CN115605814A - 增设基础单元、控制装置、控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

增设基础单元(10)具有：输入连接器(101、102)，其通过经由线缆(C11、C12)与前级的基础单元的连接器可通信地连接，从而能够从前级的基础单元接收信号；以及多个输出连接器(111、112)，它们通过经由各个线缆(C21、C22)与后级的增设基础单元的多个连接器可通信地连接，从而能够将由输入连接器(101、102)接收到的信号发送至后级的增设基础单元。

Description

增设基础单元、控制装置、控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及增设基础单元、控制装置、控制系统及控制方法。

背景技术

已知为了提高PLC(可编程逻辑控制器)的可靠性而将CPU(Central ProcessingUnit)单元多重化的技术。例如，在专利文献1中公开了如下技术，即，利用通过将跟踪(tracking)线缆彼此连接而能够对彼此的状态进行确认的两个CPU单元、能够将连接了各个CPU单元的两个基本基础单元连接的CPU二重化用增设基础单元，将CPU单元二重化。

专利文献1：日本特开2007-164722号公报

发明内容

但是，有时将额外的增设基础单元连接于增设基础单元。例如，在专利文献1中示出了如下例子，即，在CPU二重化用增设基础单元的后级设置额外的增设基础单元，CPU二重化用增设基础单元和额外的增设基础单元通过1根线缆而连接。例如，在仅通过CPU二重化用增设基础单元无法充分搭载I/O(Input/Output)单元时，需要额外的增设基础单元。

此外，“前级”、“后级”这样的表述是以基本基础单元为基准的表述。在专利文献1的例子中，CPU二重化用增设基础单元是基本基础单元的“后级”且是额外的增设基础单元的“前级”。

在专利文献1中，将CPU二重化用增设基础单元和额外的增设基础单元连接的线缆为1根。因此，如果该线缆产生断线、变质等异常，则连接于额外的增设基础单元上的单元和CPU单元之间的通信产生异常。因此，在专利文献1所记载的技术中，PLC的可靠性存在不足。

鉴于上述情况，本发明的目的在于提供能够使将增设基础单元彼此连接的线缆多重化的增设基础单元等。

为了达成上述目的，本发明涉及的基础单元具有：

输入连接器，其通过经由线缆与前级的基础单元的连接器可通信地连接，从而能够从所述前级的基础单元接收信号；以及多个输出连接器，它们通过经由各个线缆与后级的增设基础单元的多个连接器可通信地连接，从而能够将由所述输入连接器接收到的信号发送至所述后级的增设基础单元。

发明的效果

根据本发明，能够使将增设基础单元彼此连接的线缆多重化。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1涉及的控制系统的结构的图。

图2是表示本发明的实施方式1涉及的增设基础单元的结构的图。

图3是表示本发明的实施方式1涉及的基本基础单元的结构的图。

图4是表示本发明的实施方式1涉及的CPU单元的结构的图。

图5是表示本发明的实施方式1涉及的增设基础单元的硬件结构的一个例子的图。

图6是表示由本发明的实施方式1涉及的增设基础单元进行的输入切换的动作的一个例子的流程图。

图7是表示由本发明的实施方式1涉及的增设基础单元进行的输出切换的动作的一个例子的流程图。

图8是表示由本发明的实施方式1涉及的CPU单元进行的切换控制的动作的一个例子的流程图。

图9是表示本发明的实施方式1的变形例涉及的增设基础单元的结构的图。

图10是表示本发明的实施方式2涉及的增设基础单元的结构的图。

图11是表示本发明的实施方式3涉及的增设基础单元的结构的图。

图12是表示本发明的实施方式3涉及的增设基础单元的存储部所保存的转发目标表格的一个例子的图。

具体实施方式

以下，一边参照附图，一边对本发明的实施方式涉及的控制系统进行说明。在各附图中，对相同或等同的部分标注相同标号。

(实施方式1)

一边参照图1，一边对实施方式1涉及的控制系统1000进行说明。控制系统1000例如是从传感器取得传感值而基于传感值对工作机械进行控制的控制系统。控制系统1000具有控制装置1a、控制装置1b、控制装置2a和控制装置2b。控制装置2a和控制装置2b通过跟踪线缆TC可通信地连接。控制装置2a和控制装置1a通过总线连接线缆C11可通信地连接。相同地，控制装置2b和控制装置1a通过总线连接线缆C12可通信地连接。控制装置1a和控制装置1b通过总线连接线缆C21及总线连接线缆C22可通信地连接。相同地，控制装置1b和未图示的其它控制装置通过总线连接线缆C31及总线连接线缆C32可通信地连接。该未图示的其它控制装置也可以通过总线连接线缆与额外的其它控制装置可通信地连接。控制系统1000为本发明涉及的控制系统的一个例子。总线连接线缆C为本发明涉及的线缆的一个例子。

为了简化说明，有时将控制装置1a和控制装置1b统称为控制装置1。关于控制装置2a及控制装置2b，也相同地，有时统称为控制装置2。另外，后述的其它结构也相同。

在控制系统1000中，通过控制装置2a和控制装置2b将控制装置2二重化。另外，在控制系统1000中，通过总线连接线缆C21及总线连接线缆C22，使将控制装置1a和控制装置1b连接的总线连接线缆二重化。另外，在控制系统1000中，各控制装置1与控制装置2连成一串。

控制装置1具有增设基础单元10、I/O单元11和电源单元12。I/O单元11及电源单元12连接于增设基础单元10所具有的未图示的插槽。I/O单元11可通信地与未图示的传感器及工作机械连接。电源单元12将电力供给至增设基础单元10及I/O单元11。增设基础单元10与连接于未图示的插槽的单元进行通信，与通过总线连接线缆连接的其它基础单元进行通信。通过控制装置1具有这些单元，从而控制装置2能够与控制装置1进行通信，对与I/O单元11连接的传感器及工作机械进行控制。控制装置1也可以具有多个I/O单元11，也可以具有多个电源单元12。控制装置1为本发明涉及的控制装置的一个例子。I/O单元11为本发明涉及的输入输出单元的一个例子。传感器及工作机械为本发明涉及的外部设备的一个例子。

增设基础单元10具有输入连接器101、输入连接器102、输出连接器111和输出连接器112。在图1中，总线连接线缆C11连接于输入连接器101a，总线连接线缆C12连接于输入连接器102a，总线连接线缆C21连接于输出连接器111a，总线连接线缆C22连接于输出连接器112a。相同地，总线连接线缆C21连接于输入连接器101b，总线连接线缆C22连接于输入连接器102b，总线连接线缆C31连接于输出连接器111b，总线连接线缆C32连接于输出连接器112b。即，各增设基础单元10串联连接。另外，由于增设基础单元10a连接于后述的基本基础单元20a及基本基础单元20b，因此各增设基础单元10与基本基础单元20连成一串。

增设基础单元10具有两个输入连接器和两个输出连接器，从而能够使将增设基础单元10彼此连接的总线连接线缆二重化。另外，增设基础单元10具有两个输入连接器，从而能够将被二重化的两个控制装置2，即控制装置2a和控制装置2b连接于增设基础单元10a。后面会对增设基础单元10的结构的详情进行叙述。增设基础单元10为本发明涉及的增设基础单元的一个例子。

此外，这里所说的“输入”及“输出”这样的表述以从前级的基础单元向后级的增设基础单元的信号的流动为基准。因此，与前级的基础单元的通信所使用的连接器为“输入连接器”，与后级的增设基础单元的通信所使用的连接器为“输出连接器”。此外，“前级的基础单元”可以是基本基础单元也可以是增设基础单元。

控制装置2具有基本基础单元20、CPU单元21和电源单元22。控制系统1000具有控制装置2a和控制装置2b，控制装置2a的CPU单元21a和控制装置2b的CPU单元21b通过跟踪线缆TC进行连接，由此将控制装置2二重化。

CPU单元21及电源单元22连接于基本基础单元20所具有的未图示的插槽。CPU单元21对与控制装置1的I/O单元11连接的传感器及工作机械进行控制。CPU单元21与通过跟踪线缆TC连接的其它CPU单元21进行通信。另外，虽然后面会对详情进行叙述，但CPU单元21通过将切换控制信号发送至增设基础单元10，从而对该增设基础单元10所使用的输出连接器进行切换。电源单元22将电力供给至基本基础单元20及CPU单元21。控制装置2也可以具有多个电源单元22。另外，I/O单元也可以连接于基本基础单元20的插槽。后面会对CPU单元21的结构的详情进行叙述。

基本基础单元20与连接于未图示的插槽的单元进行通信，与通过总线连接线缆连接的增设基础单元10进行通信。基本基础单元20具有输出连接器201。在图1中，总线连接线缆C11连接于基本基础单元20a的输出连接器201a，总线连接线缆C12连接于基本基础单元20b的输出连接器201b。后面会对基本基础单元20的结构的详情进行叙述。基本基础单元20为本发明涉及的基本基础单元的一个例子。

通过控制装置2具有这些单元，控制装置2能够对与控制装置1的I/O单元11连接的传感器及工作机械进行控制。

接着，一边参照图2，一边对增设基础单元10的结构进行详细的说明。此外，在图2中，代表性地示出增设基础单元10a的结构，但增设基础单元10b及与增设基础单元10b连接的未图示的其它基础单元的结构也相同。

增设基础单元10具有输入连接器101、输入连接器102、输出连接器111、输出连接器112、输入控制部121、输入切换部122、输出控制部131、输出切换部132、总线B和大于或等于1个插槽190。插槽190与总线B可通信地连接。虽然后面会对详情进行叙述，但输入切换部122基于输入控制部121的控制，将输入连接器101、输入连接器102中的任意一者和总线B可通信地连接。相同地，输出切换部132基于输出控制部131的控制，将输出连接器111、输出连接器112中的任意一者和总线B可通信地连接。总线B是在增设基础单元10的内部将输入切换部122、输出切换部132和插槽190连接的内部总线。总线B为本发明涉及的内部总线的一个例子。

输入连接器101及输入连接器102经由总线连接线缆与前级的基础单元的输出连接器可通信地连接。在增设基础单元10a中，输入连接器101a经由总线连接线缆C11与前级的基本基础单元20a的输出连接器201a可通信地连接，输入连接器102a经由总线连接线缆C12与前级的基本基础单元20b的输出连接器201b可通信地连接。输入连接器101及输入连接器102为本发明涉及的输入连接器的一个例子。

输出连接器111及输出连接器112经由总线连接线缆与后级的增设基础单元的输入连接器可通信地连接。在增设基础单元10a中，输出连接器111a经由总线连接线缆C21与后级的增设基础单元10b的输入连接器101b可通信地连接，输出连接器112a经由总线连接线缆C22与后级的增设基础单元10b的输入连接器102b可通信地连接。输出连接器111及输出连接器112为本发明涉及的输出连接器的一个例子。

输入控制部121对由输入连接器101及输入连接器102接收到的信号进行监视，对前级的基础单元和总线B之间的通信所使用的输入连接器进行确定，对后述的输入切换部122进行控制而将确定出的输入连接器和总线B连接。对于该通信所使用的输入连接器和该通信所未使用的输入连接器，由输入连接器接收的信号不同，因此输入控制部121通过对由输入连接器101及输入连接器102接收到的信号进行监视，能够对前级的基础单元和总线B之间的通信所使用的输入连接器进行确定。例如，输入控制部121通过对由输入连接器接收的时钟信号是周期性地变化的信号还是完全没有变化的信号进行判别，能够对该通信所使用的输入连接器进行确定。

此外，虽然后面会对详情进行叙述，但在前级的基础单元为1个增设基础单元10的情况下，无论是两个基本基础单元20中的哪一者，都仅将输入连接器101和输入连接器102中的某一者用于该前级的基础单元和总线B之间的通信。

输入切换部122基于输入控制部121的控制，将前级的基础单元和总线B之间的通信所使用的输入连接器与总线B可通信地连接。在图2中将输入切换部122记载为开关，但输入切换部122例如是包含晶体管、继电器等开关元件的切换电路。输入控制部121及输入切换部122为本发明涉及的第1连接部件的一个例子。

输出控制部131在经由总线B从前级的基础单元接收到切换控制信号时，对输出切换部132进行控制，对与总线B连接的输出连接器进行切换。虽然后面会对详情进行叙述，但CPU单元21在检测出两个增设基础单元10的通信存在异常时，将切换控制信号发送至该两个增设基础单元10中的前级的增设基础单元10。因此，输出控制部131能够经由总线B从前级的基础单元接收切换控制信号。其结果，在增设基础单元10b中，仅输入连接器101b和输入连接器102b中的某一者用于增设基础单元10a与增设基础单元10b之间的通信。

例如，考虑将增设基础单元10a的输出连接器111a和增设基础单元10b的输入连接器101b连接的总线连接线缆C21产生异常而无法进行输出连接器111a和输入连接器101b之间的通信的情况。此外，输出切换部132将输出连接器111a和总线B连接。此时，CPU单元21检测出输出连接器111a和输入连接器101b之间为异常部位，将切换控制信号发送至前级的增设基础单元10即增设基础单元10a。经由总线B从CPU单元21接收到切换控制信号的输出控制部131对输出切换部132进行控制，将与总线B连接的输出连接器从输出连接器111a切换为输出连接器112a。

输出切换部132基于输出控制部131的控制，对与总线B连接的输出连接器进行切换。即，输出切换部132基于从前级的基础单元接收到的切换控制信号，将输出连接器111及输出连接器112中的1个输出连接器和总线B可通信地连接。在图2中将输出切换部132记载为开关，但输出切换部132例如是包含晶体管、继电器等开关元件的切换电路。输出控制部131及输出切换部132为本发明涉及的第2连接部件的一个例子。

插槽190是与总线B连接，能够对I/O单元11、电源单元12等单元进行连接的插槽。插槽190将所连接的单元和总线B可通信地连接。

接着，一边参照图3，一边对基本基础单元20的结构进行详细的说明。此外，在图3中，代表性地示出基本基础单元20a的结构，但基本基础单元20b的结构也相同。

基本基础单元20具有输出连接器201、总线BB和大于或等于1个插槽202。输出连接器201及插槽202可通信地连接于总线BB。

输出连接器201经由总线连接线缆与后级的增设基础单元10a的输入连接器可通信地连接。在基本基础单元20a中，输出连接器201a经由总线连接线缆C11与后级的增设基础单元10a的输入连接器101a可通信地连接。

插槽202是与总线BB连接，能够对CPU单元21、电源单元22等单元进行连接的插槽。插槽202将所连接的单元和总线BB可通信地连接。

与插槽202连接的CPU单元21经由总线BB、输出连接器201及总线连接线缆与增设基础单元10a进行通信。另外，CPU单元21与增设基础单元10a后级的增设基础单元10也经由比该增设基础单元10处于前级的各增设基础单元10进行通信。

接着，一边参照图4，一边对CPU单元21的结构进行详细的说明。CPU单元21具有控制部210、第1通信部214、第2通信部215和存储部216。

第1通信部214例如是能够插入于插槽202的通信接口。第2通信部215例如是能够供跟踪线缆TC插入的通信接口。

存储部216对由控制部210执行的控制程序进行保存。另外，控制部210作为控制部210执行控制程序时的工作存储器起作用。存储部216例如具有对控制程序进行保存的ROM(Read Only Memory)、作为工作存储器起作用的RAM(Random Access Memory)。

控制部210读出并执行在存储部216保存的控制程序。控制部210例如具有MPU(Micro Processing Unit)、CPU(Central Processing Unit)等处理器。控制部210通过执行控制程序，与连接于基本基础单元20及增设基础单元10的各单元经由第1通信部214进行通信。特别地，控制部210与连接于增设基础单元10的I/O单元11进行通信，对与该I/O单元11连接的传感器及工作机械进行控制。

另外，控制部210经由第2通信部215对其它CPU单元21的状态进行监视，在本身及其它CPU单元21都处于正常状态时，与其它CPU单元21进行通信，调整为仅本身和其它CPU单元21中的某一者经由第1通信部214与各单元进行通信。

另外，控制部210通过执行控制程序，作为异常判定部211、异常部位检测部212及切换控制部213起作用。

异常判定部211对CPU单元21与其它单元之间的通信是否存在异常进行判定。这里，其它单元不仅包含与基本基础单元20连接的单元，还包含与基本基础单元20后级的各增设基础单元10连接的单元。通信是否存在异常的判定例如是在CPU单元21发送了向某I/O单元11访问的信号时，通过是否从作为发送对象的I/O单元11返回了响应进行判定。

异常部位检测部212在异常判定部211判定为CPU单元21与其它单元之间的通信存在异常时，对通信路径中的哪个部位存在异常进行检测。后面会通过切换控制的动作的说明对如何检测异常部位进行叙述。

切换控制部213在异常部位检测部212判定为将后级的各增设基础单元10彼此连接的总线连接线缆中的任意者存在异常时，将切换控制信号发送至通过该存在异常的总线连接线缆连接的两个增设基础单元10中的前级的增设基础单元10。其结果，在增设基础单元10彼此的通信中，对该增设基础单元10所使用的输出连接器进行切换，因此能够进行经由被二重化的总线连接线缆中的没有产生异常的总线连接线缆的通信。

另外，切换控制部213在异常部位检测部212判定为基本基础单元20的内部通信中存在异常时，或判定为将基本基础单元20和增设基础单元10连接的总线连接线缆存在异常时，与其它CPU单元21进行通信，将指示进行控制系统的切换的信号发送至该其它CPU单元21。此时，控制部210将经由第1通信部214的与各单元之间的通信停止。而且，切换控制部213在从其它CPU单元21接收到指示进行控制系统的切换的信号时，开始经由第1通信部214的与各单元之间的通信。通过这些功能，仅基本基础单元20a和基本基础单元20b中的某一者进行与增设基础单元10a之间的通信。即，通过这些功能，切换对传感器及工作机械进行控制的控制系统。由于没有同时使两个控制系统有效，因此在增设基础单元10a中，仅输入连接器101a和输入连接器102a中的某一者用于基本基础单元20和增设基础单元10a之间的通信。

接着，一边参照图5，一边对增设基础单元10的硬件结构的一个例子进行说明。图5所示的增设基础单元10例如由微型控制器实现。此外，基本基础单元20也能够采用相同的硬件结构。

增设基础单元10具有经由总线2000彼此连接的处理器2001、存储器2002、接口2003。

处理器2001例如为MPU、CPU等处理器。处理器2001通过执行在存储器2002上保存的控制程序，从而实现增设基础单元10的输入控制部121及输出控制部131的功能。

存储器2002例如是包含ROM和RAM的主存储装置。存储器2002对由处理器2001执行的控制程序进行保存。另外，存储器2002作为处理器2001执行控制程序时的工作存储器起作用。

接口2003是用于将增设基础单元10和其它单元可通信地连接的输入输出接口。通过接口2003，实现输入连接器101、输入连接器102、输出连接器111、输出连接器112及插槽190的功能。

接着，一边参照图6，一边对由增设基础单元10进行的输入切换的动作的一个例子进行说明。图6所示的动作例如在将电力供给至增设基础单元10的时间点开始。

增设基础单元10的输入控制部121对由各输入连接器接收的信号进行监视(步骤S101)。

输入控制部121基于在步骤S101中监视到的信号，对与前级的基础单元之间的通信所用的输入连接器进行确定(步骤S102)。

输入控制部121对增设基础单元10的输入切换部122进行控制，将在步骤S102确定出的输入连接器和总线B可通信地连接。此外，输入切换部122在确定出的输入连接器已经与总线B连接的情况下，可以什么都不作。然后，输入控制部121重复从步骤S101起的动作。

接着，一边参照图7，一边对由增设基础单元10进行的输出切换的动作的一个例子进行说明。图7所示的动作例如在将电力供给至增设基础单元10的时间点开始。

增设基础单元10的输出控制部131等待接收经由总线B从前级的基础单元发送的切换控制信号(步骤S201)。

输出控制部131在步骤S201中接收到切换控制信号时，输出控制部131对输出切换部132进行控制，对与总线B连接的输出连接器进行切换(步骤S202)。然后，输出控制部131重复从步骤S201起的动作。

接着，一边参照图8，一边对由CPU单元21进行的切换控制的动作的一个例子进行说明。图8所示的动作在CPU单元21的控制部210的异常判定部211判定为CPU单元21和其它单元之间的通信存在异常时开始。另外，图8所示的动作是由基本基础单元20a上的CPU单元21a进行的动作。

CPU单元21a的控制部210的异常部位检测部212对能否访问CPU单元21a本身所连接的基本基础单元20a上的单元进行判定(步骤S301)。

在无法访问基本基础单元20a上的单元时(步骤S301：No)，异常部位检测部212将基本基础单元20a检测为异常部位(步骤S302)。

控制部210的切换控制部213与CPU单元21b进行通信，将控制系统从CPU单元21a切换为基本基础单元20b上的CPU单元21b(步骤S303)。然后，控制部210将切换控制的动作结束。

在能够访问基本基础单元20a上的单元时(步骤S301：Yes)，异常部位检测部212对能否访问与基本基础单元20a连接的增设基础单元10a上的单元进行判定(步骤S304)。

在无法访问增设基础单元10a上的单元时(步骤S304：No)，异常部位检测部212将连接基本基础单元20a和增设基础单元10a的总线连接线缆C11检测为异常部位(步骤S305)。

与上述情况相同地，切换控制部213与CPU单元21b进行通信，将控制系统从CPU单元21a切换为基本基础单元20b上的CPU单元21b(步骤S303)。然后，控制部210将切换控制的动作结束。

在能够访问增设基础单元10a上的单元时(步骤S304：Yes)，异常部位检测部212对能否访问与增设基础单元10a连接的增设基础单元10b上的单元进行判定(步骤S306)。

在无法访问增设基础单元10b上的单元时(步骤S306：No)，异常部位检测部212将连接增设基础单元10a和增设基础单元10b的总线连接线缆C21或总线连接线缆C22检测为异常部位(步骤S307)。

切换控制部213将切换控制信号发送至增设基础单元10a和增设基础单元10b中的前级的增设基础单元10a，对增设基础单元10a和增设基础单元10b之间的通信所用的输出连接器进行切换(步骤S308)。然后，控制部210将切换控制的动作结束。

在能够访问增设基础单元10b上的单元时(步骤S306：Yes)，控制部210进一步针对后级的各增设基础单元10，执行与步骤S306-S308相同的动作。通过重复该动作，切换控制部213将切换控制信号发送至某增设基础单元10，控制部210将切换控制的动作结束。

以上，对实施方式1涉及的控制系统1000进行了说明。根据实施方式1涉及的控制系统1000，各增设基础单元10具有两个输入连接器、两个输出连接器，通过输入控制部121和输入切换部122将某1个输入连接器连接于总线B，通过输出控制部131和输出切换部132将某1个输出连接器连接于总线B。因此，根据实施方式1涉及的控制系统1000，能够使将增设基础单元10彼此连接的线缆多重化。

另外，在实施方式1涉及的控制系统1000中，关于I/O单元11、电源单元12、基本基础单元20及电源单元22，能够直接采用已有的硬件结构。另外，关于CPU单元21，也采用与已有的CPU单元相同的硬件结构，仅对保存于存储部216且由控制部210执行的控制程序进行变更即可。因此，在实施方式1涉及的控制系统1000中，关于增设基础单元10之外的单元，无需对新的硬件进行调配。因此，根据实施方式1涉及的控制系统1000，能够以低成本使将增设基础单元10彼此连接的线缆多重化。

另外，根据实施方式1涉及的控制系统1000，增设基础单元10具有多个输入连接器及输出连接器，从而能够将可以进行线缆的多重化的增设基础单元共通化，因此能够降低成本。

(实施方式1的变形例)

在实施方式1中，输入控制部121对由输入连接器101及输入连接器102接收到的信号进行监视，对前级的基础单元和总线B之间的通信所使用的输入连接器进行确定，对输入切换部122进行控制而将确定出的输入连接器和总线B连接。取而代之，也可以如图9所示，输入控制部121对发送至总线B的信号进行监视，在检测出从当前连接于总线B的输入连接器发送至总线B的信号存在异常时，对输入切换部122进行控制而对与总线B连接的输入连接器进行切换。例如，当发送至总线B的信号在大于或等于一定期间没有变化时，检测出发送至总线B的信号存在异常，对连接于总线B的输入连接器进行切换。根据该变形例，虽然需要对异常进行检测，但存在监视对象为1个这样的优点。

在实施方式1中，增设基础单元10具有两个输入连接器和两个输出连接器，由此实现总线连接线缆的二重化，但增设基础单元10也可以通过具有大于或等于3个输入连接器和大于或等于3个输出连接器而实现总线连接线缆的多重化。另外，关于增设基础单元10中的与基本基础单元20直接连接的增设基础单元10a，输入连接器的数量与输出连接器的数量也可以不同。原因在于，不需要使CPU单元21的多重化的程度与将增设基础单元10彼此连接的总线连接线缆的多重化的程度相同。即，不需要使将增设基础单元10彼此连接的总线连接线缆的数量与连接于增设基础单元10的基本基础单元20的数量相同。

另外，在实施方式1中，在全部增设基础单元10之间将线缆多重化，但也想到仅在一部分增设基础单元10之间使线缆多重化就足够的情况。在这样的情况下，将线缆多重化的多重化区间所包含的增设基础单元10具有多个输入连接器和多个输出连接器即可，没有进行线缆的多重化的非多重化区间所包含的增设基础单元10具有至少1个输入连接器和至少1个输出连接器即可。另外，位于非多重化区间和多重化区间之间的增设基础单元10具有至少1个输入连接器和多个输出连接器，或具有多个输入连接器和至少1个输出连接器即可。

(实施方式2)

下面，对实施方式2涉及的控制系统1000进行说明。但是，在实施方式2中，控制系统1000的整体结构与图1所示的实施方式1的情况相同。虽然后面会对详情进行叙述，但在实施方式2涉及的控制系统1000中，增设基础单元10的输出连接器111及输出连接器112始终连接于总线B，将表示选择了哪个输出连接器的选择信号输出至输出连接器111和输出连接器112中的至少一个输出连接器。

一边参照图10，一边对实施方式2涉及的增设基础单元10的结构中的与实施方式1的区别进行说明。首先，与实施方式1的区别在于，实施方式2涉及的增设基础单元10不具有输出切换部132，输出连接器111及输出连接器112始终与总线B可通信地连接。另外，与实施方式1的区别在于，输出控制部131将后述的选择信号输出至输出连接器111和输出连接器112中的一个输出连接器。另外，与实施方式1的区别在于，输入控制部121将输入连接器101和输入连接器102中的接收到选择信号的输入连接器和总线B连接。图10所示的虚线箭头表示选择信号的输入输出。此外，在实施方式2中，总线连接线缆需要用于传输选择信号的信号线。

实施方式2涉及的输出控制部131大致与实施方式1相同，但与实施方式1的区别在于，在经由总线B从前级的基础单元接收到切换控制信号时，不对输出切换部132进行控制，而是选择与当前所选择的输出连接器不同的输出连接器，将选择信号输出至该不同的输出连接器。另外，作为初始化时的处理，输出控制部131在刚将电力供给至增设基础单元10之后，选择输出连接器111和输出连接器112中的某一者，将选择信号输出至选择出的输出连接器。在实施方式2中，输出控制部131为本发明涉及的选择信号输出部件的一个例子。

实施方式2涉及的输入控制部121与实施方式1的区别在于，对输入切换部122进行控制，以将输入连接器101和输入连接器102中的接收到选择信号的输入连接器和总线B可通信地连接。但是，在前级的基础单元为基本基础单元20的情况下，基本基础单元20不输出选择信号，因此输入连接器101及输入连接器102均没有接收到选择信号。在该情况下，输入控制部121与实施方式1相同地对输入切换部122进行控制。

以上，对实施方式2涉及的控制系统1000进行了说明。根据实施方式2，能够省略输出切换部132，并且取得与实施方式1相同的效果。

(实施方式3)

下面，对实施方式3涉及的控制系统1000进行说明。但是，在实施方式3中，控制系统1000的整体结构与图1所示的实施方式1的情况相同。在实施方式3中，增设基础单元10的结构与实施方式1不同。其中，后面会对详情进行叙述，增设基础单元10的结构与实施方式1不同，但相对于输入连接器及输出连接器而输入输出的信号与实施方式1完全相同，所使用的总线连接线缆也与实施方式1完全相同。

一边参照图11，一边对实施方式3涉及的增设基础单元10的结构中的与实施方式1的区别进行说明。首先，实施方式3涉及的增设基础单元10与实施方式1的区别在于，不具有输入控制部121、输入切换部122、输出控制部131及输出切换部132。另外，与实施方式1的区别在于，增设基础单元10具有转发部150，转发部150具有包含端口P1-P6的多个端口、转发控制部151、存储部152。另外，与实施方式1的区别在于，输入连接器101、输入连接器102、输出连接器111、输出连接器112各自与端口P1-P4连接，多个插槽190与包含端口P5、P6的多个端口各自连接。转发部150通过后述的转发控制部151的功能，将输入连接器101、输入连接器102、输出连接器111、输出连接器112及各插槽190恰当地可通信地连接，因此转发部150为本发明涉及的内部总线的一个例子。

转发部150例如由微型控制器实现。在该情况下，转发控制部151例如为该微型控制器所具有的MPU，存储部152例如为该微型控制器所具有的ROM及RAM，各端口例如为该微型控制器所具有的I/O接口。后述的转发控制部151的功能例如通过由该MPU读出并执行保存于该ROM的控制程序而实现。

存储部152对在后述的转发控制部151的转发处理中使用的转发目标表格进行保存。转发目标表格例如如图12所示。后面会对转发目标表格的详情进行叙述。

转发控制部151对端口P1从输入连接器101接收到的信号、端口P2从输入连接器102接收到的信号进行监视，对前级的基础单元和作为总线的转发部150之间的通信所使用的端口进行确定。转发控制部151通过后述的转发处理将由确定出的端口接收到的信号转发至输出连接器111、输出连接器112或各插槽190。通过转发控制部151，与确定出的1个端口连接的1个输入连接器和作为总线的转发部150被可通信地连接。在该功能中，转发控制部151为本发明涉及的第1连接部件的一个例子。

转发控制部151进行转发处理，即，参照保存于存储部152的转发目标表格，将该信号转发至与由上述确定出的端口接收到的信号的接收目标对应的端口。在转发目标表格例如为图12所示的表格时，转发控制部151将以I/O单元11a为接收目标的信号转发至端口P6，将以I/O单元11b、电源单元12b等增设基础单元10b上的单元为接收目标的信号转发至端口P3。通过由转发控制部151进行的转发处理，作为总线的转发部150和与被设定为转发目标端口的1个端口连接的1个输出连接器被可通信地连接。在该功能中，转发控制部151为本发明涉及的第2连接部件的一个例子。

另外，在转发控制部151经由上述确定出的端口从前级的基础单元接收到切换控制信号时，对保存于存储部152的转发目标表格进行改写，将以增设基础单元10b上的单元为接收目标的信号的转发目标端口从与输出连接器111连接的端口P3变更为与输出连接器112连接的端口P4。通过该功能，转发控制部151在接收到切换控制信号时，能够对与作为总线的转发部150连接的输出连接器进行切换。

由此，通过转发部150，实现与实施方式1中的输入控制部121、输入切换部122、输出控制部131、输出切换部132及总线B相同的功能。因此，根据实施方式3涉及的控制系统1000，将转发部150用于增设基础单元10的结构，并且取得与实施方式1相同的效果。另外，如上所述，转发部150例如能够通过微型控制器实现，因此根据实施方式3，能够通过低成本且自由度高的设计而构成增设基础单元10。例如，在实施方式3中，在增加了增设基础单元10的输入连接器及输出连接器的情况下，关于转发部150，如果微型控制器所具有的端口的数量足够，则通过对由转发控制部151执行的控制程序进行改写也能够进行应对。

本发明在不脱离本发明的广义的精神和范围的情况下，能够设为各种实施方式及变形。另外，上述实施方式用于对本发明进行说明，并不是对本发明的范围进行限定。即，本发明的范围不是由实施方式，而是由权利要求书表示。而且，在权利要求的范围内及与其等同的公开意义的范围内实施的各种变形被视为落在本发明的范围内。

标号的说明

1、1a、1b、2、2a、2b控制装置，10、10a、10b增设基础单元，11、11a、11b I/O单元，12、12a、12b电源单元，20、20a、20b基本基础单元，21、21a、21b CPU单元，22、22a、22b电源单元，101、101a、101b、102、102a、102b输入连接器，111、111a、111b、112、112a、112b输出连接器，121输入控制部，122输入切换部，131输出控制部，132输出切换部，150转发部，151转发控制部，152存储部，190插槽，201、201a、201b输出连接器，202插槽，210控制部，211异常判定部，212异常部位检测部，213切换控制部，214第1通信部，215第2通信部，216存储部，1000控制系统，2000总线，2001处理器，2002存储器，2003接口，B、BB总线，C11、C12、C21、C22、C31、C32总线连接线缆，P1-P6端口，TC跟踪线缆。

Claims (11)

1.一种增设基础单元，其具有：

输入连接器，其通过经由线缆与前级的基础单元的连接器可通信地连接，从而能够从所述前级的基础单元接收信号；以及

多个输出连接器，它们通过经由各个线缆与后级的增设基础单元的多个连接器可通信地连接，从而能够将由所述输入连接器接收到的信号发送至所述后级的增设基础单元。

2.根据权利要求1所述的增设基础单元，其中，

还具有：

内部总线；

第1连接部件，其将所述输入连接器和所述内部总线可通信地连接；以及

第2连接部件，其将所述多个输出连接器中的1个输出连接器与所述内部总线可通信地连接，而不与其它输出连接器可通信地连接。

3.根据权利要求2所述的增设基础单元，其中，

所述第2连接部件在经由通过所述第1连接部件连接的所述输入连接器和所述内部总线从所述前级的基础单元接收到切换控制信号时，对与所述内部总线连接的输出连接器进行切换。

4.根据权利要求2或3所述的增设基础单元，其中，

具有多个所述输入连接器，

所述第1连接部件对由多个所述输入连接器的各个输入连接器接收到的信号进行监视而对所述前级的基础单元和所述内部总线之间的通信所用的所述输入连接器进行确定，将确定出的所述输入连接器和所述内部总线可通信地连接。

5.根据权利要求2或3所述的增设基础单元，其中，

具有多个所述输入连接器，

所述第1连接部件将多个所述输入连接器中的1个输入连接器和所述内部总线可通信地连接，

所述第1连接部件对从通过所述第1连接部件连接的所述输入连接器发送至所述内部总线的信号进行监视，在检测出该信号的异常时，对与所述内部总线连接的输入连接器进行切换。

6.根据权利要求1所述的增设基础单元，其中，

还具有选择信号输出部件，该选择信号输出部件对所述多个输出连接器中的1个输出连接器进行选择，将选择信号输出至所选择的所述输出连接器。

7.根据权利要求6所述的增设基础单元，其中，

所述选择信号输出部件在所述输入连接器从所述前级的基础单元接收到切换控制信号时，选择与当前所选择的所述输出连接器不同的输出连接器，将所述选择信号输出至所选择的所述不同的输出连接器。

8.根据权利要求6或7所述的增设基础单元，其中，

具有多个所述输入连接器，

多个所述输入连接器通过经由各个线缆与前级的增设基础单元的多个连接器可通信地连接，能够从所述前级的增设基础单元接收信号，

该增设基础单元还具有：

内部总线；以及

第1连接部件，其将所述多个所述输入连接器中的接收到从所述前级的增设基础单元输出的选择信号的输入连接器和所述内部总线可通信地连接。

9.一种控制装置，其具有：

权利要求1至8中任一项所述的增设基础单元；以及

输入输出单元，其与所述增设基础单元可通信地连接，对外部设备进行控制。

10.一种控制系统，其具有：

多个权利要求1至8中任一项所述的增设基础单元；输入输出单元，其对外部设备进行控制；基本基础单元；以及CPU单元，其与所述基本基础单元可通信地连接，

所述输入输出单元与所述多个增设基础单元中的1个增设基础单元可通信地连接，

各所述增设基础单元与所述基本基础单元连成一串，

所述CPU单元经由所述基本基础单元及所述增设基础单元与所述输入输出单元进行通信，对所述外部设备进行控制。

11.一种控制方法，对增设基础单元进行控制，

该增设基础单元具有：

输入连接器，其经由线缆与前级的基础单元的连接器可通信地连接；以及

多个输出连接器，它们经由各个线缆与后级的增设基础单元的多个连接器可通信地连接，

在该控制方法中，

经由所述多个输出连接器将由所述输入连接器从所述前级的基础单元接收到的信号发送至所述后级的增设基础单元。

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