(57)【要約】【課題】  実際のシステムの実時間制御に合わせてシミュレーションを行うことができる制御システムのシミュレーション装置を提供することである。【解決手段】  仮想試験装置用ソフトウェア管理手段３は、シミュレータシステムメモリ５に格納されたシミュレーションプログラムにより、制御プログラムメモリ６に格納された制御プログラムのシミュレーションを実行したときのＩ／Ｏの入出力処理時間や命令語の実行処理時間を計測する。そして、Ｉ／Ｏ入出力軸時間データメモリ７や命令語実効実時間データメモリ８に予め格納された実際のシステムの実時間と、計測した実行処理時間とを比較し、その差分に基づいて実際のシステムの実時間制御に合わせてシミュレーションを行う。【選択図】  図１
2006215943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実際のシステムを制御する制御プログラムが格納された制御プログラムメモリと、
前記制御プログラムメモリがＩ／Ｏの入出力処理や命令語の実行処理を行った時間を計測するタイマコントローラと、
実際のシステムで計測したＩ／Ｏの入出力処理時間が予め格納されたＩ／Ｏ入出力実時間データメモリと、
実際のシステムで計測した命令語の実行処理時間が予め格納された命令語実行実時間データメモリと、
前記制御プログラムに基づいてシミュレーションを行うシミュレーションプログラムが格納されたシミュレータシステムメモリと、
前記シミュレーションプログラムにより制御プログラムのシミュレーションを実行したときのＩ／Ｏの入出力処理時間や命令語の実行処理時間を計測し、その計測時間と実際のシステムで計測した実時間とを比較し、実際のシステムの実時間制御に合わせてシミュレーションを行う仮想試験装置用ソフトウェア管理手段とを備えたことを特徴とする制御システムのシミュレーション装置。
【請求項２】
前記仮想試験装置用ソフトウェア管理手段は、前記シミュレーションにおける計測時間が実際のシステムで計測した実時間より短いときは、その差分を補正しながら実際のシステムの実時間制御に合わせてシミュレーションを行うことを特徴とする請求項１記載の制御システムのシミュレーション装置。
【請求項３】
前記仮想試験装置用ソフトウェア管理手段は、前記シミュレーションにおける計測時間が実際のシステムで計測した実時間より長いときは、実際のシステムの実時間を整数倍し実際のシステムの実時間制御と動作タイミングを合わせることを特徴とする請求項１記載の制御システムのシミュレーション装置。
【請求項４】
前記仮想試験装置用ソフトウェア管理手段は、一つの制御プログラムのシミュレーションが終了したときにＩ／Ｏ入出力処理時間と命令語実行処理時間との合計で動作タイミングを合わせることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一記載の制御システムのシミュレーション装置。
【請求項５】
前記仮想試験装置用ソフトウェア管理手段は、Ｉ／Ｏ入出力処理時間毎、命令語実効時間毎に動作タイミングを合わせることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一記載の制御システムのシミュレーション装置。
【請求項６】
実際のシステムで計測したＩ／Ｏの入出力処理時間および命令語の実行処理時間を予め記憶しておき、シミュレーションプログラムにより制御プログラムのシミュレーションを実行したときのＩ／Ｏの入出力処理時間や命令語の実行処理時間を計測し、その計測時間と実際のシステムで計測した実時間とを比較し、実際のシステムの実時間制御に合わせてシミュレーションを行うことを特徴とする制御システムのシミュレーション方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御システムで使用する制御プログラムのシミュレーションを行う制御システムのシミュレーション装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、制御システムで使用する制御プログラムは、実際の制御システムに適用して検証する前にシミュレータと呼ばれる仮想テストマシンで予め検証することが多い。このとき、実際の制御システムと仮想テストマシンの性能が異なるなどして実際の状況と同じように制御プログラムを動作させることができないため、別の専用装置を用い実際の状況と同じような環境を用意している。
【０００３】
シミュレータで制御プログラムを検証するにあたり、入出力シミュレートプログラムの実行に影響されずに適確に入出力シミュレートを実現できるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
これは、コントローラの入出力シミュレートを行うＩ／Ｏシミュレータをコントローラを制御する制御プログラムとともにマルチタスクオペレーションシステムが搭載されたコンピュータ上で実行させるとともに、Ｉ／Ｏシミュレータの動作中は制御プログラムのタイマの動作を停止させるものである。これにより、制御プログラムにとっては、入出力シミュレートプログラムの実行による経過時間が無視され、実際に外部入出力回路を接続してコントローラを動作させたときと同じ状態で適確なＩ／Ｏシミュレーションを実現している。
【特許文献１】特開平１０−１３３７１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、このような制御システムのシミュレータにおいては、制御プログラムのロジック検証を行うことはできるが、プログラム実行や周辺機器との入出力処理時間の実時間が実機と異なるため、実時間のシミュレーションができない。特許文献１のものでは、Ｉ／Ｏシミュレータの動作は考慮に入れているが、プログラムの命令語の実行処理時間については考慮がない。
【０００６】
本発明の目的は、実際のシステムの実時間制御に合わせてシミュレーションを行うことができる制御システムのシミュレーション装置および方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係わる制御システムのシミュレーション装置は、実際のシステムを制御する制御プログラムが格納された制御プログラムメモリと、前記制御プログラムメモリがＩ／Ｏの入出力処理や命令語の実行処理を行った時間を計測するタイマコントローラと、実際のシステムで計測したＩ／Ｏの入出力処理時間が予め格納されたＩ／Ｏ入出力実時間データメモリと、実際のシステムで計測した命令語の実行処理時間が予め格納された命令語実行実時間データメモリと、前記制御プログラムに基づいてシミュレーションを行うシミュレーションプログラムが格納されたシミュレータシステムメモリと、前記シミュレーションプログラムにより制御プログラムのシミュレーションを実行したときのＩ／Ｏの入出力処理時間や命令語の実行処理時間を計測し、その計測時間と実際のシステムで計測した実時間とを比較し、実際のシステムの実時間制御に合わせてシミュレーションを行う仮想試験装置用ソフトウェア管理手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明に係わる制御システムのシミュレーション方法は、実際のシステムで計測したＩ／Ｏの入出力処理時間および命令語の実行処理時間を予め記憶しておき、シミュレーションプログラムにより制御プログラムのシミュレーションを実行したときのＩ／Ｏの入出力処理時間や命令語の実行処理時間を計測し、その計測時間と実際のシステムで計測した実時間とを比較し、実際のシステムの実時間制御に合わせてシミュレーションを行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、Ｉ／Ｏの入出力処理時間と命令語の実行処理時間とを実際の制御システムで計測して予めデータとして持っておき、シミュレータ上で実行した時間を計測して、計測時間と実際の処理時間とを比較しながら、その差分を調整するので、シミュレーション装置上で実際の制御システムで実行したときと同じ時間で制御プログラムを実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態に係わる制御システムのシミュレーション装置の構成図である。図１において、シミュレーション装置１は、仮想試験装置用ソフトウェア管理手段３、タイマコントローラ４、シミュレータシステムメモリ５、制御プログラムメモリ６、Ｉ／Ｏ入出力実時間データメモリ７、命令語実行実時間データメモリ８、時間計測データメモリ９を有しており、これらはバス２で接続されている。
【００１１】
仮想試験装置用ソフトウェア管理手段３は、シミュレーション装置１の全体を統括制御するものである。タイマコントローラ４は、ソフトウェアの時間を計測に用いるものである。シミュレータシステムメモリ５はシミュレーションプログラムを格納するメモリであり、仮想試験装置用ソフトウェア管理手段３はシミュレーションプログラムにより制御プログラムのシミュレーションを実行する。制御プログラムメモリ６は、実際の制御を行う制御プログラムを格納したメモリである。
【００１２】
Ｉ／Ｏ入出力実時間データメモリ７は、実際の制御システムでのＩ／Ｏの入出力処理時間をＩ／Ｏ種類別に計測したデータを格納したメモリである。図２はＩ／Ｏ入出力実時間データメモリ７に格納されたＩ／Ｏ入出力実時間データの説明図である。図２に示すように、Ｉ／Ｏ種別番号毎に予めＩ／Ｏ入出力実時間データが記憶されている。
【００１３】
命令語実行実時間データメモリ８は、実際の制御システムでの命令語の実行処理時間を命令語種類別に計測したデータを格納したメモリである。図３は命令語実行実時間データメモリ８に格納された命令語実行実時間データの説明図である。図３に示すように命令語種別番号毎に予め命令語実行実時間データが記憶されている。
【００１４】
また、時間計測データメモリ９は、シミュレーション装置１で制御プログラムを実行した場合のＩ／Ｏの入出力処理時間や命令語の実行処理時間を計測したデータを格納するメモリである。
【００１５】
シミュレーション装置１の仮想試験装置用ソフトウェア管理手段３は、シミュレータシステムメモリ５に格納されたシミュレーションプログラムに基づき動作するようになっており、このシミュレーションプログラムは、制御プログラムメモリ６に格納された制御プログラムに基づいてＩ／Ｏ入出力処理や命令語の実行処理を行う。
【００１６】
図４は、本発明の実施の形態に係わる制御システムのシミュレーション装置の動作を示すフローチャートである。図４において、まずシミュレーション装置１が起動すると、シミュレータシステムメモリ５に格納されたシミュレーションプログラムに基づいて制御プログラムメモリ６に格納された制御プログラムの起動処理が開始される（ＳＴ１）。そして、仮想試験装置用ソフトウェア管理手段３は、タイマコントローラ４を用い、これから行うＩ／Ｏ入出力処理と命令語実行処理の処理時間の計測を開始する（ＳＴ２）。
【００１７】
次に、仮想試験装置用ソフトウェア管理手段３は、制御プログラムに基づき入出力するＩ／Ｏ処理があるか否かを判別し（ＳＴ３）、入出力するＩ／Ｏ処理があるときは、Ｉ／Ｏ入出力処理を行う（ＳＴ４）。そして、入出力したＩ／Ｏの実装置での時間をＩ／Ｏ入出力実時間データメモリ７に格納されたデータベースから取得し、実時間として加算しておく（ＳＴ５）。ステップＳＴ３での判定で、入出力するＩ／Ｏ処理がないときは、直ちにステップＳＴ６に移行する。
【００１８】
次に、仮想試験装置用ソフトウェア管理手段３は、制御プログラムに基づき実行する命令語処理があるか否かを判別し（ＳＴ６）、実行する命令語処理があるときは、命令語実行処理を行う（ＳＴ７）。そして、実行した命令語の実装置での時間を命令語実行実時間データメモリ８に格納されたデータベースから取得し、実時間として加算しておく（ＳＴ８）。ステップＳＴ６での判定で、実行する命令語処理がないと判断したときは直ちにステップＳＴ９に移行する。
【００１９】
次いで、仮想試験装置用ソフトウェア管理手段３は、タイマコントローラ４を用い、ステップＳＴ２にて開始した実行処理時間処理を終了し、Ｉ／Ｏ入出力処理と命令語実行処理とのシミュレータ上での実行処理時間を算出する（ＳＴ９）。
【００２０】
そして、ステップＳＴ５およびステップＳＴ８で加算してきた実時間とステップＳＴ９で計測した制御プログラム実行処理時間とを比較し（ＳＴ１０）、実時間より制御プログラム実行処理時間が小さいときは、その差分だけタイマコントローラ４を使用し待ち処理を行う（ＳＴ１１）。逆に大きいときは制御プログラム実行処理時間を越える最小の整数倍にし、その差分だけタイマコントローラ４を使用し待ち処理を行う（ＳＴ１２）。
【００２１】
このように、仮想試験装置用ソフトウェア管理手段３は、シミュレーションプログラムにより制御プログラムのシミュレーションを実行したときのＩ／Ｏの入出力処理時間や命令語の実行処理時間を計測し、その計測時間と実際のシステムで計測した実時間とを比較し、実際のシステムの実時間制御に合わせてシミュレーションを行う。
【００２２】
つまり、シミュレーションにおける計測時間が実際のシステムで計測した実時間より短いときは、その差分だけ次の制御プログラムを実行する処理を待ち実際のシステムの実時間制御に合わせてシミュレーションを行う。一方、シミュレーションにおける計測時間が実際のシステムで計測した実時間より長いときは、実際のシステムの実時間を整数倍して、その整数倍した時間だけ、次の制御プログラムを実行する処理を待ち、その後に次の制御プログラムを実行するようにして、実際のシステムの実時間制御と動作タイミングを合わせる。
【００２３】
本発明の実施の形態によれば、Ｉ／Ｏの入出力処理時間と命令語の実行処理時間とを実際の制御システムで予め計測してデータとして持っておくので、シミュレーションプログラムにより制御プログラムのシミュレーションを実行したときのＩ／Ｏの入出力処理時間や命令語の実行処理時間との比較ができる。従って、実際のシステムの実時間制御に合わせてシミュレーションを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態に係わる制御システムのシミュレーション装置の構成図。
【図２】本発明の実施の形態におけるＩ／Ｏ入出力実時間データメモリに格納されたＩ／Ｏ入出力実時間データの説明図。
【図３】本発明の実施の形態における命令語実行実時間データメモリに格納された命令語実行実時間データの説明図。
【図４】本発明の実施の形態に係わる制御システムのシミュレーション装置の動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００２５】
１…シミュレーション装置、２…バス、３…仮想試験装置用ソフトウェア管理手段、４…タイマコントローラ、５…シミュレータシステムメモリ、６…制御プログラムメモリ、７…Ｉ／Ｏ入出力実時間データメモリ、８…命令語実行実時間データメモリ、９…時間計測データメモリ
【図１】
2006215943.tif 000003
【図２】
2006215943.tif 000004
【図３】
2006215943.tif 000005
【図４】
2006215943.tif 000006