(57)【要約】【課題】  実プラント環境を必要とせずに、システムやアプリケーションプログラムのテストを実行できる機器シミュレーション装置を実現する。【解決手段】  機器定義情報を参照して機器イメージ情報を生成する機器イメージ生成手段と、  生成された前記機器イメージ情報によりデータ設定される機器イメージファイルと、  この機器イメージファイルを参照し、機器データのシミュレーションを実行するシミュレーションサーバ手段と、を備える。【選択図】                    図１
2008021135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器定義情報を参照して機器イメージ情報を生成する機器イメージ生成手段と、
生成された前記機器イメージ情報によりデータ設定される機器イメージファイルと、
この機器イメージファイルを参照し、機器データのシミュレーションを実行するシミュレーションサーバ手段と、
を備えることを特徴とする機器シミュレーション装置。
【請求項２】
前記機器イメージ生成手段は、機器のブロック構成が記述されたＣＦファイル及び前記ブロックを構成するデータとその属性が記述されたＤＤファイルより前記機器定義情報を参照することを特徴とする請求項１に記載の機器シミュレーション装置。
【請求項３】
前記機器イメージ生成手段は、前記ＣＦファイル及びＤＤファイルの情報を参照し、ブロック情報のアドレス割付け及び各ブロック内のデータとその属性を記述した機器イメージファイルを生成することを特徴とする請求項２に記載の機器シミュレーション装置。
【請求項４】
前記機器イメージファイルは、前記機器の種別毎にグループ化されてイメージファイル保持手段に保存されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の機器シミュレーション装置。
【請求項５】
前記機器イメージファイルの設定データを任意に変更する任意データ生成手段を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の機器シミュレーション装置。
【請求項６】
前記シミュレーションサーバ手段は、上位装置より参照されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の機器シミュレーション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、FOUNDATIONフィールドバスH1（以下、FF-H1）規格やHART規格に準拠する、上位装置と通信可能なフィールドバスインターフェース機能を有する機器のシミュレーション装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フィールドバスインターフェース機能を有する機器のデータを扱って、プラントで利用する各種アプリケーションを開発したり、あるいはシステム構築のコンフィギュレーションを行なうための従来のテストシステムの構成例を図５に示す。
【０００３】
図５において、上位装置１はイーサネット（登録商標）で代表される汎用通信バス２に接続され、アプリケーションプログラム１１やシステムが生成される。通信サーバ３は、汎用通信バス２と制御バス４間に接続され、上位装置１と制御バス間の通信を中継する。
【０００４】
制御バス４に接続された制御装置５Ａは、フィールドバス６Ａを介してFF-H1規格の機器７ａ，７ｂ，…７ｎと通信してこれら機器の制御を実行する。同様に、制御バス４に接続された制御装置５Ｂは、フィールドバス６Ｂを介してHART規格の機器８ａ，８ｂ，…８ｎと通信してこれら機器の制御を実行する。
【０００５】
制御装置５Ａ及び５Ｂ、機器７ａ，７ｂ，…７ｎ及び機器８ａ，８ｂ，…８ｎは、実プラント環境Ｆを構成している。これら各機器が保持している機器データは、制御装置５Ａ及び５Ｂ及び制御バス４を経由して通信サーバ３に収集され、この通信サーバより汎用通信バス２を経由して上位装置１のアプリケーションプログラム１１に渡される。アプリケーションプログラム１１から各機器へのデータ設定は、この逆ルートを経由する。
【０００６】
図６は、プラントの機器データを上位から呼び出して取得する仕組みを説明する連関図である。呼び出し対象の機器は、FF-H1規格の機器７ａであるとする。機器内のメモリマップには、機能を定義する機器のブロックデータ情報（ブロックの属性とアクセスアドレス）が設定されている。
【０００７】
この例では、アドレス0x20100にResource Blockのデータが保持され、アドレス0x30100にAI(Analog Input)Blockのデータが保持されている。このAI Blockデータは、STAT（ステータス）情報、OUT（出力）情報、ATR（属性）情報で構成されている。
【０００８】
上位のアプリケーションプログラム１１は、AI Blockデータの、OUT（出力）情報を取得する指令を通信サーバ３に出力する。この指令は、機器のブロックを構成するデータとその属性が記述されたＤＤファイル（機器メーカより提供される）を参照して取得したいデータを特定する。
【０００９】
次に、通信サーバ３と機器７ａ間の通信手順を説明する。通信サーバ３は、まず手順Ｐ１で機器７ａに対してブロック情報を要求する。機器７ａは、手順Ｐ２でResource Blockの属性とアドレス(0x20100)を通信サーバ３に返し、続けて手順Ｐ３でAI Blockの属性とアドレス(0x30100)を通信サーバ３に返す。
【００１０】
通信サーバ３は、AI BlockのOUTデータを取得したいために、手順Ｐ４でアドレス0x30100にある２番目のデータを機器７ａに要求する。機器７ａは、手順Ｐ５でAI BlockのOUTのデータを通信サーバ３に返す。このような手順Ｐ１〜Ｐ５により、通信サーバ３は機器７ａより上位から指定されたデータを取得し、上位のアプリケーションプログラム１１に渡す。
【００１１】
特許文献１には、フィールドバス機器に存在するフィールドバスブロックのシミュレーションを実行するシミュレートブロックを制御ステーションに設けた制御システムが記載されている。
【００１２】
【特許文献１】特開２００４−２９９１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来のテストシステムでは次のような問題点がある。
（１）稼動している機器にアクセスして機器データを取得し、または設定する必要があるので、制御装置及び機器が稼動している実プラント環境でテストを実行しなければならいという場所的な制約がある。
【００１４】
（２）テストには実機を必要とするので、実機による計装前に生成したシステムやアプリケーションプログラムが正常に動作するか否かを事前に検証し、不具合点を修正する作業ができない。
【００１５】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、実プラント環境を必要とせずに、システムやアプリケーションプログラムのテストを実行できる機器シミュレーション装置の実現を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
このような課題を達成するために、本発明は次の通りの構成になっている。
（１）機器定義情報を参照して機器イメージ情報を生成する機器イメージ生成手段と、
生成された前記機器イメージ情報によりデータ設定される機器イメージファイルと、
この機器イメージファイルを参照し、機器のデータのシミュレーションを実行するシミュレーションサーバ手段と、
を備えることを特徴とする機器シミュレーション装置。
【００１７】
（２）前記機器イメージ生成手段は、機器のブロック構成が記述されたＣＦファイル及び前記ブロックを構成するデータとその属性が記述されたＤＤファイルより前記機器定義情報を参照することを特徴とする（１）に記載の機器シミュレーション装置。
【００１８】
（３）前記機器イメージ生成手段は、前記ＣＦファイル及びＤＤファイルの情報を参照し、ブロック情報のアドレス割付け及び各ブロック内のデータとその属性を記述した機器イメージファイルを生成することを特徴とする（２）に記載の機器シミュレーション装置。
【００１９】
（４）前記機器イメージファイルは、前記機器の種別毎にグループ化されてイメージファイル保持手段に保存されることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の機器シミュレーション装置。
【００２０】
（５）前記機器イメージファイルの設定データを任意に変更する任意データ生成手段を備えることを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載の機器シミュレーション装置。
【００２１】
（６）前記シミュレーションサーバ手段は、上位装置より参照されることを特徴とする（１）乃至（５）のいずれかに記載の機器シミュレーション装置。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果がある。
（１）実機を用意する必要がないので、機器を定義するファイル（機器メーカより提供）が用意さえできれば、その機器のデータを使ったシステム、アプリケーションプログラムをテストすることができる。
【００２３】
（２）多数の機器を使用した通信の負荷等のテストも、実機を用意する必要がないので、場所や接続の手間等の労力を省くことができる。
【００２４】
（３）あるプラントのトラブルを、実機を用意しないで再現することが可能となる。
【００２５】
（４）機器が納品される前に、システムのテストを実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明を図面により詳細に説明する。図１は、本発明を適用した機器シミュレーション装置を用いたテストシステムの実施形態を示す機能ブロック図である。図５で説明した従来のテストシステムと同一要素には同一符号を付して説明を省略する。以下、本発明の特徴部につき説明する。
【００２７】
図１において、本発明を適用した機器シミュレーション装置１００は、制御バス４に接続され、図５で説明した従来システムの実プラント環境Ｆを代行するシミュレーション環境を提供している。
【００２８】
機器シミュレーション装置１００において、イメージファイル保持手段１０１Ａ，１０１Ｂは、夫々が保持する機器イメージファイルの種別や台数で任意にグループ化されている。
【００２９】
例えばイメージファイル保持手段１０１Ａには、FF-H1規格に準拠する機器のイメージファイル１０２ａ，１０２ｂ，…１０２ｎが保持され、イメージファイル保持手段１０１Ｂには、HART規格に準拠する機器のイメージファイルが保持される。これらイメージファイル保持手段に保持される機器イメージファイルが実機を代行する機器データを提供する。
【００３０】
シミュレーションサーバ手段１０３Ａ及び１０３Ｂは、上位の通信サーバ３の指令に基づいて夫々イメージファイル保持手段１０１Ａ及び１０Ｂにアクセスし、保持されている機器イメージファイルを参照し、通信サーバ３に渡す。
【００３１】
機器イメージ生成手段１０４は、機器メーカから提供されるＤＤ（Device Description）ファイル１０５及びＣＦ（Capability File）ファイルを参照して、当該機器の機器イメージデータを生成してイメージファイル保持手段内に機器イメージファイルを構築する。
【００３２】
FF-H1規格に準拠する機器のＤＤファイル１０５には、機器の機能を表すブロックを構成するデータとその属性が記述されている。また、ＣＦファイル１０６には、機器のブロック情報が記述されている。
【００３３】
機器イメージ生成手段１０４は、ＤＤファイル及びＣＦファイルの機器定義情報に基づき、所定のアルゴリズムに従い、ブロックのアドレスを決定し、そのブロック内にデータ及びその属性情報を設定し、これを機器イメージファイルとして不揮発メモリで構成されるイメージファイル保持手段内に書き込み保存する。
【００３４】
任意データ生成手段１０７は、機器イメージファイルに設定されたデータを任意に変更するためのツールであり、データを周期的に変更（三角波変調等）したい場合等に有効である。
【００３５】
図２は、機器イメージ生成手段による機器イメージファイルの生成手順並びに上位から機器イメージファイルの特定のデータを取得する手順を説明する連関図である。
【００３６】
機器イメージ生成手段１０４は、ＤＤファイル１０５及びＣＦファイル１０６の機器定義情報に基づいて、機器イメージファイル１０２ａのアドレス0x200にResource Blockの生成及びデータ設定を行い、アドレス0x300にAI Blockの生成及びデータ設定並びに属性設定を行い、機器イメージファイル１０２ａを完成させ、保存する。AI Blockデータは、STAT（ステータス）情報、OUT（出力）情報、ATR（属性）情報で構成されている。
【００３７】
上位のアプリケーションプログラム１１は、AI Blockデータの、OUT（出力）情報を取得する指令を通信サーバ３に出力する。この指令は、機器のブロックを構成するデータとその属性が記述されたＤＤファイル１０５を参照して取得したいデータを特定する。
【００３８】
次に、通信サーバ３とシミュレーションサーバ１０３Ａ間の通信手順を説明する。通信サーバ３は、まず手順Ｐ１でシミュレーションサーバ１０３Ａに対してブロック情報を要求する。
【００３９】
シミュレーションサーバ１０３Ａは、機器イメージファイル１０２ａを参照し、手順Ｐ２でResource Blockの属性とアドレス(0x200)を通信サーバ３に返し、続けて手順Ｐ３でAI Blockの属性とアドレス(0x300)を通信サーバ３に返す。
【００４０】
通信サーバ３は、AI BlockのOUTデータを取得したいために、手順Ｐ４でアドレス0x300にある２番目のデータを要求する。シミュレーションサーバ１０３Ａは、手順Ｐ５でAI BlockのOUTのデータを通信サーバ３に返す。
【００４１】
このような手順Ｐ１〜Ｐ５により、通信サーバ３は、機器イメージファイル１０２ａより上位から指令されたデータを取得し、上位のアプリケーションプログラム１１に渡す。通信の手順は、基本的には従来システムと同一である。
【００４２】
図３は、機器イメージ生成手段１０４の管理画面である。画面左領域１０４ａには、イメージファイル保持手段内に構築された仮想制御装置とそれに接続される仮想機器が階層的に表示されている。
【００４３】
最下層の仮想ポートを選択すると、このポートに仮想接続された機器のイラストと設定データが画面右領域１０４ｂに表示される。この画面例では、機器イメージファイル１０２ａ及び１０２ｂの２台の機器イメージデータが表示されている。
【００４４】
図４は、任意データ生成手段１０７の管理画面である。例えばある機器ＸのあるデータＡを三角波で変化させたい場合には、この任意データ生成手段がデータを生成し、周期的に機器Ｘに対応する機器イメージファイルの、設定データＡを更新する。
【００４５】
表示された管理画面では、機器ＩＤ１０１内のブロックのパラメータ値の夫々に対して、変更パターン種別、パターン周期、書き込み周期等を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明を適用した機器シミュレーション装置を用いたテストシステムの実施形態を示す機能ブロック図である。
【図２】機器イメージ生成手段のよる機器イメージファイルの生成手順並びに上位から機器イメージファイルの特定のデータを取得する手順を説明する連関図である。
【図３】機器イメージ生成手段の管理画面である。
【図４】任意データ生成手段の管理画面である。
【図５】実プラント環境において実行される、従来のテストシステムの構成例を示す機能ブロック図である。
【図６】プラントの機器データを上位から呼び出して取得する仕組みを説明する連関図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  上位装置
１１  アプリケーションプログラム
２  汎用通信バス
３  通信サーバ
４  制御バス
１００  機器シミュレーション装置
１０１Ａ，１０１Ｂ  イメージファイル保持装置
１０２ａ，１０２ｂ，…１０２ｎ  機器イメージファイル
１０３Ａ，１０３Ｂ  シミュレーションサーバ手段
１０４  機器イメージ生成手段
１０５  ＤＤファイル
１０６  ＣＦファイル
１０７  任意データ生成手段
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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