JPH09185407A - 制御プログラム検証用シミュレーション装置 - Google Patents
制御プログラム検証用シミュレーション装置Info
- Publication number
- JPH09185407A JPH09185407A JP35313795A JP35313795A JPH09185407A JP H09185407 A JPH09185407 A JP H09185407A JP 35313795 A JP35313795 A JP 35313795A JP 35313795 A JP35313795 A JP 35313795A JP H09185407 A JPH09185407 A JP H09185407A
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- JP
- Japan
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- program
- simulation
- equipment
- controller
- controlled
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- Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 コントローラの制御対象の電気設備機器の数
や機能などが変動しても、前記コントローラに合った一
定のレスポンスを保証できるシミュレーション装置を提
供する。 【解決手段】 被制御機器単位毎に設けられ、前記各被
制御機器の挙動を決定するパラメータ設定を行うシミュ
レーションプログラムと、被制御機器単位毎に設けら
れ、シミュレーションプログラムを処理する専用のマイ
クロプロセッサと、コントローラの入出力装置とマイク
ロプロセッサ間に設けられ両者間のデータ授受を行うデ
ータメモリとから構成され、被制御機器単位毎に設けら
れたマイクロプロセッサとシミュレーションプログラム
との組合わせからなるシミュレーションユニットを、デ
ータメモリに対してシミュレーション対象となる被制御
機器の数だけ並列接続してなる並列処理装置と、被制御
機器の挙動を表示する表示装置とから構成される。
や機能などが変動しても、前記コントローラに合った一
定のレスポンスを保証できるシミュレーション装置を提
供する。 【解決手段】 被制御機器単位毎に設けられ、前記各被
制御機器の挙動を決定するパラメータ設定を行うシミュ
レーションプログラムと、被制御機器単位毎に設けら
れ、シミュレーションプログラムを処理する専用のマイ
クロプロセッサと、コントローラの入出力装置とマイク
ロプロセッサ間に設けられ両者間のデータ授受を行うデ
ータメモリとから構成され、被制御機器単位毎に設けら
れたマイクロプロセッサとシミュレーションプログラム
との組合わせからなるシミュレーションユニットを、デ
ータメモリに対してシミュレーション対象となる被制御
機器の数だけ並列接続してなる並列処理装置と、被制御
機器の挙動を表示する表示装置とから構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、制御用コントロー
ラの入出力装置に接続して、制御用コントローラの制御
対象であるリレー、センサ等の複数の電気設備機器の動
作を模擬するシミュレーション装置に関する。
ラの入出力装置に接続して、制御用コントローラの制御
対象であるリレー、センサ等の複数の電気設備機器の動
作を模擬するシミュレーション装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、コントローラの制御対象となる電
気設備機器（以下被制御機器という）のシミュレーショ
ンを行う場合、直列処理計算機を使用していた。コント
ローラに制御される被制御機器のシミュレーションにお
いては、１）ディジタルＩ／ＯのＯＮ／ＯＦＦ制御、
２）サーボモータ等の動作時間に時間がかかる被制御機
器の動作確認などのシミュレーション処理が必要とな
る。これらを従来の直列処理の汎用コンピュータで処理
すると、サーボモータ１台の動作をシミュレーションす
るには３〜４ｍｓ程度の処理時間が必要となる。
気設備機器（以下被制御機器という）のシミュレーショ
ンを行う場合、直列処理計算機を使用していた。コント
ローラに制御される被制御機器のシミュレーションにお
いては、１）ディジタルＩ／ＯのＯＮ／ＯＦＦ制御、
２）サーボモータ等の動作時間に時間がかかる被制御機
器の動作確認などのシミュレーション処理が必要とな
る。これらを従来の直列処理の汎用コンピュータで処理
すると、サーボモータ１台の動作をシミュレーションす
るには３〜４ｍｓ程度の処理時間が必要となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記直列処
理計算機では前記コントローラへのレスポンス時間が前
記被制御機器の数や機能に比例して増加するため、前記
コントローラが持つレスポンス時間によって模擬可能な
前記被制御機器の数や機能が制限されるという問題があ
った。例えば、９軸のサーボモータを有する機器の場合
はその９倍の２７〜３６ｍｓもの処理時間がかかること
になる。定周期型コントローラの処理周期が一般に１０
ｍｓであることと比較すると、シミュレーションの処理
時間は数倍の時間を要することとなり、システムの応答
時間すなわちレスポンス時間が極端に低下することにな
る。この解決策として、ディジタルＩ／Ｏとサーボモー
タのレスポンス時間を一様に拡大する方法（例えば、サ
ンプリング周期を２〜３倍に荒くすることにより、被制
御機器のシミュレーション動作時間を２〜３倍に拡大す
る方法）が考えられるが、ＣＰＵ、コンソール、ビジョ
ンプロセッサ、シリアル処理等がリアルタイムの同期
（すなわち、１倍のサンプリング周期に同期）して作動
するのに対して、ディジタルＩ／Ｏとサーボコントロー
ラの動作時間のみを一様に拡大しても、これらＣＰＵ、
コンソール、ビジョンプロセッサとの同期がとれない。
シミュレーション装置側のレスポンス時間（前述の動作
時間に同じ）を拡大すれば、これに対して指令を与える
ＣＰＵも同期をとってシミュレーション装置に指令を出
力しなければならない。たとえば、制御周期が１０ｍｓ
のコントローラ側に「指令出力後の２０ｍｓで被制御機
器側から応答がなければ、故障とみなす」というシーケ
ンスがある場合、シミュレーション装置側のみをレスポ
ンス時間を拡大して、３倍の３０ｍｓにした場合、同期
がとれないため常に故障状態になってしまう。一方、コ
ンソール、ビジョンプロセッサ、シリアル処理装置等は
ＣＰＵに応答を返すのみで、レスポンス時間を一様に拡
大する機能を持っておらず、リアルタイムでしか応答す
ることができない。そこで、本発明は、前記電気設備機
器の数や機能などが変動しても前記コントローラ（ＣＰ
Ｕ）に合った一定のレスポンスを保証できるシミュレー
ション装置を提供することを目的とする。
理計算機では前記コントローラへのレスポンス時間が前
記被制御機器の数や機能に比例して増加するため、前記
コントローラが持つレスポンス時間によって模擬可能な
前記被制御機器の数や機能が制限されるという問題があ
った。例えば、９軸のサーボモータを有する機器の場合
はその９倍の２７〜３６ｍｓもの処理時間がかかること
になる。定周期型コントローラの処理周期が一般に１０
ｍｓであることと比較すると、シミュレーションの処理
時間は数倍の時間を要することとなり、システムの応答
時間すなわちレスポンス時間が極端に低下することにな
る。この解決策として、ディジタルＩ／Ｏとサーボモー
タのレスポンス時間を一様に拡大する方法（例えば、サ
ンプリング周期を２〜３倍に荒くすることにより、被制
御機器のシミュレーション動作時間を２〜３倍に拡大す
る方法）が考えられるが、ＣＰＵ、コンソール、ビジョ
ンプロセッサ、シリアル処理等がリアルタイムの同期
（すなわち、１倍のサンプリング周期に同期）して作動
するのに対して、ディジタルＩ／Ｏとサーボコントロー
ラの動作時間のみを一様に拡大しても、これらＣＰＵ、
コンソール、ビジョンプロセッサとの同期がとれない。
シミュレーション装置側のレスポンス時間（前述の動作
時間に同じ）を拡大すれば、これに対して指令を与える
ＣＰＵも同期をとってシミュレーション装置に指令を出
力しなければならない。たとえば、制御周期が１０ｍｓ
のコントローラ側に「指令出力後の２０ｍｓで被制御機
器側から応答がなければ、故障とみなす」というシーケ
ンスがある場合、シミュレーション装置側のみをレスポ
ンス時間を拡大して、３倍の３０ｍｓにした場合、同期
がとれないため常に故障状態になってしまう。一方、コ
ンソール、ビジョンプロセッサ、シリアル処理装置等は
ＣＰＵに応答を返すのみで、レスポンス時間を一様に拡
大する機能を持っておらず、リアルタイムでしか応答す
ることができない。そこで、本発明は、前記電気設備機
器の数や機能などが変動しても前記コントローラ（ＣＰ
Ｕ）に合った一定のレスポンスを保証できるシミュレー
ション装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、被制御機器の環境データの設定、ディジタルＩ／Ｏ
のＯＮ／ＯＦＦ制御、サーボモータ等により駆動される
被制御機器に関するセンシング確認処理についてシミュ
レーション時の問題を検討した。前者の被制御機器の環
境データの設定については、ＣＰＵの指令に対して、
一定時間後にオン・オフビット信号を返すもの（リレー
動作はその代表）、位置情報を返すもの（例えばサー
ボモータ）、前記位置情報を基準にオン・オフビット
信号を返すもの（例えば位置センサ）の３つの機能があ
る。の環境データとしては、入力される信号状態（オ
ンまたはオフ）、時間、出力する信号状態（オンまたは
オフ）等があり、の環境データとしては、入力される
運転信号状態（オンまたはオフ）、出力する信号状態
（オンまたはオフ）等があり、の環境データとして
は、反応する範囲（例えば、サーボモータの１回転当た
りのパルス数）、出力する信号状態（オンまたはオフ）
等がある。後者の被制御機器に関するセンシング確認処
理については、ディジタルＩ／ＯのＯＮ／ＯＦＦ制御
では、ＣＰＵからのオン・オフ信号に対して、一定時間
後にオン・オフ信号を返し、サーボモータ等により駆
動される被制御機器に関するセンシング確認処理では、
サーボモータの位置を確認しながら、サーボモータの位
置が一定の範囲に入ったら、オン・オフ信号をかえす等
の処理がある。これらの検討結果、レスポンス時間を除
いてシミュレーション処理上の問題点はないと判断され
た。したがって、シミュレーション専用のコンピュータ
で処理を行えば、定められた時間に対する応答、割り込
みが容易となり、計算速度の問題（例えば、サーボモー
タの動作シミュレーションの計算速度）も解決できると
判断した。そこで、本発明のシミュレーション装置は、
複数の被制御機器を制御する制御用コントローラの入出
力装置に接続して、前記コントローラの制御プログラム
を診断する制御プログラム検証用シミュレーション装置
において、前記被制御機器単位毎に設けられ、前記各被
制御機器の挙動を決定するパラメータ設定を行うシミュ
レーションプログラムと、前記被制御機器単位毎に設け
られ、前記シミュレーションプログラムを処理する専用
のマイクロプロセッサと、前記コントローラの入出力装
置と前記マイクロプロセッサ間に設けられ両者間のデー
タ授受を行うデータメモリとから構成され、前記被制御
機器単位毎に設けられた前記マイクロプロセッサと前記
シミュレーションプログラムとの組合わせからなるシミ
ュレーションユニットを、前記データメモリに対してシ
ミュレーション対象となる被制御機器の数だけ並列接続
してなる並列処理装置と、前記被制御機器の挙動を表示
する表示装置とから構成される。
め、被制御機器の環境データの設定、ディジタルＩ／Ｏ
のＯＮ／ＯＦＦ制御、サーボモータ等により駆動される
被制御機器に関するセンシング確認処理についてシミュ
レーション時の問題を検討した。前者の被制御機器の環
境データの設定については、ＣＰＵの指令に対して、
一定時間後にオン・オフビット信号を返すもの（リレー
動作はその代表）、位置情報を返すもの（例えばサー
ボモータ）、前記位置情報を基準にオン・オフビット
信号を返すもの（例えば位置センサ）の３つの機能があ
る。の環境データとしては、入力される信号状態（オ
ンまたはオフ）、時間、出力する信号状態（オンまたは
オフ）等があり、の環境データとしては、入力される
運転信号状態（オンまたはオフ）、出力する信号状態
（オンまたはオフ）等があり、の環境データとして
は、反応する範囲（例えば、サーボモータの１回転当た
りのパルス数）、出力する信号状態（オンまたはオフ）
等がある。後者の被制御機器に関するセンシング確認処
理については、ディジタルＩ／ＯのＯＮ／ＯＦＦ制御
では、ＣＰＵからのオン・オフ信号に対して、一定時間
後にオン・オフ信号を返し、サーボモータ等により駆
動される被制御機器に関するセンシング確認処理では、
サーボモータの位置を確認しながら、サーボモータの位
置が一定の範囲に入ったら、オン・オフ信号をかえす等
の処理がある。これらの検討結果、レスポンス時間を除
いてシミュレーション処理上の問題点はないと判断され
た。したがって、シミュレーション専用のコンピュータ
で処理を行えば、定められた時間に対する応答、割り込
みが容易となり、計算速度の問題（例えば、サーボモー
タの動作シミュレーションの計算速度）も解決できると
判断した。そこで、本発明のシミュレーション装置は、
複数の被制御機器を制御する制御用コントローラの入出
力装置に接続して、前記コントローラの制御プログラム
を診断する制御プログラム検証用シミュレーション装置
において、前記被制御機器単位毎に設けられ、前記各被
制御機器の挙動を決定するパラメータ設定を行うシミュ
レーションプログラムと、前記被制御機器単位毎に設け
られ、前記シミュレーションプログラムを処理する専用
のマイクロプロセッサと、前記コントローラの入出力装
置と前記マイクロプロセッサ間に設けられ両者間のデー
タ授受を行うデータメモリとから構成され、前記被制御
機器単位毎に設けられた前記マイクロプロセッサと前記
シミュレーションプログラムとの組合わせからなるシミ
ュレーションユニットを、前記データメモリに対してシ
ミュレーション対象となる被制御機器の数だけ並列接続
してなる並列処理装置と、前記被制御機器の挙動を表示
する表示装置とから構成される。
【０００５】
【発明の実施の形態】上記手段により、前記電気設備機
器の数や機能の制限を受けることなく、コントローラが
持つレスポンス時間（例えば、定周期型ＰＬＣの制御周
期）内でのレスポンスを保証することができる。以下、
本発明の実施例を図に基づいて説明する。図１は本発明
の実施例を示す図で、１０は計算機またはＰＬＣ等のコ
ントローラ、１１は入出力装置、１２はシミュレーショ
ン機能を有する並列処理装置、１３はデータメモリ２０
の内容を表示する表示装置である。データメモリ２０は
コントローラ１０と並列処理装置１２の各構成プロセッ
サー３０1 〜３０n との間のデータをやりとりするデー
タメモリで、電気設備機器の挙動を決定するパラメタ設
定情報、コントローラ１０からの電気設備機器に対する
指令情報、プロセッサー３０1 〜３０n のシミュレーシ
ョン結果である電気設備機器の実績情報、電気設備機器
の挙動を表示する表示情報が含まれる。プロセッサー３
０1 〜３０n は、それぞれプログラム３１1 〜３１n を
処理するためのマイクロプロセッサで、プログラム３１
1 〜３１n それぞれは独立に処理されているが、同期は
取られている。また処理内容は、プロセッサー３０1 は
データメモリ２０の情報（電気設備機器の挙動を決定す
るパラメタ設定情報、１００からの電気設備機器に対す
る指令情報）を参照して、プログラム３１1 を実行し、
実行結果すなわちシミュレーション結果である電気設備
機器の実績情報を、データメモリ２０へ書き込む。プロ
セッサー３０2 もプログラム３１2 を対象として同様の
処理を行う。プログラム３１1 は電気設備機器の中の１
機器の挙動を実現するためのシミュレーション内容を記
述したプログラムで、（各機器の動作時間、位置信号等
の動作特性パラメータを設定したプログラム）、プログ
ラム３１2 も同様にプログラム３１1 で指定した電気設
備機器以外の１機器についてプログラムである。プロセ
ッサー３０1 、プログラム３１1 とプロセッサー３
０n 、プログラム３１n の間にある点線は３０1 、３１
1 や３０n 、３１n と同じような機能を持つペアが複数
であることを示す。シミュレーション動作の概要を以下
に説明する。ディジタルＩ／ＯのＯＮ／ＯＦＦ制御に
は、時間により動作するものと、センサ信号のように位
置により動作するものがある。時間により動作するディ
ジタルＩ／Ｏ動作の場合のシミュレーション動作は、コ
ントローラからのオン・オフ指令を受けると、その時点
からの時間をカウントし、カウント値が環境データの動
作時間以上になると、コントローラへオン・オフ信号を
返す。次に、位置により動作するディジタルＩ／Ｏ動作
の場合のシミュレーション動作は、例えば、サーボモー
タのカウント値が環境データ設定された範囲に入ると、
コントローラへオン・オフ信号を送る。また、サーボ動
作の場合のシミュレーション動作は、コントローラから
の速度関連指令（目標位置も含まれる）を受取、環境デ
ータのパラメータ（角加減速度、最高速度等）と比較
し、現在のサーボモータの位置を計算して、サーボモー
タの位置をコントローラへ送信する。
器の数や機能の制限を受けることなく、コントローラが
持つレスポンス時間（例えば、定周期型ＰＬＣの制御周
期）内でのレスポンスを保証することができる。以下、
本発明の実施例を図に基づいて説明する。図１は本発明
の実施例を示す図で、１０は計算機またはＰＬＣ等のコ
ントローラ、１１は入出力装置、１２はシミュレーショ
ン機能を有する並列処理装置、１３はデータメモリ２０
の内容を表示する表示装置である。データメモリ２０は
コントローラ１０と並列処理装置１２の各構成プロセッ
サー３０1 〜３０n との間のデータをやりとりするデー
タメモリで、電気設備機器の挙動を決定するパラメタ設
定情報、コントローラ１０からの電気設備機器に対する
指令情報、プロセッサー３０1 〜３０n のシミュレーシ
ョン結果である電気設備機器の実績情報、電気設備機器
の挙動を表示する表示情報が含まれる。プロセッサー３
０1 〜３０n は、それぞれプログラム３１1 〜３１n を
処理するためのマイクロプロセッサで、プログラム３１
1 〜３１n それぞれは独立に処理されているが、同期は
取られている。また処理内容は、プロセッサー３０1 は
データメモリ２０の情報（電気設備機器の挙動を決定す
るパラメタ設定情報、１００からの電気設備機器に対す
る指令情報）を参照して、プログラム３１1 を実行し、
実行結果すなわちシミュレーション結果である電気設備
機器の実績情報を、データメモリ２０へ書き込む。プロ
セッサー３０2 もプログラム３１2 を対象として同様の
処理を行う。プログラム３１1 は電気設備機器の中の１
機器の挙動を実現するためのシミュレーション内容を記
述したプログラムで、（各機器の動作時間、位置信号等
の動作特性パラメータを設定したプログラム）、プログ
ラム３１2 も同様にプログラム３１1 で指定した電気設
備機器以外の１機器についてプログラムである。プロセ
ッサー３０1 、プログラム３１1 とプロセッサー３
０n 、プログラム３１n の間にある点線は３０1 、３１
1 や３０n 、３１n と同じような機能を持つペアが複数
であることを示す。シミュレーション動作の概要を以下
に説明する。ディジタルＩ／ＯのＯＮ／ＯＦＦ制御に
は、時間により動作するものと、センサ信号のように位
置により動作するものがある。時間により動作するディ
ジタルＩ／Ｏ動作の場合のシミュレーション動作は、コ
ントローラからのオン・オフ指令を受けると、その時点
からの時間をカウントし、カウント値が環境データの動
作時間以上になると、コントローラへオン・オフ信号を
返す。次に、位置により動作するディジタルＩ／Ｏ動作
の場合のシミュレーション動作は、例えば、サーボモー
タのカウント値が環境データ設定された範囲に入ると、
コントローラへオン・オフ信号を送る。また、サーボ動
作の場合のシミュレーション動作は、コントローラから
の速度関連指令（目標位置も含まれる）を受取、環境デ
ータのパラメータ（角加減速度、最高速度等）と比較
し、現在のサーボモータの位置を計算して、サーボモー
タの位置をコントローラへ送信する。
【０００６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、コ
ントローラの被制御機器である電気設備機器の数や機能
の制限を受けることなく、コントローラが持つレスポン
ス時間（制御周期）内でシミュレーション動作を完了さ
せることができるの。
ントローラの被制御機器である電気設備機器の数や機能
の制限を受けることなく、コントローラが持つレスポン
ス時間（制御周期）内でシミュレーション動作を完了さ
せることができるの。
【図１】本発明の実施例を示す図
１０ コントローラ １１ 入出力装置 １２ 並列処理装置 １３ 表示装置 ２０ データメモリ ３０1 マイクロプロセッサ１ ３０n マイクロプロセッサｎ ３１1 シミュレーションプログラム１ ３１n シミュレーションプログラムｎ
Claims (1)
- 【請求項１】複数の被制御機器を制御する制御用コント
ローラの入出力装置に接続して、前記コントローラの制
御プログラムを診断する制御プログラム検証用シミュレ
ーション装置において、 前記被制御機器単位毎に設けられ、前記各被制御機器の
挙動を決定するパラメータ設定を行うシミュレーション
プログラムと、 前記被制御機器単位毎に設けられ、前記シミュレーショ
ンプログラムを処理する専用のマイクロプロセッサと、 前記コントローラの入出力装置と前記マイクロプロセッ
サ間に設けられ両者間のデータ授受を行うデータメモリ
とから構成され、 前記被制御機器単位毎に設けられた前記マイクロプロセ
ッサと前記シミュレーションプログラムとの組合わせか
らなるシミュレーションユニットを、前記データメモリ
に対してシミュレーション対象となる被制御機器の数だ
け並列接続してなる並列処理装置と、 前記被制御機器の挙動を表示する表示装置とからなる制
御プログラム検証用シミュレーション装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35313795A JP3456560B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | 制御プログラム検証用シミュレーション装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35313795A JP3456560B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | 制御プログラム検証用シミュレーション装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09185407A true JPH09185407A (ja) | 1997-07-15 |
| JP3456560B2 JP3456560B2 (ja) | 2003-10-14 |
Family
ID=18428812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35313795A Expired - Fee Related JP3456560B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | 制御プログラム検証用シミュレーション装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3456560B2 (ja) |
-
1995
- 1995-12-28 JP JP35313795A patent/JP3456560B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3456560B2 (ja) | 2003-10-14 |
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