JPH02184902A - シミュレーション機能付コントローラ - 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１ （産業上の利用分野） この発明は、アプリケーションプログラムをコントロー
ラ内部のＲＡＭに格納して、そのＲＡＭに格納されたプ
ログラムを実行することによりプロセス制御を実行する
シミュレーション機能付コントローラに関する。

（従来の技術） プロセス制御用のコントローラの制御プログラムを作成
する時には、作成されたプログラムのシミュレーション
が不可欠である。

これは、作成されたプログラムが副違いなく動作するこ
とが確認されるまでは、そのプログラムによりプロセス
を実際に制御させるわけにはいかないからである。

従来この種のシミュレーションは、コントローラの入出
力端子をプロセスから切り離して、シミュレータと呼ば
れるアナログ回路等に接続して、プロセスの動作をシミ
ュレーションさせておき、その状態でプログラムを動作
させていた（第５図参照）。

他の方法としては、コントローラの内部に、あらかじめ
シミュレーションプログラムを内蔵させておき、そのプ
ログラムを動作させることによつて、シミュレーション
を行っていた。

（発明が解決しようとする課題） シミュレータを接続するには、一端プロセスからの接続
を外してやる必要がある。これは、実際のプロセスに接
続する前であれば行うこともできるが、プロセスの運転
中にプログラムを変更しようとする場合等には、大変面
倒な作業となる。

又、コントローラにあらかじめシミュレーション用の機
能を内蔵させておくのは、コントローラ本来の仕事以外
のものを入れておくことであり、特に動作速度を問題と
するような場合、あるいはプログラムの容量を問題とす
る場合等には実用に供し難かたい。

また、−台のコントローラで複数の制御を同時に行って
いる場合に、その中の一部分の制御についてだけシミュ
レーションを実行し、残りの部分は通常のυノ１１１を
続けていたいことがよくあるが、その場合にはシミュレ
ーションしたい制御部分だけについて入出力を切換る必
要がある。

この切換え作業は、実際のワイヤリングで行うと作業量
とその作業内容が大きな問題となる。

又、ソフトウェア上の切換を行う場合も、あらかじめプ
ログラムの切換を登録しておく必要があり、切換を入出
力の一点毎に指定しなければ、部分的なシミュレーショ
ンには対応できない。

この発明は、上述の問題点を解決するためになされたも
のであり、その目的とするところは、プロセスからの配
線切離し作業や、コントローラへのシミュレーション用
機能の内蔵が不要なシミュレーション機能付コントロー
ラを提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は上記の目的を達成するために、ＲＡＭに格納
された制御プログラムを実行することにより対象プロセ
スの制御を行うプロセスコントローラにおいて、 前記制御プログラムの実行に先立ち、オペレータからの
指令に応答して、当該制御プログラム中に記述された入
出力命令語の全部又は指定された一部をシミュレーショ
ン情報の入出力命令語に磨き換え、これを前記ＲＡＭに
再格納させる手段を設（）たことを特徴とするものであ
る。

（作用） このような構成によれば、υ１１［ｌプログラムの実行
に先立ち、オペレータからの指令に応答して、当該制御
プログラム中に記述された入出力命令語の全部又は一部
をシミュレーション情報の入出力命令語に書き換え、こ
れをＲＡＭに再登録させるようにしたため、以後通常通
りそのプログラムを実行させれば、配線切離し作業等を
行うことなく、所望の制御プログラムについてシミュレ
ーションを行わせることができる。

また、ＲＡＭ内に別にシミュレーション専用の制御プロ
グラムを格納させることも不要となるため、制御プログ
ラムの長大化により入出力応答速度を低下させることも
ない。

（実施例〉 第１図は、本発明に係わるシミュレーション機能付コン
トローラのハードウェア構成を概略的に示すブロック図
である。

同図に示されるように、コントローラ１は、ＣＰＵ１０
１と、標準プログラムを格納したＲＯＭ１０２と、プラ
ントからの入出力情報、プラントへの出力情報の入出力
を司どるインタフェイス１０３．１０４と、他の機各と
の情報を交換するための伝送インタフェース１０５と、
アプリケーションプログラム等を格納するためのＲＡＭ
１０６とから構成されている。

アプリケーションプログラムは、独立に動作する一個以
上の１ｌｉｆ７１１プログラムからなり、プラントから
の情報を入力として制御演算を行い、出力情報を算出し
て、プラントに対して出力する。

ＲＡＭ１０６には、更に制御パラメータ、Ｉ１０レジス
タ、シミュレーション端子の各エリアがあり、プラント
の実際の情報は一端Ｉ１０レジスタに置かれ、てアプリ
ケーションプログラムではここに格納されている情報を
入力情報とし、ＩＩＩ　ｌｉｔ演算の計算結果はここに
格納することで出力されたものと考えている。

シミュレーション端子は、シミュレーション中に使用さ
れるワークメモリの一種で、シミュレーションのプログ
ラムが使用するものである。

ＲＯＭ１０２には、プロセスコントローラとして必要な
各種のシステムプログラム（例えばインタアプリタブロ
グラム、モニタプログラム、入出カプログラム等）が格
納されており、特に本発明では新たに次のようなシステ
ムプログラムが追加されている。

すなわち、制御プログラムの実行に先立ち、オペレータ
からの指令に応答して、当該制御プログラム（アプリケ
ーションプログラム）中に記述された入出力命令語の全
部または指定された一部をシミュレーション情報の入出
力命令語に露き換え、これを前＆！ＲＡＭ１０６に再格
納させるものである。

第２図（ａ）に示されるｔＡＩＩｌプログラムは、セッ
ト値情報Ｓ■とプロセス値情報ＰＶとに基づきＰＩＤ演
算を行うと共に、その演算結果にアナログ入力ＡＩを加
えて、最終的にアナログ出力ＡＯを得るものである。

同図（ｂ）は、上述の制御プログラムをシミュレーショ
ン用に書き換えたものである。

図から明らかなように、プロセス値情報Ｐｖはシミュレ
ーション入力情報ＷＫｉに、アナログ入力情報ＡＩはシ
ミュレーション入力情報ＷＫ２に、アナログ出力情報Ａ
Ｏはシミュレーション出力情報ＷＫにそれぞれ書き換え
られ、またシミュレーション出力情報ＷＫはＬＡＧ演算
を施されてその結果がシミュレーション入力情報ＷＫＩ
となっている。

第３図は、本発明による書き換え前の制御プログラムと
書き換え後の制御プログラムとの関係を概念的に示すブ
ロック図である。

同図に示されるように、各制御プログラム＃１〜＃３は
、それぞれ切換えスイッチ３０１〜３０３を介して、Ｉ
１０レジスタ側とシミュレーション端子側とに択一的に
接続が可能となるのである。

従って、前述の命令語書き換えによって、スイッチ３０
１〜３０３をシミュレーション端子側へ切換えれば、実
Ｉ１０端子にプロセスを接続した状態のままでも、所望
の制御プログラムについてシミュレーションが可能とな
るのである。

第４図は、制御プログラムの一部だけを部分的にシミュ
レーションした状態を示しす概念図である。

同図の場合には、制御プログラム＃３について前述した
命令語の書き換えにより、スイッチ３０３をシミュレー
ション端子側へ切換えたと等価な動作を行わせることが
でき、これにより制御プログラム＃１．＃２については
通常通りに動作させつつも、制御プログラム＃３につい
てだけをシミュレーションすることができるわけである
。

以上の実施例によれば、コントローラ自体は、シミュレ
ーションを実行しているのか、実際のプロセス制御を実
行しているのかを区別する必要がなく、コントローラと
して常に最適の動作を継続することができる。

特に、入出力を切換える＃ｌ楕を内蔵した従来のコント
ローラでは、シミュレーションを実行していないときも
、この切換え機構を動作させるか否かを判定する必要が
あり、プログラムの実行時間以外に余計なＦＲ副を必要
としていた。

また、その切換え機構の実現のために、コントローラの
標準プログラムに通常は使用しない機能を入れておく必
要があったが、本実施例によればこの二つの問題が解決
される。

すなわち、プログラムは、元のプログラムと１対１の対
応がとれており、シミュレーション動作の解析が、元の
プログラムの動作の解析と同列に行われる。

シミュレーションのプログラムを実行するのは、元のプ
ログラムを実行するのと同じコントローラであるので、
実行速度など動作条件との違いが無視できる。

プログラムの一部分だけをシミュレーション用に変更す
ることができるので、シミュレーションしたい部分の他
は通常のプラント制御を継続することができ、他に影響
を与えにくい。

シミュレーション用のプログラムは、元のプロダラムと
１対１に対応がとれているので、機械的に変換作業を行
うことが可能で、自動化もできる。

台のコントローラの内部で複数の制御を実行していると
きに、その一部分だけをシミュレーションしたい場合に
も、そのシミュレーション部分だけを書き換えることで
対応することができる。

この作業は、実際の端子に接続されているワイヤリング
を変更する作業に比較して、他の影響がないことを比較
的簡単に確認できる。

ワイヤリングの変更の確認のためには、その入出力が実
際に制御１１演算のどこで使用されているかをすべて調
べなければならないが、この調査は複数のプログラムに
またがった作業であり、多大な手数を必要とするのに対
して、特定のプログラム１つを変更するという作業は、
そのプログラム１つだけの調査で良く、実際のそのプロ
グラムを変更しているのだから、作業聞の増加は少ない
。

また、コントローラそのものに入出力をシミュレーショ
ンと実端子とで切換える機能を内蔵しているものに比較
しても、切換えの指定・登録を行う際に入出力点毎に行
うことを考えれば、実際の入出力点を捜すのに比較して
、プログラムで行う方では入出力の名称を直接使用して
行えるのであるから複雑にならないのが明白である。

入出力点を切換える機能を内蔵していても、特定の入出
力点が１つのプログラムだけでなく複数の制御で参照さ
れているような場合には、実際の端子から先は変化しな
くても、そのシミュレーション情報が変化しているのだ
から、シミュレーションを実行することにより、他の制
御プログラムに影響が出る可能性がある。

従って、全体を一度にシミュレーションする分にはよい
が、その一部を選んでシミュレーションするには、注意
が必要なこともあった。これに対して、この実施例では
、シミュレーションの情報は完全に切離すことが可能な
ので、部分的なシミュレーションにも適している。

［発明の効果］ 以上の説明で明らかなように、この発明によれば、プロ
セスからの配線切離作業や、コントローラへのシミュレ
ーション用機能の内蔵を行うことなく、任意の制御プロ
グラムを簡単にシミュレーションすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わるシミュレーション機能付コント
ローラのハードウェア構成の一例を示すブロック図、第
２図は書き換え前のプログラムと書き換え後のプログラ
ムとの関係を示す説明図、第３図は本発明におけるプロ
グラムの古き換えを等価的に示すブロック図、第４図は
部分シミュレーションの実行例を示すブロック図、第５
図は従来のシミュレーション機能を概念的に示すブロッ
ク図である。 １・・・コントローラ ３０１〜３０３・・・切換スイッチ 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＲＡＭに格納された制御プログラムを実行するこ
   とにより対象プロセスの制御を行うプロセスコントロー
   ラにおいて、 前記制御プログラムの実行に先立ち、オペレータからの
   指令に応答して、当該制御プログラム中に記述された入
   出力命令語の全部又は指定された一部をシミュレーショ
   ン情報の入出力命令語に書き換え、これを前記ＲＡＭに
   再格納させる手段を設けたことを特徴とするシミュレー
   ション機能付コントローラ。