DE3241981A1

DE3241981A1 - Simulator

Info

Publication number: DE3241981A1
Application number: DE19823241981
Authority: DE
Inventors: Kimio Kobe Hyogo Yamanaka
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1981-11-12
Filing date: 1982-11-12
Publication date: 1983-06-01
Also published as: DE3241981C2; CH659142A5; US4555756A; JPS6361683B2; JPS5884305A

Description

- 4 - 37 792 s/gt

MITSUBISHI DENKI KABUSHIKI KAISHA Tokyo /JAPAN

SIMULATOR

Die Erfindung betrifft einen Simulator, der Signale abgibt, welche verschiedene Anlagen-Zustände simulieren, um die Einheiten verschiedener Einrichtungen zu steuern. Speziell betrifft die Erfindung einen Simulator, der verschiedene Signaltypen abgibt, durch die für eine Steuereinheit tatsächlich vorherrschende Walzstraßenbedingungen bzw. Stahlwalzzustände simuliert werden, beispielsweise dann, wenn das zu walzende Material (steel material) noch nicht tatsächlich zugeführt wird, um dadurch die Steuerbarkeit der Steuereinheit und der Walzstraßenbetätigungsvorrichtungen (train operators) zu prüfen.

Fig. 1 zeigt in Form eines typischen Blockschaltbildes einen.herkömmlichen Simulator. Ein derartiger Simulatortyp enthält beispielsweise einen Regler 1 zur Regelung eines Heißwalzstandes, wobei dieser Regler Eingangssignale erzeugt, welche den Zustand simulieren, wenn ein zu walzendes Material zugeführt ist oder nicht zugeführt ist und auch wie schnell dieses Material zugeführt wird. Der Simulator 2 liefert beispielsweise über eine Relaislogik 3, die in Fig. 2 veranschaulicht ist, zum Regler 1 ein konvexioniertes Prozess-Eingangssignal D . Bei diesem Simula-

BAD ORIGINAL

\^:. Ί ": .: '/"· 324 198T

tortyp gelangt ein Prozess-Eingangssignal Pv zum Regler 1, um über die Relaislogik 3 eine Anlagensteuerung vorzunehmen. Mit anderen Worten liefert die Relaislogik 3 in Fig. 2 ein Eingangssignal ei zum Regler 1, und zwar auf der Grundlage einer logischen Verarbeitung bzw. Durchschaltung eines Prozess-Eingangs-Istsignals Pv und des simulierenden Signals D mit Hilfe eines Simulierbetriebsartensignals Ms (Fig. 2), welches einen Eingängsanschluß einer Torsteuerschaltung 31 zugeführt wird und Instruktionen" darüber liefert, ob der Simulator sich in Betrieb befindet oder nicht. Der Regler 1 führt die erforderlichen Operationen abhängig von dem Eingangssignal ei (beispielsweise eine PID Regeloperation) aus und gibt ein"Steuersignal Po ab, welches den vorherrschenden Prozess triggern kann» Das Steuersignal Po wird zum Eingangsanschluß des Simulators 2 zurückgeführt.

Der herkömmliche Simulator ist jedoch mit Nachteilen behaftet, dahingehend, daß, je größer die Anlage ist desto größer die rückgeleitete Eingangsgröße des Simulators ist, und auch dahingehend, daß die Relaislogik für die Eingangsgröße jedes Reglers 1 erforderlich ist. Dadurch wird jedoch das System kompliziert und erfordert auch eine Abänderung in großem Maßstab, wenn die Simulationslogik geändert wird. Wenn die Relaislogik aus Schaltern aufgebaut ist, läßt sich die Logik einfach abwandeln, es ergibt sich dabei jedochein Problem, wie beipsielsweise eine Pfadverzögerung, da die Eingangsgröße zum Regler 1 mit Hilfe der Schalter aufgebaut wird.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die den Simulatoren nach dem Stand der Technik anhaftenden Nachteile auszuschalten.

BAD ORIGINAL

32A1981

Ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in der Verbindung des Reglers, der Prozess-Eingabe/ Ausgabeeinheit und des Simulators untereinander über Stationen und einen Datenpfad, und besteht ferner in der Erzeugung von Signalen, die zu und von diesen Einheiten mit Hilfe der Stationen und des Datenpfades übertragen werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels im Vergleich zum Stand der Technik näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines typischen Beispiels eines herkömmlichen Simulators; 15

Fig. 2 eine Schaltungsanordnung der Relaislogik, die bei dem Simulator nach Fig. 1 Verwendung findet;

Fig. 3 ein allgemeiner Schaltplan der Vorrichtung

mit.Merkmalen nach der Erfindung;

Fig. 4 ein Blockschaltbild eines Beispiels einer

Station, die in Fig. 3 gezeigt ist; und 25

Fig. 5 eine erläuternde Zeichnung, welche den

Austausch von Signalen zwischen dem Anlagen-Regler und der Prozess-Eingabe/Ausgabevorrichtung veranschaulicht. 30

Fig. 3 zeigt einen allgemeinen Schaltplan einer Vorrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung. In dieser Figur ist mit 1 ein Anlagenregler bezeichnet, mit 2 ein Simulator,

BAD ORIGINAL

der ein Simulationssignal abgibt, mit 4 eine Prozesseingabe/Ausgabevorrichtung, mit 5 ein Datenbus oder Hauptleitung und mit 6A, 6B und 6C Stationen, die in den Datenbus 5 eingeschleift sind. Der Anlagenregler 1, der Simulator 2 und die Prozess-Eingabe/Ausgabevorrichtung 4 sind über die Stationen 6A, 6B und 6Cmit dem Datenbus bzw. Hauptleitung 5 verbunden. Es ist möglich, einen Anlagenregler wie beispielsweise einen programmierbaren Regler, als Simulator 2 zu verwenden. In Fig. 3 ist nur ein AnIa- / genregier und Prozess-Eingabe/Ausgabevorrichtung gezeigt, es werden jedoch gewöhnlich mehrere dieser Einheiten verwendet .

Das Prozesseingangs signal Pv, welches- von der Prozess-Eingabe/Ausgabevorrichtung 4 eingespeist wird, gelangt als Eingangsgröße zum Anlagenregler 1 und zwar über die Station 6C, den Datenbus 5 und die Station 6A und es wird in diesem Regler eine Regeloperation durchgeführt. Dagegen wird die Regelausgangsgröße des Reglers über die Station 6A, den Datenbus 5, die Station 6C und die Prozess-Eingabe/Ausgabevorrichtung 4 übertragen. Bei diesem Fall gelangt sowohl die Eingangsgröße zum Anlagenregler 1 als auch die Ausgangsgröße desselben über die Station 6B,-die an den Simulator 2 angeschaltet ist. Indem man nun der Station 6B eine Funktion gibt, die äquivalent zu derjenigen der Relaislogik 3 in Fig. 1 ist, kann der Simulator 2 ein Prozesseingangssignal Pv behandeln bzw. verarbeiten und dieses Signal zum Anlagenregler 1 übertragen.

Fig. 4 zeigt ein detailliertes Blockschaltbild eines Beispiels für die Station 6A, die in den Datenbus 5 eingeschaltet ist.

Die Daten und das Prozesseingangssignal, welche über den Datenbus 5 übertragen werden, werden über das Eingangspufferregister 61 in einen Eingangs-Pufferspeicher 6OB eingeschrieben, der Teil einer Speicherschaltung 60 ist, und gelangen dann als Ausgangsgröße zum Anlagenregler 1. Andererseits wird die Ausgangsgröße des Anlagenreglers 1 in den Ausgangs-Pufferspeicher 6OA eingeschrieben, der ebenfalls einen Teil der Speicherschaltung 60 bildet. Die Ausgangsgröße gelangt über ein Ausgangspufferregister 6 2 zu einem logischen ODER-Glied 6 3 und zwar entsprechend einer gewünschten Zeitsteuerung. In dem ODER-Glied 6 3 wird die Ausgangsgröße logisch zu den Daten addiert, die in einer zugeordneten Adresse des Eingangspufferregisters 61 gespeichert sind, wobei die zugeordnete Adresse derjenigen des Ausgangspufferregisters entspricht. Die Ausgangsgröße des ODER-Gliedes 6 3 gelangt dann zur' nachfolgenden Station 6B.

Der Aufbau der Station 6B, die an den Simulator 2 angeschaltet ist und der Aufbau der Station 6C, die an die Prozess-Eingabe/Ausgabevorrichtung 4 angeschaltet ist, ist gewöhnlich dergleiche wie derjenige nach Fig. 4. In der Station 6B wird das vom Simulator 2 stammende Signal zum Datenbus 5 über den Ausgangspufferspeicher 6OA übertragen und gelangt als Eingangsgröße zum Anlagen-Regler 1, dessen Ausgangssignal dann zum Simulator 2 über den Einganspufferspeicher 6OB übertragen wird. In der Station 6C wird das Prozesseingangssignal über den Ausgangspufferspeicher 6OA zum Datenbus 5 übertragen und gelangt als Eingangsgröße zum Anlagenregler 1, dessen Ausgangssignal dann zu der I/O Vorrichtung (Eingabe/Ausgabevorrichtung) über den Eingangspufferspeicher 6OB gelangt..

BAD ORIGINAL

Fig. 5 ist eine erläuternde Zeichnung, welche den Austausch von Signalen zwischen dem Anlagenregler 1 und der Prozess-Eingabe/Ausgabevorrichtung 4 veranschaulicht. Mit der strichlierten Linie 50 in Fig. 5 ist der Fluß des Prozesseingangssignals angegeben und mit der strichpunktierten Linie 51 ist der Fluß des Ausgangssteuersignals oder Regelsignals des Anlagenreglers 1 angegeben. Im Simulationszustand nimmt der Simulator 2 die Stelle der Vorrichtung 4 ein.

Bei einer derart aufgebauten Vorrichtung gelangt bei dem gewöhnlichen Regelzustand das Prozesseingangssignal Pv über die Prozess-Eingabe/Ausgabevorrichtung 4, die Station 6C und den Datenbus 5 zum Anlagenregler 1. Im Simu- lationszustand wird die Ausgangsgröße des Simulators 2 logisch mit dem Prozesseingangssignal Pv bei der Station 6B summiert und das Ausgangssignal· des Simulators 2 kann über den Datenbus 5 als Eingangssignal zum Anlagenregler verwendet werden.

Mit anderen Worten ist es beispielsweise im Falle einer Steueranlage einer Heißwalzstraße möglich den Zustand entsprechend dem NichtVorhandensein von Material in einer tatsächlichen Anlage (logische "0") anzuzeigen und ferner den Zustand anzuzeigen, der dessen Vorhandensein angibt (logisch "1") und zwar über den Simulator 2.

Der Anlagenregler 1 funktioniert somit so als ob Material vorhanden wäre und es wird von demselben eine Simulationsoperation durchgeführt. Da der Simulator 2 Ausgangsgrößen erzeugen kann, welche die verschiedenen Anlage-Bedingungen oder Zustände angeben, ist eine Simulation des Anlagenreglers 1 unter den verschiedensten Bedingungen oder Zuständen möglich.

Bei dem zuvor erläuterten Ausführungsbeispiel sind die Eingangsgrößen und Ausgangsgrößen in den Stationen 6, wie in Fig. 4 gezeigt ist, getrennt, sie können jedoch auch in einer Station vorhanden sein.
5

Wie ausgeführt wurde werden die Signale, wenn die Prozess-Eingabe/Ausgabesignale über den Datenbus übertragen werden, bei dem Durchgang ausgetauscht. Daher wird beim Gegenstand nach der vorliegenden Erfindung keine spezielle Hardware benötigt und es wird ein Simulator mit hoher Betriebsgeschwindigkeit und der Möglichkeit einer einfachen Wartung realisiert.

Lee rs ei te

Claims

37 792 s/gt MITSUBISHI DENKI KABUSHIKI KAISHA Tokyo /JAPAN SIMULATOR PATENTANSPRÜCHE

1. J Simulator zur Durchführung einer Simulation eines An-

lagenreglers einer Anlage,

gekennzeichnet durch folgende Merkmale und Einrichtungen:

· einen Datenpfad zur übertragung von Prozesseingabe/ Ausgabesignalen, wenigstens zwei Stationen, die in den Datenpfad eingeschleift sind und Eingabe/Ausgabepufferspeicher enthalten, wobei der Anlagenregler über eine der Stationen mit dem Datenpfad verbunden ist und das Ausgangssignal des Anlagenreglers über den Ausgabepufferspeicher dieser einen Station, den Datenpfad und den Eingangspufferspeicher einer anderen dieser Stationen empfangen wird, ferner ein Simulationssignal zum Anlagenregler über den Ausgabepufferspeicher der einen Station, den Datenpfad und den Eingabepufferspeicher einer anderen Station übertragbar ist.

2. Gerät nach Anspruch 1,

dadurch gekenn ζ cj ich net , daß wenigstens

BAD ORIGINAL

eine der genannten Stationen ein Eingabepuf fer-register enthält, welches mit dem Datenpfad (Datenhauptleitung) und mit dem Eingabepufferspeicher verbunden ist.

3. Gerät nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet , daß ferner ein Ausgabepufferregister vorgesehen ist, welches mit dem Ausgabepufferspeicher verbunden ist.

4. Gerät nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet , daß eine logische Ausgangs ODER-Schaltung an den Datenpfad (Datenhauptleitung) angeschaltet ist, welche die Ausgangsgrößen der Eingabe- und Ausgabepufferregister empfängt.

5. Simulator zur Durchführung einer Simulation eines Anlagenreglers einer Anlage,

gekennzeichnet durch einen Datenbus zum Übertragen von Signalen, durch mehrere in den Datenbus eingeschleifte Stationen, einen Anlagenregler, einen Simulator und eine Eingabe/Ausgabevorrichtung, die jeweils mit einer betreffenden Station verbunden sind, wobei die Stationen Eingabe/Ausgabepufferspeicher enthalten, der Anlagenregler mit dem Datenbus über eine der Stationen verbunden ist und das Ausgangssignal des Anlagenreglers über den Ausgabepufferspeicher der einen Station, den Datenbus und den Eingabepufferspeicher einer der anderen Stationen empfangen wird, ferner ein Simulationssignal über den Ausgabepufferspeicher der einen-Station, den Datenbus und den Eingabepufferspeicher einer anderen Station zu dem Anlagenregler übertragbar ist, und wobei ferner die eine Station ein Eingabepufferregister enthält, welches mit dem

Eingabepufferspeicher verbunden ist, und ein Ausgabepufferregister enthält, welches mit dem Ausgabepufferspeicher verbunden ist, ferner durch eine logische ODER-Schaltung zur logischen Summierung der Ausgangsgrößen der genannten Pufferregister, um dadurch ein zu einer anderen Station zu übertragendes Ausgangssignal zu bilden-