(57)【要約】  本開示は、テストおよびシミュレーションツールによって、制御システムテストと、外部動的プロセスモデルとのインターフェーシングとを容易にするためのコンピュータ実装方法であって、制御システムが複数の制御モジュール態様タイプを含み、各制御モジュール態様タイプが制御モジュールタイプおよびフィールドデバイス信号タイプのうちの１つであり、本方法が、ｃ）テストおよびシミュレーションツールのＩ／Ｏポートを介して制御システムの制御モジュール態様タイプから制御モジュール態様タイプデータを受信することと、ｄ）制御モジュール態様タイプに基づいて制御モジュール態様タイプデータを簡略化された制御モジュール態様タイプデータに変換することと、ｅ）簡略化された制御モジュール態様タイプデータを簡略化された一般的な制御モジュール態様タイプに与えることであって、簡略化された一般的な制御モジュール態様タイプが制御モジュール態様タイプの簡略化された表現である、与えることと、ｆ）簡略化された一般的な制御モジュール態様タイプと簡略化された制御モジュール態様タイプデータとを使用してフィードバックシミュレーションを実行すること、またはｇ）テストおよびシミュレーションツールから外部動的プロセスモデルに簡略化された制御モジュール態様タイプデータを送ることとを含む方法に関する。【選択図】図２
2021508392.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テストおよびシミュレーションツール（７）によって、プロセス制御またはプロセス安全のための制御システム（６）のテストと、外部動的プロセスモデル（１１）との前記制御システムのインターフェーシングとを容易にするためのコンピュータ実装方法であって、前記制御システム（６）が複数の制御モジュール態様タイプ（９ａ、９ｂ、９ｃ）を含み、各制御モジュール態様タイプ（９ａ、９ｂ、９ｃ）が制御モジュールタイプ（９ａ、９ｂ）およびフィールドデバイス信号タイプ（９ｃ）のうちの１つであり、前記方法は、
ｃ）前記テストおよびシミュレーションツール（７）のＩ／Ｏポート（１０ａ、１０ｂ）を介して前記制御システム（６）の制御モジュール態様タイプ（９ａ、９ｂ、９ｃ）から制御モジュール態様タイプデータ（１９ａ、２１ａ）を受信することと、
ｄ）前記制御モジュール態様タイプ（９ａ、９ｂ、９ｃ）に基づいて前記制御モジュール態様タイプデータ（１９ａ、２１ａ）を簡略化された制御モジュール態様タイプデータ（１９ｂ、２１ｂ）に変換することと、
ｅ）前記簡略化された制御モジュール態様タイプデータ（１９ｂ、２１ｂ）を簡略化された一般的な制御モジュール態様タイプ（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）に与えることであって、前記簡略化された一般的な制御モジュール態様タイプ（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）が前記制御モジュール態様タイプ（９ａ、９ｂ、９ｃ）の簡略化された表現である、与えることと、
ｆ）前記テストおよびシミュレーションツール（７）によって、前記簡略化された一般的な制御モジュール態様タイプ（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）と前記簡略化された制御モジュール態様タイプデータ（１９ｂ、２１ｂ）とを使用してフィードバックシミュレーションを実行すること、または
ｇ）前記テストおよびシミュレーションツール（７）から前記外部動的プロセスモデル（１１）に前記簡略化された制御モジュール態様タイプデータ（１９ｂ、２１ｂ）を送ることと
を含む、コンピュータ実装方法。
【請求項２】
ステップｃ）の前に、前記制御システム（６）のすべての制御モジュール態様タイプ（９ａ、９ｂ、９ｃ）に対応するインターフェーシング制御モジュール態様タイプ（９’ａ、９’ｂ、９’ｃ）をセットアップするために、ａ）前記制御システム（６）の前記すべての制御モジュール態様タイプ（９ａ、９ｂ、９ｃ）と、そのインスタンスのすべてとを取得することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ｂ）各インターフェーシング制御モジュール態様タイプ（９’ａ、９’ｂ、９’ｃ）をそれぞれの簡略化された一般的な制御モジュール態様タイプ（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）にマッピングすることを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記マッピングすることが、前記インターフェーシング制御モジュール態様タイプ（９’ａ、９’ｂ、９’ｃ）と、複数の簡略化された一般的な制御モジュール態様タイプ（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）を含むデータセットの前記簡略化された一般的な制御モジュール態様タイプ（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）との間の一致を見つけることを伴う、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
ステップｃ）が、対応するインターフェーシング制御モジュール態様タイプ（９’ａ、９’ｂ、９’ｃ）によって前記制御モジュール態様タイプデータ（１９ａ、２１ａ）を受信することを伴う、請求項２から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
ステップｆ）が、フィードバックシミュレーションデータを取得するために、前記簡略化された制御モジュールタイプデータ（１９ｂ、２１ｂ）を使用してフィードバックシミュレーションを実行することを伴う、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記制御モジュール態様タイプデータ（１９ａ、２１ａ）が制御モジュール態様タイプデータ（２１ａ）である場合、前記フィードバックシミュレーションがデバイスフィードバックシミュレーションであり、前記制御モジュール態様タイプデータ（１９ａ、２１ａ）がフィールドデバイス信号タイプデータ（１９ａ）である場合、前記フィードバックシミュレーションが信号フィードバックシミュレーションである、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
ｈ）前記制御モジュール態様タイプ（９ａ、９ｂ、９ｃ）にフィードバックシミュレーションデータを送ることを含む、請求項６または７に記載の方法。
【請求項９】
ステップｈ）が、前記Ｉ／Ｏポート（１０ａ、１０ｂ）によって使用されるプロトコルに適応された、変換されたフィードバックシミュレーションデータを取得するために、前記フィードバックシミュレーションデータを変換することと、前記Ｉ／Ｏポート（１０ａ、１０ｂ）を介して前記変換されたシミュレーションデータを前記制御モジュール態様タイプ（９ａ、９ｂ、９ｃ）に送ることとを伴う、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記簡略化された一般的な制御モジュール態様タイプ（９’ａ、９’ｂ、９’ｃ）が、前記制御モジュール態様タイプ（９ａ、９ｂ、９ｃ）よりも少ない状態パラメータを有する、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
ステップｄ）における前記変換することが、前記制御モジュール態様タイプから前記対応する簡略化された一般的な制御モジュール態様タイプへのマッピングの事前決定されたルールに基づいて、前記制御モジュール態様タイプデータ（１９ａ、２１ａ）のフォーマットまたは信号インターフェースを変更することを伴う、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
ステップｈ）が、プロセス制御のためのオブジェクトリンキングおよび埋込み（ＯＰＣ）ＤＡ／ＵＡサーバ（１７）を介して前記簡略化された制御モジュール態様タイプデータ（１９ｂ、２１ｂ）を前記外部動的プロセスモデル（１１）に送ることを含む、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
テストおよびシミュレーションデバイス（１）の処理回路（３）によって実行されたとき、前記テストおよびシミュレーションデバイス（１）に請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法を実行することを行わせるコンピュータコードを含むコンピュータプログラム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のコンピュータプログラムを与えられた記憶媒体を含むコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、プロセス制御に関し、特に、制御システムのテストおよびシミュレーション態様に関する。
【背景技術】
【０００２】
旧来、制御システムソフトウェア／論理は、たとえば、ハードウェアコントローラにハードワイヤードされたランプ、スイッチおよびポテンショメータをもつ、オペレータのＨＭＩおよび物理テストラックを使用して、かなり標準化された方法でテストされている。
【０００３】
今日、制御システムソフトウェアのテストはソフトウェアベースプラットフォームに移行しており、制御システムはコントローラハードウェアなしにオフラインである。テスターは、ソフトウェアアプリケーションによって、および／またはフィードバックを刺激することができる動的プロセスモデルを使用することによって、制御を刺激し、検証することができる。
【０００４】
テストおよびシミュレートを行うとき、制御システムに自動応答を返すためにフィードバックループが必要とされる。フィードバックシミュレーションが制御論理コードに加えられ得る。ここに、特定の制御システムのためのフィードバックシミュレーションツールが存在し得る。Ｄｙｍｏｌａ（登録商標）およびＭａｔｌａｂ（登録商標）などサードパーティモデル化ツールは、モデルベンダーからのハイフィデリティ動的プロセスモデルおよびソフトウェアと同様に、シミュレーションのための他のオプションである。ハイフィデリティモデルの場合、一般に、異なるモデルベンダーおよびソフトウェアが異なるプロセスにおいて特化される。
【０００５】
制御システムは、一般に、ＩＯを刺激するモデルのための（ＯＰＣ  ＤＡ、ＵＡまたは同様の）インターフェースを与えて、ユーザが、必要とされる動的シミュレーションに応じてモデルツールとベンダーとを選択することを可能にする。
【０００６】
ソフトウェアアプリケーションによって制御ソフトウェア／論理をテストすることに関する１つの問題は、ソフトウェアソリューションがユーザインターフェースを旧来の物理テストラックよりもはるかに複雑にし得ることである。ソリューションは標準化されておらず、テスターインターフェースは制御システムとプロジェクトとの間で大きく異なり得る。
【０００７】
いくつかの存在するテストおよびシミュレーションソリューションならびにその欠点は以下の通りである。
動的フィードバックは制御論理に組み込まれる。１つの欠点はシミュレーションコードを制御コードと混合することである。これは、シミュレーションがコントローラにおいてアクティブであるという危険とともに安全に影響を及ぼす。
外部動的プロセスモデルの使用。動的プロセスモデルは、一般に、シミュレーションのために設計され、制御システムを検証するためには設計されない。シングルユーザインターフェースとして使用されるために利用可能な制御システム情報が少なすぎる。
ユーザによるＩＯ応答を検証および／または刺激するための制御システムエンジニアリング／オンラインソフトウェアの使用。これは、各制御システムファミリー間で異なり得る、制御システムツールの知識を必要とする。そして、テスターのための複雑さを加える。
１つのツールがすべての情報を与えることができないので、結果を検証するために異なるツールおよびインターフェースを使用すること。これには、ユーザが複数のツールを使用することを覚えることが必要である。
【０００８】
ソフトウェアモデルが制御システムへのフィードバックを刺激するとき、制御システムと制御オブジェクトとの間のＩ／Ｏ信号は交差結合され、そこでは、ＯＰＣ  ＤＡ／ＵＡプロトコルが一般に使用される。
【０００９】
多くの制御システムは、動的プロセスモデルがＩＯを刺激することを可能にするインターフェースサポートを有し、これにより、ユーザが、必要とされる動的シミュレーションに応じて動的プロセスモデルツールとベンダーとを選定することが可能になる。
【００１０】
ソフトウェアモデルがコマンドを読み取り、制御システムへのフィードバックを刺激するとき、モデルは制御システム側でＩＯおよびプロトコルインターフェーシングを処理する必要がある。一般的なデバイスは、しかしながら、制御システム側ではかなり異なり得る。さらに、既存の制御システムは、バスプロトコルによってデータを送るますます多くのインテリジェントデバイスを使用し、そこでは、フィードバックおよびコマンドが多くの異なる形でパックされ得るので、制御オブジェクトタイプのより多くの複雑さと多様性とが加えられ得る。
【００１１】
動的プロセスモデル側では、一般に、たとえば、開閉バルブのすべてのタイプは、開閉のための２つのフィードバックと２つの出力信号とをもつ、同じ単純な信号インターフェースを有する。制御側のプロトコルは、制御固有のタイプに変換するために動的プロセスモデル側に多くの複雑さを加える。信号を交差結合し、変換することの複雑さは、異なるデバイスタイプのＩＯまたはプロトコルインタフェースによって引き起こされるが、依然としてモデルソフトウェアにおいて処理される。
【００１２】
モデルエンジニアまたはデベロッパーは、すべての異なる制御オブジェクトタイプおよびプロトコルの仕様を必要とし、そのタイプおよびプロトコルを動的プロセスモデルに実装する。モデルおよび制御システム側におけるデバイス間で信号を交差結合し、変換することは、モデル側に多くのエンジニアリングおよび開発時間を加え得る。ユーティリティシステムを用いるなど、小さい変更または拡張は動的プロセスモデル構成へのアクセスおよびモデルソフトウェアの知識を必要とする。一般に、モデルエンジニアによって処理されるとき、これは低忠実度シミュレーションエリアにさえ高いコストを加える。
【発明の概要】
【００１３】
上記に鑑みて、本開示の目的は、従来技術の問題を解決するまたは少なくとも緩和する、制御システムテストおよびシミュレーションを容易にする方法を提供することである。
【００１４】
したがって、本開示の第１の態様によれば、テストおよびシミュレーションツールによって、制御システムのテストと、外部動的プロセスモデルとの制御システムのインターフェーシングとを容易にするためのコンピュータ実装方法であって、制御システムが複数の制御モジュール態様タイプを含み、各制御モジュール態様タイプが制御モジュールタイプおよびフィールドデバイス信号タイプのうちの１つであり、本方法は、ｃ）テストおよびシミュレーションツールのＩ／Ｏポートを介して制御システムの制御モジュール態様タイプから制御モジュール態様タイプデータを受信することと、ｄ）制御モジュール態様タイプに基づいて制御モジュール態様タイプデータを簡略化された制御モジュール態様タイプデータに変換することと、ｅ）簡略化された制御モジュール態様タイプデータを簡略化された一般的な制御モジュール態様タイプに与えることであって、簡略化された一般的な制御モジュール態様タイプが制御モジュール態様タイプの簡略化された表現である、与えることと、ｆ）簡略化された一般的な制御モジュール態様タイプと簡略化された制御モジュール態様タイプデータとを使用してフィードバックシミュレーションを実行すること、またはｇ）テストおよびシミュレーションツールから外部動的プロセスモデルに簡略化された制御モジュール態様タイプデータを送ることとを含む、コンピュータ実装方法が提供される。
【００１５】
本方法は、制御システムのための標準化されたテストおよびシミュレーションインターフェースを提供する。特に、簡略化された一般的な制御モジュール態様タイプへの変換は、以前のソリューションにおけるのと同じ程度まで外部動的プロセスモデルを特定の制御システムに適応させる必要なしに、外部動的プロセスモデルへの接続を可能にする。代わりに、テストおよびシミュレーションツールは、特定の制御システムに従って自動的に適応または構成され得る。以前に外部動的プロセスモデルに実装された変換は、制御システムと外部動的プロセスモデルとの間のインターフェースを与えるテストおよびシミュレーションツールによって与えられる。
【００１６】
フィードバックシミュレーションはテストおよびシミュレーションツール内で低忠実度シミュレーションを与え得、これは、いくつかの状況では望ましいことがある。これにより、シミュレーションをセットアップする際の時間が低減され、外部高忠実度動的プロセスモデルソフトウェアにおけるコストおよびシミュレーション範囲が低減され得る。テストおよびシミュレーションツールとインターフェースし得る外部力学モデルは、したがって、中間または高忠実度シミュレーションを与え得る。これによって、低コストの低忠実度シミュレーションで開始することが可能であり、後で中間／高忠実度外部動的プロセスモデルに切り替えてこれと一体化するオプションがある。
【００１７】
テストおよびシミュレーションツールによって外部動的プロセスモデルを接続することによって、制御システムに対するプロトコル／ＩＯ固有インターフェースがテストおよびシミュレーションツールによって処理されるので、大量のエンジニアリングおよびテストエフォートが節約される。外部動的プロセスモデルは、簡略化された一般的な制御モジュール態様タイプの小さいセットをインターフェースするだけで済む。さらに、向上した外部動的プロセスモデルを一体化するために必要な時間が大いに低減される。
【００１８】
さらに、シミュレーションが制御システムの外側で行われ、制御システム構成への影響がないので、安全が向上する。
【００１９】
一実施形態は、ステップｃ）の前に、ａ）制御システムのすべての制御モジュール態様タイプに対応するインターフェーシング制御モジュール態様タイプをセットアップするために、制御システムのすべての制御モジュール態様タイプと、そのインスタンスのすべてとを取得することを含む。
【００２０】
したがって、インターフェースツールが最初にセットアップまたは構成されるとき、インターフェースツールは自動的に制御モジュール態様タイプでポピュレートされる。制御システムの制御モジュール態様タイプ構成を反射またはミラーリングする制御モジュール態様タイプ構成が、それによって、テストおよびシミュレーションツール中で取得される。
【００２１】
制御システム範囲または制御システム構成がテストおよびシミュレーションツール中に自動的にポピュレートされるので、制御システムのためのテストインターフェースをセットアップするための時間が、それによって大いに低減される。
【００２２】
一実施形態は、ｂ）各インターフェーシング制御モジュール態様タイプをそれぞれの簡略化された一般的な制御モジュール態様タイプにマッピングすることを含む。
【００２３】
一実施形態によれば、マッピングは、インターフェーシング制御モジュール態様タイプと、複数の簡略化された一般的な制御モジュール態様タイプを含むデータセットの簡略化された一般的な制御モジュール態様タイプとの間の一致を見つけることを伴う。
【００２４】
データセット、またはライブラリは、最初に、ユーザによって行われる手動セットアップによって取得され得る。データセットまたはライブラリが作成されると、マッピングが自動的に行われ得る。
【００２５】
一実施形態によれば、ステップｃ）は、対応するインターフェーシング制御モジュール態様タイプによって制御モジュール態様タイプデータを受信することを伴う。
【００２６】
一実施形態によれば、ステップｆ）は、フィードバックシミュレーションデータを取得するために簡略化された制御モジュールタイプデータを使用してフィードバックシミュレーションを実行することを伴う。
【００２７】
一実施形態によれば、制御モジュール態様タイプデータが制御モジュール態様タイプデータである場合、フィードバックシミュレーションはデバイスフィードバックシミュレーションであり、制御モジュール態様タイプデータがフィールドデバイス信号タイプデータである場合、フィードバックシミュレーションは信号フィードバックシミュレーションである。
【００２８】
一実施形態は、ｈ）制御モジュール態様タイプにフィードバックシミュレーションデータを送ることを含む。
【００２９】
一実施形態によれば、ステップｈ）は、Ｉ／Ｏポートによって使用されるプロトコルに適応された、変換されたフィードバックシミュレーションデータを取得するために、フィードバックシミュレーションデータを変換することと、Ｉ／Ｏポートを介して変換されたシミュレーションデータを制御モジュール態様タイプに送ることとを伴う。
【００３０】
一実施形態によれば、簡略化された一般的な制御モジュール態様タイプは、制御モジュール態様タイプよりも少ない状態パラメータを有する。
【００３１】
一実施形態によれば、ステップｄ）における変換することは、制御モジュール態様タイプから対応する簡略化された一般的な制御モジュール態様タイプへのマッピングの所定のルールに基づいて制御モジュール態様タイプデータのフォーマットまたは信号インターフェースを変更することを伴う。
【００３２】
一実施形態によれば、ステップｈ）は、プロセス制御のためのオブジェクトリンキングおよび埋込み（ＯＰＣ）ＤＡ／ＵＡサーバを介して簡略化された制御モジュール態様タイプデータを外部動的プロセスモデルに送ることを含む。
【００３３】
本開示の第２の態様によれば、テストおよびシミュレーションデバイスの処理回路によって実行されたとき、テストおよびシミュレーションデバイスに第１の態様による方法を実行することを行わせるコンピュータコードを含むコンピュータプログラムが提供される。
【００３４】
本開示の第３の態様によれば、第２の態様によるコンピュータプログラムを与えられた記憶媒体を含むコンピュータプログラム製品が提供される。
【００３５】
一般に、特許請求の範囲において使用されるすべての用語は、本明細書で別段に明記されていない限り、技術分野においてその通常の意味に従って解釈されるべきである。「要素、装置、構成要素、手段など」へのすべての参照は、別段に明記されていない限り、要素、装置、構成要素、手段などの少なくとも１つのインスタンスを参照するものとして、オープンに解釈されるべきである。
【００３６】
次に、添付の図面を参照しながら、例として、発明的概念の特定の実施形態について説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】テストおよびシミュレーションデバイスのブロック図を概略的に示す図である。
【図２】制御システムソフトウェア、テストおよびシミュレーションツール、ならびにテストおよびシミュレーションツールとインターフェースする外部動的プロセスモデルのブロック図を概略的に示す図である。
【図３】図２に示されたシステムの簡略化を概略的に示す図である。
【図４】テストおよびシミュレーションツールによって、制御システムテスト、および外部動的プロセスモデルとのインターフェーシングを容易にするための方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
次に、例示的な実施形態が示されている添付の図面を参照しながら、発明的概念について以下でより十分に説明する。本発明的概念は、しかしながら、多くの異なる形態において実施され得、本明細書に記載された実施形態に限定されるものと解釈されるべきでない。そうではなく、これらの実施形態は、本開示が徹底的で完全であり、本発明的概念の範囲を当業者に十分に伝達するように、例として与えられる。説明全体にわたって同様の番号は同様の要素を指す。
【００３９】
図１はテストおよびシミュレーションデバイス１の例を示す。テストおよびシミュレーションデバイス１は、制御システムとインターフェースするように構成され、処理回路３と記憶媒体５とを含む。
【００４０】
処理回路３は、テストおよびシミュレーションに関する本明細書で開示する動作を実行することが可能な、好適な中央処理ユニット（ＣＰＵ）、マルチプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）などのうちの１つまたは複数の任意の組合せを使用し得る。
【００４１】
記憶媒体５は、たとえば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、または電気的消去可能プログラマブル読取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）など、メモリとして、より詳細には、ＵＳＢ（ユニバーサルシリアルバス）メモリまたはコンパクトフラッシュメモリなどのフラッシュメモリなど、外部メモリにおけるデバイスの不揮発性記憶媒体として実施され得る。
【００４２】
テストおよびシミュレーションデバイス１、特に記憶媒体５は、処理回路３によって実行されたとき、本明細書で開示する方法を実行するように構成された、テストおよびシミュレーションツールを定義するコンピュータコードを含み得る。テストおよびシミュレーションツールは、たとえば、プラグインまたはアプリケーションによって制御システムソフトウェアとインターフェースし得る。テストおよびシミュレーションツールは、バルブおよびポンプなど、制御モジュールタイプを制御するために使用される制御システムソフトウェアの一部を形成しない。テストおよびシミュレーションツールは、したがって、この意味では制御システムソフトウェアの外部にある。
【００４３】
図２は、プラグイン８を使用して制御システム６とインターフェースするテストおよびシミュレーションツール７のブロック図を概略的に示す。テストおよびシミュレーションツール７は、制御システムソフトウェア９とインターフェースするように構成されたソフトウェアである。テストおよびシミュレーションツール７は、さらに、外部動的プロセスモデルソフトウェア１３の外部動的プロセスモデル１１とインターフェースするように構成される。
【００４４】
テストおよびシミュレーションツール７は、制御システムのテストを容易にするために使用され得る。このコンテキストにおける制御システムは、広く解釈されるべきであり、たとえば、プロセスのためのプロセス制御システムまたは安全計装システムを包含し得る。
【００４５】
制御システムは、制御モジュールタイプ９ａおよび９ｂの形態の、制御モジュール論理タイプとも呼ばれる、様々なエンティティまたは制御モジュール態様タイプを制御するように構成されたコントローラを含む制御システムソフトウェア９を含む。制御モジュールタイプは、たとえば、異なるタイプのバルブ、ポンプ／モーター、デジタルおよびアナログセンサーなどであり得る。例において、制御モジュールタイプ９ａは「バルブタイプＡ」であり、制御モジュールタイプ９ｂは「バルブタイプＢ」である。
【００４６】
コントローラは、Ｉ／Ｏによって、センサーなどフィールドデバイスと通信するように構成される。制御システムソフトウェア９は、したがって、フィールドデバイス信号タイプ、たとえばフィールドデバイス信号タイプ９ｃの形態の、制御モジュール論理タイプとも呼ばれる、制御モジュール態様タイプを含む。フィールドデバイス信号タイプはコントローラのＩ／Ｏに関する。コントローラは、たとえば、フィールドデバイス信号タイプ９ｃなど、対応するフィールドデバイス信号タイプのフィールドデバイス信号タイプデータに基づいて、制御モジュールタイプ９ａおよび９ｂを制御するように構成され得る。例として、バルブタイプＡは圧力センサーに関連し得、これらのエンティティの両方は制御システム６の特定のコントローラに関連し得る。フィールドデバイスは、フィールドデバイス信号タイプによって定義される異なる信号タイプを有し得る。フィールドデバイス信号タイプは、たとえば、異なるタイプのアナログ信号タイプまたはデジタルブーリアン信号タイプであり得る。
【００４７】
テストおよびシミュレーションツール７は、制御インターフェース７ａと、変換器７ｂとシミュレーションインターフェース７ｃとを含む。制御インターフェース７ａは、制御システム６の制御モジュール態様タイプでポピュレートされ、各制御モジュール態様タイプのインスタンスの数は制御システム６の制御モジュール態様タイプに対応する。
【００４８】
制御モジュールタイプ９ａおよび９ｂは、一般に、制御インターフェース７ａにおいてポピュレートされているとき、インターフェーシング制御モジュールタイプ９’ａおよび９’ｂと呼ばれる。フィールドデバイス信号タイプ９ｃは、一般に、制御インターフェース７ａにおいてポピュレートされているとき、インターフェーシングフィールドデバイス信号タイプ９’ｃと呼ばれる。
【００４９】
このポピュレーションまたは構成は、テストおよびシミュレーションツール１が最初にセットアップされるときに取得され得、たとえばプラグイン８を介して制御システムソフトウェア９から現在の制御モジュール態様タイプ構成およびそのインスタンスをたとえば取得することによって、自動的にまたは手動で生成され得る。
【００５０】
制御システムソフトウェア９における制御モジュールタイプ９ａおよび９ｂと、テストおよびシミュレーションツール７の制御インターフェース７ａ中のインターフェーシング制御モジュールタイプ９’ａおよび９’ｂとの間に、それぞれのＩ／Ｏポート１０ａおよび１０ｂがある。制御システム６のフィールドデバイス信号タイプ９ｃと、制御インターフェース７ａ中のインターフェーシングフィールドデバイス信号タイプ９’ｃとの間にそれぞれのＩ／Ｏポート１０ｃがある。
【００５１】
シミュレーションインターフェース７ｃは、簡略化された一般的な制御モジュールタイプ１５ａおよび１５ｂの形態の、ならびに簡略化された一般的なフィールドデバイス信号タイプ１５ｃの形態の簡略化された一般的な制御モジュール態様タイプでポピュレートされる。簡略化された一般的な制御モジュールタイプ１５ａおよび１５ｂは、それぞれインターフェーシング制御モジュールタイプ９’ａおよび９’ｂのマッピングである。簡略化された一般的なフィールドデバイス信号タイプ１５ｃはインターフェーシングフィールドデバイス信号タイプ９’ｃのマッピングである。
【００５２】
簡略化された一般的な制御モジュールタイプは、対応する制御モジュールタイプ９ａおよび９ｂの簡略化された表現である。簡略化された一般的な制御モジュールタイプ１５ａおよび１５ｂは、より単純なプロトコルと通信し得、インターフェーシング制御オブジェクトタイプ９’ａおよび９’ｂよりも少ないパラメータを含み得る。簡略化された一般的なフィールドデバイス信号タイプは、対応するフィールドデバイス信号タイプ９ｃの簡略化された表現である。
【００５３】
上記で説明したマッピングは、最初に、ユーザによって手動で行われ得る。インターフェーシング制御モジュールタイプ９’ａ、９’ｂと簡略化された一般的な制御モジュールタイプ１５ａ、１５ｂとの間のマッピングのデータセットまたはライブラリが作成され、インターフェーシングフィールドデバイス信号タイプ９’ｃとインターフェーシング簡略化された一般的なフィールドデバイス信号タイプ１５ｃとの間のマッピングが作成されているとき、これらのマッピングは、将来の構成をポピュレートするときに自動的に実行され得る。
【００５４】
変換器７ｂは、制御インターフェース７ａのインターフェーシング制御モジュールタイプ９’ａおよび９’ｂとシミュレーションインターフェース７ｄの簡略化された一般的な制御モジュールタイプ１５ａおよび１５ｂとの間の変換を与えるように構成される。変換器７ｂは、インターフェーシングフィールドデバイス信号タイプ９’ｃとインターフェーシング簡略化された一般的なフィールドデバイス信号タイプ１５ｃとの間の変換を与えるように構成される。この変換は、信号変換、すなわちプロトコル変換と、前者の場合、オブジェクトタイプ変換の両方を含み得る。
【００５５】
テストおよびシミュレーションツール７はテストインターフェース７ｄをさらに含み得る。テストインターフェース７ｄは、ユーザがテストおよびシミュレーションツール７の動作を設定することを可能にするユーザインターフェースを含み得る。特に、テストインターフェース７ｄは、ユーザが制御インターフェース７ａおよびシミュレーションインターフェース７ｃと対話することを可能にする。
【００５６】
さらに、テストおよびシミュレーションツール７はシミュレーションソースブロック７ｅを含み得、ユーザがテストインターフェース７ｄを介してシミュレーションソースを選択することが可能になる。シミュレーションソースブロック７ｅは、簡略化されたプロトコルを介してＯＰＣ  ＤＡ／ＵＡサーバ１７などサーバに接続され得る。シミュレーションソースブロック７ｅは、変換器７ｂのシミュレータインターフェース側で利用可能なタイプの、簡略化されたプロトコルを介して通信する。サーバまたはＯＰＣ  ＤＡ／ＵＡサーバ１７は、今度は、より単純なプロトコルを介して外部動的プロセスモデリングソフトウェア１３に、特に外部動的プロセスモデル１１に接続され得る。外部動的プロセスモデリングソフトウェア１３は、簡略化された一般的な制御モジュールタイプ１５’ａおよび１５’ｂと、テストおよびシミュレーションツール７の簡略化を示す図３に示されているように、シミュレーションインターフェース７ｃの簡略化された一般的なフィールドデバイス信号タイプとインターフェースする簡略化された一般的なフィールドデバイス信号タイプ１５’ｃとを含む、外部動的プロセスモデル１１を含む。外部動的プロセスモデル１１からシミュレーションを選択することが可能であることに加えて、他のシミュレーションソースも、テストインターフェース７ｄを介してシミュレーションソースブロック７ｅによって選択され得る。たとえば、フィールドデバイス信号タイプとの通信の場合は、信号フィードバックシミュレーションが選択され得、制御モジュールタイプとの通信の場合は、デバイスフィードバックシミュレーションが選択され得る。次に、図３および４を参照しながら、テストおよびシミュレーションツール７によって、制御システムテスト、および外部動的プロセスモデルとのインターフェーシングを容易にするための方法について説明する。
【００５７】
以下のステップａ）およびステップｂ）は、テストおよびシミュレーションツール７における初期セットアップ、構成、または制御モジュールタイプおよびフィールドデバイス信号タイプのポピュレーションに関する。ステップａ）およびステップｂ）は手動でまたは自動的に実行され得る。これらの２つのステップは、一般に、インターフェーシング制御モジュールタイプと、簡略化された一般的な制御モジュールタイプと、インターフェーシングフィールドデバイス信号タイプと、簡略化された一般的なフィールドデバイス信号タイプとに関する正しい構成またはポピュレーションを取得するために、一回実行される。
【００５８】
ステップａ）では、制御モジュールタイプ９ａおよび９ｂならびにそのインスタンスのすべてが制御システム６のすべてのコントローラのために取得される。テストおよびシミュレーションツール７によって取得された制御モジュールタイプ９ａ、９ｂは、テストおよびシミュレーションツール７における制御システム６のインターフェーシング制御モジュールタイプ構成に対応するインターフェーシング制御モジュールタイプ構成をセットアップするために使用される。インターフェーシング制御モジュールタイプ構成は制御インターフェース７ａにおけるインターフェーシング制御モジュールタイプ９’ａおよび９’ｂを含む。
【００５９】
フィールドデバイス信号タイプ９ｃも制御システム６から取得され、特にフィールドデバイス信号タイプ９ｃのすべてのインスタンスはテストおよびシミュレーションツール７によって取得される。フィールドデバイス信号タイプ９ｃは、制御システム６のインターフェーシングフィールドデバイス信号タイプに対応するインターフェーシングフィールドデバイス信号タイプ９’ｃをセットアップするために使用される。
【００６０】
ステップｂ）では、各インターフェーシング制御モジュールタイプがそれぞれの簡略化された一般的な制御モジュールタイプにマッピングされる。このようにして、シミュレーションインターフェース７ｃは、簡略化された一般的な制御モジュールタイプ１５ａおよび１５ｂによってポピュレートされる。
【００６１】
さらに、各インターフェーシングフィールドデバイス信号タイプはそれぞれの簡略化された一般的なフィールドデバイス信号タイプにマッピングされる。このようにして、シミュレーションインターフェース７ｃは、簡略化された一般的なフィールドデバイス信号タイプによってポピュレートされる。
【００６２】
マッピングは、事前決定されたルールに基づいて実行され得る。たとえば、インターフェーシング制御モジュールタイプ、したがってそのタイプのＩ／Ｏコマンドパラメータおよび状態パラメータの識別によって、どのパラメータが簡略化された一般的な制御モジュールタイプ中に含まれるべきか、および状態パラメータがどの形式で提示されるべきかを事前決定されたルールが決定し得る。たとえば、インターフェーシング制御モジュールタイプ、したがってまた制御モジュールタイプは、入力状態ＸＧＬおよびＸＧＨ、ならびに出力状態ＸＧＳ、ＹおよびｎＹを含み、これらのすべてがＶＴ＿ＢＯＯＬフォーマットである、図３における制御モジュールタイプデータ２１ａによって例示される、いくつかの入力状態パラメータを含み得る。変換の後に、簡略化された制御モジュールタイプデータ２１ｂは、入力状態「開かれた」および「閉じられた」ならびに出力状態「開く」および「閉じる」を有し、これらすべてがＶＴ＿ＢＯＯＬフォーマットである。事前決定されたルールはまた、たとえば、状態パラメータのフォーマットが、たとえばブーリアンからビットマスク信号に、または整数値から浮動小数点数値に変換されるべきであることを決定し得る。したがって、テストおよびシミュレーションツールが最初に構成されるときに設定され得る、これらの事前決定されたルールによって、簡略化された一般的な制御モジュールタイプへのインターフェーシング制御モジュールタイプ、したがって制御モジュールタイプのマッピングがステップｂ）において実行され得る。同様の検討は、簡略化された一般的なフィールドデバイス信号タイプへのインターフェーシングフィールドデバイス信号タイプのマッピングにも当てはまる。
【００６３】
一変形形態によれば、選択されたインスタンスのためのマッピング／変換をオーバーライドすることが可能である。制御モジュールインスタンスのためのオーバーライドされる信号変換器は、同じ制御オブジェクトタイプのインスタンスに適用され得るテンプレートとして保存され得る。
【００６４】
ステップｂ）におけるマッピングは、インターフェーシング制御オブジェクトタイプと、各々が特定の制御モジュールタイプに関連する、複数の簡略化された一般的な制御モジュールタイプを含むデータセットまたはライブラリ中の簡略化された一般的な制御モジュールタイプとの間の一致を見つけることを伴う。このようにして、変換器インターフェース７ａおよびシミュレータインターフェース７ｃはポピュレートされる。同じことは、フィールドデバイス信号タイプおよび簡略化された一般的なフィールドデバイスの信号タイプについても当てはまる。
【００６５】
上記のステップａ）およびステップｂ）は手動でまたは自動的に実行され得る。
【００６６】
シミュレート動作において、本方法は以下のステップを伴い得る。
【００６７】
ユーザは、テストインターフェース７ｄを使用して特定のシミュレーションをセットアップし得る。フィールドデバイス信号タイプを伴うシミュレーションを実行するとき、ステップｃ）〜ステップｇ）は以下で説明するように実行され得る。この場合、ステップｃ）において、制御モジュール態様タイプデータがフィールドデバイス信号タイプデータの形態のテストおよびシミュレーションツール７によって受信される。フィールドデバイス信号タイプデータの例は、圧力を測定するセンサーであるフィールドデバイスからの圧力である。フィールドデバイス信号タイプデータ１９の例が図３に示されている。フィールドデバイス信号タイプデータ１９ａは、次いで、ステップｄ）において、簡略化されたフィールドデバイス信号タイプデータ１９ｂの形態の簡略化された制御モジュール態様タイプデータに変換され得る。簡略化されたフィールドデバイス信号タイプデータは、ステップｅ）において、対応する簡略化された一般的なフィールドデバイス信号タイプ１５ｃに与えられる。オペレータは、テストインターフェース７ｄを使用することによって、ステップｆ）において、特定のシミュレーションを選択して、信号フィードバックシミュレーションを実行し、これにより、簡略化されたフィールドデバイス信号タイプデータ１９ｂをフィードバックシミュレーションデータに変換することによって、簡略化されたフィールドデバイス信号タイプデータ１９ｂが制御システム６および対応するフィールドデバイス信号タイプ９ｃに返送され得るか、またはｇ）外部動的プロセスモデル１１に簡略化されたフィールドデバイスタイプデータ１９ｂを送り得る。これにより当該のコントローラのテストが可能になる。
【００６８】
制御モジュール態様タイプデータが制御モジュールタイプデータ２１である場合では、ステップｃ）において、制御モジュールタイプデータ２１ａがテストおよびシミュレーションツール７のＩ／Ｏポートを介して制御システム６のコントローラから受信される。たとえば、バルブタイプＡに関連するコントローラ、または制御モジュールタイプ９ａは、Ｉ／Ｏポート１０ａを介して、制御インターフェース７ａに、特にインターフェーシング制御モジュールタイプ９’ａに、たとえば制御信号を含む制御モジュールタイプデータを送り得る。
【００６９】
ステップｄ）では、制御モジュールタイプデータ２１ａが、制御モジュールタイプまたは受信インターフェーシング制御モジュールタイプ９’ｂに基づいて、簡略化された制御モジュールタイプデータ２１ｂに変換される。変換は、したがって、変換器７ｂによって実行される。この変換は、したがって、ステップｂ）のマッピングに基づいて実行される。事前決定されたルールは、したがって、制御モジュールタイプデータ２１ａを簡略化された制御モジュールタイプデータ２１ｂに変換するために利用され得る。変換は、制御モジュールタイプデータ２１ａのフォーマットの変換、および／または制御モジュールタイプデータ２１ａ中に含まれる状態パラメータの数の低減、および／または簡略化された制御モジュールタイプデータ２１ｂ中に例示されたパラメータの名前を一般化することを伴い得る。これは、本質的に、より複雑な通信プロトコルからより単純な通信プロトコルへの通信プロトコル変換に対応する。
【００７０】
上記のように、変換器７ｂによる変換は、ステップｂ）において、インターフェーシング制御モジュールタイプと簡略化された一般的な制御モジュールタイプとの間の変換器７ｂを調整することによってオーバーライドされ得る。
【００７１】
ステップｅ）において、簡略化された制御モジュールタイプデータ２１ｂが簡略化された一般的な制御モジュールタイプ１５ａ、１５ｂに与えられる。
【００７２】
ステップｆ）において、フィードバックシミュレーションが、簡略化された一般的な制御モジュールタイプおよび簡略化された制御モジュールタイプデータを使用して実行されるか、またはこれらに基づいて実行される。このシミュレーションは、テストおよびシミュレーションツール７によって、すなわち外部動的プロセスモデルを利用することなしに実行される。内部シミュレーションタイプはテストインターフェース７ｄとシミュレーションソースブロック７ｅとを介して選択され得る。たとえば、シミュレーションは、制御モジュールタイプデータのためのステップｃ）〜ステップｅ）を実行するときにデバイスフィードバックシミュレーションに関し得る。
【００７３】
ステップｆ）は、フィードバックシミュレーションデータを取得するために簡略化された制御モジュールタイプデータ２１ｂを使用してフィードバックシミュレーションを実行することを伴い得る。フィードバックシミュレーションデータは、次いで、ステップｈ）における制御システム６において、制御モジュールタイプデータを送ったコントローラにフィードバックされる。ステップｈ）は、コントローラによって使用されるプロトコルに適応された変換されたフィードバックシミュレーションデータを取得するためにフィードバックシミュレーションデータを変換することと、Ｉ／Ｏポート、この例ではＩ／Ｏポート１０ａを介してコントローラに変換されたシミュレーションデータを送ることとを伴う。変換器７ｂは、したがって、変換されたフィードバックシミュレーションデータを取得するためにフィードバックシミュレーションデータを変換する。
【００７４】
代替的に、またはさらに、ステップｇ）において、簡略化された制御モジュールタイプデータ２１ｂがテストおよびシミュレーションツール７から外部動的プロセスモデル１１に送られ得る。ステップｇ）はまた、ステップｈ）において説明したのと同じ形でフィードバックシミュレーションデータをコントローラに返送することを伴い得る。
【００７５】
上記のステップは異なるシミュレーションシナリオを記述する。テストおよびシミュレーションツール７はまた、しかしながら、制御システム６のテストを可能にするように構成され得る。このテストは、たとえばＩ／Ｏテストを伴い得、その中では、制御モジュールタイプデータまたはフィールドデバイス信号タイプデータがテストおよびシミュレーションツール７によって受信され、上記で説明したように、変換またはシミュレーションを実行することなしに制御システム６に返送される。テストプロシージャを容易にするために電子テスト文書化およびテスト範囲がテストおよびシミュレーションツール７によって与えられ得る。
【００７６】
上記でいくつかの例を参照しながら、主に発明的概念について説明した。しかしながら、当業者によって容易に諒解されるように、上記で開示した実施形態以外の実施形態は、添付の特許請求の範囲によって定義されているように、発明的概念の範囲内で等しく可能である。
【図１】
2021508392.tif 000003
【図２】
2021508392.tif 000004
【図３】
2021508392.tif 000005
【図４】
2021508392.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】令和1年12月10日(2019.12.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テストおよびシミュレーションツール（７）によって、プロセス制御またはプロセス安全のための制御システム（６）のテストと、外部動的プロセスモデル（１１）との前記制御システムのインターフェーシングとを容易にするためのコンピュータ実装方法であって、前記制御システム（６）が複数の制御モジュールタイプ（９ａ、９ｂ）を含み、制御モジュールタイプ、前記方法は、
ｃ）前記テストおよびシミュレーションツール（７）のＩ／Ｏポート（１０ａ、１０ｂ）を介して前記制御システム（６）の制御モジュールタイプ（９ａ、９ｂ）から制御モジュールタイプデータ（１９ａ、２１ａ）を受信することと、
ｄ）前記制御モジュールタイプ（９ａ、９ｂ）に基づいて前記制御モジュールタイプデータ（１９ａ、２１ａ）を簡略化された制御モジュールタイプデータ（１９ｂ、２１ｂ）に変換することと、
ｅ）前記簡略化された制御モジュールタイプデータ（１９ｂ、２１ｂ）を簡略化された一般的な制御モジュールタイプ（１５ａ、１５ｂ）に与えることであって、前記簡略化された一般的な制御モジュールタイプ（１５ａ、１５ｂ）が前記制御モジュールタイプ（９ａ、９ｂ）の簡略化された表現であり、ステップｄ）における前記変換することが、前記制御モジュールタイプから前記対応する簡略化された一般的な制御モジュールタイプへのマッピングの事前決定されたルールに基づいて、前記制御モジュールタイプデータ（１９ａ、２１ａ）のフォーマットを変更することを伴う、与えることと、
ｆ）前記テストおよびシミュレーションツール（７）によって、前記簡略化された一般的な制御モジュールタイプ（１５ａ、１５ｂ）と前記簡略化された制御モジュールタイプデータ（１９ｂ、２１ｂ）とを使用してフィードバックシミュレーションを実行すること、または
ｇ）前記テストおよびシミュレーションツール（７）から前記外部動的プロセスモデル（１１）に前記簡略化された制御モジュールタイプデータ（１９ｂ、２１ｂ）を送ることと
を含む、コンピュータ実装方法。
【請求項２】
ステップｃ）の前に、前記制御システム（６）のすべての制御モジュールタイプ（９ａ、９ｂ）に対応するインターフェーシング制御モジュールタイプ（９’ａ、９’ｂ）をセットアップするために、ａ）前記制御システム（６）の前記すべての制御モジュールタイプ（９ａ、９ｂ）と、そのインスタンスのすべてとを取得することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ｂ）各インターフェーシング制御モジュールタイプ（９’ａ、９’ｂ）をそれぞれの簡略化された一般的な制御モジュールタイプ（１５ａ、１５ｂ）にマッピングすることを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記マッピングすることが、前記インターフェーシング制御モジュールタイプ（９’ａ、９’ｂ）と、複数の簡略化された一般的な制御モジュールタイプ（１５ａ、１５ｂ）を含むデータセットの前記簡略化された一般的な制御モジュールタイプ（１５ａ、１５ｂ）との間の一致を見つけることを伴う、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
ステップｃ）が、対応するインターフェーシング制御モジュールタイプ（９’ａ、９’ｂ）によって前記制御モジュールタイプデータ（１９ａ、２１ａ）を受信することを伴う、請求項２から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
ステップｆ）が、フィードバックシミュレーションデータを取得するために、前記簡略化された制御モジュールタイプデータ（１９ｂ、２１ｂ）を使用してフィードバックシミュレーションを実行することを伴う、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記制御モジュールタイプデータ（１９ａ、２１ａ）が制御モジュールタイプデータ（２１ａ）である場合、前記フィードバックシミュレーションがデバイスフィードバックシミュレーションである、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
ｈ）前記制御モジュールタイプ（９ａ、９ｂ）にフィードバックシミュレーションデータを送ることを含む、請求項６または７に記載の方法。
【請求項９】
ステップｈ）が、前記Ｉ／Ｏポート（１０ａ、１０ｂ）によって使用されるプロトコルに適応された、変換されたフィードバックシミュレーションデータを取得するために、前記フィードバックシミュレーションデータを変換することと、前記Ｉ／Ｏポート（１０ａ、１０ｂ）を介して前記変換されたシミュレーションデータを前記制御モジュールタイプ（９ａ、９ｂ）に送ることとを伴う、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記簡略化された一般的な制御モジュールタイプ（９’ａ、９’ｂ）が、前記制御モジュールタイプ（９ａ、９ｂ）よりも少ない状態パラメータを有する、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
ステップｈ）が、プロセス制御のためのオブジェクトリンキングおよび埋込み（ＯＰＣ）ＤＡ／ＵＡサーバ（１７）を介して前記簡略化された制御モジュールタイプデータ（１９ｂ、２１ｂ）を前記外部動的プロセスモデル（１１）に送ることを含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
テストおよびシミュレーションデバイス（１）の処理回路（３）によって実行されたとき、前記テストおよびシミュレーションデバイス（１）に請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法を実行することを行わせるコンピュータコードを含むコンピュータプログラム。
【請求項１３】
請求項１２に記載のコンピュータプログラムを与えられた記憶媒体を含むコンピュータプログラム製品。
【国際調査報告】
2021508392.tif 000007
2021508392.tif 000008