JPH04366879A - プラント監視制御装置のシミュレータ装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエキスパートシステムを
用いた推論機構を有する分散型プラント監視制御装置の
シミュレータ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラントの知識や運転員の経験をルール
で表現し、知識ベースとして計算機内に蓄えておき、こ
れに基づいて推論を実行してプラントの監視制御や診断
を行う、所謂エキスパートシステムによる推論機構を備
えたプラント監視システムが様々な分野で使用されるよ
うになってきている。

【０００３】図６は一般的な推論機構を備えたプラント
監視制御装置の一例を示すものである。図６において、
入力装置３１は様々な情報をプラント３４に取付けられ
たセンサ等から入力して計算機内部に取込む。推論部３
２は、知識ベース３５の中のルールをもとに、入力装置
３１から取込まれたプラントの情報から、プラントを最
適制御するための操作指令を推論によって決定し、出力
装置３３にその推論結果を出力する。出力装置３３はプ
ラント３４に対して操作指令を出力する。

【０００４】さらに、このようなプラント監視制御シス
テムの応用プログラムの作成支援を目的とする従来のシ
ミュレータ装置は、図７に示すように実際のプラントの
代りにプロセス模擬装置４０を接続したものであった。

【０００５】また、プラント監視制御装置の分野、特に
大規模なプラントの監視制御では複数の分散コントロー
ラを備え、プラントを分散制御することが一般的になっ
てきており、分散コントローラに推論機構を備えたプラ
ント監視装置を組込む動きが出てきている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような分散型プラ
ント監視制御システムにおいては、推論機構を有するプ
ラント監視装置を、複数の分散コントローラとして組込
み、複数の推論機構を備えたプラント監視制御装置相互
間で協調して推論を実行することになる。

【０００７】従来はかかる推論機構を有する分散型のプ
ラント監視制御システムの応用プログラム、例えば伝送
情報の定義や知識ベースに蓄えられるルールを作成・検
証するために必要なシミュレータ装置がないのが現状で
ある。このため、個々の分散制御装置の応用プログラム
の検証を行うにあたっては、プロセスの模擬装置を別途
に設けて、分散制御装置と接続していた。

【０００８】したがって、分散コントローラ間の情報交
換に関係した応用プログラムの機能検証には、単一の分
散コントローラ用のシミュレータ装置を複数台接続して
行う（つまり、図７に示す構成のシミュレータ装置を複
数台接続したもの）か、あるいは実プラントに設置して
実際のプロセス信号を入力した状態で行わなければなら
ないため、応用プログラムの検証作業に多大な手間と時
間がかかり、効率が悪いという問題があった。

【０００９】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、分散型プラント監視制御システム全体の
動作を模擬し、且つ複数のプラント監視制御装置間の情
報交換状況を表示することにより、応用プログラムの作
成・検証を支援することができるプラント監視制御装置
のシミュレータ装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、制御対象のプラントからデータを読込み、
予め格納されているプログラムに従い知識ベースに基づ
いた推論処理を行い、その推論結果をプラント監視制御
を行うプラント監視制御装置において、複数のプラント
監視制御装置相互間で協調して推論処理を行う分散型プ
ラント監視制御エキスパートシステムの複数の分散コン
トローラ用知識ベースと、前記プラント全体のプロセス
を模擬したデータが格納されたプロセス模擬メモリと、
前記各分散コントローラ用知識ベース間で共通に使用さ
れる情報が格納された知識ベース間共有メモリと、模擬
実行制御により前記複数の分散コントローラ用知識ベー
スを順次切換えて模擬実行すべき知識ベースを取込み、
前記プロセス模擬メモリに格納されたプロセス模擬デー
タおよび知識ベース間共有メモリに格納された情報を参
照して推論を実行する推論部と、この推論部での推論結
果と知識ベース間共有メモリからの複数の知識ベース間
の交換情報をもとに今回推論を実行した結果および知識
ベースに関係する情報を合わせて表示する表示手段とを
備えたものである。

【００１１】

【作用】このような構成のプラント監視制御装置のシミ
ュレータ装置にあっては、模擬実行制御により模擬実行
すべき知識ベースを知識ベース群より１個抽出し、推論
部で推論を行う。このとき、推論部はプロセス模擬メモ
リに格納されたプロセス模擬データおよび知識ベース間
共有メモリに格納された分散コントローラ間の交換情報
を参照して推論を行うと共に、結果出力部より表示装置
に今回推論を実行した結果と他の知識ベースの共有メモ
リへの出力で今回推論を実行した知識ベースに関係する
情報が合わせて表示される。

【００１２】以上の処理を抽出する知識ベースを順次切
換えながら繰返し実行することによって、複数の分散コ
ントローラ間で情報を交換しながら推論を行っている状
態を模擬するすることができる。さらに、表示装置に知
識ベース間の交換情報が表示されることで、個々の分散
コントローラの実行結果が、他の分散コントローラの推
論結果と関係している様子を確認することができる。

【００１３】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。

【００１４】図１は本発明によるプラント監視制御シミ
ュレータ装置の構成例を示すものである。図１において
、２はシミュレータ装置のプログラム実行制御を行う実
行制御部、３は分散コントローラ用知識ベース１１〜１
３の何れかより得られるデータに基づいて推論を実行す
る推論部、４はプロセスを模擬したデータを格納するプ
ロセス模擬メモリ、５は複数の知識ベースで推論する際
にお互いの知識ベース間で情報を交換するための知識ベ
ース間共有メモリである。また、６は推論結果を出力す
る結果出力部、７はその結果を記憶する結果記憶装置、
８は結果を表示する表示装置である。ここで、プロセス
模擬メモリ４に記憶されるデータと知識ベース間共有メ
モリ５に記憶されるデータについての一例を説明する。

【００１５】例えばプラント全体が図２のように＃１，
＃２，＃３，＃４の４台の分散コントローラで制御され
る場合、４台の制御対象プロセスが互いに少しずつ重な
っていることがある。

【００１６】このような場合、プロセス模擬メモリ４に
は取水設備から送水設備までのプラントプロセス全体の
状態が記憶される。分散コントローラの各知識ベースで
は、それぞれのコントローラが扱うプロセスの部分に関
わる状態のみをプロセス模擬メモリ４から抽出するため
の情報が定義され、抽出したプロセス模擬メモリ４の一
部分が推論部３によって使用されることになる。

【００１７】また、知識ベース間共有メモリ５には次の
ような情報が記憶される。すなわち、複数の分散コント
ローラが協調して推論を行うためには、プロセス状態情
報以外にも、例えば分散コントローラ内での推論の進行
状況や、分散コントローラ自身の状態、分散コントロー
ラ間で交換する必要のある情報があり、このような情報
を複数の分散コントローラの模擬時に共通に使用できる
ように知識ベース間共有メモリ５に記憶される。次にこ
のように構成されたプラント監視制御シミュレータ装置
の作用を図３に示すフローを参照しながら説明する。

【００１８】まず、実行制御部２は複数の知識ベースの
中から最初に処理すべき知識ベ−ス、例えば＃１分散コ
ントローラ用知識ベース１１を選択する（ＳＴ１）。続
いて、選択した＃１分散コントローラ用知識ベース１１
を処理すべき知識ベースとして推論部３に入力する（Ｓ
Ｔ２）。推論部３は知識ベースに従って、まずプロセス
の状態信号等をプロセス模擬メモリ４および知識ベース
間共有メモリ５から入力し（ＳＴ３）、推論を実行する
（ＳＴ４）。推論を行った結果、例えば推論処理トレー
スや制御指令出力等は推論部３から結果出力部６へ渡す
と同時に、プロセス模擬メモリ４のデータを更新および
他の知識ベースへ渡す交換情報を知識ベース間共有メモ
リ５へ出力する（ＳＴ５）。次に結果出力部６が受取っ
たデータおよび知識ベース間共有メモリ５の内容を表示
装置７に表示出力する（ＳＴ６）。　　さらに、ステッ
プＳＴ６の詳細を図４により説明する。

【００１９】推論部３で推論を行った結果は結果出力部
６に出力されるが、その際に推論結果情報として結果以
外の付帯情報、つまりその結果が生成された知識ベース
のＩＤとその結果が関係する分散コントローラの知識ベ
ースのＩＤ群を併せて出力する（ＳＴ６−１）。結果出
力部６は受取った結果情報群を結果記憶装置８に記憶す
る（ＳＴ６−２）。また、結果出力部６は現在推論実行
中の知識ベースの推論結果を出力する（ＳＴ６−３）と
同時に、関係する分散コントローラのＩＤが現在推論実
行中の知識ベースのＩＤと一致する推論結果を、結果記
憶装置８から抽出し（ＳＴ６−４）表示する（ＳＴ６−
５）。

【００２０】これによって、現在推論実行中の知識ベー
スの推論結果がどうして得られたのか、また他の知識ベ
ースの推論結果と矛盾していないかを知ることができ、
複数の知識ベースによる協調推論動作の検証を容易に行
うことができる。

【００２１】ここで、図５を例に説明すると、現在実行
中の知識ベースは＃４である。画面中央にはこの＃４知
識ベースの推論結果が表示される。同時に＃４知識ベー
ス（つまり＃４分散コントローラ）に関連した過去の推
論結果を結果記憶装置７から検索し、この場合は＃１，
＃２，＃６の知識ベースでの推論結果の一部を抽出して
画面下部に表示している。結果情報は時系列的に並べて
表示しており、複数の知識ベースによる推論結果相互間
で矛盾がないかどうかを検証することが容易である。以
上で１つの知識ベースに関するシミュレーション処理が
終了する。

【００２２】次に実行制御部２は２番目に処理すべき知
識ベースがあるかどうかを判定し（ＳＴ７）、あればそ
れ（例えば＃２分散コントローラ用知識ベース１２）を
選択する。この後ＳＴ２からＳＴ６の処理を＃２分散コ
ントローラ用知識ベースに対して行う。

【００２３】実行制御部２がＳＴ７で次に処理すべき知
識ベースがないと判定された場合は、ここでシミュレー
ションの１周期が終了する。実行制御部２は、さらに続
いて２周期目を実行すべきかどうかを判定（ＳＴ８）し
、シミュレーションすべき時間が終了していないと判定
すれば、再び１番目の知識ベースに対してＳＴ１の処理
を開始する。実行制御部２がシミュレーション時間が終
了したと判定したら、シミュレーションを終了する。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、複
数の推論機構を備えたプラント監視制御装置相互間で協
調して推論を行う大規模な分散型プラント監視制御シス
テムの動作を模擬することができるので、システムの知
識ベース群の検証作業を支援することができる。

【００２５】また、複数の知識ベースの内、検証を行っ
ている知識ベースに対して他の知識ベースが出力した推
論結果または交換情報を検証を行っている知識ベースの
推論結果と合せて表示することにより、他の知識ベース
の検証を行っている知識ベースの推論結果に対する影響
関係や複数の知識ベース間の協調関係を即座に理解でき
、大規模な分散型プラント監視制御システムの複数の知
識ベースの検証作業を効果的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるプラント監視制御シミュレータ装
置の一実施例を示すブロック構成図。

【図２】プラント制御の具体例を示す説明図。

【図３】同実施例の作用を説明するためのフローチャー
ト。

【図４】図３のステップＳＴ６の部分をさらに詳細に説
明するためのフローチャート。

【図５】同実施例における表示装置の表示画面の一例を
示す図。

【図６】一般的な推論機構を備えたプラント監視制御シ
ステムの構成図。

【図７】従来の推論機構を備えたプラント監視制御シス
テムのシミュレータ装置を示す構成図。

【符号の説明】

２……実行制御部、３……推論部、４……プロセス模擬
メモリ、５……知識ベース間共有メモリ、６……結果出
力部、７……結果記憶装置、８……表示装置、１１〜１
３……分散コントローラ用知識ベース。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　制御対象のプラントからデータを読込
   み、予め格納されているプログラムに従い知識ベースに
   基づいた推論処理を行い、その推論結果をプラント監視
   制御を行うプラント監視制御装置において、複数のプラ
   ント監視制御装置相互間で協調して推論処理を行う分散
   型プラント監視制御エキスパートシステムの複数の分散
   コントローラ用知識ベースと、前記プラント全体のプロ
   セスを模擬したデータが格納されたプロセス模擬メモリ
   と、前記各分散コントローラ用知識ベース間で共通に使
   用される情報が格納された知識ベース間共有メモリと、
   模擬実行制御により前記複数の分散コントローラ用知識
   ベースを順次切換えて模擬実行すべき知識ベースを取込
   み、前記プロセス模擬メモリに格納されたプロセス模擬
   データおよび知識ベース間共有メモリに格納された情報
   を参照して推論を実行する推論部と、この推論部での推
   論結果と知識ベース間共有メモリからの複数の知識ベー
   ス間の交換情報をもとに今回推論を実行した結果および
   知識ベースに関係する情報を合わせて表示する表示手段
   とを備えたことを特徴とするプラント監視制御装置のシ
   ミュレータ装置。