JPH0627001A - プラントシミュレーション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 既存のプラントコントローラを用いて、模擬
入力信号を時間管理することによって、実プラントと同
じ状態でプラントのシミュレーションを行う。 【構成】 保守ツール８より模擬信号用メモリ６に記憶
された模擬入力信号を、時間管理手段１０によって、所
定の時間毎に切り替え装置７に対して出力する。この模
擬入力信号データを切り替え装置７により切り替えるこ
とにより、コントローラ１が模擬入力信号データによる
シミュレーションを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、プロセス入出力装置
とコントローラとが、シミュレーション用のメモリを有
するＩＯバッファを介して接続されたプロセス制御シス
テムのプラントシミュレーション装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図４は、例えば、特開平２−２８５７９
８号公報に記載された従来のシミュレーション装置であ
る。図４において、１はプロセス制御を行うコントロー
ラ、４０はプロセス制御に中心的役割をする演算処理
部、２はプロセス入出力装置（以下ＰＩＯという）、３
はＰＩＯ２からの入力信号をコントローラに入力する伝
送入力手段、４は伝送入力手段３からの入力信号を記憶
する信号用メモリ、５は保守ツール８から入力された模
擬入力信号を入力する模擬入力手段、６は模擬入力手段
５からの模擬入力信号データを記憶する模擬信号用メモ
リ、４７は入力信号を選択して切り替える切り替え装
置、４８はスイッチである。

【０００３】次に従来例の動作について説明する。通常
動作時には、伝送入力手段３によりＰＩＯ２からの入力
信号を信号用メモリ４に記憶し、このプロセス信号を演
算処理部４０に入力してプラントの運転制御を行う。シ
ミュレーションを行う場合は、まず、保守ツール８によ
り作成された模擬入力信号データを、模擬入力手段５を
介して模擬信号用メモリ６に記憶する。その後、切り替
え装置４７を模擬信号用メモリ６側に切り替えることに
より、コントローラ１の演算処理装置に模擬入力信号デ
ータが入力され、シミュレーションが実行される。この
ときの切り替えは、スイッチ４８をオンにし、保守ツー
ル８を使用して行う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のプラントシミュ
レーション装置は、以上のように構成されているので、
シミュレーションを行う場合は、切り替え装置４７を模
擬信号用メモリ６側に切り替え、模擬信号用メモリ６に
記憶された模擬入力信号を、現在の時刻に関係なく演算
処理部４０に入力することによって行っていた。ところ
が、模擬入力信号はリアルタイムデータを用いているた
め、プラントから時間毎に入力されてくる信号によるシ
ミュレーションとは厳密には異なるという問題がっあ
た。また、既存の機種でシミュレーションを行う場合に
は、そのコントローラにシミュレーションを行う手段を
付加するための改造が必要であるという問題もあった。

【０００５】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたものであり、実プラントと同様に時間毎の
入力信号をコントローラに入力することができるプラン
トシミュレーション装置を得ることを目的とする。ま
た、模擬入力信号を保守ツールから入力せず、自動的に
ＰＩＯから信号を取り込みこれを記憶し模擬入力信号と
することができるプラントシミュレーション装置を得
る。さらに、入力信号だけでなく出力信号も同時にシミ
ュレーションを行うことができるプラントシミュレーシ
ョン装置を得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この第１の発明に係るプ
ラントシミュレーション装置は、図１で示すように、プ
ラント全体をプロセス入出力装置を介してプロセス制御
するコントローラに対し、シミュレーションを実行する
プラントシミュレーション装置において、プロセス制御
を行うためのプロセス信号における模擬入力信号データ
を格納する模擬信号用メモリ６と、この模擬信号用メモ
リ６に上記模擬入力信号データを入力する保守ツール８
と、上記模擬信号用メモリに一定時間毎に信号を入力し
て、この模擬信号用メモリから格納された上記模擬入力
信号データを読み出させる時間管理手段１０と、上記模
擬信号用メモリ６か上記プロセス入出力装置のいずれか
から入力信号データが入力されると、この入力信号デー
タが入力された側の入力信号データを選択して、この入
力信号データを上記コントローラ１に入力する切り替え
手段（切り替え装置７）とを備える。

【０００７】この第２に係るプラントシミュレーション
装置は、図２で示すように、プラント全体をプロセス入
出力装置を介してプロセス制御するコントローラに対
し、シミュレーションを実行するプラントシミュレーシ
ョン装置において、プロセス制御を行うためのプロセス
信号における模擬入出力信号データをあらかじめ格納す
る模擬信号用メモリ６と、上記プラント入出力装置から
の入力信号をトレースして模擬入力信号データとして上
記模擬信号用メモリに書き込むトレース装置１１と、上
記模擬信号用メモリに一定時間毎に読み出し信号を入力
して、この模擬信号用メモリから格納された上記模擬入
力信号を読み出させる時間管理手段１０と、上記模擬信
号用メモリか上記プロセス入出力装置のいずれかから入
力信号データが入力されると、この入力信号データが入
力された側の入力信号データを選択してこの入力信号デ
ータを上記コントローラに入力する切り替え手段（切り
替え装置７）と、上記模擬信号用メモリの模擬入力信号
データと上記コントローラからの出力信号データとを比
較してデータチェックを行う出力信号比較装置１２とを
備えている。

【０００８】

【作用】この第１の発明によるプラントシミュレーショ
ン装置は、以下のようにシミュレーションを行う。ま
ず、保守ツール８は模擬入力信号データを作成して模擬
信号用メモリ６に格納する。一方、時間管理手段１０
は、読み出し信号を一定時間毎に発生させ、上記模擬信
号用メモリに入力する。上記模擬信号用メモリは、その
読み出し信号により格納された模擬入力信号データを切
り替え手段７に出力する。切り替え手段７は、プロセス
入出力装置又は上記模擬信号用メモリのいずれかから入
力信号データを入力すると、この入力信号データを入力
した側に切り替え、入力した入力信号データをコントロ
ーラに出力する。そしてコントローラで、シミュレーシ
ョンが行われる。このように、このプラントシミュレー
ション装置は、コントローラとプロセス入出力装置との
間に、模擬信号用メモリに保守ツールと時間管理手段と
切り替え手段とを備えたため、既存のコントローラを改
造することなく、実プラントと同じ状態でシミュレーシ
ョンを行うことができる。

【０００９】この第３の発明によるプラントシミュレー
ション装置は、以下のようにシミュレーションを行う。
まず、トレース装置１１は、プロセス入出力装置からの
入力信号データをトレースして模擬信号用メモリ６に模
擬入力信号データとして書き込む。一方、時間管理手段
１０は読み出し信号を一定時間毎に発生させ、模擬信号
用メモリに入力する。上記模擬信号用メモリは、その読
み出し信号により、格納された模擬入力信号データを切
り替え手段に出力する。切り替え手段はプロセス入出力
装置又は模擬信号用メモリのいずれかから入力信号デー
タを入力すると、この入力信号データ側に切り替え、こ
の入力信号データをコントローラに出力する。そして、
そのコントローラでシミュレーションが行われる。この
ように、このプラントシミュレーション装置では、コン
トローラからの出力信号もデータチェックできる。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づいて説明
する。図１はこの第１の発明の一実施例（実施例１）を
示すプラントシミュレーション装置のブロック図であ
る。図１において、１はプロセス制御を行う上でプラン
トに対する入出力信号の演算処理機能を持つコントロー
ラ、２はコントローラ１に直結するＰＩＯ（プロセス入
出力装置）、９はコントローラ１とＰＩＯ２の間に介す
るＩＯバッファ、６は模擬入力信号データを記憶し、シ
ミュレーション時にはコントローラ１に読み出す模擬信
号用メモリ、１０は模擬信号用メモリ６への読み出し信
号を時間毎のデータとして出力する時間管理手段
（Ｔ）、７は通常動作時にはＰＩＯ２からの信号を、シ
ミュレーション時には模擬信号用メモリ６からの入力信
号データをコントローラ１に入力するための切り替え手
段としての切り替え装置、８は模擬信号用メモリに格納
する模擬入力信号データを入力する保守ツールである。

【００１１】保守ツール８は、コントローラ１のシミュ
レーションに使用される模擬入力信号データをＩＯバッ
ファ９（ＩＯバッファカード）の模擬信号用メモリ６に
入力する。上記模擬信号用メモリは、プロセス制御を行
うためのプロセス信号における模擬入力信号データを格
納する。この模擬入力信号データがコントローラ１のシ
ミュレーションに使用される。切り替え装置７は、コン
トローラ１に読み出す入力信号データを、ＰＩＯ２から
の実入力信号データか、模擬信号用メモリ６からの模擬
入力信号データかを選択する装置であり、トグルスイッ
チ等を用いることによりゲートを切り替える。このと
き、コントローラ１は、実入力信号データか模擬入力信
号データかのいずれかにかかわらず、演算処理部４０
（図４）で演算処理を行い、その結果を他の制御要素に
出力するので、入力される入力信号データが実入力信号
であるか模擬入力信号データであかの判断はしない。

【００１２】次にこの実施例１の動作について説明す
る。通常動作時には、ＰＩＯ２からの入力信号データが
切り替え装置７を介してコントローラ１に入力され処理
される。一方、シミュレーション時には、保守ツール８
により模擬信号用メモリ６に模擬入力信号データが書き
込まれ、書き込まれた模擬入力信号データは、タイマ等
を用いた時間管理手段１０により、所定の時間で切り替
え装置７に入力される。そして、切り替え装置７が模擬
信号用メモリ６のシミュレーション側を選択することに
より、所定の時間毎に模擬入力信号データはコントロー
ラ１により実プラントと同じ状態で入力され処理され
る。

【００１３】図２はこの第２の発明の一実施例（実施例
２）を示すプラントシミュレーション装置のブロック図
であり、図２において、１１はトレース装置、１２は出
力信号比較装置である。実施例１では、保守ツール８に
より模擬信号用メモリ６に対して模擬入力信号データを
記憶させるものについて述べたが、図２に示すように、
トレース装置１１を設け、ＰＩＯ２からの入力信号デー
タを一定時間トレースし、その後、模擬信号用メモリ６
に記憶させることにより、模擬入力信号をユーザーが直
接入力させることなく、自動的に模擬信号用メモリに記
憶させることができる。また、模擬信号用メモリ６に模
擬入力信号データだけでなく模擬出力信号データも保守
ツール８からあらかじめ入力させておき、出力信号比較
装置１２を設けることにより、模擬入力信号データに対
しコントローラ１から出力された出力信号データを模擬
出力信号データとを比較しデータチェックを行うことが
できる。

【００１４】トレース装置１１はトレース開始の命令を
図示しないＣＰＵから受けた後、一定時間ＰＩＯ２から
の入力信号データをトレースする。ただし、このトレー
ス装置１１の設定は、他のツール（ソフト，ハードを問
わない）によって行えるものとする。このトレース装置
でトレースされた入力信号データは、模擬信号用メモリ
６に模擬入力信号データとして書き込まれる。出力信号
比較装置１２は、模擬信号用メモリ６内の模擬出力信号
データとこの模擬出力信号データと対応するコントロー
ラ１からの出力信号データとを、例えば、ＥＯＲ（イク
スクルーシブ・オア）回路で比較することによって出力
データをチェックする。この実施例２の動作について
は、保守ツールの代わりにトレース装置６により、模擬
信号用メモリ６に模擬入出力信号データを入力する動作
と、出力信号比較装置１２によりコントローラ１の出力
信号データと模擬信号用メモリ６の模擬出力信号データ
とを比較する動作とが異なるだけで、他の動作は実施例
１と同じである。また、図３の応用例のように、出力信
号比較装置３を設けない構成としてもよい。

【００１５】

【発明の効果】以上のように、この第１の発明によれ
ば、コントローラを改造することなくコントローラのシ
ミュレーションが行え、さらに、シミュレーション用の
模擬入力信号メモリを設け、このメモリを時間管理手段
により制御することにより、一定の時間毎に信号を入力
できるように構成したので、実プラントと同じ状態でシ
ミュレーションを行うことができる効果がある。

【００１６】この第２の発明によれば、プロセス入出力
装置からの入力信号データをトレースして模擬信号用メ
モリに書き込むトレース機能と模擬信号用メモリの模擬
出力信号データとコントローラからの対応する出力信号
データとを比較する機能をもつ構成としたので、第１の
発明の効果に加えて、自動的に模擬入力信号データを模
擬信号用メモリに記憶させることができるようになり、
作業効率を上げることができる効果がある。また、コン
トローラからの出力信号データをチェックすることがで
きる効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この第１の発明の一実施例を示すプラントシミ
ュレーション装置のブロック図である。

【図２】この第２の発明の一実施例を示すプラントシミ
ュレーション装置のブロック図である。

【図３】この第２の発明の応用例を示すプラントシミュ
レーション装置のブロック図である。

【図４】従来のプラントシミュレーション装置を示すブ
ロック図である。

【符号の発明】１ コントローラ ２ プロセス入出力装置（ＰＩＯ） ６ 模擬信号用メモリ ７，４７ 切り替え装置 ８ 保守ツール ９ ＩＯバッファ １０ 時間管理手段 １１ トレース装置 １２ 出力信号比較装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラント全体をプロセス入出力装置を介
   してプロセス制御するコントローラに対し、シミュレー
   ションを実行するプラントシミュレーション装置におい
   て、プロセス制御を行うためのプロセス信号における模
   擬入力信号データを格納する模擬信号用メモリと、この
   模擬信号用メモリに上記模擬入力信号データを入力する
   保守ツールと、上記模擬信号用メモリに一定時間毎に信
   号を入力して、この模擬信号用メモリから格納された上
   記模擬入力信号データを読み出させる時間管理手段と、
   上記模擬信号用メモリか上記プロセス入出力装置のいず
   れかから入力信号データが入力されると、この入力信号
   データが入力された側の入力信号データを選択して、こ
   の入力信号データを上記コントローラに入力する切り替
   え手段とを備えることを特徴とするプラントシミュレー
   ション装置。
2. 【請求項２】 プラント全体をプロセス入出力装置を介
   してプロセス制御するコントローラに対し、シミュレー
   ションを実行するプラントシミュレーション装置におい
   て、プロセス制御を行うためのプロセス信号における模
   擬入出力信号データをあらかじめ格納する模擬信号用メ
   モリと、上記プロセス入出力装置からの入力信号をトレ
   ースして模擬入力信号データとして上記模擬信号用メモ
   リに書き込むトレース装置と、上記模擬信号用メモリに
   一定時間毎に読み出し信号を入力して、この模擬信号用
   メモリから格納された上記模擬入力信号データを読み出
   させる時間管理手段と、上記模擬信号用メモリか上記プ
   ロセス入出力装置のいずれかから入力信号データが入力
   されると、この入力信号データが入力された側の入力信
   号データを選択して、この入力信号データを上記コント
   ローラに入力する切り替え手段と、上記模擬信号用メモ
   リの模擬出力信号データと対応する上記コントローラか
   らの出力信号データとを比較してデータチェックを行う
   出力信号比較装置とを備えたことを特徴とするプラント
   シミュレーション装置。