(57)【要約】  仮想化を用いてクラスタ化シミュレーションネットワークをエンジニアリングするシステムであって、該システムは、シミュレーションされるべき、ユーザにより選択されるオブジェクトと、エンジニアリングＰＣから受信されるエンジニアリングデータに基づき、かつ、必要シミュレータ、必要ネットワークインタフェース、必要仮想ＰＣおよび仮想ハードウェアならびに必要ＩＰアドレスの設定のために設けられたフレームワークアプリケーションを有しており、フレームワークアプリケーションは、シミュレーションツールを実行する仮想マシン（ＶＭ）の必要数を設定し、複数の仮想マシン（ＶＭ）の複数の物理ＰＣへ分散させ、複数のシミュレータは、異なる種類であってよく、同一のインタフェースおよび制御機能性を必ずしも提供する必要は無い。
2014517948.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
仮想化を用いてクラスタ化シミュレーションネットワークをエンジニアリングするシステムであって、該システムは、
プラントソリューションに用いられる主エンジニアリングパーソナルコンピュータ（ＰＣ）に対する、ユーザにより設定されるアクセスと、
複数のシミュレータを含む複数の仮想マシン（ＶＭ）を実行するために用いられる、ユーザにより設定される複数の物理ホストＰＣと、
シミュレーションされるべき、ユーザにより選択されるオブジェクトと、
前記エンジニアリングＰＣから受信されるエンジニアリングデータに基づいており、かつ、必要シミュレータ、必要ネットワークインタフェース、必要仮想ＰＣおよび仮想ハードウェアならびに必要ＩＰアドレスの設定のために設けられたフレームワークアプリケーションと、
を有しており、
前記フレームワークアプリケーションは、シミュレーションツールを実行する仮想マシン（ＶＭ）の必要数を設定し、前記複数の仮想マシン（ＶＭ）を前記複数の物理ＰＣへ分散させ、
前記複数のシミュレータは、異なる種類であってよく、同一のインタフェースおよび制御機能性を必ずしも提供する必要は無い、
ことを特徴とする、システム。
【請求項２】
シミュレーションネットワーク自体のセットアップと、
前記複数のシミュレータをセットアップし、エンジニアリングされた制御ソリューションを前記複数のシミュレータに実行させるための、前記複数のシミュレータの設定の各シミュレータへのインプリメンテーションと、
前記複数のシミュレータ間の通信の設定と
を含む、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
ユーザは、仮想マシンハイパーバイザのグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）からオーケストレーションコマンドを実行し、または、前記フレームワークアプリケーションを介してオーケストレーションコマンドをリモートで制御する、請求項１または２記載のシステム。
【請求項４】
前記クラスタ化シミュレーションネットワークのためのコンポーネントは、標準ＰＣハードウェア、標準「ネットワークアダプタ」、有利には物理ＰＣのイーサネット（登録商標）カードを含み、ネットワークはハイパーバイザハードウェア抽象化レイヤを通してトンネルされる、請求項１から３のいずれか１項記載のシステム。
【請求項５】
エンジニアリングは、全てのシミュレーションツール用の所定の標準ワークフローに基づいている、請求項１から４のいずれか１項記載のシステム。
【請求項６】
前記複数のシミュレータを実行する前記複数の仮想マシン（ＶＭ）を複数のホストＰＣに分散するために、適切な負荷分散が計算される、請求項１から５のいずれか１項記載のシステム。
【請求項７】
特定のホストＰＣに割り当てられた前記仮想マシン（ＶＭ）内の前記シミュレーションツールの適切な負荷分散が計算される、請求項６記載のシステム。
【請求項８】
前記仮想マシン（ＶＭ）内の前記シミュレーションツールは、負荷分散スキームに従って、または、所定のようにインスタンス化される、請求項５から７のいずれか１項記載のシステム。
【請求項９】
前記シミュレーションを実行するために必要されるホストＰＣの最小数が、所定の基準にしたがって計算される、請求項５から８のいずれか１項記載のシステム。
【請求項１０】
前記シミュレータの制御コマンドは、前記シミュレーションネットワーク全体における前記複数のシミュレータを分散および同期するために用いられる、請求項５から９のいずれか１項記載のシステム。
【請求項１１】
前記仮想マシンハイパーバイザのオーケストレーションコマンドは、別の制御機能性でもって既存のシミュレーションツールを拡張するために用いられる、請求項１０記載のシステム。
【請求項１２】
前記システムは前記クラスタ化シミュレーションネットワークの設定のためものであり、オーケストレーションインタフェースと、前記シミュレーションツールと、前記仮想マシンハイパーバイザとの間の通信は、ネットワーク化されて提供される、請求項１から１１のいずれか１項記載のシステム。
【請求項１３】
シミュレータまたはシミュレーション仮想マシン（ＶＭ）または物理ＰＣがシミュレーションネットワークに対して加えられまたは除かれる一方、シミュレーションはシミュレーションの実行の停止または割り込みなく実行される、請求項１から１２のいずれか１項記載のシステム。
【請求項１４】
仮想化を用いてクラスタ化シミュレーションネットワークをエンジニアリングするための方法であって、
プラントソリューションに用いられる主エンジニアリングコンピュータ（ＰＣ）に対する、ユーザにより設定されるアクセスが設定され、
複数のシミュレータを含む複数の仮想マシン（ＶＭ）を実行するために用いられるユーザにより設定される物理ホストＰＣが設定され、
シミュレーションされるべきユーザにより設定されるオブジェクトが選択され、
エンジニアリングＰＣにより提供されるエンジニアリングデータに基づいて、必要シミュレータ、必要ネットワークインタフェース、必要仮想ＰＣ、必要ＩＰアドレスならびに仮想ＰＣおよび仮想ハードウェアの設定が、フレームワークアプリケーションにより抽出される、
方法であって、
シミュレーションツールを実行する仮想マシン（ＶＭ）の必要数および仮想マシン（ＶＭ）の物理ＰＣへの分散が、前記フレームワークアプリケーションにより設定され、
前記複数のシミュレータは異なる種類であってよく、必ずしも同一のインタフェースおよび制御機能性を有しない、
ことを特徴とする方法。
【請求項１５】
第１のステップにおいて前記シミュレーションネットワーク自体がセットアップされ、次いで、シミュレータの設定が各シミュレータに入れられて、前記複数のシミュレータをセットアップしかつ前記複数のシミュレータにエンジニアリングされた制御ソリューションを実行させ、次いで、前記複数のシミュレータ間の通信が設定される、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
オーケストレーションが、仮想マシンハイパーバイザのグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）から実行され、または、前記フレームワークアプリケーションを介してリモートで制御される、請求項１４または１５記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジニアにドメインおよび技術依存性のシミュレーションフレームワークを提供する、分散、自動設定および負荷管理のための仮想化技術を用いて単一のアクセスポイントからクラスタ化シミュレーションネットワークを設定する、クラスタ化シミュレーションネットワークの設定のためのシステムおよびそのための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シミュレーションは、制御、装置およびサブシステムのハードウェアが未だ利用可能でなく、装置が具体化されていない場合に、機能性をチェックし、プラントソリューションをベリファイするために、プロセスおよび製造プラントの工場出荷試験（ＦＡＴ）において、広く用いられている。
【０００３】
通常、異なる自動化技術、たとえば変電所オートメーションの設計の標準であるＩＥＣ６１８５０に用いられる異なるシミュレーションツール、特に保護およびプロセス制御のための汎用通信プロトコルが存在し、サブシステムおよび装置シミュレーションならびに分散制御システム（以下ＤＣＳ）シミュレーションに用いられている。
【０００４】
しかし、単一のプラットフォームまたはシミュレーション設定フレームワークとは異なるシミュレーション技術の効率的な設定方法を提供する既知のシステムおよび方法は存在していない。
【０００５】
サブシステムおよび装置が具体化される前に開発されたソリューションに対するテストプラットフォームを提供するため、プロセスおよび製造プラントのためのシミュレーションツールがこんにち広く用いられている。数種の装置、たとえば、コントローラ、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）、フィールドバスやプラントオートメーションシステム内の他種の物理システムに関して、物理装置にソフトウェア表現を提供するために、異なるシミュレータまたはエミュレータが利用される。
【０００６】
これらのツールは、プロセス制御システムに接続される場合もあるが、接続されない場合もある。これらのツールのそれぞれは、図１に示すように、他のシミュレーションツールまたは他の高次のプロセスシミュレータに対する接続のための異なるインタフェースを提供する。
【０００７】
したがって、複数のシミュレータに対する共通のインタフェースは存在せず、ＦＡＴまたは仮想試運転のための複数のシミュレータを配置（deploy）するための共通の設定方法は存在しない。
【０００８】
さらに悪いことに、シミュレーションツールのユーザは専用のグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）を用いて各シミュレータを個別に設定および実行しなければならない。これは、シミュレータおよびシミュレータの配置に関して使い勝手の問題が存在することを意味している。すなわち、複数のシミュレータの設定インタフェースへの共通のアクセスポイントが存在しない。
【０００９】
より大きなプラントソリューションに対して、シミュレーションのための十分な処理能力を得るため、ユーザはシミュレーションを異なる複数部分に分割し、複数のＰＣ上の複数のツールを配置する必要がある。これは、複数のＰＣにクラスタ化された複数のシミュレータのネットワークということになる。これらのＰＣのそれぞれは、シミュレータを実行するために必要なハードウェアを提供しなければならない。
【００１０】
これはおそらく、複数のネットワークアダプタ、たとえばイーサネット（登録商標）カードがインストールされなければならず、これらのアダプタが正しいネットワーク内に配置されるよう設定されなければならないことを意味する。すなわち、使い勝手の問題に加えて、ユーザは複数のシミュレータの分散、これらを実行するために必要なＰＣハードウェアおよびシミュレーションＰＣのネットワークセットアップについても考慮しなければならない。
【００１１】
現在のプロセスには、以下に列記される種々の欠点がある。
１．シミュレータ間で制御およびオーケストレーションコマンドを同期することは難しい。
２．シミュレーションネットワークを開発するための決まったプロセスが存在しない。設定はこれを開発するエンジニアに依存する。これにより、ＰＣと、現実のハードウェアと、シミュレーションとの間に不適合が生じうる。
３．シミュレータを実行可能とするためおよびシミュレーションＰＣ上で動作させるために、特別なハードウェア、少なくとも多数のイーサネット（登録商標）カードを設けなければならない。
４．シミュレーションに必要とされるシミュレーションネットワークおよびハードウェアを設定するための多くの手作業が存在する。
５．シミュレータに必要とされるハードウェアインタフェースのため、大きなソリューションに対して多数の物理ＰＣが必要とされる。これは通常、性能またはメモリの問題ではなく、接続性、すなわち、ネットワークインタフェースコントローラ（以下ＮＩＣ）がないことまたはＮＩＣの数を増やすためのメインボード上のＰＣＩスロットが不十分であることの問題である。
６．すべてのシミュレータは、ユーザのニーズではなくそれ自身のためにカスタムメードされた特別なＧＵＩを備えているため、非常に使い勝手が悪い。
７．複数のシミュレーションツールが異なる機能性を提供する。たとえば、あるシミュレータはフリーズされ、別のものはフリーズされない。これは、実行時に技術的な問題および不整合性をもたらす。たとえば、あるシミュレータは実行され、別のものはフリーズされるが、動作時には相互に通信する必要がある。
８．すべてのシミュレータはそれ自身のデータで個別に設定されなければならない。必要な情報は存在するが、すべての実行されるシミュレータの大半の設定を作成することはできない。
９．いくつかのシステムは異なるシステム上で設定される必要があり、ソフトウェアはこれら各自の上で同じバージョンに維持されなければならない。
【００１２】
これに留意し、クラスタ化シミュレーションネットワークのシミュレーションの実行についての問題を考慮して、本発明の主たる課題は、ユーザに対して簡単なアクセスおよび制御を提供する仮想化を用いたかかるクラスタ化シミュレーションネットワークのエンジニアリングおよび設定のためのシステムおよび方法を提供することである。
【００１３】
ＥＰ１９０６３７７Ａ１には、訓練シミュレータにプロセス制御システムを統合するためのシステムおよび方法が開示されており、これにおいては、システムは、仮想パーソナルコンピュータ（ＶＰＣ）と対話する訓練シミュレータを有し、シミュレーションに関する機能性は対話を介して作動される。仮想ＰＣは、技術的インストールまたは技術的プロセスをモデル化するためのおよびプロセス制御システムのユーザインタフェースをモデル化するためのソフトウェアの一部を保存している。
【００１４】
さらに、自動化されたシステムのシミュレーションおよび／または完全なシミュレーションまたは一部のシミュレーションのための方法および装置が内部で議論されてきたが、現実の自動化装置は、現実の装置の修正または非修正ソフトウェアはエミュレーションおよび／または仮想化環境により実施可能または実現可能であるようにシミュレーション装置により置き換えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】ＥＰ１９０６３７７Ａ１
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１６】
従って、本発明は、出願時請求項１および１４に記載の分散、自動設定および負荷管理のための仮想化技術を用いることにより、１つのアクセスポイントからクラスタ化シミュレーションネットワークをエンジニアリングし、設定するための、ドメインおよび技術に依存しないシミュレーションフレームワークを提供する方法およびシステムに関する。
【００１７】
このため、本発明にかかるシステムは、以下の構成要素を有する：
・プラントソリューションのために用いられる主エンジニアリングパーソナルコンピュータ（ＰＣ）へのアクセスをユーザが設定する。
・シミュレータを含む仮想マシンを実行するために用いられる物理ホストＰＣをユーザが設定する。
・シミュレーションされるべきオブジェクトをユーザが選択する。
・エンジニアリングＰＣが提供するエンジニアリングデータに基づいて、必要シミュレータ、必要ネットワークインタフェースおよび必要ＩＰアドレスならびにシミュレーションツールの負荷分散、必要数の仮想マシンおよびシミュレーション仮想マシンの物理ＰＣへの分散、を設定するようフレームワークアプリケーションが提供される。
【００１８】
本発明の主な点は、シミュレーションネットワークまたはクラスタ内に配置されたシミュレータの効率的なエンジニアリングおよび設定のための方法およびシステムを提供するための仮想化技術の使用である。これらのシミュレータは種類が異なっていてよく、必ずしも同じインタフェースおよび制御機能性を提供する必要は無い。さらに、これらのシミュレータは同様の設定方法を提供する必要は無い。すなわち、これは、複数種類のシミュレータについて使用可能な非常にオープンな方法である。
【００１９】
請求項にかかる発明の好ましい実施形態によれば、システムは、シミュレーションネットワーク自体のセットアップと、複数のシミュレータをセットアップし、これらにエンジニアリングされた制御ソリューションを実行させるための、各シミュレータへのシミュレータの設定のインプリメンテーションと、シミュレータ間の通信の設定と、最後にシミュレーションネットワーク上でのＦＡＴの実行と、含む。
【００２０】
別の有利な実施形態では、エンジニアリングはいかなるフレームワークアプリケーションもなく提供され、一方で、ユーザには実行されるべき定められた一連のアクションがある。
【００２１】
有利には、ユーザは仮想マシンハイパーバイザのグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）からオーケストレーションコマンドを実行するか、または、これらをフレームワークアプリケーションを介してリモートで制御する。
【００２２】
本発明の別の実施形態では、ハイパーバイザハードウェア抽象化レイヤを介してトンネルされるネットワークによって、特別なハードウェア、特に、ネットワークアダプタ、たとえば、物理ＰＣのイーサネット（登録商標）カードを購入し、取り付け、設定する必要が無い。
【００２３】
これらの手段により、エンジニアリングを、すべてのシミュレーションツールについて所定の標準ワークフローに基づくものとすることができ、一方で、フレームワーク内のすべてのシミュレーションツールはこれに通じたシミュレーションエンジニアによってエンジニアリング可能である。
【００２４】
本発明にかかるシステムの有利な実施形態によれば、シミュレータを実行する仮想マシンを複数のホストＰＣに分散するために適切な負荷分散が計算され、一方で、特定のホストＰＣに割り当てられる仮想マシン内のシミュレーションの適切な負荷分散が計算される。
【００２５】
さらに、ＶＭ内のシミュレーションツールは、負荷分散スキームに従ってまたはユーザによって定められるようにインスタンス化され、一方で、シミュレーションの実行に必要ホストＰＣの最小数が所定の基準によって計算される。
【００２６】
本発明の別の実施形態では、好適には、シミュレータの制御コマンドは、シミュレーションネットワーク全体にわたる複数のシミュレータを分散し、同期するために用いられ、一方で、仮想マシンハイパーバイザのオーケストレーションコマンドは、別の制御機能性でもって既存のシミュレーションツールを拡張するために用いられる。
【００２７】
有利には、クラスタ化シミュレーションネットワークの設定により、オーケストレーションインタフェースとシミュレーションツールとの間の通信が提供され、仮想マシンハイパーバイザはネットワーク化されて提供される。
【００２８】
同様に、本発明の別の好適な実施形態におけるシステムでは、シミュレータまたはシミュレーションＶＭまたは物理ＰＣがシミュレーションネットワークに対して追加されまたは除かれ、一方で、シミュレーションはシミュレーションの実行の停止または割り込み無く実行される。
【００２９】
請求項にかかる発明の別の特徴によれば、方法が提供され、これにおいては、
・プラントソリューションのために用いられる主エンジニアリングＰＣへのアクセスがユーザにより設定される。
・シミュレータを含む仮想マシンを実行するために用いられている物理ホストＰＣもユーザにより設定される。
・シミュレーションされるべきオブジェクトがユーザにより選択される。
・エンジニアリングＰＣにより提供されるエンジニアリングデータに基づいて、必要シミュレータ、必要ネットワークインタフェース、必要ＩＰアドレス、ならびに、仮想ＰＣおよび仮想ハードウェアの設定ならびにシミュレータが抽出される。
【００３０】
請求項にかかる方法の別の好適な実施形態は以下により特徴づけられ、すなわち、第１のステップにおいてシミュレーションネットワーク自体がセットアップされ、次いで、シミュレータをセットアップし、これらにエンジニアリングされた制御ソリューションを実行させるために、シミュレータの設定が各シミュレータに入れられ、次いで、シミュレータ間の通信が設定され、最後に、ソリューションのテスト過程、ベリファイおよびバリデーションが実行可能とされる。
【００３１】
別の有利な実施形態によれば、オーケストレーションは、仮想マシンハイパーバイザのグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）からユーザにより実行されるか、または、フレームワークアプリケーションを介してリモートで制御される。
【００３２】
有利には、ハイパーバイザハードウェア抽象化レイヤを介してトンネルされるネットワークによって、特別なハードウェア、特にネットワークアダプタ、たとえば、物理ＰＣにイーサネット（登録商標）カードを購入し、取り付け、設定する必要が無い。
【００３３】
請求項にかかる発明の別の好適な実施形態によれば、エンジニアリングはすべてのシミュレーションツールのための所定の標準ワークフローに基づいており、一方で、フレームワーク内の全てのシミュレーションツールは、これに通じるシミュレーションエンジニアによりエンジニアリングされるために提供される。
【００３４】
有利には、エンジニアリングは、いかなるフレームワークアプリケーションもなしで提供され、一方で、所定の一連のアクションをユーザが行う必要がある。本発明の別の実施形態では、ハイパーバイザハードウェア抽象化レイヤを介してトンネルされるネットワークによって、特別なハードウェア、特にネットワークアダプタ、たとえば、物理ＰＣのイーサネット（登録商標）カードを購入し、取り付け、設定する必要が無い。
【００３５】
同様に、エンジニアリングはすべてのシミュレーションツールのための所定の標準ワークフローに好適には基づいていてよく、フレームワーク内のすべてのシミュレーションツールはこれに通じるシミュレーションエンジニアによりエンジニア可能である。
【００３６】
本発明の別の好適な実施形態によれば、シミュレータを実行する複数の仮想マシンを複数のホストＰＣに分散するために適切な負荷分散が計算され、一方、特定のホストＰＣに割り当てられている仮想マシン内のシミュレーションツールの適切な負荷分散が計算される。
【００３７】
さらに、ＶＭ内のシミュレーションツールは負荷分散スキームに従って、または、ユーザによって定められるようにインスタンス化されてもよい。
【００３８】
本発明の別の好適な実施形態によれば、シミュレーションを実行するために必要なホストＰＣの最小数が、所定の基準によって計算される。
【００３９】
同様に、シミュレータの制御コマンドは、シミュレーションネットワーク全体にわたってシミュレータを分散および同期するために用いられる。
【００４０】
請求項にかかる発明の別の好適な実施形態によれば、仮想マシンハイパーバイザのオーケストレーションコマンドは、別の制御機能性でもって既存のシミュレーションツールを拡張するために用いることができる。
【００４１】
クラスタ化シミュレーションネットワークの設定のための有利な方法によれば、オーケストレーションインタフェースとシミュレータとの間の通信が提供され、仮想マシンハイパーバイザはネットワーク化されたやり方で提供される。
【００４２】
本発明の好適な実施形態における別の方法によれば、シミュレーションまたはシミュレーションＶＭまたは物理ＰＣが提供され、これらはシミュレーションネットワークに対して加えられまたは除かれる一方で、シミュレーションはシミュレーションの実行の停止または割り込み無く実行される。
【００４３】
仮想化のため、シミュレータがインストールされた標準的なＰＣを提供することが有用である。すなわち、この仮想マシン（ＶＭ）はテンプレートして提供され、したがって、複数のＰＣにわたって容易に共有可能であり、または、１つのＰＣ上で複数回インスタンス化可能である。任意の新たなシミュレーションツールが統合されなければならない場合、このシミュレーションツールは仮想マシンにインストールされ、シンプルなプラグインインフラストラクチャはシミュレーションツールが現在存在し、プラントソリューションにおけるエンジニアリングされた装置またはネットワークのシミュレーションのために用いることができる、フレームワークを表す。
【００４４】
シミュレータが必要な場合、仮想マシンは単に実行されるか、または、コピーまたはクローンが作成され、シミュレータの新たな「インスタンス」が作成される。そうすることにより、シミュレータは自動的に増やされ、ＶＭを実行することにより実行可能である。
【００４５】
エンジニアリング部分に関して、仮想化により、適切なインフラストラクチャが提供され、このインフラストラクチャは、仮想ネットワークアダプタおよびシミュレータに必要な他のハードウェアを人手でまたは自動で設定および使用するために用いることができる。
【００４６】
ほとんどのシミュレータは、適切に動作するためにおよびＰＣ上で実行可能であるために、ネットワークインタフェースコントローラ（ＮＩＣ）を必要とする。これらのＮＩＣ、有利にはイーサネット（登録商標）カードは、物理ＰＣのハードウェアを変更することなく、容易に加えることができる。シミュレーションＰＣはそのホストＰＣのハードウェアからほとんど独立している。これはシミュレーションを非常に柔軟にし、別のシミュレータでもって容易に拡張でき、シミュレーションＰＣのＮＩＣを容易に変更可能とする。
【００４７】
仮想ハードウェアの容易な変更に加えて、シミュレーションを実行する仮想ＰＣは、容易に事前設定され、複数の物理ホストＰＣに分散可能である。仮想マシンを異なるＰＣに単純にコピーすることにより、シミュレーションは仮想マシン、ホストＰＣのハードウェアまたはこれらの設定を何ら変更することなくそこで実行可能である。シミュレーションはハイパーバイザにおけるほんの僅かな変更でまたは全く変更なく直接実行される。
【００４８】
さらに、仮想化技術がいくつかの標準機能により既存のシミュレータ機能性を拡張するために用いられる。通常、仮想化ハイパーバイザはスナップショットをセーブし、仮想マシンをサスペンドし、または仮想マシンをポーズすることができる。ハイパーバイザを用いて仮想マシン上でこれらのコマンドを処理することにより、仮想マシン内で実行されるシミュレーションツールはこれらの機能性を変更することなく同じアクションを実行する。これは、シミュレーションツール自体の機能性に触れること無く、シミュレーションツールをスナップショットを保存し、シミュレーションをサスペンドおよびポーズすることができるようにする簡単な方法が存在することを意味する。
【００４９】
これらすべては、プラントのシミュレーションソリューションを設定するために用いることができる標準的な方法につながる。
・ユーザはシミュレーションに使用されるべき物理ＰＣを設定する。
・ユーザは制御、装置およびサブシステムソリューションに関する情報およびその背後の対応するロジックを含むエンジニアリングＰＣに対するアクセスを設定する。
・ユーザはシミュレーションネットワーク内でシミュレーションされるべきオブジェクトを選択する。
・シミュレーションフレームワークはエンジニアリングＰＣから集められるデータを評価することを考慮し、必要な仮想イーサネット（登録商標）カード、ＩＰアドレスおよびシミュレーションされるべきオブジェクトに必要な仮想マシンを計算する。
・フレームワークは、自動的にシミュレータを複数の仮想マシンまたは仮想マシンインスタンスに分散させ、仮想マシンを所定の複数の物理ＰＣに分散させる。
【００５０】
シミュレーションネットワーク自体がセットアップされると、ユーザはシミュレータの設定をシミュレータに入れて、シミュレータをセットアップし、シミュレータにエンジニアリングされた制御ソリューションを実行させる。さらに、すでにフレームワークは仮想イーサネット（登録商標）カードを配置しており、そのＩＰアドレスをセットしているため、シミュレータ間の通信はすぐに機能する。次いで、プラントソリューションのテスト、ベリファイおよびバリデーションが開始可能である。
【００５１】
ユーザは仮想マシンハイパーバイザのＧＵＩからオーケストレーションコマンドを実行するか、または、これらをフレームワークアプリケーションを介してリモート制御する。
【００５２】
本発明の以下の特定の利点が実現される。
１．特別なハードウェア、たとえば、物理ＰＣのイーサネット（登録商標）カードを購入し、取り付け、設定する必要がない。スタッフに依存したネットワークおよびＰＣハードウェアは、ハイパーバイザハードウェア抽象化レイヤを介してトンネルされる。
２．エンジニアリングが全てのシミュレーションツールのための所定の標準ワークフローに基づいている。シミュレーションエンジニアがこれに通じれば、その者はフレームワーク内のすべてのシミュレーションツールをエンジニアリングできる。
３．設定のほとんどのステップは自動化可能であり、これはシミュレーション設定の効率を向上させる。
４．シミュレータは１つのポイントから必要なデータでもって設定可能である。ほとんどの設定は、自動的に実行可能であり、シミュレーションツールの外観および感覚は各シミュレータについて同じである。
５．機能性のなさはハイパーバイザを用いてオーケストレーションアクション（サスペンド、ポーズ、スナップショットの取得など）を実行することにより「アップグレード」される。
６．シミュレーション機能性ではなく、ユーザに対してカスタムメードされたフレームワークアプリケーションを提供することによるはるかに良好な使い勝手。さらに、ＧＵＩはすべてのシミュレータについて同じである。
７．少なくともハイパーバイザにより提供されるオーケストレーションコマンドに関して、オーケストレーションコマンドがハイパーバイザ機能を用いて同期可能である。
８．物理ＰＣおよび仮想マシンの負荷分散を計算するために、シンプルなアルゴリズムを使用可能である。
９．本方法は非常に柔軟であり、複数の技術境界にわたる複数の異なる種類のシミュレーション技術を統合するために十分にオープンである。
【００５３】
本発明を実行する各方法の可能なレイヤを開示する実施例により、本発明の好適な実施形態ならびに対応する利点が以下の図面に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】従来技術：シミュレーションツール
【図２】非常に小さく、単純な、プラントソリューション用シミュレーションネットワーク
【図３】仮想マシンを用いたシミュレーションを設定するプロセス
【発明を実施するための形態】
【００５５】
従来技術を示す図１を除き、全ての他の図面は本発明のいくつかの好適な実施形態を示す。
【００５６】
図１は従来技術におけるプロセス制御システム１０からなる製造プラントおよび／またはプロセスのためのツールの典型的な構成を示す。当該設定には、いくつかのコンポーネント、たとえば、「ソフトＰＬＣ」１２、「プロセスシミュレータ」１４、「他のシミュレータ１」１６、「他のシミュレータ２」１８、「装置シミュレータ」２０がインタフェース２２と協働可能に設けられている。
【００５７】
これについては、シミュレーションツールのユーザが、各シミュレータを個別に、専用のグラフィカルユーザインタフェースを用いて設定しなければならないという問題がある。これは、シミュレータのエンジニアリングと配置に関する使い勝手の問題があることを意味する。すなわち、シミュレータのエンジニアリングインタフェースに対する共通のアクセスポイントが無い。
【００５８】
より大きいプラントソリューションに対して、シミュレーションへの十分な処理力を得るため、ユーザはシミュレーションを異なる複数部分に分け、いくつかのＰＣにツールを配置しなければならない。これは、いくつかのＰＣにクラスタ化されたシミュレータのネットワークとなる。
【００５９】
図２は、やや小さく、単純な、本発明にかかるプラントソリューションのためのかかるシミュレーションネットワーク２４の例を示す。これは複数のＰＣ（パーソナルコンピュータ）２６を含んで設定され、このシミュレーションネットワーク２４のために用いられている各ＰＣ２６は、シミュレーションの実行に必要なハードウェアを提供すべきである。
【００６０】
したがって、使い勝手の問題に加えて、ユーザはシミュレータ２８の分散について考慮しなければならず、それぞれはＰＣ２６に設けられる。したがって、ＰＣ２６、そのハードウェアそれぞれは、シミュレーションだけでなく、シミュレーションＰＣ２６のネットワークセットアップを実行する必要がある。さらに、シミュレーションオペレータ３０、別のシミュレーションノード３２および別のプロセス制御ノード３４がある場合もある。
【００６１】
最後に、図３は、本発明にかかるシミュレーションに用いられる特定のコンポーネントおよびツールの構成３６を示す。この構成では、ユーザが定めた数の仮想マシン３８（ＶＭＡ、ＶＭＢ、ＶＭＣ）が用いられており、これらは、プラントソリューションのために用いられる１つの主エンジニアリングＰＣにインストールされている。
【００６２】
さらに、プラントのエンジニアリングシミュレーションソリューションに用いることができる標準的な方法がある。対応して、設定３６において、「ＶＭマネージャ」内の「負荷マネージャ」などの異なる複数のツール、および、「負荷エンジニアリングデータ」または「ＶＭテンプレートに必要なコピー／クローン」などのプロセスステップが示されている。
【００６３】
まず、ユーザはプラントソリューションのために用いられる主エンジニアリングＰＣ２６に対するアクセスを設定する。次いで、ユーザは、複数のシミュレータを含む仮想マシン３８を実行するために用いられる物理ホストＰＣ（物理ＰＣのみ、仮想マシンではない）を設定する。
【００６４】
その後、ユーザはシミュレーションすべきオブジェクトを選択し、エンジニアリングＰＣにより提供されるエンジニアリングデータに基づいて、必要シミュレータ、必要ネットワークインタフェースおよび必要ＩＰアドレスならびにシミュレーションツールの負荷分散、仮想マシンの必要数および複数の物理ＰＣへの仮想マシンへの分散を設定するために、フレームワークアプリケーションが提供される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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