JPS6011908A - デジタルシミユレ−シヨン装置 - Google Patents
デジタルシミユレ−シヨン装置Info
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- JPS6011908A JPS6011908A JP58119353A JP11935383A JPS6011908A JP S6011908 A JPS6011908 A JP S6011908A JP 58119353 A JP58119353 A JP 58119353A JP 11935383 A JP11935383 A JP 11935383A JP S6011908 A JPS6011908 A JP S6011908A
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- variables
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B17/00—Systems involving the use of models or simulators of said systems
- G05B17/02—Systems involving the use of models or simulators of said systems electric
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は複数の機器を接続してなるプロセス装置の動的
状態を模擬演算するデジタルシミュレーション装置の改
良に関する。
状態を模擬演算するデジタルシミュレーション装置の改
良に関する。
たとえば、電動機、ポンプ、熱交換器等の複数の機器を
軸、配管、配線等を用いて接続したプロセス装置の動的
状態のシミュレーションをデジタル計算機を用いて実施
する場合に、一般に以下に示す方法で行なう。
軸、配管、配線等を用いて接続したプロセス装置の動的
状態のシミュレーションをデジタル計算機を用いて実施
する場合に、一般に以下に示す方法で行なう。
すなわち、複数の機器からなるプロセス装置金、各機器
に対応した多くの微分方程式で置替え、さらに、これら
の微分方程式群をそれぞれ一定時間Δｔで分割した連立
差分方程式に変換する。そして、プロセス装置全体とし
ての初期匝を上記連立差分方程式に与え、上記一定時間
Δｔが経過する毎に次の一定時間Δを経過後におけるプ
ロセス装置全体の状態匝ヲ上記連立差分方程式を解くこ
とによってめる。このように、連続して上記連立方程式
を解くことによって連続したプロセス装置全体の動的状
態がまる。
に対応した多くの微分方程式で置替え、さらに、これら
の微分方程式群をそれぞれ一定時間Δｔで分割した連立
差分方程式に変換する。そして、プロセス装置全体とし
ての初期匝を上記連立差分方程式に与え、上記一定時間
Δｔが経過する毎に次の一定時間Δを経過後におけるプ
ロセス装置全体の状態匝ヲ上記連立差分方程式を解くこ
とによってめる。このように、連続して上記連立方程式
を解くことによって連続したプロセス装置全体の動的状
態がまる。
しかしながら、上記のようにプロセス装置全体の動作を
表わした多数の連立差分方程式を解くことは、計ＸａＫ
おける計算処理量が膨大となシ、演算時間が増大し、構
成機器数が多いプロセス装置には適用できない問題があ
った。
表わした多数の連立差分方程式を解くことは、計ＸａＫ
おける計算処理量が膨大となシ、演算時間が増大し、構
成機器数が多いプロセス装置には適用できない問題があ
った。
このような間＠を回避するために、各機器に対応した各
差分方程式にそれぞれ初期筺ヲ与え、各式毎に独立して
一定時間Δを経過する毎に前回求め（直から次の一定時
間Δを経過後における値をめる逐次計算手法が提案され
ている。しかしながら、上記逐次計算手法においては、
各時間における各機器間の関連性がないので請求めた値
が経過時間に対して−大きく振動したり、発散して収束
しな−という問題があった。
差分方程式にそれぞれ初期筺ヲ与え、各式毎に独立して
一定時間Δを経過する毎に前回求め（直から次の一定時
間Δを経過後における値をめる逐次計算手法が提案され
ている。しかしながら、上記逐次計算手法においては、
各時間における各機器間の関連性がないので請求めた値
が経過時間に対して−大きく振動したり、発散して収束
しな−という問題があった。
さらに上述した二つの方法を用いデジタルシミュレーシ
ョン装置においては、プロセス装置に新たに機器を追加
設置したり、又はＳ機器を除去した場合、デジタルシミ
ュレーション装置全体を再編成しなければならない。し
たがって、プロセス装置の構成変更に対応して直ちにデ
ジタルシミュレーション装置を変更できない問題があっ
た。
ョン装置においては、プロセス装置に新たに機器を追加
設置したり、又はＳ機器を除去した場合、デジタルシミ
ュレーション装置全体を再編成しなければならない。し
たがって、プロセス装置の構成変更に対応して直ちにデ
ジタルシミュレーション装置を変更できない問題があっ
た。
本発明は、このような事情に基づいてなされたものであ
シ、その目的とするところは、プロセス装置全構成する
各機器に対応して各機器の状態を演算する複数の演算装
置を設けることによって、シミュレーション装置全体と
しての計算処理量全減少でき、より複雑なプロセス装置
の動的状態を迅速に算出することができると共に、７″
ロセス装置の構成変化に直ちに対応できるデジタルシミ
ュレーション装置を提供することにある。
シ、その目的とするところは、プロセス装置全構成する
各機器に対応して各機器の状態を演算する複数の演算装
置を設けることによって、シミュレーション装置全体と
しての計算処理量全減少でき、より複雑なプロセス装置
の動的状態を迅速に算出することができると共に、７″
ロセス装置の構成変化に直ちに対応できるデジタルシミ
ュレーション装置を提供することにある。
本発明は、ゾロセス装置全構成する各機器に対応してデ
ジタル演算装置を有するシミュレーションモデルユニッ
トヲそれぞれ設け、これら各シミュレーションモデルユ
ニット相互間を信号伝送路でもって接続している。そし
て、前記各デジタル演算装置によって、予め定められた
一定周期毎に隣接するシミュレーションモデルユニット
から上記信号伝送路を介して入力される瞬接機器の状態
を示すポテンシャル変数および移動物理量を示す流れ変
数から、本機器のポテンシャル変数および流れ変数を演
算するようにしたデジタルシミュレーション装置である
。
ジタル演算装置を有するシミュレーションモデルユニッ
トヲそれぞれ設け、これら各シミュレーションモデルユ
ニット相互間を信号伝送路でもって接続している。そし
て、前記各デジタル演算装置によって、予め定められた
一定周期毎に隣接するシミュレーションモデルユニット
から上記信号伝送路を介して入力される瞬接機器の状態
を示すポテンシャル変数および移動物理量を示す流れ変
数から、本機器のポテンシャル変数および流れ変数を演
算するようにしたデジタルシミュレーション装置である
。
第１図は、たとえば空調装置の一部を示す一般的なゾロ
セス装置の概略構成図であシ、第２図は第１図のゾロセ
ス装置に適用した本発明の一実施例に係るデジタルシミ
ュレ〜ジョン装置’ｃ示すブロック構成図である。
セス装置の概略構成図であシ、第２図は第１図のゾロセ
ス装置に適用した本発明の一実施例に係るデジタルシミ
ュレ〜ジョン装置’ｃ示すブロック構成図である。
第１図のプロセス装置において、図示しない電源に電源
ケーブル１を介して電動機２が接続されており、この電
動機２の動力伝達軸３にポンプ４の回転軸が連結されて
いる。このポンプ４の流入口には弁５金有した流入用の
配管６が接続されており、流出口は配管７を介して熱交
換器８の一次側入力端に接続されている。熱交換器８の
一次側出力端に熱交換された流体が流出するための配管
９が接続されており、二次側入力端および二次側出力端
にはそれぞれ弁ｉｏ。
ケーブル１を介して電動機２が接続されており、この電
動機２の動力伝達軸３にポンプ４の回転軸が連結されて
いる。このポンプ４の流入口には弁５金有した流入用の
配管６が接続されており、流出口は配管７を介して熱交
換器８の一次側入力端に接続されている。熱交換器８の
一次側出力端に熱交換された流体が流出するための配管
９が接続されており、二次側入力端および二次側出力端
にはそれぞれ弁ｉｏ。
１１が設けられた配管１２．１３が接続されている。
本発明の実施例のデジタルシミュレーション装置におい
ては、第１図の破線で示すように、電動機２、−ンプ４
、配管６，７，９，１２゜１３、熱交換器８等のプロセ
ス装置を構成する各機器毎に第２図に示すように、デジ
タル演算装置を有するシミュレーションモデルユニット
（以下モデルユニットと略記する）を配置している。そ
して、各モデルユニット相互間に、各機器の状態を示す
ポテンシャル変数、隣接する機器へ移動する物理量を示
す流れ変数を一対として伝送する信号伝送路が介挿され
ている。たとえば、第２図に示すように、電源モデルユ
ニット１４ｈと電動モデルユニット２ａとは電源ケーブ
ル１で構成された信号伝送路１５にて接続されており、
この信号伝送路１５ば、ポテンシャル変数としての電圧
Ｅおよび流れ変数としての電流Ｉｆニ一対として伝送す
る。同様に、電動機モデルユニット２ａとポンプモデル
ユニッ）４ａとＦｉ動力伝達軸３で構成された信号伝送
路１６にて接続されており、この信号伝送路１６は、ポ
テンシャル変数としての回転数Ｎおよび流れ変数として
のトルクＳを伝送する。同様に、配管系モデルユニット
６ ａ 、 ９ ａ 、 １２ａ。
ては、第１図の破線で示すように、電動機２、−ンプ４
、配管６，７，９，１２゜１３、熱交換器８等のプロセ
ス装置を構成する各機器毎に第２図に示すように、デジ
タル演算装置を有するシミュレーションモデルユニット
（以下モデルユニットと略記する）を配置している。そ
して、各モデルユニット相互間に、各機器の状態を示す
ポテンシャル変数、隣接する機器へ移動する物理量を示
す流れ変数を一対として伝送する信号伝送路が介挿され
ている。たとえば、第２図に示すように、電源モデルユ
ニット１４ｈと電動モデルユニット２ａとは電源ケーブ
ル１で構成された信号伝送路１５にて接続されており、
この信号伝送路１５ば、ポテンシャル変数としての電圧
Ｅおよび流れ変数としての電流Ｉｆニ一対として伝送す
る。同様に、電動機モデルユニット２ａとポンプモデル
ユニッ）４ａとＦｉ動力伝達軸３で構成された信号伝送
路１６にて接続されており、この信号伝送路１６は、ポ
テンシャル変数としての回転数Ｎおよび流れ変数として
のトルクＳを伝送する。同様に、配管系モデルユニット
６ ａ 、 ９ ａ 、 １２ａ。
１３ａ％ポンプモデルユニット４ａｓ配管モデルユニッ
トＺａ ｓ 熱交換モデルユニット８ａ相互間は図示す
るようにそれぞれの信号伝送路１７で接続されている。
トＺａ ｓ 熱交換モデルユニット８ａ相互間は図示す
るようにそれぞれの信号伝送路１７で接続されている。
なお、各信号伝送路１７は各配管結合部に対応している
。第２図のシミュレーション装置における各ポテンシャ
ル変数、流れ変数、容量、流れ易さ係数はそれぞれ第１
表に示されている。
。第２図のシミュレーション装置における各ポテンシャ
ル変数、流れ変数、容量、流れ易さ係数はそれぞれ第１
表に示されている。
そして、上記各信号伝送路１５〜１７に流れ９ノ
る信号はポテンシャル変数と、流れ変数ｙの組とし、各
モデルユニット２ ａ ＊ ４８．・・・１３ｔｈｕそ
れぞれに個有の演算周期で他のモデルユニットに対し非
同期で上記ポテンシャル変数ｘ −流れ変数ｙを入力し
て、模擬演算を行い、上記演算周期の期間に隣接のモデ
ルユニットへいくら流れたかを示す流れ変数を出力する
。
モデルユニット２ ａ ＊ ４８．・・・１３ｔｈｕそ
れぞれに個有の演算周期で他のモデルユニットに対し非
同期で上記ポテンシャル変数ｘ −流れ変数ｙを入力し
て、模擬演算を行い、上記演算周期の期間に隣接のモデ
ルユニットへいくら流れたかを示す流れ変数を出力する
。
上記ポテンシャル変数Ｘ、流れ変数ｙ、容量ａ、流れ易
さ係数すをまとめて１ユニツト接続変数（Ｘｋ、 ｊ）
とすると、上記各モデルユニットｉ一般的に第３図（、
）のように表示することができる。すなわち、（Ｘｋ、
ｊ）は第に番目のユニット接続変数群であり、ｋ＝１〜
ｎであシ、ｎは接続されるモデルユニットの個数である
。第２図のけりにおいては、電動機モデルユニソ） ２
ａ ＫＪ’ｉ井売されるモデルユニットハ電源モデルユ
ニット１４ｍおよびポンプモデルユニット４ａの２個で
あり、熱交換モデルユニット８ａの場合４個である。第
２表に第２図のシミュレーション装置における各ユニッ
ト接続変数ｒｘｋ、ｊ）の−例を示す。すなわち％Ｘｋ
＋、〜Ｘｉ（、，２０はポテンシャル変数と流れ変数全
示し、Ｘｋ ｌ ２□〜Ｘｋ、３ｏ ｕポテンシャル変
数以外の何らかの補助入力変数を示し、Ｘｋ ｈ ３□
〜Ｘｋ、４ｏは流れ変数以夕（の何らかの補助入力変数
を示している。
さ係数すをまとめて１ユニツト接続変数（Ｘｋ、 ｊ）
とすると、上記各モデルユニットｉ一般的に第３図（、
）のように表示することができる。すなわち、（Ｘｋ、
ｊ）は第に番目のユニット接続変数群であり、ｋ＝１〜
ｎであシ、ｎは接続されるモデルユニットの個数である
。第２図のけりにおいては、電動機モデルユニソ） ２
ａ ＫＪ’ｉ井売されるモデルユニットハ電源モデルユ
ニット１４ｍおよびポンプモデルユニット４ａの２個で
あり、熱交換モデルユニット８ａの場合４個である。第
２表に第２図のシミュレーション装置における各ユニッ
ト接続変数ｒｘｋ、ｊ）の−例を示す。すなわち％Ｘｋ
＋、〜Ｘｉ（、，２０はポテンシャル変数と流れ変数全
示し、Ｘｋ ｌ ２□〜Ｘｋ、３ｏ ｕポテンシャル変
数以外の何らかの補助入力変数を示し、Ｘｋ ｈ ３□
〜Ｘｋ、４ｏは流れ変数以夕（の何らかの補助入力変数
を示している。
第２表
（Ｙ、） は外部からモデルユニットの中の状態を確認
するための状態変数群であ勺、〔２，〕は演演 算を開始する前に外部から入力される初期設定変数群で
ある。また、［Ｕ、］は外部から入力される動作制御信
号群であシ、Ｕｌ ｔ Ｕｚ 、Ｕ３の三つの信号よシ
なる。すなわち、Ｕｌは初期設定変数群〔ｚｊ〕の入力
指令信号であり、Ｕ２はモデルユニ、トにおける演算開
始指令信号であり、Ｕｓｕ上記モデルユニットにおける
演算を停止させ、停止状態全保持させる指ボ信号である
。
するための状態変数群であ勺、〔２，〕は演演 算を開始する前に外部から入力される初期設定変数群で
ある。また、［Ｕ、］は外部から入力される動作制御信
号群であシ、Ｕｌ ｔ Ｕｚ 、Ｕ３の三つの信号よシ
なる。すなわち、Ｕｌは初期設定変数群〔ｚｊ〕の入力
指令信号であり、Ｕ２はモデルユニ、トにおける演算開
始指令信号であり、Ｕｓｕ上記モデルユニットにおける
演算を停止させ、停止状態全保持させる指ボ信号である
。
また、（）で示される変数群は、たとえば状態変数群（
Ｙ、）を例にして示すと、第３図（ｂ）のように示され
る。すなわち、（Ｙｊ） ’ｆｒ： Ｊ−１〜１ｏの範
囲のデータ種類を有し、各データが３２ビツトの浮動小
数点で表わされるものであるとすると、この（Ｙ、）は
、ｙｌがらｙ３２１での３２本のデータ信号線・ ｊ１
〜ｊ、の種別指定信号線、Ｙｊ変数自体が存在するか否
かを示すｊｓの信号線で構成されている。そして、ｊｌ
−ｊｙＯ値を順次変更してデータ種類を指定し、実際の
データｋ ）’ ｓ −ｙ３ｚにて伝送する。このよう
に、各データ全時分割伝送することによって、信号線を
減少させている。
Ｙ、）を例にして示すと、第３図（ｂ）のように示され
る。すなわち、（Ｙｊ） ’ｆｒ： Ｊ−１〜１ｏの範
囲のデータ種類を有し、各データが３２ビツトの浮動小
数点で表わされるものであるとすると、この（Ｙ、）は
、ｙｌがらｙ３２１での３２本のデータ信号線・ ｊ１
〜ｊ、の種別指定信号線、Ｙｊ変数自体が存在するか否
かを示すｊｓの信号線で構成されている。そして、ｊｌ
−ｊｙＯ値を順次変更してデータ種類を指定し、実際の
データｋ ）’ ｓ −ｙ３ｚにて伝送する。このよう
に、各データ全時分割伝送することによって、信号線を
減少させている。
なお・前記したように、各モデルユニットにおいては、
互いに非同期状態で模擬演算を実行しているので、各モ
デルユニット間におけるポテンシャル変数Ｘと流れ変数
ｙの授受は、第４図に示すように、流れ変数ｙにおける
積算、参照、ゼロクリアの処理操作でもって実施される
。
互いに非同期状態で模擬演算を実行しているので、各モ
デルユニット間におけるポテンシャル変数Ｘと流れ変数
ｙの授受は、第４図に示すように、流れ変数ｙにおける
積算、参照、ゼロクリアの処理操作でもって実施される
。
次に１二つの機器を有するプロセス装置を二ツノモデル
ユニットに分割し、これらのモデルユニットを互いに独
立して模擬演算全実施できることを第５図（ａ）に示す
モデルを用いて説明する。
ユニットに分割し、これらのモデルユニットを互いに独
立して模擬演算全実施できることを第５図（ａ）に示す
モデルを用いて説明する。
図中、ＡＩおよびＡ２は等しい熱容量Ｃおよび異るポテ
ンシャル変数としての温Ｆ Ｔ ｔ 、Ｔ ２を有する
集中定数系であり、接触面での熱抵抗は零とする。そし
て・Ａ１およびＡ２とを接触させた場合のＡ１．Ａ２の
温度変化をめる。
ンシャル変数としての温Ｆ Ｔ ｔ 、Ｔ ２を有する
集中定数系であり、接触面での熱抵抗は零とする。そし
て・Ａ１およびＡ２とを接触させた場合のＡ１．Ａ２の
温度変化をめる。
この場合、接触面での熱抵抗は零であるので直接接触さ
せれば瞬時に平均温度になるので、 。
せれば瞬時に平均温度になるので、 。
ＡＩ、Ａ、間に第５図（ｂ）に示すように、熱抵抗１／
に１熱容量Ｃ３′ｔ−有した極めて小さい集中定数系Ａ
３を仮想する。Ａ１．ｌｌ；−よぴＡ２からＡ３への熱
伝達量ｔＱｔ 、Ａ２とし、仮想さ′れた集中定数Ａ３
の温度および熱容量１Ｔ３ｉ−よびＣ３とすると、Ａｌ
とＡ３間およびＡ３とＡ２間に次の熱伝達に関する微
分方程式が成立する。
に１熱容量Ｃ３′ｔ−有した極めて小さい集中定数系Ａ
３を仮想する。Ａ１．ｌｌ；−よぴＡ２からＡ３への熱
伝達量ｔＱｔ 、Ａ２とし、仮想さ′れた集中定数Ａ３
の温度および熱容量１Ｔ３ｉ−よびＣ３とすると、Ａｌ
とＡ３間およびＡ３とＡ２間に次の熱伝達に関する微
分方程式が成立する。
全１”’ ｃ Ｑ １ ・・・（１）
工
Ｔ２＝ Ａ２ ・・・（２）
Ｔｓ ”’ （Ｑｔ ＋Ｑｚ ） ・・・（３）３
Ｑｌ ＝ｋ（Ｔ３−Ｔ２ ） ・・・（４）Ｑ２’ ＝
ｋ（Ｔ２ Ｔ３ ） ・・・（５）・ ｄＴ 但し、Ｔ＝−を表わす。
ｋ（Ｔ２ Ｔ３ ） ・・・（５）・ ｄＴ 但し、Ｔ＝−を表わす。
ｔ
（１）〜（５）からＱｘ−Ｑｚを消去すると・ｋ
Ｔ＋ ＝ （Ｔｔ Ｔｓ ） −（６）Ｔ２＝ （Ｔ２
Ｔｓ） ・・・（７）（６） （７） （８）の連立
微分方程式を解析的に解くと、（９）式になる。
Ｔｓ） ・・・（７）（６） （７） （８）の連立
微分方程式を解析的に解くと、（９）式になる。
但し・Ｔａ ＋ Ｔｂ ＋ Ｔｃは初期状態で決まる定
数である。（９）式をグラフに示すと第６図（、）の破
線で示す特性Ａとなり、時間の経過に従ってＴ、＝Ｔａ
の一定値（平均温度）漸近する。また、仮想の集中定数
系Ａｓ ｋ介在させなければ図中一点鎖線で示す特性Ｂ
とな９、前述のように瞬時に平均温度Ｔａとなる。
数である。（９）式をグラフに示すと第６図（、）の破
線で示す特性Ａとなり、時間の経過に従ってＴ、＝Ｔａ
の一定値（平均温度）漸近する。また、仮想の集中定数
系Ａｓ ｋ介在させなければ図中一点鎖線で示す特性Ｂ
とな９、前述のように瞬時に平均温度Ｔａとなる。
デジタル演算装置にて演算する場合には、（６）。
（７） 、 （８）式をそれぞれαυ、 ａａ 、 （
１３）の差分方程式にＴ＋、ｉ＋□＝Ｔｔ、１ 、（Ｔ
１．１−Ｔ３１）Δｔ ・ＧＯ）Ｔ２１．＋□＝ＴＬｉ
（Ｔ２，１−Ｔ３，４ ）Δｔ ・・・（Ｉｌｌ×Δ
ｔ ・・・α２ 但し、ｌはサンプリング時刻であシ、ΔｔＵサンプリン
グ時間幅（計算周期）である。００式をグラフに示すと
第６図（、）の実線で示す特性りとなシ、特性Ａのまわ
りにハンチングしながら時間の経過に従って特性Ａに収
束する。このハンチングは、ｋおよびΔｔが大きくなる
程大きくなシ、Ｃが大きくなるほど小さくなる。なお、
図中太字線で示す特性Ｅは本来の厳密な解であり、解析
解の特性Ａも、仮想の集中定数Ａｓ ’ｆＣ介在させた
ために、若干の時間遅れが生じている。
１３）の差分方程式にＴ＋、ｉ＋□＝Ｔｔ、１ 、（Ｔ
１．１−Ｔ３１）Δｔ ・ＧＯ）Ｔ２１．＋□＝ＴＬｉ
（Ｔ２，１−Ｔ３，４ ）Δｔ ・・・（Ｉｌｌ×Δ
ｔ ・・・α２ 但し、ｌはサンプリング時刻であシ、ΔｔＵサンプリン
グ時間幅（計算周期）である。００式をグラフに示すと
第６図（、）の実線で示す特性りとなシ、特性Ａのまわ
りにハンチングしながら時間の経過に従って特性Ａに収
束する。このハンチングは、ｋおよびΔｔが大きくなる
程大きくなシ、Ｃが大きくなるほど小さくなる。なお、
図中太字線で示す特性Ｅは本来の厳密な解であり、解析
解の特性Ａも、仮想の集中定数Ａｓ ’ｆＣ介在させた
ために、若干の時間遅れが生じている。
第６図（、）における特性りにおいて、サンプリング時
間（計算周期）Δｔを小さく設定すると、第６図（ｂ）
Ｋ示すようにハンチング量の小さい特性Ｆとなる。ま
た、第６図（ｂ）の特性Ｆにおいて、熱伝達係数ｋを大
きくし、Ｃ３を小さく設定すると、第６図（ｃ）に示す
ように、時間遅れの小さい特性Ｇが得られる。しかじ、
ハンチング量が大きくなる。そこで、第６図（ｃ）の特
性Ｇにおいて、Δｔｌさらに小さく設定すると第６図（
ｄ）のハンチング量が小はぐて、かつ、時間遅れの小は
い特性Ｈが得られる。ハンチング量と時間遅れ量との関
係をΔｔの設定１直をパラメータにして表示すると第７
図になる。したがって、シミュレーション装置としての
誤差（ハンチング量と時間遅れ量）の許容範囲を図中斜
線部分のように設定すると、この許容範囲に対応したサ
ンプリング時間幅（計算周期）Δｔの許容最大匝Δｔｍ
ａＸがする。
間（計算周期）Δｔを小さく設定すると、第６図（ｂ）
Ｋ示すようにハンチング量の小さい特性Ｆとなる。ま
た、第６図（ｂ）の特性Ｆにおいて、熱伝達係数ｋを大
きくし、Ｃ３を小さく設定すると、第６図（ｃ）に示す
ように、時間遅れの小さい特性Ｇが得られる。しかじ、
ハンチング量が大きくなる。そこで、第６図（ｃ）の特
性Ｇにおいて、Δｔｌさらに小さく設定すると第６図（
ｄ）のハンチング量が小はぐて、かつ、時間遅れの小は
い特性Ｈが得られる。ハンチング量と時間遅れ量との関
係をΔｔの設定１直をパラメータにして表示すると第７
図になる。したがって、シミュレーション装置としての
誤差（ハンチング量と時間遅れ量）の許容範囲を図中斜
線部分のように設定すると、この許容範囲に対応したサ
ンプリング時間幅（計算周期）Δｔの許容最大匝Δｔｍ
ａＸがする。
このように、熱容量Ｃｓ ｌ ＡＩ 、Ａ２との間の熱
伝達係数に’に有した仮想の集中定数系Ａ３を設定しす
ると、上述したように、（Ａ２ 十Ａｓ ）の組合せで
もって、Ａ１に対して独立して模擬演算を実施すること
ができる。また、（ＡＩ 十Ａ３ ）の組合せでもって
Ａ２に対して模擬演７Ｆｆ実施テキル。したがって、二
つのモデルユニットＡ１＊Ａｚｆｔ互いに独立して模擬
演算することが可能である。
伝達係数に’に有した仮想の集中定数系Ａ３を設定しす
ると、上述したように、（Ａ２ 十Ａｓ ）の組合せで
もって、Ａ１に対して独立して模擬演算を実施すること
ができる。また、（ＡＩ 十Ａ３ ）の組合せでもって
Ａ２に対して模擬演７Ｆｆ実施テキル。したがって、二
つのモデルユニットＡ１＊Ａｚｆｔ互いに独立して模擬
演算することが可能である。
このように、ゾロセス装置を構成する各機器に対応して
設けられた各モデルユニッ）ｆｄ上述したように互いに
独立して模擬演算するようにしている。この場合、各モ
デルユニットにおける連立差分方程式の連立数を最小限
に抑制することができるので、プロセス装置全体を一つ
の連立差分方程式に買替えなければならなかった従来の
装置に比較して、演算時間を大幅に減少させることがで
きる。したがって、同一計算容量、同一計算速度の計算
機を用いた場合、従来の装置に比較して、より構成機器
数が多いプロセス装置に適用することが可能である。
設けられた各モデルユニッ）ｆｄ上述したように互いに
独立して模擬演算するようにしている。この場合、各モ
デルユニットにおける連立差分方程式の連立数を最小限
に抑制することができるので、プロセス装置全体を一つ
の連立差分方程式に買替えなければならなかった従来の
装置に比較して、演算時間を大幅に減少させることがで
きる。したがって、同一計算容量、同一計算速度の計算
機を用いた場合、従来の装置に比較して、より構成機器
数が多いプロセス装置に適用することが可能である。
てらに、各モデルユニット毎に模擬演算するようにして
いるので、プロセス装ｅを構成する機器数が増減した場
合、その増減した機器に対応するモデルユニッ）ｋシミ
ュレーション装置に付加又は削除するのみでよい。した
がって、ゾロセス装置の構成変更に直ちに対応でき、プ
ロセス装置の設計時に非常に役立つシミュレーション装
置全提供できる。
いるので、プロセス装ｅを構成する機器数が増減した場
合、その増減した機器に対応するモデルユニッ）ｋシミ
ュレーション装置に付加又は削除するのみでよい。した
がって、ゾロセス装置の構成変更に直ちに対応でき、プ
ロセス装置の設計時に非常に役立つシミュレーション装
置全提供できる。
さらに、上述のモデルユニッｌｔ−追加する場合、モデ
ルユニットのポテンシャル変数、流れ変数等をプロセス
装置の各構成機器の各物理量と直接的に対応させており
、信号伝送路も動力伝達軸、電源ケーブル、配管カップ
ラー等に対応させているので・より現ＩＫ則して上記モ
デルユニットを接続していくことができる。
ルユニットのポテンシャル変数、流れ変数等をプロセス
装置の各構成機器の各物理量と直接的に対応させており
、信号伝送路も動力伝達軸、電源ケーブル、配管カップ
ラー等に対応させているので・より現ＩＫ則して上記モ
デルユニットを接続していくことができる。
なお、本発明は上述した芙施例に限定されるものではな
い。実施例でに、空調装置に適用した場合ケ示したが、
他のあらゆるゾロセス装置に適用することが可能である
。
い。実施例でに、空調装置に適用した場合ケ示したが、
他のあらゆるゾロセス装置に適用することが可能である
。
以上説明したように本発明によれば、プロセス装置を構
成する各機器に対応して、互いに独立して模擬演算する
演算装置を設けることによって、シミーレーション装置
全体の計算処理量を減少でき、より複雑なプロセス装置
の模擬演算を迅速にできる。また、プロセス装置の構成
変化に直ちに対応してシミーレーション装置の構成を容
易にかつ迅速に変更できる。
成する各機器に対応して、互いに独立して模擬演算する
演算装置を設けることによって、シミーレーション装置
全体の計算処理量を減少でき、より複雑なプロセス装置
の模擬演算を迅速にできる。また、プロセス装置の構成
変化に直ちに対応してシミーレーション装置の構成を容
易にかつ迅速に変更できる。
第１図はプロセス装置を示す概略構成図、第２図は本発
明の一実旌例に係るデジタルシミュレーション装置を示
すブロック構成図、第３図（、） （ｂ）および第４図
は同シミュレーション装置の要部を示す端子接続図、第
５図（ａ）（ｂ）は同シミュレーション装置の動作原理
を説明する説明図、第６図（ａ） （ｂ） （ｃ） （
ｄ）および第７図に同シミュレーション装置の効果を示
す特性図である。 ２ａ・・・電動機モデルユニット、４ａ・・・ポンプモ
デルユニット、６ａ＋９ａ＋１２ｔｈ＋１３ａ・・・配
管系モデルユニッ）％ ７ａ・・・配管モデルユニッ）
、Ｉ！ＩＩＬ・・・熱交換器モデルユニット、１５゜１
６．１７・・・信号伝送路。 （ｂ） 第６図 −へ１− 第７図 Ｂ子ｌｆｌ遅れ
明の一実旌例に係るデジタルシミュレーション装置を示
すブロック構成図、第３図（、） （ｂ）および第４図
は同シミュレーション装置の要部を示す端子接続図、第
５図（ａ）（ｂ）は同シミュレーション装置の動作原理
を説明する説明図、第６図（ａ） （ｂ） （ｃ） （
ｄ）および第７図に同シミュレーション装置の効果を示
す特性図である。 ２ａ・・・電動機モデルユニット、４ａ・・・ポンプモ
デルユニット、６ａ＋９ａ＋１２ｔｈ＋１３ａ・・・配
管系モデルユニッ）％ ７ａ・・・配管モデルユニッ）
、Ｉ！ＩＩＬ・・・熱交換器モデルユニット、１５゜１
６．１７・・・信号伝送路。 （ｂ） 第６図 −へ１− 第７図 Ｂ子ｌｆｌ遅れ
Claims (1)
- 複数の機器を接続してなるプロセス装置の動的状態を模
擬演算するデジタルシミュレーション装置において、前
記各機器に対応して設けられ、この機器の状態を示すポ
テンシャル変数および上記機器から隣接する機器へ移動
する物理量を示す流れ変数を出力する複数のシミュレー
ションモデルユニットと、こレラ各シミュレーションモ
デルユニット相互間を接続し、前記ポテンシャル変数お
よび流れ変数を伝送する信号伝送路と、前記各シミュレ
ーションユニット内に設けられ、予め定められた一定周
期毎に隣接するシミュレーションモデルユニットカラ前
記信号伝送路を介して入力される隣接する機器の前記ポ
テンシャル変数および流れ変数から、本機器の前記ポテ
ンシャル変数および流れ変数全演算する複数のデジタル
演算装置とを具備したことｆｔ＊徴とするデジタルシミ
ュレーション装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58119353A JPS6011908A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | デジタルシミユレ−シヨン装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58119353A JPS6011908A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | デジタルシミユレ−シヨン装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6011908A true JPS6011908A (ja) | 1985-01-22 |
Family
ID=14759387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58119353A Pending JPS6011908A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | デジタルシミユレ−シヨン装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6011908A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0356983A (ja) * | 1989-07-25 | 1991-03-12 | Seinosuke Narita | 発電プラントシミュレーション装置およびこの装置用のシミュレーションコード生成装置 |
-
1983
- 1983-06-30 JP JP58119353A patent/JPS6011908A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0356983A (ja) * | 1989-07-25 | 1991-03-12 | Seinosuke Narita | 発電プラントシミュレーション装置およびこの装置用のシミュレーションコード生成装置 |
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