JP2005251180A - シミュレーション機能付設計支援装置及び方法並びにシミュレーション機能付運転支援装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
現場操作型のプロセス機器でも運転手順書により時系列に運転手順書に記載された順番に従って運転することによりプロセス系統の起動停止シミュレーションが可能とする設計支援装置及び運転支援装置を提供する。
【解決手段】
入力された回路の図示情報から論理情報を抽出する図示情報抽出部３０と、抽出された情報を編集・解析する抽出情報解析部４０と、シミュレーションを実行するシミュレーション実行部６０と、その結果を表示するシミュレーション結果表示部７０を含んだシミュレーション機能付設計支援装置及び運転支援装置に、素子間の接続関係から仮想回路を生成する仮想回路生成部５０と、回路論理模擬装置２０又は設計入力装置１１と手順書作成実行部２６を繋ぐインタフェース装置２２とプロセス機器の運転手順を作成し、この手順表に記載された運転順番に従ってプロセス機器を運転できる手順作成実行部２６を設ける。
【選択図】図８

Description

本発明は、プロセス機器と、そのプロセス機器を制御する制御システムについて、プロセス機器の構成および／または制御システムの制御回路をＣＡＤシステムで入力し、プロセス機器および／または制御回路の動作をシミュレーションする設計支援装置及び方法並びにシミュレーション機能付運転支援装置及び方法に関する。

従来、プロセス機器については、例えば特許文献１に記載のように、設計図面をＣＡＤ入力し、流れ方向を決定し、定義式を構築するシステムなどであった。制御システムについては、例えば特許文献２に記載のように、ＣＡＤ図面から図示情報を抽出し、プロセス信号を模擬し、シミュレーションを実行するものであった。

また、従来の運転支援装置の事例として電力系統開閉操作装置においては、特許文献５に記載のように、事故後の復旧操作を操作手順作成問題として事前に既電力系統開閉装置に入力し記憶しておき、事故発生時には既電力系統開閉操作装置が、この状態から復旧状態までの一連の開閉器操作手順の回答を、既操作手順作成問題と照らし合わせる学習知識機能を駆使することにより獲得し、この回答を元に実際に適用する操作手順書を作成する方法に関するものであり、また一方では特許文献６に記載のように、同じく事故時の復旧操作手順を事故パターン毎に記憶装置に記憶し、既電力系統開閉操作装置が収集した事故情報と既事故パターンを比較して復旧操作手順を得る方法に関するものであり、いずれの事例も実際の電力系統の事故復旧操作を実電力系統開閉操作装置により実施する際の操作手順を学習知識やパターン認識を活用して実現する方法について述べている。

上記の従来の技術では、プロセス機器と制御システムの論理解析方法及び論理演算方法には違いがあり、プロセス機器と制御システムの模擬検証処理は別々のＣＡＤシステムを用いて実行されるものであった。これに対し、特許文献３では、シミュレーション用処理手段を選択して切り替えてシミュレーションしている。本方式はＣＡＤシステムとしては１個であるが、シミュレーション演算を行うシミュレーション処理手段、すなわちシミュレーションエンジンは、用途別に用意される。

特許文献４には、集積回路へと作り込む設計される論理回路の入力が可能であると共に、集積回路中での前記論理回路に関する実配置配線の設計完了以前に、論理回路の動作を検証するための仮想配線シミュレーションが可能な集積回路設計用ＣＡＤ装置において、各階層ブロック毎に区別できる形態で、入力された前記論理回路を示す回路情報を、各階層ブロック毎の入力の完了／未完了を少なくとも示す情報を含む入力状況情報と共に記憶する論理回路情報記憶手段と、入力しようとする前記階層ブロックを予め宣言入力した後、当該階層ブロックの入力を受け付け、その階層ブロックとして区別できる形態でその入力された前記回路情報を前記論理回路情報記憶手段へと書き込むと共に、その階層ブロックの論理回路の入力の完了時にはこの完了を宣言入力し、この完了の宣言入力に基づいたその階層ブロックの前記入力状況情報をも前記論理回路情報記憶手段へと書き込む論理回路入力手段と、入力の完了の宣言入力が既になされている前記階層ブロックの、その仮配置配線を行い、この結果を仮配置配線情報として出力する仮配置配線手段と、前記仮配置配線情報を用い、前記論理回路中の配線の配線容量を求める配線容量演算手段と、該配線容量演算手段にて求められた前記配線容量を用い、前記仮想配線シミュレーションを行う仮想配線シミュレーション手段とを備え、前記論理回路入力処理手段の少なくとも一部と前記仮配置配線手段の少なくとも一部とを、単一の処理系にて実現すると共に、前記仮配置配線手段でなされる処理を、前記論理回路入力処理手段でなされる処理に対するバックグランド処理として行うようにした集積回路設計用ＣＡＤ装置が記載されている。

特開２００１−２４３２５９号公報 特開平５−２６６１２０号公報 特開平６−２０３０９２号公報 特開平７−１７５８３２号公報 特開平５−２２８６３号公報 特開２００２−１９９５８５号公報

特許文献１から４に記載された従来技術は、シミュレーション演算するシミュレーションエンジンは用途別に異なっているため、それぞれ別のシミュレーションシステムを用いるか、またはシミュレーションエンジンを切り替えてシミュレーションする必要があり、且つ、プロセス機器については流れ方向を規定しその都度この規定に従って定義式を構築する必要があった。また、特許文献５，６は遠隔操作や自動運転が可能なプロ設機器を前提とした技術であり、現場操作型手動弁など現場でしか操作できないプロセス機器から構成されるプロセス系統では、系の起動停止操作頻度が少ない場合、運転員の運転スキルの維持・向上が困難であるという課題があり、この解決策としてシミュレーション装置を駆使した訓練装置等の適用が従来試みられてきたが、現場操作型のプロセス機器の運転状態を時系列に変化させてシミュレーションを実行する場合は、ユーザーが運転手順を考えこの順序を別のシミュレーション装置によりシーケンシャル論理回路モデルを実現し、プロセス機器モデルとインタフェースし、組合せるか、または、運転順序を別プログラムで作成する必要があった。

本発明は、上記従来技術の問題点を解決するために、表示部のプロセス機器を順番に指し示すことにより機器の運転手順表を作成することが可能で、且つ既手順表を実行することにより、シーケンシャル論理回路を作成する事無く、プロセス機器の運転順番をあらかじめ手順表に設定された運転手順に従ってプロセス機器を運転し、且つ運転プロセス機器／制御システムの両方あるいはおよび片方も含めて、同一シミュレーション実行部で模擬検証することができるシミュレーション機能付設計支援装置及び方法あるいは並びにシミュレーション機能付運転支援装置及び方法を提供することを目的とする。

本発明であるシミュレーション機能付設計支援装置は、出力の式が入力と出力と内部状態の関数で与えられる素子を使った入力−出力関係の式から成るシミュレーションエンジンを用い、制御回路／プロセス機器構成図画面上に入力された図示情報を抽出し、図示情報の回路論理情報を解析した後、回路の素子間の接続線に対し、素子の接続関係に対応した数値的特性を演算処理する素子機能を、これに対応した仮想端子とともに仮想回路として生成し、その仮想回路の情報を抽出した元の回路の接続論理情報と置き換えることにより、新たな回路接続論理情報を生成し、プロセス機器／制御システムの両方を模擬検証することと、且つユーザーが表示部における配管他プロセス系統を構成するプロセス機器を所定の運転手順に従って、指定することにより、当該プロセス機器とリンクした運転名称を運転名称データファイルから選択し、選択された当該プロセス機器の運転名称をこの順番に従って手順表の手順行に登録することにより表形式様式の運転手順書と運転手順書データファイルが生成できる機能を設け、更に生成されたこれらの運転手順書と運転手順書データファイルをユーザーが初期状態制御部から任意に手順表とプロセスの初期状態を選択しこれを実行することにより運転手順生成実行部は、複数作成された既運転手順書の中からこれにリンクした運転手順と初期値のデータを運転手順書データファイルと初期値ファイルから抽出し、当該運転属性値データファイルの運転属性値と選択された初期値データを基に表示部の配管他プロセス系統を構成するプロセス機器を運転手順書に記載された所定の運転手順に従って運転することを可能としたものである。

本発明は、入力と出力の端子を有する素子を備えた回路の図示情報を入力する入力部と、入力された図示情報を図形処理プラグラムを用いて処理するＣＡＤ入力部と、入力された回路の図示情報から論理情報を抽出する図示情報抽出部と、該図示情報抽出部で抽出された情報を解析する抽出情報解析部と、回路の論理シミュレーションを実行するシミュレーション実行部と、シミュレーション結果を表示するシミュレーション結果表示部とを備えたシミュレーション機能付設計支援装置において、素子と素子の接続関係を判定する接続関係判定部と、前記の素子の入力あるいは出力の端子に対して内部状態のそれぞれを表す入力あるいは出力の仮想的端子と結線とを仮想回路として有している仮想回路マスタファイルと、前記判定の結果に基づいて仮想回路マスタファイルから仮想回路を選択する仮想回路選択部と、選択した仮想回路をもとに回路論理情報および素子端子情報を生成し、保存する回路論理情報保存部および素子端子情報保存部とを有し、前記シミュレーション実行部は、内部状態のそれぞれを表わす回路論理情報および素子端子情報に基づいてシミュレーションを実行するシミュレーション機能付設計支援装置を提供する。

また、本発明は、入力と出力の端子を有する素子を備えた回路の図示情報を入力する入力部と、入力された図示情報を図形処理プラグラムを用いて処理するＣＡＤ入力部と、入力された回路の図示情報から論理情報を抽出する図示情報抽出部と、該図示情報抽出部で抽出された情報を解析する抽出情報解析部と、解析結果をそれぞれファイルする素子の管理情報ファイルおよび素子の接続情報ファイルと、回路の論理シミュレーションを実行するシミュレーション実行部と、シミュレーション結果を表示するシミュレーション結果表示部と、を備えたシミュレーション機能付設計支援装置において、素子と素子の接続関係を判定する接続関係判定部と、前記の素子の入力あるいは出力の端子に対して内部状態のそれぞれを表す入力あるいは出力の仮想的端子と結線とを仮想回路として有している仮想回路マスタファイルと、前記判定の結果に基づいて仮想回路マスタファイルから仮想回路を選択する仮想回路選択部と、選択した仮想回路をもとに回路論理情報および素子端子情報を生成し、これらの各情報を前記素子の管理情報ファイルおよび素子の接続情報ファイルのそれぞれの情報と共に保存する回路論理情報保存部および素子端子情報保存部とを有し、前記シミュレーション実行部は、内部状態のそれぞれを表わす回路論理情報および素子端子情報に基づいてシミュレーションを実行するシミュレーション機能付設計支援装置を提供する。

また、本発明は、入力と出力の端子を有する素子を備えた回路の図示情報を入力する入力部と、入力された図示情報を図形処理プラグラムを用いて処理するＣＡＤ入力部と、入力された回路の図示情報から論理情報を抽出する図示情報抽出部と、該図示情報抽出部で抽出された情報を解析する抽出情報解析部と、解析結果をそれぞれファイルする素子の管理情報ファイルおよび素子の接続情報ファイルと、回路の論理シミュレーションを実行するシミュレーション実行部と、シミュレーション結果を表示するシミュレーション結果表示部と、運転操作の対象となるプロセス機器を表示する表示部と、表示部のプロセス機器を指し示す回路論理模擬装置に於ける操作対象指定部と、これにより指定された事を検知し、指定されたプロセス機器から必要な属性情報を抽出し、手順入力画面部を表示する手順入力インタフェース部と、運転手順書に記載する運転名称を選択し入力する手順入力操作部と、手順入力操作部によって指定された結果に従い運転手順書を作成する運転手順生成実行部と、運転手順生成実行部によって作成された複数の運転パターンに対応した表形式様式の運転手順書と、回路論理情報ファイルと属性値情報ファイルと初期値ファイルを基にシミュレーションを実行するシミュレーション実行部から構成される回路論理模擬装置と、を備えたシミュレーション機能付運転支援装置において、運転手順生成実行部の運転手順書を入力する手順入力操作部及びプロセスの初期状態を設定し読込指示を行う初期状態制御部及び手順操作入力部に於ける手順入力操作により運転名称データファイルから運転名称を選択し、且つ運転属性値データファイルから運転名称に対応した運転属性値を選択し運転手順書を作成すると共に運転手順データも同時に作成する運転手順作成実行部とから構成される運転手順書作成実行装置とを有し、運転手順書作成実行装置は、ユーザーが表示部の配管他プロセス系統上のプロセス機器を運転する順番に指定することにより、運転手順生成実行部の運転手順書データファイルに、プロセス機器を運転する順番に運転名称とこれに対応した運転属性値及び機器の認識番号とを手順行に入力した運転手順書を生成し保持する機能を設けたことを特徴とするシミュレーション機能付運転支援装置を提供する。

また、本発明は、入力と出力の端子を有する素子を備えた回路の図示情報を入力する入力部と、入力された図示情報を図形処理プラグラムを用いて処理するＣＡＤ入力部と、入力された回路の図示情報から論理情報を抽出する図示情報抽出部と、該図示情報抽出部で抽出された情報を解析する抽出情報解析部と、解析結果をそれぞれファイルする素子の管理情報ファイルおよび素子の接続情報ファイルと、回路の論理シミュレーションを実行するシミュレーション実行部と、シミュレーション結果を表示するシミュレーション結果表示部と、運転操作の対象となるプロセス機器を表示する表示部と、既運転手順データファイルから任意の運転手順書を抽出し、更に運転手順に対応するプロセス機器の運転属性値を抽出する運転手順生成実行部と、ここから既運転属性値を受け取り、表示部の指定されたプロセス機器に対し運転属性値と属性値設定指令を与える手順実行インタフェース部と、ここから運転属性値を受け取り属性値情報ファイルの指定された属性値を変更し、回路論理情報ファイルと初期値ファイルを基にシミュレーションを実行するシミュレーション実効部から構成される回路論理模擬装置と、を備えたシミュレーション機能付設計支援装置及び運転支援装置において、ユーザーが初期状態制御部から任意に手順表とプロセスの初期状態を選択し、これを実行すると運転手順生成実行部は、複数作成された既運転手順書の中からこれにリンクした運転手順と初期値のデータを運転手順書データファイルと初期値ファイルから抽出し、当該運転属性値データファイルの運転属性値と選択された初期値データを基に表示部の配管他プロセス系統を構成するプロセス機器を運転手順書に記載された所定の運転手順に従って運転することが可能なシミュレーション機能付運転支援方法を提供する。

更に、本発明は、入力と出力の端子を有する素子を備えた回路の図示情報を入力する入力部と、入力された図示情報を図形処理プラグラムを用いて処理するＣＡＤ入力部と、入力された回路の図示情報から論理情報を抽出する図示情報抽出部と、該図示情報抽出部で抽出された情報を解析する抽出情報解析部と、解析結果をそれぞれファイルする素子の管理情報ファイルおよび素子の接続情報ファイルと、回路の論理シミュレーションを実行するシミュレーション実行部と、シミュレーション結果を表示するシミュレーション結果表示部と、運転操作の対象となるプロセス機器を表示する表示部と、表示部のプロセス機器を指し示す回路論理模擬装置に於ける操作対象指定部と、これにより指定されたことを検知し、指定されたプロセス機器から必要な属性情報を抽出し、手順入力画面部を表示する手順入力インタフェース部と、運転手順書に記載する運転名称を選択し入力する手順入力操作部と、手順入力操作部によって指定された結果に従い運転手順書を作成する運転手順生成実行部と、運転手順生成実行部によって作成された複数の運転パターンに対応した表形式様式で且つ、各手順行には手順行実行順序制御番号の属性が設けられた運転手順書と、回路論理情報ファイルと属性値情報ファイルと初期値ファイルを基にシミュレーションを実行するシミュレーション実行部から構成される回路論理模擬装置と、を備えたシミュレーション機能付運転支援装置による運転方法において、ユーザーが運転手順書を起動し、運転手順生成実行部の手順書実行部により、運転手順書に記載された手順行を解読し、この三種類の値を属性値情報ファイルとプロセス機器に与えて運転・停止シミュレーションを実行する際に、運転手順書の手順行に記載された順番に一行毎に運転手順を実施する方法と、運転手順書の手順行毎にユーザーによって設定された手順実行順序制御番号の順番に実施する方法との二種類の運転支援方法を有することにより、手順実行順序を任意に制御できる機能を設けたことを特徴とするシミュレーション機能付運転支援方法を提供する。

本発明によれば、回路の素子とその接続線に対し、素子の接続関係に対応した物理的変数値を演算処理する仮想回路を設けることにより、プロセス機器及び制御システムの模擬検証処理の両方を同一のシステムで実行できる効果がある。

また、仮想回路の設計により、配管回路，電気回路，電子回路，ブロック回路等の、従来個別のシミュレーションエンジンを使用していたシミュレータを同一システムで運用でき、且つ配管回路や電気回路のプロセス機器の運転手順は、プロセス系統上のプロセス機器を指し示すことにより、手順作成実行装置で作成され、プロセス機器を運転する場合はシーケンシャル制御回路を模擬することなく、この手順作成実行装置で作成された運転手順書を実行することにより、運転手順書に記載された運転順序に従ってシーケンシャルに連続運転できるため、従来と比較して、シミュレーション実行時に於けるプロセス機器の起動停止の際に、運転属性値をその都度手動で設定する必要が無いので操作性が良く、且つプロセス全体の総合的な起動停止シミュレーションモデルの構築が非常に短時間にできる効果がある。更に現場操作型手動弁など現場でしか操作できないプロセス機器から構成されるプロセス系統では、運転操作員の運転スキルの維持・向上が困難であるという課題に対して、この運転手順を事前に作成し、繰り返しシミュレーションを実行することにより反復訓練・教育が可能であり、効果が得られる。また、更に運転手順書による運転支援に二種類の運転支援方法を提供することにより、運転手順の変更や、運転されるプロセス機器群をグルーピングしてそのグループ毎に運転する順番を制御する必要がある場合にも、ユーザーが一旦作成した運転手順書を作り変えること無く、既手順行実行順序制御番号を任意に変えることにより、自由度が大きく且つ、運用しやすい運転手順書の供給を可能にできる。

本実施例のシミュレーション機能付設計支援装置は、プロセス機器についての入力と出力の端子を有する素子を備えた回路の図示情報、および当該プロセス機器の制御を行う制御システムについての入力と出力の端子を有する素子を備えた回路の図示情報を入力する入力部と、入力された図示情報を図形処理プログラムを用いて処理するＣＡＤ入力部と、入力された情報およびまたは前記処理されたデータを保存する記憶装置と、入力された回路の図示情報から論理情報を抽出する図示情報抽出部と、該図示情報抽出部で抽出された情報を解析する抽出情報抽出部と、回路の論理シミュレーションを実行するシミュレーション実行部と、シミュレーション結果を表示するシミュレーション結果表示部とを備えたシミュレーション機能付設計支援装置であって、素子と素子の接続関係を判定し、素子の入力あるいは出力の端子に対して内部状態のそれぞれを表す入力あるいは出力の仮想的端子と結線とを仮想回路として仮想回路マスタファイルに有し、前記判定の結果に基づいて仮想回路を選択し、選択した仮想回路をもとに素子の内部状態のそれぞれを表す回路作成部を有し、該仮想回路作成部は、前記プロセス機器についての素子についてのそれぞれの内部情報からなる回路論理情報および素子端子情報を前記シミュレーション実行部に出力し、該シミュレーション実行部はプロセス機器と制御システムの両方についてそれぞれの内部情報からなる回路論理情報および素子情報に基づいてシミュレーションを実行するものである。

本実施例のシミュレーション機能付設計及び運転支援装置は、プロセス機器についての入力と出力の端子を有する素子を備えた回路の図示情報、および当該プロセス機器の制御を行う制御システムについての入力と出力の端子を有する素子を備えた回路の図示情報を入力する入力部と、入力された図示情報を図形処理プログラムを用いて処理するＣＡＤ入力部と、入力された情報およびまたは前記処理されたデータを保存する記憶装置と、入力された回路の図示情報から論理情報を抽出する図示情報抽出部と、該図示情報抽出部で抽出された情報を解析する抽出情報抽出部と、プロセス機器の運転手順シミュレーションを実行するシミュレーション実行部と、シミュレーション結果を表示するシミュレーション結果表示部と、表示部のプロセス機器を指し示すことで運転の手順を入力する運転パターン表示画面操作部と、これと設計及び運転支援装置内の表示部におけるプロセス機器とをインタフェースする運転順番入力インタフェース部と、運転パターン表示画面操作部からの設定により運転手順書を生成し、且つ生成された運転手順書を実行する運転手順生成実行部と、これと回路論理模擬装置内のプロセス機器の機器属性値設定部と初期値ファイルとをインタフェースする運転順番実行インタフェース部と、運転手順書を実行する際にプロセス系統全体の初期値データを初期値ファイルから抽出し設定し、また任意のシミュレーション結果に於ける初期値を保存する機能を有する初期状態制御部とを備えたシミュレーション機能付運転支援装置であって、素子と素子の接続関係を判定し、素子の入力あるいは出力の端子に対して内部状態のそれぞれを表す入力あるいは出力の仮想的端子と結線とを仮想回路として仮想回路マスタファイルに有し、前記判定の結果に基づいて仮想回路を選択し、選択した仮想回路をもとに素子の内部状態のそれぞれを表す回路作成部を有し、該仮想回路作成部は、前記プロセス機器についての素子についてのそれぞれの内部情報からなる回路論理情報および素子端子情報を前記シミュレーション実行部に出力し、運転パターン表示画面操作部と運転手順生成実行部によって生成された運転手順書は、シミュレーション開始時に運転手順生成実行部で実行され、運転手順実行インタフェース部及び機器属性値設定部を介してプロセス機器の運転属性値を適宜変更し、この運転属性値の設定変更に対応して、該シミュレーション実行部はプロセス機器と制御システムの両方についてそれぞれの内部情報からなる回路論理情報および素子情報に基づいてシミュレーションを運転手順書にそって時系列に実行するものである。

以下、本発明のシミュレーション機能付設計支援装置の一実施形態として圧力流体回路の設計・模擬について図面を参照して説明する。まず、本発明のシミュレーション機能付設計支援装置を用いた回路の設計、模擬検証作業の流れの概略を示す。

図１に本発明の一実施例であるシミュレーション機能付設計支援装置１００の構成を示す。

シミュレーション機能付設計支援装置１００は特許文献２と同じく、図面に回路をＣＡＤ入力／修正する、設計支援入力装置１０と、入力された図示情報を基に、回路の論理情報をシミュレーションする回路論理模擬装置２０から成る。

上記設計支援入力装置１０は、設計仕様等の回路をＣＡＤ入力／修正（入力）するためのＣＡＤ入力／修正機能部（ＣＡＤ入力部）１４と、ＣＡＤ入力／修正するマウスやキーボードといった入力部１２と、ＣＡＤ入力したデータ表示を行うディスプレイ等の表示部１１と、図示情報を保存・格納する記憶装置１３とを含んで構成される。以上の構成は一般的なＣＡＤソフトウェアと同じである。

回路論理模擬装置２０は、前記処理により記憶装置１３に格納された回路の図示情報の中から、ユーザーにより指定された部分の回路の論理情報を抽出し、抽出情報ファイル３０ａを出力する図示情報抽出部３０と、抽出情報ファイル３０ａに格納されている回路の論理情報を解析・編集して素子の管理情報ファイル４０ａと素子の接続情報ファイル４０ｂからの接続情報を出力する抽出情報解析部４０、及び上記処理により得られた素子の管理情報ファイル４０ａと、素子の接続情報ファイル４０ｂにファイルされた各情報を基に、素子の接続関係を判定する接続関係判定部５１と、回路上に仮想的に追加される素子及び素子の接続関係を定義した仮想回路群の情報を持つ仮想回路マスタファイル５０ａから仮想回路を選択し、素子間に仮想的な回路を形成する仮想回路選択部５２と、仮想回路が展開された後の回路の論理情報を生成し、回路論理情報ファイル５０ｂに出力する回路論理情報保存部５３と、各素子の仮想回路に対応した仮想端子の情報を含んだ素子の端子特性情報を生成し、端子特性情報ファイル５０ｃを出力する素子端子情報保存部５４からなる仮想回路作成部５０と、回路論理情報ファイル５０ｂからの回路論理情報および素子の端子特性情報ファイル５０ｃからの端子特性情報に基づいてシミュレーションし、結果をシミュレーション結果情報ファイル６０ａに出力するシミュレーション実行部６０と、シミュレーション結果情報ファイル６０ａを表示部１１に表示するシミュレーション結果表示部７０と、素子の端子特性情報ファイル５０ｃが持つ各素子の仮想端子の情報を使って、シミュレーション結果情報ファイル６０ａを表示する素子端子情報表示部８０により構成される。

以上の構成による本発明のシミュレーション機能付設計支援装置の動作について説明する。

設計支援入力装置１０では一般的なＣＡＤ入力装置と同様に、ユーザーは、表示部１１上に表示された設計図面入力画面上に、入力部１２を介し、ＣＡＤ入力／修正機能部（ＣＡＤ入力部）１４を用いて設計する回路を作成する。例えば、前記表示部１１上に設けられた各種論理素子の形状を表した素子アイコン群を利用し、ユーザーは、素子アイコンを入力部１２を用いてドラッグアンドドロップ操作により設計画面上に素子を配置する等の操作で図面を入力する。また、ユーザーは、配置された設計画面上の各素子間を接続する接続線を接続線アイコンを使って選択し、線分を引く要領でドラッグすることにより配置された設計画面上の各素子間を接続する線を配置する。これらの処理に加え、ユーザーは、設計上指定が必要なパラメータ（属性）についても入力する。前記処理にて作成された図示情報を記憶装置１３に格納する。

次に、図示情報抽出部３０と抽出情報解析部４０は特許文献２の図４と同じ動作をする。

図２に入力−出力関係でない回路の例として配管系統図を示す。尚、Ｙ１端子、Ｘ１端子、仮想回路２００は図示されている必要はないが、説明を容易にするため表記した。

図２においてバルブ２０２のＹ１端子とバルブ２０３，２０４のＸ１端子が配管で接続されている。今Ｙ１端子、Ｘ１端子は、配管を接続する端子である。Ｙ１端子とＸ１端子との接続関係の情報のみではシミュレーションを実行することはできない。この配管系統をシミュレーションするためには、例えば圧力，流量，温度，エンタルピーといった物理的変数である内部状態を表わす情報が必要で、内部状態を表わす情報についてそれぞれを計算する演算式が必要である。また、前述の如く、最終のシミュレーション実行部６０は出力＝ｆ（関数）の形で演算するシミュレーションエンジンである。従ってシミュレーション結果も、１つの配管端子に対し、内部状態を表わす複数の入力と複数の出力が必要となる。これらのうち出力端子については、後述の如く、シミュレーション結果を表示するためにも、配管端子とは別に、あるいは複数出力に分けて存在する必要がある。

このため、バルブ２０２のＹ１端子とバルブ２０３，２０４のＸ１端子を接続する配管接続情報から、内部状態を表わす仮想の入出力の関係を示す仮想回路である演算回路を生成し、それに対応する各素子の仮想端子および結線を生成する。

以上の機能を、図１の仮想回路作成部５０で実現する。接続関係判定部５１は、素子の管理情報ファイル４０ａに格納されている回路の素子の管理情報と、素子の接続情報ファイル４０ｂに格納されている回路の素子間の接続情報を基に、回路の素子の接続関係を判定する。仮想回路選択部５２は、仮想回路マスタファイル５０ａに含まれている回路素子間の接続関係により定義された仮想回路群の中から、仮想回路を選択し、その論理情報を展開する。仮想回路の選択条件は、接続関係判定部５１で、接続線の両端の素子種別、及び端子に割り当てられた仮想回路タイプ番号等を使って判定した結果で行う。回路論理情報保存部５３は、展開された仮想回路の論理情報を生成し、論理情報を素子の管理情報ファイル４０ａの管理情報と共に回路論理情報ファイル５０ｂに格納し、素子端子情報保存部５４は、回路の各素子の仮想端子特性情報を生成し、仮想端子特性情報を素子の接続情報ファイル４０ｂの接続情報と共に素子の端子特性情報ファイル５０ｃに格納する。仮想回路マスタファイル５０ａは、素子の一つの端子に対して内部情報としての複数の物理的な特性を代表する仮想的な端子と結線を一群の回路として有している。配管系統図でいえば、図面の素子の１つの端子には、接続上は１本の配管の線しかないが、圧力，流量，温度といった物理値を代表する端子と、それぞれを演算出力（演算式）、あるいは入力する仮想回路である演算回路を有する。また電気回路のワンライン（単線結線図）を例に取れば、表示設計画面上では素子の端子には１本の接続線しかつながっていないが、一つの端子に対し、電圧，電流、というような複数の特性情報を持つので、これらの複数の特性情報をそれぞれの仮想端子と仮想結線２０１とを有する仮想回路２００に展開する。

図３に、以上の仮想回路作成部５０の処理をほどこした後の仮想端子と仮想結線２０１を含んだ仮想回路２００を示す。本図では前述の圧力，流量，温度，エンタルピー等の物理的変数のうち、圧力と流量をシミュレーションする場合に生成された仮想回路を示す。図２のように一つの端子間の接続で表現された配管に対し、一つの配管端子は流量，圧力などの複数の物理的変数情報を代表する端子に分割される。本図でＩＮ，ＯＵＴはそれぞれ入力仮想端子，出力仮想端子を示す。バルブ２０２は、出力端子としてＹ１−１に流量（Ｆ，アナログ値）、Ｙ１−３に圧力の有無（圧力高，バイナリー値）端子を、入力端子としてＹ１−２に圧力（Ｐ，アナログ値）端子を生成する。また、仮想結線として、加算器３０２，減算器３０３を用いて流入する流量から流出する流量を減算し（注；ここではＹ端子からの流量を＋（プラス）、Ｘ端子からの流量を−（マイナス）と仮定し、仮想回路を決定した。尚、実際の流量がプラスであるかマイナスであるかに関わらず、正しく演算することができる。）、この｛（流入）−（流出）｝流量を積分器３０４で積分し、配管の圧力を求めている。以上の仮想回路２００により計算した圧力が、各バルブの素子の仮想端子の入力となり、流量出力の演算に使用される。

ここで、生成した仮想回路と仮想端子（素子の入出力）を見てみると、全て、｛出力＝ｆ（入力，出力，内部状態値）｝の入力−出力関係で示している。

また、シミュレーション実行部６０の処理は、特許文献２の図５のように素子の入出力に対して、
出力＝ｆ（入力，出力，内部状態値） 〔ここでｆは関数を示す〕
を実行し、データテーブルに書き込む動作をする。

関数は、例えば、
Ｙ＝Ｘ１ ＡＮＤ Ｘ２ （論理積）
Ｙ＝Ｘ１ ＊ Ｘ２ （積）
といったような式で表され、素子の入力，出力はそれぞれ素子の端子に１対１で対応するものとなる。

制御システムについては、｛出力＝ｆ（入力，出力，内部状態値）｝の入力−出力関係で示されるから、プラント機器、例えば上述のように、配管のシミュレーションも入力−出力関係のシミュレーションを使用して演算できる。

このことは、制御ロジック図のような、接続線が入力−出力関係の素子（前述の論理積や、積のようなもの）を扱った図面のシミュレーションと、入力−出力関係ではない、配管系統図のような図面を同時にシミュレーションできることを意味する。

尚、特許文献２の図６のような、入出力関係式を表す素子のみから成る図面では、仮想回路の追加は不要である。このような仮想回路作成部５０にて仮想回路が回路上に追加されない場合でも、当該装置を利用し、シミュレーションを行うことは可能である。

次に、図１のシミュレーション実行部６０は、回路論理情報ファイル５０ｂに格納されている回路論理情報を基にシミュレーションを実行し、その結果をシミュレーション結果情報ファイル６０ａに格納する。

シミュレーション結果表示部７０は、上記処理によりシミュレーション結果情報ファイル６０ａに格納されている論理回路のシミュレーション結果を、既に表示部１１に表示されている回路設計画面上への信号線の色変化や、トレンドグラフ、出力数値のリスト表示等の、シミュレーションソフトウェアが一般的に使用する手段で表示する。

素子端子情報表示部８０は、素子の端子に、仮想端子のシミュレーション結果も含めて表示する。図４に、図２の圧力流体回路のシミュレーション結果の表示例を示す。ユーザーがバルブ２０２のＸ１端子に「圧力：５５０.０ 」を入力し、シミュレーションを行ったとする。装置はバルブ２０２，バルブ２０３，バルブ２０４と仮想回路で算出した圧力，流量，圧力の有無を、例えば情報表示ボックスのように、すなわちバルブ２０２のY１端子のシミュレーション結果４２，バルブ２０１のX１端子のシミュレーション結果４０３，バルブ２０３のY１端子のシミュレーション結果４０４，バルブ２０４のX１端子のシミュレーション結果４０５およびバルブ２０４のY１端子のシミュレーション結果として各バルブの端子部に表示する。例えば、バルブ２０２のＹ１端子には、「圧力：５００.５」「流量：３８.２」「圧力の有無：１」というように表示する。

以上のように、素子と素子の接続関係を判定する接続関係判定部と、前記の素子の入力あるいは出力の端子に対して内部状態のそれぞれを表す入力あるいは出力の仮想的端子と結線とを仮想回路として有している仮想回路マスタファイルと、前記判定の結果に基づいて仮想回路マスタファイルから仮想回路を選択する仮想回路選択部と、選択した仮想回路をもとに回路論理情報および素子端子情報を生成し、これらの各情報を前記素子の管理情報ファイルおよび素子の接続情報ファイルのそれぞれの情報と共に保存する回路論理情報保存部および素子端子情報保存部とを有し、前記シミュレーション実行部は、内部状態のそれぞれを表わす回路論理情報および素子端子情報に基づいてシミュレーションを実行するシミュレーション機能付設計支援装置が構成される。

また、素子と素子の接続関係を判定する接続関係判定部と、前記の素子の入力あるいは出力の端子に対して内部状態のそれぞれを表す入力あるいは出力の仮想的端子と結線とを仮想回路として有している仮想回路マスタファイルと、前記判定の結果に基づいて仮想回路マスタファイルから仮想回路を選択する仮想回路選択部と、入力と出力の端子を有する素子を表わす回路の図に、前記仮想を付加して図示する素子端子情報表示部を有するシミュレーション機能付設計支援装置が構成される。

本実施例によれば、ユーザーは作図時には、圧力や流量や電流といったプロセス信号の流れの方向を考える必要がないという効果がある。

本発明のシミュレーション機能付設計支援装置の他の実施例として、本発明のシミュレーション機能付設計支援装置を用いた電気回路の設計・模擬について説明する。電気回路の設計・模擬検証作業の流れと本装置の概略構成は、前述した実施例と同じであるため説明を省略する。異なるのはユーザーがＣＡＤ入力し、設計する回路と、装置が入力された回路上に展開する仮想回路部分であり、その部分について説明する。

図５に作成した電気回路の一例を示す。図５の電気回路は遮断器５０３・遮断器５０４・遮断器５０５・遮断器５０６から電圧Ｖ１・Ｖ２・Ｖ３・Ｖ４が母線５０２にかかっている電気系統図を示している。尚、破線で囲んだ仮想結線５０１を含む仮想回路５００の破線は図面上には入力しない。

図６に、図５の電気回路の仮想回路を示す。本装置を用いた電気回路の結線は、表示画面上では、図５の作成した電気回路の一例のように一つの端子間の接続で表現されるが、この一つの端子は電圧，電流，電流の有無というような複数の物理的変数を代表する端子に分割される。本実施例では、電圧についてのみ仮想回路を生成している。接続素子間の母線５０２に対し、印加された電圧の中で最も大きな電圧を選択し、それを母線電圧Ｖｂｕｓとして遮断器５０３・遮断器５０４・遮断器５０５・遮断器５０６に返す仮想回路５００を生成する。これにより、従来の模擬検証装置のように電気回路設計図面とは別に、シミュレーションをするための演算式を配線に対して設定することなく、電気回路の模擬検証を行うことが可能である。

本発明の他の実施例を説明する。

図７に実施例３の仮想回路付図面生成部の構成を示す。仮想回路付図面生成機能９５（図中の破線の太枠部）に本実施例の処理を示しており、その他の部分は図１と同じ機能で、同じ番号で示している。

回路論理情報ファイル５０ｂと素子の端子特性情報ファイル５０ｃと、基本素子情報ファイル９０ｂを基に、仮想回路は仮想回路付図面生成部９０で仮想回路付図面情報ファイル９０ａを生成する。生成された図面は、図３や図６のような図面となる。この図面を表示部１１に、シミュレーション結果表示部７０や素子端子情報表示部８０を使用してシミュレーション結果と一緒に表示できる。本実施例によれば、生成された仮想回路と仮想端子をビジュアルに見ることができるため、仮想回路マスタファイル５０ａの誤りを容易に摘出できる。また、物理的な演算ブロックと、その中間計算値を見てシミュレーションできるため、物理現象の分析が容易になるという特徴がある。

以下、実施例４を図８から図１２を用いて説明する。実施例４は、先に実施例１から３で述べたシミュレーション機能付設計支援装置１００あるいは方法を使用して運転支援を行うシミュレーション機能付運転支援装置１００Aあるいは方法を示す。従って、実施例１から３で述べたシミュレーション機能付設計支援装置１００あるいは方法について述べた事項を実施例４ではそのまま採用できるので、同一構成については同一番号を付し、原則的に同一番号の構成については繰り返して説明しないものとし、実施例１から３の説明を援用する。

図８は、シミュレーション機能付運転支援装置１００Aを示し、このシミュレーション機能付運転支援装置１００Aは、内部に前述したシミュレーション機能付設計支援装置１００を備え、更にインタフェース装置（手段）２２および運転手順書作成実行装置（手段）２６を備える、インタフェース装置（手段）２２は、運転順番入力インタフェース部２３および運転手順実行インタフェース部２５を備える。そして、運転手順書作成実行装置（手段あるいは部）２６は、運転パターン表示画面操作部２７，運転手順生成実行部２８および初期状態制御部２９を備える。

図９は、シミュレーション機能付運転支援装置１００Aの詳細を示し、その内部に前述したようにシミュレーション機能付設計支援装置１００，インタフェース装置２２及び運転手順書作成実行装置２６を備える。シミュレーション機能付設計支援装置は、回路論理模擬装置２０および設計支援入力装置１０を備える。

従来技術の問題点を解決するために、表示部上のプロセス機器を順番に指し示すことにより機器の運転手順表を作成することが可能で、且つ既手順表を実行することにより、シーケンシャル論理回路を作成する事無く、プロセス機器の運転順番をあらかじめ手順表に設定された運転手順に従ってプロセス機器を運転し、且つ運転プロセス機器／制御システムの両方あるいはおよび片方も含めて、同一シミュレーション実行部で模擬検証することができるシミュレーション機能付運転支援装置及び方法を構成することが必要である。

回路論理模擬装置２０は、回路論理情報ファイル５０ｂおよび素子の端子特性情報ファイル５０ｃに加えて運転手順のための属性値情報ファイル２１ａおよび初期的ファイル２１ｂを備え、これらのファイル２１ａ，２１ｂは、属性値および初期の属性値と積分演算結果数値を情報（あるいはデータ）として保持している。初期値ファイル２１ｂは属性値情報ファイル２１ａの属性値も含むので属性値情報ファイル２１ａと一体的なものとして考えてもよい。

回路論理情報，素子の端子特性情報および属性値情報がシミュレーション実行部６０で使用され、運転支援のためのシミュレーションが実行される。

回路論理模擬装置２０は、更に操作対象指定部２１ｄと、機器（すなわち素子）属性値設定部２１を備える。

このように、運転手順シミュレーションを実行するシミュレーション実行部６０を備えるシミュレーション付運転支援装置１００Aは、表示部１１と、表示部１１上で入力と出力の端子を有する素子を備えた回路の図示情報を入力する入力部１２と、入力された図示情報を図形処理プログラムを用いて処理するＣＡＤ入力部（ＣＡＤ入力・修正機能部）１４と、入力された回路の図示情報から論理情報を抽出する図示情報抽出部３０と、図示情報抽出部３０で抽出された情報を解析する抽出情報解析部４０と、運転手順シミュレーションを実行するシミュレーション実行部６０と、シミュレーション結果を表示するシミュレーション結果表示部７０とを備え、そして解析された情報に基づいて、回路論理情報と素子の端子特性情報を持つ仮想回路を構成し、素子の属性値情報を有する属性値情報ファイル２１ａと表示部１１に表示された素子を操作対象として指定する操作対象指定部２１ｄを有し、回路論理情報，端子特性情報および素子の属性値情報を使用して前記運転手順シミュレーションを実行する回路論理模擬手段２０を備える。

設計支援入力装置１０の表示部１１には、各種機器からなる系統，制御回路等の回路が１１ａ〜１１ｄのように表示される。本例の場合、プロセス機器としての１１ａが現場操作型ポンプ、１１ｂが現場操作型手動弁、１１ｃが現場操作型手動弁、１１ｄがタンクであり、これらはＣＡＤ入力されたプロセス系統を構成する。

表示部１１に表示したプロセス系統を構成する個々のプロセス機器を操作対象指定部２１ｄから運転順番を指定することができ、運転順番は変更することが可能なので同一のプロセス系統について複数の運転順番に対応した複数の運転パターンを入力、すなわち特定することができる。特定された運転パターンは、各運転順番に付与される運転名称の集合体と順番とからなりインタフェース装置２２が備える運転順番入力インタフェース部２３の指定操作検出・情報抽出部２３ａに送られ、指定時における運転名称，運転属性値および運転パターンに使用される機器の番号（機器番号）が抽出される。

これらの抽出された抽出情報は、入力画面表示指令部２３ｂを介して運転手順書作成実行装置２６の運転パターン表示画面操作部２７に送られ、画面上に機器の運転パターンに従って運転順序（運転パターン）が表示される。

運転手順書作成実行装置２６は、運転パターンに従って運転手順書を作成する装置であり、前述のように運転パターン表示画面操作部２７，運転手順生成実行部２８および初期状態制御部２９を備える。運転パターン表示画面操作部２７は、運転順番入力表示画面部２７ａおよび手順表作成処理部２７ｂを有する。

運転手順生成実行部２８は、運転属性値データファイル２８ａ，運転名称データファイル２８ｂ，手順書様式作成部２８ｃ，運転手順書データファイル２８ｄおよび手順書実行部２８ｆを有し、これらのデータファイルに格納されたデータを手順書様式作成部２８ｃが使用することによって所定の手順書式に従った様式に従って、手順１あるいは手順２のようにした運転手順書２８ｅが作成され、作成された運転手順書は手順実行部２８ｆに格納され、手順実効の指示が成される構成とされる。

初期状態制御部２９は、初期状態設定部２９ａと初期状態読込部２９ｂを有する。

運転属性値データファイル２８ａは、各プロセス機器を運転名称に対応した状態に運転するための開閉，起動停止などの１，０で現すことが可能な運転属性値および開度５０％などのように０〜１００で現すことができる運転属性値を情報として格納している。運転名称データファイル２８ｂは、運転パターンに対応し、これを構成する運転名称を格納している。

手順表作成処理部２７ｂは、運転順番入力表示画面部２７ａに表示された運転順番設定の手続きに従って、かつ運転名称データファイル２８ｂに格納された運転名称を使用して手順表の作成を行う。

作成された手順表に基づいて、また運転名称データファイル２８ｂの運転名称を使用して、および運転属性値ファイル２８ａに格納された運転属性値が抽出され、設定されることによって手順書様式作成部２８で手順１あるいは手順２で示される運転手順書２８ｅで作成される。

図１０に運転手順書２８ｅの例１を、そして図１１に運転手順書２８ｅの例２を示す。図１０あるいは図１１に示すように、運転手順書２８ｅは一貫番号２８ｈ，機器認識番号２８ｉ，運転名称２８ｊ，運転属性値２８ｋおよび後述する運転のための実行順序制御番号２８ｌからなる。

図１０あるいは図１１に示されるように、運転手順書２８ｅは、表の縦軸、すなわち列毎に一貫番号２８ｈ，機器認識番号２８ｉ，運転名称２８ｊ，運転属性値２８ｋ，実行順序制御番号２８ｌの項目を規定し、各項目について編成される一行毎の横軸、すなわち行の手順を設定してこの手順を集合化して運転パターンに対応した運転手順書２８ｅとする。この運転手順書２８ｅによって運転順序が特定された運転手順書実施結果２８ｍが生成される。

図１０に示す例の場合は、運転実行順序制御番号２８ｌに番号を設定しない場合の事例であり、運転手順書の手順行は操作対象指定部２１ｄによって操作者（例えばユーザー）が指定したプロセス機器の運転順番に従って入力され、次にこれを手順書実行部２８ｆによって実行することによって一貫番号２８ｈと同じ運転順番の運転手順書実施結果１で示す２８ｍが得られる。

一方、図１１は実行順序制御番号に番号を任意に設定した場合の事例であり、運転手順書の手順行は一貫番号２８ｈの運転順番に従って入力されるが、これを実行する場合は、図１２に示すように、運転実行順序設定手段２８ｇによって手順行を定める。すなわち、運転実行順序設定手段２８ｇの判定開始部２８ｏを起動し、運転実行順序制御番号設定有無判定部２８ｐにより運転実行順序制御番号の設定有無を判定し、設定が無い場合は一貫番号運転モード２８ｒを選択し、設定がある場合は運転実行制御番号運転モード２８ｑを選択する。このように選択された運転実行制御番号２８ｌに従って手順行が実行される手順実行ルールを設ける。これによって手順書実行部２８ｆでは一貫番号２８ｈではなく、運転実行制御番号２８ｌが優先され、運転手順書実施結果２に示す２８ｍが得られる。そして、生成された運転手順書は運転手順書データファイル２８ｄに蓄積格納される。

このようにして表示部１１上のプロセス機器を順番に指し示すことにより機器の運転手順表を作成することが可能で、且つ既手順表を実行することにより、シーケンシャル論理回路を作成する事無く、プロセス機器の運転順番をあらかじめ手順表に設定された運転手順に従ってプロセス機器を運転し、且つ運転プロセス機器／制御システムの両方あるいはおよび片方も含めて同一シミュレーション実行部で模擬検証することができる運転手順書が生成される。

上述のようにして実行された運転手順書は、設定された運転属性値と共に、インタフェース装置２２の運転属性値伝達部２５ａに伝達される。

模擬運転の初期では、手順実行部２８及び初期値設定・読込指令部２５ｃを介して初期状態である機器の運転属性値を初期状態設定部２９ａで初期値ファイル２１ｂから任意の初期状態を選択し、この初期状態を初期状態読込部２９ｂで読み込み、初期状態である機器の運転属性値をシミュレーション実行部６０に伝達することを行う。

インタフェース装置２２は、前述した運転順番入力インタフェース部２３に加えて運転手順実行インタフェース部２５を有する。運転手順実行インタフェース部２５は、運転属性値伝達部２５ａ，属性値設定指令部２５ｂおよび初期値設定・読込指令部２５ｃによって構成される。模擬運転の初期には初期値ファイル２１ｂから読み込まれた初期値情報が採用され、運転シミュレーションが実行される。運転手順書に設定された運転名称，運転属性値機器番号は、運転属性値伝達部２５ａに伝達され、指定操作検出・情報抽出部２３ａで抽出された抽出情報である運転名称，運転属性値，機器番号と比較され、プロセス系統に於けるプロセス機器を認識し、属性値設定指令部２５ｂは、機器属性値設定部２１ｃを介して属性値情報ファイル２１ａにおける該当プロセス機器の運転属性値を変更し、設定することを行う。

シミュレーション実行部６０は、プロセス系統の複数のプロセス機器の初期状態を保持する初期値ファイル２１ｂから初期状態読込部２９ｂのメニュー操作を介して選択された初期値データを読み込み、この初期値データを使用して初期の運転シミュレーションを実行する。これに伴って表示部１１のプロセス機器、例えば現場操作型ポンプ１１ａの運転状態が変化する。この運転に伴って得られた運転手順は、新たな初期値データの１例として初期値ファイル２１ｂに格納される。

その後、シミュレーション実行部６０は、プロセス系統の複数のプロセス機器の運転属性値を属性値情報ファイル２１ａから読み込み、この属性値データを使用して運転シミュレーションを実行する。これに伴って表示部１１のプロセス機器、例えば現場操作型ポンプ１１ａの運転状態が変化する。この運転に伴って得られた運転結果は、更に新たな初期値データの１例として初期値ファイル２１ｂに格納される。

このようにシミュレーション機能付運転支援装置１００Ａは、ユーザーが表示部１１におけるプロセス系統を構成するプロセス機器を所定の運転手順に従って、操作対象指定部２１ｄから、例えばマウスクリック操作等で指定することにより、運転パターン表示画面操作部２７は運転順番表示画面部２７ａを表示部１１に表示して、指定された当該プロセス機器に対応した運転名称とこれと対になる運転属性値を手順表作成処理部２７ｂを介して運転名称データファイル２８ｂと運転属性値データファイル２８ａから任意に抽出し、且つ指定されたプロセス機器の認識番号も指定されたプロセス機器を介して回路論理模擬装置内部の属性値情報ファイル２１ａから抽出し、この三種類の値をマウスクリックにより指定されたプロセス機器の運転順番に従って運転順番表示画面部２７ａ上から手順表の手順行に一行毎に入力することにより表形式様式の運転手順書と運転手順書データファイルが生成できる機能を有する。

また、シミュレーション機能付運転支援装置１００Ａは、ユーザーが運転手順書２８ｅを起動し、運転手順生成実行部２８の手順書実行部２８ｆにより、運転手順書に記載された手順行を解読し、運転名称と運転属性値及び指定されたプロセス機器の認識番号の三種類の値を読み取り、この三種類の値を回路論理模擬装置２０の属性値情報ファイル２１ａと表示部１１のプロセス系統のプロセス機器に与えて運転・停止シミュレーションを実行する際に、運転手順書の手順行に記載された順番に一行毎に運転手順を実施する方法と、運転手順書の手順行毎にユーザーによって設定された手順実行順序制御番号の順番に実施する方法との二種類の運転支援方法を有することにより、手順実行順序を任意に制御できる機能を有する。

図９に示したように、手順作成の際には、運転手順書作成実行装置２６は、操作対象指定部２１ｄによりプロセス機器の一例である現場操作型ポンプ１１ａをマウスでクリックすると、手順入力インタフェース部２３の指定操作検出・情報抽出部２３ａがこの操作を検知し、当該現場操作型ポンプを特定する情報を回路論理模擬装置２０の属性値情報ファイル２１ａから抽出し、入力画面表示指令部２３ｂを介して運転手順書生成実行装置２６の運転パターン表示画面操作部２７内部の運転順番入力表示画面部群前２７ａを呼び出し、更にこの画面から手順表作成処理部２７ｂを起動し、次に手順書様式作成部２８ｃを介して運転名称データファイル２８ｂと運転属性値データファイルから現場操作型ポンプ１１ａに該当する運転名称と運転属性値を使用して、運転順番入力表示画面部群前２７ａに表示し、ユーザーが設定許可することにより手順表作成処理部２７ｂが手順書様式作成部２８ｃに対し、運転手順書２８ｅに現場操作型ポンプ１１ａの運転に必要な情報を書き込む為の手順書編集処理実行と運転手順書データファイル２８ｄへの運転手順書２８ｅの保持を指示することにより一連の運転手順書作成のプロセスが可能となる。

一方、手順実行の際には、ユーザーが運転手順生成実行部２８の運転手順書データファイル２８ｄから任意に運転手順書２８ｅを選択し実行指令を与えると、手順書実行部２８ｆは運転手順書から個々のプロセス機器の運転状態に該当するプロセス機器毎に運転名称と運転属性値及び機器番号を手順実行インタフェース部２５の運転属性値伝達部２５ａに与えることにより、運転属性値伝達部２５ａは運転属性値を指定操作検出・情報抽出部２３ａで抽出した運転名称と運転属性値及び機器番号の情報とを比較することにより、与えられたプロセス機器毎の運転名称が既配管他プロセス系統におけるどのプロセス機器かを認識し、認識できたら属性値設定指令部２５ｂが機器属性値設定部２１ｃを介して属性値情報ファイル２１ａ内部に於ける当該現場操作型ポンプ１１ａの運転属性値を設定変更し、且つシミュレーション実行部６０は、配管他プロセス系統の複数の初期状態を保持する初期値ファイル２１ｂからユーザーにより初期状態読込部２９ｂのメニュー操作を介して選択された初期値データを読み込み、この初期値からシミュレーションを実行することにより、表示部１１の現場操作型ポンプ１１ａの運転状態を変化させる。

本実施例によれば、回路の素子とその接続線に対し、素子の接続関係に対応した物理的変数値を演算処理する仮想回路を設けることにより、プロセス機器及び制御システムの模擬検証処理の両方を同一のシステムで実行できる。

また、仮想回路の設計により、配管回路，電気回路，電子回路，ブロック回路等の、従来個別のシミュレーションエンジンを使用していたシミュレータを同一システムで運用でき、且つ配管回路や電気回路のプロセス機器の運転手順は、プロセス系統上のプロセス機器を指し示すことにより、運転手順書作成実行装置２６で作成され、プロセス機器を運転する場合はシーケンシャル制御回路を模擬することなく、この運転手順書作成実行装置２６で作成された運転手順書を実行することにより、運転手順書に記載された運転順序に従ってシーケンシャルに連続運転できるため、シミュレーション実行時に於けるプロセス機器の起動停止の際に、運転属性値をその都度手動で設定する必要が無いので操作性が良く、且つプロセス全体の総合的な起動停止シミュレーションモデルの構築が非常に短時間にできる。更に現場操作型手動弁など現場でしか操作できないプロセス機器から構成されるプロセス系統では、運転操作員の運転スキルの維持・向上が困難であるという課題に対して、この運転手順を事前に作成し、繰り返しシミュレーションを実行することにより反復訓練・教育が可能であり、効果が得られる。また、更に運転手順書による運転支援に二種類の運転支援方法を提供することにより、運転手順の変更や、運転されるプロセス機器群をグルーピングしてそのグループ毎に運転する順番を制御する必要がある場合にも、ユーザーが一旦作成した運転手順書を作り変えること無く、既手順行実行順序制御番号を任意に変えることにより、自由度が大きく且つ、運用しやすい運転手順書の供給を可能にできる。

以上のように本実施例によれば、表示部１１と、表示部１１上で入力と出力の端子を有する素子を備えた回路の図示情報を入力する入力部１２と、入力された図示情報を図形処理プログラムを用いて処理するＣＡＤ入力部１４と、入力された回路の図示情報から論理情報を抽出する図示情報抽出部３０と、図示情報抽出部３０で抽出された情報を解析する抽出情報解析部４０と、運転手順シミュレーションを実行するシミュレーション実行部６０と、シミュレーション結果を表示するシミュレーション結果表示部７０とを備えたシミュレーション機能付運転支援装置１００Ａにおいて、解析された情報に基づいて、回路論理情報と素子の端子特性情報を持つ仮想回路を構成し、素子の属性値情報を有する属性値情報ファイル２１ａと前記表示部に表示された素子を操作対象として指定する操作対象指定部２１ｄを有し、回路論理情報，端子特性情報および素子の属性値情報を使用して運転手順シミュレーションを実行する回路論理模擬装置２０を備え、操作対象指定部２１ｄによって運転順番に従って指定された素子について運転属性値データファイル２８ａから運転属性値が、そして運転名称データファイル２８ｂから運転名称が抽出されて運転手順書が生成される運転手順書生成実行装置２８を備え、運転手順書生成実行装置２８で抽出された運転属性値が属性値情報ファイル２１ａに素子の属性情報として設定されて、生成された運転手順書に従って論理シミュレーションが実行されるようにしたシミュレーション機能付運転支援装置１００Ａが構成される。

また、運転手順書生成実行装置２６は、運転順番を表示する運転順番表示画面部２７ａおよび手順表作成処理部２７ｂを有し、手順表作成処理部２７ｂで生成された運転手順は手順書様式作成部２８ｃで所定の様式の運転手順書として作成されるシミュレーション機能付運転支援装置１００Ａが構成される。

また、運転手順書生成実行装置２６は、運転実行順序設定を有し、生成された運転手順書で設定された運転実行順序に代えて他の運転実行順序を設定するシミュレーション機能付運転支援装置１００Ａが構成される。

また、回路論理模擬装置２０は、初期の属性値情報を有する初期値ファイル２１ｂを有し、シミュレーション実行部６０で、シミュレーションの初期において当該初期の属性値情報が使用されるシミュレーション機能付運転支援装置１００Ａが構成される。

また、表示部１１と、表示部１１上で入力と出力の端子を有する素子を備えた回路の図示情報を入力する入力部１２と、入力された図示情報を図形処理プログラムを用いて処理するＣＡＤ入力部１４と、入力された回路の図示情報から論理情報を抽出する図示情報抽出部３０と、図示情報抽出部３０で抽出された情報を解析する抽出情報解析部４０と、運転手順シミュレーションを実行するシミュレーション実行部６０と、シミュレーション結果を表示するシミュレーション結果表示部７０とを備え、解析された情報に基づいて、回路論理情報と素子の端子特性情報を持つ仮想回路を構成し、素子の属性値情報を有する属性値情報ファイル２１ａと前記表示部に表示された素子を操作対象として指定する操作対象指定部２１ｄを有し、回路論理情報，端子特性情報および素子の属性値情報を使用して前記運転手順シミュレーションを実行する回路論理模擬装置２０を備え、操作対象指定部２１ｄによって運転順番に従って指定された素子について運転属性値データファイル２８ａから運転属性値が、そして運転名称データファイル２８ｂから運転名称が抽出されて運転手順書が生成される運転手順書生成実行装置２６を備えたシミュレーション機能付運転支援装置１００Ａを用いた運転支援方法において、
運転手順書生成実行装置２６で抽出された運転属性値が属性値情報ファイル２１ａに素子の属性情報として設定されて、生成された運転手順書に従って運転シミュレーションが実行されるようにしたシミュレーション機能付運転支援方法が構成される。

本発明の実施例の構成図。 本発明の実施例１で作成された圧力流量回路の一例示す図。 図２の圧力流量回路に追加された仮想回路と仮想端子を示す図。 図２の圧力流量回路の模擬結果の表示例を示す図。 本発明の実施例２で作成された電気回路の一例を示す図。 図５の電気回路に追加された仮想回路と仮想端子を示す図。 本発明の実施例３の仮想回路付図面生成部の構成図。 本発明の他の実施例の構成図。 図８の詳細図。 本実施例の手順実施例１を示す図。 本実施例の手順実施例２を示す図。 本実施例の手順選択判定実施例を示す図。

符号の説明

１０…設計支援入力装置、１１…表示部、１１ａ…現場操作型ポンプ、１１ｂ，１１ｃ…現場操作型手動弁、１１ｄ…タンク、１２…入力部、１３…記憶装置、１４…ＣＡＤ入力修正機能部、２０…回路論理模擬装置（手段）、２１ａ…属性値情報ファイル、２１ｂ…初期値ファイル、２１ｃ…機器属性値設定部、２１ｄ…操作対象指定部、２２…インタフェース装置、２３…運転順番入力インタフェース部、２３ａ…指定操作検出・情報抽出部、２５…運転手順実行インタフェース部、２５ａ…運転属性値伝達部、２５ｂ…属性値設定指令部、２５ｃ…初期値設定・読込指令部、２６…運転手順書作成実行装置（手段）、２７…運転パターン画面操作部、２７ａ…運転順番画面部、２７ｂ…手順表作成処理部、２８…運転手順生成実行部、２８ａ…運転属性値データファイル、２８ｂ…運転名称データファイル、２８ｃ…手順書様式作成部、２８ｄ…運転手順書データファイル、２８ｅ…運転手順書、２８ｆ…手順書実行部、２８ｈ…一貫番号、２８ｉ…機器認識番号、２８ｊ…運転名称、２８ｋ…運転属性値、２８ｌ…運転のための実行順序制御番号、２８ｍ…運転手順書実行結果、２９…初期状態制御部、２９ａ…初期状態設定部、２９ｂ…初期状態読込部、３０…図示情報抽出部、３０ａ…抽出情報ファイル、４０…抽出情報解析部、４０ａ…素子の管理情報ファイル、４０ｂ…素子の接続情報ファイル、５０…仮想回路作成部、５０ａ…仮想回路マスタファイル、５０ｂ…回路論理情報ファイル、５０ｃ…素子の端子特性情報ファイル、６０…シミュレーション実行部、６０ａ…シミュレーション結果情報ファイル、７０…シミュレーション結果表示部、８０…素子端子情報表示部、９０…仮想回路付図面生成部、９０ａ…仮想回路付図面情報ファイル、９０ｂ…基本素子情報ファイル、９５…仮想回路付図面生成機能、１００…シミュレーション機能付設計支援装置、１００Ａ…シミュレーション機能付運転支援装置、２００…仮想回路、２０１…仮想結線、２０２，２０３，２０４…バルブ、３０２…加算器、３０３…減算器、３０４…積分器、４０１…バルブ２０２のＸ１端子の入力値、４０２…バルブ２０２のＹ１端子のシミュレーション結果、４０３…バルブ２０３のＸ１端子のシミュレーション結果、４０４…バルブ２０３のＹ１端子のシミュレーション結果、４０５…バルブ２０４のＸ１端子のシミュレーション結果、４０６…バルブ２０４のＹ１端子のシミュレーション結果、５００…仮想回路、５０１…仮想結線、５０２…母線、５０３，５０４，５０５，５０６…遮断器。

Claims (11)

1. 入力と出力の端子を有する素子を備えた回路の図示情報を入力する入力部と、入力された図示情報を図形処理プラグラムを用いて処理するＣＡＤ入力部と、入力された回路の図示情報から論理情報を抽出する図示情報抽出部と、該図示情報抽出部で抽出された情報を解析する抽出情報解析部と、回路の論理シミュレーションを実行するシミュレーション実行部と、シミュレーション結果を表示するシミュレーション結果表示部とを備えたシミュレーション機能付設計支援装置において、
   素子と素子の接続関係を判定する接続関係判定部と、前記の素子の入力あるいは出力の端子に対して内部状態のそれぞれを表す入力あるいは出力の仮想的端子と結線とを仮想回路として有している仮想回路マスタファイルと、前記判定の結果に基づいて仮想回路マスタファイルから仮想回路を選択する仮想回路選択部と、選択した仮想回路をもとに回路論理情報および素子端子情報を生成し、保存する回路論理情報保存部および素子端子情報保存部とを有し、前記シミュレーション実行部は、内部状態のそれぞれを表わす回路論理情報および素子端子情報に基づいてシミュレーションを実行すること
   を特徴とするシミュレーション機能付設計支援装置。
2. 入力と出力の端子を有する素子を備えた回路の図示情報を入力する入力部と、入力された図示情報を図形処理プラグラムを用いて処理するＣＡＤ入力部と、入力された回路の図示情報から論理情報を抽出する図示情報抽出部と、該図示情報抽出部で抽出された情報を解析する抽出情報解析部と、解析結果をそれぞれファイルする素子の管理情報ファイルおよび素子の接続情報ファイルと、回路の論理シミュレーションを実行するシミュレーション実行部と、シミュレーション結果を表示するシミュレーション結果表示部とを備えたシミュレーション機能付設計支援装置において、
   素子と素子の接続関係を判定する接続関係判定部と、前記の素子の入力あるいは出力の端子に対して内部状態のそれぞれを表す入力あるいは出力の仮想的端子と結線とを仮想回路として有している仮想回路マスタファイルと、前記判定の結果に基づいて仮想回路マスタファイルから仮想回路を選択する仮想回路選択部と、選択した仮想回路をもとに回路論理情報および素子端子情報を生成し、これらの各情報を前記素子の管理情報ファイルおよび素子の接続情報ファイルのそれぞれの情報と共に保存する回路論理情報保存部および素子端子情報保存部とを有し、前記シミュレーション実行部は、内部状態のそれぞれを表わす回路論理情報および素子端子情報に基づいてシミュレーションを実行すること
   を特徴とするシミュレーション機能付設計支援装置。
3. プロセス機器についての入力と出力の端子を有する素子を備えた回路の図示情報、および当該プロセス機器の制御を行う制御システムについての入力と出力の端子を有する素子を備えた回路の図示情報を入力する入力部と、入力された図示情報を図形処理プログラムを用いて処理するＣＡＤ入力部と、入力された情報およびまたは前記処理されたデータを保存する記憶装置と、入力された回路の図示情報から論理情報を抽出する図示情報抽出部と、該図示情報抽出部で抽出された情報を解析する抽出情報抽出部と、回路の論理シミュレーションを実行するシミュレーション実行部と、シミュレーション結果を表示するシミュレーション結果表示部とを備えたシミュレーション機能付設計支援装置において、
   素子と素子の接続関係を判定し、素子の入力あるいは出力の端子に対して内部状態のそれぞれを表す入力あるいは出力の仮想的端子と結線とを仮想回路として仮想回路マスタファイルに有し、前記判定の結果に基づいて仮想回路を選択し、選択した仮想回路をもとに素子の内部状態のそれぞれを表す回路作成部を有し、該仮想回路作成部は、前記プロセス機器についての素子についてのそれぞれの内部情報からなる回路論理情報および素子端子情報を前記シミュレーション実行部に出力し、該シミュレーション実行部はプロセス機器と制御システムの両方についてそれぞれの内部情報からなる回路論理情報および素子情報に基づいてシミュレーションを実行すること
   を特徴とするシミュレーション機能付設計支援装置。
4. 入力と出力の端子を有する素子を備えた回路の図示情報を入力する入力部と、入力された図示情報を図形処理プラグラムを用いて処理するＣＡＤ入力部と、入力された回路の図示情報から論理情報を抽出する図示情報抽出部と、該図示情報抽出部で抽出された情報を解析する抽出情報解析部と、回路の論理シミュレーションを実行するシミュレーション実行部と、シミュレーション結果を表示するシミュレーション結果表示部とを備えたシミュレーション機能付設計支援装置において、
   素子と素子の接続関係を判定する接続関係判定部と、前記の素子の入力あるいは出力の端子に対して内部状態のそれぞれを表す入力あるいは出力の仮想的端子と結線とを仮想回路として有している仮想回路マスタファイルと、前記判定の結果に基づいて仮想回路マスタファイルから仮想回路を選択する仮想回路選択部と、入力と出力の端子を有する素子を表わす回路の図に、前記仮想を付加して図示する素子端子情報表示部を有すること
   を特徴とするシミュレーション機能付設計支援装置。
5. 入力と出力の端子を有する素子を備えた回路の図示情報を入力する入力部と、入力された図示情報を図形処理プラグラムを用いて処理するＣＡＤ入力部と、入力された情報およびまたは前記処理されたデータを保存する記憶装置と、入力された回路の図示情報から論理情報を抽出する図示情報抽出部と、該図示情報抽出部で抽出された情報を解析する抽出情報解析部と、回路の論理シミュレーションを実行するシミュレーション実行部と、シミュレーション結果を表示するシミュレーション結果表示部とを備えたシミュレーション機能付設計支援装置による設計支援方法において、
   仮想回路作成部によって、素子と素子の接続関係を判定し、素子の入力あるいは出力の端子に対して内部情報のそれぞれを表す入力あるいは出力の仮想的な端子と結線とを仮想回路として有している仮想回路マスタファイルから前記判定の結果に基づいて仮想回路を選択し、選択した仮想回路をもとに素子の内部状態値のそれぞれを回路論理情報および素子端子情報として保持し、これらの情報を前記シミュレーション実行部に出力して、それぞれの内部状態値に基づいてシミュレーションを実行すること
   を特徴とするシミュレーション機能付設計支援方法。
6. 表示部と、該表示部上で入力と出力の端子を有する素子を備えた回路の図示情報を入力する入力部と、入力された図示情報を図形処理プログラムを用いて処理するＣＡＤ入力部と、入力された回路の図示情報から論理情報を抽出する図示情報抽出部と、該図示情報抽出部で抽出された情報を解析する抽出情報解析部と、運転手順シミュレーションを実行するシミュレーション実行部と、シミュレーション結果を表示するシミュレーション結果表示部とを備えたシミュレーション機能付運転支援装置において、
   前記解析された情報に基づいて、回路論理情報と素子の端子特性情報を持つ仮想回路を構成し、素子の属性値情報を有する属性値情報ファイルと前記表示部に表示された素子を操作対象として指定する操作対象指定部を有し、前記回路論理情報，端子特性情報および素子の属性値情報を使用して前記運転手順シミュレーションを実行する回路論理模擬手段を備え、前記操作対象指定部によって運転順番に従って指定された素子について運転属性値データファイルから運転属性値が、そして運転名称データファイルから運転名称が抽出されて運転手順書が生成される運転手順書生成実行手段を備え、該運転手順書生成実行手段で抽出された運転属性値が前記属性値情報ファイルに素子の属性情報として設定されて、生成された運転手順書に従って前記運転手順シミュレーションが実行されること
   を特徴とするシミュレーション機能付運転支援装置。
7. 請求項６において、前記運転手順書生成実行手段は、運転順番を表示する運転順番入力表示画面部および手順表作成処理部を有し、該手順表作成処理部で生成された運転手順は手順書様式作成部で所定の様式の運転手順書として作成されることを特徴とするシミュレーション機能付運転支援装置。
8. 請求項７において、前記運転手順書生成実行手段は、運転実行順序設定を有し、前記生成された運転手順書で設定された運転実行順序に代えて他の運転実行順序を設定することを特徴とするシミュレーション機能付運転支援装置。
9. 請求項６から８のいずれかにおいて、前記回路論理模擬手段は、初期の属性値情報及び積分演算結果数値を有する初期値ファイルを有し、前記シミュレーション実行部で、シミュレーションの初期において当該初期の属性値情報及び積分演算結果装置が使用されることを特徴とするシミュレーション機能付運転支援装置。
10. 請求項１から５のいずれかにおいて、表示部に表示された素子を操作対象として指定する操作対象指定部を有し、
    前記操作対象指定部によって運転順番に従って指定された素子について運転属性値データファイルから運転属性値が、そして運転名称データファイルから運転名称が抽出されて運転手順書が生成される運転手順書生成実行手段を備え、該運転手順書生成実行手段で抽出された運転属性値が前記属性値情報ファイルに素子の属性情報として設定されて、生成された運転手順書に従って前記運転手順シミュレーションが実行されること
    を特徴とするシミュレーション機能付運転支援装置。
11. 表示部と、該表示部上で入力と出力の端子を有する素子を備えた回路の図示情報を入力する入力部と、入力された図示情報を図形処理プログラムを用いて処理するＣＡＤ入力部と、入力された回路の図示情報から論理情報を抽出する図示情報抽出部と、該図示情報抽出部で抽出された情報を解析する抽出情報解析部と、運転手順シミュレーションを実行するシミュレーション実行部と、シミュレーション結果を表示するシミュレーション結果表示部とを備え、前記解析された情報に基づいて、回路論理情報と素子の端子特性情報を持つ仮想回路を構成し、素子の属性値情報を有する属性値情報ファイルと前記表示部に表示された素子を操作対象として指定する操作対象指定部を有し、前記回路論理情報，端子特性情報および素子の属性値情報を使用して前記運転手順シミュレーションを実行する回路論理模擬手段を備え、前記操作対象指定部によって運転順番に従って指定された素子について運転属性値データファイルから運転属性値が、そして運転名称データファイルから運転名称が抽出されて運転手順書が生成される運転手順書生成実行手段を備えたシミュレーション機能付運転支援装置を用いた運転支援方法において、
    前記運転手順書生成実行手段で抽出された運転属性値が前記属性値情報ファイルに素子の属性情報として設定されて、生成された運転手順書に従って前記運転手順シミュレーションが実行されること
    を特徴とするシミュレーション機能付運転支援方法。
    

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