JPH0423005A - デジタル制御システムのシミュレーション方式 - 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、デジタル制御システムに利用されるシミュレ
ーション方式に係わり、特に実制御用コントローラに影
響を与えずにシミュレーション機能を実行するデジタル
制御システムのシミュレーション方式に関する。

（従来の技術） この種のデジタル制御システムにおいては、第３図に示
すようにＬＡＮ　（ローカル・エリア・ネットワーク）
１上に上位機器であるオペレータステーション２と、こ
のオペレータステーション２の統括下にある複数のプロ
セス・コントローラ・システム（以下、コントローラと
呼ぶ）３、・・・とが分散配置されている。

ところで、従来、以上のようなシステムでは、コントロ
ーラ内部に本来のプロセス制御を実行する制御ロジック
４の他、対象プロセスの実制御を行うコントローラと同
一機能を持つプロセッサであるシミュレータ５が内蔵さ
れ、さらにコントローラ３にパソコン形式の画像表示装
置６が接続されている。

従って、以上のような構成であれば、常時は、制御ロジ
ック４がオペレータステーション２の指示に基づき、或
いは自身において所定の制御プログラムに基づいて検出
端７からＩ１０ボート８を介してプロセス信号を取り込
んで所定の演算処理を実行し、得られた処理結果の信号
（調節信号）を同じくＩ１０ボート８を介して操作端９
に印加することにより対象プロセスの制御を実行し、ま
たプロセス信号および操作端９への調節信号をＬＡＮＩ
を介してオペレータステーション２に送出している。

一方、シミュレーション時には、オペレータの操作に基
づいて予め定めたプロセス制御系の系統図を画像表示装
置６に表示し、かつ、制御ロジック４での本来の演算制
御を停止し、シミュレータ５にて制御ロジック４で得ら
れたプロセス信号を取り込んで実際に同様の演算処理を
実行し、その処理結果を画像表示装置９の可変データ部
分に表示することにより、対象プロセスのシミュレーシ
ョンを行っている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、以上のようなデジタル制御システムのシミュレ
ーション方式は、コントローラ３に余裕がないとシミュ
レータ機能を十分に構築できないこと。また、シミュレ
ーションを実行するとき、制御ロジック４による制御動
作を停止させる必要があるので、本来の制御実行時間に
影響を与える問題がある。また、プロセス信号を取り込
んでシミュレーション結果を画像表示装置６に表示する
たけであるので、対象プロセス側の制御特性等が適切で
あるか否かを確認することが困難である。

本発明は上記実情にかんがみてなされたもので、実制御
用のコントローラに影響を与えることなくシミュレーシ
ョン機能を十分に発揮し得、対象プロセス側の制御特性
等も十分に確認し得るデジタル制御システムのシミュレ
ーション方式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および作用）本発明は上記
課題を解決するために、伝送線路に少なくとも１つ以上
の実制御用コントローラを設け、これら実制御用コント
ローラで対象プロセスのプロセス信号を取り込んでデジ
タル的に処理し、その処理結果の信号を用いて対応する
対象プロセスを制御するデジタル制御システムにおいて
、 前記実制御用コントローラにプロセス入出力用レジスタ
を設け、かつ、前記伝送線路に前記対象プロセスを模擬
するための模擬用コントローラを設け、 常時は実制御用コントローラのプロセス入出力用レジス
タに対象プロセスのプロセス信号を順次書込み、シミュ
レーション時には模擬用コントローラは伝送線路を介し
て前記プロセス入出力用レジスタの内容であるプロセス
信号を読み出して模擬プロセスの入力信号としてシミュ
レーションを実行し、このシミュレーション結果の信号
を前記伝送線路を介して実制御用コントローラのプロセ
ス入出力用レジスタに書込むことにより、実制御用コン
トローラはあたかも自身が演算処理を行って対象プロセ
スを制御している如く動作し、対象プロセスの制御結果
を得るものである。

（実施例） 以下、本発明方式を適用してなるデジタル制御システム
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１０は各機器のシステム情報の伝送を司るＬＡＮ
であって、このＬＡＮ１０上にはオペレータステーショ
ン１１、対象プロセス１２のプロセス信号を取り込んで
実制御を実行する少なくとも１つ以上の実制御用コント
ローラ１３、・・・および模擬用コントローラ１４が設
けられている。このオペレータステーション１１は制御
状態の監視、操作およびコントローラ１３．１４のプロ
グラムや制御パラメータを構築、変更する機能を有し、
さらに両コントローラ１３．１４の出力信号を別個に表
示できる機能をもっている。前記模擬用コントローラ１
４は実制御用コントローラ１３からプロセスに係わる信
号を受信し、対象プロセス１２のシミュレーションを実
行し、かつ、シミュレーション結果の信号をオペレータ
ステーション１１および実制御用コントローラ１３に送
出する機能をもっている。

しかして、前記実制御用コントローラ１３には所定のプ
ログラムを実行するＣＰＵ２１、Ｉ１０ボート２２、こ
のＩ１０ポート２２を介して取り込んだ対象プロセス１
２のプロセス信号、ＣＰＵ２１にて演算処理した信号そ
の他の信号を記憶する主メモリ２３、プロセス信号およ
びシミュレーション結果の信号を記憶するプロセス入出
力レジスタ２４、オペレータステーション１１および模
擬用コントローラ１４等の間で必要な信号の授受を行う
伝送部２５が内蔵されている。

次に、以上のようなデジタル制御システムの動作につい
て説明する。オペレータステーション１１は、オンライ
ンモードとシミュレーションモードとの使い分けを行う
が、シミュレーションを実行する場合には各コントロー
ラ１３．１４にシミュレーションモードを指定する。

ここで、実制御用コントローラ１３はシミュレーション
モードの指定を受けると、Ｉ１０ボート２２からプロセ
ス入出力レジスタ２４へのプロセス信号の書込み（入力
）および読み出しく出力）を停止する。しかし、制御プ
ログラムに基づいてプロセス入出力レジスタ２４に存在
する信号を用いて所定の演算処理を実行できる。

一方、ｔｉｊ擬用コントローラ１４は、シミュレーショ
ンモードの指定を受けると、ＬＡＮ１０を介して実制御
用コントローラ１３にデータ要求を行い、プロセス入出
力レジスタ２４からプロセス信号を読み出し、模擬され
たプロセスの入力として実制御用コントローラ１３のプ
ロセス信号を受信し、実際にシミュレーションを実行す
る。そして、模擬用コントローラ１４はシミュレーショ
ン結果の信号を再度ＬＡＮｌ０を介して実制御用コント
ローラ１３のプロセス入出力レジスタ２４に書込む。

ここで、実制御用コントローラ１３では、自身があたか
もプロセス制御を行っているかの如くプロセス入出力レ
ジスタ２４がらシミュレーション結果の信号を読み出し
て対象プロセス１２の制御を行い、その制御状態をオペ
レータステーション］１で監視する。そして、その制御
結果に基づいてプログラムや制御パラメータを変更する
。

従って、従来の方式では、−次遅れプロセスやデジタル
制御の場合には処理結果の出力をそのまま入力に単純に
返してシミュレーションを行う程度であるのでプログラ
ムの確認程度のシミュレーションしかできないが、本発
明方式の場合には実制御用コントローラ１３がシミュレ
ーション結果の信号をそのまま用いて対象プロセス１２
の制御を実行し、その制御結果の状態を監視するように
したので、プロセスのフル特性例えば制御応答特性まで
シミュレーションすることができる。また、オペレータ
ステーション１１がらみで、実制御用コントローラ１３
はシミュレーション中でもあたかも実運転の如く見える
ので、オペレータの運転訓練シミュレーションとしても
利用できる。しかも、模擬用コントローラ１４は、対象
プロセス１２に信号を送ることなく、かつ、実制御コン
トローラ１３に直接接続することなくシミュレーション
できるので、実制御コントローラ１３に余裕がなくても
実現でき、制御実行時間に制約を受けることもない。さ
らに、複数の実制御用コントローラ１３に対しても、模
擬用コントローラ】４を共通化でき、シミュレーション
の経済的価値を高めることができる。

なお、上記実施例では模擬用コントローラ１４のシミュ
レーション結果の信号を実制御コントローラ１３に返す
ようにしたが、例えば実制御コントローラ１３をオンラ
イン状態とする一方、模擬用コントローラ１４は実制御
コントローラ１３のプロセス信号を用いて模擬のプロセ
スを同時に作動させ、その結果の信号を実制御コントロ
ーラ１３に返すことなく、オペレータステーション１１
に送出する構成でもよい。この場合にはオペレータステ
ーション１１は、実制御用コントローラ１３から得られ
るプロセス信号と模擬用コントローラ１４から得られる
模擬プロセス信号とを比較し、模擬用コントローラ１４
の模擬プロセス特性をより実プロセスに近似させるよう
にすることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、実制御用コントロ
ーラに影響を与えずにシミュレーション機能を十分に発
揮させることができ、しかも対象プロセス側の制御特性
等も十分に確認でき、それに応じて適切な処置を講じう
るデジタル制御システムのシミュレーション方式を提供
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明に係わるデジタル制御シス
テムのシミュレーション方式の一実施例を説明するため
に示したもので、第１図は本発明方式を適用したデジタ
ル制御システムの概略構成図、第２図は第１図の実制御
用コントローラの内部構成を示す図、第３図は従来のデ
ジタル制御システムのシミュレーション方式を説明する
図である。 １０・・・ＬＡＮ、１１・・・オペレータステーション
、１２・・・対象プロセス、１３・・・実制御用コント
ローラ、１４・・・模擬用コントローラ、２１・・・Ｃ
ＰＵ。 ２３・・・主メモリ、２４・・・プロセス入出力レジス
タ、２５・・・伝送部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 伝送線路に少なくとも１つ以上の実制御用コントローラ
   を設け、これら実制御用コントローラで対象プロセスの
   プロセス信号を取り込んでデジタル的に処理し、その処
   理結果の信号を用いて対応する対象プロセスを制御する
   デジタル制御システムにおいて、 前記実制御用コントローラにプロセス入出力用レジスタ
   を設け、かつ、前記伝送線路に前記対象プロセスを模擬
   するための模擬用コントローラを設け、 この模擬用コントローラは、前記実制御用コントローラ
   のプロセス入出力用レジスタに格納されているプロセス
   信号を読み取ってシミュレーションを実行し、このシミ
   ュレーションによって得られた信号を前記伝送線路を介
   して実制御用コントローラのプロセス入出力用レジスタ
   に書込むようにしたことを特徴とするデジタル制御シス
   テムのシミュレーション方式。