(57)【要約】      （修正有）【課題】演算結果に基づいた機器の制御を滞りなく行なう。【解決手段】実施形態によれば、制御システムは、ネットワーク４に接続されて、信号を入力して、信号に基づいた演算結果を外部機器へ出力する少なくとも１つの入出力装置１と、ネットワークに接続されて、入出力装置１から入力された信号および信号に関わる演算条件を分配する少なくとも１つの分配装置２と、ネットワークに接続されて、分配装置により分配された信号と演算条件に基づいて演算を行なう複数の演算装置３ともつ。入出力装置１は、複数の演算装置のそれぞれによる、同一の信号に基づいた演算結果のうち最初に受信した演算結果を外部機器へ出力する。【選択図】図２
2014063414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークに接続されて、信号を入力して、前記信号に基づいた演算結果を外部機器へ出力する少なくとも１つの入出力装置と、
ネットワークに接続されて、前記入出力装置から入力された信号および前記信号に関わる演算条件を分配する少なくとも１つの分配装置と、
ネットワークに接続されて、前記分配装置により分配された前記信号と前記演算条件に基づいて演算を行なう複数の演算装置とを備え、
前記入出力装置は、
前記複数の演算装置のそれぞれによる、同一の前記信号に基づいた演算結果のうち最初に受信した演算結果を前記外部機器へ出力する
ことを特徴とした制御システム装置。
【請求項２】
前記分配装置は、前記入出力装置から入力された信号を複数に分割して、これら分割した信号を分配し、
前記演算装置は、
前記分配装置により分割されて分配された前記信号と前記演算条件に基づいて演算を行なう
ことを特徴とする請求項１に記載の制御システム装置。
【請求項３】
前記入出力装置と前記分配装置とは一体化された装置である
ことを特徴とする請求項１に記載の制御システム装置。
【請求項４】
前記分配装置と前記演算装置とは一体化された装置である
ことを特徴とする請求項１に記載の制御システム装置。
【請求項５】
前記入出力装置と前記分配装置と前記演算装置とは一体化された装置である
ことを特徴とする請求項１に記載の制御システム装置。
【請求項６】
ネットワークに接続されて、信号を入力して、前記信号に基づいた演算結果を外部機器へ出力する少なくとも１つの入出力装置と、
ネットワークに接続されて、前記入出力装置から入力された信号および前記信号に関わる演算条件を分配する少なくとも１つの分配装置と、
ネットワークに接続されて、前記分配装置により分配された前記信号と前記演算条件に基づいて演算を行なう複数の演算装置とを備え、
前記演算装置は、
演算結果を前記複数の分配装置のそれぞれへ出力し、
前記分配装置は、
前記複数の演算装置のそれぞれによる、同一の前記信号に基づいた演算結果のうち最初に受信した演算結果を前記入出力装置へ出力する
ことを特徴とする制御システム装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ネットワークを介して構成される制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、遠隔から現場機器を制御するクラウド技術に注目が集まっている。クラウド技術を用いた制御システムは、制御プログラムを物理的に離れた複数の制御サーバに保持でき、サイト側災害時に制御プログラムが失われることがないため、災害からの復旧の際、制御プログラムの再構築および制御サーバの交換にかかる時間を減らすことができる。
【０００３】
例えば、制御システムは、入出力装置と分配装置と演算装置とがネットワークを介して接続されてなる。分配装置もしくは演算装置は、それぞれが物理的に離れた複数のサーバで構築される。センサからの入力信号は、入出力装置により入力されて、分配装置による分配処理を経て演算装置に伝送される。演算装置のそれぞれは、伝送された入力信号に対する演算処理を行って、演算結果を入出力装置に伝送する。入出力装置は、この演算結果をアクチュエータから出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−０９８９１９号公報
【特許文献２】特開２０１１−２３３０８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述したように、制御プログラムを物理的に離れた、入出力装置、分配装置、演算装置のそれぞれにより処理する場合、装置の特性やネットワークの混雑などに起因して、入出力装置と分配装置との間、分配装置と演算装置との間の、または、演算装置と入出力装置との間の伝送が遅い際には、演算結果に基づいた現場機器の制御が困難になってしまう。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、演算結果に基づいた機器の制御を滞りなく行なうことが可能になる制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態によれば、制御システムは、ネットワークに接続されて、信号を入力して、前記信号に基づいた演算結果を外部機器へ出力する少なくとも１つの入出力装置と、ネットワークに接続されて、入出力装置から入力された信号および信号に関わる演算条件を分配する少なくとも１つの分配装置と、ネットワークに接続されて、分配装置により分配された信号と演算条件に基づいて演算を行なう複数の演算装置ともつ。入出力装置は、複数の演算装置のそれぞれによる、同一の信号に基づいた演算結果のうち最初に受信した演算結果を外部機器へ出力する。
【０００８】
実施形態によれば、制御システムは、ネットワークに接続されて、信号を入力して、信号に基づいた演算結果を外部機器へ出力する少なくとも１つの入出力装置と、ネットワークに接続されて、入出力装置から入力された信号および信号に関わる演算条件を分配する少なくとも１つの分配装置と、ネットワークに接続されて、分配装置により分配された信号と演算条件に基づいて演算を行なう複数の演算装置とを備える。演算装置は、演算結果を複数の分配装置のそれぞれへ出力し、分配装置は、複数の演算装置のそれぞれによる、同一の信号に基づいた演算結果のうち最初に受信した演算結果を入出力装置へ出力する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態における制御システムの構成例を示す図。
【図２】第１の実施形態における制御システムの機能構成例を示す図。
【図３】第１の実施形態における制御システムによる動作手順の一例を示すフローチャート。
【図４】第１の実施形態における制御システムによる動作手順の一例を示すフローチャート。
【図５】第１の実施形態における入力信号や演算結果の流れを示す図。
【図６】第１の実施形態における入力信号や演算結果の流れを示す図。
【図７】第２の実施形態における制御システムの構成例を示す図。
【図８】第２の実施形態における制御システムの機能構成例を示す図。
【図９】第２の実施形態における制御システムによる動作手順の一例を示すフローチャート。
【図１０】第２の実施形態における制御システムによる動作手順の一例を示すフローチャート。
【図１１】第３の実施形態における制御システムの構成例を示す図。
【図１２】第３の実施形態における制御システムの機能構成例を示す図。
【図１３】第３の実施形態における入力信号や演算結果の流れを示す図。
【図１４】第３の実施形態における制御システムによる動作手順の一例を示すフローチャート。
【図１５】第３の実施形態における制御システムによる動作手順の一例を示すフローチャート。
【図１６】第４の実施形態における制御システムの構成例を示す図。
【図１７】第４の実施形態における制御システムの機能構成例を示す図。
【図１８】第４の実施形態における制御システムによる動作手順の一例を示すフローチャート。
【図１９】第４の実施形態における制御システムによる動作手順の一例を示すフローチャート。
【図２０】第５の実施形態における制御システムの構成例を示す図。
【図２１】第５の実施形態における制御システムによる動作手順の一例を示すフローチャート。
【図２２】第５の実施形態における制御システムによる動作手順の一例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。  
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態について説明する。  
図１は、第１の実施形態における制御システム装置の構成例を示す図である。  
図１に示すように、第１の実施形態における制御システムは、複数の入出力装置１（第１入出力装置，第２入出力装置，…，第Ｎ入出力装置）と、複数の分配装置２（第１分配装置，第２分配装置，…，第Ｎ分配装置）と、複数の演算装置３（第１演算装置，第２演算装置，…，第Ｎ演算装置）とを有する。
【００１１】
複数の入出力装置１のそれぞれと複数の分配装置２のそれぞれとはネットワーク４により接続される。また、複数の分配装置２のそれぞれと複数の演算装置３とのそれぞれはネットワーク４により接続される。
【００１２】
図２は、第１の実施形態における制御システム装置の機能構成を示す図である。  
入出力装置１は、受信処理部２２、伝送部２４、集約部２９、演算結果保持部２７、送信処理部２３を有する。図２では、第１入出力装置１と、複数の分配装置２と、複数の演算装置３との接続関係を示しているが、第２，…，第Ｎ入出力装置１と、複数の分配装置２と、複数の演算装置３との接続関係も同様である。
【００１３】
入出力装置１の受信処理部２２には少なくとも１つのセンサ２０が接続される。また、入出力装置１の送信処理部２３には少なくとも１つのアクチュエータ２１が接続される。図２では、送信処理部２３に３つのアクチュエータ２１が接続されている例を示すが、送信処理部２３に接続されるアクチュエータ２１の数は上記の数に限られず、１つであってもよいし、上記の３つ以外の複数であってもよい。
【００１４】
分配装置２は、伝送部２４ａ、分配部２５、伝送部２４ｂを有する。  
演算装置３は、伝送部２４ａ、演算部２６、演算結果保持部２７、伝送部２４ｂを有する。
【００１５】
制御プログラムは演算装置３の内部メモリに保持されている。センサ２０からの入力信号は入出力装置１の受信処理部２２に伝送される。受信処理部２２は、入力信号に入出力装置１のアドレスを付与して伝送部２４に伝送する。伝送部２４は、伝送された入力信号を、複数の分配装置２のそれぞれに伝送する。
【００１６】
分配装置２の伝送部２４ａが入出力装置１からの入力信号を受けると、分配部２５は、この入力信号を一括処理するか分割処理するか判定する。分配部２５は、入力信号を一括処理する場合は、制御プログラムを伝送部２４ｂを介して複数の演算装置３のそれぞれにそのまま伝送する。分配装置２は、演算装置３に入力信号を伝送する際は、例えば、少なくとも２つの演算装置に同じ制御プログラムを伝送する。
【００１７】
また、分配部２５は、入力信号を分割処理する場合には入力信号を分割する。この際、分配部２５は、例えば、分割した入力信号が並列処理できる際は、これら入力した入力信号を異なる演算装置３に伝送してもよいし、少なくとも２つの演算装置３に同じ入力信号を伝送してもよいし、演算装置３までの通信距離と、この演算装置３の性能を把握した上で、分割した入力信号を演算装置３に送信してもよい。
【００１８】
図３は、第１の実施形態における制御システムによる動作手順の一例を示すフローチャートである。ここでは、入力信号を一括処理する場合の動作手順を示す。  
図４は、第１の実施形態における制御システムによる動作手順の一例を示すフローチャートである。ここでは、入力信号を分割処理する場合の動作手順を示す。  
図５は、第１の実施形態における入力信号や演算結果の流れを示す図である。ここでは、入力信号を一括処理する場合の入力信号や演算結果の流れを示す。  
図６は、第１の実施形態における入力信号や演算結果の流れを示す図である。ここでは、入力信号を分割処理する場合の入力信号や演算結果の流れを示す。  
入力信号の分割がなされずに、演算装置３の伝送部２４ａが分配装置２からの入力信号を受けると、演算部２６は、制御プログラムを用いて入力信号に対する演算を行ない、この演算の結果を、入力信号に付与されたアドレスに従って、伝送部２４ｂを介して元の入出力装置１に伝送する。演算部２６は、演算結果を演算装置３内の演算結果保持部２７で保持してから入出力装置１に伝送してもよい。  
演算装置３から伝送された演算結果は、入出力装置１の伝送部２４を介して集約部２９に伝送される。
【００１９】
本実施形態では、図３，図５に示すように、入力信号を一括処理する際、入出力装置１の集約部２９は、複数の演算装置３のそれぞれから受けた演算結果、つまり、同一の信号に基づいた演算結果のうち、一番早く（最初に）受信した演算結果を採用して、それぞれのアクチュエータ２１に伝送することを特徴とする。集約部２９は、一番早く受信した演算結果を入出力装置１内の演算結果保持部２７に保持してもよい。
【００２０】
次に、図４，図６に示すように、複数の分配装置２のそれぞれの分配部２５が、入出力装置１からの入力信号を、第１入力信号、第２入力信号、第３入力信号の３つに分割した場合について説明する。  
分配部２５は、分割した入力信号に入出力装置１から伝送されてきたアドレスを付与して、複数に演算装置３のそれぞれに伝送する。
【００２１】
複数の演算装置３のそれぞれの演算部２６は、第１入力信号に対する演算結果である第１演算結果、第２入力信号に対する演算結果である第２演算結果、第３入力信号に対する演算結果である第３演算結果のそれぞれを、入力信号に付与されたアドレスにしたがって伝送部２４ｂを介して入出力装置１に伝送する。演算部２６は、各種演算結果を演算結果保持部２７で保持してもよい。
【００２２】
入出力装置１の集約部２９は、第１乃至第３演算結果を任意に受信し、複数の演算装置３のそれぞれから受けた第１演算結果のうち一番早く受信した第１演算結果、複数の演算装置３のそれぞれから受けた第２演算結果のうち一番早く受信した第２演算結果、複数の演算装置３のそれぞれから受けた第３演算結果のうち一番早く受信した第３演算結果をそれぞれ採用する。集約部２９は、これら採用した第１，第２，第３演算結果を分割前の並びに整列して、送信処理部２３は、この結果を最終的な演算結果としてそれぞれのアクチュエータ２１に伝送する。
【００２３】
また、図６に示した、１つの入力信号を複数に分割する構成に代えて、入出力装置１の受信処理部２２に複数の、ここでは３つのセンサ２０を接続し、送信処理部２３に３つのアクチュエータ２１を接続する構成として、それぞれのセンサ２０からの入力信号を第１入力信号、第２入力信号、第３入力信号として入力し、集約部２９が、前述したように採用した第１，第２，第３演算結果を送信処理部２３に出力し、送信処理部２３により、第１，第２，第３演算結果を第１，第２，第３アクチュエータ２１に伝送するようにしてもよい。
【００２４】
また、別の変形例として、入出力装置１の受信処理部２２に３つのセンサ２０を接続し、送信処理部２３に１つのアクチュエータ２１を接続する構成として、それぞれのセンサ２０からの入力信号を第１入力信号、第２入力信号、第３入力信号として入力し、集約部２９が、前述したように採用した第１，第２，第３演算結果を送信処理部２３に出力し、送信処理部２３により、第１，第２，第３演算結果を１つのアクチュエータ２１に伝送するようにしてもよい。
【００２５】
以上説明したように、第１の実施形態における制御システムによれば、分配装置２や演算装置３を複数設けた構成としているので、複数の分配装置２のいずれかに故障が起きた際、または複数の演算装置３のいずれかに故障が起きた際でも入力信号に対する演算を行なうことができる。さらに、本実施形態では、入出力装置１は、複数の演算装置３のそれぞれから受けた演算結果のうち演算装置３から一番早く受信した演算結果を採用して、出力を行うので、分配装置２や演算装置３の特性やネットワーク４によりそれぞれの演算装置３による演算や出力のタイミングにばらつきがある際でも、入出力装置１による入力信号の入力から演算結果の出力までの応答時間を最適化することができる。
【００２６】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。なお、以下の各実施形態における制御システムの構成のうち第１の実施形態と同一部分の説明は省略する。  
図７は、第２の実施形態における制御システム装置の構成例を示す図である。  
図８は、第２の実施形態における制御システム装置の機能構成例を示す図である。  
図７に示すように、第２の実施形態における制御システムは、単一の入出力・分配装置５と複数の演算装置３とを有し、入出力・分配装置５は、ネットワーク４を介して複数の演算装置３のそれぞれに接続される。  
入出力・分配装置５は、第１の実施形態で説明した入出力装置１と分配装置２とが一体となったものである。
【００２７】
図８に示すように、入出力・分配装置５は、第１の実施形態で説明した入出力装置１が有していた受信処理部２２、伝送部２４、集約部２９、演算結果保持部２７、送信処理部２３を有する。さらに、入出力・分配装置５は、受信処理部２２と伝送部２４との間に、第１の実施形態で説明した分配装置２が有していた分配部２５を有する。また、図８では、受信処理部２２に接続されるセンサ２０の数や送信処理部２３に接続されるアクチュエータ２１の数は１つとして示しているが、第１の実施形態と同様に複数であってもよいのはもちろんである。以後の各実施形態についても同様である。
【００２８】
以下、第２の実施形態における、第１の実施形態と異なる動作について説明する。その他の動作は第１の実施形態と同様である。  
まず、センサ２０から入力信号が入出力・分配装置５の受信処理部２２に伝送される。そして、入出力・分配装置５の分配部２５は、入力信号を一括実行するか分割実行するか判定する。分配部２５は、入力信号を一括処理する場合は、入力信号を、伝送部２４を介して複数の演算装置３のそれぞれに伝送し、分割実行する場合は、入力信号を分割して、これらの入力信号を伝送部２４を介して複数の演算装置３のそれぞれへ伝送する。演算装置３から入出力・分配装置５までの演算結果の流れは第１の実施形態と同様である。
【００２９】
図９は、第２の実施形態における制御システムによる動作手順の一例を示すフローチャートである。ここでは、入力信号を一括処理する場合の動作手順を示す。ここで示す手順は、図３に示した手順と比較して、第１の実施形態で説明した入出力装置１と複数の分配装置２による手順が、入出力・分配装置５による手順に置き換わっている事以外は、図３に示した手順と同様である。
【００３０】
図１０は、第２の実施形態における制御システムによる動作手順の一例を示すフローチャートである。ここでは、入力信号を分割処理する場合の動作手順を示す。ここで示す手順は、図３に示した手順と比較して、第１の実施形態で説明した入出力装置１と複数の分配装置２による手順が、入出力・分配装置５による手順に置き換わっている事以外は、図４に示した手順と同様である。
【００３１】
以上説明したように、第２の実施形態における制御システムによれば、演算装置３を複数設けた構成としているので、複数の演算装置３のいずれかに故障が起きた際でも入力信号に対する演算を行なうことができる。さらに、本実施形態では、入出力・分配装置５は、複数の演算装置３のそれぞれから受けた演算結果のうち演算装置３から一番早く受信した演算結果を採用して出力を行うので、演算装置３の特性やネットワーク４によりそれぞれの演算装置３による演算や出力のタイミングにばらつきがある際でも、入出力・分配装置５による入力信号の入力から演算結果の出力までの応答時間を最適化することができる。
【００３２】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。  
図１１は、第３の実施形態における制御システムの構成例を示す図である。  
図１２は、第３の実施形態における制御システムの機能構成例を示す図である。  
図１１に示すように、第３の実施形態における制御システムは、複数の入出力装置１と、複数の分配・演算装置６とを有し、複数の入出力装置１のそれぞれは、ネットワーク４を介して複数の分配・演算装置６のそれぞれに接続される。  
分配・演算装置６は、第１の実施形態で説明した分配装置２と演算装置３とが一体となったものである。
【００３３】
図１２に示すように、分配・演算装置６は、第１の実施形態で説明した分配装置２が有していた伝送部２４ａ、分配部２５を有するのに加え、第１の実施形態で説明した演算装置３が有していた演算部２６、演算結果保持部２７、伝送部２４ｂを有する。また、複数の分配・演算装置６のそれぞれの分配部２５は、分配・演算装置６内のローカルなネットワーク４を介して、複数の分配・演算装置６のそれぞれの演算部２６との間で伝送が可能となっている。
【００３４】
以下、第１の実施形態と異なる動作について説明する。その他の動作は第１の実施形態と同様である。  
まず、入出力装置１から分配・演算装置６に入力信号が伝送されると、分配・演算装置６の分配部２５は、入力信号を一括処理するか分割処理するかを判定する。分配部２５は、入力信号を一括処理する場合は、入力信号を、伝送部２４ｂを介して、自装置を含む、複数の分配・演算装置６のそれぞれの演算部２６に伝送し、分割実行する場合は、分割した入力信号を、伝送部２４ｂを介して、自装置を含む、複数の分配・演算装置６のそれぞれの演算部２６に伝送する。以降の入出力装置まで演算結果の流れは第１の実施形態と同様である。
【００３５】
図１３は、第３の実施形態における入力信号や演算結果の流れを示す図である。  
分配・演算装置６の構成は図１３に示した構成としてもよい。この構成では、第１分配・演算装置６の分配部２５は、自装置内の伝送部２４ａ、ネットワーク４、第２分配・演算装置６の伝送部２４ａを介して第２分配・演算装置６の演算部２６へ入力信号を伝送する。これにより第１分配・演算装置６の分配部２５から別の第２分配・演算装置６の演算部２６への入力信号の伝送がなされる。  
そして、それぞれの分配・演算装置６の演算部２６は、伝送部２４ａを介して演算結果を入出力装置１へ伝送する。
【００３６】
図１４は、第３の実施形態における制御システムによる動作手順の一例を示すフローチャートである。ここでは、入力信号を一括処理する場合の動作手順を示す。ここで示す手順は、図３に示した手順と比較して、第１の実施形態で説明した複数の分配装置２と複数の演算装置３による手順が、複数の分配・演算装置６による手順に置き換わっている事以外は、図３に示した手順と同様である。
【００３７】
図１５は、第３の実施形態における制御システムによる動作手順の一例を示すフローチャートである。ここでは、入力信号を一括処理する場合の動作手順を示す。ここで示す手順は、図３に示した手順と比較して、第１の実施形態で説明した複数の分配装置２と複数の演算装置３による手順が、複数の分配・演算装置６による手順に置き換わっている事以外は、図４に示した手順と同様である。
【００３８】
以上説明したように、第３の実施形態における制御システムによれば、分配・演算装置６を複数設けた構成としているので、複数の分配・演算装置６のいずれかに故障が起きた際でも入力信号に対する演算を行なうことができる。さらに、本実施形態では、入出力装置１は、複数の分配・演算装置６のそれぞれから受けた演算結果のうち一番早く受信した演算結果を採用して出力を行うので、分配・演算装置６の特性やネットワーク４によりそれぞれの分配・演算装置６による演算や出力のタイミングにばらつきがある際でも、入出力装置１による入力信号の入力から演算結果の出力までの応答時間を最適化することができる。
【００３９】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。  
図１６は、第４の実施形態における制御システムの構成例を示す図である。  
図１６に示すように、第４の実施形態における制御システムは、複数の入出力・分配・演算装置７を有し、複数の入出力・分配・演算装置７のそれぞれは、ネットワーク４を介して接続される。  
入出力・分配・演算装置７は、第１の実施形態で説明した入出力装置１と分配装置２と演算装置３とが一体となったものである。
【００４０】
図１７は、第４の実施形態における制御システムの機能構成例を示す図である。ここでは、第１入出力・分配・演算装置により入力した信号に基づく演算を複数のそれぞれの入出力・分配・演算装置により演算して、これらの演算結果を第１入出力・分配・演算装置により集約する例について説明するが、第２，…第Ｎ入出力・分配・演算装置についても、この装置により入力した信号に基づく演算を複数のそれぞれの入出力・分配・演算装置により演算して、これらの演算結果を入力元の入出力・分配・演算装置により集約する。
【００４１】
図１７に示すように、入出力・分配・演算装置７は、第１の実施形態で説明した入出力装置１が有していた受信処理部２２、伝送部２４、集約部２９、演算結果保持部２７、送信処理部２３を有する。さらに、入出力・分配・演算装置７は、受信処理部２２と伝送部２４との間に第１の実施形態で説明した分配装置２が有していた分配部２５を有する。
【００４２】
さらに、入出力・分配・演算装置７は、分配部２５と集約部２９との間に、第１の実施形態で説明した演算装置３が有していた演算部２６、演算結果保持部２７を有する。この演算結果保持部２７は伝送部２４に接続される。また、複数の入出力・分配・演算装置７のそれぞれの伝送部２４は、ローカルなネットワーク４を介して、複数の入出力・分配・演算装置７のそれぞれの演算部２６への伝送が可能となっている。
【００４３】
以下、第４の実施形態における、第１の実施形態と異なる動作について説明する。その他の動作は第１の実施形態と同様である。  
まず、センサ２０から入力信号が入出力・分配・演算装置７の受信処理部２２に伝送される。そして、入出力・分配・演算装置７の分配部２５は、入力信号を一括実行するか分割実行するか判定する。分配部２５は、入力信号を一括処理する場合は、入力信号を伝送部２４を介して他の複数の入出力・分配・演算装置７のそれぞれの演算部２６に伝送し、分割実行する場合は、入力信号を分割して、これらの入力信号を、伝送部２４を介して他の複数の入出力・分配・演算装置７の演算部２６に伝送する。集約部２９の動作は、第１の実施形態と同様である。
【００４４】
図１８は、第４の実施形態における制御システムによる動作手順の一例を示すフローチャートである。ここでは、入力信号を一括処理する場合の動作手順を示す。ここで示す手順は、図３に示した手順と比較して、第１の実施形態で説明した入出力装置１と複数の分配装置２と複数の演算装置３による手順が、複数の入出力・分配・演算装置７による手順に置き換わっている事以外は、図３に示した手順と同様である。
【００４５】
図１９は、第４の実施形態における制御システムによる動作手順の一例を示すフローチャートである。ここでは、入力信号を一括処理する場合の動作手順を示す。ここで示す手順は、図３に示した手順と比較して、第１の実施形態で説明した入出力装置１と複数の分配装置２と複数の演算装置３による手順が、複数の入出力・分配・演算装置７による手順に置き換わっている事以外は、図４に示した手順と同様である。
【００４６】
ただし、本実施形態では、図１８、図１９に示すように、入力信号を受信した入出力・分配・演算装置７は、自装置により生成した演算結果を自装置の集約部２９に送信して待機した上で、この演算結果を、他の入出力・分配・演算装置７からの演算結果とともに、集約部２９により集約する。
【００４７】
以上説明したように、第４の実施形態における制御システムによれば、入出力・分配・演算装置７を複数設けた構成としているので、複数の入出力・分配・演算装置７のいずれかに故障が起きた際でも入力信号に対する演算を行なうことができる。さらに、本実施形態では、入出力・分配・演算装置７は、複数の入出力・分配・演算装置７のそれぞれから受けた演算結果のうち一番早く受信した演算結果を採用して出力を行うので、入出力・分配・演算装置７の特性やネットワーク４によりそれぞれの分配・演算装置６による演算や出力のタイミングにばらつきがある際でも、入出力・分配・演算装置７による入力信号の入力から演算結果の出力までの応答時間を最適化することができる。
【００４８】
（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態について説明する。  
図２０は、第５の実施形態における制御システムの構成例を示す図である。  
図２０に示すように、第５の実施形態における制御システムは、第１の実施形態では、入出力装置１に備えていた集約部２９、演算結果保持部２７を複数の分配装置２のそれぞれに備える構成としている。
【００４９】
以下、第５の実施形態における、第１の実施形態と異なる動作について説明する。その他の動作は第１の実施形態と同様である。  
複数のそれぞれの演算装置３の演算部２６は、演算結果を、伝送部２４ｂを介して複数の分配装置２の集約部２９に伝送する。集約部２９は、集約した結果を、伝送部２４ａを介して入出力装置１に伝送する。入出力装置１の送信処理部２３は、複数の演算装置３のそれぞれから受けた演算結果のうち一番早く伝送されてきた演算結果を採用してアクチュエータ２１に伝送する。その他の処理は第１の実施形態と同様である。
【００５０】
図２１は、第５の実施形態における制御システムによる動作手順の一例を示すフローチャートである。ここでは、入力信号を一括処理する場合の動作手順を示す。ここで示す手順は、図３に示した手順と比較して、第１の実施形態で説明した入出力装置１による集約処理が、複数の分配装置２のそれぞれによる処理に手順に置き換わっている事以外は、図３に示した手順と同様である。
【００５１】
図２２は、第５の実施形態における制御システムによる動作手順の一例を示すフローチャートである。ここでは、入力信号を分割処理する場合の動作手順を示す。ここで示す手順は、図３に示した手順と比較して、第１の実施形態で説明した入出力装置１による集約処理が、複数の分配装置２のそれぞれによる処理に手順に置き換わっている事以外は、図４に示した手順と同様である。
【００５２】
以上説明したように、第５の実施形態における制御システムによれば、入出力装置１に備えていた集約部２９、演算結果保持部２７を複数の分配装置２のそれぞれに備える構成としている。このような構成とすることで、集約部の数を分配装置２の数に応じた数とすることができる。一般的に、入出力装置１の数は、分配装置２の数より大幅に多い数となるので、第１の実施形態と比較して、システム全体における集約部の数を減らすことができるので、システム全体にかかるコストを低減することができる。
【００５３】
これらの各実施形態によれば、演算結果に基づいた機器の制御を滞りなく行なうことが可能になる制御システムを提供することができる。  
発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５４】
１…入出力装置、２…分配装置、３…演算装置、４…ネットワーク、５…入出力・分配装置、６…分配・演算装置、７…入出力・分配・演算装置、２０…センサ、２１…アクチュエータ、２２…受信処理部、２３…送信処理部、２４，２４ａ，２４ｂ…伝送部、２５…分配部、２６…演算部、２７…演算結果保持部、２９…集約部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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