JPH05257523A - 論理検証装置および論理検証方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】制御盤に組み込まれるコンピュータのソフトウ
ェア論理を効率良く、誤りなく検証することができ、制
御対象にかかわらず汎用性の高い論理検証装置を提供す
る。 【構成】１は模擬制御盤、２はプラントシミュレータ、
３は両者の間の接続を切替えるための接続装置である。
模擬制御盤１に組み込まれるコンピュータ１１のソフト
ウェア（４のＦＤでロードされる）の論理の正しさを模
擬制御盤１とプラントシミュレータ２を組み合わせて、
一連の動作を行なわせて確認し得る構成としている。ま
た、制御対象にかかわらず汎用性を確保するために、制
御対象模擬部２１にコンピュータを適用したり、操作，
表示部を具備する構成としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、制御盤に組み込まれる
コンピュータのソフトウェアの論理を検証するために制
御対象であるプラントのシミュレーションを行ないコン
ピュータソフトと組み合わせて動作させる設計支援装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のリレーロジック中心の制御盤の設
計結果の検査は、設計図であるドキュメント上のチェッ
クが主体であったが、最近コンピュータが制御盤に広く
用いられるようになって来たため、ドキュメント上の検
証では不十分になって来た。これは、ドキュメント上だ
けでコンピュータソフトウェアの動作を確認することが
困難なためである。

【０００３】このため、コンピュータ用ソフトウェアの
設計結果を可視的に検証する技術が工夫されている。

【０００４】例えば、特開昭60−204010号では、検証対
象のコンピュータソフトを大型コンピュータを用いて、
ＣＡＤ(Computer Aided Design）システムから、ハード
ロジック，ソフトロジックの両方を検証できる形態にコ
ンパイルして、実際に用いられるコンピュータとは別の
コンピュータ内でソフトウェアの論理を動作させ、その
正しさを検証する方法が提供されている。

【０００５】しかし、これには実際に使用するコンピュ
ータではない別の大型コンピュータを使用するために、
コンピュータの演算周期も実機コンピュータとは異な
り、また入出力装置の特性も異なるなど、シーケンスロ
ジック上重要な動作タイミングの確認や信頼性向上のた
めに採用される多重化システムの１系列の異常模擬につ
いての考慮がなされておらず、さらにコンピュータソフ
トを別の大型コンピュータ上で動作されるためのコンパ
イルの際の新たな不具合の作り込み防止についての考慮
も十分ではなかった。

【０００６】また、特開昭61−156183号に示す模擬制御
装置のように、実際の制御盤と実機の動特性およびロジ
ックシーケンスを模擬する演算部とを組み合わせる方式
も提供されているが、これらは運転訓練を目的としたも
のであり、この方法のリレーシーケンス部をコンピュー
タに置き換えたとしても単一の制御対象にのみ適用され
るだけで、汎用性を有するコンピュータソフトの論理検
証を行なうための考慮はなされていなかった。

【０００７】大型の監視制御システムでは、監視や操作
を行なう監視操作盤と制御のための論理演算を行なう制
御盤が分離されている。すなわちコンピュータは制御盤
に組み込まれており、制御盤は制御対象によらず同一の
構成となっているが、監視操作盤のハード構成は制御対
象によって異ならざるを得ず、特開昭61−156183号のよ
うに模擬制御盤に操作部と表示部を具備させると制御対
象に応じて操作部と表示部のハードウェア変更が必要と
なり、汎用性確保の点での考慮が十分ではなかった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来技術
では、コンピュータのソフト論理を実用に供されるコン
ピュータ以外の例えば大型コンピュータで検証するため
に、実際の運用に則した論理検証を行なう上での難点が
あったり、様々な制御対象に対する制御論理（コンピュ
ータソフト論理）の検証を行なう上での汎用性を持たせ
ることが困難であった。

【０００９】本発明の目的は、実際の運用に則した論理
検証を行なうことができる汎用性のある論理検証装置を
提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の論理検証装置で
は、コンピュータを組み込んだ模擬制御盤に、アナログ
およびデジタル信号を入出力する該コンピュータの入出
力部を介してプラントの特性を模擬可能な制御対象模擬
部であるプラントシミュレータを接続し、コンピュータ
のソフトウェア論理を検証する論理検証装置において、
模擬制御盤に実機の制御盤に組み込むものと同機種・同
形式あるいは実機相当のコンピュータを組み込むととも
に、模擬制御盤とプラントシミュレータ間に接続変更可
能な接続装置を設置したものである。

【００１１】また本発明では、プラントシミュレータに
コンピュータを用い模擬制御盤の入力部とプラントシミ
ュレータの出力装置間に接続変更可能な接続装置を設置
するとともに、模擬制御盤の出力部とプラントシミュレ
ータの入力装置間にも接続変更可能な接続装置を設置し
たものである。

【００１２】さらに本発明では、プラントシミュレータ
に操作部と表示部を設け制御盤の入出力部と操作部，表
示部との間に接続変更可能な接続装置を設置したもので
ある。

【００１３】

【作用】模擬制御盤に組み込むコンピュータは、実際に
組み込まれるものと同機種，同形式とすることにより、
設計したコンピュータソフトを別の形にコンパイルする
ことなくそのままの形で検証に供し得る。その他の模擬
制御盤のハードウェア構成のうちコンピュータ，電源，
伝送ネットワーク等全てを多重化構成も含んだ形で実機
に則した構成としておくことによって、ハードウェアの
異常時の模擬も実運用に則して実施でき、異常発生時の
論理も検証し得る。

【００１４】模擬制御盤とプラントシミュレータ間の切
替装置は、制御対象によりコンピュータへの入出力点数
や接続が変わっても、容易に切替えて実運用状態を模擬
し得るため、汎用性を確保することができる。

【００１５】また、プラントシミュレータにコンピュー
タを使用することにより、制御対象が変わっても、それ
に応じたシミュレーションモデル変更をソフトウェア
（プログラム）の変更を行なうのみで対応できるので、
高い汎用性を確保することができる。さらにプラントシ
ミュレータに組み込んだ表示部と操作部は、上記切替装
置により、制御対象に応じて模擬制御盤との入出力接続
を変えることができるため、汎用性確保を達成し得る。

【００１６】

【実施例】以下本発明の実施例を図を用いて説明する。
図１は、本論理検証装置の構成図である。

【００１７】１は模擬制御盤、２はプラントシミュレー
タ、３は接続変更可能な接続装置である。模擬制御盤１
は、実際に組み込まれるものと同機種，同形式のコンピ
ュータ（シーケンスコントローラ）１１とその入力部１
２および出力部１３で構成される。プラントシミュレー
タ２には、制御対象である電動機，ポンプ，弁，ヒータ
などを模擬する制御対象模擬部２１を備える。

【００１８】論理検証の対象は、模擬制御盤１に組み込
まれるコンピュータ１１のソフトウェアであり、例えば
フロッピーディスク（ＦＤ）４により与えられる。この
ソフトウェアの論理により、コンピュータ１１が演算を
行ない、その結果を出力部１３を介して、制御対象模擬
部２１に駆動指令を与える。制御装置模擬部２１は、こ
の駆動指令に応じた動作を模擬する。その動作結果の信
号は入力部１２を通しマイコン１１に取り込まれ、次の
演算に使用される。

【００１９】この時々の制御対象模擬部２１やコンピュ
ータ１１に接続したモニタ装置５で、制御対象の動作と
ソフトウェア論理の動作を確認することによって、ソフ
トウェア論理を検証する。

【００２０】ここで、コンピュータ１１は、上記に説明
した如く実際の制御盤に組み込まれるものと同機種，同
形式であるため、設計（プログラミング）したソフトウ
ェア（すなわちＦＤ４）をそのままの形態で模擬制御装
置１のコンピュータ１１に直接ローディングすることが
できるので、コンパイラを準備する必要もなく、コンパ
イルによる新たな不具合の作り込みの心配もない。

【００２１】模擬制御盤１の論理演算部はコンピュータ
１１によるため、ハードウェア構成は同一であっても様
々な制御対象に対するソフトウェアの検証に適用でき
る。この場合、入力部１２と出力部１３の入出力点数の
増減と接続変更が必要となるが、接続装置３によって入
出力点の増減，接続変更を行なうことによって容易に汎
用性の確保をはかることができる。

【００２２】図２は、図１の制御対象模擬部２１にコン
ピュータ２０を使用した例である。この場合の模擬制御
盤１との入出力信号の取り合いは、コンピュータ側の入
力装置２２と出力装置２３を介して行なわれる。制御対
象の変更による入出力点数や接続の変更への対応は、図
１と同様に接続装置３によって実現できる。制御対象が
変わったことによるシミュレータの変更は、コンピュー
タ２０のソフトウェアを例えばフロッピーディスク（Ｆ
Ｄ）５１で差し換えることによって対応できる。

【００２３】図３は、プラントシミュレータに操作部２
４と表示部２５を具備した例である。操作部２４は、制
御対象に起動，停止などの操作指令を与えるスイッチ機
能を持つ装置の模擬部であり、表示部２５は、操作指令
を与えられた結果として制御対象の状態を表示する装置
や警報表示装置を模擬する部分である。これらは制御対
象によって員数，接続が変更になるものであり、これを
プラントシミュレータ２の一部として具備し接続装置３
と組み合わせることによって、制御対象のいかんにかか
わらず検証に供し得る。

【００２４】図４は、接続装置３の１例である。端子台
またはコネクタ３１からジャック３２を接続しておき、
ジャック間をプラグ３４を具備したジャンパー線３３で
接続することによって接続変更を容易にしたものであ
る。これを実現する方法として、ジャック３２とプラグ
３４の代りにロータリースイッチを使用することもでき
る。

【００２５】図５は、プラントシミュレータ２の一部と
して具備する操作部２４の実施例である。スイッチ２４
１を複数個実装し、このスイッチ２４１上または近傍に
付け替え可能な銘板２４２を取り付けることによって、
制御対象の変更に対応したフレキシビリティをもたせた
ものである。

【００２６】図６は、表示部２５の実施例である。表示
灯２５１を複数個実装し、表示灯２５１上または近傍に
付け替え可能な銘板２５２を取り付けることにより、操
作部２４と同様のフレキシビリティをもたせたものであ
る。

【００２７】図５，図６の操作部２４および表示部２５
は、アナログ量に対しては電圧発生器，電流発生器また
は可変抵抗器などを具備し、操作指令を与え指示計，記
録計などに表示させることができる。この場合も、接続
切替は接続装置３によって行ない銘板の付け替えによっ
て対応できる。

【００２８】図７は、操作部２４と表示部２５を一括し
て、ＣＲＴ（陰極線管），ＬＣＤ（液晶表示器），ＥＬ
Ｄ（電界発生表示器）またはプラズマディスプレイなど
のディスプレイ装置を用いて構成した実施例である。操
作表示論理演算を行なうコンピュータ２０１に入出力処
理と表示処理を行なうプログラムをフロッピーディスク
（ＦＤ）２０２で入れる。これによって制御対象に応じ
た操作指令を入力装置２５３より与えると、コンピュー
タ２０１は操作指令を入出力装置２２３および接続装置
３を介して模擬制御盤１に与える。模擬制御装置１内の
コンピュータの演算結果は、逆のルートでコンピュータ
２０１に入力されコンピュータ２０１内で表示プログラ
ムに則した演算が行なわれ、ディスプレイ２４３に表示
される。この構成を適用すると、コンピュータ２０１へ
ローディングするプログラムデータを変えることによっ
ていかなる制御対象にも対応できる。図７において、入
力装置２５３はディスプレイ２４３にタッチオペレーシ
ョン機能を持たせることによってより取扱い易くするこ
ともできる。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、模擬制御盤に実機制御
盤と同機種，同形式のコンピュータを組み込むので、設
計したコンピュータ用ソフトウェアをそのままの形態で
検証できコンパイル等の余分な作業を行なわなくて済む
ため、効率向上とコンパイルにおける不具合の作り込み
を防止することができる。また、模擬制御盤とプラント
シミュレータ間の接続装置やプラントシミュレータにコ
ンピュータ，操作部，表示部を具備することによって、
制御対象によらず汎用性の高い論理検証装置とすること
ができ、経済的な論理検証を可能とし得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成図である。

【図２】プラントシミュレータにコンピュータを適用し
た実施例を示す図である。

【図３】操作・表示部を具備した実施例を示す図であ
る。

【図４】接続装置の実施例を示す図である。

【図５】操作部の実施例を示す図である。

【図６】表示部の実施例を示す図である。

【図７】操作部と表示部の組合わせ実施例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１…模擬制御盤、２…プラントシミュレータ、３…接続
装置、４…フロッピーディスク（検証対象プログラ
ム）、２４…操作部、２５…表示部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高原 太二郎 茨城県日立市幸町三丁目２番１号 日立エ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 渡部 辰也 茨城県日立市幸町三丁目２番１号 日立エ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 松井 修 茨城県日立市幸町三丁目２番１号 日立エ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 本澤 壽郎 茨城県日立市幸町三丁目２番１号 日立エ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 中村 慎 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コンピュータを組み込んだ模擬制御盤に、
   アナログ信号およびデジタル信号を入出力する該コンピ
   ュータの入出力部を介してプラントの特性を模擬可能な
   制御対象模擬部であるプラントシミュレータを接続し、
   コンピュータのソフトウェア論理を検証する論理検証装
   置において、模擬制御盤に実機の制御盤に組み込むもの
   と同機種・同形式あるいは実機相当のコンピュータを組
   み込むとともに、模擬制御盤とプラントシミュレータ間
   に接続変更可能な接続装置を設置したことを特徴とする
   論理検証装置。
2. 【請求項２】コンピュータを組み込んだ模擬制御盤に、
   アナログ信号およびデジタル信号を入出力する該コンピ
   ュータの入出力部を介してプラントの特性を模擬可能な
   制御対象模擬部であるプラントシミュレータを接続し、
   コンピュータのソフトウェア論理を検証する論理検証装
   置において、模擬制御盤に実機の制御盤に組み込むもの
   と同機種・同形式あるいは実機相当のコンピュータを組
   み込み、またプラントシミュレータにコンピュータを用
   い模擬制御盤の入力部とプラントシミュレータの出力装
   置間に接続変更可能な接続装置を設置するとともに、模
   擬制御盤の出力部とプラントシミュレータの入力装置間
   にも接続変更可能な接続装置を設置したことを特徴とす
   る論理検証装置。
3. 【請求項３】コンピュータを組み込んだ模擬制御盤に、
   アナログ信号およびデジタル信号を入出力する該コンピ
   ュータの入出力部を介してプラントの特性を模擬可能な
   制御対象模擬部であるプラントシミュレータを接続し、
   コンピュータのソフトウェア論理を検証する論理検証装
   置において、模擬制御盤に実機の制御盤に組み込むもの
   と同機種・同形式あるいは実機相当のコンピュータを組
   み込み、またプラントシミュレータにコンピュータを用
   い模擬制御盤の入力部とプラントシミュレータの出力装
   置間に接続変更可能な接続装置を設置するとともに、模
   擬制御盤の出力部とプラントシミュレータの入力装置間
   に接続変更可能な接続装置を設置し、さらに操作部と表
   示部を具備してコンピュータのソフトウェア論理の動作
   検証を可能としたことを特徴とする論理検証装置。
4. 【請求項４】請求項２又は３においてフロッピーディス
   クを用いて多用途のプログラムをプラントシミュレータ
   のコンピュータに入力可能とし、シミュレーション範囲
   に汎用性を持たせたことを特徴とする論理検証装置。
5. 【請求項５】請求項３において操作部と表示部をプラン
   トシミュレータに設け模擬制御盤の入出力部との間に接
   続変更可能な接続装置を設置したことを特徴とする論理
   検証装置。
6. 【請求項６】請求項１〜３のいずれか１項において実機
   相当のコンピュータを使用して設計したプログラムをそ
   のままの形でローディングしてソフトウェア論理を検証
   することを特徴とする論理検証方法。