WO2022234619A1 - 入出力モジュール及び制御システム - Google Patents

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弘史 秋場
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三菱電機株式会社
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    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/4185—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the network communication

Definitions

  • the present disclosure relates to input/output modules and control systems.
  • a control system including a programmable logic controller (PLC) is used as a system for controlling such devices.
  • PLC programmable logic controller
  • the input/output (I/O, Input/Output) module included in the PLC acquires information on the input/output that controls the equipment from the host controller connected via the network, and supplies signals or power to the equipment. .
  • Patent Documents 1 and 2 describe an input/output module that operates while being connected to a CPU (Central Processing Unit) module that operates as a higher-level controller that sets the input/output module.
  • CPU Central Processing Unit
  • the input/output modules described in Patent Documents 1 and 2 include circuits that continue output to subsequent devices when the upper controller stops operating.
  • the input/output modules described in Patent Literatures 1 and 2 operate by connecting a host controller. Therefore, even if these input/output modules are used, power and signals cannot be supplied to external devices connected to the input/output modules until after connection with the host controller.
  • the present disclosure has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an input/output module capable of confirming the operation of an external device connected to the input/output module by starting up the control system before connecting the host controller. and to provide a control system.
  • an input/output module includes an input section having an input terminal for inputting a signal, an output section having an output terminal for outputting the signal, and a value of the signal output from the output terminal.
  • a communication unit that receives from a host controller first setting information that sets a condition or a condition between the value of a signal input to an input terminal and the value of a signal that is output from an output terminal, and outputs from the output terminal Received by a setting receiving unit for receiving second setting information for setting a condition of a signal value or a condition between a value of a signal input to an input terminal and a value of a signal output from an output terminal; and a communication unit.
  • a setting storage unit for storing the received first setting information or the second setting information accepted by the setting accepting unit; and a setting based on the first setting information or the second setting information stored in the setting storage unit an input/output control unit that controls output from the output terminal of a signal having a value determined by the input terminal, or output from the output terminal of a signal having a value according to the set condition and the value of the signal input to the input terminal;
  • an input/output module and a control system capable of performing start-up work of the control system before connecting the host controller and confirming the operation of external devices connected to the input/output module. can.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an entire control system according to a first embodiment of the present disclosure
  • FIG. FIG. 2 is a diagram for explaining details of an input unit and an output unit of an input/output module included in the control system shown in FIG. 1
  • FIG. 2 is a diagram showing a specific example of information stored in a setting storage unit of an input/output module included in the control system shown in FIG. 1
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of signals output by an input/output module included in the control system shown in FIG. 1
  • FIG. 3 is a diagram showing another example of signals output by an input/output module included in the control system shown in FIG. 1
  • FIG. 3 is a diagram showing another example of signals output by an input/output module included in the control system shown in FIG.
  • FIG. 3 is a diagram showing another example of signals output by an input/output module included in the control system shown in FIG. 1;
  • FIG. 3 is a diagram showing another example of signals output by an input/output module included in the control system shown in FIG. 1;
  • FIG. 3 is a diagram showing another example of signals output by an input/output module included in the control system shown in FIG. 1;
  • FIG. 2 is a diagram showing a specific example of a hardware configuration that implements an input/output module included in the control system shown in FIG. 1; The figure explaining the whole control system which concerns on 2nd Embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of information displayed on a display unit included in the control system shown in FIG. 11;
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the overall control system according to Modification 1;
  • FIG. 11 is a diagram for explaining the overall control system according to Modification 2;
  • control system 1 functioning as a PLC (Programmable Logic Controller) including an input/output (I/O, Input/Output) module 300 according to the first embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. .
  • PLC Programmable Logic Controller
  • the control system 1 shown in FIG. 1 includes an input/output module 300 , a host controller 200 that outputs signals for controlling the input/output module 300 , and a power supply 60 that supplies power to the input/output module 300 .
  • External devices 401 and 402 are also connected to the input/output module 300 .
  • Setting tools 100 and 101 are connected to the input/output module 300 . Although details will be described later, the setting tools 100 and 101 set setting information regarding signals input from the external device 401 and signals output to the external device 402 .
  • the setting tools 100 and 101 include, for example, a personal computer (PC) installed with application software, a smart phone, a tablet terminal, or the like.
  • the setting tool 100 is connected to the input/output module 300 via the host controller 200 .
  • the setting tool 101 is directly connected to the input/output module 300 without going through the host controller 200 .
  • the host controller 200 acquires setting information to be set in the input/output module 300 from the setting tool 100 .
  • the upper controller 200 may execute a program created by the user and generate setting information to be set in the input/output module 300 based on the execution result.
  • the input/output module 300 includes a communication section 500 that communicates with the connected host controller 200 .
  • the input/output module 300 acquires setting information set by the setting tool 100 via the host controller 200 .
  • the input/output module 300 also includes a communication unit 501 that directly communicates with the setting tool 101 .
  • the input/output module 300 acquires setting information set by the setting tool 101 .
  • the communication unit 501 is an example of a communication interface or setting reception unit.
  • the setting information is an example of first setting information or second setting information.
  • the setting tool 101 is an example of a setting terminal.
  • the input/output module 300 receives the setting information stored in the setting storage unit 310 via the setting storage unit 310 that stores setting information related to input/output received by the communication unit 500 or the communication unit 501 . , a setting switching unit 320 for switching between and the one received via the communication unit 501, a mode switching unit 340 for switching a start-up discrimination mode, which will be described later, and a start-up discrimination flag value corresponding to the start-up discrimination mode.
  • the input unit 350 Based on the setting information stored in the flag storage unit 330 and the setting storage unit 310, receives the signal supplied from the connected external device 401 and outputs the signal to the connected external device 402. and an input/output control unit 370 that controls the value of the signal output from the output unit 360 .
  • the start-up determination mode is divided into a "start-up mode” indicating that the control system 1 is in the start-up state and a "non-start-up mode” indicating that the control system 1 is in a state other than the start-up state. Either.
  • the mode switching unit 340 switches the value of the startup determination mode between the "startup mode” and the "non-startup mode”.
  • the start-up determination flag is a flag corresponding to the start-up determination mode, and is set to ON when the start-up determination mode is the "start-up mode” and set to OFF when the start-up determination mode is the "non-start-up mode”.
  • the flag storage unit 330 stores the value of the ON or OFF startup determination flag.
  • the input section 350 shown in FIG. 2 has n input terminals X1, X2, . . . , Xn, and the output section 360 has n output terminals Y1, Y2, .
  • the values of the signals output from the output terminals Y1, Y2, . 2 shows an example in which the input terminals X1, X2, . . . , Xn and the output terminals Y1, Y2, . Y2, . . . , Yn may not correspond one-to-one.
  • the setting information is information for setting the values of the signals output from the output terminals Y1, Y2, . . . , Yn, or the values of the signals input to the input terminals X1, X2, . , and the value of the signal output from Yn.
  • the conditions may not relate to the values of the signals input to the input terminals X1, X2, . . . , Xn.
  • the condition may be the operation result of the program.
  • the input/output module 300 may acquire the calculation results of the program executed by the host controller 200 and output them to the output terminals Y1, Y2, . . . , Yn.
  • FIG. 3 shows an example of setting information.
  • the input/output control unit 370 causes the output terminal Y1 to output a signal with a value of "0", and the output terminal Y2 to output a signal having the same value as the signal input to the input terminal X2, A signal having a value of "1" is output to the output terminal Yn.
  • the input/output control unit 370 outputs to the output terminal Y3 a signal having a value represented by the AND of the value of the signal input to the input terminal X3 and the value of the signal input to X4.
  • the input/output control unit 370 causes the output terminal Y4 to output a signal having a value represented by the logical sum of the value of the signal input to the input terminal X1 and the value of the signal input to the input terminal X2.
  • the mode switching unit 340 is, for example, a toggle switch, a push button switch, or a DIP switch.
  • the mode switching unit 340 is not limited to a mechanical switch. It may be a physical or electronic switch.
  • the "startup mode" is an example of a first mode
  • the "non-startup mode” is an example of a second mode.
  • the setting switching unit 320 accepts the setting information to be stored in the setting storage unit 310 as received from the host controller 200 by the communication unit 501 based on the startup determination mode switched by the mode switching unit 340. Toggle between things. Specifically, setting switching unit 320 stores the setting information received from setting tool 101 by communication unit 501 in setting storage unit 310 when the flag stored in flag storage unit 330 is on. Setting switching unit 320 stores the setting information received by communication unit 500 from host controller 200 in setting storage unit 310 when the flag stored in flag storage unit 330 is off.
  • the setting storage unit 310 stores only one piece of setting information at a time. Therefore, for example, when the setting information received via the communication unit 501 is stored in the setting storage unit 310 and the communication unit 500 receives the setting information from the host controller 200, the setting storage unit 310 performs communication. The setting information received from the host controller 200 is overwritten by the unit 500 and stored.
  • the input/output control unit 370 changes the value of the signal to be output to the output unit 360 based on the setting information stored in the setting storage unit 310 or the value of the signal input to the input unit 350 . 4 to 9, values of signals input to input terminals X1, X2, . An example of the value of the signal to be received will be described.
  • the input/output control unit 370 controls all the output terminals Y1 and Y2 of the output unit 360 regardless of the values of the signals input to the input terminals X1, X2, . , . . . , Yn to output a signal of value "1". If the external device 402 operates upon receiving a signal of value "1", the external device 402 connected to the output unit 360 can be operated without connecting the external device 401 to the input unit 350 when the control system 1 is started. Operation can be confirmed.
  • the input/output control unit 370 performs the following operations according to whether or not the values of the signals input to the input terminals X1, X2, . control. As shown in FIG. 5, the input/output control unit 370 controls all the outputs of the output unit 360 when the values of the signals input to the input terminals X1, X2, . A signal of value "1" is output from terminals Y1, Y2, . . . , Yn. As shown in FIG. 6, the input/output control unit 370 controls the output unit 360 when the value of the signal input to at least one of the input terminals X1, X2, . A signal of value "0" is output from all the output terminals Y1, Y2, . . . , Yn.
  • the input/output module 300 can be used to realize the control system 1 that detects an abnormality and stops the power.
  • the input unit 350 is connected as the external device 401 with a safety switch that outputs a signal of value "0" when an abnormality is detected.
  • a safety switch that outputs a signal of value "0" when an abnormality is detected.
  • all the input terminals X1, X2, . causes the output terminals Y1, Y2, . . . , Yn to output signals of value "1".
  • the input/output control unit 370 outputs signals of value "0" from all the output terminals Y1, Y2, . . . , Yn.
  • the input/output control unit 370 does not change the value of the signal input to each input terminal X1, X2, . , Yn of the unit 360 .
  • the input device can directly control the external device 402 connected to the output unit 360 while interposing the input/output module 300 .
  • the input/output control section 370 outputs the signal according to the value of the signal input to the input terminal X1 selected as the control input terminal from the input terminals X1, X2, . . . , Xn of the input section 350. Control.
  • the input/output control section 370 causes input terminals X2, X3, . . . , Yn corresponding to each input terminal of the input section 350 of the output section 360 without changing the value of the input signal.
  • the input/output control section 370 controls all terminals other than the output terminal Y1 of the output section 360.
  • the external device can be stopped safely via the input terminal X1 selected as the control input terminal, and via the input terminals X2, X3, ..., Xn other than the input terminal X1 selected as the control input terminal.
  • the control of the external device 402 can be made compatible.
  • the input/output module 300 described above can be realized by, for example, the information processing device 10 having the hardware configuration shown in FIG.
  • the information processing device 10 includes a processor 11 that performs various processing, a network interface (IF) 12 that communicates with other devices such as an input device 16 and an output device 17, and a dynamic random access memory (DRAM) that temporarily stores information. access memory), SRAM (Static Random Access Memory), etc., a hard disk drive (HDD) that permanently stores information, an auxiliary storage device 14 such as a solid state drive (SSD), a processor 11, a network It comprises an interface 12 and a bus 15 which is a path for information exchanged between the main storage device 13 or the auxiliary storage device 14 .
  • IF network interface
  • DRAM dynamic random access memory
  • HDD static Random Access Memory
  • SSD solid state drive
  • processor 11 a network It comprises an interface 12 and a bus 15 which is a path for information exchanged between the main storage device 13 or the auxiliary storage device 14 .
  • the processor 11 is an example of hardware that implements the setting switching unit 320, the input/output control unit 370, etc. shown in FIG. 1, and the network interface 12 is an example of hardware that implements the communication units 500 and 501 shown in FIG.
  • the main storage device 13 and the auxiliary storage device 14 are examples of hardware that implements the flag storage unit 330, the setting storage unit 310, the mode storage unit 380, and the like shown in FIG.
  • the input device 16 is a device that receives input of data from the outside.
  • the input device 16 includes, for example, human interface devices such as a mouse, keyboard, touch panel, and microphone.
  • the input device 16 includes, for example, a portion for detecting the states of buttons, keys, etc. and inputting information.
  • the input device 16 may be a receiving interface such as a parallel bus or a serial bus, which is a device for detecting signals transmitted by other devices.
  • the output device 17 is a device that outputs information for displaying various information to the user, and includes, for example, a liquid crystal display, a CRT display, an organic EL display, and the like.
  • the output device 17 also includes a printer, plotter, and the like for printing information in the form of characters, images, and the like.
  • the output device 17 includes a display, a printer, and other parts for outputting information.
  • the user connects the external devices 401 and 402 to the input/output module 300 . Also, the user connects the setting tool 101 to the input/output module 300 via the communication unit 501 .
  • the startup determination mode of the input/output module 300 is set to the "startup mode". If the startup determination mode is the "non-startup mode", the user operates the setting tool 101 or the mode switching unit 340 of the input/output module 300 to set the startup determination mode to the "startup mode.” Set to Raise Mode.
  • the user operates the setting tool 101 to cause the input/output module 300 to acquire setting information in order to supply power from the power supply 60 to the external device 402 connected to the output unit 360 .
  • the user can test the operation of the connected external devices 401 and 402, or check the signals input to the input terminals X1, X2, . . . , Xn or the signals output from the output terminals Y1, Y2, . Then, the startup work of the control system 1 is performed.
  • the external devices 401 and 402 can be operated without connecting the host controller 200 to the input/output module 300 until the startup work is completed.
  • the user may connect the host controller 200 to the input/output module 300 after completing the start-up work.
  • the user connects the upper controller 200 to the communication unit 500 and connects the setting tool 100 to the upper controller 200 .
  • the user operates the setting tool 100 to set setting information in the host controller 200 .
  • the user may remove the setting tool 101 from the input/output module 300 after finishing the start-up work.
  • the user By operating the setting tool 100 or operating the mode switching unit 340, the user switches the startup determination mode from the “startup mode” to the "non-startup mode".
  • the user operates the setting tool 100 to set the setting information in the host controller 200 and causes the input/output module 300 to acquire the setting information.
  • the input/output module 300 operates the external devices 401 and 402 according to the setting information supplied from the host controller 200 .
  • the input/output module 300 there is no need to redo the connection between the external device 401 and the input unit 350 and between the external device 402 and the output unit 360 before and after the system startup work. Therefore, compared to the case where it is necessary to redo the connection between the external device 401 and the input unit 350 and between the external device 402 and the output unit 360, or to check the connection, the control system 1 is started up. Work time is shortened.
  • a safe start-up operation can be performed.
  • the input/output control unit 370 detects that the forced output command transmitted from the setting tool 101 connected to the communication unit 501 is received regardless of the signals input to the input terminals X1, X2, . . . , Xn. , Yn of the output section 360 to output "1".
  • the output from the output unit 360 can be changed without connecting the host controller 200.
  • the input/output module 300 can output signals without connecting the host controller 200, it becomes easier to plan the start-up work, and flexible planning becomes possible.
  • the signal output from the output unit 360 may be light, current, power, or the like.
  • a safety mechanism may be incorporated that cuts off the power supplied from the power supply 60 to the power section when checking the operation of the external devices 401 and 402 .
  • the setting storage unit 310 described above stores only one piece of setting information at a time. However, the setting storage unit 310 may store a plurality of pieces of setting information. For example, the setting storage unit 310 may store both setting information received via the communication unit 501 and setting information received by the communication unit 500 from the host controller 200 .
  • control system 2 In addition to the configuration of the control system 1, the control system 2 according to the second embodiment further includes a display section 601 that displays information on input/output. In the following, the parts different from the control system 1 will be mainly described.
  • the input/output module 600 includes a display section 601 that displays information about signals input to the input section 350 and information about signals output from the output section 360 .
  • the display unit 601 displays the states of the input terminals X1, X2, . . . , X8 and the states of the output terminals Y1, Y2, . It is In addition, the display unit 601 associates “ON” and “OFF” with bits “1” and “0” respectively, displays them for each bit, and collectively displays 4 bits as a hexadecimal value. do. According to the control system 2, the user can control the inputs of the input/output module 600 without directly measuring the values of the voltages, currents, etc. of the input terminals X1, X2, . . . , X8 and the output terminals Y1, Y2, . You can easily check the output.
  • the control systems 1 and 2 store the setting information received via the communication units 500 and 501 in the setting storage unit 310.
  • the setting information is received by the setting reception unit 502 provided in the input/output module 300. may be
  • the control system 3 includes a setting reception unit 502, and stores setting information received via the communication unit 501 or setting information received by the setting reception unit 502 in 310. It is.
  • the setting reception unit 502 is, for example, a toggle switch, a push button switch, or a DIP switch.
  • the user operates the setting reception unit 502 to input setting information.
  • the setting information received via the communication unit 500 and the setting information received by the setting reception unit 502 are switched by the setting switching unit 320, and one of the setting information is stored in the setting storage unit 310. .
  • the control systems 1, 2, 3 include an input/output module 600 having a display section 601 for displaying information on input/output.
  • the control system 4 according to the modification causes the display tool 701 to display information on input and output.
  • the parts different from those of the control systems 1 to 3 will be mainly described.
  • the input/output module 700 is connected via a communication unit 501 to a display tool 701 that displays error information that has occurred during input/output.
  • the user can easily find the cause of the error by looking at the display tool 701 from a place away from the input/output module 700.
  • the methods described in the above embodiments can be applied to various devices by writing them in a storage medium such as a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, or a semiconductor memory as a program that can be executed by a computer.
  • a computer that implements the present disclosure reads a program stored in a storage medium, and executes the above-described processes under the control of the program.
  • the present disclosure is not limited to the examples of embodiments described above, and can be implemented in other embodiments by adding appropriate modifications.

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Abstract

制御システム（１）に含まれる入出力モジュール（３００）は、信号が入力される入力端子を有する入力部（３５０）と、信号を出力する出力端子を有する出力部（３６０）と、出力端子から出力する信号の値の条件、又は、入力端子に入力された信号の値と出力端子から出力する信号の値との間の条件を設定する第１の設定情報を上位コントローラ（２００）から受信する通信部（５００）と、第２の設定情報を受け付ける設定受付部（５０１）と、通信部（５００）によって受信された第１の設定情報又は第２の通信部（５０１）によって受信された第２の設定情報を記憶する設定記憶部（３１０）と、第１の設定情報又は第２の設定情報に基づき、設定された値の信号を出力端子から出力させ、又は設定された条件及び入力端子に入力されている信号の値に従った値の信号を出力端子から出力させる制御を行う入出力制御部（３７０）と、を備える。

Description

入出力モジュール及び制御システム
　本開示は、入出力モジュール及び制御システムに関する。
　工場においては、生産工程を自動化する機器が用いられている。このような機器を制御するシステムとして、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ、Programmable Logic Controller）を含む制御システムが使用されている。
　ＰＬＣに含まれる入出力（Ｉ／Ｏ、Input/Output）モジュールは、ネットワークを介して接続されている上位コントローラから機器を制御する入出力に関する情報を取得して、機器に信号又は電力を供給する。
　特許文献１、２には、入出力モジュールを設定する上位コントローラとして動作するＣＰＵ（Central Processing Unit）モジュールに接続されて動作する入出力モジュールが記載されている。
特開２００８－２５１０５２号公報 特開平０３－２２２０１０号公報
　これらの入出力モジュールは、接続された上位コントローラの設定に従って動作する。このため、上位コントローラを接続した後でなければ、入出力モジュールを動作させることができず、制御システムの立上げ作業を行うことができないという問題がある。
　特許文献１、２に記載された入出力モジュールは、上位コントローラが動作を停止した場合に後続の機器に出力を継続する回路を備える。特許文献１、２に記載された入出力モジュールは、上位コントローラを接続して動作するものである。このため、これらの入出力モジュールを用いても、上位コントローラと接続した後でなければ、入出力モジュールに接続された外部機器に電力及び信号を供給することができない。
　従来の入出力モジュールを用いると、上位コントローラを接続する前に制御システムの立上げ作業を行い、入出力モジュールに接続された外部機器の動作を確認することができないという課題がある。
　本開示は上記実情に鑑みてなされたものであり、上位コントローラを接続する前に制御システムの立上げ作業を行い、入出力モジュールに接続された外部機器の動作を確認することができる入出力モジュール及び制御システムを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本開示に係る入出力モジュールは、信号が入力される入力端子を有する入力部と、信号を出力する出力端子を有する出力部と、出力端子から出力する信号の値の条件、又は、入力端子に入力された信号の値と出力端子から出力する信号の値との間の条件を設定する第１の設定情報を上位コントローラから受信する通信部と、出力端子から出力する信号の値の条件、又は、入力端子に入力された信号の値と出力端子から出力する信号の値との間の条件を設定する第２の設定情報を受け付ける設定受付部と、通信部によって受信された第１の設定情報又は設定受付部によって受け付けられた第２の設定情報を記憶する設定記憶部と、設定記憶部に記憶された第１の設定情報又は第２の設定情報に基づき、設定された値の信号を出力端子から出力させ、又は設定された条件及び入力端子に入力されている信号の値に従った値の信号を出力端子から出力させる制御を行う入出力制御部と、を備える。
　本開示によれば、上位コントローラを接続する前に制御システムの立上げ作業を行い、入出力モジュールに接続された外部機器の動作を確認することができる入出力モジュール及び制御システムを提供することができる。
本開示の第１の実施の形態に係る制御システムの全体を説明する図。 図１に示す制御システムに含まれる入出力モジュールの入力部と出力部の詳細を説明する図。 図１に示す制御システムに含まれる入出力モジュールの設定記憶部に記憶される情報の具体例を示す図。 図１に示す制御システムに含まれる入出力モジュールが出力する信号の一例を示す図。 図１に示す制御システムに含まれる入出力モジュールが出力する信号の別の例を示す図。 図１に示す制御システムに含まれる入出力モジュールが出力する信号の別の例を示す図。 図１に示す制御システムに含まれる入出力モジュールが出力する信号の別の例を示す図。 図１に示す制御システムに含まれる入出力モジュールが出力する信号の別の例を示す図。 図１に示す制御システムに含まれる入出力モジュールが出力する信号の別の例を示す図。 図１に示す制御システムに含まれる入出力モジュールを実現するハードウェア構成の具体例を示す図。 第２の実施の形態に係る制御システムの全体を説明する図。 図１１に示す制御システムに含まれる表示部に表示される情報の一例を示す図。 変形例１に係る制御システムの全体を説明する図。 変形例２に係る制御システムの全体を説明する図。
　（第１の実施の形態）
　以下、本開示の第１の実施の形態に係る入出力（Ｉ／Ｏ、Input/Output）モジュール３００を含む、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）として機能する制御システム１について、図面を参照して説明する。
　（制御システム１の概略）
　図１に示す制御システム１は、入出力モジュール３００と、入出力モジュール３００を制御する信号を出力する上位コントローラ２００と、入出力モジュール３００に電力を供給する電源６０と、を含む。
　また、入出力モジュール３００には、外部機器４０１、４０２が接続される。
　（設定ツール１００、１０１について）
　入出力モジュール３００には、設定ツール１００、１０１が接続される。詳しくは後述するが、設定ツール１００、１０１は、外部機器４０１から入力される信号と外部機器４０２に出力する信号に関する設定情報を設定するものである。
　設定ツール１００、１０１は、例えば、アプリケーションソフトウェアがインストールされたパーソナル・コンピュータ（Personal Computer、ＰＣ）、スマートフォン、タブレット端末等を含む。
　設定ツール１００は、上位コントローラ２００を介して入出力モジュール３００に接続される。設定ツール１０１は、上位コントローラ２００を介さずに直接入出力モジュール３００に接続される。
　（上位コントローラ２００について）
　上位コントローラ２００は、設定ツール１００から入出力モジュール３００に設定する設定情報を取得するものである。
　上位コントローラ２００は、ユーザによって作成されたプログラムを実行して、実行した結果に基づいて、入出力モジュール３００に設定する設定情報を生成してもよい。
　（入出力モジュール３００の構成）
　入出力モジュール３００は、接続された上位コントローラ２００と通信する通信部５００を備えている。入出力モジュール３００は、上位コントローラ２００を介して、設定ツール１００によって設定された設定情報を取得する。
　また、入出力モジュール３００は、設定ツール１０１と直接通信する通信部５０１を備えている。入出力モジュール３００は、設定ツール１０１によって設定された設定情報を取得する。
　通信部５０１は通信インタフェース又は設定受付部の一例である。設定情報は、第１の設定情報又は第２の設定情報の一例である。設定ツール１０１は設定端末の一例である。
　（入出力モジュール３００の詳細）
　入出力モジュール３００は、通信部５００又は通信部５０１が受信した入出力に関する設定情報を記憶する設定記憶部３１０と、設定記憶部３１０に記憶する設定情報を、通信部５００を介して受信したものと通信部５０１を介して受信したものとの間で切り替える設定切替部３２０と、後述する立ち上げ判別モードを切り替えるモード切替部３４０と、立ち上げ判別モードに対応する立ち上げ判別フラグの値を記憶するフラグ記憶部３３０と、設定記憶部３１０に記憶された設定情報に基づき、接続された外部機器４０１から供給された信号が入力される入力部３５０と、接続された外部機器４０２に信号を出力する出力部３６０と、出力部３６０から出力される信号の値を制御する入出力制御部３７０と、を備える。
　（立ち上げ判別モードと立ち上げ判別フラグについて）
　立ち上げ判別モードは、制御システム１が立ち上げ作業の状態にあることを示す「立ち上げモード」と制御システム１が立ち上げ作業の状態以外の状態にあることを示す「非立ち上げモード」の何れかである。モード切替部３４０は、「立ち上げモード」と「非立ち上げモード」との間で立ち上げ判別モードの値を相互に切り替える。
　立ち上げ判別フラグは、立ち上げ判別モードに対応するフラグであり、立ち上げ判別モードが「立ち上げモード」であるときにオンに、「非立ち上げモード」であるときにオフに設定される。フラグ記憶部３３０は、オン又はオフの立ち上げ判別フラグの値を記憶する。
　（入力部３５０と出力部３６０について）
　図２に示す入力部３５０は、ｎ個の入力端子Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｎを有し、出力部３６０は、ｎ個の出力端子Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙｎを有する。
　出力端子Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙｎから出力される信号の値は、設定記憶部３１０に記憶された設定情報に基づいて、入出力制御部３７０によって制御される。
　図２には、入力端子Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｎと出力端子Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙｎが一対一に対応する例を示したが、入力端子Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｎと出力端子Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙｎは、一対一に対応していなくてもよい。
　設定情報は、出力端子Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙｎから出力する信号の値を設定する情報、又は、入力端子Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｎに入力された信号の値と出力端子Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙｎから出力する信号の値との間の条件を設定する情報を含む。条件は、入力端子Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｎに入力された信号の値に関しないものであってもよい。例えば、条件は、プログラムの演算結果であってもよい。上位コントローラ２００によって実行されたプログラムの演算結果を入出力モジュール３００が取得して、出力端子Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙｎに出力することであってもよい。
　（入出力制御部３７０について）
　図３は、設定情報の一例を示したものである。入出力制御部３７０は、設定情報に基づいて、出力端子Ｙ１に値「０」の信号を出力させ、出力端子Ｙ２に入力端子Ｘ２に入力された信号の値と同じ値の信号を出力させ、出力端子Ｙｎに値「１」の信号を出力させる。入出力制御部３７０は、設定情報に基づいて、出力端子Ｙ３に入力端子X３入力される信号の値とＸ４に入力される信号の値の論理積で表される値の信号を出力させる。入出力制御部３７０は、設定情報に基づいて、出力端子Ｙ４に入力端子Ｘ１に入力される信号の値とＸ２に入力される信号の値の論理和で表される値の信号を出力させる。
　図１に戻って、モード切替部３４０は、例えば、トグルスイッチ、押しボタンスイッチ、ディップスイッチである。モード切替部３４０は、機械的なスイッチに限られず、例えば、上位コントローラ２００が接続されたことを検知して、立ち上げ判別モードを「立ち上げモード」から「非立ち上げモード」に変更する電気的又は電子的なスイッチであってもよい。
　モード切替部３４０によって切り替えられる立ち上げ判別モードのうち、「立ち上げモード」は第１のモードの一例であり、「非立ち上げモード」は第２のモードの一例である。
　設定切替部３２０は、モード切替部３４０によって切り替えられた立ち上げ判別モードに基づいて、設定記憶部３１０に記憶する設定情報を、通信部５０１が上位コントローラ２００から受信したものと通信部５０１が受け付けたものの間で切り替える。
　具体的には、設定切替部３２０は、フラグ記憶部３３０に記憶されたフラグがオンであるときには、通信部５０１が設定ツール１０１から受け付けた設定情報を設定記憶部３１０に記憶する。設定切替部３２０は、フラグ記憶部３３０に記憶されたフラグがオフであるときには、通信部５００が上位コントローラ２００から受信した設定情報を設定記憶部３１０に記憶する。
　設定記憶部３１０は、一度に一つの設定情報しか記憶しない。このため、例えば、設定記憶部３１０に通信部５０１を介して受信した設定情報が記憶されている場合で、通信部５００が上位コントローラ２００から設定情報を受け付けたとき、設定記憶部３１０は、通信部５００が上位コントローラ２００から受け付けた設定情報で上書きして記憶する。
　入出力制御部３７０は、設定記憶部３１０に記憶された設定情報又は入力部３５０に入力される信号の値に基づいて、出力部３６０に出力させる信号の値を変化させる。
　以下、図４から図９を参照して、入力部３５０の各入力端子Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｎに入力される信号の値と出力部３６０の各出力端子Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙｎから出力される信号の値の例を説明する。
　図４に示す例において、入出力制御部３７０は、入力部３５０の各入力端子Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｎに入力される信号の値に関わらず、出力部３６０の全ての出力端子Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙｎに値「１」の信号を出力させる。値「１」の信号を受けて外部機器４０２が動作すれば、制御システム１の立ち上げ時、入力部３５０に外部機器４０１を接続しなくても、出力部３６０に接続された外部機器４０２の動作を確認することができる。
　別の例において、入出力制御部３７０は、入力部３５０の入力端子Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｎに入力される信号の値が全てオンを表す「１」であるか否かに応じて、次の制御を行う。
　図５に示すように、入出力制御部３７０は、入力部３５０の入力端子Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｎに入力される信号の値が全て「１」であるとき、出力部３６０の全ての出力端子Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙｎから値「１」の信号を出力させる。
　図６に示すように、入出力制御部３７０は、入力部３５０の入力端子Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｎの少なくとも１つに入力される信号の値が「０」であるとき、出力部３６０の全ての出力端子Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙｎからの出力から値「０」の信号を出力させる。
　この制御によれば、入出力モジュール３００を使用して、異常を検出して動力を停止する制御システム１を実現することができる。
　入力部３５０には、外部機器４０１として、異常を検出したときに値「０」の信号を出力する安全スイッチが接続されている。
　図５に示したように、全てのセンサ、安全スイッチが異常を検出しないときには、全ての入力端子Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｎに値「１」の信号が入力されるため、入出力制御部３７０は、出力端子Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙｎに値「１」の信号を出力させる。
　少なくとも１つの安全スイッチが異常を検出したとき、例えば、図６に示した入力端子Ｘ３に接続された安全スイッチが異常を検出して、入力端子Ｘ３に値「０」の信号が入力されたときには、入出力制御部３７０は、全ての出力端子Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙｎから値「０」の信号を出力させる。
　この構成を備える制御システム１によれば、安全スイッチが異常を検出すると、全ての出力端子Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙｎから値「０」の信号が出力される。このため、値「０」の信号を検知して停止する外部機器４０２を出力部３６０に接続することにより、外部機器４０２を安全に停止させることができる。
　更に別の例において、図７に示すように、入出力制御部３７０は、入力部３５０の各入力端子Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｎに入力された信号の値を変更せずに、対応する出力部３６０の各出力端子Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙｎに出力させる。
　入力部３５０に外部機器４０１として入力装置を接続することにより、入出力モジュール３００を介在させつつ、入力装置に出力部３６０に接続された外部機器４０２を直接制御することができる。
　また別の例において、入出力制御部３７０は、入力部３５０の入力端子Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｎから制御入力端子として選択された入力端子Ｘ１に入力される信号の値に応じて、出力を制御する。
　図８に示す例において、入力端子Ｘ１に値「１」の信号が入力されたとき、入出力制御部３７０は、入力部３５０の入力端子Ｘ１以外の各入力端子Ｘ２、Ｘ３、…、Ｘｎに入力された信号の値を変更せずに、そのまま出力部３６０の入力部３５０の各入力端子に対応する出力端子Ｙ２、Ｙ３、…、Ｙｎから出力させる。
　これに対し、図９に示す例において、制御入力端子として選択された入力端子Ｘ１に「０」の信号が入力されたとき、入出力制御部３７０は、出力部３６０の出力端子Ｙ１以外の全ての出力端子Ｙ２、Ｙ３、…、Ｙｎから値「０」の信号を出力させる。
　この制御によれば、制御入力端子として選択された入力端子Ｘ１を介した安全な外部機器の停止と、制御入力端子として選択された入力端子Ｘ１以外の入力端子Ｘ２、Ｘ３、…、Ｘｎを介した外部機器４０２の制御とを両立させることができる。
　以上説明した入出力モジュール３００は、例えば、図１０に示すハードウェア構成を備える情報演算装置１０によって実現することができる。
　情報演算装置１０は、様々な演算処理を行うプロセッサ１１と、入力装置１６、出力装置１７等の他の装置と通信するネットワークインタフェース（ＩＦ）１２と、情報を一時的に記憶するＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）等の主記憶装置１３と、情報を永続的に記憶するハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）等の補助記憶装置１４と、プロセッサ１１、ネットワークインタフェース１２、主記憶装置１３又は補助記憶装置１４の間で交換される情報の経路であるバス１５と、を備える。
　プロセッサ１１は図１に示した設定切替部３２０、入出力制御部３７０等を実現するハードウェアの一例であり、ネットワークインタフェース１２は図１に示した通信部５００、５０１を実現するハードウェアの一例であり、主記憶装置１３、補助記憶装置１４は図１に示したフラグ記憶部３３０、設定記憶部３１０、モード記憶部３８０等を実現するハードウェアの一例である。
　入力装置１６は、外部からのデータの入力を受け付ける装置である。入力装置１６は、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、マイク等のヒューマン・インタフェース・デバイスを含む。入力装置１６は、例えば、ボタン、キー等の状態を検知して情報を入力する部分を備える。
　なお、入力装置１６は、他装置が送信した信号を検知する装置である、パラレルバス、シリアルバス等の受信インタフェースであってもよい。
　出力装置１７は、ユーザに各種の情報を表示する情報を出力する装置であり、例えば、液晶ディスプレイ、ＣＲＴディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等を含む。出力装置１７は、情報を文字、画像等の形式で印刷するプリンタ、プロッタ等も含む。出力装置１７は、ディスプレイ、プリンタ等の情報を出力する部分を備える。
　以上説明した入出力モジュール３００を用いて、上位コントローラ２００が接続されていない制御システム１に上位コントローラ２００を接続して立ち上げる作業の流れを説明する。
　まず、ユーザは、入出力モジュール３００に外部機器４０１、４０２を接続する。また、ユーザは、入出力モジュール３００に通信部５０１を介して設定ツール１０１を接続する。
　出荷時に、入出力モジュール３００の立ち上げ判別モードは、「立ち上げモード」に設定されている。もし立ち上げ判別モードが「非立ち上げモード」であるならば、ユーザは、設定ツール１０１を操作して、又は入出力モジュール３００のモード切替部３４０を操作して、立ち上げ判別モードを「立ち上げモード」に設定する。
　ユーザは、出力部３６０に接続される外部機器４０２に電源６０から電力を供給するため、設定ツール１０１を操作して、設定情報を入出力モジュール３００に取得させる。
　ユーザは、接続した外部機器４０１、４０２の動作を試験したり、入力端子Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｎに入力される信号又は出力端子Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙｎから出力する信号を測定器で確認したりするなどして、制御システム１の立ち上げ作業を行う。
　立ち上げ作業時を完了するまでは、上位コントローラ２００を入出力モジュール３００に接続しなくても、外部機器４０１、４０２を動作させることができる。
　これに対し、立ち上げ作業を終えた後には、ユーザは、上位コントローラ２００を入出力モジュール３００に接続してもよい。ユーザは、通信部５００に上位コントローラ２００を接続し、上位コントローラ２００に設定ツール１００を接続する。ユーザは、設定ツール１００を操作して、上位コントローラ２００に設定情報を設定する。
　立ち上げ作業を終えた後においては、ユーザは、設定ツール１０１を入出力モジュール３００から取り外してもよい。
　ユーザは、設定ツール１００を操作することにより、又はモード切替部３４０を操作することにより、立ち上げ判別モードを「立ち上げモード」から「非立ち上げモード」に切り替える。
　ユーザは、設定ツール１００を操作して、設定情報を上位コントローラ２００に設定し、設定情報を入出力モジュール３００に取得させる。
　入出力モジュール３００は、上位コントローラ２００から供給された設定情報に従って、外部機器４０１、４０２を動作させる。
　入出力モジュール３００によれば、システム立ち上げ作業の前後で、外部機器４０１と入力部３５０の間、外部機器４０２と出力部３６０の間で接続のやり直しをする必要がない。このため、外部機器４０１と入力部３５０の間、外部機器４０２と出力部３６０の間で接続のやり直しをしたり、接続を確認したりする必要がある場合に比べて、制御システム１を立ち上げる作業にかかる時間が短縮される。
　なお、例えば、入力部３５０の入力端子Ｘ１に外部機器４０１として障害物の接近を検知してオフの信号を出力する安全スイッチを接続することにより、安全な立ち上げ作業を行うこともできる。
　なお、入出力制御部３７０は、入力端子Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｎに入力された信号にかかわらず、通信部５０１に接続した設定ツール１０１から送信された強制出力コマンドを受信したことを検知して、出力部３６０の各出力端子Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙｎに「１」を出力させてもよい。
　以上説明したように、制御システム１によれば、上位コントローラ２００を接続しなくとも、出力部３６０からの出力を変えることができる。
　また、上位コントローラ２００を接続しなくても入出力モジュール３００は信号を出力できるため、立ち上げ作業の計画の立案が容易になり、柔軟な計画が可能となる。
　出力部３６０から出力される信号は、光、電流、電力等であってもよい。立ち上げ作業を複数の段階に分けて行う場合には、外部機器４０１、４０２の動作を確認する時に電源６０から動力部に供給される電力を遮断する安全機構を組み込んでもよい。
　上述した設定記憶部３１０は、一度に一つの設定情報しか記憶しないものである。しかし、設定記憶部３１０は、複数の設定情報を記憶するものであってもよい。例えば、設定記憶部３１０は、通信部５０１を介して受信した設定情報と通信部５００が上位コントローラ２００から受け付けた設定情報の両方を記憶してもよい。
　（実施の形態２）
　第２の実施の形態に係る制御システム２は、制御システム１の構成に加え、入出力に関する情報を表示する表示部６０１を更に備えるものである。以下、制御システム１と異なる部分を中心に説明する。
　図１１に示すように、入出力モジュール６００は、入力部３５０に入力されている信号の情報及び出力部３６０から出力される信号の情報を表示する表示部６０１を備える。
　図１２に示すように、表示部６０１には、入力端子Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘ８の入力及び出力端子Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙ８のそれぞれ状態が「ＯＮ」又は「ＯＦＦ」のいずれかで表示されている。また、表示部６０１は、「ＯＮ」、「ＯＦＦ」をビットの「１」、「０」にそれぞれ対応させ、１ビット毎に表示し、かつ、４ビット分をまとめて１６進数の値として表示する。
　制御システム２によれば、ユーザは、入力端子Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘ８、出力端子Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙ８の電圧、電流等の値を直接測定しなくても、入出力モジュール６００の入出力を容易に確認することができる。
　（変形例１）
　制御システム１、２は、通信部５００、５０１を介して受信した設定情報を設定記憶部３１０に記憶するものであるが、設定情報は、入出力モジュール３００に設けられた設定受付部５０２によって受け付けられてもよい。
　図１３に示すように、変形例１に係る制御システム３は、設定受付部５０２を備え、通信部５０１を介して受信した設定情報又は設定受付部５０２によって受け付けられた設定情報を３１０に記憶するものである。
　設定受付部５０２は、例えば、トグルスイッチ、押しボタンスイッチ、ディップスイッチである。
　ユーザは、設定受付部５０２を操作して、設定情報を入力する。通信部５００を介して受信した設定情報と設定受付部５０２に入力され、受け付けられた設定情報が、設定切替部３２０によって切り替えられて、何れか一方の設定情報が設定記憶部３１０に記憶される。
　（変形例２）
　制御システム１、２、３は、入出力に関する情報を表示する表示部６０１を備える入出力モジュール６００を含むものである。これに対し、変形例に係る制御システム４は、入出力に関する情報を表示ツール７０１に表示させるものである。以下、制御システム１～３と異なる部分を中心に説明する。
　図１４に示すように、入出力モジュール７００には、通信部５０１を介して、入出力時に発生したエラー情報を表示する表示ツール７０１が接続されている。
　制御システム４によれば、ユーザは、入出力モジュール７００から離れた場所から、表示ツール７０１を見て容易にエラーの原因を探ることができる。
　なお、上記実施の形態において記載した手法は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、例えば磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリなどの記憶媒体に書き込んで各種装置に適用することが可能である。本開示を実現するコンピュータは、記憶媒体に記憶されたプログラムを読み込み、このプログラムによって動作が制御されることにより、上述した処理を実行するものである。
　また、本開示は、上述した実施の態様の例に限定されることなく、適宜の変更を加えることにより、その他の態様で実施できるものである。
　本開示は、本開示の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この開示を説明するためのものであり、本開示の範囲を限定するものではない。すなわち、本開示の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内及びそれと同等の開示の意義の範囲内で施される様々な変形が、本開示の範囲内とみなされる。
　１、２、３、４…制御システム、１０…情報演算装置、１１…プロセッサ、１２…ネットワークインタフェース、１３…主記憶装置、１４…補助記憶装置、１５…バス、１６…入力装置、１７…出力装置、６０…電源、１００、１０１…設定ツール、２００…上位コントローラ、３００、６００、７００…入出力モジュール、３１０…設定記憶部、３２０…設定切替部、３３０…フラグ記憶部、３４０…モード切替部、３５０…入力部、３６０…出力部、３７０…入出力制御部、４０１、４０２…外部機器、５００、５０１…通信部、５０２…設定受付部、６０１…表示部、７０１…表示ツール。

Claims (7)

  1. 　信号が入力される入力端子を有する入力部と、
    　信号を出力する出力端子を有する出力部と、
    　前記出力端子から出力する信号の値の条件、又は、前記入力端子に入力された信号の値と前記出力端子から出力する信号の値との間の条件を設定する第１の設定情報を上位コントローラから受信する通信部と、
    　前記出力端子から出力する信号の値の条件、又は、前記入力端子に入力された信号の値と前記出力端子から出力する信号の値との間の条件を設定する第２の設定情報を受け付ける設定受付部と、
    　前記通信部によって受信された前記第１の設定情報又は前記設定受付部によって受け付けられた前記第２の設定情報を記憶する設定記憶部と、
    　前記設定記憶部に記憶された前記第１の設定情報又は前記第２の設定情報に基づき、設定された前記値の信号を前記出力端子から出力させ、又は設定された条件及び前記入力端子に入力されている前記信号の値に従った値の信号を前記出力端子から出力させる制御を行う入出力制御部と、を備える、
    　入出力モジュール。
  2. 　第１のモードと第２のモードとの間でモードを切り替えるモード切替部を備え、
    　前記入出力制御部は、前記モードが前記第１のモードであるときに、前記第１の設定情報に基づき、設定された前記値の信号を前記出力端子から出力させ、又は設定された条件及び前記入力端子に入力されている前記信号の値に従った値の信号を前記出力端子から出力させ、
    　前記入出力制御部は、前記モードが前記第２のモードであるときに、前記第２の設定情報に基づき、設定された前記値の信号を前記出力端子から出力させ、又は設定された条件及び前記入力端子に入力されている前記信号の値に従った値の信号を前記出力端子から出力させる、
    　請求項１に記載の入出力モジュール。
  3. 　前記通信部が前記上位コントローラから前記第１の設定情報を受信した場合で、前記モードが前記第２のモードであるとき、当該モードを前記第２のモードから前記第１のモードに切り替える、
    　請求項２に記載の入出力モジュール。
  4. 　前記通信部が前記上位コントローラから前記第１の設定情報を受信した場合で、前記設定記憶部に前記第２の設定情報が記憶されているとき、前記設定記憶部に記憶されている前記第２の設定情報を前記第１の設定情報で上書きする、
    　請求項３に記載の入出力モジュール。
  5. 　前記設定受付部は、前記第２の設定情報を受け付ける端末を接続する通信インタフェースを含む、
    　請求項１から４の何れか１項に記載の入出力モジュール。
  6. 　前記設定受付部は、前記第２の設定情報が入力されるスイッチを含む、
    　請求項１から４の何れか１項に記載の入出力モジュール。
  7. 　請求項１から６の何れか１項に記載の入出力モジュールと、前記入出力モジュールに接続され、外部機器から前記入出力モジュールに入力され又は前記入出力モジュールから外部機器に出力される前記信号の値を表示する表示ツールと、を備える、
    　制御システム。
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