JPH04273524A - プログラム自動生成装置 - 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］

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラントのシミュレー
タなどのプログラム自動生成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、発電プラント向け運転訓練シミュ
レータなどのシミュレータプログラムの作成は、プラン
トの系統図（配管計装線図）などをもとにして、対象の
プラントごとにほとんど一から人間が手で作成しなけれ
ばならない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の説明から明らか
なように、従来は、プラントのシミュレータプログラム
を作成するのにプラントごとに一から手で作成している
ため、手間がかかる、プログラミングにおける変数名の
記述上の間違いなどが生じやすい、プログラミングを行
う人の技術によって同じ動特性のプラントでも全く品質
の異なるシミュレータプログラムが作成され、作成者以
外の人がそのプログラムを理解するのが非常に困難であ
る、などの様々な問題があった。

【０００４】本発明の目的は、前述の問題を除去し、プ
ログラミング作法におけるコーディングを行うことなく
、アイコンをならべるという極めて簡易な方法のみで、
間違いのないプログラムの生成を行うことを可能とする
ような、プログラム自動生成装置を提供することである
。［発明の構成］

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のプログラム自動
生成装置を、図１を用いて説明する。本発明のプログラ
ム自動生成装置１は、機器アイコン２、機器テーブル３
、系統図ディスプレイ４、ＣＲＴ５、マウス６、文字入
力部７、およびプログラム自動生成推論システム８、か
らなるものである。

【０００６】機器アイコン２は、例えばバルブ等のよう
なプラントの系統を構成するプラント機器をあらわすア
イコン、機器テーブル３は上記の機器アイコン２を管理
するテーブルである。系統図ディスプレイ４は機器アイ
コン２をならべることにより系統図を作成するためのデ
ィスプレイである。ＣＲＴ５は機器テーブル３および系
統図ディスプレイ４を表示するためのＣＲＴである。マ
ウス６は、機器アイコン２を機器テーブル３から系統図
ディスプレイ４上にならべるための道具である。文字入
力部７は、プラント機器の名前などを、生成されるプロ
グラム中にコメントとして出力するために必要な文字を
入力するための文字入力部である。プログラム自動生成
推論システム８は、シンボル名決定生成保持機構８１、
プログラムコードデータベース８２およびプログラム生
成機構８３より構成される。

【０００７】シンボル名決定生成保持機構８１は、与え
られた系統図の中の機器や直列や並列などの接続関係に
対して、それぞれの動特性を表すプログラム中に用いら
れる圧力や流量などの必要なパラメータのシンボル名の
決定、生成、保持を行なう。

【０００８】プログラムのコードデータベース８２は、
実際のシミュレーションプログラムを生成するための、
それぞれの機器や接続関係に完全に対応した、プログラ
ムのコードの出力のための基となる、プログラムのコー
ドが格納されているデータベースである。

【０００９】プログラム生成機構８３は、シンボル名決
定生成保持機構８１により決定された実際のプログラム
中に用いられるシンボルと、プログラムコードデータベ
ース８２より求められたその機器に対応するプログラム
コードを組み合わせることにより、実際のシミュレーシ
ョンプログラムの生成、出力を行なう。

【００１０】

【作用】図１に示された構成図と図２に示すフローチャ
ートによって作用を説明する。

【００１１】図２は、本発明のプログラム自動生成装置
１によるプログラムの自動生成の処理を示すものである
。まず、入力情報９として、バルブやポンプなどをあら
わしている機器アイコン２をマウス６で操作し、目的の
プラントの系統図と同じものになるように系統図ディス
プレイ４上に機器アイコン２を配置する。このときプラ
ント機器の名前を、生成されるプログラム中にコメント
として出力する必要がある場合には、文字入力部７を用
いて名前等の文字を入力する。これらの処理を次々に行
い、系統図上のすべてのプラント機器のそれに対応する
機器アイコン２をならべ終わると、系統図ディスプレイ
４上に系統図が作成される。

【００１２】引き続いて、前記の処理により系統図ディ
スプレイ上に系統図が作成されると、プラント機器およ
び機器間の接続関係の情報が得られるので、これらの情
報を、プログラム自動生成推論システム８に与えること
により、推論システムが推論を行なう。推論システムは
次の処理を行なうことにより、シミュレーションプログ
ラムを生成する。

【００１３】まずシンボル名決定生成保持機構８１にお
いて、系統図ディスプレイ上に与えられた系統図から、
系統に用いられる機器やそれらの機器間の直列、並列な
どの接続情報が確定できるので、これより、機器内で用
いられる圧力や流量などのシミュレーションプログラム
を表すのに必要なパラメータのシンボル名を決定し、そ
の名前の生成、保持を行なう。この決定においては、相
前後する機器で用いられる例えば圧力など共通のデータ
に対しては同一のシンボル名を与える必要がある、など
の制約や要請を満たさなければならないので、そのよう
な制約等を考慮したシンボル名決定生成保持を行なう。

【００１４】次にプログラムコードデータベース８２に
格納されている各機器に対応するプログラムコードのデ
ータを与えられた系統図情報を従って順次選択しこれと
、上記シンボル名生成決定保持機構８１により与えられ
たシンボル名を組み合わせ、さらにこのような各機器の
動特性プログラムの系全体の動特性を考慮した組み合わ
せを行なうことにより、プログラム生成機構８３が実際
のシミュレータのプログラムを生成する。

【００１５】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。

【００１６】図３は本発明のプログラム自動生成装置の
実施例の構成図であり、特に発電プラント向け運転訓練
シミュレータのプログラム自動生成装置に関するもので
ある。

【００１７】本実施例であるプログラム自動生成装置は
、機器アイコン２、機器テーブル３、系統図ディスプレ
イ４、ＣＲＴ５、マウス６、キーボード１１、およびプ
ログラム自動生成推論システム８、からなるものである
。

【００１８】機器アイコン２は、例えばバルブ等のよう
なプラントの系統を構成するプラント機器をあらわすア
イコンである。機器テーブル３は図４に示されるような
ものであり、系統に用いられるすべてのプラント機器に
対応する機器アイコン２を管理するテーブルである。系
統図ディスプレイ４は、図５に示されるようなものであ
り、機器アイコン２をならべることにより系統図を作成
するためのディスプレイである。ＣＲＴ５は機器テーブ
ル３および系統図ディスプレイ４を表示するためのＣＲ
Ｔである。マウス６は、機器アイコン２を機器テーブル
３から系統図ディスプレイ４上に動かしてならべるため
の道具である。キーボード１１は、プラント機器の名前
を、生成されるプログラム中にコメントとして入力する
必要がある場合に名前の文字を入力する文字入力部であ
る。

【００１９】さらに、プログラム自動生成推論システム
８は系統図ディスプレイ４上に機器アイコン２がならべ
られ最終的に系統図が完成したのちに、系統図ディスプ
レイ４上の情報を用いることにより、プラントの系統の
シミュレータプログラムを生成する推論システムである
。

【００２０】本実施例における推論システム８の構成は
以下の通りである。シンボル名決定生成保持機構８１は
、並べられた系統図の情報から、用いられている機器の
プログラム中におけるパラメータのシンボル名を決定生
成保持する機構である。またプログラムコードデータベ
ース８２は、系統図の情報から、シミュレーションプロ
グラムのコードを生成するためのもとになるプログラム
コードを与えるデータベースである。そしてプログラム
生成機構８３は、シンボル名決定生成保持機構８１によ
り与えられたシンボル名とプログラムコードデータベー
ス８２より得られたプログラムコードを組み合わせるこ
とにより、実際のシミュレーションプログラムの生成を
行なう機構である。次に、この発電プラント向け運転訓
練シミュレータのプログラムの自動生成処理を説明する
。

【００２１】まず、シミュレータプログラムを作成する
プラントの系統図（配管計装線図）をもとにこれと同じ
ものを系統図ディスプレイ４上に作成する。すなわち、
系統図にあるプラント機器に対応する機器アイコン２を
図４に示したような機器テーブル３から選択し、この選
択すべき機器アイコン２をマウス６を用いて操作、当該
の機器アイコン２を系統図ディスプレイ４上に系統図に
従って適当にならべていくことにより、系統図ディスプ
レイ４上に系統図を描く。本実施例においては、実際に
ならべられた機器アイコン２の系統図ディスプレイ４上
での位置座標から、しきい値を用いて機器アイコン２の
然るべき位置を判定しているため、機器アイコン２のな
らべるべき正確な位置ということを特に意識することな
く、機器アイコン２同士の接続関係のみに注意して適当
にならべればよい。このような操作を、直列や並列とい
った機器と機器の間の接続関係を配慮しながら、系統図
にあるすべての機器について行うことにより、機器アイ
コン２による系統図を系統図ディスプレイ４上に実現す
る。このときプラント機器の名前を、生成されるプログ
ラム中にコメントとして出力する必要がある場合には、
文字入力部７を用いて名前の文字を入力する。必要がな
い場合はシステムが補うので、この入力処理は省略が可
能である。これらの手続きにより、系統図ディスプレイ
４上に系統図が作成された例が図５に示される。プログ
ラム自動生成推論システム８はこれらの情報を受け取り
、以下の処理を行なうことによりプログラムを生成する
。

【００２２】シンボル名決定保持機構８１は生成される
シミュレータのプログラムで用いられるシンボルの名前
を決定、生成し、以降の処理のための保持を行なう。系
統図ディスプレイ上に与えられた系統図から系統に用い
られる機器の情報、およびその機器間の接続に関する情
報がプログラム自動生成推論システムのシンボル名決定
生成保持機構８１に与えられる。そしてその情報をもと
にして実際の圧力や流量などのパラメータのシンボル名
を決定する。この決定においては、相前後する機器で共
通に用いられているパラメータ、例えば圧力や流量など
の共通のデータに対しては同一のシンボル名を与える必
要がある、などの制約を満たすようなシンボル名として
生成されることを保証するものである。

【００２３】そしてプログラム生成機構８３により実際
のプログラムが生成される。この生成の過程は、シンボ
ル名自動生成保持機構８１により生成された実際のシン
ボル名のデータとプログラムコードデータベース８２か
ら得られるコードデータを組み合わせることにより行わ
れる。 本実施例では、プログラムコードデータベース８２は部
品プログラムファイルという形で実現されているもので
ある。すなわち、気体だめ、締切弁、といったプラント
に用いられる機器毎に一対一に対応して、その機器の動
特性を記述するテンプレートとなるプログラムファイル
データが存在しており、そのテンプレートを実際のシン
ボル名で置き換えることにより埋め、それらの各機器毎
の部品プログラムを適切に組み合わせていくことにより
、目的のシミュレーションプログラムを生成するもので
ある。

【００２４】図６はここで用いられるプログラムコード
データベースにおける部品プログラムファイルの例であ
る。本実施例ではシミュレーションプログラムとしてＦ
ｏｒｔｒａｎのプログラムを生成する。従って、部品プ
ログラムもＦｏｒｔｒａｎのプログラムファイルである
。そして全ての機器、さらには系統が並列となるような
接続点に対しても同様のテンプレートプログラムファイ
ルからなるデータベースが存在する。図６において、「
＄＄」や「％％０」、「％％１」などがテンプレートに
相当し、シンボル名決定生成保持機構８１により決定さ
れた実際のシンボル名が当該のところに入る。また「　
！！！！！！！！！！」は注釈のためのテンプレートで
あり、必要な注釈文が記述されるように配慮されている
。

【００２５】前述の図６はある特定のポンプの圧力に関
する動特性を表すテンプレートプログラムでありポンプ
の圧力Ｐ＄＄％％１＝上流の機器の圧力Ｐ＄＄％％０ −係数Ｕ＄＄％％０×（ポンプの流量Ｇ＄＄％％０）２
　　＋係数Ｕ＄＄％％１×（ポンプの回転Ｒ＄＄％％０
）２ というポンプに関する動特性を表現したものである。こ
のような機器の動特性を記述しているテンプレートのプ
ログラムファイルからなるデータベースから、各機器に
対応するプログラムを取り出し、そのテンプレートの仮
のシンボルの部分をシンボル名決定生成保持機構８１で
決定された実際のシンボル名で置き換えていくことによ
り、その機器の動特性を表現するシミュレーションプロ
グラムが図７のとおり生成される。ここで図７において
上流の機器の圧力ＰＯＦ４０１　、上流の機器の動特性
を表すプログラムによって与えられていなければならな
い。 そしてこの場合は上流の機器であるタンクの動特性を表
すプログラムが上と同様に生成されており、図８のプロ
グラムによってその圧力が与えられる。このように、共
通の圧力や流量などについて同一のシンボル名が決定さ
れる。このような処理がシンボル名決定保持機構８１に
よって行なわれている。

【００２６】上記のような機器ごとに作成されたプログ
ラムを積み重ねていくことにより系統図全体としてのシ
ミュレーションプログラムが生成される。プログラム生
成機構８３は続いてこの組み合わせ積み重ねる処理を行
なう。図９は、タンク、ポンプ、がこの順に直列に接続
された場合の例であり、図８と図７をこの順に組み合わ
せることにより生成されるものである。

【００２７】また本実施例において出力されるプログラ
ムは、プラントのシミュレーションプログラムを生成す
ることを特徴とする。プラントのシミュレーションプロ
グラムを記述する場合、特に流量や圧力に着目したシミ
ュレーションプログラムの場合は、その圧力と流量のバ
ランス解を求める手法として収束演算を用いる手法があ
り、系統図内のどの点に注目して収束演算を行なわせる
か、つまりその収束演算を行なう呼出プログラムをどこ
に生成するか、という制御をもこのプログラム生成機構
は行なう。図１０は収束演算の呼出の例であり、この呼
出をプログラム中のどこに生成するかの戦略を取ること
ができる。本実施例では、１）並列接続点、２）ポンプ
使用点、３）任意の点、のいずれかの一点での収束演算
呼出プログラム、およびそのための前処理と後処理のプ
ログラム、というコード生成の戦略を取るものである。 すなわち、用いられるシンボル名とテンプレートプログ
ラムから得られた実際の機器のプログラムを単純に積み
上げていくというもののみならず、系統図全体の動特性
を考慮し、特に収束演算呼出などを適切に組み合わせた
プログラムの生成をも行なう。さらに本実施例の推論シ
ステム８は次の機能をも提供することが特徴である。

【００２８】推論システムにおけるシンボル名決定生成
保持機構８１は、生成されるシミュレータのプログラム
で用いられるシンボルの名前を決定、生成し、以降の処
理のための保持を行なう。この保持は計算機のメモリ上
で行なわれ、シミュレータのプログラムを生成するとき
にその保持された部分を参照してテンプレート上の仮の
シンボル名と実際のシンボル名との置き換えを行なう。 本発明の本実施例においては、この保持されているシン
ボル名のデータを、ある書式に従ってファイルに出力す
ることにより、そのシミュレーションプログラムにおい
て使用されるシンボル名の一覧のリストを生成すること
ができる。図１１はそのシンボル名のリストの例である
。シンボル名とその説明を併せて生成するようにシンボ
ル名決定生成保持機構８１を構成し、それに基づいてこ
のシンボル名のデータのリストを生成する。このリスト
があることにより、生成されたプログラム中に用いられ
るシンボル名に対して説明を与えることができるので、
生成されたプログラムに対しての人間系による一部修正
などの作業も容易に行なうことを可能とする。またシミ
ュレーションプログラムを実際に実行するときにおいて
も、このシンボル名のデータリストを利用することによ
り、実行に必要なデータの初期値を容易に与えることが
でき、シミュレーションプログラム実行の効率が向上す
る。以上に述べた本発明による実施例の効果としては、
以下の点をあげることができる。

【００２９】まず、プラントのシミュレータプログラム
を作成するのに、プログラミング作法におけるコーディ
ングという作業を行うことなく、プラントの機器を構成
する機器アイコンを、与えられた系統図の通りに系統図
ディスプレイ上にならべるという操作を行うだけで、す
なわちアイコンをマウスで操作するという極めて簡易な
作業のみで、シミュレータプログラムが作成できる、と
いう点である。

【００３０】さらに、プログラム自動生成推論システム
が、知識ベースをもとに推論を行いプログラムを生成す
るため、プログラミングにおける変数名の記述上の間違
いなどがなくなる、という効果があげられる。また生成
されるプログラムの品質が一定になり、作成者以外の人
がそのプログラムを理解するのが非常に困難である、な
どの問題も解決される。

【００３１】本実施例では新規にシミュレータプログラ
ムを作成する場合について述べたが、本発明は、新規に
作成する場合以外にも適用できる。すなわち、すでに系
統図ディスプレイ上に系統図が実現されているが、これ
とはプラント機器の前後関係が入れ替わっているという
ような系統図が微妙に異なるプラントのシミュレータプ
ログラムを再度作成するときにも、当該の機器アイコン
のならべかえという操作のみの対応を行うことによりプ
ログラムを再生成できる、という効果がある。

【００３２】上で述べた実施例では、プログラム自動生
成推論システムの実現方法として、知識工学的な手法に
基づいた、ｉｆ−ｔｈｅｎ形式のルールベースシステム
を適用しているが、他にも、汎用的な手続き言語やデー
タベースシステムを適用したプログラム自動生成推論シ
ステムも可能である。

【００３３】さらに、上記の実施例では、生成されたプ
ログラムが実行される環境に対応したＦｏｒｔｒａｎの
プログラムを自動生成するものであったが、プログラム
自動生成推論システムを対応させることにより、Ｃ、Ｌ
ｉｓｐ、など他の言語のプログラムを自動生成するプロ
グラム自動生成装置を構成することも可能である。

【００３４】本実施例においては、プログラムコードデ
ータベースとしてテンプレートプログラムファイルとい
う形のファイル形式のデータをデータベースとしたが、
他にも、ファイルという形式より小さい単位の、プログ
ラムの部分のコードを単位とするデータベースによる、
プログラムコードデータも可能である。

【００３５】

【発明の効果】以上述べてきたように、本発明によれば
、プラントの系統を構成する機器に対応する機器アイコ
ンを、プラントの系統図の通りに系統図ディスプレイに
ならべるだけという極めて簡単な操作によりシミュレー
タのプログラムの自動生成を行うことができる。

【００３６】また、本発明のもう一つの特徴であるプロ
グラム自動生成装置が有するプログラム自動生成推論シ
ステムが実際のプログラミングを行うので、プログラミ
ングにおける記述上の誤りのないプログラムを生成する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプログラム自動生成装置の構成図

【図
２】本発明のプログラム自動生成装置の動作フローチャ
ート

【図３】実施例のプログラム自動生成装置のシステム構
成図

【図４】実施例の機器テーブルの内容表示例

【図５】実
施例の系統図ディスプレイの編集表示例

【図６】実施例
のプログラムコードデータベースにおける部品プログラ
ムファイル例

【図７】実施例の機器の動特性のシミュレーションプロ
グラム例

【図８】実施例の機器の動特性のシミュレーションプロ
グラム例

【図９】実施例の組み合わされた機器の動特性のシミュ
レーションプログラム例

【図１０】実施例の収束演算の呼出のプログラム例

【図
１１】実施例のシンボル名のリスト例

【符号の説明】 １…プログラム自動生成装置、２…機器アイコン、３…
機器テーブル、４…系統図ディスプレイ、５…ＣＲＴ、
６…マウス、７…文字入力部、８…プログラム自動生成
推論システム、９…入力情報、１０…目的プログラム、
１１…キーボード、８１…シンボル名決定生成保持機構
、８２…プログラムコードデータベース、８３…プログ
ラム生成機構。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　プラントの系統図に基づいてそのシミ
   ュレータプログラムを作成するプログラム自動生成装置
   において、上記系統図ディスプレイにより与えられた系
   統図情報から、その中に存在している機器の接続関係を
   考慮した上で、そのシミュレーショッンプログラムに用
   いられる各機器のシンボル名を決定し、生成、および保
   持を行なうシンボル名決定生成保持機構と、与えられた
   機器、および直列、並列などの機器間の接続、等、それ
   ぞれに対応する動特性を表現するプログラムを出力する
   ための基になるプログラムコードが格納されているプロ
   グラムコードデータベースと、上記シンボル名決定生成
   保持機構により決定された実際のシンボル名と、上記プ
   ログラムコードデータベースから選択されたプログラム
   コードデータをもとにして、実際のシミュレーションプ
   ログラムを生成して出力するプログラム生成機構とから
   なることを特徴とするプログラム自動生成装置。
2. 【請求項２】　　プラントの系統を構成するプラント機
   器の個々の特性情報を蓄えるデータベースと、前記プラ
   ント機器をそれぞれシンボル化して表した機器アイコン
   と前記プラント機器の特性情報とを対応させテーブル管
   理する機器テーブルと、表示装置に表示される前記機器
   アイコンを入力指示装置により指示し前記表示装置のデ
   ィスプレイ上にプラントの系統図を編集する系統図作成
   手段と、前記系統図作成手段により編集した系統図から
   使用されるプラント機器およびそれらプラント機器の接
   続情報を読取り、前記機器テーブルを用い目的プログラ
   ムを作成する推論部とを具備することを特徴とするプロ
   グラム自動生成装置。