(57)【要約】【課題】  デバッグ対象ＰＬＣの検証をその対象ＰＬＣ内に仮設プラント設備プログラムを作成してプラント設備のアンサーを返す、あるいは外部スイッチ装置を用いて人的にプラント設備のアンサー-を返すのは人的ミスも発生しやすく、実際のプラント設備と同等でないためにデバッグ対象ＰＬＣの検証品質が均一でない。本開発のＰＬＣデバッグ用プロセス機械シミュレーターをデバック対象ＰＬＣと伝送接続してＰＬＣが制御するプラント設備を汎用パーソナルコンピューター内でバーチャルに表現することにより、人的ミスを削減できデバッグ検証の品質が均一にできるようにする。【解決手段】  汎用パーソナルコンピューターと、表示部と、水理計算部と、機械ロジックアンサー用シーケンサーエンジン及びデータ管理部と通信プロセス部を備える。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リレーシーケンス回路からＰＬＣへのインプット、アウトプットの定義情報リストとプラント設備パターンからの選択により汎用パーソナルコンピューター内のシーケンサーエンジンアプリケーションソフトをＰＬＣが入出力装置経由で制御するリレーコイルなどのハードシーケンス回路とプラント設備の機械アンサーロジックとを設けたシーケンサーラダーを自動で作成させてリレーシーケンス回路からＰＬＣへのインプット、アウトプットと同様に汎用パーソナルコンピューターが通信する機械アンサーバック制御部と、前記汎用パーソナルコンピューター内でプラント設備の液体流量の設定となる接続元と接続先を登録する機器接続情報設定部とプラント設備の機械能力設定と建築構造情報設定をするプラント設備バーチャル表示部と水理計算部とを備えたＰＬＣデバッグ用プロセス機械シミュレーター装置。
【請求項２】
前記機械アンサーバック制御部が汎用パーソナルコンピューター内のシーケンサーエンジンアプリケーションがリレーシーケンス回路から経由したＰＬＣへのインプット、アウトプットの定義情報と設備配置図から、自動でＰＬＣが入出力装置経由で制御するリレーコイルなどのハードシーケンス回路とプラント設備の機械アンサーロジックのシーケンス回路を指定したＰＬＣのプログラムエリアに通信インターフェイス用ラダー回路の書き込みを自動で行いＰＬＣと通信する装置であることを特徴とする請求項１記載のＰＬＣデバッグ用プロセス機械シミュレーター装置。
【請求項３】
前記水理計算部が、液体の流れ及び水位演算する自然流下系演算処理部と動力系演算をする動力計演算処理部からなることを特徴とする請求項１記載のＰＬＣデバッグ用プロセス機械シミュレーター装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラント設備のＰＬＣソフトウエアの品質を均一してＰＬＣソフトウエアのデバッグ試験を支援するＰＬＣデバッグ用プロセス機械シミュレーター装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のプラント設備ＰＬＣソフトウエアのデバッグは制御対象となるプラント設備機器のハードリレーシーケンス回路とプラント機械動作ロジック、プラント設備のプロセスロジックをデバッグ対象となるＰＬＣの内部プログラム空きエリアに加え同ＰＬＣのソフトウエアの検証を行う、あるいは外部からスイッチなどの信号発生装置をＰＬＣと仮設に送受信できる様につなぎ、人為操作で機械及びプロセスのアンサーを同ＰＬＣのソフトウエアに返して同ＰＬＣのソフトウエアの検証を行っている。
また排水系統網や配水管網などの管網の構造、および節点での水の流出量または流入量および水圧のうち、既知のものを設定する管網制御管網形状設定部や流量を目標値に設定するための目標設定部、配管途中のバルブ開度から水量を求める制御変数設定部からなる管網制御支援装置（例えば、特許文献１参照）があるが、プラント機械の動作影響から変化する外乱設定がバルブしか無くプラント設備一連の動作状況や建築物の構造、設置高さに影響される液体の流れの処理情報をデバッグ対象となるＰＬＣへ受け渡すことが出来ない。
このように、従来のＰＬＣソフトウエアデバッグは、プラント設備に設置するＰＬＣ内部にプラント設備があたかも動作した様なアンサーロジック仮設プログラムを入力してプラント設備のアンサーを同ＰＬＣへ受け渡す、外部スイッチ装置を用いて人為操作によりプラント設備のアンサーをＰＬＣへ受け渡す、もしくは配管のバルブ外乱設定のみの管網制御支援装置を使用してＰＬＣへアンサーを受け渡す装置を使用してＰＬＣソフトデバッグをするのである。
【特許文献１】特開平８−１３４９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のＰＬＣデバッグ用プロセス機械シミュレーター装置は、排水系統網や配水管網などの管網の構造、および節点での水の流出量または流入量および水圧のうち、既知のものを設定する管網制御管網形状設定部や流量を目標値に設定するための目標設定部、配管途中のバルブ開度から水量を求める制御変数設定部からとなっていてプラント設備ＰＬＣが入出力する信号を自動でアンサーバックしてプラント機械が動作した結果をもって自己で水量を計算することができないので、配管に流れる水量演算結果しか得られないという問題があった。また、プラント設備全体がＰＬＣの制御によって動作した結果で求める流量演算のような場合は配管バルブの可変ゲインだけの流量変化となるので、送配水ポンプとバルブの組合せでの流量演算やポンプの可変速制御による流量演算ができないというような問題もあった。又、シミュレーション時のプラント設備動作状況や水槽の水位変化が見えないために外部表示装置を用いる、又はＰＬＣ内のレジスタをＰＬＣコントローラー監視装置で目視するしかなく、表示装置の点灯や数値表示だけで実際のプラント設備を想像しながらＰＬＣのソフトデバッグを行っていたためにヒューマンエラーが発生する問題もあった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、管網制御支援装置を使用せずにプラント設備ＰＬＣデバッグを検証するとともにＰＬＣが制御するプラント設備の制御状態をバーチャルで可視化し、だれがＰＬＣソフトウエアデバッグを行っても品質が均一なＰＬＣソフトウエアを製造することができるＰＬＣデバッグ用プロセス機械シミュレーター装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
【０００５】
本発明は、リレーシーケンス回路から経由されるＰＬＣへのインプット、アウトプットの定義情報リストとプラント設備パターンからの選択により汎用パーソナルコンピューター内のシーケンサーエンジンアプリケーションソフトを自動でＰＬＣが入出力装置経由で制御するリレーコイルなどのハードシーケンス回路とプラント設備の機械アンサーロジックとを設けたシーケンサーラダーを作成させて、リレーシーケンス回路から経由されるＰＬＣへのインプット、アウトプットと同様に汎用パーソナルコンピューターが通信する機械アンサーバック制御部と、同汎用パーソナルコンピューター内でプラント設備の液体流量の設定となる接続元と接続先を登録する機器接続情報設定部とプラント設備の機械能力設定部、建築情報設定部からなる水理計算部とを備えたものである。
【０００６】
また、前記機械アンサーバック制御部が汎用パーソナルコンピューター内のシーケンサーエンジンアプリケーションの機能を使用してリレーシーケンス回路から経由したＰＬＣへのインプット、アウトプットの定義情報と設備配置図から、
自動でＰＬＣが入出力装置経由で制御するリレーコイルなどのハードシーケンス回路とプラント設備の機械アンサーロジックのシーケンス回路を汎用パーソナルコンピューター内で作成して、指定したＰＬＣのプログラムエリアに書き込みを行いＰＬＣと通信する装置であることを特徴とするものである。
【０００７】
また、前記水理計算部が、上下水道施設において水を送水する手段には水槽や配管の勾配を利用した自然流下系によるもとポンプによる動力を利用する動力系があり、それぞれの系で送水量を理論的に求めるための計算方法が異なるので流量を求めるために自然流下系と動力系とで別々の計算を行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載の発明によると、デバッグ対象ＰＬＣが制御するプラント設備のハードシーケンス回路とのインプット、アウトプット定義情報とプラント設備の機器配置パターンだけでバーチャル現場を汎用パーソナルコンピューター内で構築することができ、デバッグ対象ＰＬＣとの通信によりデバッグ対象ＰＬＣのソフトウエアデバッグをすることができる。また、請求項２に記載の発明によると、機械アンサーバック制御部が汎用パーソナルコンピューター内のシーケンサーエンジンアプリケーションの機能を使用してリレーシーケンス回路から経由したＰＬＣへのインプット、アウトプットの定義情報と設備配置図から、自動でＰＬＣが入出力装置経由で制御するリレーコイルなどのハードシーケンス回路とプラント設備の機械アンサーロジックのシーケンス回路を汎用パーソナルコンピューター内で作成して、指定したＰＬＣのプログラムエリアに書き込みをすることができ、対象ＰＬＣと通信することができる。また、請求項３に記載の発明によると、水理計算部が、上下水道施設において水を送水する手段には水槽や配管の勾配を利用した自然流下系によるもとポンプによる動力を利用する動力系があり、それぞれの系で送水量を理論的に求めるための計算方法が異なるので流量を求めるために自然流下系と動力系とで別々の計算をすることができ、自然流下系と動力系の組み合わさったプラント設備の液体の流れを対象ＰＬＣが汎用パーソナルコンピューターから受信することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１は、本発明のＰＬＣデバッグ用プロセス機械シミュレーター装置とデバッグ対象ＰＬＣとのデータ通信構成図である。図において、１は汎用パーソナルコンピューター、２はＰＬＣデバッグ用プロセス機械シミュレーター、３はプラント設備バーチャル表示部、４は水理計算部、５は自然流下系演算処理、６は動力系演算処理、７は機械動作アンサー用シーケンサーエンジン部、８はデータ管理部、９は通信プロセス部、１０はデバッグ対象ＰＬＣ、１１はプログラムエリア、１２は空きエリア、１３は通信インターフェイス用ラダープログラム、１４はオーダープログラムである。１１、１２、１３、１４はデバッグ対象ＰＬＣ１０内にある。
図１中の符号ＬＣｉｎはデータ管理部８から機械動作アンサー用シーケンサーエンジン部７へ機械動作指令として出力されるデータレジスタ、ＬＣｏｕｔは機械動作アンサー用シーケンサーエンジン部７が処理したデータをデータ管理部８へ渡すレジスタ、Ｗｉｎはデータ管理部８から水理計算部４へ水理計算開始指令と自然流下系演算処理５及び動力系演算処理６に必要な代入数値データを渡すレジスタ、Ｗｏｕｔは水理計算部４内の自然流下系演算処理５と動力系演算処理６の結果をデータ管理部８へ渡すレジスタ、ＨＭＩｉｎはデータ管理部８からプラント設備バーチャル表示部３へ出力される画面表示用レジスタ、ＨＭＩｏｕｔはプラント設備バーチャル表示部３から操作出力されたデータをデータ管理部８へ渡すレジスタ。ＴＭｉｎ，ＴＭｏｕｔは通信インターフェイス用ラダープログラム１３から送受信されたレジスタを通信プロセス部９で本シミュレーター用レジスタに変換してデータ管理部８と通信するためのレジスタ。ＳＱＣin,ＳＱＣoutは通信インターフェイス用ラダープログラム１３と通信プロセス部９とを送受信するレジスタ、ＤＷＧin,ＤＷＧoutはデバッグ対象ＰＬＣ１０のプログラムエリア１１内にある通信インターフェイス用ラダープログラム１３とオーダープログラム１４を送受信するＰＬＣ内レジスタである。
図において、汎用パーソナルコンピューター１の中に３、４、５、６、７、８、９が備わった２があり各３、４、５、６、７、８、９間はデータ連携している。ＰＬＣデバッグ用プロセス機械シミュレーター２が備わった汎用パーソナルコンピューター１とデバッグ対象ＰＬＣ１０とを伝送により相互間を通信する構成となっている。
本発明が特許文献１（非特許文献１）と異なる部分は、ＰＬＣデバッグ用プロセス機械シミュレーター２の中にプラント設備バーチャル表示部３と機械動作アンサー用シーケンサーエンジン部７を備えた部分であり、通信プロセス部９によりＰＬＣデバッグ用プロセス機械シミュレーター２とデバッグ対象ＰＬＣ１０が通信できる部分である。
【００１１】
その動作は、オーダープログラム１４で実行されているプログラムがプラント設備を動作させるために通信インターフェイス用ラダープログラム１３へ指令を渡し、通信プロセス部９経由でデータ管理部８へその情報が渡される。オーダープログラム１４からのデータは３で設定されたプラント情報とを合せてデータ管理部８が管理し水理計算部４、機械動作アンサー用シーケンサーエンジン部７へデータを渡し、水理計算部４は５あるいは６の処理を行い、機械動作アンサー用シーケンサーエンジン部７は８からのデータをもとに機械ロジックのアンサーをシミュレートする。各水理計算部４、機械動作アンサー用シーケンサーエンジン部７の処理が終了すると一旦データ管理部８へデータを渡して３が結果を表示し、９を経由して１０の中の通信インターフェイス用ラダープログラム１３へデータを送信して、結果オーダープログラム１４がプラント設備を動作させる指令がバーチャル現場（２を示す）を動かしてそのデータアンサバックがオーダープログラム１４に戻ることで実際のプラント設備をつなげなくても１０は実際のプラント設備同等を制御することとなるために実際のプラント設備と接続しなくても接続した状態と同じ条件で１０をデバックすることができる。
【００１２】
水理計算部４は３からのプラント設備情報設定から各プラントの液体流量が自然流下系なのか動力系なのかを判断でき、データ管理部８からのデータより５または６を実行することができる。更に、水理計算部４は５、６の演算結果情報からプラント設備に設置されてある水槽の高さを演算することができる。
【００１３】
２は１０と通信するための通信インターフェイス用ラダープログラム１３を自動で作成することができ、３で設定した１１の１２へ９を経由して自動で１２の中へ通信インターフェイス用ラダープログラム１３を書き込むことができる。
【００１４】
７は３で設定されたプラント設備の機械情報をもとにオーダープログラム１４から与えられた指令を通信インターフェイス用ラダープログラム１３、９、データ管理部８を経由して受けて自己でプラント設備の機械動作アンサーをデータ管理部８、９、通信インターフェイス用ラダープログラム１３経由でオーダープログラム１４へ渡すことができる。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
プラント設備を汎用パーソナルコンピューター内でバーチャル化することによって実際のプラント設備に液体がなくても実物プラント設備と同等の機械変化、液体変化をもってデバッグ対象ＰＬＣ制御対象を監視することができるので、プラント設備事前試運転調整、および実物プラント設備に過負荷を与えることなく最大処理能力の確認という用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のプロセス機械シミュレーター装置とデバッグ対象ＰＬＣとのデータ通信構成図。
【符号の説明】
【００１７】
１  汎用パーソナルコンピューター
２  ＰＬＣデバッグ用プロセス機械シミュレーター
３  プラント設備バーチャル表示部
４  水理計算部
５  自然流下系演算処理
６  動力系演算処理
７  機械動作アンサー用シーケンサーエンジン部
８  データ管理部
９  通信プロセス部
１０  デバッグ対象ＰＬＣ
１１  プログラムエリア
１２  空きエリア
１３  通信インターフェイス用ラダープログラム
１４  オーダープログラム
【図１】
2005284533.tif 000003