TWI769717B - 增設基座單元、控制裝置、控制系統及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之增設基座單元(10)係具備：輸入連接器(101、102)，係經由電纜(C11、C12)而可通信地連接於前段的基座單元之連接器，藉此可從前段的基座單元接收信號；及複數個輸出連接器(111、112)，係分別經由電纜(C21、C22)而可通信地連接於後段的增設基座單元之複數個連接器，藉此可將輸入連接器(101、102)所接收的信號發送至後段的增設基座單元。

Description

增設基座單元、控制裝置、控制系統及控制方法
本發明係關於增設基座單元、控制裝置、控制系統及控制方法。
已知有為了提升PLC(可程式邏輯控制器(programmable logic controller))的可靠性而將CPU(中央處理器(central processing unit))單元多重化的技術。例如，專利文獻1揭示一種CPU單元雙重化的技術，利用藉由相互連接追蹤電纜(tracking cable)而可確認相互的狀態的二個CPU單元、及可連接於個別的CPU單元連接之二個基本基座單元的CPU雙重化用增設基座單元，將CPU單元雙重化。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開2007-164722號公報
[發明所欲解決之課題]
另外，會於增設基座單元進一步連接增設基座單元。例如專利文獻1揭示在CPU雙重化用增設基座單元的後段進一步設置增設基座單元，而藉由一條電纜來連接CPU雙重化用增設基座單元與進一步設置的增設基座單元的例子。例如，僅有CPU雙重化用增設基座單元而無法充分地搭載I／O(輸入／輸出(Input／Output))單元時，就必須進一步設置增設基座單元。
在此，「前段」、「後段」的表現係以基本基座單元為基準的表現。專利文獻1的例中，CPU雙重化用增設基座單元係基本基座單元的「後段」且係進一步設置的增設基座單元的「前段」。
專利文獻1中，連接CPU雙重化用增設基座單元與進一步設置的增設基座單元的電纜僅有一條。因此，當該電纜發生斷線、變質等異常時，連接於進一步設置的增設基座單元的單元與CPU單元之間的通信就會發生異常。因此，專利文獻1所記載的技術中，PLC的可靠度不足。
本發明係鑒於上述的情事而完成者，目的在於提供一種能夠將增設基座單元彼此連接之電纜多重化的增設基座單元等。 [用以解決課題的手段]
為了達成上述的目的，本發明的基座單元係具備： 輸入連接器，係經由電纜而可通信地連接於前段的基座單元之連接器，藉此可從前述前段的基座單元接收信號；及 複數個輸出連接器，係分別經由電纜而可通信地連接於後段的增設基座單元之複數個連接器，藉此可將前述輸入連接器所接收的信號發送至前述後段的增設基座單元。 [發明功效]
依據本發明，能夠將連接增設基座單元彼此的電纜多重化。
以下，參照圖式說明本發明之實施型態的控制系統。各圖中，對於相同或相等的部分標記相同的符號。
(實施型態1) 參照圖1說明實施型態1的控制系統1000。控制系統1000係例如從感測器取得感測器值並根據感測器值而控制工作機械的控制系統。控制系統1000係具備控制裝置1a、控制裝置1b、控制裝置2a及控制裝置2b。控制裝置2a與控制裝置2b係藉由追蹤電纜TC而可通信地連接。控制裝置2a與控制裝置1a係藉由匯流排連接電纜C11而可通信地連接。同樣地，控制裝置2b與控制裝置1a係藉由匯流排連接電纜C12而可通信地連接。控制裝置1a與控制裝置1b係藉由匯流排連接電纜C21及匯流排連接電纜C22而可通信地連接。同樣地，控制裝置1b與未圖示的其他控制裝置係藉由匯流排連接電纜C31及匯流排連接電纜C32而可通信地連接。該未圖示的其他控制裝置也可藉由匯流排連接電纜而與進一步設置的其他控制裝置可通信地連接。控制系統1000係本發明之控制系統的一例。匯流排連接電纜C係本發明之電纜的一例。
為簡化說明，以下會有將控制裝置1a與控制裝置1b統稱為控制裝置1的情形。對於控制裝置2a與控制裝置2b也同樣地會有統稱為控制裝置2的情形。再者，後述的其他的構成亦同。
控制系統1000中，藉由控制裝置2a與控制裝置2b而將控制裝置2雙重化。再者，控制系統1000中，藉由匯流排連接電纜C21及匯流排連接電纜C22而將連接控制裝置1a與控制裝置1b的匯流排連接電纜雙重化。再者，控制系統1000中，各控制裝置1係串聯連接於控制裝置2。
控制裝置1係具備增設基座單元10、I／O單元11、及電源單元12。I／O單元11及電源單元12係連接於增設基座單元10所具備之未圖示的插槽。I／O單元11係可通信地連接於未圖示的感測器及工作機械。電源單元12係對增設基座單元10及I／O單元11供給電力。增設基座單元10係與連接於未圖示之插槽的單元進行通信，而與利用匯流排連接電纜所連接的其他基座單元進行通信。控制裝置2係因控制裝置1具備此等單元而能夠與控制裝置1進行通信，且能夠控制與I／O單元11連接之感測器及工作機械。控制裝置1也可具備複數個I／O單元11，也可具備複數個電源單元12。控制裝置1為本發明之控制裝置的一例。I／O單元11為本發明之輸入輸出單元的一例。感測器及工作機械為本發明之外部機器的一例。
增設基座單元10係具備輸入連接器101、輸入連接器102、輸出連接器111及輸出連接器112。圖1中，匯流排連接電纜C11連接於輸入連接器101a，匯流排連接電纜C12連接於輸入連接器102a，匯流排連接電纜C21連接於輸出連接器111a，匯流排連接電纜C22連接於輸出連接器112a。同樣地，匯流排連接電纜C21連接於輸入連接器101b，匯流排連接電纜C22連接於輸入連接器102b，匯流排連接電纜C31連接於輸出連接器111b，匯流排連接電纜C32連接於輸出連接器112b。換言之，各增設基座單元10係串聯地連接。再者，由於增設基座單元10a係連接於後述的基本基座單元20a及基本基座單元20b，所以各增設基座單元10係串聯地連接於基本基座單元20。
藉由增設基座單元10具有各二個輸入連接器及輸出連接器，而能夠將連接增設基座單元10彼此的匯流排連接電纜雙重化。再者，藉由增設基座單元10具備二個輸入連接器，而能夠將經雙重化後的二個控制裝置2，亦即控制裝置2a與控制裝置2b連接於增設基座單元10a。增設基座單元10的構成之詳細內容將於後述。增設基座單元10為本發明之增設基座單元的一例。
此外，在此所指的「輸入」及「輸出」的表現，係以從前段的基座單元往後段的增設基座單元的信號流為基準。因此，使用於與前段的基座單元之通信的連接器為「輸入連接器」，使用於與後段的增設基座單元之通信的連接器為「輸出連接器」。此外，「前段的基座單元」可為基本基座單元、增設基座單元中之任一者。
控制裝置2係具備基本基座單元20、CPU單元21及電源單元22。控制系統1000係具備控制裝置2a與控制裝置2b，控制裝置2a之CPU單元21a與控制裝置2b之CPU單元21b係藉由追蹤電纜TC而連接，藉此，將控制裝置2雙重化。
CPU單元21及電源單元22係連接於基本基座單元20所具備之未圖示的插槽。CPU單元21係控制I／O單元11所連接的感測器及工作機械。CPU單元21係與利用追蹤電纜TC所連接之其他CPU單元21進行通信。再者， CPU單元21係藉由對增設基座單元10發送切換控制信號而切換該增設基座單元10所使用的輸出連接器，詳細內容將於後述。電源單元22係對基本基座單元20及CPU單元21供給電力。控制裝置2也可具備複數個電源單元22。再者， I／O單元也可連接於基本基座單元20的插槽。CPU單元21之構成的詳細內容將於後述。
基本基座單元20係與連接於未圖示的插槽的單元進行通信，而與利用匯流排連接電纜所連接的增設基座單元10進行通信。基本基座單元20係具備輸出連接器201。圖1中，匯流排連接電纜C11連接於基本基座單元20a的輸出連接器201a，匯流排連接電纜C12連接於基本基座單元20b的輸出連接器201b。基本基座單元20之構成的詳細內容將於後述。基本基座單元20為本發明之基本基座單元的一例。
控制裝置2係因控制裝置2具備此等單元，而能夠控制連接於控制裝置1的I／O單元11的感測器及工作機械。
接著，參照圖2詳細地說明增設基座單元10的構成。在此，圖2中顯示增設基座單元10a的構成作為代表，惟增設基座單元10b及連接於增設基座單元10b的未圖示之其他基座單元的構成亦同。
增設基座單元10係具備輸入連接器101、輸入連接器102、輸出連接器111、輸出連接器112、輸入控制部121、輸入切換部122、輸出控制部131、輸出切換部132、一個以上的插槽190、及匯流排B。插槽190係可通信地連接於匯流排B。輸入切換部122係根據輸入控制部121的控制而將輸入連接器101與輸入連接器102中之一者與匯流排B可通信地連接，詳細內容將於後述。同樣地，輸出切換部132係根據輸出控制部131的控制而將輸出連接器111及輸出連接器112中之一者與匯流排B可通信地連接。匯流排B係在增設基座單元10之內部連接輸入切換部122、輸出切換部132及插槽190的內部匯流排。匯流排B為本發明之內部匯流排的一例。
輸入連接器101及輸入連接器102係經由匯流排連接電纜而可通信地連接於前段的基座單元的輸出連接器。增設基座單元10a中，輸入連接器101a經由匯流排連接電纜C11而可通信地連接於前段的基本基座單元20a的輸出連接器201a，輸入連接器102a經由匯流排連接電纜C12而可通信地連接於前段的基本基座單元20b的輸出連接器201b。輸入連接器101及輸入連接器102係本發明之輸入連接器的一例。
輸出連接器111及輸出連接器112係經由匯流排連接電纜而可通信地連接於後段的增設基座單元的輸入連接器。增設基座單元10a中，輸出連接器111a經由匯流排連接電纜C21而可通信地連接於後段的增設基座單元10b的輸入連接器101b，輸出連接器112a經由匯流排連接電纜C22而可通信地連接於後段的增設基座單元10b的輸入連接器102b。輸出連接器111及輸出連接器112係本發明之輸出連接器的一例。
輸入控制部121係監視輸入連接器101及輸入連接器102所接收的信號，並辨識使用於前段的基座單元與匯流排B之通信的輸入連接器，且控制後述的輸入切換部122將所辨識出的輸入連接器與匯流排B連接。使用於該通信的輸入連接器與未使用於該通信的輸入連接器中，由於輸入連接器接收的信號不同，因此，輸入控制部121藉由監視輸入連接器101及輸入連接器102所接收的信號，能夠辨識出使用於前段的基座單元與匯流排B之通信的輸入連接器。例如，輸入控制部121藉由判別輸入連接器接收到的時鐘信號為周期性變化者或是完全無變化者，而能夠辨識使用於該通信的輸入連接器。
此外，前段的基座單元為一個增設基座單元10時，不論二個基本基座單元20中之任一者，也僅有輸入連接器101與輸入連接器102中之一者使用於該前段的基座單元與匯流排B的通信，詳細內容將於後述。
輸入切換部122係根據輸入控制部121而將使用於前段的基座單元與匯流排B之通信的輸入連接器與匯流排B可通信地連接。圖2中將輸入切換部122繪示為開關，惟輸入切換部122係包含例如電晶體、繼電器等切換元件的切換電路。輸入控制部121及輸入切換部122為本發明之第一連接裝置的一例。
輸出控制部131係於經由匯流排B而從前段的基座單元接收到切換控制信號時，控制輸出切換部132而切換匯流排B所連接的輸出連接器。CPU單元21係於檢測出二個增設基座單元10之通信有異常時，對於該二個增設基座單元10中之前段的增設基座單元10發送切換控制信號，詳細內容將於後述。因此，輸出控制部131能夠經由匯流排B而從前段的基座單元接收切換控制信號。結果，增設基座單元10b中，僅有輸入連接器101b與輸入連接器102b中之一者使用於增設基座單元10a與增設基座單元10b的通信。
例如，假設連接增設基座單元10a之輸出連接器111a與增設基座單元10b之輸入連接器101b的匯流排連接電纜C21發生異常而致使輸出連接器111a與輸入連接器101b不能進行通信的情形。在此，將輸出切換部132設為連接輸出連接器111a與匯流排B。此時，CPU單元21係檢測到輸出連接器111a與輸入連接器101b之間為異常部位，並對屬於前段的增設基座單元10之增設基座單元10a發送切換控制信號。經由匯流排B而從CPU單元21接收到切換控制信號的輸出控制部131係控制輸出切換部132，將連接於匯流排B的輸出連接器從輸出連接器111a切換至輸出連接器112a。
輸出切換部132係根據輸出控制部131的控制而切換連接到匯流排B的輸出連接器。換言之，輸出切換部132係根據從前段的基座單元所接收到的切換控制信號，將輸出連接器111及輸出連接器112中之一個輸出連接器與匯流排B可通信地連接。圖2中將輸出切換部132繪示為開關，惟輸出切換部132係例如包含電晶體、繼電器等切換元件的切換電路。輸出控制部131及輸出切換部132為本發明之第二連接裝置的一例。
插槽190係連接於匯流排B，且可連接I／O單元11、電源單元12等單元。插槽190係將所連接的單元與匯流排B可通信地連接。
接著，參照圖3詳細地說明基本基座單元20的構成。此外，圖3中顯示基本基座單元20a的構成作為代表，惟基本基座單元20b的構成亦同。
基本基座單元20係具備輸出連接器201、一個以上的插槽202及匯流排BB。輸出連接器201及插槽202係與匯流排BB可通信地連接。
輸出連接器201係經由匯流排連接電纜而與後段的增設基座單元10a之輸入連接器可通信地連接。基本基座單元20a中，輸出連接器201a經由匯流排連接電纜C11而與後段的增設基座單元10a之輸入連接器101a可通信地連接。
插槽202係連接於匯流排BB，且可連接CPU單元21、電源單元22等單元。插槽202係將所連接的單元與匯流排BB可通信地連接。
連接於插槽202的CPU單元21經由匯流排BB、輸出連接器201及匯流排連接電纜而與增設基座單元10a進行通信。再者，CPU單元21亦與比增設基座單元10a更後段的增設基座單元10經由比該增設基座單元10更前段的各增設基座單元10進行通信。
接著，參照圖4詳細地說明CPU單元21的構成。CPU單元21係具備控制部210、第一通信部214、第二通信部215及記憶部216。
第一通信部214係例如可***插槽202的通信介面。第二通信部215係例如可***追蹤電纜TC的通信介面。
記憶部216係保存控制部210要執行的控制程式。再者，記憶部216係作為控制部210執行控制程式時的工作記憶體而發揮功能。記憶部216係具備例如保持控制程式之ROM(Read Only Memory；唯讀記憶體) 、及作為工作記憶體而發揮功能的RAM(Random Access Memory；隨機存取記憶體)。
控制部210係讀出並執行記憶部216所保存的控制程式。控制部210係具備MPU(micro processor unit；微處理單元)、CPU(central processing unit；中央處理器)等處理器。控制部210係藉由執行控制程式，而經由第一通信部214與基本基座單元20及連接於增設基座單元10的各單元進行通信。控制部210特別係與增設基座單元10所連接的I／O單元11進行通信而控制該I／O單元11所連接的感測器及工作機械。
再者，控制部210係經由第二通信部215而監視其他CPU單元21的狀態，於本身及其他CPU單元21皆為正常的狀態時，與其他CPU單元21進行通信，且調整成為本身及其他CPU單元21之中僅一者經由第一通信部214與各單元進行通信。
再者，控制部210係藉由執行控制程式而作為異常判定部211、異常部位檢測部212及切換控制部213發揮功能。
異常判定部211係判定CPU單元21與其他單元的通信是否有異常。在此所謂的其他單元並非僅為連接於基本基座單元20的單元，也包含連接於比基本基座單元20更後段之各增設基座單元10的單元。通信是否有異常的判定係例如CPU單元21對某一I／O單元11發送進行存取的信號時，是否從發送對象的I／O單元11回送回應，藉此進行判定。
異常部位檢測部212係於異常判定部211判定CPU單元21與其他單元之通信有異常時，檢測通信路徑之中何部位有異常。對於要如何地檢測出異常部位，容後以切換控制之動作進行說明。
切換控制部213係於異常部位檢測部212判定連接後段的各增設基座單元10彼此之匯流排連接電纜中之任一者有異常時，對藉由發生了該異常的匯流排連接電纜所連接的二個增設基座單元10中之前段的增設基座單元10發送切換控制信號。結果，增設基座單元10彼此的通信中，切換使用於該增設基座單元10的輸出連接器，因此，能夠經由雙重化的匯流排連接電纜之中未發生異常的匯流排連接電纜進行通信。
再者，切換控制部213係於異常部位檢測部212判定基本基座單元20之內部通信有異常時，或判定連接基本基座單元20與增設基座單元10的匯流排連接電纜有異常時，與其他CPU單元21進行通信，將命令切換控制系統的信號發送至該其他CPU單元21。此時，控制部210係停止經由第一通信部214之與各單元的通信。再者，切換控制部213係於從其他CPU單元21接收到命令切換控制系統的信號時，開始經由第一通信部214之與各單元的通信。藉由此等功能，基本基座單元20a與基本基座單元20b之中僅有一方與增設基座單元10a進行通信。換言之，藉由此等功能，切換控制感測器及工作機械之控制系統。由於二個控制系統不會同時成為有效，所以增設基座單元10a中，輸入連接器101a與輸入連接器102a之中僅有一者使用於基本基座單元20與增設基座單元10a的通信。
接著，參照圖5說明增設基座單元10之硬體構成的一例。圖5所示的增設基座單元10係藉由例如微控制器而實現。此外，基本基座單元20也可採用同樣的硬體構成。
增設基座單元10係具備經由匯流排2000而相互連接的處理器2001、記憶體2002及介面2003。
處理器2001係例如MPU、CPU等處理器。處理器2001藉由執行記憶體2002上所保持的控制程式而實現增設基座單元10之輸入控制部121及輸出控制部131的功能。
記憶體2002係例如包含ROM及RAM的主記憶裝置。記憶體2002係保存處理器2001要執行的控制程式。再者，記憶體2002係作為處理器2001執行控制程式時的工作記憶體而發揮功能。
介面2003係用以將增設基座單元10與其他單元可通信地連接的輸入輸出介面。藉由介面2003實現輸入連接器101、輸入連接器102、輸出連接器111、輸出連接器112及插槽190的功能。
接著，參照圖6說明增設基座單元10進行之輸入切換之動作的一例。圖6所示的動作係開始於例如增設基座單元10受到電力供給的時間點。
增設基座單元10的輸入控制部121係監視各輸出連接器接收的信號(步驟S101)。
輸入控制部121係根據步驟S101所監視的信號，辨識使用於與前段的基座單元之通信的輸出連接器(步驟S102)。
輸入控制部121係控制增設基座單元10的輸入切換部122而將步驟S102所辨識出的輸出連接器與匯流排B可通信地連接。此外，所辨識出的輸出連接器已與匯流排B連接的情形下，輸入切換部122也可不進行任何動作。然後，輸入控制部121係反覆進行自步驟S101起的動作。
接著，參照圖7說明增設基座單元10進行之輸出切換之動作的一例。圖7所示的動作係開始於例如增設基座單元10受到電力供給的時間點。
增設基座單元10的輸出控制部131係等待經由匯流排B從前段的基座單元發送來的切換控制信號(步驟S201)。
輸出控制部131在步驟S201接收到切換控制信號時，輸出控制部131係控制輸出切換部132而切換要連接至匯流排B的輸出連接器(步驟S202)。然後，輸出控制部131係反覆進行自步驟S201起的動作。
接著，參照圖8說明CPU單元21進行之切換控制之動作的一例。圖8所示的動作係開始於CPU單元21之控制部210的異常判定部211判定CPU單元21與其他單元之通信有異常時。再者，圖8所示的動作係基本基座單元20a上的CPU單元21a進行的動作。
CPU單元21a之控制部210的異常部位檢測部212係判定是否可對CPU單元21a本身所連接的基本基座單元20a上的單元進行存取(步驟S301)。
不能對基本基座單元20a上的單元進行存取時(步驟S301：否)，異常部位檢測部212係檢測出基本基座單元20a為異常部位(步驟S302)。
控制部210的切換控制部213係與CPU單元21b進行通信，將控制系統從CPU單元21a切換至基本基座單元20b上的CPU單元21b(步驟S303)。然後，控制部210係結束切換控制的動作。
能對基本基座單元20a上的單元進行存取時(步驟S301：是)，異常部位檢測部212係判定是否可對基本基座單元20a所連接的增設基座單元10a上的單元進行存取(步驟S304)。
不能對增設基座單元10a上的單元進行存取時(步驟S304：否)，異常部位檢測部212係檢測出連接基本基座單元20a與增設基座單元10a之匯流排連接電纜C11為異常部位(步驟S305)。
與上述同樣地，切換控制部213係與CPU單元21b進行通信，將控制系統從CPU單元21a切換至基本基座單元20b上的CPU單元21b(步驟S303)。然後，控制部210係結束切換控制的動作。
能對增設基座單元10a上的單元進行存取時(步驟S304：是)，異常部位檢測部212係判定是否可對增設基座單元10a所連接的增設基座單元10b上的單元進行存取(步驟S306)。
不能對增設基座單元10b上的單元進行存取時(步驟S306：否)，異常部位檢測部212係檢測出連接增設基座單元10a與增設基座單元10b之匯流排連接電纜C21或匯流排連接電纜C22為異常部位(步驟S307)。
切換控制部213係對增設基座單元10a與增設基座單元10b中之前段的增設基座單元10a發送切換控制信號，並切換使用於增設基座單元10a與增設基座單元10b之通信的輸出連接器(步驟S308)。然後，控制部210係結束切換控制的動作。
能對增設基座單元10b上的單元進行存取時(步驟S306：是)，控制部210係針對更後段的各增設基座單元10執行與步驟S306至S308相同的動作。藉由反覆進行此動作，切換控制部213係對其中任一增設基座單元10發送切換控制信號，而控制部210則結束切換控制的動作。
以上說明了實施型態1的控制系統1000。依據實施型態1之控制系統1000，各增設基座單元10具備二個輸入連接器及二個輸出連接器，藉由輸入控制部121與輸入切換部122而使任一輸入連接器與匯流排B連接，藉由輸出控制部131與輸出切換部132而使任一輸出連接器與匯流排B連接。因此，依據實施型態1之控制系統1000，能夠將連接增設基座單元10彼此的電纜多重化。
再者，實施型態1之控制系統1000中，I／O單元11、電源單元12、基本基座單元20及電源單元22能夠採用原本既有的硬體構成。再者，CPU單元21也能夠採用與既有的CPU單元相同的硬體構成，而僅變更保存於記憶部216之要以控制部210執行的控制程式即可。因此，實施型態1之控制系統1000中，不須針對增設基座單元10以外的單元籌措新的硬體。因此，依據實施型態1的控制系統1000，能夠低成本地將連接增設基座單元10彼此的電纜多重化。
再者，依據實施型態1的控制系統1000，由於增設基座單元10具備複個輸入連接器及輸出連接器而可使電纜可多重化的增設基座單元共用化，因此能夠降低成本。
(實施型態1的變形例) 實施型態1中，輸入控制部121係監視輸入連接器101及輸入連接器102所接收的信號而辨識前段的基座單元與匯流排B之通信所正在使用的輸入連接器，且控制輸入切換部122將所辨識出的輸入連接器與匯流排B連接。取而代之，輸入控制部121也可如圖9所示，監視發送至匯流排B的信號，而在檢測出從目前連接於匯流排B之輸入連接器發送至匯流排B的信號有異常時，控制輸入切換部122來切換連接於匯流排B的輸入連接器。例如，發送至匯流排B之信號一定期間以上未變化時，檢測出發送至匯流排B之信號有異常而切換連接於匯流排B的輸入連接器。藉由此變形例，雖亦必須檢測異常，但具有監視對象僅為一個的優點。
實施型態1中，藉由增設基座單元10具備二個輸入連接器與二個輸出連接器而可謀求匯流排連接電纜的雙重化，惟增設基座單元10也可藉由具備三個以上的輸入連接器與三個以上的輸出連接器來謀求匯流排連接電纜的多重化。再者，增設基座單元10之中，針對直接連接於基本基座單元20的增設基座單元10a，輸入連接器的數量與輸出連接器的數量也可不同。此係由於CPU單元21之多重化的程度無須與連接增設基座單元10彼此之匯流排連接電纜之多重化的程度相同之故。換言之，連接增設基座單元10彼此之匯流排連接電纜的數量無須與連接於增設基座單元10之基本基座單元20的數量相同。
再者，實施型態1中，係在所有的增設基座單元10之間將電纜多重化，惟也可考量僅在一部分的增設基座單元10之間將電纜多重化即可的情形。此種情形時，將電纜多重化之多重化區間中包含的增設基座單元10具備複數個輸入連接器與複數個輸出連接器即可，電纜未多重化之非多重區間中包含的增設基座單元10分別具備至少一個輸入連接器101與輸出連接器即可。再者，位於非多重區間與多重區間之間的增設基座單元10具備至少一個輸入連接器與複數個輸出連接器或是具備複數個輸入連接器與至少一個輸出連接器即可。
(實施型態2) 以下說明實施型態2的控制系統1000。惟，實施型態2中，控制系統1000之整體構成係與圖1所示的實施型態1的情形相同。實施型態2的控制系統1000中，增設基座單元10之輸出連接器111及輸出連接器112恆常地連接於匯流排B，而對於輸出連接器111及輸出連接器112之至少一方的輸出連接器輸出顯示選擇了何輸出連接器的選擇信號，詳細內容將於後述。
參照圖10說明實施型態2之增設基座單元10之構成之中與實施型態1的相異點。首先，實施型態2之增設基座單元10與實施型態1的相異點在於不具備輸出切換部132且輸出連接器111及輸出連接器112恆常可通信地連接於匯流排B。並且，與實施型態1的相異點在於輸出控制部131將後述的選擇信號輸出至輸出連接器111與輸出連接器112中之一方的輸出連接器。再者，與實施型態1的相異點在於輸入控制部121將輸出連接器111與輸出連接器112中之接收到選擇信號的輸入連接器與匯流排B連接。圖10所示的虛線箭號表示選擇信號的輸入輸出。此外，實施型態2中，匯流排連接電纜必須有用以傳送選擇信號的信號線。
實施型態2的輸出控制部131大致上與實施型態1相同，惟，與實施型態1的相異點在於經由匯流排B從前段的基座單元接收到切換控制信號時，並非控制輸出切換部132，而是選擇與目前所選擇的輸出連接器不同的輸出連接器，並將選擇信號輸出至該不同的輸出連接器。並且，輸出控制部131係在增設基座單元10剛受到電力供給之後，即選擇輸出連接器111與輸出連接器112中之任一方，並將選擇信號輸出至所選擇的輸出連接器，作為初始化時的處理。實施型態2中，輸出控制部131係本發明之選擇信號輸出裝置的一例。
實施型態2之輸入控制部121與實施型態1的相異點在於將輸入切換部122控制成將輸入連接器101與輸入連接器102中之接收到選擇信號的輸入連接器與匯流排B可通信地連接。惟，前段的基座單元為基本基座單元20時，由於基本基座單元20不輸出選擇信號，所以輸入連接器101與輸入連接器102皆不會接收選擇信號。此情形下，輸入控制部121係與實施型態1同樣地控制輸入切換部122。
以上說明了實施型態2的控制系統1000。依據實施型態2，可省略輸出切換部132，且同時達成與實施型態1同樣的功效。
(實施型態3) 以下說明實施型態3的控制系統1000。惟，實施型態3中，控制系統1000之整體構成係與圖1所示的實施型態1的情形相同。實施型態3中，增設基座單元10的構成與實施型態1不同。其中，增設基座單元10的構成雖與實施型態1不同，然而輸出連接器及輸入連接器的輸出入信號係與實施型態1完全相同，所使用的匯流排連接電纜也與實施型態1完全相同，詳細內容將於後述。
參照圖11說明實施型態3之增設基座單元10之構成之中與實施型態1的相異點。首先，實施型態3之增設基座單元10與實施型態1的相異點在於不具備輸入控制部121、輸入切換部122、輸出控制部131及輸出切換部132。並且，與實施型態1的相異點在於增設基座單元10具備轉送部150，轉送部150係具備包含埠P1至P6之複數個埠、轉送控制部151及記憶部152。再者，與實施型態1的相異點在於輸入連接器101、輸入連接器102、輸出連接器111、輸出連接器112分別連接於埠P1至P4，複數個插槽190分別連接於包含埠P5、P6之複數個埠之各個埠。轉送部150係藉由後述的轉送控制部151的功能，而適當地且可通信地連接於輸入連接器101、輸入連接器102、輸出連接器111、輸出連接器112及各插槽190，所以轉送部150可為本發明之內部匯流排的一例。
轉送部150係藉由例如微控制器來實現。此情形下，轉送控制部151係例如該微控制器具備的MPU，記憶部152係例如該微控制器具備的ROM及RAM，各埠係例如該微控制器具備的I／O介面。後述的轉送控制部151的功能係藉由例如該MPU讀出並執行該ROM所保存的控制程式而實現。
記憶部152係保存後述的轉送控制部151的轉送處理所要使用的轉送目的地表(也稱為「轉送位址表」)。轉送目的地表係例如圖12所示者。轉送目的地表的詳細內容將於後述。
轉送控制部151係監視埠P1從輸入連接器101接收到的信號及埠P2從輸入連接器102接收到的信號，而辨識前段的基座單元與作為匯流排之轉送部150之通信所正在使用的埠。轉送控制部151係藉由後述的轉送處理，將所辨識出的埠所接收到的信號轉送至輸出連接器111、輸出連接器112或各插槽190。藉由轉送控制部151，將所辨識出的一個埠所連接的一個輸入連接器與作為匯流排的轉送部150可通信地連接。此功能中，轉送控制部151係本發明之第一連接裝置的一例。
轉送控制部151係參照記憶部152所保存的轉送目的地表，而對於與上述所辨識出的埠所接收到的信號之發送目的地(也稱為「發送位址」)對應的埠，進行轉送該信號的轉送處理。轉送目的地表為例如圖12所示者時，轉送控制部151係將以I／O單元11a作為發送目的地的信號轉送至埠P6，且將以I／O單元11b、電源單元12b等增設基座單元10b上的單元作為發送目的地的信號轉送至埠P3。藉由轉送控制部151進行的轉送處理，將作為匯流排的轉送部150與作為轉送目的地埠所設定的一個埠所連接的一個輸出連接器可通信地連接。此功能中，轉送控制部151為本發明之第二連接裝置的一例。
再者，轉送控制部151係在經由上述所辨識出的埠從前段的基座單元接收到切換控制信號時，將記憶部152所保存的轉送目的地表改寫，而將以增設基座單元10b上的單元作為發送目的地的信號之轉送目的地埠，從輸出連接器111所連接的埠P3變更至輸出連接器112所連接的埠P4。藉由此功能，轉送控制部151可在接收到切換控制信號時，切換連接於作為匯流排之轉送部150的輸出連接器。
依據以上說明，藉由轉送部150可實現與實施型態1之輸入控制部121、輸入切換部122、輸出控制部131、輸出切換部132及匯流排B同樣的功能。因此，依據實施型態3的控制系統1000，於增設基座單元10的構成中採用轉送部150之同時，達成與實施型態1同樣的功效。再者，如以上所述，由於轉送部150能夠藉由例如微控制器而實現，所以依據實施型態3，能夠藉由低成本且高自由度的設計來構成增設基座單元10。例如，實施型態3中，即便是將增設基座單元10的輸入連接器及輸出連接器增加的情形，就轉送部150而言，若微控制器具備的埠數充足，亦可將要藉由轉送控制部151執行之控制程式改寫來對應。
本發明係在不脫離本發明之廣義的精神與範圍的情形下，可進行各式各樣的實施型態及變形。再者，上述實施型態係用以說明本發明而非用以限定本發明的範圍者。換言之，本發明的範圍係如申請專利範圍所示而如實施型態所示者。申請專利範圍內及其均等的發明之意義的範圍內進行之各式各樣的變形亦視為於本發明的範圍內。
1,1a,1b,2,2a,2b:控制裝置 10,10a,10b:增設基座單元 11,11a,11b:I／O單元 12,12a,12b:電源單元 20,20a,20b:基本基座單元 21,21a,21b:CPU單元 22,22a,22b:電源單元 101,101a,101b,102,102a,102b:輸入連接器 111,111a,111b,112,112a,112b:輸出連接器 121:輸入控制部 122:輸入切換部 131:輸出控制部 132:輸出切換部 150:轉送部 151:轉送控制部 152:記憶部 190:插槽 201,201a,201b:輸出連接器 202:插槽 210:控制部 211:異常判定部 212:異常部位檢測部 213:切換控制部 214:第一通信部 215:第二通信部 216:記憶部 1000:控制系統 2000:匯流排 2001:處理器 2002:記憶體 2003:介面 B,BB:匯流排 C11,C12,C21,C22,C31,C32:匯流排連接電纜 P1至P6:埠 TC:追蹤電纜
圖1係顯示本發明之實施型態1之控制系統之構成的圖。 圖2係顯示本發明之實施型態1之增設基座單元之構成的圖。 圖3係顯示本發明之實施型態1之基本基座單元之構成的圖。 圖4係顯示本發明之實施型態1之CPU單元之構成的圖。 圖5係顯示本發明之實施型態1之增設基座單元之硬體構成的圖。 圖6係顯示本發明之實施型態1之增設基座單元進行之輸入切換之動作的一例的流程圖。 圖7係顯示本發明之實施型態1之增設基座單元進行之輸出切換之動作的一例的流程圖。 圖8係顯示本發明之實施型態1之CPU單元進行之切換控制之動作的一例的流程圖。 圖9係顯示本發明之實施型態1之變形例之增設基座單元之構成的圖。 圖10係顯示本發明之實施型態2之增設基座單元之構成的圖。 圖11係顯示本發明之實施型態3之增設基座單元之構成的圖。 圖12係顯示本發明之實施型態3之增設基座單元之記憶部中保持之轉送目的地表之一例的圖。
10,10a:增設基座單元
11a:I/O單元
12a:電源單元
101,101a:輸入連接器
102,102a:輸入連接器
111,111a:輸出連接器
112,112a:輸出連接器
121:輸入控制部
122:輸入切換部
131:輸出控制部
132:輸出切換部
190:插槽
B:匯流排
C11,C12,C21,C22:匯流排連接電纜

Claims (9)

  1. 一種增設基座單元，係具備：複數個輸入連接器，係經由電纜而可通信地連接於前段的基座單元之連接器，藉此可從前述前段的基座單元接收信號；複數個輸出連接器，係分別經由電纜而可通信地連接於後段的增設基座單元之複數個連接器，藉此可將前述輸入連接器所接收的信號發送至前述後段的增設基座單元；內部匯流排；第一連接裝置，係將前述複數個輸入連接器之中的一個輸入連接器與前述內部匯流排可通信地連接；及第二連接裝置，係將前述複數個輸出連接器之中的一個輸出連接器與前述內部匯流排可通信地連接，而不將其他的輸出連接器與前述內部匯流排可通信地連接；前述第一連接裝置係監視從藉由前述第一連接裝置所連接之前述輸入連接器發送至前述內部匯流排的信號，於檢測出該信號的異常時，切換與前述內部匯流排連接的輸入連接器。
  2. 如請求項1所述之增設基座單元，其中，前述第二連接裝置係於經由前述第一連接裝置所連接的前述輸入連接器及前述內部匯流排從前述前段的基座單元接收到切換控制信號時，切換與前述內部匯流排連接的輸出連接器。
  3. 如請求項1或2所述之增設基座單元，其中， 前述第一連接裝置係監視複數個前述輸入連接器之各個輸入連接器所接收到的信號而辨識前述前段的基座單元與前述內部匯流排之通信所正在使用的前述輸入連接器，並將所辨識出的前述輸入連接器與前述內部匯流排可通信地連接。
  4. 如請求項1所述之增設基座單元，更具備：選擇信號輸出裝置，係選擇前述複數個輸出連接器之中的一個輸出連接器，並將選擇信號輸出至所選擇的前述輸出連接器。
  5. 如請求項4所述之增設基座單元，其中，前述選擇信號輸出裝置係於前述輸入連接器從前述前段的基座單元接收到切換控制信號時，選擇與目前所選擇之前述輸出連接器不同的輸出連接器，並對所選擇的前述不同的輸出連接器輸出前述選擇信號。
  6. 如請求項4或5所述之增設基座單元，其中，複數個前述輸入連接器係分別經由電纜而可通信地連接於前段的增設基座單元之複數個連接器，藉此可從前述前段的增設基座單元接收信號；前述第一連接裝置係將複數個前述輸入連接器中之接收到從前述前段的增設基座單元所輸出的選擇信號的輸入連接器與前述內部匯流排可通信地連接。
  7. 一種控制裝置，係具備：請求項1至6中任一項所述之增設基座單元；及輸入輸出單元，係可通信地連接於前述增設基座單元而控制外部機器。
  8. 一種控制系統，係具備：複數個請求項1至6中任一項所述之增設基座單元；輸入輸出單元，係控制外部機器；基本基座單元；及 CPU單元，係可通信地連接於前述基本基座單元；前述輸入輸出單元係可通信地連接於前述複數個增設基座單元之中的一個增設基座單元；各前述增設基座單元係串聯連接於前述基本基座單元；前述CPU單元係經由前述基本基座單元及前述增設基座單元而與前述輸入輸出單元進行通信，而控制前述外部機器。
  9. 一種控制方法，係控制增設基座單元，該增設基座單元係具備：複數個輸入連接器，係經由電纜而可通信地連接於前段的基座單元之連接器；複數個輸出連接器，係分別經由電纜而可通信地連接於後段的增設基座單元之複數個連接器；內部匯流排；第一連接裝置，係將前述複數個輸入連接器之中的一個輸入連接器與前述內部匯流排可通信地連接；及第二連接裝置，係將前述複數個輸出連接器之中的一個輸出連接器與前述內部匯流排可通信地連接，而不將其他的輸出連接器與前述內部匯流排可通信地連接；該控制方法係將由前述輸入連接器從前述前段的基座單元所接收的信號經由前述複數個輸出連接器而發送至前述後段的增設基座單元；前述第一連接裝置係監視從藉由前述第一連接裝置所連接之前述輸入連接器發送至前述內部匯流排的信號，於檢測出該信號的異常時，切換與前述內部匯流排連接的輸入連接器。
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