JP2010282264A - Application inspection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フィールドバス規格に準拠するフィールド機器を制御するコントローラ内に、前記フィールド機器が備える複数のフィールドバスブロックを写像する複数のシャドウブロックと、このシャドウブロックのデータを参照できるアプリケーションが実装された制御システムに対して、前記アプリケーションをシミュレーションPCにより模擬的に検査するアプリケーション検査装置に関するものである。 In the present invention, a plurality of shadow blocks that map a plurality of field bus blocks provided in the field device and an application that can refer to the data of the shadow block are mounted in a controller that controls the field device compliant with the field bus standard. The present invention relates to an application inspection apparatus for inspecting the control system by a simulation PC.
近年、プラント計装システムでは、フィールドネットワークの進歩により、フィールドバス規格(例えば、ファウンデーションフィールドバス)に準拠するフィールド機器を使ってプラントを制御するケースが増えている。 In recent years, in plant instrumentation systems, the number of cases in which plants are controlled by using field devices compliant with a field bus standard (for example, a foundation field bus) is increasing due to the advancement of field networks.
本発明は、フィールド機器が備えるフィールドバスブロックブロックを写像してコントローラ内に形成されるシャドウブロックのデータを利用するアプリケーションの検査を効率よく実施できるアプリケーション検査装置を提供するものである。シャドウブロックを利用する検査シミュレーションについては、特許文献1に開示がある。 The present invention provides an application inspection apparatus that can efficiently inspect an application that uses data of a shadow block formed in a controller by mapping a fieldbus block block included in a field device. Patent Document 1 discloses an inspection simulation using a shadow block.
図5は、コントローラ内にシャドウブロックを有するフィールドバスシステムの構成例を示す機能ブロック図である。制御バス10に接続されたコントローラ20は、この制御バスを介して操作・監視装置30、エンジニアリングステーション40等の上位装置と通信すると共に、I/Oインタフェース25を経て接続されるフィールドバス50を介してフィールドバス規格に準拠するフィールド機器60を制御する。
FIG. 5 is a functional block diagram showing a configuration example of a fieldbus system having a shadow block in the controller. The
フィールド機器60は、フィールドバスブロックとして、PID演算を実行する制御演算ブロック61、センサ70からのアナログ信号を入力して制御演算ブロック61に渡す入力ブロック62、制御演算ブロック61のアナログ演算出力を取得して操作手段80に渡す出力ブロック63を備えている。
The
コントローラ20内には、フィールド機器60の制御演算ブロック61、入力ブロック62、出力ブロック63を夫々写像する制御演算シャドウブロック21、入力シャドウブロック22、出力シャドウブロック23が形成されている。
In the
フィールド機器60は、内部に制御アルゴリズムを持ち、コントローラ20は、フィールド機器内部のデータを取り込んで、これらシャドウブロックに格納する。即ち、これらシャドウブロックは、フィールド機器内の演算結果をコントローラ20上に写像するための専用ブロックとして機能する。
The
これにより、タグ名経由でマンマシンインタフェースである操作・監視装置30にデータを表示したり、コントローラ20内に実装されている他のアプリケーション24がこのシャドウブロックを参照することで、フィールド機器60の内部のデータを参照したりすることがで、デバッグ等の検査を実施することができる。
As a result, data is displayed on the operation /
従来のフィールドバス制御システムの構成では、次のような問題がある。
(1)フィールド機器60内で動作するアプリケーションロジックの動作試験は,実際にフィールド機器を接続して実施するしかないが、コントローラ20内の他のアプリケーション24は、実機を接続しないシミュレータ環境(PC上での模擬動作環境)で、そのアルゴリズムの妥当性を確認するのが一般的である。
The configuration of the conventional fieldbus control system has the following problems.
(1) The operation test of the application logic that operates in the
しかしながら,実機を接続しないシミュレータ環境では、シャドウブロックの入力データが取得できないため、それを参照している他のアプリケーションを含め,動作の確認を行なうことができない。 However, in a simulator environment where a real machine is not connected, the input data of the shadow block cannot be acquired, so it is not possible to check the operation including other applications that refer to it.
(2)図2は、この現状を回避する手法であり、コントローラ20内のシャドウブロックを仮想的に接続させて暫定的なフィールド機器60のシミュレータに変更した構成例を示す機能ブロック図である。
(2) FIG. 2 is a functional block diagram showing a configuration example in which a shadow block in the
シャドウブロック21、22、23間は、データの関連性を示す情報を持たないので、エンジニアリングステーション40からのオペレータ操作により、これらシャドウブロックを制御演算ブロック21´、入力ブロック22´、出力ブロック23´に機能変更し、ブロック間のソフト結合及びプロセス入力のワイヤリング処理を行い、仮想的なフィールド機器の制御ループ環境を構築させる。
Since the
このようなシミュレータモードで、他のアプリケーション24が各ブロックのデータを参照した試験を実行することができる。試験終了後は、再度エンジニアリングステーション40からのオペレータ操作により、このシミュレータ環境を元のコントローラの環境に戻す、煩雑なモード変更/解除の操作を必要とする。
In such a simulator mode, another
本発明の目的は、コントローラ内のシャドウブロックの煩雑な機能変更操作をしないでコントローラ内部のアプリケーションの多様な試験を効率よく実施することができるアプリケーション試験装置を実現することにある。 An object of the present invention is to realize an application test apparatus that can efficiently carry out various tests of applications in the controller without complicated function changing operation of the shadow block in the controller.
このような課題を達成するために、本発明は次の通りの構成になっている。
(1)フィールドバス規格に準拠するフィールド機器を制御するコントローラ内に、前記フィールド機器が備える複数のフィールドバスブロックを写像する複数のシャドウブロックと、このシャドウブロックのデータを参照できるアプリケーションが実装された制御システムに対して、前記アプリケーションをシミュレーションPCにより模擬的に検査するアプリケーション検査装置において、
前記シミュレーションPCは、
上位装置からダウンロードされた検査対象の前記アプリケーションと、
前記コントローラ内の複数のシャドウブロックに対応して形成され、検査対象の前記アプリケーションが参照または設定できる複数の模擬ブロックと、
これら模擬ブロックのプロセス入力ワイヤリング処理並びに各ブロックの模擬入力処理を実行する入力模擬処理部と、
を備えることを特徴とするアプリケーション検査装置。
In order to achieve such a subject, the present invention has the following configuration.
(1) A plurality of shadow blocks that map a plurality of field bus blocks provided in the field device and an application that can refer to the data of the shadow block are implemented in a controller that controls a field device compliant with the field bus standard. In an application inspection apparatus that inspects the application with a simulation PC for a control system,
The simulation PC is
The application to be inspected downloaded from the host device;
A plurality of simulated blocks formed corresponding to a plurality of shadow blocks in the controller, which can be referred to or set by the application to be inspected;
An input simulation processing unit for executing the process input wiring process of these simulated blocks and the simulated input process of each block;
An application inspection apparatus comprising:
(2)前記シミュレーションPCは、前記入力模擬処理部が参照するプロセス入力ワイヤリング情報ファイル並びにブロック模擬入力情報ファイルを備えることを特徴とする(1)に記載のアプリケーション検査装置。 (2) The application inspection apparatus according to (1), wherein the simulation PC includes a process input wiring information file and a block simulation input information file referred to by the input simulation processing unit.
(3)前記プロセス入力ワイヤリング情報ファイル並びにブロック模擬入力情報ファイルは、ユーザによりメンテナンスされることを特徴とする(1)または(2)に記載のアプリケーション検査装置。 (3) The application inspection apparatus according to (1) or (2), wherein the process input wiring information file and the block simulation input information file are maintained by a user.
(4)前記複数の模擬ブロックは、制御演算模擬ブロック、入力模擬ブロック、出力模擬ブロックの少なくともいずれかであることを特徴とする(1)乃至(3)のいずれかに記載のアプリケーション検査装置。 (4) The application inspection apparatus according to any one of (1) to (3), wherein the plurality of simulation blocks are at least one of a control calculation simulation block, an input simulation block, and an output simulation block.
(5)前記検査対象アプリケーションは、前記シミュレーションPCと通信する上位装置で生成されてダウンロードされたものであることを特徴とする(1)乃至(4)のいずれかに記載のアプリケーション検査装置。 (5) The application inspection apparatus according to any one of (1) to (4), wherein the inspection target application is generated and downloaded by a host apparatus communicating with the simulation PC.
(6)前記シミュレーションPCと通信するユーザPCを備え、このユーザPCより前記プロセス入力ワイヤリング情報ファイル並びにブロック模擬入力情報ファイルがメンテナンスされることを特徴とする(1)乃至(5)のいずれかに記載のアプリケーション検査装置。 (6) A user PC communicating with the simulation PC is provided, and the process input wiring information file and the block simulation input information file are maintained by the user PC. Application inspection device of description.
(7)前記フィールドバス規格は、ファウンデーションフィールドバスであることを特徴とする(1)乃至(6)のいずれかに記載のアプリケーション検査装置。 (7) The application inspection apparatus according to any one of (1) to (6), wherein the fieldbus standard is a foundation fieldbus.
本発明によれば、次のような効果を期待することができる。
(1)フィールドバスシステムを構成するコントローラ内の機能を一切変更することなく、コントローラに実装されている関連する他のアプリケーションの動作試験を別PC上で行うことが可能になり、デバッグの効率が改善される。
According to the present invention, the following effects can be expected.
(1) It is possible to perform operation tests of other related applications installed in the controller on a separate PC without changing any of the functions in the controller constituting the fieldbus system. Improved.
(2)シミュレーションPC内に形成される模擬ブロックのプロセス入力ワイヤリング情報及びブロック模擬入力情報は、ユーザによるメンテナンスが可能なテーブルの記述に基づく処理により、多様なブロック間接続のバリエーションが可能となり、アプリケーション検査の範囲と質を向上させることができる。 (2) The process input wiring information and the block simulation input information of the simulation block formed in the simulation PC can be connected to various blocks by processing based on the description of the table that can be maintained by the user. The scope and quality of the inspection can be improved.
以下本発明を、図面を用いて詳細に説明する。図1は、本発明を適用したアプリケーション検査装置の一実施例を示す機能ブロック図である。図5で説明した従来構成と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a functional block diagram showing an embodiment of an application inspection apparatus to which the present invention is applied. The same elements as those of the conventional configuration described with reference to FIG.
本発明のアプリケーション検査装置は、制御バス10を介してエンジニアリングステーション40と通信可能なシミュレーションPC100により実行される。図5で示したコントローラ20内の他のアプリケーション24と同一な検査対象アプリケーション204がエンジニアリングステーション40からダウンロードされている。
The application inspection apparatus of the present invention is executed by a simulation PC 100 that can communicate with the
図5で示したコントローラ20内の制御演算シャドウブロック21、入力シャドウブロック22、出力シャドウブロック23に対応する、制御演算模擬ブロック201、入力模擬ブロック202、出力模擬ブロック202が形成されている。
A control calculation simulation block 201, an input simulation block 202, and an output simulation block 202 corresponding to the control
これら模擬ブロックは、シャドウブロックの写像機能とは異なり、ブロック間のソフト接続機能を備え、仮想的な制御ループを構成させることができ、フィールド機器で動作するフィールドバスブロックによる制御ループの機能を模擬させることができるように設計されている。 Unlike the shadow block mapping function, these simulated blocks have a soft connection function between blocks and can be configured as a virtual control loop, simulating the function of the control loop by the fieldbus block operating on the field device. Designed to be able to let you.
入力模擬処理部105は、これら模擬ブロック間の入力接続を実行するプログラムであり、出力模擬ブロック103から入力模擬ブロック102へのプロセス入力のワイヤリング処理と、各模擬ブロックへの模擬入力処理を実行する。
The input
入力模擬処理部105は、プロセス入力のワイヤリング情報ファイル106の記述を参照して、プロセス入力のワイヤリング処理を実行する。同様に、ブロック模擬入力情報ファイル107の記述を参照して、各模擬ブロックへの模擬入力処理を実行する。これらファイルの記述内容は、制御バス10上のユーザPC90からメンテナンスすることができる。
The input
図2は、ブロック模擬入力情報ファイル107の記述例を示す表である。ブロックのタグ名、データアイテム名を持つ参照元情報と、演算式または参照先ブロックのデータの場所情報が対になった表の形態を有する。
FIG. 2 is a table showing a description example of the block simulation
ブロックの各データが,どこから入力値を取得するかをユーザがこのテーブル上で自由に定義することができる。参照元情報として、ブロックのタグ名、データアイテム名を指定し、参照先情報として、他のブロックのタグ名、データアイテム名を指定するか、または演算式を定義することが可能である。また、入力値を固定したい場合は、定数データを入力値として与えることが可能である。 The user can freely define on this table where each block's data gets its input value. It is possible to specify a block tag name and data item name as reference source information, and specify a tag name and data item name of another block as reference destination information, or define an arithmetic expression. When it is desired to fix the input value, constant data can be given as the input value.
図3は、入力模擬処理部105の処理手順を示すフローチャートである。図3(A)は基本フローを示し、ステップS1で入力模擬処理を開始する。ステップS2では、プロセス入力ワイヤリング情報ファイル106を参照して入力定義に関するワイヤリング処理を実行する。ステップS3では、ブロック模擬入力情報ファイル107を参照してブロック入力データの模擬入力処理を実行し、ステップS4で入力模擬処理を終了する。
FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure of the input
図3(B)は、ステップS3の詳細フローを示し、ステップS31でブロックの模擬入力処理が開始されると、ステップS32では全定義情報の処理完了がチェックされ、未完であればステップS33で参照先情報が演算データか機能ブロックデータかがチェックされる。演算データであればステップS34で演算処理を実行して設定値とし、ステップS35で設定値を参照元に格納しステップ32に戻る。 FIG. 3B shows a detailed flow of step S3. When the block simulation input process is started in step S31, the completion of the processing of all definition information is checked in step S32. If not completed, the process is referred to in step S33. It is checked whether the destination information is operation data or functional block data. If it is operation data, operation processing is executed in step S34 to obtain a set value, and in step S35, the set value is stored in the reference source and the process returns to step 32.
ステップ33のチェックで、参照先情報が機能ブロックデータであれば、ステップS36で参照先ブロックの値を設定値とし、ステップ35に進み、設定値を参照元に格納してステップ32に戻る。ステップS32のチェックで、全定義情報の処理完了であればステップS37でブロックの模擬入力処理を終了する。
If it is determined in
図4は、本発明を適用したアプリケーション検査装置の、プラントシミュレータへの応用例を示す機能ブロック図である。この発明の課題は、アプリケーション検査の効率化であるが、シミュレーションPC100を、プラント自体の挙動を模擬するプラントシミュレータ300と結合することにより、フィールド機器を制御するコントローラを模擬したプラント運転訓練システムを構築することが可能となる。
FIG. 4 is a functional block diagram showing an application example of the application inspection apparatus to which the present invention is applied to a plant simulator. An object of the present invention is to improve the efficiency of application inspection. By combining the
10 制御バス
40 エンジニアリングステーション
90 ユーザPC
100 シミュレーションPC
101 制御演算模擬ブロック
102 入力模擬ブロック
103 出力模擬ブロック
104 検査対象アプリケーション
105 入力模擬処理部
106 プロセス入力ワイヤリング情報ファイル
107 ブロック模擬入力情報ファイル
10
100 simulation PC
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記シミュレーションPCは、
上位装置からダウンロードされた検査対象の前記アプリケーションと、
前記コントローラ内の複数のシャドウブロックに対応して形成され、検査対象の前記アプリケーションが参照または設定できる複数の模擬ブロックと、
これら模擬ブロックのプロセス入力ワイヤリング処理並びに各ブロックの模擬入力処理を実行する入力模擬処理部と、
を備えることを特徴とするアプリケーション検査装置。 In a controller that controls a field device compliant with the field bus standard, a control system in which a plurality of shadow blocks that map a plurality of field bus blocks provided in the field device and an application that can refer to the data of the shadow block is installed. On the other hand, in an application inspection apparatus for inspecting the application by a simulation PC,
The simulation PC is
The application to be inspected downloaded from the host device;
A plurality of simulated blocks formed corresponding to a plurality of shadow blocks in the controller, which can be referred to or set by the application to be inspected;
An input simulation processing unit for executing the process input wiring process of these simulated blocks and the simulated input process of each block;
An application inspection apparatus comprising:
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