JP2769192B2 - ペトリネットを用いたシミローケースレータ - Google Patents

ペトリネットを用いたシミローケースレータ

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JP2769192B2
JP2769192B2 JP1176127A JP17612789A JP2769192B2 JP 2769192 B2 JP2769192 B2 JP 2769192B2 JP 1176127 A JP1176127 A JP 1176127A JP 17612789 A JP17612789 A JP 17612789A JP 2769192 B2 JP2769192 B2 JP 2769192B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ペトリネットを用いたシミュレータに関す
る。
〔従来技術〕
上記したようなペトリネット1′は、第11図に示すよ
うに、対象システム内で同時進行的に相互に関連し合う
物の動きや制約条件を、イベントを示すトランザクショ
ン2′と物や条件に対応するプレース3とからなるネッ
トワークでモデル化し、前記対象システムの状態や物の
動く様子といった制御の流れを、前記ネットワーク内で
トランザクション2′を介してその入側から出側へプレ
ース3間を移動するトークン4の動きで表現するもので
あって、物流,シーケンサ,及び論理回路等の離散事象
システムのモデル化に適していることでよく知られてい
る。
前記ペトリネット1′をシミュレータに採用したもの
として、特開昭63−317805号公報(以下、文献1とい
う)及び情報処理学会第33回全国大会予講集,(昭和61
年後期),2L−5番,第1191頁から第1192頁(以下、文
献2という)に開示されたシミュレータが挙げられる。
文献1では、対象システム全体がペトリネットにより
モデル化され、前記対象システムの制御の流れと、デー
タ構造上でのデータの流れとが時間の経過も含めてシミ
ュレートされると共に、変化した部分が対応づけられて
表示されるので、対象システムの動作の理解やその解析
が容易なものであった。
又、文献2では、対象システム及びその制御の流れを
モデル化するに際し、前記ペトリネットと、IF…THEN…
型のプロダクションルールとを融合させて用いている。
これは、プログラムの変更が頻繁にありそうな部分をプ
ロダクションルールで表現させることにより、プログラ
ムの変更及び保守の効率化を図ったものであって、対象
システムに対し、そのシミュレーションのみでなくその
モデルを用いて制御も行うことができる。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところが、上記したような従来のシミュレータにおい
て、文献1に係るものでは、対象システムのモデルを全
てペトリネットで表現しているので、現実の対象システ
ムに適用した場合にはそのモデルが非常に複雑になるこ
とから、前記対象システムに多少の変更があったり、或
いはその制御方法を部分的に変えようとする場合であっ
ても多大な労力を要する。
一方、文献2に係るものでは、前記システムのモデル
がネットワーク構造のみで構築されていないことから、
前記モデルの複雑化が回避できるが、ペトリネットの状
態及び条件を判断し、該ペトリネットの構造を制御する
ロジックがコントローラ中のプロダクションルールに記
載されているので、ペトリネットを実行するシミュレー
タ部と前記コントローラとを分離して使用することがで
きない。従って、前記シミュレータ部で実現した制御を
前記コントローラに相当する他の制御機器、例えばプロ
セスコンピュータ等で実現することは困難であり、汎用
性に欠けるといった問題がある。
従って、本発明の目的とするところは、対象システム
のモデルの変更若しくは保守が容易で、汎用性の高いペ
トリネットを用いたシミュレータを提供することにあ
る。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明が採用する主たる
手段は、対象システムにおける条件判断や制御規則に基
づくロジックを実行させるコントローラ部と、前記対象
システムの制御の流れが記述され、前記制御の流れを実
行するペトリネットシミュレータ部とから構成されるペ
トリネットを用いたシミュレータにおいて、上記ペトリ
ネットシミュレータ部が、前記コントローラ部から制御
信号を受け入れる制御信号入力部と、前記コントローラ
部へコントローラトリガ信号を出力するトリガ出力部と
を具備してなる点を要旨とするペトリネットを用いたシ
ミュレータである。
〔作用〕
本発明によれば、コントローラ部が対象システムにお
ける条件判断や制御規則に基づくロジック、即ちモデル
の変更の多いことが予測されるロジックを実行し、ペト
リネットシミュレータ部が前記システムの制御の流れ、
即ち前記変更の少ないことが予測されるロジックを実行
する。それにより、前記対象システムに変更があった場
合でも前記モデルの変更若しくは保守を容易に行うこと
ができる。又、前記ペトリネットシミュレータ部に、前
記コントローラ部から制御信号を受け入れる制御信号入
力部と、前記コントローラ部へコントローラトリガ信号
を出力するトリガ出力部が設けられているので、前記ペ
トリネットシミュレータ部によるシミュレーションの結
果、動作確認された制御プログラムを格納するコントロ
ーラ部を、目的とする各種のシステムに組込むこともで
きるので、汎用性が高くなる。
〔実施例〕
以下、添付した図面を参照しつつ本発明を具体化した
実施例につき説明し、本発明の理解に供する。ここに第
1図は本発明の一実施例に係るペトリネットを用いたシ
ミュレータの概略構成を示すブロック図、第2図は同シ
ミュレータに用いられるペトリネットの構造を示す概念
図、第3図は第1図のシミュレータ構成をより詳細に示
したブロック図、第4図はトランザクションに出入りす
るプレース及び信号を示すテーブル図表、第5図はプレ
ース内に存在する時刻毎のトークンの情報を示す図表、
第6図はトランザクションによる起動から実動作開始ま
でのコントローラ情報が蓄積された待行列を示す図表、
第7図は同シミュレータを適用したベルトコンベアシス
テムの概略構成図、第8図は前記ベルトコンベアシステ
ムをモデル化した同シミュレータのモデルを示す概念
図、第9図は同シミュレータの一例の動作を示すフロー
チャート、第10図は、ペトリネットシミュレータ部によ
り動作確認済みの制御プログラムを格納するコントロー
ラ部をオンライン制御に適用した例を示すブロック図で
ある。
尚、以下に示す実施例は、本発明の具体的一例に過ぎ
ず、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではな
い。
本実施例において、シミュレータ5は、第1図乃至第
3図に示すように、対象システムにおける条件判断や制
御ルールに基づくロジックを実行させるコントローラ部
7と、対象システムの制御の流れがモデル化して記載さ
れ前記制御の流れを実行するペトリネットシミュレータ
部6とから概ね構成されている。
前記ペトリネットシミュレータ部6に用いられるペト
リネット1は、トランザクション2の入力側プレース3
に必要なトークン4が全て揃った時にトランザクション
2が発火し、出力側プレース3に前記トークン4が移動
するといった通常の動作に加えて、前記トランザクショ
ン2に、コントローラ部7からの制御信号8を受け入れ
る制御信号入力部8aと前記コントローラ部7へコントロ
ーラトリガ信号9を出力するトリガ出力部9aが設けられ
ているので、上記したような入力側プレース3にトーク
ン4が揃うだけでなく、コントローラ部7から制御信号
8をも受けた場所にのみトランザクション2を発火させ
ることもできる。逆に、トランザクション2が発火した
時にコントローラ部7内のコントロールルーチンに起動
をかけることもできる。
即ち、前記シミュレータ5は実工程における情報に関
し、あるイベントが生じた時にコントローラ部7内にあ
る所定のコントロールルーチンが起動され、前記コント
ローラ部7から対象システムに向けて制御指令信号が出
される様子を忠実にシミュレートする。
そして、前記コントローラ部7は、内部に格納された
n個のコントロールルーチンと、該コントロールルーチ
ンの間で共用されるメモリ,ペトリネットシミュレータ
部6内の任意のトランザクション2へ制御信号8を出力
するためのルーチン,及びペトリネット1の状態にアク
セスするためのルーチン等からなるコントローラ共通領
域とを有してなっている。
更に、前記シミュレータ5は、ペトリネット構造定義
データ部11及びペトリネット状態メモリ12も有してなっ
ている。
前記ペトリネット構造定義データ部11は、第4図に示
すように、トランザクション2に出入りする信号,トラ
ンザクション2の出入側のプレース3,及びトランザクシ
ョン発火からトークン4の出力プレース3までの移動時
間T0,T1,…,Tm,若しくはコントロールルーチンが起
動するまでの時間Tc等を定義して格納している。即ち、
ペトリネット1のネットワーク構造及び制御の流れは、
上記した定義データに基づいて決定されている。そのた
め、ペトリネット1によるモデルを変更したい場合には
前記定義データを修正すればよい。
又、前記ペトリネット状態メモリ12は、第5図及び第
6図に示すように、各時点におけるプレース3内に存在
するトークン4の情報、例えば、どのプレース3に何如
なる属性のトークン4が何時発生したかといった情報の
データと、トランザクション2の起動から実動作開始ま
でのコントローラ部7の情報、例えばあるルーチン番号
のコントロールルーチンに対する起動予定時刻と起動パ
ラメータといった情報を蓄積した待行列データとを格納
してなっている。
上記したように構成されるシミュレータ5の動作につ
き、第7図乃至第9図を用いて説明する。第8図は、第
7図に示す製品をベルトコンベア15′で搬送後3つのラ
インに分配する振分け工程14′の振分け工程モデル14を
示すものである。尚、ここでは、コントローラ部7は、
コンベア移動制御コントローラ7aとライン振分け制御コ
ントローラ7bとからなっている。
前記コンベア制御コントローラ7aはベルトコンベア1
5′上に載置された実製品16′が全て同期して搬送され
る様子をコンベアモデル15を用いてシミュレートするた
めのものである。前記ライン振分け制御コントローラ7b
は、図中トランザクションfが発火して実製品の動きを
模擬する製品トークン4pがプレースcに移ったタイミン
グで起動され、該製品トークン4pをどのラインに搬入さ
せるかを判断し、g,i,jで示すいずれかのトランザクシ
ョンに発火指令信号を送る。尚、図中のプレースd内の
トークン4dの存在は、コンベアモデル15の入側のプレー
スaに製品トークン4pが存在せず、コンベアモデル15の
直前に到着した製品トークン4pをコンベアモデル15内へ
搬入してもよいことを示す。同様に、プレースe内のト
ークン4eの存在は、コンベアモデル15の次工程となる分
岐点のプレースcが空いていることを示している。そし
て、d,eで示された以外のプレースは、振分け工程モデ
ル14内における製品トークン4pの存在し得る場所を示
し、該プレース内に製品トークン4pがある場合には、実
際の振分け工程14′においても前記プレースに相当する
位置に実製品16′があることを示している。
上記したようなシミュレータ5において、第8図に示
すモデルに基づく一連の処理手順を第9図を用いて説明
する。
先ず、ステップS1において、コントローラ部7からの
制御信号なしで発火できるトランザクション、即ち、入
側のプレース全てにトークンの存在するトランザクショ
ンが探される。第8図においてはトランザクションXの
入側プレースにそれぞれトークン4p,4dが存在するの
で、トランザクションXが発火して製品トークン4pがプ
レースaに移動し、ペトリネットの状態が変更されると
共に前記ペトリネット状態メモリ12にも書込み更新され
る(ステップS2,S3)。この時、トランザクションX
は、Rで示すコントローラトリガ信号をコンベア移動制
御コントローラ7aに出力し、該コントローラ7aを起動さ
せるので、前記ペトリネット状態メモリ12中のコントロ
ーラ起動待行列にその起動予定が登録される(ステップ
S4,S5)。次に、コントローラ7aが起動し、移動制御信
号S1〜Suが前記コントローラ7aから対応するトランザク
ションY1〜Yuに発せられ、まずトランザクションY1が発
火して製品トークン4pがプレースa1に前進する(ステッ
プS6〜S9)。このとき、Y1は再びコンベア移動制御コン
トローラ7aを起動しているので、コントローラ起動待行
列には、再度起動予定が登録される。このように、フロ
ーチャートの一連の処理ループを実行することによっ
て、トランザクションY2〜Yuが順次発火し、製品のトー
クン4pがプレースa2〜au-1中を前進する。続いて、処理
手順は再度ステップS1に戻り、トランザクションfの状
態が判断される。このとき、製品トークン4pはプレース
bまで到達しているので、トランザクションfは発火
し、製品トークン4pがプレースcに移動する(ステップ
S1〜S3)。
ここで、トランザクションfはコントローラトリガ信
号Uによりライン振分け制御コントローラ7bを起動させ
るので、前進コントローラ起動待行列への登録がなされ
る(ステップS4,S5)。更に、起動した前記コントロー
ラ7bにより製品トークン4pを流通させるラインが決定さ
れ、前記ラインに対応する制御信号W1,W2,W3のいずれ
か1つがトランザクションに出力される。それにより、
製品トークン4pは選択されたラインに進行する(ステッ
プS6〜S9)。ここでは、ライン3が選択され、前記コン
トローラ7bからの制御信号W3の出力によりトランザクシ
ョンjが発火し、プレースcにあった製品トークン4p
ライン3の出側プレースr3に移動する。
上記したように、前記ペトリネット1を用いたシミュ
レータ5は、現実に行われているプロセスコンピュータ
による対象システムの制御と同様の制御を忠実にシミュ
レートすることができる。即ち、プロセスコンピュータ
による前記システムの制御は、製品のトラッキングから
のトリガ信号により前記コンピュータ内の特定の制御プ
ログラムが起動され、前記コンピュータから前記システ
ムに向けて制御信号が発っせられるのであるから、前記
シミュレータ5により動作確認されたコントローラ部7
の制御プログラムは、そのまま他のプロセスコンピュー
タ等に移植することができる。従って、前記シミュレー
タ5は汎用性に優れたものといえる。
無論、前記動作確認済の制御プログラムを格納したコ
ントローラ部7のコントローラトリガ信号9及び制御信
号8を、前記シミュレータ5から切り離して、直接対象
システムに連結されることによって、前記コントローラ
部7を用いた対象システムの制御をなすこともできる。
又、将来変更される可能性のあるコントロールロジッ
クはコントローラ部7側に集中して格納されているの
で、前記ロジックの拡張若しくは変更にも多大な労力を
要することなく対処することが可能である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、対象システムにおける条件判断や制
御規則に基づくロジックを実行させるコントローラ部
と、前記対象システムの制御の流れが記述され、前記制
御の流れを実行するペトリネットシミュレータ部とから
構成されるペトリネットを用いたシミュレータにおい
て、上記ペトリネットシミュレータ部が、前記コントロ
ーラ部から制御信号を受け入れる制御信号入力部と、前
記コントローラ部へコントローラトリガ信号を出力する
トリガ出力部とを具備してなることを特徴とするペトリ
ネットを用いたシミュレータであるから、モデルの変更
の多いことの予測されるロジックが前記コントローラ部
に格納され、前記モデルの変更もしくは保守を容易に行
うことができる。又、前記シミュレータ自身で対象シス
テムの制御をなしたり、前記シミュレータのコントロー
ラ部内のコントロールロジックを他のコンピュータに導
入して前記制御をなすことも可能となり、従来技術の問
題点を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係るペトリネットを用いた
シミュレータの概略構成を示すブロック図、第2図は同
シミュレータに用いられるペトリネットの構造を示す概
念図、第3図は第1図のシミュレータ構成をより詳細に
示したブロック図、第4図はトランザクションに出入り
するプレース及び信号を示すテーブル図表、第5図はプ
レース内に存在する時刻毎のトークンの情報を示す図
表、第6図はトランザクションによる起動から実動作開
始までのコントローラ情報が蓄積された待行列を示す図
表、第7図は同シミュレータを適用したベルトコンベア
システムの概略構成図、第8図は前記ベルトコンベアシ
ステムをモデル化した同シミュレータのモデルを示す概
念図、第9図は同シミュレータの一例の動作を示すフロ
ーチャート、第10図は、ペトリネットシミュレータ部に
より動作確認済みの制御プログラムを格納するコントロ
ーラ部をオンライン制御に適用した例を示すブロック
図、第11図は本発明の背景となる従来のシミュレータに
用いられるペトリネットの構造を示す概念図である。 〔符号の説明〕 1,1′……ペトリネット 2,2′……トランザクション 3……プレース、4……トークン 5……シミュレータ 6……ペトリネットシミュレータ部 7……コントローラ部、8a……制御信号入力部 9a……トリガ出力部 14′……振分け工程(対象システム)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牛尾 敬二 兵庫県神戸市垂水区向陽2丁目3―18 J―106 (72)発明者 井塚 悟 兵庫県神戸市垂水区東垂水3丁目12番14 号 (56)参考文献 特開 昭62−89103(JP,A) 特開 昭63−115204(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G05B 19/05 G05B 19/02 G05B 23/02

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】対象システムにおける条件判断や制御規則
    に基づくロジックを実行させるコントローラ部と、前記
    対象システムの制御の流れが記述され、前記制御の流れ
    を実行するペトリネットシミュレータ部とから構成され
    るペトリネットを用いたシミュレータにおいて、 上記ペトリネットシミュレータ部が、 前記コントローラ部から制御信号を受け入れる制御信号
    入力部と、 前記コントローラ部へコントローラトリガ信号を出力す
    るトリガ出力部とを具備してなることを特徴とするペト
    リネットを用いたシミュレータ。
JP1176127A 1989-07-07 1989-07-07 ペトリネットを用いたシミローケースレータ Expired - Lifetime JP2769192B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS63115204A (ja) * 1986-11-01 1988-05-19 Fuji Electric Co Ltd 制御システムのシミユレ−シヨン方法

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