CN101261506B - 组块式可编程逻辑控制器 - Google Patents

Abstract

提供一种组块式PLC，采用了受到位间交错、串扰、地线跳动等的影响少，而且即使连接模块的块数增加，也不会降低传送性能的通信方式。没有安装CPU系统的开关模块、CPU模块以及多个设备模块，为了实现组块结构，通过规定的模块间连结机构而被一体地连结，构筑了将没有安装CPU系统的开关模块作为中心节点，将所述CPU模块以及所述多个设备模块的每个设备模块作为周边节点的星型的串行通信网络。

Description

组块式可编程逻辑控制器

技术领域

本发明涉及一种组块(building block)式可编程控制器(以下，称为PLC)，其对CPU模块(也称为单元)准备了具有各种功能的设备模块(例如，IO模块、模拟1O模块、处理(process)IO模块、动作控制模块、处理CPU模块、支持通信协议的各种通信模块等)，通过适当地选择这些设备模块，并由规定的模块间连结机构一体地连结，从而可以灵活地应对用户侧的广泛的控制规格。

背景技术

以往，已知这样的组块式PLC：对于CPU模块，准备了具有各种功能的设备模块，通过适当地选择这些设备模块，并由规定的模块间连结机构一体地连结，从而可以灵活地应对用户侧的广泛的控制规格(例如，参照专利文献1)。

作为用于进行这种组块式PLC中的模块间通信的方式，有并行总线方式、串行总线方式、储体中继(bucket relay)方式等。

图10中表示了通过并行总线方式进行模块间通信的组块式PLC的说明图。如图10所示，该PLC2A包括一台CPU模块20和四台设备模块21、21……而构成。CPU模块22中安装了用于实现具有作为PLC的运算处理单元(CPU)的功能的CPU系统201，在各个设备模块21、21……的每个设备模块中安装了用于实现该模块要求的设备功能所需的设备系统211。

在该例子中，这些模块20、21通过重叠方式的模块间连结机构而一体地连结。更具体地说，这些模块20、21、21……将使相邻的模块壳体(housing)的左右的侧面互相密接或者近接的状态中，将连接器CN介入它们之间，从而向左右方向一连串地连接。各个连接器CN的每个连接器由互相成对的左侧半连接器(connecter half)CN(L)和右侧半连接器CN(R)构成。

在CPU模块20的壳体的右侧面固定了构成连接器CN的左侧半连接器CN(L)。在各设备模块21的壳体的左侧面固定了构成连接器CN的右侧半连接器CN(R)，在同一壳体的右侧面固定了构成连接器CN的左侧半连接器CN(L)。在各连接器CN、CN……的每个中包含与构成并行总线PB的一组信号线对应的端子组。

将CPU模块20作为基端的并行总线PB连结到设置在CPU模块20的壳体右侧面的半连接器CN(L)的通信用端子组，同一并行总线PB和CPU系统201之间介入通信用接口单元(I/F单元)202A。

另一方面，在各设备模块21的每个设备模块中，设置在壳体左侧面的右侧半连接器CN(R)内的通信用端子组和设置在同一壳体的右侧面的左侧半连接器CN(L)内的通信用端子组通过连接器间内部联络线PCL来连接。而且，通信用接口单元(I/F单元)212A介于该连接器间内部联络线PCL和设备系统211之间。

在以上的结构中，相对于CPU模块20的壳体，将各设备模块21的壳体经由连接器CN连结时，出现贯穿了一连串的模块20、21、21……的并行总线PB。而且，通过经由该并行总线PB，在CPU模块20内的CPU系统201和各设备模块21内的设备系统211之间，进行PLC的动作所需的各种数据的交换。

接着，在图11中表示通过串行总线方式进行模块间通信的PLC的说明图。另外，在图11中，对与所述图10相同的结构部分赋予相同的标号并省略说明。

在该例子中，CPU模块20内的双向串行总线SB(由数据的传输方向不同的两个串行总线构成)，连接到设置在壳体右侧面的半连接器CN(L)内的通信用端子组，同时在该双向串行总线SB和CPU系统201之间，设置了具有串行/并行变换功能的通信用接口单元(I/F单元)202B。

另一方面，在各设备模块21的每个设备模块中，设置在壳体左侧面的半连接器CN(R)内的通信用端子组和设置在同一壳体右侧面的半连接器CN(L)的通信用端子组，由连接器间内部联络线SCL连接。在该连接器间内部联络线SCL和设备系统211之间，介入了具有串行/并行变换功能的通信用接口单元(I/F单元)212B。

在这样的结构中，相对于CPU模块21的壳体，将设备模块21的壳体经由连接器CN连结时，出现贯穿了一连串的模块20、21、21……的串行总线SB。而且，在CPU模块20内的CPU系统201和各设备模块21内的设备系统211通过所述串行总线SB，进行PLC的动作所需的各种数据的交换。

接着，在图12中表示通过储体中继方式进行模块间通信的PLC的说明图。另外，在图中，对于与所述图10相同结构部分赋予相同的标号并省略说明。

在图12中，在CPU模块20的内部，设置了将同一模块作为基端的串行总线SB，该串行总线SB连结到设置在壳体右侧面的半连接器CN(L)中的通信用端子组。另一方面，在CPU模块20中，串行总线SB和CPU系统201之间，介入了具有串行/并行变换功能的通信用接口单元(I/F单元)202C。

另一方面，在各设备模块21的内部，设置在壳体左侧面的半连接器CN(R)中的通信用端子组和通信用接口单元(I/F单元)212C由第1联络线SCL1连接，设置在同一壳体右侧面的半连接器CN(L)中的通信用端子组和通信用接口单元(I/F单元)212C由第2联络线SCL2连接。

在以上的结构中，相对于CPU模块20的壳体，将设备模块21的壳体通过连接器CN连结时，出现依次经由各设备模块21内的通信用接口单元(I/F单元)212C、同时贯通一连串的模块的串行总线SB。而且，在各设备模块21内的设备系统211中，将来自左右相邻的模块的数据通过储体中继方式而依次送到相反侧相邻的模块中，从而在CPU模块20内的CPU系统201和各设备模块21内的设备系统211之间进行在PLC的动作所需的各种数据的交换。

【专利文献1】(日本)特开2007-018503号公报

【专利文献2】(日本)特开平09-181750号公报

这样，在以往的组块式PLC中，一般的例子是如图10所示的并行总线方式、图11所示的串行总线方式那样，通过多站连接的总线(PB、SB)进行模块间通信，或者如图12所示那样，经由相邻模块间的联络线(SCL1、SCL2)，通过储体中继方式进行模块间通信。

但是，在通过图10所示的并行总线方式进行模块间通信时，由于位间交错、串扰、地线跳动等的影响，通信速度的高速化达到极限。此外，即使在通过图11所示的串行总线方式进行模块间通信时，也通过在1对N连接的信号恶化、地线跳动而在高速化存在界限。而且，在经由相邻模块间联络线(SCL1、SCL2)通过储体中继方式进行模块间通信时，存在由于中途的模块故障而导致无法进行所有模块的通信的问题点。除此之外，指出了以下问题点：在使用这些总线或者相邻模块间连接线时，由于来自将从多个模块的数据流入公共的通信线的总线方式的本来的结构的制约，随着连接模块数的增加，传送性能明显降低。

发明内容

本发明是鉴于这些以往的问题点而完成的，其目的在于提供一种组块式PLC，采用了受到位间交错(skew)、串扰(crosstalk)、地线跳动(ground bounce)等的影响少，而且即使连接模块的块数增加，也不会降低传送性能的通信方式。

通过参照说明书的以下记载，本领域的技术人员应该容易理解本发明的其他目的以及作用效果。

上述技术课题，可通过具有以下结构的组块式PLC来解决。即，该组块式PLC包括：开关模块，安装了开关单元，所述开关单元具有多个线路的串行通信线的相互间的N对N开关功能；以及多个设备模块，分别安装了设备系统，所述设备系统用于实现构成PLC的IO模块或各种特殊功能模块等设备模块的功能，并且，在所述开关模块内或者与所述开关模块分开设置的CPU模块内，安装了用于实现PLC的CPU功能的CPU系统，

安装了所述CPU系统的开关模块以及所述多个设备模块，或者没有安装所述CPU系统的开关模块、所述CPU模块以及所述多个设备模块，为了实现组块结构，通过规定的模块间连结机构而被一体地连结。

而且，在通过所述模块间连结机构而被一体地连结的状态中，安装了所述CPU系统的开关模块和所述多个设备模块的每个设备模块之间，或者没有安装所述CPU系统的开关模块和所述CPU模块以及所述多个设备模块的每个设备模块之间，通过单一线路或者多个线路的专用串行通信线而连接。

由此，构筑了将安装了所述CPU系统的所述开关模块作为中心节点，将所述多个设备模块的每个设备模块作为周边节点的星型串行通信网络，或者将没有安装所述CPU系统的所述开关模块作为中心节点，将所述CPU模块以及所述多个设备模块的每个设备模块作为周边节点的星型串行通信网络。

根据这样的结构，因基本上是串行通信，所以无需如使用多站连接的并行总线的情况那样，考虑位间交错、串扰、地线跳动的影响，此外，不是总线，而是专用的串行通信线，所以只要适当地设计开关单元的开关能力，就不会产生伴随着连接模块数的增加而传送性能降低，此外，如果将各设备模块或者CPU模块和开关模块之间的串行通信线作为并列的多个线路，则可根据各个模块的传送容量，确保最佳的数据通信能力。

在上述的组块式PLC中，作为所述模块间连结机构，可采用底面(backplane)方式的机构和重叠方式的机构。如本领域的技术人员所了解，底面方式的模块间连结机构是指在被称为底面的母板(motherboard)上敷设相当于通信用信号线的导体图形，同时对该信号线通过连接器来连接各模块，从而将多个模块机械性和电性地连接的机构。

另一方面，作为重叠方式的模块间连结机构，在各模块的模块壳体的左右两侧面分别固定半连接器，同时在模块的内部设置了用于联络这些半连接器之间的连接器间内部联络线，将同样的模块通过连结半连接器之间来连结，从而多个模块机械性和电性地连接成为一体化。

更具体地说，重叠方式的模块间连结机构，可以如下那样表现。即，该模块间连结机构包括所述开关模块侧的连结机构和所述CPU模块以及所述多个设备模块的每个设备模块侧的连结机构，

所述开关模块侧的连结机构包括：开关模块侧的半连接器，设置在所述开关模块的模块壳体的左右的至少任一个侧面，并具有多个线路的通信用端子组；以及开关连接线，连接所述开关模块侧的半连接器的各通信用端子组和所述开关模块内的所述开关单元的相应的通信用端口之间。

所述CPU模块以及所述多个设备模块的每个设备模块侧的连结机构包括：近侧半连接器，在所述开关模块与所述CPU模块分开设置的模块连接状态中，设置在所述CPU模块或者所述多个设备模块的每个设备模块的模块壳体的接近所述开关模块侧的侧面，并具有与从近侧相邻的其他模块导入的串行通信线的线路数对应的一个或两个以上的通信用端子组；远侧半连接器，在所述开关模块与所述CPU模块分开设置的模块连接状态中，设置在所述CPU模块或者所述多个设备模块的每个设备模块的模块壳体的远离所述开关模块侧的侧面，并具有与导出到远侧相邻的其他模块的串行通信线的线路数对应的一个或两个以上的通信用端子组；内部系统连接线，连接在所述近侧半连接器的各线路的通信用端子组中分配给所述CPU模块或者所述多个设备模块的每个设备模块的一个或两个以上的线路的通信用端子组、和在所述CPU模块或者所述多个设备模块的每个设备模块中安装的内部系统的通信用接口；以及连接器间内部联络线，连接除了在所述近侧半连接器的各线路的通信用端子组中分配给所述CPU模块或者所述多个设备模块的每个设备模块的一个或两个以上的线路的通信用端子组之外的通信用端子组、和所述远侧半连接器的通信用端子组。

根据以上的结构，对于一个开关模块，可以连接任意块数的CPU模块或者一个或两个以上的设备模块，由此，能够实现具有星型的串行通信网络的组块式PLC。

此时，如果作为所述模块间连结机构而采用以下的结构时，可实现各模块的自由定位。即，这样的模块间连结机构在所述CPU模块以及所述多个设备模块的每个设备模块侧的连结机构中，为了允许在任意相邻模块间的自由的连结，所述近侧半连接器中的多个通信用端子组的排列模式和所述远侧半连接器中的多个通信用端子组的排列模式设为相同。

而且，连接除了在所述近侧半连接器的各线路的通信用端子组中分配给所述CPU模块或者所述多个设备模块的每个设备模块的一个或两个以上的通信用端子组之外的通信用端子组、和所述远侧半连接器的通信用端子组的连接器间内部联络线联络近侧半连接器和远侧半连接器，使得所述近侧半连接器中的剩余的通信用端子组原样维持端子组的排列顺序的情况下，作为整体，向所述远侧半连接器中的通信用端子组的排列的最上位侧或者最下位侧偏移(shift)分配给该设备模块的通信线路部分。

根据这种结构，因为在位于前级的模块的半连接器中所包含的最上位侧或者最下位侧的通信用端子组中，始终显现与该时刻空着的线路对应的串行通信线，所以如下构成内部电路基板，使得在各个模块的近侧半连接器中，对于分配给自己的一个或两个以上的线路的串行通信线，始终从最上位侧或者最下位侧的通信用端子组导入，根据这种结构，虽然作为各个模块内的电路基板以及半连接器而采用了相同的部件，但也可以将各个模块安装到一连串的模块内的任意的位置，可实现所谓的自由定位。

接着，说明开关模块。如上所述地，开关模块中安装了具有多个线路的串行通信线的相互间的N对N开关功能的开关单元。这里，开关单元可以说是起到电话交换机的作用。

这里，在所述开关模块中安装的开关单元包括存储器，所述存储器在实现多个线路的串行通信线的相互间的N对N开关动作时，存储用于定义该开关的动作状态的设定信息，同时所述开关单元按照由存储在该存储器中的设定信息所定义的动作状态，进行开关动作。

这里，作为由所述设定信息所定义的开关的动作状态，如下所述地，可任意地采用各种动作状态。

作为第1动作状态，由所述设定信息所定义的开关的动作状态是，将输入到所述开关单元的一个通信用端口的通信帧，无条件地从所述开关单元的预先决定的一个或两个以上的通信用端口输出的状态。可以说，这相当于在电话交换机中提供专用线路服务的情况。

根据这样的结构，特定的一个或者两个以上的通信用端口之间可以始终维持连接状态，所以即使没有对每个帧另外赋予开关切换用指令等，也可以在这些端口之间高速地进行一连串的帧的交换。

作为第2动作状态，由所述设定信息所定义的开关的动作状态是，将输入到所述开关单元的一个通信用端口的通信帧，从由该通信帧中包含的目的地信息所确定的所述开关单元的一个或两个以上的通信用端口输出的状态。

根据这样的结构，对从各个模块发送的通信帧的每个附加相当于其发送目的地的目的地信息，从而可以在各模块侧控制开关的切换。因此，通过适当地变更该目的地信息，从而在多个模块间可进行与对应于其每时每刻的控制状态的最佳的对方的数据通信。此外，对于与开关模块通过两个以上的线路连接的模块，通过对流过不同线路的通信线的帧附加相同或者不同的目的地信息，能根据其每时每刻的控制状态，适当地进行复用通信或者分散通信。

作为第3动作状态，由所述设定信息所定义的开关的动作状态是，具有一连串的多个通信帧的串行数据输入到所述开关单元的一个通信用端口，并且在其开头帧中含有目的地信息以及开关保持指令时，在其一连串的帧由目的地信息所确定的所述开关单元的一个或两个以上的通信用端口输出结束为止的期间，保持其开关切换状态。

根据这样的结构，虽然平时发送一帧或者多帧的比较短的数据，但在特定的状况中，由多帧构成的大量的数据一并发送的情况下，通过将该开关保持指令包含在开头帧，从而仅限于该大量的一连串的数据，无需进行以帧为单位的开关切换操作，可以一并发送到指定的目的地。

除此之外，在本发明中，在所述多个设备模块中，具有应分别连接到不同线路的专用串行通信线的多个通信用端口，和介于这些多个通信用端口和内部的设备系统之间的通信用接口单元，从而可以使串行通信线支持多个线路的多线路支持式的设备模块。

此外，所述多线路支持式的设备模块中的通信用接口包括：发送用处理单元，基于单一系统的发送用源数据，生成应从多个通信用端口的每个端口发送的多个系统的发送帧；以及接收用处理单元，基于从多个通信用端口的每个端口得到的多个系统的接收帧，生成单一系统的接收用数据。

根据这样的结构，因基本上是串行通信，所以无需如使用多站连接的并行总线的情况那样，考虑位间交错、串扰、地线跳动的影响，此外，由于不是总线，而是专用的串行通信线，所以只要适当地设计开关单元的开关能力，就不会产生伴随着连接模块数的增加而传送性能降低，此外，如果将各设备模块或者CPU模块和开关模块之间的串行通信线作为并列的多个线路，则可根据各个模块的传送容量，确保最佳的数据通信能力。

此外，不将单一系统的发送用源数据原样送到单一系统的串行通信线，而是能够将单一系统的通信用源数据和多个线路的串行通信线适当地相关联，所以可根据PLC的运行中的其每时每刻的状况，采用最佳的发送方式。此外，不将从多个线路的串行通信线的每个所得到的多系统的接收帧分别单独地切换接收，而且能够将这些多系统的接收帧与单一系统的接收用数据相关联地接收，所以即使在接收时也与发送时同样地，可根据PLC的运行中的其每时每刻的状况，采用最佳的接收方式。

作为这样的发送方式的一个例子，在所述发送用处理单元生成的多个系统的发送帧的每个中，包含与所述发送用源数据相同的数据作为发送用实数据，由此，在连接该设备模块和所述开关模块的多个线路的串行通信线的每个中，重复发送与发送用源数据相同的数据。

根据这样的结构，在模块间通信中，关于要求高度的可靠性的数据，通过将同一个数据发送到多个线路的串行通信线的每个线，从而即使在任一个线路的串行通信线被断线或者品质降低的情况下，也能够通过利用其他线路的串行通信线的数据，始终实现可靠性高的数据通信。

此外，作为优选的其他的发送方式，还可以考虑在所述发送用处理单元生成的多个系统的发送帧的每个中包含将所述发送用源数据分割为多个所得到的各个分割数据作为发送用实数据，由此，在连接该设备模块和所述开关模块的多个线路的串行通信线的每个中，分散地发送将发送用源数据分割为多个所得到的各个分割数据。

根据这样的结构，将一个数据分割为多个，同时流入到多个发送线，由此可实现数据通信的高速化。

另一方面，作为接收方式，在所述接收用处理单元生成的单一系统的接收用数据为，可以是从多个系统的接收帧的每个所包含的接收数据中，按照规定的规则所选择的一个接收数据。

根据这样的结构，虽然始终从多个线路的串行通信线并列地获得接收数据，但只使用按照规定的规则所选择的一个接收数据，所以即使例如其中一个串行通信线故障，也能通过切换到其他的串行通信线，实现可靠性高的接收动作。

作为接收方式的其他例子，在所述接收用处理单元生成的单一系统的接收用数据为，将多个系统的接收帧的每个所包含的接收数据连接形成的连结数据。

根据这样的结构，因可以将通过多个线路的串行通信线而并联地接收的接收数据连接，并可以再现作为连结数据，因此可以从将一个数据分散为多个的分散数据再现原来的源数据。

以上叙述的组块式PLC，在所述各串行通信线的传输速度为2Gbps(20亿比特/秒)时，可以说与使用了以往的并行总线或串行总线或者链路方式的组合式PLC相比是有利的

根据本发明，具有以下效果：因基本上是串行通信，所以无需如使用多站连接的并行总线的情况那样，考虑位间交错、串扰、地线跳动的影响，此外，不是总线，而是专用的串行通信线，所以只要适当地设计开关单元的开关能力，就不会产生伴随着连接模块数的增加而传送性能降低，此外，如果将各设备模块或者CPU模块和开关模块之间的串行通信线作为并列的多个线路，则可根据各个模块的传送容量，确保最佳的数据通信能力。

此外，根据本发明，不将单一系统的发送用源数据原样送到单一系统的串行通信线，而是能够将单一系统的通信用源数据和多个线路的串行通信线适当地相关联，所以可根据PLC的运行中的其每时每刻的状况，采用最佳的发送方式。此外，不将从多个线路的串行通信线的每个所得到的多系统的接收帧分别单独地切换接收，而是能够将这些多系统的接收帧与单一系统的接收用数据相关联地接收，所以即使在接收时也与发送时同样地，也可根据PLC的运行中的其每时每刻的状况，采用最佳的接收方式。

即，将各设备模块或者CPU模块和开关模块之间的串行通信线作为并列的多个线路，而且，作为多线路支持式设备模块内的通信用接口，如果包括以下部件构成：发送用处理单元，基于单一系统的发送用源数据，生成应从多个通信用端口的每个端口发送的多个系统的发送帧；以及接收用处理单元，基于从多个通信用端口的每个端口得到的多个系统的接收帧，生成单一系统的接收用数据，则可以将一个发送数据或者接收数据与多个线路的串行通信线相关联，所以能活用星型串行网络本来的特征，可进行可靠性高或者更高速的数据通信。

附图说明

图1是本发明的PLC的结构图(之1)。

图2是本发明的PLC的结构图(之2)。

图3是表示开关模块的内部细节的结构图。

图4是表示设备模块的内部细节的结构图(之1)。

图5是表示设备模块的内部细节的结构图(之2)。

图6是表示设备模块的内部细节的结构图(之3)。

图7是通信线在每个模块中偏移的情况的说明图。

图8是表示在各模块中安装的ASIC的动作的流程图。

图9是帧结构的说明图。

图10是通过并行总线方式进行模块间通信的PLC的说明图。

图11是通过串行总线方式进行模块间通信的PLC的说明图。

图12是通过储体中继方式进行模块间通信的PLC的说明图。

图13是帧结构的说明图。

图14是发送用处理单元的功能结构图。

图15是接收用处理单元的功能结构图。

图16是将发送用数据重复地流入两个系统的串行通信线(SL1，SL2)时的处理的说明图。

图17是将发送用数据的各一半流入两个系统的串行通信线(SL1，SL2)时的处理的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图，详细说明本发明的组合式PLC的优选实施方式。

图1表示本发明的PLC的一例的结构图(之1)。如图1所示，该PLC1A包括：CPU模块10，安装了用于实现PLC的CPU功能的CPU系统101和通信用接口单元(I/F单元)102；多个(在该例子中，3个)设备模块11、11、11，安装了用于实现构成PLC的IO模块或各种特殊功能模块等的设备模块的功能的设备系统111和通信用接口单元(I/F单元)112；以及开关模块12，安装了具有多个线路(在该例子中，4个线路)的串行通信线SL1～SL4的相互间的N对N开关功能的开关单元121。

如在后面详细叙述，为了实现组块式结构，这些模块10、11、12通过重叠方式的模块间连结机构而一体地连结。

而且，在通过模块间连结机构而一体地连结的状态中，开关模块12和三个设备模块11、11、11以及一个CPU模块10的每个之间，由单一线路或者多个线路(在该例子中，单一线路)的专用串行通信线SL1～SL4连接。

由此，构筑了将开关模块12作为中心节点，将CPU模块10以及三个设备模块11、11、11作为周边节点的星型的串行通信网络。

接着，说明模块间连结机构的详细结构。模块间连结机构由开关模块12侧的连结机构和CPU模块10以及三个设备模块11、11、11的各自侧的连结机构构成。

图3表示开关模块的内部细节的结构图。如图3所示，开关模块12侧的连结机构包括：开关模块侧的半连接器CN(L)，设置在开关模块12的模块壳体的左右至少任一个侧面(在该例子中，右侧侧面)，并具有多个线路(在该例子中，4个线路)的通信用端子组(L11～L14，L21～L24，L31～L34，L41～L44)；以及开关连接线CL01～CL04，连接该开关模块12侧的半连接器CN(L)的各通信用端子组(L11～L14，L21～L24，L31～L34，L41～L44)和开关模块12内的开关单元121的相应的通信用端口(P1～P4)之间。

另一方面，图4表示设备模块的内部细节的结构图(之1)。如图4所示，设备模块11(与CPU模块10的情况相同)侧的连结机构包括：近侧半连接器CN(R)，在假设的模块连接状态(参照图1)中，设置在该模块的模块壳体的接近所述开关模块12侧的侧面，并具有与从近侧相邻的其他模块导入的串行通信线(SL1～SL3)的线路数对应的一个或两个以上(在该例子中，3个)的通信用端子组(R11～R14，R21～R24，R31～R34)；远侧半连接器CN(L)，在假设的模块连接状态(参照图1)中，设置在该模块的模块壳体的远离所述开关模块12侧的侧面，并具有与导出到远侧相邻的其他模块的串行通信线(L21～L24，L31～L34)的线路数对应的一个或两个以上的通信用端子组(L21～L24，L31～L34)；内部系统连接线CL11，连接在近侧半连接器CN(R)的各线路的通信用端子组中分配给该模块的一个或两个以上的线路(在该例子中是一个线路)的通信用端子组(R11～R14)、和在该模块中安装的内部系统111的通信用接口单元112；以及连接器间内部联络线(CL12，CL13)，连接除了在所述近侧半连接器CN(R)的各线路的通信用端子组中分配给该模块的一个或两个以上的线路的通信用端子组之外的剩余的通信用端子组(R21～R24，R31～R34)、和远侧半连接器CN(L)的通信用端子组(L21～L24，L31～L34)。

在该例子中，通信用接口单元(I/F单元)112包括以下部件而构成：ASIC112a，用于实现发送时的帧生成以及并行/串行变换以及接收时的串行/并行变换以及数据再现功能等；PHY(变换元件)112b，用于实现发送接收单系统信号和发送接收差动对信号之间的变换功能；以及RAM112c，提供发送缓冲器和接收缓冲器。

此外，设备系统111是代表性地表示用于实现其设备所要求的功能的电路元件，在该例子中，由微处理器(MPU)111a、ROM111b以及RAM111c构成。另外，在设备模块为伴随对外部的输入输出功能的IO模块、模拟IO模块、处理IO模块等的情况下，另外设置外部IO电路。

图8表示安装在各设备模块(CPU模块也相同)的ASIC的动作的流程图。

如图8所示，在接收时处理中，来到该模块的串行数据(步骤801)经由PHY(变换元件)112b，将其移交(受け渡し)到ASIC112a。在ASIC112a的物理地址分析单元，确认到来的串行数据的地址(步骤802)，同时将其为发往本模块的地址作为条件(步骤803)，进行将其数据向数据链路单元的移交。在数据链路单元中，接收所移交的数据(步骤804)，同时确认其所附加的序号(步骤805)，然后将其数据移交到传输单元。在传输单元中，按照移交的数据中所附加的序号，形成帧(步骤806)。在MPU111a侧，基于形成的帧进行指令分析(步骤807)，同时根据所分析的指令来执行处理(步骤808)。

另一方面，在发送时处理的情况下，在MPU111a侧，准备发送数据(步骤811)，同时将其准备的发送用数据移交到ASIC112a的传输单元。在ASIC112a的传输单元中，对移交的发送数据附加发送目的地地址和指令(步骤812)，同时将其整形为帧之后(步骤813)，移交到数据链路单元。在数据链路单元中，将可进行数据发送作为条件(步骤814)，发送其数据(步骤815)，由此串行数据从ASIC112a送出(步骤816)。另外，在步骤814中为“否”的情况下，可以是等到可进行数据发送为止的结构。

图9表示帧结构的说明图。如图9所示，在各模块处理的帧中，包括：表示帧的开头的开始码901、表示帧的目的地的地址902、表示读出请求、写入请求、读出响应等的指令903、表示一个数据组被分割为多个帧时的顺序的序号904、成为发送对象的数据905、用于保证数据单元的数据的保全性的检错码(CRC)906以及表示帧的末尾的结束码907。

返回到图3，开关模块12内的开关单元121包括内部电路单元121a以及FROM121b。更具体地说，内部电路单元121a包括以下部件而构成：ASIC1211，安装了成为用于实现四个线路的串行通信线(SL1～SL4)的相互间的N对N开关功能的心脏单元的电路；第1～第4PHY(变换元件)，用于实现设置在ASIC1211的第1～第4端口的每个端口的单一线/差动线对变换；以及接口1213，作为ASIC1211和FROM121b以及设定用工具14之间的接口起作用。

从ASIC1211的第1～第4端口的每个端口输出的发送线Tx1～Tx4上的信号经由第1PHY～第4PHY，分别变换为发送用差动线对Tx1±～Tx4±上的信号，相反来自半连接器CN(L)侧的四系统的接收用差动线对Rx1±～Rx4±上的信号经由第1～第4PHY，变换为四系统的接收线Rx1～Rx4上的信号。另外，在该例子中，将第1PHY～第4PHY的差动线对侧的端口称为通信用端口(P1～P4)。

FROM121b作为在实现4个线路的串行通信线SL1～SL4的相互间的N对N开关动作时，存储用于定义其开关的动作状态的设定信息的存储器起作用。而且，构成开关单元121的ASIC1211以存储在该FROM121b的设定信息所定义的动作状态进行开关动作。通过工具14的操作并经由接口1213，在该FROM121b中存储的设定信息设为可适当地改写。

这里，作为以存储在FROM121b中的设定信息所定义的动作状态可采用各种状态。

作为第1动作状态是，将输入到开关单元121的一个通信用端口的通信帧，无条件地从开关单元121的预先决定的一个或两个以上的通信用端口输出的状态。这表示在运行电话交换机的专用线路时的情况那样，例如将来到通信用端口(P1)的通信帧，无条件地例如从通信用端口(P2，P3)输出。

根据这样的结构，特定的一个或者两个以上的通信用端口之间可以始终维持连接状态，所以即使没有对每个帧另外赋予开关切换用指令等，也可以在这些端口之间高速地进行一连串的帧的交换。

作为第2动作状态是，将输入到开关单元121的一个通信用端口的通信帧，从由该通信帧中包含的目的地信息所确定的开关单元121的一个或两个以上的其他通信用端口输出的状态。这相当于例如在输入到通信用端口(P2)的通信帧的开头例如包括通信用端口(P3，P4)作为目的地信息的情况下，将其通信帧从通信用端口P3以及P4输出的情况。

根据这样的结构，对从各个模块发送的通信帧的每个附加相当于其发送目的地的目的地信息，从而可以在各模块侧控制开关的切换。因此，通过适当地变更该目的地信息，从而在多个模块间与对应于其每时每刻的控制状态的最佳的对方的数据通信成为可能。此外，对于与开关模块通过两个以上的线路连接的模块，通过对流过不同的线路的通信线的帧附加相同或者不同的目的地信息，从而能根据其每时每刻的控制状况，适当地进行复用通信或者分散通信。

作为第3动作状态是，一连具有多个通信帧的串行数据输入到开关单元121的一个通信用端口，并且在其开头帧中含有目的地信息以及开关保持指令时，在其一连串的帧由目的地信息所确定的开关单元121的一个或两个以上的通信用端口输出结束为止的期间，保持其开关状态。这相当于例如一连具有多个通信帧的串行数据输入到开关单元121的通信用端口(P4)，并且在其开头帧中含有目的地信息(通信用端口P1，P2)以及开关保持指令时，在其一连串的帧从通信用端口(P1，P2)输出结束为止的期间，保持其开关状态。

根据这样的结构，虽然平时发送一帧或者多帧的比较短的数据，但在特定的状况中，由多帧构成的大量的数据一并发送的情况下，通过将该开关保持指令包含在开头帧，从而仅限于该大量的一连串的数据，无需进行以帧为单位的开关切换操作，可以一并发送到指定的目的地。

根据以上说明的模块间连结结构，因在开关模块12的壳体右侧面固定了左侧半连接器CN(L)，在CPU模块10的左右的壳体侧面固定了右侧半连接器CN(R)以及左侧半连接器CN(L)，在各设备模块11的每个设备模块的左右的侧面分别固定了右侧半连接器CN(R)以及左侧半连接器CN(L)，所以如图1所示，从左到右依次对那些模块12、10、11、11、11连结成对的左右的半连接器CN(L)以及CN(R)，以完成连接器CN，则自动地构筑为将开关模块12作为中心节点，将CPU模块10以及三个设备模块11、11、11作为周边节点的星型的串行通信网络。因此，CPU模块10和开关模块12之间，以及三个设备模块11、11、11和开关模块12之间的每个都由专用的一个线路的串行通信线连接，所以在这些模块10、11、11、11的相互之间，不会受到其他模块的影响，可高速地进行数据的交换。

在图1所示的PLC1A中，CPU模块10和开关模块12作为不同的模块来构成。这是因为还考虑了各设备模块的高功能化或特殊功能化进步，成为每个模块都内置微处理器的话，如当前的PLC那样，不是由CPU模块来统一控制PLC整体，无需在设备模块之间介入CPU模块10，进行数据的交换的情况。

因此，如果将现状的PLC的模块间通信作为前提，则也可如图2所示，CPU模块为了取得主导权来统一控制各设备模块，在开关模块13内内置CPU系统131以及接口单元132，CPU系统131和开关单元133在开关模块13的内部中，经由通信线SL4连接。

如果采用这样的结构，PLC整体的外观也成为与以往的PLC相同，成为一个或两个以上的设备模块11通过连接器CN连结到CPU模块13。

接着，参照图5～图7，说明用于可实现自由定位的设备模块的结构。

如同图所示，为了允许在任意相邻模块之间的自由的连结，近侧半连接器CN(R)的三个通信用端子组(R11～R14，R21～R24，R31～R34)和远侧半连接器CN(L)的三个通信用端子组(L11～L14，L21～L24，L31～L34)成为了相同的排列模式。

而且，将在近侧半连接器CN(R)的各线路的通信用端子组(R11～R14，R21～R24，R31～R34)中分配给该模块的一个通信用端子组(R11～R14)之外的剩余的两个通信用端子组(R21～R24，R31～R34)和远侧半连接器CN(L)的通信用端子组相连接的连接器间内部联络线(CL12a，CL13a)是联络近侧半连接器CN(R)和远侧半连接器CN(L)的线，使得近侧半连接器CN(R)中的剩余的通信用端子组(R21～R24，R31～R34)原样维持端子组的排列顺序的情况下，作为整体，向远侧半连接器CN(L)中的通信用端子组的排列的最上位侧偏移分配给该设备模块的通信线路部分(一个线路)。

如果采用这种结构，作为在各模块的远侧半连接器CN(L)中的最上位侧的通信用端子组(L11～L14)中，始终显现没有分配给任何模块的、处于空闲状态的通信用串行线。因此，通过将所有模块的连接器结构构成为如上所述那样，如图7所示，即使在其模块配置在第1级、第2级、第3级的任一级，也能够自动地进行其模块和处于空闲状态的串行通信线之间的连接，可实现所谓的自由定位的模块配置。

另外，在图5的例子中，分配给该模块的串行通信线是一个线路(SL1)，但如果分配两个线路以上的串行通信线的情况下，如图6所示，根据分配给该模块的串行通信线的分配数，使在近侧半连接器CN(R)和远侧半连接器CN(L)之间偏移的通信用端子组的偏移数增大即可。即，在图6的例子中，该模块仅分配两个线路程度的串行通信线(SL1，SL2)，所以在近侧半连接器CN(R)和远侧半连接器CN(L)之间，使通信用端子组偏移两个线路程度。更具体地说，从近侧半连接器CN(R)的上位起第3个通信用端子组(R31～R34)通过连接器间内部联络线(CL13b)连接到远侧半连接器CN(L)的最上位的通信用端子组(L11～L14)。

根据这种结构，该模块占有串行通信线的两个线路(SL1，SL2)，另一方面，与其他模块相同地，在位于远侧半连接器CN(L)的最上位的通信用端子组(L11～L14)中，出现处于空闲状态的串行通信线(SL3)。

如以上说明，根据本发明的组块式PLC，在可维持根据用户的控制规格来灵活地变更模块结构的组块式PLC的优点的同时，在通过模块间连结机构来连结的状态下，构筑了将安装了CPU系统131的开关模块13作为中心节点，将多个设备模块11、11……的每个设备模块作为周边节点的星型的串行通信网络(参照图2)，或者构筑了将没有安装CPU系统的开关模块12作为中心节点，将CPU模块10以及多个设备模块11、11……的每个设备模块作为周边节点的星型的串行通信网络(参照图1)。

因此，在各模块的相互之间，不会受到位间交错、串扰、地线跳动等的影响，而且与连接模块的块数的大小无关，能够以一定的高速通信速度，进行各模块相互之间的数据的交换。特别地，本发明的组块式PLC在各串行通信线SL1～SL4的传输速度为2Gbps以上的区域中，估计与以往的并行或者串行总线方式相比性能上更为有利。

图8表示帧结构的说明图。如图8所示，各模块处理的帧包括：表示帧的开头的开始码(SoF)801；包含表示帧的目的地的地址、表示读出请求、写入请求、读出响应等的指令、表示一个数据组被分割为多个帧时的顺序的时序号等的首标(Header)802；成为发送对象的数据803；用于保证数据单元的数据的保全性的检错码(CRC)804；以及表示帧的末尾的结束码(EoF)805。

此外，在本发明的组块式PLC中，在多个设备模块中，具有应分别连接到不同线路的专用串行通信线的多个通信用端口，和介于这些多个通信用端口和内部的设备系统之间的通信用接口单元，从而可以使串行通信线支持多个线路的多线路支持式的设备模块。

在之前参照图6说明的设备模块，相当于在这里讨论的多线路支持式的设备模块。即，如图6所示，该设备模块中，设置有应分别连接到两个线路的专用串行通信线(SL1，SL2)的两个通信用端口(P1，P2)，和介于这两个通信用端口(P1，P2)和内部的设备系统111之间的通信用接口112，从而通过该通信用接口单元112，串行通信线可支持两个线路。

此外，该多线路支持式的设备模块中的通信用接口112包括：发送用处理单元(在后面详细叙述)，基于单一系统的发送用源数据，生成应从两个通信用端口(P1，P2)的每个端口发送的两个系统的发送帧；以及接收用处理单元(在后面详细叙述)，基于从两个通信用端口(P1，P2)的每个端口得到的两个系统的接收帧，生成单一系统的接收用数据。

图14表示发送用处理单元的功能结构图。如图14所示，发送用处理单元包括：发送缓冲器901、CRC生成电路902、选择器903、数据分配电路904、n系统的码变换电路905-1～905-n、同样n系统的并行/串行变换电路906-1～906-n以及同样n系统的差动信号对生成电路907-1～907-n。

选择器903适当地选择开始码(SoF)801、发送用数据803、首标(Header)802、CRC码804以及结束码(EoF)805，送到数据分配电路904。

于是，在数据分配电路904中，将基于从选择器903提供的各数据801～805而生成的单一系统的数据分解为由第1线路、第2线路、……第n线路构成的n系统的发送用帧。

这样得到的n系统的发送用帧依次经由分别对应的系统的码变换电路905-1～905-n、并行/串行变换电路906-1～906-n以及差动信号对生成电路907-1～907-n，从通信用接口的各输出端口(P1，P2，……Pn)分别送到对应的串行信号线(SL1，SL2，……SLn)。

此时，作为数据分配电路904的动作模式，例如可考虑支持第1动作模式和第2动作模式的情况。

这里，作为第1动作模式，在发送用处理单元生成的多个系统的发送帧的每个中，包含与发送用源数据相同的数据作为发送用实数据，由此，在连接该设备模块和开关模块的多个线路的串行通信线的每个中，重复地发送与发送用源数据相同的数据。更详细地说明，则如图16所示，该第1动作模式的处理相当于将发送用数据重复地流入两个系统的串行通信线(SL1，SL2)的情况的处理。

另一方面，作为第2动作模式，在发送用处理单元生成的多个系统的发送帧的每个中，包含将发送用源数据分为多个所得到的各个分割数据作为发送用实数据，由此，在连接该设备模块和开关模块的多个线路的串行通信线的每个中，分散地发送将发送用源数据分为多个所得到的各个分割数据。更详细地说明，则如图17所示，该第2动作模式的处理相当于将发送用数据各一半流入两个系统的串行通信线(SL1，SL2)的情况的处理。

接着，图15表示接收用处理单元的功能结构图。如图15表示，接收用处理单元包括：接收缓冲器1001、CRC检验电路1002、控制码删除电路1003、数据组合电路1004、n系统的码变换电路1005-1～1005-n、n系统的串行/并行变换电路1006-1～1006-n以及n系统的差动信号对再现电路1007-1～1007-n。

而且，来自n个系统的串行通信线SL1、SL2、……SLn的差动信号对经由各系统的再现电路1007-1～1007-n而变换为单一系统的信号之后，经由各系统的串行/并行变换电路1006-1～1006-n以及码变换电路1005-1～1005-n之后，进行各系统的数据的再现。

这样再现的各系统的数据通过数据组合电路1004而组合为单一系统的数据之后，经由控制码删除电路1003，进行开始码(SoF)、结束码(EoF)等的删除，从而连结并再现为单一系统的数据后存储在接收缓冲器1001。

此时，数据组合电路1004可以构成为支持第1动作模式和第2动作模式。

在第1动作模式中，在接收用处理单元生成的单一系统的接收用数据，成为从多个系统的接收帧的每个中包含的接收数据中按照规定的规则所选择的一个接收数据。这对应于之前参照图16说明的将发送用数据重复地流入两个系统的串行通信线(SL1，SL2)的情况的处理。即，构成为在重复地流入两个系统的串行通信线(SL1，SL2)的相同的数据中，始终接收预先决定的一个数据，同时在该串行通信线不知什么原因而产生不适的情况下，通过切换为另一系统的串行通信线的数据，从而担保数据通信的可靠性。

在第2动作模式中，在接收用处理单元生成的单一系统的接收用数据，成为连接多个系统的接收帧的每个中所包含的接收数据而形成的连结数据。这对应于之前参照图17说明那样，将发送用数据各一半流入两个系统的串行通信线(SL1，SL2)的情况的处理。即，在这样将发送用数据各一半流入发送到两个系统的串行通信线(SL1，SL2)的情况下，通过在接收侧连接这些数据，再现原来的发送用源数据。由此，将单一系统的数据分为两个系统来高速地传送，并在接收它们的那一侧，能够适当地进行再现。

另外，在以上的实施方式中，采用了将本发明使用模块间连结机构的组块式PLC，但本发明也可以广泛地适用于使用以往的底面方式的模块间连结机构的组块式PLC。

此外，在以上的实施方式中是，图中向右侧依次对开关模块连结其他模块的结构，但如果是将开关模块作为中心，向左右两侧依次连结其他的模块的结构，则从开关模块向各设备模块的串行通信线的长度变短，特别在以2Gbps以上的传输速度进行通信的PLC的情况下，被认为信号线的设计变得简单。

根据本发明，因基本上是串行通信，所以具有以下效果：无需如使用多站连接的并行总线的情况那样，考虑位间交错、串扰、地线跳动的影响，此外，不是总线，而是专用的串行通信线，所以只要适当地设计开关单元的开关能力，就不会产生伴随着连接模块数的增加的传送性能的降低，此外，如果将各设备模块或者CPU模块和开关模块之间的串行通信线作为并列的多个线路，则可根据各个模块的传送容量，确保最佳的数据通信能力。

此外，根据本发明，不将单一系统的发送用源数据原样送到单一系统的串行通信线，能够将单一系统的通信用源数据和多个线路的串行通信线适当地相关联，所以可根据PLC的运行中的其每时每刻的状况，采用最佳的发送方式。此外，不将从多个线路的串行通信线的每个所得到的多系统的接收帧分别单独地切换接收，能够将这些多系统的接收帧与单一系统的接收用数据相关联地接收，所以即使在接收时也与发送时同样地，可根据PLC的运行中的其每时每刻的状况，采用最佳的接收方式。

即，将各设备模块或者CPU模块和开关模块之间的串行通信线作为并列的多个线路，而且，作为多线路支持式设备模块内的通信用接口，如果包括以下部件构成：发送用处理单元，基于单一系统的发送用源数据，生成应从多个通信用端口的每个端口发送的多个系统的发送帧；以及接收用处理单元，基于从多个通信用端口的每个端口得到的多个系统的接收帧，生成单一系统的接收用数据，则可以将一个发送数据或者接收数据与多个线路的串行通信线相关联，所以能活用星型串行网络本来的特征，能进行可靠性高或者更高速的数据通信。

Claims (14)

1.一种组块式PLC，其特征在于，包括：

开关模块，安装了开关单元，所述开关单元具有多个线路的串行通信线的相互间的N对N开关功能；以及

多个设备模块，分别安装了设备系统，所述设备系统用于实现构成PLC的IO模块或各种特殊功能模块的设备模块的功能，并且

在所述开关模块内或者与所述开关模块分开设置的CPU模块内，安装了用于实现PLC的CPU功能的CPU系统，

安装了所述CPU系统的开关模块以及所述多个设备模块，或者没有安装所述CPU系统的开关模块、所述CPU模块以及所述多个设备模块，为了实现组块结构，通过规定的模块间连结机构而被一体地连结，并且

在通过所述模块间连结机构而被一体地连结的状态中，安装了所述CPU系统的开关模块和所述多个设备模块的每个设备模块之间，或者没有安装所述CPU系统的开关模块和所述CPU模块以及所述多个设备模块的每个设备模块之间，通过单一线路或者多个线路的专用串行通信线而连接，

由此，构筑了将安装了所述CPU系统的所述开关模块作为中心节点，将所述多个设备模块的每个设备模块作为周边节点的星型的串行通信网络，或者将没有安装所述CPU系统的所述开关模块作为中心节点，将所述CPU模块以及所述多个设备模块的每个设备模块作为周边节点的星型的串行通信网络。

2.如权利要求1所述的组块式PLC，其特征在于，

所述模块间连结机构包括所述开关模块侧的连结机构和所述CPU模块以及所述多个设备模块的每个设备模块侧的连结机构，

所述开关模块侧的连结机构包括：

开关模块侧的半连接器，设置在所述开关模块的模块壳体的左右的至少任一个侧面，并具有多个线路的通信用端子组；以及

开关连接线，连接所述开关模块侧的半连接器的各通信用端子组和所述开关模块内的所述开关单元的相应的通信用端口之间，

所述CPU模块以及所述多个设备模块的每个设备模块侧的连结机构包括：

近侧半连接器，在所述开关模块与所述CPU模块分开设置的模块连接状态中，设置在所述CPU模块或者所述多个设备模块的每个设备模块的模块壳体的接近所述开关模块侧的侧面，并具有与从近侧相邻的其他模块导入的串行通信线的线路数对应的一个或两个以上的通信用端子组；

远侧半连接器，在所述开关模块与所述CPU模块分开设置的模块连接状态中，设置在所述CPU模块或者所述多个设备模块的每个设备模块的模块壳体的远离所述开关模块侧的侧面，并具有与导出到远侧相邻的其他模块的串行通信线的线路数对应的一个或两个以上的通信用端子组；

内部系统连接线，将在所述近侧半连接器的各线路的通信用端子组中分配给所述CPU模块或者所述多个设备模块的每个设备模块的一个或两个以上的线路的通信用端子组、和在所述CPU模块或者所述多个设备模块的每个设备模块中安装的内部系统的通信用接口连接；以及

连接器间内部联络线，连接除了在所述近侧半连接器的各线路的通信用端子组中分配给所述CPU模块或者所述多个设备模块的每个设备模块的一个或两个以上的线路的通信用端子组之外的通信用端子组、和所述远侧半连接器的通信用端子组。

3.如权利要求2所述的组块式PLC，其特征在于，

在所述CPU模块以及所述多个设备模块的每个设备模块侧的连结机构中，

为了允许在任意相邻模块间的自由的连结，所述近侧半连接器中的多个通信用端子组的排列模式和所述远侧半连接器中的多个通信用端子组的排列模式设为相同，并且

连接除了在所述近侧半连接器的各线路的通信用端子组中分配给所述CPU模块或者所述多个设备模块的每个设备模块的一个或两个以上的通信用端子组之外的通信用端子组、和所述远侧半连接器的通信用端子组的连接器间内部联络线是联络近侧半连接器和远侧半连接器的线，使得所述近侧半连接器中的剩余的通信用端子组原样维持端子组的排列顺序的情况下，作为整体，向所述远侧半连接器中的通信用端子组的排列的最上位侧或者最下位侧偏移分配给该设备模块的通信线路部分。

4.如权利要求1至2的任一项所述的组块式PLC，其特征在于，

所述开关模块中安装的开关单元包括存储器，所述存储器在实现多个线路的串行通信线的相互间的N对N开关动作时，存储用于定义该开关的动作状态的设定信息，同时所述开关单元按照由存储在该存储器中的设定信息所定义的动作状态，进行开关动作。

5.如权利要求4所述的组块式PLC，其特征在于，

由所述设定信息所定义的开关的动作状态是，将输入到所述开关单元的一个通信用端口的通信帧，无条件地从所述开关单元的预先决定的一个或两个以上的通信用端口输出的状态。

6.如权利要求4所述的组块式PLC，其特征在于，

由所述设定信息所定义的开关的动作状态是，将输入到所述开关单元的一个通信用端口的通信帧，从由该通信帧中包含的目的地信息所确定的所述开关单元的一个或两个以上的通信用端口输出的状态。

7.如权利要求4所述的组块式PLC，其特征在于，

由所述设定信息所定义的开关的动作状态是，在具有一连串的多个通信帧的串行数据输入到所述开关单元的一个通信用端口，并且在其开头帧中含有目的地信息以及开关保持指令时，在其一连串的帧从由目的地信息所确定的所述开关单元的一个或两个以上的通信用端口输出结束为止的期间，保持其开关状态。

8.如权利要求1至2的任一项所述的组块式PLC，其特征在于，

所述各串行通信线的传输速度为2Gbps以上。

9.一种组块式PLC，其特征在于，包括：

开关模块，安装了开关单元，所述开关单元具有多个线路的串行通信线之间的N对N开关功能；以及

多个设备模块，分别安装了设备系统，所述设备系统用于实现构成PLC的IO模块或各种特殊功能模块的设备模块的功能，并且

在所述开关模块内或者与所述开关模块分开设置的CPU模块内，安装了用于实现PLC的CPU功能的CPU系统，

安装了所述CPU系统的开关模块以及所述多个设备模块，或者没有安装所述CPU系统的开关模块、所述CPU模块以及所述多个设备模块，为了实现组块结构，通过规定的模块间连结机构而被一体地连结，并且

在通过所述模块间连结机构而被一体地连结的状态中，安装了所述CPU系统的开关模块和所述多个设备模块的每个设备模块之间，或者没有安装所述CPU系统的开关模块和所述CPU模块以及所述多个设备模块的每个设备模块之间，通过单一线路或者多个线路的专用串行通信线而连接，

在所述多个设备模块中，包括：

具有应分别连接到不同线路的专用串行通信线的多个通信用端口，和介于这些多个通信用端口和内部的设备系统之间的通信用接口单元，从而可以使串行通信线支持多个线路的多线路支持式的设备模块，并且

所述多线路支持式的设备模块内的通信用接口包括：

发送用处理单元，基于单一系统的发送用源数据，生成应从多个通信用端口的每个端口发送的多个系统的发送帧；以及

接收用处理单元，基于从多个通信用端口的每个端口得到的多个系统的接收帧，生成单一系统的接收用数据。

10.如权利要求9所述的组块式PLC，其特征在于，

在所述发送用处理单元生成的多个系统的发送帧的每个中，包含与所述发送用源数据相同的数据作为发送用实数据，由此，在连接该设备模块和所述开关模块的多个线路的串行通信线的每个中，重复地发送与发送用源数据相同的数据。

11.如权利要求9所述的组块式PLC，其特征在于，

在所述发送用处理单元生成的多个系统的发送帧的每个中，包含将所述发送用源数据分割为多个所得到的各个分割数据作为发送用实数据，由此，在连接该设备模块和所述开关模块的多个线路的串行通信线的每个中，分散地发送将发送用源数据分割为多个所得到的各个分割数据。

12.如权利要求9所述的组块式PLC，其特征在于，

在所述接收用处理单元生成的单一系统的接收用数据设为，从多个系统的接收帧的每个所包含的接收数据中，按照规定的规则所选择的一个接收数据。

13.如权利要求9所述的组块式PLC，其特征在于，

在所述接收用处理单元生成的单一系统的接收用数据设为，将多个系统的接收帧的每个所包含的接收数据连接在一起的连结数据。

14.如权利要求9至13的任一项所述的组块式PLC，其特征在于，

所述各串行通信线的传输速度为2Gbps以上。

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