devices, as well as interfaces for these external peripheral devices, communication interfaces, driver programs and other application programs for controlling this hardware, and user interface applications. The CPU then processes and stores data entered from input devices and other interfaces and stored in memory or on a hard disk, and generates commands to control the above hardware and software, through calculations performed by the CPU in accordance with the program deployed in main memory. Alternatively, the functional blocks of this device may be implemented using dedicated hardware.

本明細書の以下の説明では、図9、図10に示す構成例に倣い、本発明のシステムのマスターモジュールはLAN回線(イーサネット)やシリアル通信経路などにより接続した上位制御機器と通信しながら複数ポイントの物理量制御を行っている。なおマスターモジュールとスレーブモジュールと制御対象物(例:温度計やヒータなど)のみの構成としてもよい。マスターモジュールの設定変更などの時のみ、LAN回線(イーサネット)やシリアル通信経路などを介して上位制御機器と接続し、設定変更を行うことができる。マスターモジュールが常時上位制御機器に接続されていなくても、同様に本発明の効果が得られる。 In the following description of this specification, following the configuration examples shown in Figures 9 and 10, the master module of the system of the present invention controls physical quantities at multiple points while communicating with a higher-level control device connected via a LAN line (Ethernet) or a serial communication path. Note that the system may also be configured with only a master module, slave modules, and controlled objects (e.g., thermometers, heaters, etc.). Only when changing the settings of the master module can the settings be changed by connecting to the higher-level control device via a LAN line (Ethernet) or a serial communication path. The effects of the present invention can be achieved even if the master module is not constantly connected to the higher-level control device.

また、本明細書に記載の各実施形態は動作方法として実現できるのみでなく、その一部または全部を装置としても実現可能である。また、このような装置の一部をソフトウェアとして構成することができる。さらに、そのようなソフトウェアをコンピュータに実行させるために用いるソフトウェア製品、及び同製品を固定した記録媒体も、当然に本明細書に記載の各実施形態の技術的な範囲に含まれる(本明細書の全体を通じて同様である)。 Furthermore, each embodiment described in this specification can be realized not only as an operating method, but also as a device, in part or in whole. Furthermore, part of such a device can be configured as software. Furthermore, software products used to run such software on a computer, and recording media on which such products are fixed, are naturally included within the technical scope of each embodiment described in this specification (the same applies throughout this specification).

<実施形態1 概要> <Embodiment 1 Overview>

マスターモジュールと、これと連携し、制御対象物の物理量制御器である一以上のスレーブモジュールと、からなる複数ポイント物理量制御システムであり、マスターモジュールからスレーブモジュールへ物理量の制御目標である制御目標情報を送信し、スレーブモジュールは受信後、所定の時間長待ったのちに、制御を開始するように構成されている。 This is a multi-point physical quantity control system consisting of a master module and one or more slave modules that work in conjunction with it and are physical quantity controllers for the object to be controlled. The master module transmits control target information, which is the control target for the physical quantity, to the slave module, and the slave module is configured to wait a predetermined period of time after receiving the information before starting control.

<実施形態1 機能的構成>
図1は、本実施形態の複数ポイント物理量制御システムの機能的構成一例を示すブロック図である。図1に示すように、本発明の複数ポイント物理量制御システムは、マスターモジュール(0101)が、起動命令受付部(AA)(0102)と、返信促進情報出力部(AB)(0103)と、返信受信部(AC)(0104)と、制御目標情報出力部(AD)(0105)と、から構成され、
スレーブモジュール(0110)が、起動命令受付部(BA)(0111)と、スレーブID保持部(BB)(0112)と、時間長測定部(BC) (0113)と、物理量測定部(BD)(0114)と、物理量制御情報出力部(BE)(0115)と、返信促進情報受信部(BF)(0116)と、返信出力部(BG)(0117)と、制御目標情報受信部(BH)(0118)と、制御目標情報保持部(BJ)(0119)と、経過時間長判断部(BK) (0120)と、出力命令部(BM)(0121)と、から構成される。
<Functional Configuration of First Embodiment>
1 is a block diagram showing an example of the functional configuration of a multi-point physical quantity control system according to this embodiment. As shown in FIG. 1, the multi-point physical quantity control system of the present invention comprises a master module (0101) comprising an activation command receiving unit (AA) (0102), a reply prompting information output unit (AB) (0103), a reply receiving unit (AC) (0104), and a control target information output unit (AD) (0105).
The slave module (0110) is composed of a start command receiving unit (BA) (0111), a slave ID holding unit (BB) (0112), a time length measuring unit (BC) (0113), a physical quantity measuring unit (BD) (0114), a physical quantity control information output unit (BE) (0115), a reply prompting information receiving unit (BF) (0116), a reply output unit (BG) (0117), a control target information receiving unit (BH) (0118), a control target information holding unit (BJ) (0119), an elapsed time length determining unit (BK) (0120), and an output command unit (BM) (0121).

<実施形態1 マスターモジュール 起動命令受付部(AA)(0102)>
マスターモジュールの起動命令受付部(AA)(0102)は、マスターモジュールを起動する起動命令を受け付けるように構成される。
<Embodiment 1: Master Module Activation Command Receiving Unit (AA) (0102)>
The start-up command receiving unit (AA) (0102) of the master module is configured to receive a start-up command to start up the master module.

起動命令の例としては、物理的な電源スイッチを投入することや、スリープモードで待機中のマスターモジュールが、上位制御機器からの起動命令を受信することなどである。マスターモジュールとスレーブモジュールが同じ制御盤のラックに搭載されている場合、ラックの主電源を投入することによって、マスターモジュールとスレーブモジュールへの給電が同時に開始されるようにも構成できる。 Examples of a startup command include turning on a physical power switch, or a master module in sleep mode receiving a startup command from a higher-level control device. If the master module and slave module are installed in the same control panel rack, it can also be configured so that powering on the rack's main power supply starts powering on the master module and slave module simultaneously.

<実施形態1 マスターモジュール 返信促進情報出力部(AB)(0103)>
マスターモジュールの返信促進情報出力部(AB)(0103)は、起動命令を受付けた場合に、自身と連携するスレーブモジュールを確定するためにスレーブモジュールとの通信線にスレーブモジュールからの返信を促すための情報である返信促進情報を出力するように構成される。
<Embodiment 1: Master Module Reply Prompt Information Output Unit (AB) (0103)>
The reply prompting information output unit (AB) (0103) of the master module is configured to output reply prompting information, which is information for prompting a reply from the slave module to the communication line with the slave module in order to determine the slave module that will cooperate with the master module when a startup command is received.

上述のように、起動後マスターモジュールはスレーブモジュールへ、スレーブIDとして自機の機器管理番号1の次である2をつけた返信促進情報の出力から開始する。スレーブモジュールからの応答の返信を受信後、スレーブIDを1増やして返信促進情報を出力する。スレーブモジュールからの返信が一定時間(例5ms)待っても受信できない場合は接続されていないスレーブIDとみなして、スレーブIDを1増やして返信促進情報の出力を続行する。応答を受信した場合は、応答受信後待機せずに、スレーブIDを1増やして返信促進情報を出力する。使用しているシリアル通信経路(シリアルバス)に接続できる最大接続機器数をスレーブIDの最大値として、返信促進情報を順に出力し、接続されているスレーブモジュールを検索する。また、起動前に接続予定のスレーブモジュール(又は記録計等の他のシリアル通信経路に接続される機器)のスレーブIDをマスターモジュールが保持し、保持しているスレーブIDに対して返信促進情報をスレーブIDの値の小さい順など所定の順番で出力するように構成してもよい。 As described above, after startup, the master module begins by outputting reply prompting information to the slave module, with the slave ID set to 2, the number following its own device management number of 1. After receiving a response from the slave module, the master module increments the slave ID by 1 and outputs reply prompting information. If a response is not received from the slave module after waiting a certain amount of time (e.g., 5 ms), the master module assumes the slave ID is not connected, increments the slave ID by 1, and continues outputting reply prompting information. If a response is received, the master module increments the slave ID by 1 and outputs reply prompting information without waiting after receiving the response. The master module outputs reply prompting information in order, using the maximum number of devices that can be connected to the serial communication path (serial bus) in use as the maximum value of the slave ID, and searches for connected slave modules. Alternatively, the master module may retain the slave IDs of slave modules (or devices connected to other serial communication paths, such as recorders) to be connected before startup, and output reply prompting information for the retained slave IDs in a predetermined order, such as ascending slave ID values.

起動後、最初に出力される返信促進情報には、最初であることを識別する最初識別情報が含まれるように構成することができる。最初であることをスレーブモジュールに知らせることでスレーブモジュールが各自自主的にシリアル通信経路(シリアルバス)の利用タイミングをずらして、信号の衝突が起こらないようにするためである。例えば、最初の返信促進情報に対するスレーブモジュールの返信タイミングは、スレーブモジュールに備えられた乱数発生器が発生する乱数に基づいて定めるようにすることができる。この返信時にはいまだに物理量の制御が開始されていないので、すべてのスレーブモジュールからの返信をマスターモジュールは時間をかけて待つことが出来るからである。なお、返信促進情報と称される信号は、最初の1回のみでも良いし、呼び名としては、これに後続するマスターモジュールからの信号をそのように称してもよい。 The first reply prompting information output after startup can be configured to include initial identification information that identifies it as the first. By informing the slave modules that they are the first, the slave modules can independently shift the timing of their use of the serial communication path (serial bus) to prevent signal collisions. For example, the timing of a slave module's reply to the first reply prompting information can be determined based on a random number generated by a random number generator provided in the slave module. This is because, at the time of this reply, control of the physical quantity has not yet begun, so the master module can wait a sufficient amount of time for replies from all slave modules. Note that the signal called reply prompting information may be the first one, or subsequent signals from the master module may also be called reply prompting information.

マスターモジュールとスレーブモジュールとの問いと答え(応答)や、命令と服従結果などの関係が明確となるように、マスターモジュールとスレーブモジュールとの通信には、それぞれ通し番号を含ませるように構成することもできる。通し番号と、スレーブIDとによって、マスターモジュールは通信処理、制御処理をより確実に実行させることができる。また、スレーブモジュールは、物理量制御ポイント毎にID管理を行い、マスターモジュールとの通信において物理量制御ポイントIDを関連付けた物理量の測定結果を送信するように構成することもできる。場合によっては、スレーブモジュールとマスターモジュールとの通信において、スレーブモジュールが担当するすべての物理量制御ポイントに関する情報でなく、一部の物理量制御ポイントに関する情報のみの通信を行うことが出来るように構成することもできる。つまり、より細心の注意を払うべき物量制御ポイントと、相対的に気にしなくともよいポイントとがあり、これらを区別して通信することで通信量(トラフィック)を少なくすることができるからである。このようにスレーブモジュールでは、自身が担当する各物理量制御ポイントについて格付けを行って、格付に応じた処理や、報告をするように構成することもできる。 To clarify the relationship between questions and answers (responses) and commands and obedience results between the master module and slave module, communications between the master module and slave module can be configured to include a serial number. The serial number and slave ID allow the master module to more reliably execute communication and control processes. Slave modules can also be configured to manage IDs for each physical quantity control point and transmit physical quantity measurement results associated with the physical quantity control point ID when communicating with the master module. In some cases, communications between slave modules and the master module can be configured to communicate information related to only some physical quantity control points, rather than all physical quantity control points for which the slave module is responsible. In other words, there are physical quantity control points that require careful attention and points that can be relatively ignored. By distinguishing between these and communicating separately, communication volume (traffic) can be reduced. In this way, slave modules can be configured to rate each physical quantity control point for which they are responsible and perform processing and reporting according to the rating.

<実施形態1 マスターモジュール 返信受信部(AC)(0104)>
マスターモジュールの返信受信部(AC)(0104)は、返信促進情報に対するスレーブモジュールからの返信であって、各スレーブモジュールが担当する制御対象物の物理量測定ポイントにおける物理量の測定結果と、スレーブモジュールを一意に特定するスレーブIDと、を含む返信を受信するように構成される。
<Embodiment 1: Master Module Reply Receiving Unit (AC) (0104)>
The reply receiving unit (AC) (0104) of the master module is configured to receive a reply from a slave module in response to reply prompting information, which reply includes the measurement results of the physical quantities at the physical quantity measurement points of the controlled object that each slave module is responsible for, and a slave ID that uniquely identifies the slave module.

マスターモジュールは、受信したスレーブIDを基に自機と連携するスレーブモジュールを特定する。上述のように受信した応答の返信中のスレーブIDを保持するように構成するのが好ましい。返信があったスレーブIDとなかったスレーブIDで、別々のフラグ(例えば1と0)を付与して保持することもできる。マスターモジュールが、起動前に接続予定のスレーブモジュール(または他の接続機器)のスレーブIDを予め保持していた場合は、応答があったスレーブモジュールのスレーブIDの保持を継続し、応答がなく受信できなかったスレーブIDは消去するように構成できる。または別々のフラグ(例えば1と0)を付与して保持してもよい。 The master module identifies the slave module that will cooperate with itself based on the received slave ID. As described above, it is preferable to configure it to retain the slave ID in the received response. It is also possible to assign and retain different flags (e.g., 1 and 0) for slave IDs that have received a response and slave IDs that have not. If the master module already retained the slave IDs of the slave modules (or other connected devices) that it plans to connect to before startup, it can be configured to continue retaining the slave IDs of slave modules that have responded, and erase slave IDs that have not received a response and could not be received. Alternatively, it is also possible to assign and retain different flags (e.g., 1 and 0).

<実施形態1 マスターモジュール 制御目標情報出力部(AD)(0105)>
マスターモジュールの制御目標情報出力部(AD)(0105)は、受信した返信に含まれる前記測定結果に基づいて各スレーブモジュールに対して物理量制御目標を定めるための情報である制御目標情報を出力するように構成される。
<Embodiment 1: Master Module Control Target Information Output Unit (AD) (0105)>
The control target information output unit (AD) (0105) of the master module is configured to output control target information, which is information for determining physical quantity control targets for each slave module, based on the measurement results included in the received reply.

スレーブモジュールから受信した、各スレーブモジュールの制御対象物の測定ポイントの物理量に基づいて、マスターモジュールは上述の説明のように制御目標情報を決め、スレーブモジュールへ出力する。 Based on the physical quantities of the measurement points of the controlled objects of each slave module received from the slave modules, the master module determines control target information as described above and outputs it to the slave modules.

<実施形態1 マスターモジュール(0101)>
マスターモジュール(0101)は、スレーブモジュールからの物理量の測定結果を受けて制御目標情報を策定しスレーブモジュールへ出力するように構成される。
<Embodiment 1: Master Module (0101)>
The master module (0101) is configured to receive the measurement results of the physical quantities from the slave modules, formulate control target information, and output it to the slave modules.

上位制御機器からの求めに応じてマスターモジュールは自身へスレーブモジュールが応答として返信した各物理量測定ポイントの測定結果や出力された物理量制御制御情報を、各物理量測定ポイントを識別する情報(スレーブIDとスレーブモジュール毎に担当する一以上の物理量測定ポイントを識別する情報を関連付けた情報)と関連付けて返信する。マスターモジュールを経由して、スレーブモジュールへ問合せて、応答として上記情報を入手するようにしてもよい。マスターモジュールとスレーブモジュール間は、前述したようにModbus RTUプロトコルのRS-485シリアル通信経路(シリアルバス)で接続されている。 In response to a request from a higher-level control device, the master module returns the measurement results for each physical quantity measurement point and the output physical quantity control information returned by the slave modules in response to the master module, associating them with information identifying each physical quantity measurement point (information that associates the slave ID with information identifying one or more physical quantity measurement points handled by each slave module). The above information can also be obtained in response by querying the slave module via the master module. As mentioned above, the master module and slave module are connected via an RS-485 serial communication path (serial bus) using the Modbus RTU protocol.

<実施形態1 スレーブモジュール 起動命令受付部(BA)(0111)>
スレーブモジュールの起動命令受付部(BA)(0111)は、スレーブモジュールを起動する起動命令を受け付けるように構成される。
<Embodiment 1: Slave Module Start-Up Command Receiving Unit (BA) (0111)>
The start-up command receiving unit (BA) (0111) of the slave module is configured to receive a start-up command to start up the slave module.

起動命令の例としては、物理的な電源スイッチを投入することや、スリープモードで待機中のスレーブモジュールへ起動を指示する信号を送信すること、またはマスターモジュールからの返信促進情報の受信などである。 Examples of wake-up commands include turning on a physical power switch, sending a signal to a slave module waiting in sleep mode to wake it up, or receiving reply prompt information from a master module.

<実施形態1 スレーブモジュール スレーブID保持部(BB)(0112)>
スレーブモジュールのスレーブID保持部(BB)(0112)は、自身を一意に特定するスレーブIDを保持するように構成される。
<Embodiment 1: Slave Module Slave ID Holder (BB) (0112)>
The slave ID holding unit (BB) (0112) of the slave module is configured to hold a slave ID that uniquely identifies itself.

一のマスターモジュールに接続されたスレーブモジュール個々に別個のスレーブIDが割り振られ保持されている。一のマスターモジュールと接続され通信可能なスレーブモジュールは、接続されているシリアル通信経路(シリアルバス)上のマスターモジュールの機器管理番号1及び他のスレーブモジュールのスレーブIDと重複しない番号であるスレーブIDをもつ。マスターモジュールがスレーブIDをつけて通信を出力することで、スレーブIDに対応するスレーブモジュールだけが受信した通信に対し応答する。スレーブIDと関連付けて測定結果をマスターモジュールへ送信することにより、マスターモジュールはスレーブモジュールごとに区別して、測定結果を受信、管理できる。 A separate slave ID is assigned and maintained for each slave module connected to one master module. A slave module that is connected to and capable of communicating with one master module has a slave ID that is the master module's device management number 1 on the connected serial communication path (serial bus) and a number that does not overlap with the slave IDs of other slave modules. When the master module outputs a communication with a slave ID, only the slave module corresponding to the slave ID responds to the received communication. By transmitting measurement results to the master module in association with the slave ID, the master module can receive and manage the measurement results separately for each slave module.

スレーブモジュールのIDは、通信によって外部機器から設定することがあってもよいが、スレーブモジュールを直接的に手で触って手作業で設定できるように構成することもできる。スレーブモジュールのIDは非常に重要な情報だからである。また設定の際には他のスレーブモジュールとの関係で矛盾が生じないように、既設定IDとコンフリクトする場合には、設定できないようにするか、警告を出力するように構成することが好ましい。また、一旦設定後は、運転中に変更できないように構成することが好ましい。例えば、運転中(物理量制御処理中)のスレーブモジュールの筐体の状態では、IDの設定ボタン等に触れられないように構成するなどである。本発明のシステムが工場の製造現場の加工装置の制御などに使われる場合、ノイズの影響が大きいため、スレーブIDは電子的なメモリに書き込む構成(あらかじめ不揮発メモリに書き込むことや、起動後にRAMに書き込むなどの方法を用いる構成)よりも、機械的なダイヤルスイッチなどで設定する方式のほうが好ましい。 The slave module ID may be set from an external device via communication, but it can also be configured to be manually set by directly touching the slave module. This is because the slave module ID is very important information. Furthermore, to prevent inconsistencies with other slave modules during setting, it is preferable to configure the system so that setting is disabled or a warning is output if there is a conflict with an already set ID. Once set, it is also preferable to configure the system so that it cannot be changed during operation. For example, the ID setting button can be configured so that it cannot be touched while the slave module housing is in operation (during physical quantity control processing). When the system of the present invention is used to control processing equipment at a factory manufacturing site, the influence of noise is significant. Therefore, it is preferable to set the slave ID using a mechanical dial switch or the like rather than a configuration in which it is written to electronic memory (such as by writing it to non-volatile memory in advance or to RAM after startup).

<実施形態1 スレーブモジュール 時間長測定部(BC) (0113)>
スレーブモジュールの時間長測定部(BC) (0113)は、時間長を測定するように構成される。時間長の測定は、起動命令受付後開始されるように構成してもよいし、起動命令を受け付けて起動されることがスリープモードからの復帰を意味する場合はスリープモード中も時間長の測定が継続するように構成してもよい。
<Embodiment 1: Slave Module Time Length Measurement Unit (BC) (0113)>
The time length measurement unit (BC) (0113) of the slave module is configured to measure the time length. The measurement of the time length may be configured to start after receiving a start-up command, or may be configured to continue measuring the time length even during sleep mode if starting up in response to the start-up command means returning from sleep mode.

<実施形態1 スレーブモジュール 物理量測定部(BD)(0114)>
スレーブモジュールの物理量測定部(BD)(0114)は、制御対象物の測定ポイントの物理量を測定するように構成される。
<Embodiment 1: Slave Module Physical Quantity Measurement Unit (BD) (0114)>
The physical quantity measurement unit (BD) (0114) of the slave module is configured to measure the physical quantity of a measurement point of the controlled object.

制御対象物の物理量の例としては、上述のように温度や、圧力や紫外線照射量などである。なお、物理量測定部は自身が利用しているセンサーの寿命管理をするように構成されていることが好ましい。寿命管理は、センサーを新規に取り付けた時からのセンサーの使用時間長によって管理することもできるし、センサーの電圧や電流の経時履歴(変化速度、変化加速度)に基づいて管理することもできる。この情報は、定期的にマスターモジュールに報告するか、交換目安時期の所定期間前に報告するように構成することもできる。また、スレーブモジュールはセンサーの自動校正機能を有するように構成することもできる。センサーに対して基準物理量を与え、その基準物理量に基づいて自身が保持している校正情報を更新するように構成することもできる。前記寿命管理には故障判断も含む。物理量の一例である温度測定用の熱電対の配線断線などを故障として検知できるように構成することが好ましい。 Examples of physical quantities of the object to be controlled include temperature, pressure, and UV radiation, as mentioned above. It is preferable that the physical quantity measurement unit be configured to manage the lifespan of the sensor it uses. Lifespan management can be based on the length of time the sensor has been in use since it was first installed, or it can be based on the sensor's voltage and current history over time (rate of change, acceleration of change). This information can be reported to the master module periodically, or can be reported a predetermined period before the recommended replacement date. The slave module can also be configured to have an automatic sensor calibration function. It can also be configured to provide a reference physical quantity to the sensor and update the calibration information it holds based on that reference physical quantity. The lifespan management also includes failure detection. It is preferable that the physical quantity measurement unit be configured to detect a failure such as a broken wire in a thermocouple used to measure temperature, which is an example of a physical quantity.

<実施形態1 スレーブモジュール 物理量制御情報出力部(BE)(0115)>
スレーブモジュールの物理量制御情報出力部(BE)(0115)は、制御目標情報に基づいて制御対象物の物理量を制御するための情報である物理量制御情報(例えば加熱するための電流量等を決定する情報)を出力するように構成される。
<Embodiment 1: Slave Module Physical Quantity Control Information Output Unit (BE) (0115)>
The physical quantity control information output unit (BE) (0115) of the slave module is configured to output physical quantity control information (e.g., information for determining the amount of current for heating, etc.) which is information for controlling the physical quantity of the controlled object based on the control target information.

物理量制御情報の例としては、温度を制御するためのヒータへの電流量、圧力を制御するために加圧用バルブ開度、紫外線ランプ輝度をあげるための電流量などがあり、物理量としては温度以外にも、圧力、流量(液体、気体、粉体など)、電圧、電流、磁束、磁界、電荷、電界、電気容量、電子線の加速電圧、光の照射量、紫外線照射量、放射線照射量、水溶液の濃度、波長、周波数(又は振動数)などがある。 Examples of physical quantity control information include the amount of current to a heater to control temperature, the opening degree of a pressurizing valve to control pressure, and the amount of current to increase the brightness of an ultraviolet lamp. In addition to temperature, physical quantities include pressure, flow rate (liquid, gas, powder, etc.), voltage, current, magnetic flux, magnetic field, charge, electric field, capacitance, electron beam acceleration voltage, light exposure, ultraviolet exposure, radiation exposure, aqueous solution concentration, wavelength, and frequency (or vibration frequency).

スレーブモジュールにヒータや紫外線ランプ等物理量制御のための電流源などが直接備わっていない場合、上述のようにスレーブモジュールへ接続されたサイリスタレギュレータやソリッドステートリレーや電磁リレーやフォトカプラなどを操作するための電流や電圧またはパルス信号を出力することにより、サイリスタレギュレータやソリッドステートリレーや電磁リレーやフォトカプラなどを介して電流や電圧、電磁弁やシャッタの開閉など物理量制御を行うように構成できる。 If the slave module does not directly have a current source for controlling physical quantities such as a heater or ultraviolet lamp, it can be configured to output a current, voltage, or pulse signal to operate a thyristor regulator, solid-state relay, electromagnetic relay, photocoupler, etc. connected to the slave module as described above, thereby controlling physical quantities such as current, voltage, opening and closing of a solenoid valve or shutter via the thyristor regulator, solid-state relay, electromagnetic relay, photocoupler, etc.

<実施形態1 スレーブモジュール 返信促進情報受信部(BF)(0116)>
スレーブモジュールの返信促進情報受信部(BF)(0116)は、マスターモジュールからの返信促進情報を受信するように構成される。
<Embodiment 1: Slave Module Reply Prompt Information Receiving Unit (BF) (0116)>
The reply prompting information receiving unit (BF) (0116) of the slave module is configured to receive reply prompting information from the master module.

マスターモジュールが自機に連携できるスレーブモジュールを検索する際に出力する信号を受信する。マスターモジュールからの通信中のスレーブIDに該当するスレーブモジュールのみが受信した通信に応答し、他機は通信を受信するが応答しない。 Receives the signal output by the master module when searching for a slave module that can link with the master module. Only the slave module that matches the slave ID currently communicating with the master module will respond to the received communication; other devices will receive the communication but will not respond.

<実施形態1 スレーブモジュール 返信出力部(BG)(0117)>
スレーブモジュールの返信出力部(BG)(0117)は、返信促進情報を受信した場合に自身が担当する制御対象物の測定ポイントにおける物理量の測定結果と、スレーブIDと、を含む返信を出力するように構成される。
<Embodiment 1: Slave module reply output unit (BG) (0117)>
The reply output unit (BG) (0117) of the slave module is configured to output a reply including the measurement results of the physical quantity at the measurement point of the controlled object that it is responsible for and the slave ID when it receives reply prompting information.

スレーブモジュールが、マスターモジュールからの通信を受信した際には、自機のスレーブIDと、自機の制御対象物の物理量の測定結果を含む応答として返信するように構成することができる。物理量の制御に用いる物理量制御情報を応答に含めるようにも構成できる。制御開始後は、マスターモジュールからスレーブモジュール間の通信のほとんどが、スレーブモジュールの物理量測定結果の取得となるだろうからである。測定結果要求命令を特に入れずとも、各スレーブモジュールに送信すれば、各スレーブモジュールからの応答として、測定結果を受信することができる。 When a slave module receives communication from the master module, it can be configured to send back a response that includes its own slave ID and the measurement results of the physical quantity of the object it controls. It can also be configured to include physical quantity control information used to control the physical quantity in the response. This is because, after control begins, most communication between the master module and slave modules will be to obtain the physical quantity measurement results of the slave modules. Even without including a measurement result request command, if a command is sent to each slave module, measurement results can be received as a response from each slave module.

返信出力部(BG)は、マスターモジュールから受信した返信促進情報に対する応答としての返信のみならず、マスターモジュールとのその他のあらゆる通信に利用されるように構成することもできる。起動後最初の返信促進情報に対する応答へ含める物理量の測定結果は、物理量の測定をまだ始めていなかった場合には測定結果をNULLとしてもよいし、所定の初期値などを測定結果として返信してもよい。測定を開始していた場合には測定結果を返信してもよい。ただし、応答返信時にスレーブモジュールの担当するポイントの物理量の測定が開始されているかが不明なため、マスターモジュールは受信したスレーブモジュールからの応答(起動後最初の返信促進情報に対する返信)に含まれる物理量の測定結果は破棄するようにしたほうがよい。 The reply output unit (BG) can be configured to be used not only for replies in response to reply prompting information received from the master module, but also for all other communications with the master module. The measurement results of the physical quantities included in the response to the first reply prompting information after startup may be NULL if measurement of the physical quantity has not yet begun, or a predetermined initial value may be returned as the measurement result. If measurement has begun, the measurement results may also be returned. However, since it is unclear whether measurement of the physical quantity at the point responsible for the slave module has begun at the time of the response return, it is better for the master module to discard the measurement results of the physical quantities included in the response received from the slave module (the response to the first reply prompting information after startup).

<実施形態1 スレーブモジュール 制御目標情報受信部(BH)(0118)>
スレーブモジュールの制御目標情報受信部(BH)(0118)は、制御目標情報を受信するように構成される。
<Embodiment 1: Slave Module Control Target Information Receiving Unit (BH) (0118)>
The control target information receiving unit (BH) (0118) of the slave module is configured to receive the control target information.

制御目標情報はスレーブIDをつけて、マスターモジュールから各スレーブモジュールに対し送信する。制御目標情報がスレーブモジュールごとに異なる場合にはスレーブIDをつけて送信することにより、該当するスレーブモジュールが応答する。スレーブIDが自身のIDと合致する場合には、その信号を有意味情報として取得し、その処理を実行するが、合致しない場合には受信してもその信号を有意味情報として処理せずに応答しないように構成する。 The control target information is sent from the master module to each slave module, along with a slave ID. If the control target information differs for each slave module, the slave ID is attached when the information is sent, and the appropriate slave module will respond. If the slave ID matches its own ID, the signal is acquired as meaningful information and processed accordingly, but if they do not match, the signal is not processed as meaningful information even when it is received, and no response is made.

<実施形態1 スレーブモジュール 制御目標情報保持部(BJ)(0119)>
スレーブモジュールの制御目標情報保持部(BJ)(0119)は、前記制御目標情報を保持するように構成される。
<Embodiment 1: Slave Module Control Target Information Storage Unit (BJ) (0119)>
The control target information storage unit (BJ) (0119) of the slave module is configured to store the control target information.

受信した制御目標情報を保持し、制御対象物の物理量を制御するにあたり適宜参照し、物理量制御情報を決める。各スレーブモジュールが管理する制御対象物の各ポイントの物理量を測定手段にばらつきがある場合、または物理量制御手段にばらつきがある場合に、各スレーブモジュールに対し後記する実施形態のように同一の制御目標情報が出力されるのであれば、上述のように制御目標情報を補正するように構成してもよい。 The received control target information is stored and referenced as appropriate when controlling the physical quantities of the controlled object to determine physical quantity control information. If there is variation in the measurement means for the physical quantities of each point of the controlled object managed by each slave module, or if there is variation in the physical quantity control means, the control target information may be corrected as described above, as long as the same control target information is output to each slave module as in the embodiment described below.

<実施形態1 スレーブモジュール 経過時間長判断部(BK) (0120)>
スレーブモジュールの経過時間長判断部(BK) (0120)は、起動後、所定のイベントから時間長測定部(BC)によって測定された経過時間長が所定の時間長になったか判断するように構成される。
<Embodiment 1: Slave Module Elapsed Time Determination Unit (BK) (0120)>
The elapsed time length determination unit (BK) (0120) of the slave module is configured to determine, after activation, whether the elapsed time length measured by the time length measurement unit (BC) from a predetermined event has reached a predetermined time length.

なお、所定の時間長の所定は二通りの意味で解釈されうる。一つは、時間長が絶対的な基準となる場合、二つ目は、所定の時間長経過することによって所定の時刻となる場合である。両者いずれを採用してもよい。所定のイベントの例は、後記するマスターモジュールが出力した制御目標情報の受信や、起動命令受付や、最初の返信出力、物理量測定開始などである。 The term "predetermined" in "predetermined length of time" can be interpreted in two ways. One is when the length of time is an absolute standard, and the other is when the predetermined time is reached after a predetermined length of time has passed. Either of these may be used. Examples of predetermined events include receiving control target information output by the master module (described below), receiving a startup command, outputting the first reply, and starting measurement of a physical quantity.

<実施形態1 スレーブモジュール 出力命令部(BM)(0121)>
スレーブモジュールの出力命令部(BM)(0121)は、経過時間長判断ステップでの判断結果が所定の時間長経過したとの判断結果である場合に起動後最初の物理量制御情報を物理量制御情報出力部(BE)に出力させるように構成される。
<Embodiment 1: Slave Module Output Command Unit (BM) (0121)>
The output command unit (BM) (0121) of the slave module is configured to cause the physical quantity control information output unit (BE) to output the first physical quantity control information after startup when the determination result in the elapsed time length determination step is that a predetermined time length has elapsed.

所定の時間長経過したと判断された場合に、制御対象物の物理量制御を開始させる。例としては、加熱工程において、制御目標情報(目標設定値)をマスターモジュールから受信してから、所定の時間(例100ms)経過後、物理量制御情報出力部(BE)から自身に接続されたサイリスタレギュレータ等にヒータの出力調整させる信号(直流電流など)を出力するようにさせることである。所定の時間経過を判断するための所定のイベントは上述のように自機宛の制御目標情報の受信に限らず、起動命令受付(電源投入)や、最初の返信出力、物理量測定開始等でもよく、これらの例に限定されない。 When it is determined that a predetermined time has elapsed, physical quantity control of the controlled object is initiated. For example, in a heating process, after a predetermined time (e.g., 100 ms) has elapsed since control target information (target set value) was received from the master module, the physical quantity control information output unit (BE) outputs a signal (such as direct current) to a thyristor regulator or the like connected to itself to adjust the heater output. The predetermined event used to determine the elapse of the predetermined time is not limited to the reception of control target information addressed to the device itself, as described above, but may also be the receipt of a start command (power-on), the first reply output, the start of physical quantity measurement, etc., and is not limited to these examples.

<実施形態1 スレーブモジュール(0110)>
スレーブモジュール(0110)は、自機の管理下にある制御対象物から物理量の測定結果を、マスターモジュールからの通信に対する応答として出力し、マスターモジュールからの制御目標情報を受信して、制御目標情報に基づいて制御対象物へ物理量制御情報を出力するように構成される。
<Embodiment 1: Slave Module (0110)>
The slave module (0110) is configured to output measurement results of physical quantities from a controlled object under its own management as a response to communication from the master module, receive control target information from the master module, and output physical quantity control information to the controlled object based on the control target information.

スレーブモジュールには、図9に示すように、複数の温度計(物理量の測定)と、複数のヒータ(物理量の制御)がつけられており、スレーブモジュール間と、スレーブモジュールとマスターモジュール間はModbus RTUプロトコルのRS-485規格のシリアル通信経路(シリアルバス)接続されている。 As shown in Figure 9, the slave modules are equipped with multiple thermometers (for measuring physical quantities) and multiple heaters (for controlling physical quantities), and the slave modules and the slave modules and master modules are connected via serial communication paths (serial buses) conforming to the RS-485 standard of the Modbus RTU protocol.

<実施形態1 処理の流れ>
図2に、実施形態1の複数ポイント物理量制御システムの処理の流れを示す。左側の部分がコンピュータ(計算機)であるマスターモジュールでの処理の流れを示し、右側がコンピュータ(計算機)であるスレーブモジュールでの処理の流れを示す。マスターモジュールとスレーブモジュール間の通信は図2ではModbus RTUプロトコルのRS-485規格のシリアル通信経路(シリアルバス)を使用することを想定している。
<Processing flow of embodiment 1>
2 shows the processing flow of the multi-point physical quantity control system of embodiment 1. The left side shows the processing flow in the master module which is a computer (calculator), and the right side shows the processing flow in the slave module which is also a computer (calculator). In FIG. 2, it is assumed that communication between the master module and the slave module uses a serial communication path (serial bus) of the RS-485 standard of the Modbus RTU protocol.

コンピュータ(計算機)であるマスターモジュールの動作方法は、
起動命令受付ステップ(aa)(SA0201)は、マスターモジュールを起動する起動命令を受け付ける処理を行い、
返信促進情報出力ステップ(ab)(SA0202)は、起動命令を受付けた場合に、自身と連携するスレーブモジュールを確定するためにスレーブモジュールとの通信線にスレーブモジュールからの返信を促すための情報である返信促進情報を出力する処理を行い、
返信受信ステップ(ac)(SA0203)は、返信促進情報に対するスレーブモジュールからの返信であって、各スレーブモジュールが担当する制御対象物の物理量測定ポイントにおける物理量の測定結果と、スレーブモジュールを一意に特定するスレーブIDと、を含む返信を受信する処理を行い
制御目標情報出力ステップ(ad)(SA0204)は、受信した返信に含まれる前記測定結果に基づいて各スレーブモジュールに対して物理量制御目標を定めるための情報である制御目標情報を出力する処理を行う。
The operation of the master module, which is a computer, is as follows:
The start-up command receiving step (aa) (SA0201) receives a start-up command to start the master module.
In the reply prompting information output step (ab) (SA0202), when a start command is received, a process is performed in which reply prompting information is output to a communication line with the slave module to prompt a reply from the slave module in order to determine the slave module that will cooperate with the slave module;
The reply receiving step (ac) (SA0203) performs processing to receive a reply from a slave module in response to reply prompting information, the reply including measurement results of physical quantities at physical quantity measurement points of the controlled object that each slave module is responsible for, and a slave ID that uniquely identifies the slave module.The control target information output step (ad) (SA0204) performs processing to output control target information, which is information for setting physical quantity control targets for each slave module, based on the measurement results included in the received reply.

コンピュータ(計算機)である各スレーブモジュールの動作方法は、
起動命令受付ステップ(ba)(SB0201)は、スレーブモジュールを起動する起動命令を受け付ける処理を行い
スレーブID保持ステップ(bb)(SB0202)は、自身を一意に特定するスレーブIDを保持する処理を行い、
時間長測定ステップ(bc)(SB0203)は、時間長を測定する処理を行い、
物理量測定ステップ(bd)(SB0204)は、制御対象物の測定ポイントの物理量を測定する処理を行い、
返信促進情報受信ステップ(bf)(SB0205)は、マスターモジュールの返信促進情報出力ステップ(ab)(SA0202)から出力された返信促進情報を受信する処理を行い、
返信出力ステップ(bg)(SB0206)は、自機宛の返信促進情報を受信した場合に自身が担当する制御対象物の測定ポイントにおける物理量の測定結果と、スレーブIDと、を含む返信をマスターモジュールの返信受信ステップ(ac)(SA0203)へ出力するための処理を行い、
制御目標情報受信ステップ(bh)(SB0207)は、マスターモジュールの制御目標情報出力ステップ(ad)(SA0204)から出力された制御目標情報を受信する処理を行い、
制御目標情報保持ステップ(bj)(SB0208)は、自機宛の前記制御目標情報を保持する処理を行い、
経過時間長判断ステップ(bk)(SB0209)は、起動後、所定のイベントから時間長測定ステップ(bc)(SB0203)によって測定された経過時間長が所定の時間長になったか判断する処理を行い、
出力命令ステップ(bm)(SB0210)は、経過時間長判断ステップでの判断結果が所定の時間長経過したとの判断結果である場合に起動後最初の物理量制御情報を物理量制御情報出力ステップ(be)(SB0211)に出力させる処理を行い、
物理量制御情報出力ステップ(be)(SB0211)は、制御目標情報に基づいて制御対象物の物理量を制御するための情報である物理量制御情報(例えば加熱するための電流量等を決定する情報)を出力する処理を行う。
このような一連の処理をコンピュータ(計算機)である複数ポイント物理量制御システムに実行させる動作方法である。
The operation method of each slave module, which is a computer (calculator), is as follows:
A start-up command receiving step (ba) (SB0201) receives a start-up command to start a slave module. A slave ID holding step (bb) (SB0202) holds a slave ID that uniquely identifies the slave module.
The time length measurement step (bc) (SB0203) performs a process of measuring the time length.
The physical quantity measurement step (bd) (SB0204) measures the physical quantity of the measurement point of the object to be controlled,
A reply prompting information receiving step (bf) (SB0205) performs processing to receive the reply prompting information output from the reply prompting information output step (ab) (SA0202) of the master module,
A reply output step (bg) (SB0206) performs processing for outputting a reply including the measurement result of the physical quantity at the measurement point of the controlled object that the reply output step (bg) (SB0206) is responsible for and the slave ID to a reply receiving step (ac) (SA0203) of the master module when the reply prompting information addressed to the master module is received;
A control target information receiving step (bh) (SB0207) receives the control target information output from the control target information output step (ad) (SA0204) of the master module.
A control target information holding step (bj) (SB0208) performs processing to hold the control target information addressed to the device itself,
The elapsed time length determination step (bk) (SB0209) performs a process of determining whether the elapsed time length measured by the time length measurement step (bc) (SB0203) from a predetermined event after startup has reached a predetermined time length.
An output command step (bm) (SB0210) performs processing to output the first physical quantity control information after startup to a physical quantity control information output step (be) (SB0211) when the determination result in the elapsed time length determination step is that a predetermined time length has elapsed;
The physical quantity control information output step (be) (SB0211) performs processing to output physical quantity control information (e.g., information for determining the amount of current for heating, etc.), which is information for controlling the physical quantity of the object to be controlled based on the control target information.
This is an operating method for causing a multi-point physical quantity control system, which is a computer, to execute such a series of processes.

<実施形態1 ハードウェア> <Embodiment 1: Hardware>

図3は、本実施形態の複数ポイント物理量制御システムのマスターモジュールのハードウェア構成の一例を示す概念図である。図3に示すように、CPU(0301)と、不揮発性メモリ(0302)(例えば、ROM、SSDなど)と、主メモリ(0303)と、制御用PCや記録計などとの接続のためのイーサネット通信I/F(0304)(図3中では、インターフェースをI/Fと略記)と、制御モジュールなどとの接続のための汎用のシリアル通信インターフェースI/F1(0305)と、ユーザI/F(0306)と、内部バス(0310)との通信I/F(0311)をコントロールするバスコントローラ(0309)と、内部バス伝送時にDMA方式(メモリとのデータ転送時にCPUを介さず転送する方法)を行うためのコントローラDMAC(0308)と、を備え、それらの間で信号の授受等を行うためのシステムバス(0307)を備える。CPUはカスタマイズされた専用CPUを使い、OS(オペレーティングシステム)の代わりに専用のファームウェアを使用することもできる。また複数コアのCPU又は/及び十分なキャッシュメモリを持つシステムであれば、メモリ不足による動作遅延を防止しやすいため、好ましい。 Figure 3 is a conceptual diagram illustrating an example of the hardware configuration of a master module in a multi-point physical quantity control system according to this embodiment. As shown in Figure 3, the master module includes a CPU (0301), nonvolatile memory (0302) (e.g., ROM, SSD, etc.), main memory (0303), an Ethernet communication I/F (0304) (interface is abbreviated as I/F in Figure 3) for connecting to a control PC or recorder, a general-purpose serial communication interface I/F1 (0305) for connecting to a control module, etc., a user I/F (0306), a bus controller (0309) for controlling the communication I/F (0311) with the internal bus (0310), and a DMAC (0308) for implementing DMA (a method of transferring data to and from memory without going through the CPU) during internal bus transmission. A system bus (0307) is also provided for signal exchange between these components. A customized, dedicated CPU can be used, and dedicated firmware can be used instead of an operating system (OS). Additionally, a system with a multi-core CPU and/or sufficient cache memory is preferable, as it helps prevent operational delays due to memory shortages.

不揮発性メモリには、OS(オペレーティングシステム)とデバイスドライバのほかに、
マスターモジュールを起動する起動命令を受け付ける起動命令受付プログラムと、
起動命令を受付けた場合に、自身と連携するスレーブモジュールを確定するためにスレーブモジュールとの通信線にスレーブモジュールからの返信を促すための情報である返信促進情報を出力する返信促進情報出力プログラムと、
返信促進情報に対するスレーブモジュールからの返信であって、各スレーブモジュールが担当する制御対象物の物理量測定ポイントにおける物理量の測定結果と、スレーブモジュールを一意に特定するスレーブIDと、を含む返信を受信する返信受信プログラムと、
受信した返信に含まれる前記測定結果に基づいて各スレーブモジュールに対して物理量制御目標を定めるための情報である制御目標情報を出力する制御目標情報出力プログラムなどの各種プログラムや特定ポート番号が記録されている。そして、各プログラムを展開及び実行しインターフェースを介して取得した情報やデータを不揮発性メモリに格納し、格納された情報やデータを主メモリのワーク領域にてプログラムの実行による加工などを行い、不揮発性メモリに保持し、又はイーサネット通信インターフェース又はシリアル通信インターフェースを介してプログラムの実行により上位制御機器へ出力する。
In addition to the OS (operating system) and device drivers, non-volatile memory also contains
a start-up command receiving program that receives a start-up command to start the master module;
a reply prompting information output program that outputs reply prompting information, which is information for prompting a reply from a slave module to a communication line with the slave module in order to determine a slave module that will cooperate with the program when a start command is received;
a reply receiving program for receiving replies from slave modules in response to reply prompting information, the replies including measurement results of physical quantities at physical quantity measurement points of the controlled object that each slave module is responsible for, and a slave ID that uniquely identifies the slave module;
Various programs, such as a control target information output program that outputs control target information, which is information for setting physical quantity control targets for each slave module based on the measurement results included in the received reply, and specific port numbers are recorded. Each program is deployed and executed, and information and data acquired via the interface are stored in nonvolatile memory, and the stored information and data are processed by executing the program in a work area of the main memory, and then retained in nonvolatile memory, or output to a higher-level control device by executing the program via an Ethernet communication interface or a serial communication interface.

図4は、本実施形態の複数ポイント物理量制御システムの各スレーブモジュールのハードウェア構成の一例を示す概念図である。図4に示すように、CPU(0401)と、不揮発性メモリ(0402)(例えば、ROM、SSDなど)と、主メモリ(0403)と、制御モジュールなどとの接続のための汎用のシリアル通信インターフェースI/F1(0404)と、ユーザI/F(0405)と、内部バス(0409)との通信I/F(0410)をコントロールするバスコントローラ(0408)と、内部バス伝送時にDMA方式(メモリとのデータ転送時にCPUを介さず転送する方法)を行うためのコントローラDMAC(0407)と、物理量測定結果入力(0412)と物理量制御情報出力(0413)のインターフェースである制御系I/F(0411)と、を備え、それらの間で信号の授受等を行うためのシステムバス(0406)を備える。CPUはカスタマイズされた専用CPUを使い、OS(オペレーティングシステム)の代わりに専用のファームウェアを使用することもできる。また複数コアのCPU又は/及び十分なキャッシュメモリを持つシステムであれば、メモリ不足による動作遅延を防止しやすいため、好ましい。 Figure 4 is a conceptual diagram showing an example of the hardware configuration of each slave module in the multi-point physical quantity control system of this embodiment. As shown in Figure 4, the system includes a CPU (0401), non-volatile memory (0402) (e.g., ROM, SSD, etc.), main memory (0403), a general-purpose serial communication interface I/F1 (0404) for connecting to control modules, etc., a user I/F (0405), a bus controller (0408) for controlling the communication I/F (0410) with the internal bus (0409), a controller DMAC (0407) for performing DMA (a method of transferring data to and from memory without going through the CPU) during internal bus transmission, and a control system I/F (0411) that serves as an interface for inputting physical quantity measurement results (0412) and outputting physical quantity control information (0413), as well as a system bus (0406) for transmitting and receiving signals between them. The CPU can be a customized, dedicated CPU, and dedicated firmware can be used instead of an OS (operating system). Systems with multiple CPU cores and/or sufficient cache memory are also preferred, as this helps prevent operational delays due to memory shortages.

不揮発性メモリには、OS(オペレーティングシステム)とデバイスドライバのほかに、
スレーブモジュールを起動する起動命令を受け付ける起動命令受付プログラムと、自身を一意に特定するスレーブIDを保持するスレーブID保持プログラムと、時間長を測定する時間長測定プログラムと、制御対象物の測定ポイントの物理量を測定する物理量測定プログラムと、制御目標情報に基づいて制御対象物の物理量を制御するための情報である物理量制御情報(例えば加熱するための電流量等を決定する情報)を出力する物理量制御情報出力プログラムと、マスターモジュールからの返信促進情報を受信するための返信促進情報受信プログラムと、自機宛の返信促進情報を受信した場合に自身が担当する制御対象物の測定ポイントにおける物理量の測定結果と、スレーブIDと、を含む返信を出力する返信出力プログラムと、制御目標情報を受信する制御目標情報受信プログラムと、自機宛の前記制御目標情報を保持する制御目標情報保持プログラムと、起動後、所定のイベントから時間長測定ステップによって測定された経過時間長が所定の時間長になったか判断する経過時間長判断プログラムと、経過時間長判断ステップでの判断結果が所定の時間長経過したとの判断結果である場合に起動後最初の物理量制御情報を物理量制御情報出力プログラムに出力させる出力命令プログラムなどの各種プログラムや特定ポート番号が記録されている。そして、各プログラムを展開及び実行しインターフェースを介して取得した情報やデータを不揮発性メモリに格納し、格納された情報やデータを主メモリのワーク領域にてプログラムの実行による加工などを行い、不揮発性メモリに保持し、又はシリアル通信インターフェースを介してプログラムの実行によりマスターモジュールへ応答を出力する。
<実施形態1 効果>
In addition to the OS (operating system) and device drivers, non-volatile memory also contains
a start command receiving program that receives a start command to start the slave module, a slave ID holding program that holds a slave ID that uniquely identifies itself, a time length measuring program that measures a time length, a physical quantity measuring program that measures a physical quantity at a measurement point of the controlled object, a physical quantity control information output program that outputs physical quantity control information (e.g., information that determines the amount of current for heating, etc.) that is information for controlling the physical quantity of the controlled object based on control target information, a reply prompt information receiving program that receives reply prompt information from the master module, and a program that outputs the reply prompt information of the controlled object that it is responsible for when it receives reply prompt information addressed to itself. The master module stores various programs and specific port numbers, such as a reply output program that outputs a reply including measurement results of physical quantities at measurement points and a slave ID, a control target information receiving program that receives control target information, a control target information holding program that holds the control target information addressed to the master module, an elapsed time length determination program that determines whether an elapsed time length measured in a time length measurement step from a predetermined event after startup has reached a predetermined time length, and an output command program that causes the physical quantity control information output program to output the first physical quantity control information after startup if the determination result in the elapsed time length determination step is that the predetermined time length has elapsed.The master module then deploys and executes each program, stores information and data acquired via an interface in a nonvolatile memory, processes the stored information and data in a work area of the main memory by executing the program, and stores the information and data in the nonvolatile memory or outputs a response to the master module via a serial communication interface by executing the program.
<Effects of Embodiment 1>

本実施形態の複数ポイント物理量制御システムによれば、スレーブモジュールの管理下にある制御対象物の物理量に基づいて制御目標情報をマスターモジュールが設定することができるため、物理量の制御を開始するまでの時間管理を効率的に行うことができる。
マスターモジュールが制御目標情報をスレーブモジュールへ出力した後、スレーブモジュールが所定時間待ってから制御を開始する。所定の時間は、例えば全スレーブモジュールに制御目標情報が出力完了するのに十分な時間であり、各スレーブモジュールが制御目標情報を受信後に制御開始することができる。
According to the multi-point physical quantity control system of this embodiment, the master module can set control target information based on the physical quantities of the controlled object under the management of the slave module, and therefore, the time until the control of the physical quantities starts can be managed efficiently.
After the master module outputs the control target information to the slave modules, the slave modules wait a predetermined time before starting control. The predetermined time is, for example, a time sufficient for the control target information to be output to all slave modules to be completed, and each slave module can start control after receiving the control target information.

<実施形態2>主に請求項2:スレーブモジュールへ出力する制御目標情報が同一
<実施形態2 概要>
<Embodiment 2> Mainly Claim 2: Control target information output to slave modules is the same <Outline of Embodiment 2>

実施形態2は実施形態1を基礎として、マスターモジュールがスレーブモジュールへ出力する制御目標情報が、すべてのスレーブモジュールに対して同一であるように構成されている。 Embodiment 2 is based on embodiment 1, but is configured so that the control target information output by the master module to the slave modules is the same for all slave modules.

<実施形態2 機能的構成>
実施形態1を基礎とした実施形態2の機能的構成は、図1に示す実施形態1の構成と同様である。
<Functional Configuration of Second Embodiment>
The functional configuration of the second embodiment, which is based on the first embodiment, is similar to the configuration of the first embodiment shown in FIG.

<実施形態2 マスターモジュール 制御目標情報出力部(AD)>
マスターモジュールの制御目標情報出力部(AD)は、各スレーブモジュールへすべて同一の制御目標情報を出力するように構成される。すべての制御ポイントの物理量が物理量制御情報を基に、一の制御目標に対して制御可能な範囲にある場合には、各スレーブモジュールへ同一の制御目標情報を出力することができる。
<Embodiment 2: Master Module Control Target Information Output Unit (AD)>
The control target information output unit (AD) of the master module is configured to output the same control target information to each slave module. If the physical quantities of all control points are within a controllable range for one control target based on the physical quantity control information, the same control target information can be output to each slave module.

マスターモジュールが同じ制御目標を全スレーブモジュールに出力する場合には、各スレーブモジュールの制御目標情報保持部に、制御目標情報を各スレーブモジュールの担当する物理量測定手段や物理量制御手段の補正情報に基づいて補正するための情報である制御目標情報補正情報を保持する制御目標情報補正情報保持手段と、前記制御目標補正情報に基づいてマスターモジュールから出力された制御目標情報を補正する制御目標情報補正手段とを備えると、各スレーブモジュールが管理する物理量測定器や、物理量制御手段のばらつきなどを補正するために、制御目標情報を補正することができる。 When the master module outputs the same control target to all slave modules, the control target information storage unit of each slave module is equipped with a control target information correction information storage means for storing control target information correction information, which is information for correcting the control target information based on the correction information of the physical quantity measuring means and physical quantity control means managed by each slave module, and a control target information correction means for correcting the control target information output from the master module based on the control target correction information. This makes it possible to correct the control target information to compensate for variations in the physical quantity measuring means and physical quantity control means managed by each slave module.

<実施形態2 処理の流れ>
実施形態1を基礎とする実施形態2の処理の流れは、図2に示す実施形態1の処理の流れとほぼ同様である。
コンピュータ(計算機)であるマスターモジュール動作方法において、制御目標情報出力ステップ(ad)(SA0204)が、受信した返信に含まれる前記測定結果に基づいて各スレーブモジュールに対して物理量制御目標を定めるための情報である制御目標情報として同一の制御目標情報を出力する処理を行う、ことが異なる。
<Processing flow of embodiment 2>
The processing flow of the second embodiment, which is based on the first embodiment, is almost the same as the processing flow of the first embodiment shown in FIG.
In the method for operating a master module which is a computer (calculator), the difference is that the control target information output step (ad) (SA0204) performs processing to output the same control target information as control target information which is information for setting physical quantity control targets for each slave module based on the measurement results contained in the received reply.

<実施形態2 ハードウェア構成>
実施形態1を基礎とする実施形態2のハードウェア構成は、マスターモジュール、スレーブモジュール共に、図3、図4に示す実施形態1のハードウェアと同様である。
Second Embodiment Hardware Configuration
The hardware configuration of the second embodiment, which is based on the first embodiment, is the same as the hardware of the first embodiment shown in FIGS. 3 and 4, for both the master module and the slave module.

<実施形態2 効果>
マスターモジュールが全スレーブモジュールへ同一の制御目標情報を送信する場合、マスターモジュールが各スレーブモジュールの担当ポイントの物理量や物理量制御情報の補正を行い、各スレーブモジュール(又はスレーブモジュールの担当するポイントごと)に異なる制御目標情報を出力しなくて済む。スレーブモジュールごとに自機の担当ポイントの補正情報を持ち、制御目標情報を補正する構成とすれば、マスターモジュールは各スレーブモジュール又は各スレーブモジュールが担当するポイントのばらつきの補正をスレーブモジュールへ委託できる。
<Effects of Second Embodiment>
When the master module transmits the same control target information to all slave modules, the master module corrects the physical quantities and physical quantity control information for the points assigned to each slave module, eliminating the need to output different control target information to each slave module (or for each point assigned to a slave module). If each slave module has correction information for its assigned points and is configured to correct the control target information, the master module can entrust the slave modules with correcting variations in each slave module or the points assigned to each slave module.

<実施形態3>主に請求項3:所定のイベントが制御目標情報受信
<実施形態3 概要>
<Embodiment 3> Mainly Claim 3: Predetermined event is reception of control target information <Outline of Embodiment 3>

実施形態3は、実施形態1または実施形態2のいずれかを基礎として、スレーブモジュールが経過時間長を判断するにあたり、計時の起点となる前記所定のイベントが、各スレーブモジュールがマスターモジュールから自身宛の制御目標情報の受信であるように構成されている。 Embodiment 3 is based on either embodiment 1 or embodiment 2, and is configured so that when a slave module determines the length of elapsed time, the predetermined event that serves as the starting point for timing is the receipt by each slave module of control target information addressed to that module from the master module.

<実施形態3 機能的構成>
実施形態3の機能的構成を、実施形態1を基礎として説明する。機能的構成は実施形態1と同様である。なお本実施形態3に関し、機能的構成、処理の流れ、ハードウェア構成共に、実施形態2を基礎としても同様の効果が得られる。
<Functional Configuration of Third Embodiment>
The functional configuration of the third embodiment will be described based on the first embodiment. The functional configuration is the same as that of the first embodiment. Note that the functional configuration, processing flow, and hardware configuration of the third embodiment can be based on the second embodiment, and similar effects can be obtained.

<実施形態3 スレーブモジュール 経過時間長判断部(BK)>
経過時間長判断部(BK)が起動後、時間長測定部(BC)によって測定された経過時間長が所定の時間長になったか判断するための計時の起点である所定のイベントが、各スレーブモジュールがマスターモジュールから自身宛の制御目標情報の受信であるように構成されている。
Third Embodiment: Slave Module Elapsed Time Determination Unit (BK)
After the elapsed time length determination unit (BK) is started, the predetermined event that is the starting point for timing to determine whether the elapsed time length measured by the time length measurement unit (BC) has reached a predetermined length is configured to be the reception by each slave module of control target information addressed to it from the master module.

所定の時間長として、マスターモジュールに接続され制御目標情報を受ける対象である各スレーブモジュールへ、マスターモジュールからひとつずつ制御目標情報を出力するために通常要する時間を最小時間長とするのがよい。より好ましくは前記通常要する時間の2倍程度である。通常要する時間とは、ノイズ等による通信障害などでマスターモジュールからの出力が失敗し、出力し直すことが一度も起きなかった場合に全スレーブモジュールへ出力するための時間である。全スレーブモジュールに対し通信異常が起こる可能性は非常に低いと考えられえるため、通常要する時間の2倍(全スレーブモジュールへ2回ずつ出力する時間に相当)を所定の時間とすれば十分と考えられる。 The minimum length of time that the specified time should be the time that is normally required for the master module to output control target information one by one to each slave module that is connected to the master module and is the target of receiving the control target information. It is more preferable that the specified time be approximately twice the normally required time. The normally required time is the time it takes to output to all slave modules when output from the master module fails due to communication interference caused by noise or the like and no retry occurs. Since the possibility of a communication abnormality occurring with all slave modules is considered to be extremely low, it is considered sufficient to set the specified time to twice the normally required time (equivalent to the time it takes to output to all slave modules twice).

<実施形態3 処理の流れ>
実施形態3の処理の流れを、実施形態1を基礎として説明する。処理の流れにおける各ステップは実施形態1とほぼ同様であるが、図2に示される実施形態1の処理の流れにおいて、コンピュータ(計算機)であるスレーブモジュール動作方法において、経過時間長判断ステップ(bk)(SB0209)の処理のみ、以下のように行われる。
経過時間長判断ステップ(bk)(SB0209)は、起動後、マスターモジュールから各スレーブモジュール宛の制御目標情報を受信(=所定のタイミング)してから時間長測定ステップ(bc)(SB0203)によって測定された経過時間長が所定の時間長になったか判断する処理を行う。
<Processing flow of embodiment 3>
The processing flow of embodiment 3 will be described based on embodiment 1. Each step in the processing flow is almost the same as in embodiment 1, but in the processing flow of embodiment 1 shown in Figure 2, in the method for operating a slave module, which is a computer, only the processing of the elapsed time length determination step (bk) (SB0209) is performed as follows.
The elapsed time length determination step (bk) (SB0209) performs processing to determine whether the elapsed time length measured by the time length measurement step (bc) (SB0203) after startup has reached a predetermined length since the master module received control target information addressed to each slave module (= predetermined timing).

<実施形態3 ハードウェア構成>
実施形態3のハードウェア構成は、図3、図4に示される実施形態1のマスターモジュール、スレーブモジュールと同様である。
Third Embodiment Hardware Configuration
The hardware configuration of the third embodiment is the same as the master module and slave module of the first embodiment shown in FIGS.

<実施形態3 効果>
全スレーブモジュールが自機への制御目標情報を受信した後に、所定の時間以内の範囲の時間のずれで、各スレーブモジュールが制御対象物の物理量制御を開始できる。
<Effects of Embodiment 3>
After all slave modules have received the control target information for themselves, each slave module can start controlling the physical quantity of the controlled object with a time lag within a predetermined range.

<実施形態4>主に請求項4:マスターモジュールも物理量測定ポイントを担当する
<実施形態4 概要>
<Embodiment 4> Mainly claim 4: Master module also takes charge of physical quantity measurement points <Outline of embodiment 4>

実施形態4は、実施形態1から実施形態3のいずれか一を基礎として、マスターモジュールと、これと連携し、制御対象物の物理量制御器である一以上のスレーブモジュールと、からなる複数ポイント物理量制御システムであり、スレーブモジュールだけではなく、マスターモジュールも制御対象物の物理量測定ポイントを担当するように構成される。
<実施形態4 機能的構成>
Embodiment 4 is based on any one of embodiments 1 to 3 and is a multi-point physical quantity control system comprising a master module and one or more slave modules that cooperate with the master module and are physical quantity controllers of the controlled object, and not only the slave modules but also the master module are configured to be responsible for physical quantity measurement points of the controlled object.
<Functional Configuration of Fourth Embodiment>

図5は、実施形態1を基礎とした本実施形態4の複数ポイント物理量制御システムの機能的構成一例を示すブロック図である。図5に示すように、本発明の複数ポイント物理量制御システムは、マスターモジュール(0501)が、起動命令受付部(AA)(0502)と、返信促進情報出力部(AB)(0503)と、返信受信部(AC)(0504)と、制御目標情報出力部(AD)(0505)と、から構成され、さらに物理量測定部(AE)(0506)と、物理量制御情報出力部(AF)(0507)とを有し、
スレーブモジュール(0510)が、起動命令受付部(BA)(0511)と、スレーブID保持部(BB)(0512)と、時間長測定部(BC) (0513)と、物理量測定部(BD)(0514)と、物理量制御情報出力部(BE)(0515)と、返信促進情報受信部(BF)(0516)と、返信出力部(BG)(0517)と、制御目標情報受信部(BH)(0518)と、制御目標情報保持部(BJ)(0519)と、経過時間長判断部(BK) (0520)と、出力命令部(BM)(0521)と、から構成される。マスターモジュールの物理量測定部(AE)(0506)と、物理量制御情報出力部(AF)(0507)以外は、上記他の実施形態と同様のため、以下、マスターモジュールの物理量測定部(AE)(0506)と、物理量制御情報出力部(AF)(0507)のみ説明する。なお、実施形態2又は実施形態3のいずれか一を基礎としても同様の効果が得られる。
Fig. 5 is a block diagram showing an example of the functional configuration of a multi-point physical quantity control system according to the fourth embodiment, which is based on the first embodiment. As shown in Fig. 5, the multi-point physical quantity control system of the present invention includes a master module (0501) which is composed of an activation command receiving unit (AA) (0502), a reply prompting information output unit (AB) (0503), a reply receiving unit (AC) (0504), and a control target information output unit (AD) (0505), and further includes a physical quantity measuring unit (AE) (0506) and a physical quantity control information output unit (AF) (0507),
The slave module (0510) is composed of a start command receiving unit (BA) (0511), a slave ID holding unit (BB) (0512), a time length measuring unit (BC) (0513), a physical quantity measuring unit (BD) (0514), a physical quantity control information output unit (BE) (0515), a reply prompting information receiving unit (BF) (0516), a reply output unit (BG) (0517), a control target information receiving unit (BH) (0518), a control target information holding unit (BJ) (0519), an elapsed time length determining unit (BK) (0520), and an output command unit (BM) (0521). Since the components other than the physical quantity measurement unit (AE) (0506) and the physical quantity control information output unit (AF) (0507) of the master module are the same as those of the other embodiments described above, only the physical quantity measurement unit (AE) (0506) and the physical quantity control information output unit (AF) (0507) of the master module will be described below. Note that the same effects can be obtained even if either embodiment 2 or embodiment 3 is used as a base.

<実施形態4 マスターモジュール 物理量測定部(AE)(0506)>
マスターモジュールの物理量測定部(AE)(0506)は、制御対象物の測定ポイントの物理量を測定するように構成される。
<Embodiment 4: Master Module Physical Quantity Measurement Unit (AE) (0506)>
The physical quantity measurement unit (AE) (0506) of the master module is configured to measure the physical quantity of a measurement point of the controlled object.

図10に示す加熱加工の例を用いて、本実施形態の一例を説明する。マスターモジュール(1002)にも、制御対象物である加工部材(1008)の物理量測定のための温度計(1007)が4系統接続され、物理量の制御のためヒータ(1006)が4系統接続されている。マスターモジュールが担当する物理量測定ポイントでの測定結果も、スレーブモジュールからの測定結果と合わせて、制御目標情報を決定する。なお、物理量(温度)測定の接続数、物理量制御のための接続数は、図10の例には限定されない。 An example of this embodiment will be described using the heating processing example shown in Figure 10. Four thermometers (1007) for measuring the physical quantities of the processed workpiece (1008), which is the object to be controlled, are connected to the master module (1002), and four heaters (1006) for controlling the physical quantities are connected. The measurement results at the physical quantity measurement points managed by the master module are combined with the measurement results from the slave modules to determine the control target information. Note that the number of connections for measuring physical quantities (temperatures) and the number of connections for controlling physical quantities are not limited to the example shown in Figure 10.

<実施形態4 マスターモジュール 物理量制御情報出力部(AF)(0507)>
マスターモジュールの物理量制御情報出力部(AF)(0507)は、制御目標情報に基づいて制御対象物の物理量を制御するための情報である物理量制御情報(例えば加熱するための電流量等を決定する情報)を出力するように構成される。
<Fourth embodiment: Master module physical quantity control information output unit (AF) (0507)>
The physical quantity control information output unit (AF) (0507) of the master module is configured to output physical quantity control information (e.g., information for determining the amount of current for heating, etc.) which is information for controlling the physical quantity of the controlled object based on the control target information.

<実施形態4 処理の流れ>
図6に、実施形態1を基礎とした本実施形態4の複数ポイント物理量制御システムの処理の流れを示す。実施形態2又は3を基礎としても同様の効果が得られる。左側の部分がコンピュータ(計算機)であるマスターモジュールでの処理の流れを示し、右側がコンピュータ(計算機)であるスレーブモジュールでの処理の流れを示す。マスターモジュールとスレーブモジュール間の通信は図6では、Modbus RTUプロトコルのRS-485規格のシリアル通信経路(シリアルバス)を使用することを想定している。
<Processing flow of embodiment 4>
6 shows the processing flow of the multi-point physical quantity control system of the fourth embodiment, which is based on the first embodiment. The same effect can be obtained even if the second or third embodiment is used as the basis. The left side shows the processing flow in the master module, which is a computer (calculator), and the right side shows the processing flow in the slave module, which is also a computer (calculator). In FIG. 6, it is assumed that the communication between the master module and the slave module uses a serial communication path (serial bus) of the RS-485 standard of the Modbus RTU protocol.

コンピュータ(計算機)であるマスターモジュールの動作方法は、
起動命令受付ステップ(aa)(SA0601)は、マスターモジュールを起動する起動命令を受け付ける処理を行い、
物理量測定ステップ(ae)(SA0602)は、制御対象物の測定ポイントの物理量を測定する処理を行い、
返信促進情報出力ステップ(ab)(SA0603)は、起動命令を受付けた場合に、自身と連携するスレーブモジュールを確定するためにスレーブモジュールとの通信線にスレーブモジュールからの返信を促すための情報である返信促進情報を出力する処理を行い、
返信受信ステップ(ac)(SA0604)は、返信促進情報に対するスレーブモジュールからの返信であって、各スレーブモジュールが担当する制御対象物の物理量測定ポイントにおける物理量の測定結果と、スレーブを一意に特定するスレーブIDと、を含む返信を受信する処理を行い
制御目標情報出力ステップ(ad)(SA0605)は、受信した返信に含まれる前記測定結果に基づいて各スレーブモジュールに対して物理量制御目標を定めるための情報である制御目標情報を出力する処理を行い、
物理量制御情報出力ステップ(af)(SA0606)は、制御目標情報に基づいて制御対象物の物理量を制御するための情報である物理量制御情報(例えば加熱するための電流量等を決定する情報)を出力する処理を行う。
The operation of the master module, which is a computer, is as follows:
The start-up command receiving step (aa) (SA0601) receives a start-up command to start the master module.
The physical quantity measurement step (ae) (SA0602) measures the physical quantity of the measurement point of the object to be controlled,
In the reply prompting information output step (ab) (SA0603), when a start command is received, a process is performed to output reply prompting information, which is information for prompting a reply from the slave module to a communication line with the slave module in order to determine the slave module that will cooperate with the slave module,
A reply receiving step (ac) (SA0604) performs a process of receiving a reply from a slave module in response to the reply prompting information, the reply including measurement results of physical quantities at physical quantity measurement points of the controlled object handled by each slave module and a slave ID for uniquely identifying the slave; a control target information output step (ad) (SA0605) performs a process of outputting control target information, which is information for determining physical quantity control targets for each slave module, based on the measurement results included in the received reply;
The physical quantity control information output step (af) (SA0606) performs processing to output physical quantity control information (e.g., information for determining the amount of current for heating, etc.), which is information for controlling the physical quantity of the object to be controlled based on the control target information.

コンピュータ(計算機)である各スレーブモジュールの動作方法は、
起動命令受付ステップ(ba)(SB0601)は、スレーブモジュールを起動する起動命令を受け付ける処理を行い
スレーブID保持ステップ(bb)(SB0602)は、自身を一意に特定するスレーブIDを保持する処理を行い、
時間長測定ステップ(bc)(SB0603)は、時間長を測定する処理を行い、
物理量測定ステップ(bd)(SB0604)は、制御対象物の測定ポイントの物理量を測定する処理を行い、
返信促進情報受信ステップ(bf)(SB0605)は、マスターモジュールの返信促進情報出力ステップ(ab)(SA0603)から出力された返信促進情報を受信する処理を行い、
返信出力ステップ(bg)(SB0606)は、自機宛の返信促進情報を受信した場合に自身が担当する制御対象物の測定ポイントにおける物理量の測定結果と、スレーブIDと、を含む返信をマスターモジュールの返信受信ステップ(ac)(SA0604)へ出力するための処理を行い、
制御目標情報受信ステップ(bh)(SB0607)は、マスターモジュールの制御目標情報出力ステップ(ad)(SA0605)から出力された制御目標情報を受信する処理を行い、
制御目標情報保持ステップ(bj)(SB0608)は、自機宛の前記制御目標情報を保持する処理を行い、
経過時間長判断ステップ(bk)(SB0609)は、起動後、所定のイベントから時間長測定ステップ(bc)(SB0603)によって測定された経過時間長が所定の時間長になったか判断する処理を行い、
出力命令ステップ(bm)(SB0610)は、経過時間長判断ステップでの判断結果が所定の時間長経過したとの判断結果である場合に起動後最初の物理量制御情報を物理量制御情報出力ステップ(be)(SB0611)に出力させる処理を行い、
物理量制御情報出力ステップ(be)(SB0611)は、制御目標情報に基づいて制御対象物の物理量を制御するための情報である物理量制御情報(例えば加熱するための電流量等を決定する情報)を出力する処理を行う。
このような一連の処理をコンピュータ(計算機)である複数ポイント物理量制御システムに実行させる動作方法である。
The operation method of each slave module, which is a computer (calculator), is as follows:
A start-up command receiving step (ba) (SB0601) receives a start-up command to start a slave module. A slave ID holding step (bb) (SB0602) holds a slave ID that uniquely identifies the slave module.
The time length measurement step (bc) (SB0603) performs a process of measuring the time length,
The physical quantity measurement step (bd) (SB0604) measures the physical quantity of the measurement point of the object to be controlled,
A reply prompting information receiving step (bf) (SB0605) performs processing to receive the reply prompting information output from the reply prompting information output step (ab) (SA0603) of the master module,
A reply output step (bg) (SB0606) performs processing for outputting a reply including the measurement result of the physical quantity at the measurement point of the controlled object that the reply output step (bg) (SB0606) is responsible for and the slave ID to a reply receiving step (ac) (SA0604) of the master module when the reply prompting information addressed to the master module is received;
A control target information receiving step (bh) (SB0607) receives the control target information output from the control target information output step (ad) (SA0605) of the master module.
A control target information holding step (bj) (SB0608) performs processing to hold the control target information addressed to the device itself,
The elapsed time length determination step (bk) (SB0609) performs processing to determine whether the elapsed time length measured by the time length measurement step (bc) (SB0603) from a predetermined event after startup has reached a predetermined time length.
An output command step (bm) (SB0610) performs processing to output the first physical quantity control information after startup to a physical quantity control information output step (be) (SB0611) when the determination result in the elapsed time length determination step is that a predetermined time length has elapsed;
The physical quantity control information output step (be) (SB0611) performs processing to output physical quantity control information (e.g., information for determining the amount of current for heating, etc.), which is information for controlling the physical quantity of the object to be controlled based on the control target information.
This is an operating method for causing a multi-point physical quantity control system, which is a computer, to execute such a series of processes.

<実施形態4 ハードウェア> <Embodiment 4: Hardware>

図7は、本実施形態の複数ポイント物理量制御システムのマスターモジュールのハードウェア構成の一例を示す概念図である。図7に示すように、CPU(0701)と、不揮発性メモリ(0702)(例えば、ROM、SSDなど)と、主メモリ(0703)と、制御用PCや記録計などとの接続のためのイーサネット通信I/F(0704)(図3中では、インターフェースをI/Fと略記)と、制御モジュールなどとの接続のための汎用のシリアル通信インターフェースI/F1(0705)と、ユーザI/F(0706)と、内部バス(0710)との通信I/F(0711)をコントロールするバスコントローラ(0709)と、内部バス伝送時にDMA方式(メモリとのデータ転送時にCPUを介さず転送する方法)を行うためのコントローラDMAC(0708)と、物理量測定結果入力(0713)と物理量制御情報出力(0714)のインターフェースである制御系I/F(0712)とを備え、それらの間で信号の授受等を行うためのシステムバス(0707)を備える。CPUはカスタマイズされた専用CPUを使い、OS(オペレーティングシステム)の代わりに専用のファームウェアを使用することもできる。また複数コアのCPU又は/及び十分なキャッシュメモリを持つシステムであれば、メモリ不足による動作遅延を防止しやすいため、好ましい。 Figure 7 is a conceptual diagram showing an example of the hardware configuration of the master module of the multi-point physical quantity control system of this embodiment. As shown in FIG. 7 , the device includes a CPU (0701), a nonvolatile memory (0702) (e.g., ROM, SSD, etc.), a main memory (0703), an Ethernet communication I/F (0704) (interface is abbreviated as I/F in FIG. 3 ) for connection with a control PC, a recorder, etc., a general-purpose serial communication interface I/F1 (0705) for connection with a control module, etc., a user I/F (0706), a bus controller (0709) for controlling a communication I/F (0711) with an internal bus (0710), a controller DMAC (0708) for performing a DMA method (a method of transferring data to and from a memory without going through the CPU) during internal bus transmission, and a control system I/F (0712) which is an interface for a physical quantity measurement result input (0713) and a physical quantity control information output (0714), and a system bus (0707) for transmitting and receiving signals therebetween. The CPU can be a customized, dedicated CPU, and dedicated firmware can be used instead of an OS (operating system). Systems with multiple CPU cores and/or sufficient cache memory are also preferred, as this helps prevent operational delays due to memory shortages.

不揮発性メモリには、OS(オペレーティングシステム)とデバイスドライバのほかに、
マスターモジュールを起動する起動命令を受け付ける起動命令受付プログラムと、
起動命令を受付けた場合に、自身と連携するスレーブモジュールを確定するためにスレーブモジュールとの通信線にスレーブモジュールからの返信を促すための情報である返信促進情報を出力する返信促進情報出力プログラムと、
返信促進情報に対するスレーブモジュールからの返信であって、各スレーブモジュールが担当する制御対象物の物理量測定ポイントにおける物理量の測定結果と、スレーブモジュールを一意に特定するスレーブIDと、を含む返信を受信する返信受信プログラムと、
受信した返信に含まれる前記測定結果に基づいて各スレーブモジュールに対して物理量制御目標を定めるための情報である制御目標情報を出力する制御目標情報出力プログラムと、さらに制御対象物の測定ポイントの物理量を測定する物理量測定プログラムと、制御目標情報に基づいて制御対象物の物理量を制御するための情報である物理量制御情報(例えば加熱するための電流量等を決定する情報)を出力する物理量制御情報出力プログラムなどの各種プログラムや特定ポート番号が記録されている。そして、各プログラムを展開及び実行しインターフェースを介して取得した情報やデータを不揮発性メモリに格納し、格納された情報やデータを主メモリのワーク領域にてプログラムの実行による加工などを行い、不揮発性メモリに保持し、又はイーサネット通信インターフェース又はシリアル通信インターフェースを介してプログラムの実行により上位制御機器からの問い合わせに対応する。
In addition to the OS (operating system) and device drivers, non-volatile memory also contains
a start-up command receiving program that receives a start-up command to start the master module;
a reply prompting information output program that outputs reply prompting information, which is information for prompting a reply from a slave module to a communication line with the slave module in order to determine a slave module that will cooperate with the program when a start command is received;
a reply receiving program for receiving replies from slave modules in response to reply prompting information, the replies including measurement results of physical quantities at physical quantity measurement points of the controlled object that each slave module is responsible for, and a slave ID that uniquely identifies the slave module;
Various programs and specific port numbers are recorded, such as a control target information output program that outputs control target information, which is information for setting physical quantity control targets for each slave module based on the measurement results included in the received reply, a physical quantity measurement program that measures the physical quantities of measurement points on the controlled object, and a physical quantity control information output program that outputs physical quantity control information (e.g., information for determining the amount of current for heating), which is information for controlling the physical quantities of the controlled object based on the control target information. Each program is deployed and executed, and information and data acquired via the interface are stored in nonvolatile memory, the stored information and data are processed by executing the program in a work area of the main memory, and are retained in nonvolatile memory, or inquiries from a higher-level control device are responded to by executing the program via an Ethernet communication interface or a serial communication interface.

図8は、本実施形態4の複数ポイント物理量制御システムの各スレーブモジュールのハードウェア構成の一例を示す概念図である。図8に示すように、CPU(0801)と、不揮発性メモリ(0802)(例えば、ROM、SSDなど)と、主メモリ(0803)と、制御モジュールなどとの接続のための汎用のシリアル通信インターフェースI/F1(0804)と、ユーザI/F(0805)と、内部バス(0809)との通信I/F(0810)をコントロールするバスコントローラ(0808)と、内部バス伝送時にDMA方式(メモリとのデータ転送時にCPUを介さず転送する方法)を行うためのコントローラDMAC(0807)と、物理量測定結果入力(0812)と物理量制御情報出力(0813)のインターフェースである制御系I/F(0811)と、を備え、それらの間で信号の授受等を行うためのシステムバス(0806)を備える。CPUはカスタマイズされた専用CPUを使い、OS(オペレーティングシステム)の代わりに専用のファームウェアを使用することもできる。また複数コアのCPU又は/及び十分なキャッシュメモリを持つシステムであれば、メモリ不足による動作遅延を防止しやすいため、好ましい。 8 is a conceptual diagram showing an example of the hardware configuration of each slave module of the multi-point physical quantity control system of this embodiment 4. As shown in FIG. 8, the system includes a CPU (0801), a non-volatile memory (0802) (e.g., ROM, SSD, etc.), a main memory (0803), a general-purpose serial communication interface I/F1 (0804) for connecting to a control module, etc., a user I/F (0805), a bus controller (0808) for controlling a communication I/F (0810) with an internal bus (0809), a controller DMAC (0807) for performing DMA (a method of transferring data to and from memory without going through the CPU) during internal bus transmission, and a control system I/F (0811) that serves as an interface for inputting physical quantity measurement results (0812) and outputting physical quantity control information (0813), as well as a system bus (0806) for transmitting and receiving signals between them. The CPU can be a customized, dedicated CPU, and dedicated firmware can be used instead of an OS (operating system). Systems with multiple CPU cores and/or sufficient cache memory are also preferred, as this helps prevent operational delays due to memory shortages.

不揮発性メモリには、OS(オペレーティングシステム)とデバイスドライバのほかに、
スレーブモジュールを起動する起動命令を受け付ける起動命令受付プログラムと、自身を一意に特定するスレーブIDを保持するスレーブID保持プログラムと、時間長を測定する時間長測定プログラムと、制御対象物の測定ポイントの物理量を測定する物理量測定プログラムと、制御目標情報に基づいて制御対象物の物理量を制御するための情報である物理量制御情報(例えば加熱するための電流量等を決定する情報)を出力する物理量制御情報出力プログラムと、マスターモジュールからの返信促進情報を受信するための返信促進情報受信プログラムと、自機宛の返信促進情報を受信した場合に自身が担当する制御対象物の測定ポイントにおける物理量の測定結果と、スレーブIDと、を含む返信を出力する返信出力プログラムと、制御目標情報を受信する制御目標情報受信プログラムと、自機宛の前記制御目標情報を保持する制御目標情報保持プログラムと、起動後、所定のイベントから時間長測定ステップによって測定された経過時間長が所定の時間長になったか判断する経過時間長判断プログラムと、経過時間長判断ステップでの判断結果が所定の時間長経過したとの判断結果である場合に起動後最初の物理量制御情報を物理量制御情報出力プログラムに出力させる出力命令プログラムなどの各種プログラムや特定ポート番号が記録されている。そして、各プログラムを展開及び実行しインターフェースを介して取得した情報やデータを不揮発性メモリに格納し、格納された情報やデータを主メモリのワーク領域にてプログラムの実行による加工などを行い、不揮発性メモリに保持し、又はシリアル通信インターフェースを介してプログラムの実行によりマスターモジュールへ応答を出力する。
<実施形態4 効果>
In addition to the OS (operating system) and device drivers, non-volatile memory also contains
a start command receiving program that receives a start command to start the slave module, a slave ID holding program that holds a slave ID that uniquely identifies itself, a time length measuring program that measures a time length, a physical quantity measuring program that measures a physical quantity at a measurement point of the controlled object, a physical quantity control information output program that outputs physical quantity control information (e.g., information that determines the amount of current for heating, etc.) that is information for controlling the physical quantity of the controlled object based on control target information, a reply prompt information receiving program that receives reply prompt information from the master module, and a program that outputs the reply prompt information of the controlled object that it is responsible for when it receives reply prompt information addressed to itself. The master module stores various programs and specific port numbers, such as a reply output program that outputs a reply including measurement results of physical quantities at measurement points and a slave ID, a control target information receiving program that receives control target information, a control target information holding program that holds the control target information addressed to the master module, an elapsed time length determination program that determines whether an elapsed time length measured in a time length measurement step from a predetermined event after startup has reached a predetermined time length, and an output command program that causes the physical quantity control information output program to output the first physical quantity control information after startup if the determination result in the elapsed time length determination step is that the predetermined time length has elapsed.The master module then deploys and executes each program, stores information and data acquired via an interface in a nonvolatile memory, processes the stored information and data in a work area of the main memory by executing the program, and stores the information and data in the nonvolatile memory or outputs a response to the master module via a serial communication interface by executing the program.
<Effects of Fourth Embodiment>

本実施形態4の複数ポイント物理量制御システムによれば、マスターモジュール自身が制御対象物を制御する場合に、マスターモジュールの制御対象物の物理量も、制御目標情報を設定する際のデータとすることができる。同じスレーブモジュールの台数を使用してもより多くの点の制御対象物を制御することができる。 With the multi-point physical quantity control system of this embodiment 4, when the master module itself controls a control object, the physical quantity of the control object of the master module can also be used as data when setting control target information. Even if the same number of slave modules are used, it is possible to control control objects at more points.

Claims (9)

マスターモジュールと、これと連携し、制御対象物の物理量制御器である一以上のスレーブモジュールと、からなる複数ポイント物理量制御システムであって、
マスターモジュールは、
起動命令受付部(AA)と、
時間長を測定する時間長測定部(AH)と、
起動命令を受付けた場合に、自身と連携するスレーブモジュールを確定するためにスレーブモジュールとの通信線にスレーブモジュールからの返信を促すための情報である返信促進情報を出力する返信促進情報出力部(AB)と、
返信促進情報に対するスレーブモジュールからの返信であって、各スレーブモジュールが担当する制御対象物の物理量測定ポイントにおける物理量の測定結果と、スレーブモジュールを一意に特定するスレーブIDと、を含む返信を受信する返信受信部(AC)と、
起動後時間長測定部(AH)によって計測された所定の起動待機時間経過後に、スレーブモジュールへ後記する制御目標情報として所定の暫定値を出力し、
出力した制御目標情報に対する各スレーブモジュールからの返信に含まれる物理量測定ポイントにおける物理量の前記測定結果に基づいて、各物理量測定ポイントの物理量が共通の物理量処理プロファイルの目標に到達する物理量を基準に選定し、選定した物理量に基づいて各スレーブモジュールに対して物理量を制御するための物理量の目標を示す情報である制御目標情報を出力する制御目標情報出力部(AD)と、
を有し、
スレーブモジュールは、
起動命令受付部(BA)と、
自身を一意に特定するスレーブIDを保持するスレーブID保持部(BB)と、
時間長を測定する時間長測定部(BC)と、
制御対象物の測定ポイントの物理量を測定する物理量測定部(BD)と、
制御目標情報に基づいて制御対象物の物理量を制御するための情報である物理量制御情報(例えば加熱するための電流量等を決定する情報)を出力する物理量制御情報出力部(BE)と、
マスターモジュールからの返信促進情報を受信するための返信促進情報受信部(BF)と、
返信促進情報を受信した場合に自身が担当する制御対象物の測定ポイントにおける物理量の測定結果と、スレーブIDと、を含む返信を出力する返信出力部(BG)と、
制御目標情報を受信する制御目標情報受信部(BH)と、
前記制御目標情報を保持する制御目標情報保持部(BJ)と、
起動後、時間長測定部(BC)によって測定された経過時間長が、各スレーブモジュールからの返信に含まれる測定結果に基づいてマスターモジュールが設定した制御目標情報の、マスターモジュールから全スレーブモジュールへの出力が完了する所定の時間長になったか判断する経過時間長判断部(BK)と、
経過時間長判断部(BK)での判断結果が所定の時間長経過したとの判断結果である場合に起動後最初の物理量制御情報を物理量制御情報出力部(BE)に出力させる出力命令部(BM)と、
を有するように構成された複数ポイント物理量制御システム。
A multi-point physical quantity control system comprising a master module and one or more slave modules which cooperate with the master module and are physical quantity controllers of a controlled object,
The master module is
an activation command receiving unit (AA);
a time length measuring unit (AH) for measuring a time length;
a reply prompting information output unit (AB) that, when receiving a start command, outputs reply prompting information, which is information for prompting a reply from the slave module, to a communication line with the slave module in order to determine the slave module that will cooperate with the unit;
a reply receiving unit (AC) that receives replies from the slave modules in response to the reply prompting information, the replies including measurement results of physical quantities at physical quantity measurement points of the controlled object that each slave module is responsible for, and a slave ID that uniquely identifies the slave module;
After a predetermined startup waiting time measured by the startup time length measurement unit (AH) has elapsed, a predetermined provisional value is output to the slave module as control target information (described later),
a control target information output unit (AD) that selects, based on the measurement results of the physical quantities at the physical quantity measurement points included in the responses from the slave modules in response to the output control target information, a physical quantity at which the physical quantity at each physical quantity measurement point reaches a target of a common physical quantity processing profile, and outputs control target information that indicates a target of the physical quantity for controlling the physical quantity to each slave module based on the selected physical quantity;
and
The slave module is
a start-up command receiving unit (BA);
a slave ID holding unit (BB) that holds a slave ID that uniquely identifies itself;
a time length measurement unit (BC) for measuring a time length;
a physical quantity measurement unit (BD) for measuring a physical quantity at a measurement point of an object to be controlled;
a physical quantity control information output unit (BE) that outputs physical quantity control information (e.g., information for determining the amount of current for heating) that is information for controlling the physical quantity of the controlled object based on the control target information;
a reply prompt information receiving unit (BF) for receiving reply prompt information from the master module;
a reply output unit (BG) that outputs a reply including a measurement result of a physical quantity at a measurement point of a control object that is in charge of the reply output unit (BG) when reply prompting information is received, and a slave ID;
a control target information receiving unit (BH) for receiving control target information;
a control target information storage unit (BJ) for storing the control target information;
an elapsed time length determination unit (BK) that determines whether the elapsed time length measured by the time length measurement unit (BC) after startup has reached a predetermined time length for completing output from the master module to all slave modules of the control target information set by the master module based on the measurement results included in the replies from each slave module;
an output command unit (BM) for causing a physical quantity control information output unit (BE) to output the first physical quantity control information after startup when the determination result of the elapsed time length determination unit (BK) is that a predetermined time length has elapsed;
A multipoint physical quantity control system configured to have:
マスターモジュールがスレーブモジュールへ出力する制御目標情報が、すべてのスレーブモジュールに対して同一である請求項1に記載の複数ポイント物理量制御システム。 A multi-point physical quantity control system as described in claim 1, wherein the control target information output by the master module to the slave modules is the same for all slave modules. マスターモジュールも
制御対象物の測定ポイントの物理量を測定する物理量測定部(AE)と、
制御目標情報に基づいて制御対象物の物理量を制御するための情報である物理量制御情報(例えば加熱するための電流量等を決定する情報)を出力する物理量制御情報出力部(AF)と、を有する請求項1または請求項2のいずれか一に記載の複数ポイント物理量制御システム。
The master module also has a physical quantity measurement unit (AE) that measures the physical quantity of the measurement point of the controlled object,
a physical quantity control information output unit (AF) that outputs physical quantity control information (e.g., information for determining an amount of current for heating, etc.) that is information for controlling the physical quantity of the controlled object based on the control target information.
マスターモジュールと、これと連携し、制御対象物の物理量制御器である一以上のスレーブモジュールと、からなる計算機である複数ポイント物理量制御システムの動作方法であって、
計算機であるマスターモジュールの動作方法は、
起動命令受付ステップ(aa)と、
時間長を測定する時間長測定ステップ(ah)と、
起動命令を受付けた場合に、自身と連携するスレーブモジュールを確定するためにスレーブモジュールとの通信線にスレーブモジュールからの返信を促すための情報である返信促進情報を出力する返信促進情報出力ステップ(ab)と、
返信促進情報に対するスレーブモジュールからの返信であって、各スレーブモジュールが担当する制御対象物の物理量測定ポイントにおける物理量の測定結果と、スレーブモジュールを一意に特定するスレーブIDと、を含む返信を受信する返信受信ステップ(ac)と、
起動後時間長測定ステップ(ah)で計測された所定の起動待機時間経過後に、スレーブモジュールへ後記する制御目標情報として所定の暫定値を出力し、
出力した制御目標情報に対する各スレーブモジュールからの返信に含まれる前記測定結果に基づいて、各物理量測定ポイントの物理量が共通の物理量処理プロファイルの目標に到達する物理量を基準に選定し、選定した物理量に基づいて各スレーブモジュールに対して物理量を制御するための物理量の目標を示す情報である制御目標情報を出力する制御目標情報出力ステップ(ad)と、を有し、
計算機であるスレーブモジュールの動作方法は、
起動命令受付ステップ(ba)と、
自身を一意に特定するスレーブIDを保持するスレーブID保持ステップ(bb)と、
時間長を測定する時間長測定ステップ(bc)と、
制御対象物の測定ポイントの物理量を測定する物理量測定ステップ(bd)と、
制御目標情報に基づいて制御対象物の物理量を制御するための情報である物理量制御情報(例えば加熱するための電流量等を決定する情報)を出力する物理量制御情報出力ステップ(be)と、
マスターモジュールからの返信促進情報を受信するための返信促進情報受信ステップ(bf)と、
返信促進情報を受信した場合に自身が担当する制御対象物の測定ポイントにおける物理量の測定結果と、スレーブIDと、を含む返信を出力する返信出力ステップ(bg)と、
制御目標情報を受信する制御目標情報受信ステップ(bh)と、
前記制御目標情報を保持する制御目標情報保持ステップ(bj)と、
起動後、時間長測定ステップ(bc)によって測定された経過時間長が、各スレーブモジュールからの返信に含まれる測定結果に基づいてマスターモジュールが設定した制御目標情報の、マスターモジュールから全スレーブモジュールへの出力が完了する所定の時間長になったか判断する経過時間長判断ステップ(bk)と、
経過時間長判断ステップ(bk)での判断結果が所定の時間長経過したとの判断結果である場合に起動後最初の物理量制御情報を物理量制御情報出力ステップ(be)に出力させる出力命令ステップ(bm)と、
を有するように構成された計算機である複数ポイント物理量制御システムの動作方法。
A method for operating a multi-point physical quantity control system, which is a computer comprising a master module and one or more slave modules which cooperate with the master module and are physical quantity controllers of a controlled object, comprising the steps of:
The operation of the master module, which is a computer, is as follows:
A start command receiving step (aa);
a time length measurement step (ah) for measuring a time length;
a reply prompting information output step (ab) of outputting reply prompting information, which is information for prompting a reply from the slave module to a communication line with the slave module in order to determine a slave module that will cooperate with the reply prompting information output step (ab) when the activation command is received;
a reply receiving step (ac) of receiving a reply from a slave module in response to the reply prompting information, the reply including a measurement result of a physical quantity at a physical quantity measurement point of the controlled object that each slave module is responsible for, and a slave ID that uniquely identifies the slave module;
After the predetermined startup waiting time measured in the startup time length measurement step (ah) has elapsed, a predetermined provisional value is output to the slave module as control target information (to be described later);
a control target information output step (ad) of selecting, based on the measurement results included in the replies from each slave module in response to the output control target information, a physical quantity at each physical quantity measurement point that reaches a target of a common physical quantity processing profile as a criterion, and outputting, to each slave module, control target information that indicates a target of the physical quantity for controlling the physical quantity based on the selected physical quantity;
The operation method of the slave module, which is a computer, is as follows:
a start command receiving step (ba);
a slave ID holding step (bb) of holding a slave ID that uniquely identifies itself;
a time length measurement step (bc) for measuring a time length;
a physical quantity measuring step (bd) of measuring a physical quantity at a measurement point of the controlled object;
a physical quantity control information output step (be) of outputting physical quantity control information (e.g., information for determining the amount of current for heating) that is information for controlling the physical quantity of the controlled object based on the control target information;
a reply prompting information receiving step (bf) for receiving reply prompting information from the master module;
a reply output step (bg) of outputting a reply including a measurement result of a physical quantity at a measurement point of the controlled object that the device is responsible for and a slave ID when the device receives reply prompting information;
a control target information receiving step (bh) of receiving control target information;
a control target information holding step (bj) for holding the control target information;
an elapsed time length determination step (bk) for determining whether the elapsed time length measured by the time length measurement step (bc) after startup has reached a predetermined time length for completing output from the master module to all slave modules of the control target information set by the master module based on the measurement results included in the replies from each slave module;
an output command step (bm) for causing a physical quantity control information output step (be) to output the first physical quantity control information after startup when the determination result in the elapsed time length determination step (bk) is that a predetermined time length has elapsed;
A method of operating a multi-point physical quantity control system, the computer being configured to include:
マスターモジュールがスレーブモジュールへ出力する制御目標情報が、すべてのスレーブモジュールに対して同一である請求項4に記載の計算機である複数ポイント物理量制御システムの動作方法。 5. A method for operating a multi-point physical quantity control system that is a computer according to claim 4 , wherein the control target information output from the master module to the slave modules is the same for all slave modules. 計算機であるマスターモジュールの動作方法も
制御対象物の測定ポイントの物理量を測定する物理量測定ステップ(ae)と、
制御目標情報に基づいて制御対象物の物理量を制御するための情報である物理量制御情報(例えば加熱するための電流量等を決定する情報)を出力する物理量制御情報出力ステップ(af)と、を有する請求項4または請求項5のいずれか一に記載の計算機である複数ポイント物理量制御システムの動作方法。
The operation method of the master module, which is a computer, is also a physical quantity measurement step (ae) that measures the physical quantity of the measurement point of the controlled object,
a physical quantity control information output step (af) of outputting physical quantity control information (e.g., information for determining the amount of current for heating, etc.) that is information for controlling the physical quantity of the controlled object based on the control target information.
マスターモジュールと、これと連携し、制御対象物の物理量制御器である一以上のスレーブモジュールと、からなる計算機である複数ポイント物理量制御システムに読み取り可能な動作プログラムであって、
計算機であるマスターモジュールに読み取り可能な動作プログラムは、
起動命令受付ステップ(aa)と、
時間長を測定する時間長測定ステップ(ah)と、
起動命令を受付けた場合に、自身と連携するスレーブモジュールを確定するためにスレーブモジュールとの通信線にスレーブモジュールからの返信を促すための情報である返信促進情報を出力する返信促進情報出力ステップ(ab)と、
返信促進情報に対するスレーブモジュールからの返信であって、各スレーブモジュールが担当する制御対象物の物理量測定ポイントにおける物理量の測定結果と、スレーブモジュールを一意に特定するスレーブIDと、を含む返信を受信する返信受信ステップ(ac)と、
起動後時間長測定ステップ(ah)で計測された所定の起動待機時間経過後に、スレーブモジュールへ後記する制御目標情報として所定の暫定値を出力し、
出力した制御目標情報に対する各スレーブモジュールからの返信に含まれる前記測定結果に基づいて、各物理量測定ポイントの物理量が共通の物理量処理プロファイルの目標に到達する物理量を基準に選定し、選定した物理量に基づいて各スレーブモジュールに対して物理量を制御するための物理量の目標を示す情報である制御目標情報を出力する制御目標情報出力ステップ(ad)と、を有し、
計算機であるスレーブモジュールに読み取り可能な動作プログラムは、
起動命令受付ステップ(ba)と、
自身を一意に特定するスレーブIDを保持するスレーブID保持ステップ(bb)と、
時間長を測定する時間長測定ステップ(bc)と、
制御対象物の測定ポイントの物理量を測定する物理量測定ステップ(bd)と、
制御目標情報に基づいて制御対象物の物理量を制御するための情報である物理量制御情報(例えば加熱するための電流量等を決定する情報)を出力する物理量制御情報出力ステップ(be)と、
マスターモジュールからの返信促進情報を受信するための返信促進情報受信ステップ(bf)と、
返信促進情報を受信した場合に自身が担当する制御対象物の測定ポイントにおける物理量の測定結果と、スレーブIDと、を含む返信を出力する返信出力ステップ(bg)と、
制御目標情報を受信する制御目標情報受信ステップ(bh)と、
前記制御目標情報を保持する制御目標情報保持ステップ(bj)と、
起動後、時間長測定ステップ(bc)によって測定された経過時間長が、各スレーブモジュールからの返信に含まれる測定結果に基づいてマスターモジュールが設定した制御目標情報の、マスターモジュールから全スレーブモジュールへの出力が完了する所定の時間長になったか判断する経過時間長判断ステップ(bk)と、
経過時間長判断ステップ(bk)での判断結果が所定の時間長経過したとの判断結果である場合に起動後最初の物理量制御情報を物理量制御情報出力ステップ(be)に出力させる出力命令ステップ(bm)と、
を有するように構成された計算機である複数ポイント物理量制御システムに読み取り可能な動作プログラム。
An operating program readable by a multi-point physical quantity control system, which is a computer comprising a master module and one or more slave modules which cooperate with the master module and are physical quantity controllers for a controlled object,
The operating program that can be read by the master module, which is a computer, is
A start command receiving step (aa);
a time length measurement step (ah) for measuring a time length;
a reply prompting information output step (ab) of outputting reply prompting information, which is information for prompting a reply from the slave module to a communication line with the slave module in order to determine a slave module that will cooperate with the reply prompting information output step (ab) when the activation command is received;
a reply receiving step (ac) of receiving a reply from a slave module in response to the reply prompting information, the reply including a measurement result of a physical quantity at a physical quantity measurement point of the controlled object that each slave module is responsible for, and a slave ID that uniquely identifies the slave module;
After the predetermined startup waiting time measured in the startup time length measurement step (ah) has elapsed, a predetermined provisional value is output to the slave module as control target information (to be described later);
a control target information output step (ad) of selecting, based on the measurement results included in the replies from each slave module in response to the output control target information, a physical quantity at each physical quantity measurement point that reaches a target of a common physical quantity processing profile as a criterion, and outputting, to each slave module, control target information that indicates a target of the physical quantity for controlling the physical quantity based on the selected physical quantity;
The operating program that can be read by the slave module, which is a computer, is
a start command receiving step (ba);
a slave ID holding step (bb) of holding a slave ID that uniquely identifies itself;
a time length measurement step (bc) for measuring a time length;
a physical quantity measuring step (bd) of measuring a physical quantity at a measurement point of the controlled object;
a physical quantity control information output step (be) of outputting physical quantity control information (e.g., information for determining the amount of current for heating) that is information for controlling the physical quantity of the controlled object based on the control target information;
a reply prompting information receiving step (bf) for receiving reply prompting information from the master module;
a reply output step (bg) of outputting a reply including a measurement result of a physical quantity at a measurement point of the controlled object that the device is responsible for and a slave ID when the device receives reply prompting information;
a control target information receiving step (bh) of receiving control target information;
a control target information holding step (bj) for holding the control target information;
an elapsed time length determination step (bk) for determining whether the elapsed time length measured by the time length measurement step (bc) after startup has reached a predetermined time length for completing output from the master module to all slave modules of the control target information set by the master module based on the measurement results included in the replies from each slave module;
an output command step (bm) for causing a physical quantity control information output step (be) to output the first physical quantity control information after startup when the determination result in the elapsed time length determination step (bk) is that a predetermined time length has elapsed;
An operating program readable by a multi-point physical quantity control system, the multi-point physical quantity control system being a computer configured to have:
マスターモジュールがスレーブモジュールへ出力する制御目標情報が、すべてのスレーブモジュールに対して同一である請求項7に記載の計算機である複数ポイント物理量制御システムに読み取り可能な動作プログラム。 8. The operating program readable by a multi-point physical quantity control system that is a computer according to claim 7 , wherein the control target information output from the master module to the slave modules is the same for all slave modules. 計算機であるマスターモジュールに読み取り可能な動作プログラムも
制御対象物の測定ポイントの物理量を測定する物理量測定ステップ(ae)と、
制御目標情報に基づいて制御対象物の物理量を制御するための情報である物理量制御情報(例えば加熱するための電流量等を決定する情報)を出力する物理量制御情報出力ステップ(af)と、を有する請求項7または請求項8のいずれか一に記載の計算機である複数ポイント物理量制御システムに読み取り可能な動作プログラム。
The operating program that can be read by the master module, which is a computer, is a physical quantity measurement step (ae) that measures the physical quantity of the measurement point of the controlled object,
a physical quantity control information output step (af) of outputting physical quantity control information (e.g., information for determining an amount of current for heating, etc.) that is information for controlling the physical quantity of the control target object based on the control target information.
JP2021070837A 2021-04-20 2021-04-20 Multi-point physical quantity control system Active JP7751400B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021070837A JP7751400B2 (en) 2021-04-20 2021-04-20 Multi-point physical quantity control system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021070837A JP7751400B2 (en) 2021-04-20 2021-04-20 Multi-point physical quantity control system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022165491A JP2022165491A (en) 2022-11-01
JP7751400B2 true JP7751400B2 (en) 2025-10-08

Family

ID=83851285

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021070837A Active JP7751400B2 (en) 2021-04-20 2021-04-20 Multi-point physical quantity control system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7751400B2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008225949A (en) 2007-03-14 2008-09-25 Yaskawa Electric Corp Multi-axis control system and instantaneous reset monitoring method
JP2009129172A (en) 2007-11-22 2009-06-11 Yamatake Corp State control system and apparatus
JP2015176366A (en) 2014-03-14 2015-10-05 オムロン株式会社 Control system and control device
WO2016035130A1 (en) 2014-09-02 2016-03-10 理化工業株式会社 Temperature control device and temperature control method

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62176295A (en) * 1986-01-29 1987-08-03 Omron Tateisi Electronics Co Multichannel control system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008225949A (en) 2007-03-14 2008-09-25 Yaskawa Electric Corp Multi-axis control system and instantaneous reset monitoring method
JP2009129172A (en) 2007-11-22 2009-06-11 Yamatake Corp State control system and apparatus
JP2015176366A (en) 2014-03-14 2015-10-05 オムロン株式会社 Control system and control device
WO2016035130A1 (en) 2014-09-02 2016-03-10 理化工業株式会社 Temperature control device and temperature control method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022165491A (en) 2022-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2626755B1 (en) Calibration method, calibration device and measurement device
JP4597154B2 (en) Redundant devices in process control systems
US9256217B2 (en) Dynamically adapting to changes in control system topology
EP2511779B1 (en) Output module for an industrial controller
JP2019502145A5 (en)
US20160353559A1 (en) Associating wireless control devices
TWI298119B (en) Programmable controller device and system
EP3835898A1 (en) Artificial intelligence computing device, control method and apparatus, engineer station, and industrial automation system
CN108224690B (en) System and method for balancing temperature within a building
CN108363368B (en) Method for operating an automation system and automation system, field device and controller
US9781814B2 (en) Lighting control with integral dimming
JP7751400B2 (en) Multi-point physical quantity control system
US9310793B2 (en) Data synchronization in a cooperative distributed control system
JP2012150795A (en) Integration of field devices in distributed system
JP7680251B2 (en) Multi-point physical quantity control system
US12228917B2 (en) Systems and methods for coordinating insertion and/or removal of redundant input/output (I/O) components
CN104317215A (en) Optical module aging and temperature cycling system and operation process thereof
CN106161527B (en) Function group construction system and method
WO2020254231A1 (en) Control network system
KR20140125964A (en) Gateway, building automation system comprising the same and method of operating the same
CN121978259A (en) Centralized control method and system for column temperature boxes and control circuit of column temperature boxes
KR101311173B1 (en) System for controlling multi-point-temperature based on controller area network
Joshi Optimising the Energy Efficiency of a Building Using Smart Control Systems: designing a customised smart heating system with EnOcean hardware for hydronic heating systems to conserve energy
TW201635758A (en) System and method for building functional group
KR101476128B1 (en) Simulator slave for industrial distributed network

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240408

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20241210

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20241213

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20250207

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20250602

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20250613

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20250919

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250926

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7751400

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150