CN110707678A

CN110707678A - 双线式工艺装置

Info

Publication number: CN110707678A
Application number: CN201910567270.3A
Authority: CN
Inventors: 见泽圭吾
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2018-07-09
Filing date: 2019-06-27
Publication date: 2020-01-17
Anticipated expiration: 2039-06-27
Also published as: CN110707678B; JP2020009158A; JP7156839B2

Abstract

本发明确保母机和子机之间的通信所消耗的电流而不会牺牲其它处的消耗电流。母机上设有母机主电路和母机副电路。子机上设有子机主电路和子机副电路。母机副电路上设有并联调节器，利用在母机主电路中使用并经由电流检测电阻返回双线式传输路径的电流，生成向母机副电源电路的电源电压，该母机副电源电路向通信驱动器提供电源电压。子机副电路上设有并联调节器，利用在子机主电路中使用并经由电流检测电阻返回双线式传输路径的电流，生成向子机副电源电路的电源电压，该子机副电源电路向通信驱动器提供电源电压。

Description

双线式工艺装置

技术领域

本发明涉及一种具备电源电路及电流控制电路的双线式工艺装置，该电源电路根据经由双线式传输路径提供的电流来生成电源电压，该电流控制电路控制流向传输路径的电流。

背景技术

一直以来，作为用于产业用工艺的动作的监视、控制的装置，使用双线式工艺装置，该双线式工艺装置具备电源电路及电流控制电路，该电源电路根据经由双线式传输路径提供的电流来生成电源电压该电流控制电路根据工艺状态等来控制流向传输路径的电流的大小。

图5中示出由母机和子机构成的双线式工艺装置的一例(例如，参见专利文献1)。该双线式工艺装置200采用具备母机3和子机4的构成。

母机3具备CPU(Central Processing Unit)3_1和电流控制电路3_2。子机4具备CPU4_1、A/D转换器4_2及传感器4_3。

在该双线式工艺装置200中，子机4中的传感器4_3采用例如压力传感器。该传感器4_3中的测量值(模拟值)被A/D转换器4_2转换为数字值并送往CPU4_1。CPU4_1将来自A/D转换器4_2的测量值作为数据送往母机3。

来自子机4的数据(测量值)被母机3的CPU3_1取入。CPU3_1将取入的数据送往电流控制电路3_2。电流控制电路3_2调整返回双线式传输路径L的电流I的值以使其成为与来自CPU3_1的数据相对应的电流值。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第5870695号说明书

发明内容

发明要解决的问题

在该双线式工艺装置200中，在将经由双线式传输路径L提供的电流(电流信号)I设为例如4～20mA的情况下，能够在双线式工艺装置200中利用的电流被限制在能够始终确保的4mA以下(例如，3.6mA)。

但是，存在如下问题：在工厂等噪音较大的环境中，母机3和子机4之间的通信所消耗的电流优选为较大，若想要确保母机3和子机4之间的通信所消耗的电流，必须牺牲其它处的消耗电流。

本发明是为了解决这些课题而完成的，其目的在于，提供一种能够确保母机和子机之间的通信所消耗的电流而不会牺牲其它处的消耗电流的双线式工艺装置。

解决课题的技术手段

为了实现这样的目的，本发明为一种双线式工艺装置(100)，具备：一次电源电路(12_1)，其构成为，根据经由双线式传输路径(L)提供的电流来生成电源电压(V1)；母机主电源电路(12_2)，其构成为，接收从一次电源电路提供的电源电压并生成在母机(1)中使用的主电源电压(V2)；子机主电源电路(21_1)，其构成为，接收从一次电源电路提供的电源并生成在子机(2)中使用的主电源电压(V3)；以及电流检测电阻(14)，其检测返回至双线式传输路径的电流的值，所述双线式工艺装置(100)通过母机接收从子机发送来的数据，并根据该接收到的数据来调整由电流检测电阻检测的电流的值，所述双线式工艺装置的特征在于，母机(1)具备：母机主电路(12)，其具备一次电源电路(12_1)、母机主电源电路(12_2)、以及母机端的运算处理部(12_3)，所述母机端的运算处理部构成为接收从母机主电源电路提供的电源电压而进行动作；母机副电路(13)，其具备母机端的通信驱动器(13_1)、母机副电源电路(13_2)以及母机端的并联调节器(13_3)，所述母机端的通信驱动器构成为与子机之间发送接收数据，所述母机副电源电路构成为生成向母机端的通信驱动器的电源电压(V5)，所述母机端的并联调节器构成为生成向母机副电源电路的电源电压(V4)；以及母机端的隔离器(15)，其构成为绝缘地发送接收母机端的运算处理部和母机端的通信驱动器间的数字数据，子机(2)具备：子机主电路(21)，其具备子机主电源电路(21_1)、以及子机端的运算处理部(21_2)，所述子机端的运算处理部构成为接收从子机主电源电路所提供的电源电压而进行动作；子机副电路(22)，其具备子机端的通信驱动器(22_1)、子机副电源电路(22_2)以及子机端的并联调节器(22_3)，所述子机端的通信驱动器构成为与母机之间发送接收数据，所述子机副电源电路构成为生成向子机端的通信驱动器的电源电压(V7)，所述子机端的并联调节器构成为生成向子机副电源电路的电源电压(V6)；以及子机端的隔离器(23)，其构成为绝缘地发送接收子机端的运算处理部和子机端的通信驱动器间的数字数据，母机端的并联调节器利用在母机主电路中使用并经由电流检测电阻返回至双线式传输路径的电流(IM)来生成向母机副电源电路的电源电压，子机端的并联调节器利用在子机主电路中使用并经由电流检测电阻返回至双线式传输路径的电流(IS)来生成向子机副电源电路的电源电压。

在本发明中，母机上设有母机主电路和母机副电路，子机上设有子机主电路和子机副电路。母机上的母机主电路内的运算处理部和母机副电路内的通信驱动器之间的数字数据的发送接收、以及子机上的子机主电路内的运算处理部和子机副电路内的通信驱动器之间的数字数据的发送接收通过各自的隔离器绝缘地进行。

在本发明中，从母机端的并联调节器向母机副电源电路提供电源电压(恒定电压)，其中，该母机副电源电路向母机端的通信驱动器提供电源电压。另外，从子机端的并联调节器向子机副电源电路提供电源电压(恒定电压)，其中，该子机副电源电路向子机端的通信驱动器提供电源电压。

此时，母机端的并联调节器利用在母机主电路中使用并经由电流检测电阻返回双线式传输路径的电流来生成向母机副电源电路的电源电压，子机端的并联调节器利用在子机主电路中使用并经由电流检测电阻返回双线式传输路径的电流来生成向子机副电源电路的电源电压。

需要说明的是，在上述说明中，作为一例，附图上与发明的构成要素相对应的构成要素利用带有括号的参照符号表示。

发明的效果

如上所述，根据本发明，母机端的并联调节器利用在母机主电路中使用并经由电流检测电阻返回双线式传输路径的电流来生成向母机副电源电路的电源电压，子机端的并联调节器利用在子机主电路中使用并经由电流检测电阻返回双线式传输路径的电流来生成向子机副电源电路的电源电压，因此，能够将母机及子机各自的主电路中使用后的电流挪用于母机及子机之间的通信，进而能够确保母机和子机之间的通信所消耗的电流而不会牺牲其它处的消耗电流。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的双线式工艺装置的主要部分的图。

图2是表示在母机副电路端设有电流控制电路的例子的图。

图3是表示母机和子机为1：1的情况的图。

图4是表示母机1和子机2为1：N(N≥2)时的图。

图5是表示由母机和子机构成的双线式工艺装置的一例的图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行详细说明。图1是表示本发明的实施方式的双线式工艺装置100(100A)的主要部分的图。

该双线式工艺装置100通过由处理器、存储装置构成的硬件、及与这些硬件协作而实现各种功能的程序来实现，并由母机1和子机2构成。

母机1具备母机主电路12、母机副电路13、电流检测电阻14及隔离器15。子机2具备子机主电路21、子机副电路22及隔离器23。

在母机1中，母机主电路12具备一次电源电路12_1、母机主电源电路12_2、CPU12_3及电流控制电路12_4。母机副电路13具备通信驱动器13_1、母机副电源电路13_2及并联调节器13_3。

在母机主电路12中，一次电源电路12_1根据经由双线式传输路径L提供的电流I来生成一次电源电压V1。母机主电源电路12_2接收从一次电源电路12_1提供的一次电源电压V1，并生成向CPU12_3的电源电压(主电源电压)V2。

在母机副电路13中，并联调节器13_3生成向母机副电源电路13_2的电源电压(恒定电压)V4，母机副电源电路13_2生成向通信驱动器13_1的电源电压V5。在本实施方式中，作为并联调节器13_3，使用恒压二极管ZD1。

在母机1中，电流检测电阻14检测返回至双线式传输路径L的电流I的值而作为电压值Vpv。隔离器15设于母机主电路12和母机副电路13之间，绝缘地发送接收CPU12_3和通信驱动器13_1间的数字数据。在本实施方式中，作为隔离器15，使用数字隔离器，该数字隔离器利用了隔着绝缘体而对置的线圈的磁耦合。

在子机2中，子机主电路21具备子机主电源电路21_1、CPU21_2、A/D转换器21_3及传感器21_4。子机副电路22具备通信驱动器22_1、子机副电源电路22_2及并联调节器22_3。

在子机主电路21中，子机主电源电路21_1接收由母机1的一次电源电路12_1提供的一次电源电压V1，并生成向CPU21_2的电源电压(主电源电压)V3。

在子机副电路22中，并联调节器22_3生成向子机副电源电路22_2的电源电压(恒定电压)V6，子机副电源电路22_2生成向通信驱动器22_1的电源电压V7。在本实施方式中，作为并联调节器22_3，使用恒压二极管ZD2。

在子机2中，隔离器23设于子机主电路21和子机副电路22之间，绝缘地发送接收CPU21_2和通信驱动器22_1之间的数字数据。在本实施方式中，作为隔离器23，使用数字隔离器，该数字隔离器利用了隔着绝缘体而对置的线圈的磁耦合。

在该双线式工艺装置100中，子机2中的传感器21_4例如采用压力传感器。该传感器21_4中的测量值(模拟值)被A/D转换器21_3转换为数字值并送往CPU21_2。CPU21_2通过隔离器23将来自A/D转换器21_3的测量值送往通信驱动器22_1。通信驱动器22_1将从CPU21_2发送来的测量值作为数据送往母机1。

从子机2发送来的数据(测量值)被母机1中的通信驱动器13_1接收，并通过隔离器15被CPU12_3取入。CPU12_3将取入的数据送往电流控制电路12_4。电流控制电路12_4将表示由电流检测电阻14检测的电流I的值的电压值Vpv作为输入，并调整返回双线式传输路径L的电流I的值，以使该电压值Vpv成为与从CPU12_3发送来的数据相对应的电压值(与接收到的数据相对应的电压值)。

在该双线式工艺装置100中，从母机1端的并联调节器13_3向母机副电源电路13_2提供电源电压(恒定电压)V4，其中，该母机副电源电路13_2向母机1端的通信驱动器13_1提供电源电压V5。另外，从子机2端的并联调节器22_3向子机副电源电路22_2提供电源电压(恒定电压)V6，其中，该子机副电源电路22_2向子机2端的通信驱动器22_1提供电源电压V7。

此时，母机1端的并联调节器13_3利用在母机主电路12中使用并经由电流检测电阻14返回双线式传输路径L的电流IM而生成向母机副电源电路13_2的电源电压V4，子机2端的并联调节器22_3利用在子机主电路21中使用并经由电流检测电阻14返回双线式传输路径L的电流IS而生成向子机副电源电路22_2的电源电压V6。

由此，在本实施方式的双线式工艺装置100中，能够将母机及子机各自的主电路中所使用的电流(IM、IS)挪用于母机及子机之间的通信，能够确保母机1和子机2之间的通信所消耗的电流而不会牺牲其它处的消耗电流。

需要说明的是，在上述实施方式中，将电流控制电路12_4设于母机主电路12，但如图2中所示双线式工艺装置100(100B)那样，也可以在母机副电路13端设置电流控制电路12_4。

在该情况下，将CPU12_3和通信驱动器13_1之间的隔离器15作为第一隔离器15_1，并在CPU12_3和电流控制电路12_4之间设置第二隔离器15(15_2)。

另外，在上述实施方式中，说明了母机1和子机2为1：1的情况(参见图3)，但在母机1和子机2为1：N(N≥2)的情况下(参加图4)，也可以相同地构成。

另外，在上述实施方式中，作为隔离器15、23，使用了数字隔离器，该数字隔离器利用了隔着绝缘体而对置的线圈的磁耦合，但也可以采用光电耦合器等数字隔离器。

另外，在上述实施方式中，作为并联调节器13_3、22_3，使用了恒压二极管ZD1、ZD2，但本发明中使用的并联调节器不限定于恒压二极管。

另外，在上述实施方式中，针对从通信驱动器22_1向通信驱动器13_1发送数据的情况进行了说明，但也能够从通信驱动器13_1向通信驱动器22_1发送来自上位装置的指令。

〔实施方式的扩展〕

以上，参考实施方式对本发明进行了说明，但本发明不限定于上述实施方式。对于本发明的构成及详细内容，可以在本发明的技术思想的范围内进行本领域技术人员能够理解的各种变更。

符号说明

1…母机、2…子机、12…母机主电路、12_1…一次电源电路、12_2…母机主电源电路、12_3…CPU、12_4…电流控制电路、13…母机副电路、13_1…通信驱动器、13_2…母机副电源电路、13_3…并联调节器、14…电流检测电阻、15(15_1、15_2)、23…隔离器、21…子机主电路、21_1…子机主电源电路、21_2…CPU、21_3…A/D转换器、21_4…传感器、22…子机副电路、22_1…通信驱动器、22_2…子机副电源电路、22_3…并联调节器、100(100A、100B)…双线式工艺装置。

Claims

1.一种双线式工艺装置，具备：

一次电源电路，其构成为，根据经由双线式传输路径提供的电流来生成电源电压；

母机主电源电路，其构成为，接收从所述一次电源电路提供的电源电压并生成在母机中使用的主电源电压；

子机主电源电路，其构成为，接收从所述一次电源电路提供的电源并生成在子机中使用的主电源电压；以及

电流检测电阻，其检测返回至所述双线式传输路径的电流的值，

通过所述母机接收从所述子机发送来的数据，并根据该接收到的数据来调整由所述电流检测电阻检测的电流的值，所述双线式工艺装置的特征在于，

所述母机具备：

母机主电路，其具备所述一次电源电路、所述母机主电源电路、以及母机端的运算处理部，所述母机端的运算处理部构成为接收从所述母机主电源电路提供的电源电压而进行动作；

母机副电路，其具备母机端的通信驱动器、母机副电源电路以及母机端的并联调节器，所述母机端的通信驱动器构成为与所述子机之间发送接收数据，所述母机副电源电路构成为生成向所述母机端的通信驱动器的电源电压，所述母机端的并联调节器构成为生成向所述母机副电源电路的电源电压；以及

母机端的隔离器，其构成为绝缘地发送接收所述母机端的运算处理部和所述母机端的通信驱动器之间的数字数据，

所述子机具备：

子机主电路，其具备所述子机主电源电路、以及子机端的运算处理部，所述子机端的运算处理部构成为接收从所述子机主电源电路提供的电源电压而进行动作；

子机副电路，其具备子机端的通信驱动器、子机副电源电路以及子机端的并联调节器，所述子机端的通信驱动器构成为与所述母机之间发送接收数据，所述子机副电源电路构成为生成向所述子机端的通信驱动器的电源电压，所述子机端的并联调节器构成为生成向所述子机副电源电路的电源电压；以及

子机端的隔离器，其构成为绝缘地发送接收所述子机端的运算处理部和所述子机端的通信驱动器间的数字数据，

所述母机端的并联调节器利用在所述母机主电路中使用并经由所述电流检测电阻返回至所述双线式传输路径的电流来生成向所述母机副电源电路的电源电压，

所述子机端的并联调节器利用在所述子机主电路中使用并经由所述电流检测电阻返回至所述双线式传输路径的电流来生成向所述子机副电源电路的电源电压。

2.根据权利要求1所述的双线式工艺装置，其特征在于，

所述母机主电路具备：

电流控制电路，其将表示由所述电流检测电阻检测的电流值的电压值作为输入，并调整返回至所述双线式传输路径的电流的值，以使该电压值成为与所述接收到的数据相对应的电压值。

3.根据权利要求1所述的双线式工艺装置，其特征在于，所述双线式工艺装置以所述母机端的隔离器为第一母机端的隔离器，，

所述母机副电路具备：

电流控制电路，其将表示由所述电流检测电阻检测的电流值的电压值作为输入，并调整返回至所述双线式传输路径的电流的值，以使该电压值成为与所述接收到的数据相对应的电压值，

所述母机具备：

第二母机端的隔离器，其构成为绝缘地发送从所述母机端的运算处理部到所述电流控制电路的数字数据。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的双线式工艺装置，其特征在于，

所述母机端的隔离器及所述子机端的隔离器采用数字隔离器，所述数字隔离器利用了隔着绝缘体而对置的线圈的磁耦合。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的双线式工艺装置，其特征在于，

对于所述母机，设有多个所述子机。