JP2013122682A - 監視システムのシミュレーション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コントローラのプログラムの動作確認や修正、およびコントローラの動作と連動したＨＭＩのデバッグを並行して行う環境を、容易に構築できる監視システムのシミュレーション装置を提供する。
【解決手段】稼働装置と、稼働装置を制御するコントローラとの監視・制御を行う監視制御システムのシミュレーションを行う監視制御システムのシミュレーション装置において、監視制御システムの動作を監視・制御するＨＭＩシステムソフトウエア６、および、コントローラの制御を行うプログラムをエンジニアリングするためのエンジニアリングツール５を有する第１汎用ＰＣ１ａと、監視制御システムにおけるコントローラの動作を模擬する仮想コントローラを有する第２汎用ＰＣと、第１汎用ＰＣおよび第２汎用ＰＣを接続するＬＡＮ７とを備えたものである。
【選択図】図２

Description

この発明は、実機のコントローラや制御ネットワークのない環境で、監視制御システムにおけるプログラムの動作確認や修正、および、ヒューマンマシンインタフェース（以下、ＨＭＩと称す）のデバッグができる監視システムのシミュレーション装置に関するものである。

従来の監視システムのシミュレーション装置は、コントローラの動作確認や、プログラムの動作確認や修正では、汎用パーソナルコンピュータ（以下、汎用ＰＣと称す）上でコントローラの動作を模擬する複数台の仮想コントローラとＬＡＮによって、コントローラをシミュレーションするものである（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−２７２３１０号公報（図４）

従来の監視制御システムは、プログラムの動作確認と連動したＨＭＩのデバッグを実施することができないという問題点があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、プログラムの動作確認と連動したＨＭＩのデバッグを行うことができる監視システムのシミュレーション装置を提供することを目的とする。

この発明の監視システムのシミュレーション装置は、
稼動装置と、上記稼動装置を制御するコントローラとの監視・制御を行う監視制御システムのシミュレーションを行う監視制御システムのシミュレーション装置において、
上記監視制御システムの動作を監視・制御するヒューマンマシンインタフェース、および、上記コントローラの制御を行うプログラムをエンジニアリングするためのエンジニアリングツールを有する第１汎用パーソナルコンピュータと、
上記監視制御システムにおける上記コントローラの動作を模擬する仮想コントローラを有する第２汎用パーソナルコンピュータと、
上記第１汎用パーソナルコンピュータおよび上記第２汎用パーソナルコンピュータを接続するＬＡＮとを備えたものである。

また、この発明の監視システムのシミュレーション装置は、
稼働装置と、上記稼働装置を制御するコントローラとの監視・制御を行う監視制御システムのシミュレーションを行う監視制御システムのシミュレーション装置において、
上記監視制御システムの動作を監視・制御するヒューマンマシンインタフェースと、
上記監視制御システムにおける上記コントローラの動作を模擬する仮想コントローラと、
上記コントローラの制御を行うプログラムをエンジニアリングするためのエンジニアリングツールとを有する第１汎用パーソナルコンピュータを備えたものである。

この発明の監視システムのシミュレーション装置は、
稼動装置と、上記稼動装置を制御するコントローラとの監視・制御を行う監視制御システムのシミュレーションを行う監視制御システムのシミュレーション装置において、
上記監視制御システムの動作を監視・制御するヒューマンマシンインタフェース、および、上記コントローラの制御を行うプログラムをエンジニアリングするためのエンジニアリングツールを有する第１汎用パーソナルコンピュータと、
上記監視制御システムにおける上記コントローラの動作を模擬する仮想コントローラを有する第２汎用パーソナルコンピュータと、
上記第１汎用パーソナルコンピュータおよび上記第２汎用パーソナルコンピュータを接続するＬＡＮとを備えたので、
コントローラのプログラムの動作確認や修正、およびコントローラの動作と連動したＨＭＩのデバッグを並行して行う環境を、容易に構築できる。

また、この発明の監視システムのシミュレーション装置は、
稼働装置と、上記稼働装置を制御するコントローラとの監視・制御を行う監視制御システムのシミュレーションを行う監視制御システムのシミュレーション装置において、
上記監視制御システムの動作を監視・制御するヒューマンマシンインタフェースと、
上記監視制御システムにおける上記コントローラの動作を模擬する仮想コントローラと、
上記コントローラの制御を行うプログラムをエンジニアリングするためのエンジニアリングツールとを有する第１汎用パーソナルコンピュータを備えたので、
コントローラのプログラムの動作確認や修正、およびコントローラの動作と連動したＨＭＩのデバッグを並行して行う環境を、容易に構築できる。

この発明の実施の形態１の監視システムのシミュレーション装置の構成を示す図である。 図１に示した監視システムのシミュレーション装置のエンジニアリングツール・ＨＭＩ用の第１汎用ＰＣのソフトウエア構成を示した構成図である。 図１に示した監視システムのシミュレーション装置の仮想コントローラ用の第２汎用ＰＣのソフトウエア構成を示した構成図である。 この発明の実施の形態２の監視システムのシミュレーション装置の構成を示す図である。 この発明の実施の形態２の監視システムのシミュレーション装置の構成を示す図である。 図５に示した監視システムのシミュレーション装置の入出力インターフェース（以下、ＩＯと称す）シミュレータ用の第３汎用ＰＣのソフトウエア構成を示した構成図である。 この発明の実施の形態３の監視システムのシミュレーション装置の構成を示す図である。 図７に示した監視システムのシミュレーション装置の仮想ネットワークソフトウエア構成を示した構成図である。 この発明の実施の形態４の監視システムのシミュレーション装置の構成を示す図である。

実施の形態１．
以下、本願発明の実施の形態について説明する。図１はこの発明の実施の形態１における監視システムのシミュレーション装置の構成を示す図、図２は図１に示した監視システムのシミュレーション装置のエンジニアリングツール・ＨＭＩ用の第１汎用ＰＣ１ａのソフトウエア構成を示した構成図、図３は図１に示した監視システムのシミュレーション装置の仮想コントローラ用の第２汎用ＰＣ１ｂのソフトウエア構成を示した構成図である。

図において、監視制御システムのシミュレーション装置は、稼動装置と、稼動装置を制御するコントローラとの監視・制御を行う監視制御システムのシミュレーションを行うものである。そして、監視制御システムの動作を監視・制御するＨＭＩシステムソフトウエア６、および、コントローラの制御を行うプログラムをエンジニアリングするためのエンジニアリングツール５を有する第１汎用ＰＣ１ａと、監視制御システムにおけるコントローラの動作を模擬する仮想コントローラ９を有する第２汎用ＰＣ１ｂと、第１汎用ＰＣ１ａおよび第２汎用ＰＣ１ｂを接続するＬＡＮ７とにて構成されている。尚、ＬＡＮ７とは例えばイーサネット（登録商標）にて構成することが考えられる。

そして、第１汎用ＰＣ１ａは、ＬＡＮ７とのインタフェースとなるクライアント仮想ネットワークソフトウエア８０１と、エンジニアリングツール５とクライアント仮想ネットワークソフトウエア８０１とのインタフェースであるエンジニアリングツール用仮想通信ミドルウエア８２と、ＨＭＩシステムソフトウエア６とクライアント仮想ネットワークソフトウエア８０１とのインタフェースであるＨＭＩ用仮想通信ミドルウエア８１とを有している。よって、第１汎用ＰＣ１ａは、ＬＡＮ７で接続された第２汎用ＰＣ１ｂの仮想コントローラ９とのデータの受け渡しを行うことができる。そして、第２汎用ＰＣ１ｂは、ＬＡＮ７とのインタフェースとなるサーバ仮想ネットワークソフトウエア８０２によって、ＬＡＮ７に接続されている。よって、第２汎用ＰＣ１ｂは、第１汎用ＰＣ１ａに備わるエンジニアリングツール５やＨＭＩシステムソフトウエア６とデータの受け渡しを行うことができる。

次に上記のように構成された実施の形態１の監視システムのシミュレーション装置の動作について説明する。まず、シミュレーションにおいて、第２汎用ＰＣ１ｂの仮想コントローラ９には、エンジニアリングツール５によって作成された、監視制御システムにおけるコントローラに対してダウンロードされるプログラムやパラメータと同一のものがダウンロードされる。これは、第１汎用ＰＣ１ａと第２汎用ＰＣ１ｂとはＬＡＮ７にて接続されているため、自機に備えられた各仮想ネットワークソフトウエア８０１、８０２を、自機とＬＡＮ７とのインタフェースとして他機とのデータの受け渡しを行うことにより実施される。

また、監視制御システムのシミュレーション時において、実機のコントローラや制御ネットワークを用いた場合と、同一のエンジニアリングツール５、およびＨＭＩシステムソフトウエア６を使用するため、第１汎用ＰＣ１ａにおいて、エンジニアリングツール５はエンジニアリングツール用仮想通信ミドルウエア８２によって仮想ネットワークソフトウエアとデータの受け渡しを行い、ＨＭＩシステムソフトウエア６はＨＭＩ用仮想通信ミドルウエア８１によって仮想ネットワークソフトウエアとデータの受け渡しを行う。

そして本実施の形態１では、仮想ネットワークソフトウエアが、仮想通信ミドルウエアとのデータ受け渡しを行うためのクライアント仮想ネットワークソフトウエア８０１と、仮想コントローラ９とのデータ受け渡しを行うためのサーバ仮想ネットワークソフトウエア８０２とに分類され、それぞれによって構成される。これらのシーケンスによって、図１の構成による監視制御システムのシミュレーションとして、ＩＯの動作を模擬するプログラムを作成し、第２汎用ＰＣ１ｂに備えられた仮想コントローラ９にダウンロードして、実際に動作確認したいプログラムと組み合わせることで、コントローラの動作確認、およびコントローラの動作と連動したＨＭＩのデバッグを実施することができる。

上記のように構成された実施の形態１の監視システムのシミュレーション装置によれば、コントローラの動作を第２汎用ＰＣ上の仮想コントローラによって模擬し、仮想コントローラを有する第２汎用ＰＣとＨＭＩを有する第１汎用ＰＣを仮想ネットワークソフトウエア、および仮想ネットワーク通信ミドルウエアによってＬＡＮで接続することで、コントローラのプログラムの動作確認や修正、およびコントローラの動作と連動したＨＭＩのデバッグを並行して行う環境を、稼働装置を有する設備（工場）内でも容易に構築できる。

実施の形態２．
上記実施の形態１では１台のエンジニアリングツール５およびＨＭＩシステムソフトウエア６を有する第１汎用ＰＣ１ａと、１台の仮想コントローラ９を有する第２汎用ＰＣ１ｂとをＬＡＮ７で接続する場合について示したが、本実施の形態２においては、図４に示すように、図１の構成における同一のＬＡＮ７に、複数種の第１汎用ＰＣ１ａ、１ｃ、および複数種の第２汎用ＰＣ１ｂ、１ｄとそれぞれを備えたものである。尚、上記実施の形態１と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。第１汎用ＰＣ１ａと、第１汎用ＰＣ１ｃとは、エンジニアリングツール５およびＨＭＩシステムソフトウエア６の種類が異なるものである。また、第２汎用ＰＣ１ｃと、第２汎用ＰＣ１ｄとは、仮想コントローラ９の種類が異なるものである。尚、他の構成は上記実施の形態１と同様に形成されているためその説明は適宜省略する。

上記のように構成された実施の形態２の監視システムのシミュレーション装置によれば、上記実施の形態１と同様の効果を奏するのはもちろんのこと、エンジニアリングツール・ＨＭＩを有する第１汎用ＰＣ、および仮想コントローラを有する第２汎用ＰＣをＬＡＮで複数種（台）接続するようにしたので、擬似的に複数種（台）のコントローラや複数種（台）のＨＭＩを備えた監視制御システムをシミュレーションすることができる。

実施の形態３．
上記各実施の形態では、ＩＯの動作を模擬するプログラムを作成し、仮想コントローラにダウンロードして、実際に動作確認したいプログラムと組み合わせることで、コントローラの動作確認、およびコントローラの動作と連動したＨＭＩのデバッグを実施する例を示したが、本実施の形態３では、図５に示すように、ＬＡＮ７に監視制御システムと稼動装置とのＩＯを模擬したＩＯシミュレータ８を有する第３汎用ＰＣ１ｅを接続するものである。

図６は図５における監視システムのシミュレーション装置のＩＯシミュレータ８を有する第３汎用ＰＣ１ｅのソフトウエア構成を示した構成図である。図において、ＩＯシミュレータ８は、稼動装置に接続されているＩＯの動作をシミュレーションするものである。ＩＯシミュレータ８は、ＬＡＮ７とのインタフェースとなるＩＯ仮想ネットワークソフトウエア８０３によって、ＬＡＮ７に接続されている。例えば、第１汎用ＰＣ１ａ、１ｃに備わるエンジニアリングツール５やＨＭＩシステムソフトウエア６、および第２汎用ＰＣ１ｂ、１ｄに備わる仮想コントローラ９とのデータの受け渡しを行う。そして、監視制御システムのシミュレーションを行うことができる。

上記のように構成された実施の形態３の監視システムのシミュレーション装置によれば、上記各実施の形態と同様の効果を奏するのはもちろんのこと、さらに、ＩＯシミュレータを有する第３汎用ＰＣをＬＡＮで接続することで、より実際のシステムに近い監視制御システムのシミュレーションにおけるプログラムの動作確認や修正、コントローラの動作と連動したＨＭＩのデバッグを並行して行うことが可能である。

実施の形態４．
上記各実施の形態では、エンジニアリングツール５とＨＭＩシステムソフトウエア６とは第１汎用ＰＣ１ａに備えられ、仮想コントローラ９は第２汎用ＰＣ１ｂに備えられており、それぞれはＬＡＮ７によって物理的に接続されている例を示したが、本実施の形態４では、図７に示すように、エンジニアリングツール５とＨＭＩシステムソフトウエア６と仮想コントローラ９とが１台の第１汎用ＰＣ１０に備えられているものである。尚、本実施の形態４の監視システムのシミュレーション装置の動作は、ＬＡＮにてデータの受け渡しを行うこと以外は、上記各実施の形態と同様に行うことができる。

図８に仮想ネットワークソフトウエア８０の構成を示す。図において、エンジニアリングツール用仮想通信ミドルウエア８２とデータの受け渡しを行うインタフェースであるクライアント仮想ネットワークソフトウエア８０１ａと、ＨＭＩ用仮想通信ミドルウエア８１とデータの受け渡しを行うインタフェースであるクライアント仮想ネットワークソフトウエア８０１ｂと、仮想コントローラ９とデータの受け渡しを行うインタフェースであるクライアント仮想ネットワークソフトウエア８０１ａとから構成されており、互いが同じプロトコルによって通信している。

上記のように構成された実施の形態４の監視システムのシミュレーション装置によれば、上記各実施の形態と同様の効果を奏するのはもちろんのこと、上記各実施の形態と比較して、それぞれの汎用ＰＣをＬＡＮで接続する必要がないため、より簡単に環境を構築することができる。

実施の形態５．
上記実施の形態４では、ＩＯの動作を模擬するプログラムを作成し、仮想コントローラにダウンロードして、実際に動作確認したいプログラムと組み合わせることで、コントローラの動作確認、およびコントローラの動作と連動したＨＭＩのデバッグを実施する例を示したが、本実施の形態５では、図９に示すようにエンジニアリングツール・ＨＭＩ・仮想コントローラを有する第１汎用ＰＣ１０と、ＩＯシミュレータを有する第２汎用ＰＣ１１とをＬＡＮ７によって接続するものである。

上記のように構成された実施の形態５の監視システムのシミュレーション装置によれば、ＩＯの動作を模擬するプログラムを仮想コントローラにダウンロードして、実際に動作確認したいプログラムと組み合わせる必要がないため、より実際のシステムに近い監視制御システムのシミュレーションが可能である。また、このことを２台の汎用ＰＣおよびＬＡＮのみによって実現できるため、稼働装置を有する設備（工場）内での環境構築という面においても有用である。

尚、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１ａ，１ｃ，１０ 第１汎用ＰＣ、１ｂ，１ｄ，１１ 第２汎用ＰＣ、
１ｅ 第３汎用ＰＣ、５ エンジニアリングツール、６ ＨＭＩシステムソフトウエア、７ ＬＡＮ、８ ＩＯシミュレータ、９ 仮想コントローラ。

Claims (5)

1. 稼働装置と、上記稼働装置を制御するコントローラとの監視・制御を行う監視制御システムのシミュレーションを行う監視制御システムのシミュレーション装置において、
   上記監視制御システムの動作を監視・制御するヒューマンマシンインタフェース、および、上記コントローラの制御を行うプログラムをエンジニアリングするためのエンジニアリングツールを有する第１汎用パーソナルコンピュータと、
   上記監視制御システムにおける上記コントローラの動作を模擬する仮想コントローラを有する第２汎用パーソナルコンピュータと、
   上記第１汎用パーソナルコンピュータおよび上記第２汎用パーソナルコンピュータを接続するＬＡＮとを備えた監視制御システムのシミュレーション装置。
2. 上記ＬＡＮに接続された、
   複数種の上記第１汎用パーソナルコンピュータと、
   複数種の上記第２汎用パーソナルコンピュータとを備えたことを特徴とする請求項１に記載の監視制御システムのシミュレーション装置。
3. 上記ＬＡＮに接続され、上記稼動装置と上記監視制御システムとの入出力インタフェースを模擬した入出力インタフェースシミュレータを有する第３汎用パーソナルコンピュータを備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の監視制御システムのシミュレーション装置。
4. 稼働装置と、上記稼働装置を制御するコントローラとの監視・制御を行う監視制御システムのシミュレーションを行う監視制御システムのシミュレーション装置において、
   上記監視制御システムの動作を監視・制御するヒューマンマシンインタフェースと、
   上記監視制御システムにおける上記コントローラの動作を模擬する仮想コントローラと、
   上記コントローラの制御を行うプログラムをエンジニアリングするためのエンジニアリングツールとを有する第１汎用パーソナルコンピュータを備えたことを特徴とする監視制御システムのシミュレーション装置。
5. 上記第１汎用パーソナルコンピュータが接続されたＬＡＮと、
   上記ＬＡＮに接続され、上記稼働装置と上記監視制御システムとの入出力インタフェースを模擬した入出力インタフェースシミュレータを有する第２汎用パーソナルコンピュータを備えたことを特徴とする請求項４に記載の監視制御システムのシミュレーション装置。

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