(57)【要約】【課題】プログラマブル電子装置で機能安全を実現するためには診断装置の偶発故障自体の診断が必要となる無限ループを断ち切る必要があり、このためにソフトウエアプログラムで診断する。この結果、論理演算装置だけでなく入出力装置にもマイクロプロセッサを搭載して診断プログラムを実行すため、装置の複雑化と応答速度・入出力定刻性が阻害されやすくなる課題を解決する。【解決手段】中央演算記憶装置からシリアル伝送回線を介して通信制御装置にデータを送受信し、通信制御装置からパラレル伝送回線を介して入出力装置のデータを集合・分配する制御装置において、中央制御装置からの指令でパラレル伝送回線の診断装置を起動、伝送回線の診断に続いて入出力装置の診断を行う。また、入出力装置のデータ入出力タイミングも中央演算記憶装置から指令する。これにより、診断による応答速度の低下を抑え、データ入出力の定刻性を維持する。【選択図】図１
2008009796.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部はシリアル伝送となる第１の通信回線を介して通信可能に接続された通信制御装置を有し、前記通信制御装置は、一部はパラレル伝送となる第２の通信回線を介して制御対象と情報を授受する制御装置において、前記第２の通信回線におけるデータ伝送を中断した状態で、前記第２の通信回線のパラレル伝送部の断線固着等の異常を診断する回線診断部を有するものであって、前記第１の通信回線を介して診断起動を指令する信号が前記回線診断部に送られることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
請求項１において、接続装置を有し、前記第１の通信回線を介して前記通信制御装置から送られたデータは前記接続装置を介して前記制御対象に送られるか、或いは、前記制御対象からのデータは前記接続装置を介して前記通信制御装置から前記第１の通信回線に転送されるかの少なくとも一方が可能となっており、前記診断は、前記通信制御装置と前記接続装置の間のパラレル伝送路、或いは、前記接続装置と前記制御対象との間のパラレル伝送路の少なくとも一方であることを特徴とする制御装置。
【請求項３】
請求項１において、中央演算記憶装置を有し、前記中央演算処理装置は、前記第１の通信回線を介して前記通信制御部と通信し、前記通信制御装置は、前記中央演算記憶装置から送られたデータを制御対象に転送するか、或いは、制御対象のデータを受けて前記中央演算記憶装置に送るかの少なくとも一方の動作が可能に構成されているとを特徴とする制御装置。
【請求項４】
請求項３において、前記診断起動を指令する信号は、前記中央演算処理装置の動作に基づいて生成されることを特徴とする制御装置。
【請求項５】
請求項４において、前記第１の通信回線に通信可能に接続された第２の通信制御装置を有し、前記中央演算処理装置からの情報は、前記第２の通信制御装置を介して、前記通信制御装置との間で通信されることを特徴とする制御装置。
【請求項６】
請求項１において、前記通信制御装置が、前記第１の通信回線を介して診断指令を受けて、前記診断を起動することを特徴とする制御装置。
【請求項７】
請求項６において、前記第１の通信回線を介して受けた診断指令に対して、前記第１の通信回線を介して返信すると共に、前記診断を起動することを特徴とする制御装置。
【請求項８】
請求項７において、前記第１の通信回線を介して、前記中央演算記憶装置と制御対象との間のデータ授受を中断し、前記診断を起動し、前記診断の終了の後に前記データ授受を再開することを特徴とする制御装置。
【請求項９】
請求項１において、前記診断は、前記パラレル伝送部を巡回的に診断するものであることを特徴とする制御装置。
【請求項１０】
請求項９において、前記診断は、前記パラレル伝送部の所定の伝送路の信号レベルを切り替えて行うものであることを特徴とする制御装置。
【請求項１１】
請求項１において、前記パラレル伝送部に受信部を接続し、前記診断は、前記受信部からシリアル伝送に送信された信号に基づいてなされることを特徴とする制御装置。
【請求項１２】
少なくとも一部はシリアル伝送となる第１の通信回線を介して中央演算記憶装置に通信可能に接続される通信制御装置を有し、前記通信制御装置は、一部はパラレル伝送となる第２の通信回線を介して、前記中央演算記憶装置から送られたデータを制御対象に転送するか、或いは、制御対象のデータを受けて前記中央演算記憶装置に送るかの少なくとも一方の動作が可能に構成されている制御装置において、前記制御対象のデータ或いは制御対象に与えるデータを一次記憶して前記第２の通信回線を介して授受するバッファと、前記第２の通信回線を介してデータの授受を起動する起動部と、前記第１の通信回線と前記第２の通信回線を介して前記バッファへのデータ更新を許可或いは停止する更新操作部とを有することを特徴とする制御装置。
【請求項１３】
中央演算記憶装置から少なくとも一部はシリアル伝送となる第１の通信回線を介して通信制御装置にデータを送受信し、前記送受信先の通信制御装置から前記データを集合或いは分配して少なくとも一部はパラレル伝送となる第２の通信回線を介して制御対象を計測する入力装置と、前記第２の通信回線を介して制御対象へ出力する出力装置とからなる制御装置において、前記第２の通信回線のデータ伝送を停止してパラレル伝送部の断線固着等の異常を診断する回線診断装置と、前記第１の通信回線を介して前記回線診断装置を起動する手段を有することを特徴とする制御装置。
【請求項１４】
中央演算記憶装置から少なくとも一部はシリアル伝送となる第１の通信回線を介して通信制御装置にデータを送受信し、前記送受信先の通信制御装置から前記データを集合或いは分配して少なくとも一部はパラレル伝送となる第２の通信回線を介して制御対象を計測する入力装置と、前記第２の通信回線を介して制御対象へ出力する出力装置とからなる制御装置において、前記入力装置からの入力データを一次記憶して前記第２の通信回線に出力する入力バッファと、前記第２の通信回線を介して入力装置を起動する手段と、前記第１の通信回線と前記第２の通信回線を介して前記入力バッファへのデータ更新を許可・停止する手段とを有することを特徴とする制御装置。
【請求項１５】
中央演算記憶装置から少なくとも一部はシリアル伝送となる第１の通信回線を介して通信制御装置にデータを送受信し、前記送受信先の通信制御装置から前記データを集合或いは分配して少なくとも一部はパラレル伝送となる第２の通信回線を介して制御対象を計測する入力装置と、前記第２の通信回線を介して制御対象へ出力する出力装置とからなる制御装置において、前記第２の通信回線からの出力データを一次記憶して前記出力装置に出力する出力バッファと、前記第２の通信回線を介して出力装置を起動する手段と、前記第１の通信回線と前記第２の通信回線を介して前記出力バッファからのデータ出力を許可或いは保持する手段とを有することを特徴とする制御装置。
【請求項１６】
少なくとも一部はシリアル伝送となる第１の通信回線を介して通信可能に接続された通信制御装置を有し、前記通信制御装置は、一部はパラレル伝送となる第２の通信回線を介して制御対象と情報を授受する制御装置において、前記第２の通信回線におけるデータ伝送を中断した状態で、前記第２の通信回線のパラレル伝送部の断線固着等の異常を診断する回線診断部を有することを特徴とする制御装置。
【請求項１７】
少なくとも一部はシリアル伝送となる第１の通信回線を介して通信可能に接続された通信制御装置が、一部はパラレル伝送となる第２の通信回線を介して制御対象と情報を授受し、回線診断部が、前記第２の通信回線におけるデータ伝送を中断した状態で、前記第２の通信回線のパラレル伝送部の断線固着等の異常を診断し、前記第１の通信回線を介して診断起動を指令する信号が前記回線診断部に送信される制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は制御装置に係り、特に制御入力から出力までの反応速度や定刻性と機能安全とを両立するのに好適な制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、人命や環境の安全確保をプログラマブルな電子装置で実現する要求が高まっている。本質安全と対比し、装置の正常な動作を前提とした安全を機能安全と呼んでいる。機能安全の適用拡大は電子装置の性能と信頼性の著しい向上に負っていることは言うまでもない。
【０００３】
プログラマブルな電子装置の導入効果は、従来の機械接点式リレーコイルで構成した保護ロジック装置を上回る信頼性を小型軽量な装置で実現するに止まらない。従来は保護の対象となるプラント装置を定期的に停止して保護ロジック装置の動作点検していたのに対し、電子装置の特徴を活かした自己診断機能によってプラント装置を停止せずに保護ロジック装置の診断が可能となり、プラントの稼働率向上や保守の省力化にも寄与する。このような診断技術は、例えば、特開平６−２９００６６号公報に記載されている。
【０００４】
人命や環境の安全保護という目的の性格上、客観的な機能安全の水準を定める規格が重要となる。制定の動きは欧州を端に発し、国際規格としてＩＥＣ６１５０８を中心に整備されつつある。ＩＥＣ６１５０８では機能安全を阻害する要因を２つに大別し、各々の対策と効果を詳細に規定している。阻害要因の第１はハードウエア起因の偶発故障、第２は通称ソフトウエアバグと呼ばれる系統的故障である。前者に対しては偶発故障の診断手法とそれに対応する診断率を規定、後者に対しては系統故障を防止する開発プロセスを規定している。
【０００５】
国際規格に基づいて独立した第三者機関が認証した製品を使用することにより、ユーザは所定の安全水準を確保することができる。このように、機能安全とその国際規格，国際規格に基づいた製品認証の貢献度は高い。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２９００６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般に、機能安全規格に則って設ける診断装置の偶発故障自体の診断が必要となる無限ループを断ち切るため、ハードウエアによる診断装置を所定の開発プロセスで開発したソフトウエアプログラムで診断する技術が用いられている。このため、一般に、論理演算装置だけでなく入出力装置にもマイクロプロセッサを搭載して診断プログラムを実行する技術が用いられている。このため、本来の機能である論理演算や入出力動作の他に診断機能ばかりか診断機能を診断する診断プログラムを実行、入出力装置側でも診断プログラムを実行する必要がでる。このため、一連の信号の入力・論理演算・出力を実行する電子装置の応答速度・入出力の定刻性が阻害されやすくなる傾向がある。
【０００８】
特に、近年の電子装置技術の進歩を反映して制御機能と一部の保護機能を一台のプログラマブル電子装置で兼用しながら所定の制御機能と安全水準を確保してきたユーザにとっては、機能安全のために制御装置としての基本機能である応答速度や定刻性が阻害される場合は無視できない。
【０００９】
本発明の目的は、応答速度あるいは定刻性などの制御装置としての基本機能を維持しながらも、機能安全を可能とした制御装置及び制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明では、少なくとも一部はシリアル伝送となる第１の通信回線を介して通信可能に接続された通信制御装置を有し、通信制御装置は、一部はパラレル伝送となる第２の通信回線を介して制御対象と情報を授受する制御装置において、第２の通信回線におけるデータ伝送を中断した状態で、第２の通信回線のパラレル伝送部の断線固着等の異常を診断する回線診断部を有するものであって、第１の通信回線を介して診断起動を指令する信号が回線診断部に送られるように構成した。
【００１１】
さらには、中央演算記憶装置から少なくとも一部はシリアル伝送となる制御バス（回線１）を介して通信制御装置にデータを送受信し、この通信制御装置からデータを集合・分配して少なくとも一部はパラレル伝送となる入出力バス（回線２）を介して制御対象を計測する入力装置，制御対象へ出力する出力装置を基本構成とするものである。
【００１２】
この制御装置では、通信制御装置と入力装置・出力装置間の入出力バスにシリアル伝送よりも高速化に適したパラレル伝送を採用している。機能安全にはこのパラレル伝送部の診断が必要となる。診断にはパラレル伝送部の物理的な断線固着を診断するのが最も確実であるが診断期間中はデータ伝送を停止せねばならない。制御装置としての応答速度や定刻性に影響せぬように診断期間の開始タイミングを設定するため、中央演算記憶装置から制御バス（回線１）を介してパラレル伝送部の断線固着診断を起動するように構成した。
【００１３】
また、この制御装置では、中央演算記憶装置と通信制御装置間の制御バスに、伝送距離の自由度の高いシリアル伝送を採用している。機能安全にはこのシリアル伝送部の伝送誤りやマスカレード（偽装）検出が必要となる。このためにシリアル伝送路を往復した送受信局の確認やデータ照合が必要となる。一連のシリアル伝送が制御装置としての応答速度や定刻性に影響せぬよう、入力装置からの入力データを一次記憶して入出力バス(回線２)に出力する入力バッファを設け、中央演算記憶装置から制御バスと入出力バスを経由して入力データ更新を停止して入力データの定刻性を確保、その上で入出力バスを経由して入力装置から通信制御装置にデータ転写，通信制御装置と中央演算記憶装置間は機能安全に対応したシリアル伝送を実施する。シリアル伝送が終了すると中央演算記憶装置から通信制御装置を介して入力バッファのデータ更新を再開することにより制御性能と機能安全を両立するように構成した。
【００１４】
また、入出力バス（回線２）からの出力データを一次記憶して出力装置に出力する出力バッファを設け、中央演算記憶装置から制御バスと入出力バスを経由して出力バッファにデータに書き込んだ上でバッファのデータ出力を保持、通信制御装置と中央演算記憶装置間は機能安全に対応したシリアル伝送を継続、送受信局の確認とデータ照合する。シリアル伝送が正常な場合は中央演算記憶装置から通信制御装置を介して出力バッファのデータ出力を許可することにより出力装置の出力データの定刻性を確保する。これにより制御性能と機能安全を両立するように構成した。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、応答速度あるいは定刻性などの制御装置としての基本機能を維持しながらも、機能安全を可能となる。特に、中央演算記憶装置と入出力装置の分散配置を実現するシリアル伝送と、高速なプラント入出力を実現するパラレル伝送を併用して制御入力から出力までの反応速度や定刻性を確保した高性能な制御機能と、プラントを停止せずに装置の保守診断を実現する機能安全を両立するのに好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００１７】
本発明の第１の実施例の制御装置を図１に示す。中央記憶演算装置１（ＣＰＵ）はパラレル伝送バス０（回線０）を介して通信制御装置３（Ｐ０）と接続、通信制御装置３
（Ｐ０）はシリアル伝送を用いた制御バス２（回線１）を介して通信制御装置４（Ｓ１），７（Ｓ２）とデータを送受信する。
【００１８】
通信制御装置４（Ｓ１）と入力装置はパラレル伝送を用いた入出力バス５（回線２）を介して制御対象６からの入力データと制御信号を送受信する。通信制御装置７（Ｓ２）と出力装置はパラレル伝送を用いた入出力バス８（回線２）を介して制御対象６への出力データと制御信号を送受信する。
【００１９】
入力装置はｎ個の入力デバイス９，１０，１１（１〜ｎ）からなり、各々の入力デバイスは入出力バス５（回線２）を介して通信制御装置４（Ｓ１）と制御対象６からの入力データ送受信する。同様に、出力装置はｍ個の出力デバイス１２，１３，１４（１〜ｍ）からなり、各々の出力デバイスは入出力バス８（回線２）を介して通信制御装置７（Ｓ２）に制御対象６への出力データ送受信する。
【００２０】
入出力バス５（回線２）の断線固着を診断する回線診断装置４１は通信制御装置４
（Ｓ１）からの制御信号４２で起動される。また、制御信号４３で切り替えスイッチ４４をＤ側に接続する。回線診断装置４１は入出力バス５（回線２）の片側端に設置して入出力バス５（回線２）のパラレル伝送回路を巡回診断する装置である。例えばｋ番目の伝送路の信号レベルを切り替える診断用信号パターンを加え、その他の信号は全てレベルＨに固定する。次にその他の信号を全てレベルＬに固定してｋ番目の伝送路に再度診断用信号パターンを加える。もう一方の端部に設けた受信装置４５ではｋ番目の伝送路だけでなく全ての伝送路の受信信号パターンをシリアル変換して伝送路４６を介して回線診断装置
４１に伝送する。回線診断装置はｋ番目の受信信号パターンが診断用信号パターンと同じであるか、その他の伝送路の信号が診断用信号パターンの影響を受けていないかを監視する。以上の診断結果は伝送路４７を介して通信制御装置４（Ｓ１）に報告され、診断結果が正常であれば切り替えスイッチ４４をＣ側に接続し、入出力バス５（回線２）との伝送を再開する。次に回線診断装置４１を起動すると（ｋ＋１）番目の伝送路に診断用信号パターンを加える。このように、伝送路を巡回診断することにより入出力バス５（回線２）の停止期間を短くすることができる。
【００２１】
入出力バス８（回線２）の断線固着を診断する回線診断装置７１は通信制御装置７
（Ｓ２）からの制御信号７２で起動される。回線診断装置７１と受信装置７５の動作は各々回線診断装置４１と受信装置４５と同一であり、説明を省略する。
【００２２】
図２は、シリアル伝送を用いた制御バス２（回線１）を介した通信制御装置３（Ｐ０）と通信制御装置４（Ｓ１），７（Ｓ２）間の送受信データの経路を示す。通信制御装置３（Ｐ０）に設けた通信メモリ３８にはシーケンス番号用メモリ３８１，入力データ用メモリ３８２，出力データ用メモリ３８３，リードバックデータ用メモリ３８４の領域が割り振られる。通信メモリ３８のデータは通信制御回路３９でパラレル・シリアル変換され、制御バス２（回線１）を介して通信制御装置４（Ｓ１），７（Ｓ２）の通信メモリ４８，７８との間で転写される。
【００２３】
通信制御装置４（Ｓ１）に設けた通信メモリ４８にはシーケンス番号用メモリ４８１，入力データ用メモリ４８２の領域が割り振られる。通信メモリ４８のうち入力データ用メモリ４８２のデータは通信制御回路４９でパラレル・シリアル変換され、制御バス２（回線１）を介して通信制御装置３(Ｐ０)の通信メモリ３８の入力データ用メモリ領域３８２に転写される。
【００２４】
通信制御装置７（Ｓ２）に設けた通信メモリ７８にはシーケンス番号用メモリ７８１，出力データ用メモリ７８３，リードバックデータ用メモリ７８４，一時保持メモリ７８５の領域が割り振られる。通信制御装置３（Ｐ０）の通信メモリ３８の出力データ用メモリ領域３８３のデータは通信制御回路７９でパラレル・シリアル変換され、制御バス２（回線１）を介して通信メモリ７８の一時保持メモリ７８５に転写される。一時保持メモリ
７８５のデータは通信制御装置３（Ｐ０）と７（Ｓ２）間の通信が正常であることを確認してから出力データ用メモリ７８３に転写される。リードバックデータ用メモリ７８４のデータは通信制御装置３（Ｐ０）のリードバックデータ用メモリ３８４に転写される。
【００２５】
図３は制御バス２（回線１）を介した通信制御装置３（Ｐ０）,４（Ｓ１）,７（Ｓ２）間のデータ通信動作順序を示す。
【００２６】
時刻ｔ１で通信制御装置３（Ｐ０）から通信制御装置４（Ｓ１）への入力要求ＩＲ（１，Ｎ）を制御バス２（回線１）に出力する。
【００２７】
【数１】
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【００２８】
入力要求ＩＲ（１，Ｎ）は入力要求コマンド（ＩＲ）、送信局番号０に対応する送信キー（SendKey＝０）、受信局番号１に対応する受信キー（Rcv.Key＝１）、伝送データ順序を確認するためのシーケンス番号（Seq.No.＝Ｎ）,通信制御装置４（Ｓ１）から伝送先の入力デバイス情報（Dev.Adr.）、入力データサイズ（DataSize）のデータ列からなる。この他、どの伝送データにも共通の開始フラグと終了フラグがデータ列の先頭と末尾に付け加えられるが簡単のために表示を省略している。ここで、入力デバイス情報（Dev.Adr.）は（図１）の実施例ではｎビットオンオフデータとなり、例えば入力デバイス１から入力する場合は１ビット目のデータを１に、入力デバイス２から入力しない場合は２ビット目のデータを０として伝送する。
【００２９】
通信制御装置４（Ｓ１）は、入力要求ＩＲ（１,Ｎ）の受信キー（Rcv.Key＝１）から自局への要求であると認識，入力要求エコーＩＥ（１，Ｎ）を制御バス２（回線１）に出力する。
【００３０】
【数２】
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【００３１】
入力要求エコーＩＥ（１，Ｎ）は入力要求エコーコマンド（ＩＥ），送信局番号１に対応する送信キー（SendKey＝１），受信局番号０に対応する受信キー（Rcv.Key＝０），伝送データ順序を確認するためのシーケンス番号（Seq.No.＝Ｎ）のデータ列からなる。
【００３２】
通信制御装置３（Ｐ０）は入力要求エコーＩＥ（１，Ｎ）の送信キー・受信キーが入力要求ＩＲ（１,Ｎ）と逆転、シーケンス番号（Seq.No.＝Ｎ）が変わらぬ事により入力要求ＩＲ（１，Ｎ）が正常に通信制御装置４（Ｓ１）に伝送されたと確認する。
【００３３】
このように反転する送信キー・受信キーを使うことにより通信の偽装（マスカレード）を監視する。また、入力要求ＩＲ（１，Ｎ）送信と入力要求エコーＩＥ（１，Ｎ）受信で動作する通信タイマ１で伝送のタイムアウトを監視する。
【００３４】
時刻ｔ２で通信制御装置３（Ｐ０）から通信制御装置４（Ｓ１）への入力アクセス要求ＩＤ（１，Ｎ）を制御バス２（回線１）に出力する。
【００３５】
【数３】
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【００３６】
入力アクセス要求ＩＤ（１，Ｎ）は入力要求エコーコマンド（ＩＡ）、送信局番号０に対応する送信キー（SendKey＝０）、受信局番号１に対応する受信キー（Rcv.Key＝１）、伝送データ順序を確認するためのシーケンス番号（Seq.No.＝Ｎ）のデータ列からなる。
【００３７】
通信制御装置４（Ｓ１）は、入力アクセス要求ＩＤ（１,Ｎ）の受信キー(Rcv.Key＝１)から自局への要求であると認識、入力データ用メモリ４８２から読み込んだ入力アクセスデータＩＡ（１，Ｎ）を制御バス２（回線１）に出力する。
【００３８】
入力アクセスデータＩＡ（１，Ｎ）は入力アクセス要求コマンド（ＩＡ），送信局番号１に対応する送信キー（SendKey＝１），受信局番号０に対応する受信キー(Rcv.Key＝０)、伝送データ順序を確認するためのシーケンス番号（Seq.No.＝Ｎ）,入力要求ＩＲ（１，Ｎ）と同じ入力デバイス情報（Dev.Adr.）と入力データサイズ（DataSize）が続き、最後に入力データ（InputData）のデータ列からなる。
【００３９】
【数４】
2008009796.tif 000006
【００４０】
通信制御装置３（Ｐ０）は、入力アクセスデータＩＡ（１，Ｎ）の送信キー・受信キー、シーケンス番号（Seq.No.＝Ｎ）,入力デバイス情報（Dev.Adr.），入力データサイズ
（DataSize）を確認する。
【００４１】
確認結果が正常な場合は入力データ（InputData ）を通信制御装置３（Ｐ０）内の入力データ用メモリ３８２に書き込む。シーケンス番号はカウントアップして(Seq.No.＝Ｎ＋１) となる。中央記憶演算装置１（ＣＰＵ）はプログラムで制御されるタイミングで入力データ用メモリから読むことができる。
【００４２】
この間、通信タイマ１はＩＤ（１，Ｎ）とＩＡ（１，Ｎ）で動作する。また、通信タイマ２は入力要求ＩＲ（１，Ｎ）送信と入力アクセスデータＩＡ（１，Ｎ）の受信で入力通信のタイムアウトを監視する。
【００４３】
時刻ｔ３で通信制御装置３（Ｐ０）から通信制御装置７（Ｓ２）への出力要求ＱＲ（２，Ｎ＋１）を制御バス２（回線１）に出力する。
【００４４】
【数５】
2008009796.tif 000007
【００４５】
出力要求ＱＲ（２，Ｎ＋１）は出力要求コマンド（ＱＲ）、送信局番号０に対応する送信キー（SendKey＝０），受信局番号２に対応する受信キー（Rcv.Key＝２），シーケンス番号（Seq.No.＝Ｎ＋１），通信制御装置７（Ｓ１）から伝送先の出力デバイス情報（Dev.Adr.），出力データサイズ（DataSize）,出力データ（OutputData）のデータ列からなる。出力データ（OutputData）は出力データ用メモリ３８３から書き出される。
【００４６】
ここで、出力デバイス情報（Dev.Adr.）は、図１の実施例ではｍビットオンオフデータとなる。
【００４７】
通信制御装置７（Ｓ２）は、出力要求ＱＲ（２,Ｎ＋１）の受信キー（Rcv.Key＝２１）から自局への要求であると認識、通信制御装置７（Ｓ２）内の一時保持メモリ７８５に出力データ（OutputData）を書き込む。また、出力要求エコーＱＥ（２，Ｎ＋１）を制御バス２（回線１）に出力する。
【００４８】
【数６】
2008009796.tif 000008
【００４９】
出力要求エコーＱＥ（２，Ｎ＋１）は出力要求エコーコマンド（ＱＥ），送信キー
（SendKey＝２），受信キー（Rcv.Key＝０），シーケンス番号（Seq.No.＝Ｎ＋１）のデータ列からなる。
【００５０】
通信制御装置３（Ｐ０）は、出力要求ＱＲ（２，Ｎ＋１）と出力要求エコーＱＥ（２，Ｎ＋１）の送信キー・受信キー，シーケンス番号（Seq.No. ＝Ｎ＋１）から出力要求ＱＲ（２，Ｎ＋１））が正常に通信制御装置７（Ｓ２）に伝送されたことを確認する。通信タイマ１は出力要求ＱＲ（２，Ｎ＋１）と出力要求エコーＱＥ（２，Ｎ＋１）で動作する。
【００５１】
【数７】
2008009796.tif 000009
【００５２】
時刻ｔ４で通信制御装置３（Ｐ０）から通信制御装置７（Ｓ２）への出力アクセス要求ＱＤ（２，Ｎ＋１）を制御バス２（回線１）に出力する。
【００５３】
出力アクセス要求ＱＤ（２，Ｎ＋１）は出力アクセス要求コマンド（ＱＡ）、送信局番号０に対応する送信キー（SendKey＝０），受信局番号２に対応する受信キー（Rcv.Key＝２）,伝送データ順序を確認するためのシーケンス番号（Seq.No.＝Ｎ＋１）のデータ列からなる。
【００５４】
通信制御装置７（Ｓ２）は、出力アクセス要求ＱＤ（２,Ｎ＋１）の受信キー（Rcv.Key＝２）とシーケンス番号（Seq.No. ＝Ｎ＋１）から自局への出力要求であると認識、通信制御装置７（Ｓ２）内の一時保持メモリ７８５のデータを出力データ用メモリ７８３に出力する。また、出力アクセスデータＱＡ（２，Ｎ＋１）を制御バス２（回線１）に出力する。
【００５５】
【数８】
2008009796.tif 000010
【００５６】
出力アクセスデータＱＡ（２，Ｎ＋１）は出力アクセス要求コマンド（ＱＡ），送信キー（SendKey＝２），受信キー（Rcv.Key＝０），シーケンス番号（Seq.No.＝Ｎ＋１），出力アクセス要求ＱＡ（２，Ｎ＋１），出力デバイス情報（Dev.Adr.）と出力データサイズ（DataSize），最後に一時保持メモリ７８５から書き出した出力エコーバック（OutputEchoback）のデータ列からなる。
【００５７】
通信制御装置３（Ｐ０）は、出力アクセスデータＱＡ（２，Ｎ＋１）の送信キー・受信キー，シーケンス番号（Seq.No.＝Ｎ＋１）,出力デバイス情報（Dev.Adr.），出力データサイズ（DataSize）を確認する。確認結果が正常な場合、シーケンス番号はカウントアップ（Seq.No.＝Ｎ＋２）する。
【００５８】
この間、通信タイマ１はＱＤ（２，Ｎ＋１）とＱＡ（２，Ｎ＋１）で動作する。また、通信タイマ２は出力要求ＱＲ（２,Ｎ＋１）送信と出力アクセスデータＱＡ（１,Ｎ＋１）の受信で出力通信のタイムアウトを監視する。
【００５９】
図１の実施例では出力アクセスデータＱＡ（２，Ｎ＋１）に出力エコーバック（OutputEchoback）を加えることにより、通信制御装置３（Ｐ０）で出力データ（OutputData）との比較が可能となり出力データの正常伝送を確認できる。
【００６０】
時刻ｔ５からｔ７の期間は出力装置の出力デバイス１２，１３，１４（１〜ｍ）の一部または全てに出力リードバック機能が備えられた場合の入力通信を示す。
【００６１】
時刻ｔ１からｔ３の期間の入力通信との相違は、シーケンス番号以外に通信制御装置３（Ｐ０）の相手が通信制御装置４（Ｓ１）に対して通信制御装置７（Ｓ２）、入力デバイス情報（Dev.Adr.）がｎビットオンオフデータに対してｍビットオンオフデータ，入力データ（InputData）に対して出力リードバックデータ（OutputEchoback）である。また、入力デバイス情報（Dev.Adr.）のｍビットデータは出力デバイス１２，１３，１４（１〜ｍ）の出力リードバック有無を示す。その他は時刻ｔ１からｔ３の入力通信と同じである。具体的なデータ列は次のようになる。
【００６２】
【数９】
2008009796.tif 000011
【００６３】
【数１０】
2008009796.tif 000012
【００６４】
【数１１】
2008009796.tif 000013
【００６５】
【数１２】
2008009796.tif 000014
【００６６】
以上で制御バス２（回線１）を介した通信制御装置３（Ｐ０）,４（Ｓ１）,７（Ｓ２）間のデータ通信が一巡、時刻ｔ７で再び時刻ｔ１と同じ動作を開始する。シーケンス番号が（Seq.No. ＝Ｎ＋３）となっている以外は時刻ｔ１と同じである。このように制御バス２（回線１）を介したデータ伝送は周期的な一定動作順序のメモリ転写であり、時刻ｔ１からｔ６の動作順序の逆転や省略はない。これによりデータ列の順序制御が不要となりデータ列間の無駄時間を極小化して伝送効率を高くすることができる。
【００６７】
ただし、通信タイマ１のリセットタイミング（ｔ１，ｔ２，・・・，ｔ６）ではその他の通信コマンドを割り込ませることができる。この場合も、割り込ませた通信コマンドの終了を待つだけでメモリ転写の動作順序の逆転や省略はない。
【００６８】
図４は、入出力バス５（回線２）を介した通信制御装置４（Ｓ１）と入力装置間の送受信データの経路を示す。入力装置を構成するｎ個の入力デバイス９，１０，１１(１〜ｎ)には各々入力レジスタ９１，１０１，１１１を備え、制御対象６からの計測データは入力デバイスの構造に応じたタイミングあるいは周期で入力レジスタに書き込まれる。入力レジスタ９１，１０１，１１１は入出力バス５（回線２）を経由して通信制御装置４(Ｓ１)の通信メモリ４８の入力データ用メモリ領域４８２に周期的に転写される。ただし、回線診断装置４１の動作中など入出力バスが停止中は転写も停止される。入出力バス５（回線２）を介したデータ転送周期は制御バス２（回線１）を介したデータ転送周期よりも一般に遙かに短いので転写再起動後は常に特定の入力レジスタ、例えば入力レジスタ９１から開始してもよい。これにより、入出力バス５（回線２）の転写のバッファ機能を簡素化することができる。
【００６９】
図５は、入出力バス８（回線２）を介した通信制御装置７（Ｓ２）と出力装置間の送受信データの経路を示す。出力装置を構成するｍ個の出力デバイス１２，１３，１４（１〜ｍ）には各々出力レジスタ１２１，１３１，１４１を備え、制御対象６へは出力デバイスの構造に応じたタイミングあるいは周期で出力される。通信制御装置７（Ｓ２）の通信メモリ７８の出力データ用メモリ領域７８３のデータは入出力バス８（回線２）を経由して出力レジスタ１２１，１３１，１４１に周期的に転写される。一方、図５の実施例では各出力デバイス１２，１３，１４（１〜ｍ）には制御対象６への出力をリードバックする機能を備えており、その結果はリードバックレジスタ１２２，１３２，１４２に書き込まれ、入出力バス８（回線２）を経由して通信制御装置７（Ｓ２）の通信メモリ７８のリードバックデータ用メモリ領域７８４に周期的に転写される。ただし、回線診断装置７１の動作中など入出力バスが停止中は転写も停止される。入出力バス５（回線２）と同様、入出力バス８（回線２）を介したデータ転送周期は制御バス２（回線１）を介したデータ転送周期よりも一般に遙かに短いので転写再起動後は常に特定の出力レジスタ、例えば出力レジスタ１２１から開始してもよい。
【００７０】
以上、図２，図３，図４，図５に示したように、制御バス２（回線１），入出力バス５（回線２），入出力バス８（回線２）はいずれも固有の周期でメモリ転写が独立に実行される基本構成となっている。
【００７１】
図６は制御バス２（回線１）を介して入力装置の回線診断装置４１と出力装置の回線診断装置７１を起動する動作順序を示す。
【００７２】
図中、図３と同じデータ列，タイミングの記号は同じ内容を表すので重複を避けるため説明は省略する。
【００７３】
図６の実施例では通信制御装置３（Ｐ０）の通信制御プログラムにより、通信制御装置４（Ｓ１）からの入力データ通信終了後に回線診断装置４１を起動、通信制御装置７
（Ｓ２）からの出力リードバックデータ通信終了後に回線診断装置７１を起動している。また、通信制御装置４（Ｓ１）からの入力データ通信開始前に入出力バス５（回線２）の動作可能（準備完了）を確認、通信制御装置７（Ｓ２）への出力データ通信開始前に入出力バス８（回線２）の動作可能（準備完了）を確認する構成としている。
【００７４】
以上の通信制御装置３（Ｐ０）の通信制御プログラムにより、時刻ｔｃ１で通信制御装置４（Ｓ１）にバス診断指令Ｒ（１，ＢＤ）を伝送する。
【００７５】
【数１３】
2008009796.tif 000015
【００７６】
バス診断指令Ｒ（１，ＢＤ）は診断要求コマンド（ＢＤ），送信キー（SendKey＝０），受信キー（Rcv.Key＝１）からなる。割り込みで挿入する伝送のためシーケンス番号はない。
【００７７】
通信制御装置４（Ｓ１）は、バス診断指令Ｒ（１，ＢＤ）の受信キー（Rcv.Key＝１）から自局への要求であると認識，診断要求エコーＥ（１，ＢＤ）を制御バス２（回線１）に出力する。
【００７８】
【数１４】
2008009796.tif 000016
【００７９】
診断要求エコーＥ（１，ＢＤ）は診断要求コマンド（ＢＤ）,送信キー（SendKey＝１）、受信キー（Rcv.Key＝０）からなる。
【００８０】
診断要求エコーＥ（１，ＢＤ）と同時に回線診断装置４１を制御信号４２で起動、制御信号４３で切り替えスイッチ４４をＤ側に接続する。以上により入力装置の回線診断が開始する。
【００８１】
時刻ｔｃ２では通信制御装置７（Ｓ２）にバス準備完アクセス確認Ｄ（１，ＢＡ）を伝送する。
【００８２】
【数１５】
2008009796.tif 000017
【００８３】
バス準備完アクセス確認Ｄ（２，ＢＡ）はバスアクセスコマンド（ＢＡ），送信キー
（SendKey＝０），受信キー（Rcv.Key＝２）からなる。
【００８４】
通信制御装置７（Ｓ２）は、バス準備完アクセス確認Ｄ（２，ＢＡ）の受信キー（Rcv.Key＝２）から自局への要求であると認識，診断要求エコーＡ（２，ＢＡ）を制御バス２（回線１）に出力する。
【００８５】
【数１６】
2008009796.tif 000018
【００８６】
診断要求エコーＡ（２，ＢＡ）はバスアクセスコマンド（ＢＡ），送信キー（SendKey＝２），受信キー（Rcv.Key＝０）に続いて状態信号（Status）からなる。状態信号は
（ｍ＋１）ビットのオンオフ信号からなり、各々のビットは回線診断装置７１の診断動作状態、出力デバイス１２，１３，１４（１〜ｍ）の診断動作状態を示す。診断状態は１、通常動作状態は０となる。したがって、すべてのビットが０のとき、通信制御装置７
（Ｓ２）に接続される出力装置が準備完となる。
【００８７】
時刻ｔ３′から時刻ｔ６′までは図２の時刻ｔ３から時刻ｔ６までと同じ動作でデータ伝送を続ける。
【００８８】
時刻ｔｃ３では通信制御装置３（Ｐ０）の通信制御プログラムにより、通信制御装置７（Ｓ２）にバス診断指令Ｒ（２，ＢＤ）を伝送し、回線診断装置７１を起動する。動作は時刻ｔｃ１で回線診断装置４１を起動したときと同じであり、重複を避けるためデータ列のみを示す。
【００８９】
【数１７】
2008009796.tif 000019
【００９０】
【数１８】
2008009796.tif 000020
【００９１】
図６の実施例によれば入出力装置から制御バス２（回線１）を介したデータ伝送の合間に入出力バス５（回線２）と入出力バス８（回線２）のバス診断を実施できるので制御性能を損なうことがない。
【００９２】
図７は入力デバイス９の内部構成の実施例を示す。制御対象６からの計測信号を変換回路２０１で信号変換して信号入力回路２０２内の入力レジスタ９１に書き込む。入力レジスタ９１から入出力バス５（回線２）を介した通信制御装置４（Ｓ１）へのメモリ転写は図４に説明したとおりである。以上の基本構成で通常のデータ入力時はスイッチ２０３とスイッチ２０４を共にＣ側に接続する。
【００９３】
図８は入力デバイス９に備えた入力診断回路２０５のテストの実施例を示す。入力診断回路２０５のテストは図６の動作順序で起動した回線診断装置（あるいはバス診断装置とも称す）４１による診断が終了した後に実施する。切り替えスイッチ２０３とスイッチ
２０４を共にＤ側に接続する。入力診断回路２０５内部の比較器２０６では入力診断用基準信号２０７と通信制御装置４（Ｓ１）のプログラムで生成されて入出力バス５(回線２)を介して入力される信号が比較される。プログラムからは比較器が一致する信号と不一致の信号が生成され、比較器２０６の出力固着有無を含めた診断が実施できる。
【００９４】
図９は入力デバイス９に備えた入力診断回路２０５による入力診断の実施例を示す。入力診断は図８のテストが終了した後に実施する。切り替えスイッチ２０３はＤ側に、スイッチ２０４はＣ側に接続する。比較器２０６には入力診断用基準信号２０７と入力レジスタ９１からの信号が比較入力される。入力デバイス９が正常であれば一致する。入力診断用基準信号２０７は複数の基準信号を順に出力する構成とする。即ち、ディジタル入力の場合はオン信号とオフ信号、アナログ入力の場合は複数レベルの基準信号を発生させる。これにより信号入力回路２０２の出力固着を含めた診断を行うことができる。
【００９５】
以上、図８のテストと図９の診断が終了すると通信制御装置４（Ｓ１）に送信する診断動作状態信号ビットは通常動作状態を示す０になる。通信制御装置４（Ｓ１）から入出力バス５（回線２）を介した起動指令により通常の入力動作に戻ることができる。
【００９６】
図１０は出力デバイス１２の内部構成の実施例を示す。通信制御装置７（Ｓ２）から入出力バス８（回線２）を介した信号出力回路３０１内の出力レジスタ１２１へのメモリ転写は図５に説明したとおりである。出力レジスタ１２１のデータはデータ保持回路３０２を経て変換回路３０３で信号変換して制御対象６に出力される。出力信号は逆変換回路
３０４で信号変換されてリードバックレジスタ１２２に書き込まれる。以上の基本構成で、通常のデータ出力時には保持回路３０２は不動作で入出力信号は等しい。また切り替えスイッチ３０５，３０６，３０７は何れもＣ側に接続する。
【００９７】
図１１は出力デバイス１２に備えた出力診断回路３０８のテストの実施例を示す。入力診断回路３０９のテストは図６の動作順序で起動した回線診断装置７１による診断が終了した後に実施する。切り替えスイッチ３０５，３０６，３０７は何れもＤ側に接続する。データ保持回路３０２を動作状態に切り替え、テスト実施直前の出力を保持させる。出力診断回路３０８内部の比較器３０９では出力診断用基準信号３１０と通信制御装置７
（Ｓ２）のプログラムで生成されて入出力バス８（回線２）を介して入力される信号が比較される。プログラムからは比較器が一致する信号と不一致の信号が生成され、比較器
３０９の出力固着有無を含めた診断が実施できる。
【００９８】
図１２は出力デバイス１２に備えた出力診断回路３０９による出力診断の実施例を示す。出力診断は図１１のテストが終了した後に実施する。切り替えスイッチ３０５，３０７はＤ側に、切り替えスイッチ３０６はＣ側に接続する。データ保持回路３０２は動作状態を継続、テスト実施直前の出力を保持させる。比較器３０９には出力診断用基準信号310と出力レジスタ１２１を経由した信号出力回路３０１の出力信号が比較入力される。出力デバイス１２が正常であれば一致する。入力診断用基準信号３１０は複数の基準信号を順に出力する構成とする。即ち、ディジタル出力の場合はオン信号とオフ信号，アナログ出力の場合は複数レベルの基準信号を発生させる。これにより信号出力回路３０１の出力固着を含めた診断を行うことができる。
【００９９】
以上、図１１のテストと図１２の診断が終了すると通信制御装置７（Ｓ２）に送信する診断動作状態信号ビットは通常動作状態を示す０になる。通信制御装置７（Ｓ２）から入出力バス８（回線２）を介した起動指令により通常の出力動作に戻ることができる。
【０１００】
図７から図１２の実施例によれば入出力バス診断に続いて入力デバイスおよび出力デバイスのテストと診断を行うことにより制御性能を損なわずに入出力装置の診断を行うことができる。また、通信制御装置４（Ｓ１）および通信制御装置７（Ｓ２）のマイクロプロセッサで実行するプログラムにより複数の入力デバイス，出力デバイスをテストおよび診断することができるため各々の入力デバイス，出力デバイスに診断用のマイクロプロセッサを設けなくともすむ。
【０１０１】
本発明の第２の実施例の制御装置を図１３に示す。図中同じ番号は前述の図４と同一内容であり説明を省略する。
【０１０２】
通信制御装置４（Ｓ１）の通信メモリ４８に入力キー用メモリ領域４８３を設ける。以下、入力キーについて説明する。
【０１０３】
制御装置の接続構成情報には通信制御装置４（Ｓ１）や通信制御装置７（Ｓ２）の接続有無、それらに接続される入力デバイス９，１０，１１（１〜ｎ）および出力デバイス
１２，１３，１４（１〜ｍ）の種別や順序がある。本発明では、更に入力デバイス９，
１０，１１（１〜ｎ）のうち制御対象６から同時に入力したいデバイスの組合せも接続構成情報に加える。この情報を入力キーとデバイスアドレスの組合せで示す。制御装置立ち上げ時に制御バス２（回線１）を介して通信制御装置４（Ｓ１）の入力キー用メモリ領域４８３に書き込む。更に入出力バス５（回線２）を介して各入力デバイス９，１０，１１（１〜ｎ）に設けた入力キー９３，１０３，１１３（１〜ｎ）のうち同時に入力したい入力デバイスの入力キーの状態を開に設定する。以上の状態に設定した後に制御装置を起動すると、入出力バス５（回線２）に加えた入力フリーズ信号線５１がレベルＨになると、各入力デバイス９，１０，１１（１〜ｎ）に設けた入力バッファ９２，１０２，１１２
（１〜ｎ）のうち入力キーが開状態の入力デバイスのみが入力レジスタ９１，１０１，
１１１（１〜ｎ）からのデータ入力更新を停止、一定に保持されたデータを入出力バス５（回線２）に出力する。入力フリーズ信号線５１がレベルＬになると、入力キーが開状態の入力デバイスの入力バッファ９２，１０２，１１２（１〜ｎ）も入力レジスタ９１，
１０１，１１１（１〜ｎ）からのデータ入力を再開、入力レジスタ９１，１０１，１１１（１〜ｎ）データをそのまま入出力バス５（回線２）に出力する。
【０１０４】
図１４に制御バス２（回線１）と入出力バス５（回線２）を介して入力バッファ９２，１０２，１１２（１〜ｎ）へのデータ更新を許可・停止する動作順序を示す。
【０１０５】
図中のデータ列や時刻記号で同じ名称は図３および図６と同じ内容であり説明を省略する。
【０１０６】
時刻ｔｉ１で中央記憶演算装置１（ＣＰＵ）の入力指令がレベルＬに変わると通信制御装置３（Ｐ０）が通信コマンドを受け付ける時刻ｔｃ４で入力トリガ指令Ｒ(１，ＩＦＳ)が割り込みで伝送される。
【０１０７】
【数１９】
2008009796.tif 000021
【０１０８】
Ｒ（１，ＩＦＳ）には同時に入力したいデバイスの組合せ入力キー（ＩＫｅｙ）とデバイスアドレス（Ｄｅｖ）を含む。デバイスアドレスは（図１）の実施例ではｎビットオンオフデータとなり、例えば入力デバイス１から入力する場合は１ビット目のデータを１に、入力デバイス２から入力しない場合は２ビット目のデータを０として伝送する。これらは予め接続構成情報として通信制御装置４（Ｓ１）の通信メモリ４８に書き込み済であるが、毎回伝送する毎に照合することにより信頼性を高めることができる。
【０１０９】
通信制御装置４（Ｓ１）は自局への指示を認識しエコーＥ（１，ＩＦＳ）を伝送する。
【０１１０】
【数２０】
2008009796.tif 000022
【０１１１】
また、通信制御装置４（Ｓ１）は入出力バス５（回線２）の入力フリーズ信号線５１をレベルＨにする。これにより入力キーが開状態の入力デバイスの入力バッファ９２，102，１１２（１〜ｎ）がデータ入力更新を停止、一定に保持されたデータを入出力バス５
（回線２）に出力する。
【０１１２】
図１４の実施例では通信制御装置３（Ｐ０）に設けた安全通信レイヤでＲ(１，ＩＦＳ)とＥ（１，ＩＦＳ）コマンドの照合が実施され、仮に異常の場合は後に述べる入力更新指令Ｒ（１，ＩＦＲ）が発行され、入力バッファの更新を再開させる構成としている。
【０１１３】
この後、時刻ｔ１，ｔ２で入力データが通信制御装置４（Ｓ１）から通信制御装置３
（Ｐ０）にデータが伝送される。
【０１１４】
図１４の実施例では時刻ｔ１０で入力データを再送信し安全通信レイヤで２回の入力データを照合してデータの安全性を高めている。時刻ｔｉ１４で入力照合を終えると中央記憶演算装置１（ＣＰＵ）にデータ入力終了信号を伝送する。
【０１１５】
この後時刻ｔｉ５で中央記憶演算装置１（ＣＰＵ）の入力指令がレベルＨに変わると通信制御装置３（Ｐ０）が通信コマンドを受け付ける時刻ｔｃ６で入力更新指令Ｒ（１，
ＩＦＲ）が割り込みで伝送される。
【０１１６】
【数２１】
2008009796.tif 000023
【０１１７】
Ｒ（１，ＩＦＲ）には入力バッファの更新を再開したいデバイスアドレス（Ｄｅｖ）を含む。
【０１１８】
通信制御装置４（Ｓ１）は自局への指示を認識しエコーＥ（１，ＩＦＲ）を伝送する。
【０１１９】
【数２２】
2008009796.tif 000024
【０１２０】
また、通信制御装置４（Ｓ１）は入出力バス５（回線２）の入力フリーズ信号線５１をレベルＬにする。これにより入力キーが開状態の入力デバイスの入力バッファ９２，102，１１２（１〜ｎ）がデータ入力更新を再開、入力レジスタ９１，１０１，１１１（１〜ｎ）のデータを入出力バス５（回線２）にそのまま出力する。
【０１２１】
以上の動作順序により、中央記憶演算装置１（ＣＰＵ）の入力トリガ指令を制御バス２（回線１）と入出力バス５（回線２）を介して入力装置に伝送し、入力バッファのデータ更新を停止・許可することで入力トリガ指令から最小の遅れで同時データ入力することができる。
【０１２２】
また、入力更新指令Ｒ（１，ＩＦＲ）に続いて時刻ｔｃ７で図６のバス診断指令Ｒ（１，ＢＤ）を伝送することにより、制御性能への影響が最も少ないタイミングで入出力バス５（回線２）と入力デバイス９，１０，１１（１〜ｎ）のテストと診断を行うことができる。
【０１２３】
本発明の第３の実施例の制御装置を図１５に示す。図中同じ番号は前述の図５と同一内容であり説明を省略する。
【０１２４】
通信制御装置７（Ｓ２）の通信メモリ７８に出力キー用メモリ領域７８６を設ける。以下、出力キーについて説明する。制御装置の基本的な接続構成情報に加えて出力デバイス１２，１３，１４（１〜ｍ）のうち制御対象６へ同時に出力したいデバイスの組合せも接続構成情報に加える。この情報を出力キーとデバイスアドレスの組合せで示す。制御装置立ち上げ時に制御バス２（回線１）を介して通信制御装置７（Ｓ２）の出力キー用メモリ領域７８６に書き込む。更に入出力バス８（回線２）を介して各出力デバイス１２，１３，１４（１〜ｍ）に設けた出力キー１２４，１３４，１４４（１〜ｍ）のうち同時に入力したい出力デバイスの出力キーの状態を開に設定する。以上の状態に設定した後に制御装置を起動すると、入出力バス８（回線２）に加えた出力フリーズ信号線８１がレベルＨになると、各出力デバイス１２,１３,１４（１〜ｍ）に設けた出力バッファ１２３，１３３，１４３（１〜ｍ）のうち出力キーが開状態の出力デバイスのみが出力レジスタ１２１，１３１，１４１（１〜ｍ）へのデータ出力更新を停止、一定に保持されたデータが制御対象６に出力する。ただし出力バッファ１２３，１３３，１４３（１〜ｍ）自身は出力データメモリ領域７８３から入出力バス８（回線２）を介して更新を続ける。データ出力フリーズ信号線８１がレベルＬになると、出力キーが開状態の出力デバイスの出力レジスタ
１２１，１３１，１４１（１〜ｍ）も出力バッファ１２３，１３３，１４３（１〜ｍ）からのデータ更新を再開、出力データメモリ領域７８３のデータをそのまま制御対象６に出力する。
【０１２５】
図１６に制御バス２（回線１）と入出力バス８（回線２）を介して出力バッファ１２３，１３３，１４３（１〜ｍ）からのデータ更新を許可・保持する動作順序を示す。
【０１２６】
図中のデータ列や時刻記号で同じ名称は図３および図６と同じ内容であり説明を省略する。
【０１２７】
時刻ｔｑ１で中央記憶演算装置１（ＣＰＵ）の出力指令がレベルＬに変わるとパラレル伝送バス０（回線０）を介して通信制御装置３（Ｐ０）のライトプロテクト（書き込み保護）が有効（レベルＨ）となる。これにより通信メモリ３８の出力データメモリ領域383のうち、該当領域の書き込みが保護される。次いで通信制御装置３（Ｐ０）が通信コマンドを受け付ける時刻ｔｃ８で出力トリガ指令Ｒ（２，ＱＦＳ）が割り込みで伝送される。
【０１２８】
【数２３】
2008009796.tif 000025
【０１２９】
Ｒ（２，ＱＦＳ）には同時に出力したいデバイスの組合せ出力キー（ＱＫｅｙ）とデバイスアドレス（Ｄｅｖ）を含む。デバイスアドレスは（図１）の実施例ではｍビットオンオフデータとなり、例えば出力デバイス１から入力する場合は１ビット目のデータを１に、入力デバイス２から入力しない場合は２ビット目のデータを０として伝送する。これらは予め接続構成情報として通信制御装置７（Ｓ１）の通信メモリ７８に書き込み済であるが、毎回伝送する毎に照合することにより信頼性を高めることができる。
【０１３０】
通信制御装置７（Ｓ２）は自局への指示を認識しエコーＥ（２，ＱＦＳ）を伝送する。
【０１３１】
【数２４】
2008009796.tif 000026
【０１３２】
また、通信制御装置７（Ｓ２）は入出力バス８（回線２）の出力フリーズ信号線８１をレベルＨにする。これにより出力キーが開状態の出力デバイスの出力バッファ１２３，
１３３，１４３（１〜ｍ）からのデータ出力更新を停止、一定に保持された出力が制御対象６に出力される。
【０１３３】
図１６の実施例では通信制御装置３（Ｐ０）に設けた安全通信レイヤでＲ(２，ＱＦＳ)とＥ（２，ＱＦＳ）コマンドの照合が実施され、仮に異常の場合は後に述べる入力更新指令Ｒ（２，ＱＦＲ）が発行され、出力バッファからの更新を再開させる構成としている。
【０１３４】
この後、時刻ｔ３，ｔ４で出力データが通信制御装置３（Ｐ０）から通信制御装置７
（Ｓ２）にデータが伝送される。
【０１３５】
図１４の実施例では時刻ｔｑ５で出力データと出力エコーバックを照合してデータの安全性を高めている。出力照合を終えると時刻ｔｑ４で中央記憶演算装置１（ＣＰＵ）に出力データ終了信号を伝送する。
【０１３６】
この後時刻ｔｑ６で中央記憶演算装置１（ＣＰＵ）の出力指令がレベルＨに変わると時刻ｔｃ７で通信制御装置３（Ｐ０）のライトプロテクト（書き込み保護）が解除（レベルＬ）となる。また、通信制御装置３（Ｐ０）が通信コマンドを受け付ける時刻ｔｃ１０で出力更新指令Ｒ（２，ＱＦＲ）が割り込みで伝送される。
【０１３７】
【数２５】
2008009796.tif 000027
【０１３８】
Ｒ（２，ＱＦＲ）には出力バッファの出力更新を再開したいデバイスアドレス(Ｄｅｖ)を含む。
【０１３９】
通信制御装置７（Ｓ２）は自局への指示を認識しエコーＥ（２，ＱＦＲ）を伝送する。
【０１４０】
【数２６】
2008009796.tif 000028
【０１４１】
また、通信制御装置７（Ｓ２）は出力バス８（回線２）の出力フリーズ信号線８１をレベルＬにする。これにより出力キーが開状態の出力デバイスの出力バッファ１２３，
１３３，１４３（１〜ｍ）の出力更新を再開、出力レジスタ１２１，１３１，１４１（１〜ｍ）を介して制御対象６にそのまま出力する。
【０１４２】
以上の動作順序により、中央記憶演算装置１（ＣＰＵ）の出力トリガ指令を制御バス２（回線１）と入出力バス８（回線２）を介して出力装置に伝送し、出力バッファの出力更新を停止・許可することで出力トリガ指令から最小の遅れで同時データ出力することができる。
【０１４３】
また、出力更新指令Ｒ（２，ＱＦＲ）に続いて時刻ｔｃ１１で図６のバス診断指令Ｒ
（２，ＢＤ）を伝送することにより、制御性能への影響が最も少ないタイミングで入出力バス８（回線２）と各出力デバイス１２，１３，１４（１〜ｍ）のテストと診断を行うことができる。この場合は出力リードバックの読み込み時刻ｔ５′，ｔ６′はｔｃ１１の後となり、出力リードバックの結果は前回周期のデータとなる。しかし、この方式によれば中央記憶演算装置１（ＣＰＵ）でデータ入力タイミングを意識せずにプログラミングできる。
【図面の簡単な説明】
【０１４４】
【図１】本発明の第１の実施例の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の制御バス（回線１）送受信データの経路を示すブロック図。
【図３】本発明の制御バス（回線１）送受信データの動作を示すタイムチャート。
【図４】本発明の入出力バス（回線２）と入力装置のデータ経路を示すブロック図。
【図５】本発明の入出力バス（回線２）と出力装置のデータ経路を示すブロック図。
【図６】本発明の制御バス（回線１）経由のバス診断指令動作を示すタイムチャート。
【図７】本発明の入力装置の通常入力動作を示すブロック図。
【図８】本発明の入力装置のテスト動作を示すブロック図。
【図９】本発明の入力装置の診断動作を示すブロック図。
【図１０】本発明の出力装置の通常入力動作を示すブロック図。
【図１１】本発明の出力装置のテスト動作を示すブロック図。
【図１２】本発明の出力装置の診断動作を示すブロック図。
【図１３】本発明の第２の実施例の入力装置の構成を示すブロック図。
【図１４】本発明の第２の実施例の入力動作を示すタイムチャート。
【図１５】本発明の第３の実施例の出力装置の構成を示すブロック図。
【図１６】本発明の第３の実施例の出力動作を示すタイムチャート。
【符号の説明】
【０１４５】
０…パラレル伝送バス（回線０）、１…中央記憶演算装置（ＣＰＵ）、２…制御バス
（回線１）、３…通信制御装置（Ｐ０）、４…通信制御装置（Ｓ１）、５，８…入出力バス（回線２）、６…制御対象、７…通信制御装置（Ｓ２）、９，１０，１１…入力デバイス、１２，１３，１４…出力デバイス、３８，４８，７８…通信メモリ、３９，７９…通信制御回路、４１，７１…回線診断装置、４２，４３，７３…制御信号、４４，７４…スイッチ、４５，７５…受信装置、４６，７６…伝送路、５１…入力フリーズ信号線、９１，１０１，１１１…入力レジスタ、９２，１０２，１１２…入力バッファ、９３，１０３，１１３…入力キー、１２１，１３１，１４１…出力レジスタ、１２２…リードバックレジスタ、１２３，１３３，１４３…出力バッファ、１２４，１３４，１４４…出力キー、２０１，３０３…変換回路、２０２…信号入力回路、２０３，２０４，３０５，３０６，３０７…スイッチ、２０５…入力診断回路、２０６…比較器、２０７…入力診断用基準信号、３０１…信号出力回路、３０２…データ保持回路、３０４…逆変換回路。
【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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