JPH02121001A - 連続フィードバック制御用コンピュータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、プラントの計装制御システム等に利用する連
続フィードバック制御用コンピュータ装置に係わり、特
に制御プログラムによるプラントのシミュレーションテ
ストの技術手段を改良した連続フィードバック制御用コ
ンピュータ装置に関する。

（従来の技術） 各種のプラント制御には多数のマイクロコンピュータが
使用されている。これらマイクロコンピュータは予め定
められた制御プログラムに示された制御内容に基づいて
実プラントを制御するようになっている。

ところで、このようなプラント制御用マイクロコンピュ
ータ装置は、その制御プログラムのデバッグを行うため
に現地にてシミュレーションテストを行う場合がある。

従来、上記シミュレーションテストを行う場合、第３図
に示すように制御プログラム１および入出カニリア２を
有し、ＣＰＵによる制御プログラム１の実行によりプラ
ント制御量Ｓｌを求めて端子３から出力し、かつ、別の
端子４から入力処理後のプラント変化量Ｓ２を取込みそ
の変化量Ｓ２と目標量との偏差から制御量Ｓ１を得るマ
イクロコンピュータ装置５と、端子６により前記制御量
Ｓ１に応じた実プラント制御量Ｓｌ’を端子６で受け、
かつ、この実プラント制御量Ｓｌ’　に応じて変化する
実プラント変化量Ｓ２’を端子７から送出する実プラン
ト８との間に、信号ケーブル９〜ユ２を用いて外部シミ
ュレータ１３を接続し、さらにマイクロコンピュータ装
置５に制御プログラム１の実行状態を記録・表示するた
めに信号ケーブル１４を介して記録・表示装置１５が接
続されている。

そして、外部シミュレータ１３の接続後、外部から切替
指令信号を導入して各スイッチ１３ａ。

１３ｂの可動接点を実プラント８より切り離して図示位
置側に接続してテスト用フィードバックライン１３Ｃを
形成し、いわゆるシミュレーションテストの実行可能な
状況を作る。ここで、マイクロコンピュータ装置５は初
めて制御プログラム１の制御内容に基づきプラント側へ
模擬入力信号を送出し、外部シミュレータ１３のテスト
用フィードバックライン１３ｃを経由して模擬出力信号
を取込んだ後、この模擬出力信号を記録・表示装置１５
に記録・表示することによりシミュレーションテストを
行う。このシミュレーションテストの終了後は外部シミ
ュレータ１３を取り外してマイクロコンピュータ装置５
側の端子３，４と実プラント８側の端子６．７とをそれ
ぞれケーブル（図示せず）を用いて接続し、制御プログ
ラム１を用いて実プラント８の制御を行う。

（発明が解決しようとする課題） しかし、以上述べたように従来のシミュレーションテス
ト手段においては、そのシミュレーションテスト時に現
地に外部シミュレータ１３を持ち運ぶ必要があるので非
常に面倒であり、しかも外部シミュレータ１３の入出力
端子から信号ケーブル９〜１２を導出して装置５および
実プラント８に接続しなければならず、特にプラントに
多数のマイクロコンピュータ装置５が設けられている場
合にはそのケーブルの接続に多くの時間がかかり、シミ
ュレーションテスト作業が非能率的なものとなる。また
、シミュレーションテスト時、外部シミュレータ１３に
よって実プラント８が切り離されているので、テスト終
了後に装置５の人出力を実プラント８に接続しても、実
プラント８自体がテスト中に変化しているので最適な条
件で制御することができない。

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、テスト作業
の煩雑さがなく、かつ、実プラントに悪影響を与えずに
シミュレーションテストを行いうる連続フィードバック
制御用コンピュータ装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するために、制御プログラムに
基づいてプラントを制御するコンピュータ装置において
、シミュレーションを実行するシミュレーションプログ
ラムと、前記制御プログラムの実行データをトラッキン
グして第１の制御信号およびトラッキング制御信号を出
力するバッファと、常時は前記制御プログラムの入出力
と前記プラントの入出力とをソフト的に接続し、シミュ
レーションテスト時には前記バッファの第１の制御信号
を前記プラントへ送出し、かつ、前記制御プログラムと
前記シミュレーションプログラムとをソフト的な接続を
行フてフィードバックラインを形成し、シミュレーショ
ンプログラムからの第２の制御信号を制御プログラムへ
与え、この制御プログラムの制御結果の第３の制御信号
をシミュレーションプログラムに与えてシミュレーショ
ンを実行可能とするソフトスイッチ手段とを備え、この
シミュレーションテスト終了後に前記制御プログラムは
前記トラッキング制御信号を用いて前記プラントを制御
する構成である。

（作用） 従って、本発明は以上のような手段を講じたことにより
、プラントの制御時、ソフトスイ・ソチ手段は制御プロ
グラムの入出力と実プラントの入出力とをソフト的に接
続する。このとき、制御プログラムはシミュレーション
終了直前にトラッキングしたバッファのトラッキング制
御データを用いて実プラントの制御を行う。

一方、シミュレーションテスト時、ソフトスイッチ手段
は、制御プログラムとシミュレーションプログラムとを
ソフト的に接続すると、このシミュレーションプログラ
ムから必要な制御信号が制御プログラムに与えられるの
で、制御プログラムはその制御信号に基づいてプラント
を制御するための制御信号を得、これをシミュレーショ
ンプログラムに与えるともに前記バッファヘトラッキン
グデータとして送出する。ここで、シミュレーションプ
ログラムは制御プログラムからの制御信号を受けてシミ
ュレーションを実行する。また、このシミュレーション
テスト時、ソフトスイッチ手段はバッファの出力をプラ
ントに接続することにより、シミュレーション時に制御
プログラムによって得られた制御信号がトラッキングデ
ータとしてバッファよりプラントに与えられる。従って
、シミュレーションテスト時でもプロセスは制御プログ
ラムで得られた制御信号により制御されている。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について第１図を参照して説明
する。同図において２０は実プラントであって、これに
連続フィードバック制御用コンピュータ装置２１が接続
されている。

このコンピュータ装置２１は、ＣＰＵおよびプログラム
メモリ（図示せず）を有し、このプログラムメモリに制
御プログラム２２およびシミュレションプログラム２３
が格納され、さらにシミュレーションテスト中に制御プ
ログラム２２によって得られた制御信号Ｓｌｌをトラッ
キングブタＳ１２として取込み、制御プログラム２２に
代って制御信号８１３を実プラント２０へ送出するバッ
ファ２４および複数のソフトスイッチ２５ａ〜２５ｃを
有する入出カニリア２５が設けられている。これらソフ
トスイッチ２５ａ〜２５ｃは常時、つまり実プラント制
御時にＢ側、つまり図示点線方向に接続されているが、
シミュレーションテスト時にはＡ側、つまり図示実線方
向に切替られるものとする。また、コンピュータ装置２
１に信号ケーブル２６を介して記録・表示装置２７が接
続されている。

次に、以上のように構成された装置の動作を説明する。

先ず、ＣＰＵは第２図に示すようにシミュレーション実
行であるか否かを判断する（ステップ５ＴＩ）。シミュ
レーション実行でない場合、ソフトスイッチ２５ａ〜２
５ｃは図示点線方向に切替られている。従って、ＣＰＵ
は実プラント２０から送られてくる実プラント変化量Ｓ
１４（例゛えばごみ処理プラントならばプラントに流入
する燃焼空気量）が図示点線状態にあるソフトスイッチ
２５Ｃを通って入力信号Ｓ１５として入力されるので、
この入力信号Ｓ１５と目標値とを比較しその偏差を零と
するための操作出力、つまり制御信号Ｓｌｌを得、これ
を実プラント２０へ実プラント制御量Ｓ　１６として送
出する共に前記制御信号Ｓｌｌがトラッキングデータ５
１２としてバッファ２４に与えられる。

ところで、キーボード（図示せず）からシミュレーショ
ンテスト指令が入力されると各ソフトスイッｆ２５ａ〜
２５ｃは図示点線から図示実線方向に切替られ、ステッ
プＳＴＩにおいてシミュレション実行と判断する。この
シミュレーション実行時、シミュレーションプログラム
２３より初期状態値（例えば燃焼空気流量が１００ｍ３
／Ｈならば１００という数値）、すなわち制御信号Ｓ１
７が入出カニリア２５に登録される。

一方、ＣＰＵは、ステップＳＴＩにおいてシミュレーシ
ョンテスト実行と判断したときステップＳｒ１に移行し
、バッファ２４においてトラッキングデータＳ１２に相
当するトラッキング制御データ５１８（プラントへの制
御信号）をホールド出力中であるか否かを判断し、ホー
ルド出力中であればＣＰＵは制御プログラム２２に基づ
いて入出カニリア２５に登録された制御信号Ｓ１７を入
力信号Ｓ１５として取込んだ後、その入力信号Ｓ１５と
バッファ２４からの実プラント２０への直前のプラント
制御信号８１３であるトラッキング制御信号８１８とを
用いてプラントの実際の制御量を決定しくステップ５Ｔ
４）、その制御量Ｓ１１を入出カニリア２５に登録する
（例えば燃焼空気量増指令に基づいて操作出力として必
要ブロア回転数θ〜１００％）（ステップ５Ｔ１５）と
共にこの制御量Ｓ１１をトラッキングデータＳ１２とし
てバッファ２４にも送出する。従って、バッファ２４で
はそのトラッキングデータＳ１２をホールドし、かつ、
このトラッキングデータデータＳ１２である制御信号８
１Ｂをソフトスイッチ２５ａ、２５ｂを経由して実プラ
ント２０へ印加し実際に制御を実行する。

次に、ＣＰＵは、シミュレーションプログラム２３に基
づいて入出カニリア２５に登録中の制御信号Ｓｌｌをプ
ラント基本量である入力信号Ｓ１９として取込んだ後（
スップ５Ｔ１６）、シミュレーションの実行を行う（ス
テップ５Ｔ１７）。例えば燃焼空気量の増指令が有れば
、シミュレーションプログラム２３はブロア回転数を上
げてプラント状態のシミュレーションを行う。

そして、シミュレーションの結果である制御信号Ｓ１７
を入出カニリア２５に登録する（ステップ５ＴＩ−８）
。このシミュレーションの結果はステップ５Ｔ１９にお
いて信号ケーブル２６を通って記録・表示装置２７に記
録・表示される。

なお、シミュレーションテストはシミュレーションプロ
グラム２３にて制御プログラム２２のパラメータを種々
変更しながら行う。そして、シミュレーションテストが
終了すると、ソフトスイッチ２５ａ〜２５ｃは図示点線
側に閉成され、制御プログラム２２は本来の実プロセス
２０の制御に入るが、このときバッファ２４のトラッキ
ング制御データ８１８を用いて実フロセス２０に急激な
変化を与えないように制御する。

従って、以上のような実施例の構成によれば、シミュレ
ーションテストの実行時には制御プログラム２２のトラ
ッキングデータＳ１２がバッファ２４を介して実プラン
ト制御量Ｓ１６として実プラント２０に印加され、かつ
、シミュレーションテスト終了時は制御プログラム２２
がバッファ２４からのトラッキング制御信号８１８を用
いて実プラント２００制御信号Ｓｌｌを得るので、実プ
ラント制御量Ｓ１６の急激な変動を防ぐことができ、ひ
いては実プラント２０への悪影響を回避できる。また、
本装置では、入出カニリア２５にソフト的なスイッチ２
５ａ〜２５ｃを組入れたことにより、従来のようにシミ
ュレーションテスト時に信号ケーブルを接続する必要が
なく、それだけシミュレーションテスト作業に要する時
間が短縮され、コストの低減にも寄与する。さらに、実
プラント２０に悪影響を与えず、かつ、運転を停止３ 止させることなく、随時シミュレーションテストが実施
できるため、プラント制御系の診断もシミュレーション
テストの結果等から容易となる。

［発明の効果］ 以上詳記したように本発明によれば、シミュレーション
テストを実行するとき、メモリ内の制御プログラム２２
とシミュレーションプログラム２３とをソフトウェア的
に接続し、この制御プログラム２２の実行による実プラ
ントの動作、入出力を模擬することができ、しかも信号
ケーブル。

外部シミュレータの運搬ないしは接続作業が不要となり
゛、よって構成が簡単で操作性にすぐれ、シミュレーシ
ョン作業の時間を大幅に短縮でき、またシミュレーショ
ンテスト時またはそのテスト終了後の実プラントの実際
の制御時でも実プラントに悪影響を与えることなくシミ
ュレーションテストを実施できる連続フィードバック制
御用コンピュータ装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる連続フィードバック制御用コン
ピュータ装置の一実施例を示すブロック構成図、第２図
は上記実施例の動作を説明するフローチャート、第３図
は従来装置のブロック構成図である。 ２０・・・実プラント、２１・・・コンピュータ装置、
２２・・・制御プログラム、２３・・・シミュレーショ
ンプログラム、２４・・・バッファ、２５・・・入出カ
ニリア、２５ａ〜２５ｃ・・・ソフトスイッチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 記憶領域内に制御プログラムが格納され、この制御プロ
   グラムの実行によりプラントを制御する連続フィードバ
   ック制御用コンピュータ装置において、 シミュレーションを実行するシミュレーションプログラ
   ムと、前記制御プログラムの実行データをトラッキング
   して第１の制御信号およびトラッキング制御信号を出力
   するバッファと、常時は前記制御プログラムの入出力と
   前記プラントの入出力とをソフト的に接続し、シミュレ
   ーションテスト時には前記バッファの第１の制御信号を
   前記プラントへ送出し、かつ、前記制御プログラムと前
   記シミュレーションプログラムとをソフト的な接続を行
   ってフィードバックラインを形成し、シミュレーション
   プログラムからの第２の制御信号を制御プログラムへ与
   え、この制御プログラムの制御結果の第３の制御信号を
   シミュレーションプログラムに与えてシミュレーション
   を実行可能とするソフトスイッチ手段とを備え、このシ
   ミュレーションテスト終了後に前記制御プログラムは前
   記トラッキング制御信号を用いて前記プラントを制御す
   ることを特徴とする連続フィードバック制御用コンピュ
   ータ装置。