JPH08147150A

JPH08147150A - プログラム作成装置

Info

Publication number: JPH08147150A
Application number: JP28814994A
Authority: JP
Inventors: Hideji Kawada; 秀司川田; Seiichiro Tanaka; 誠一郎田中; Naoshi Uchihira; 直志内平
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1994-11-22
Filing date: 1994-11-22
Publication date: 1996-06-07

Abstract

(57)【要約】【目的】部品作成を効率化するプログラム作成装置を
提供する【構成】第１の設定手段１によって所望の複数の機器
のグループごとに、具体化されるべき属性を用いて当該
グループの動作をプログラムの一部の原形として一般的
に表したテンプレートを設定する。入力手段２からシミ
ュレート対象とするプラントの構成を、グループと属
性、それらグループの接続関係として入力する。合成手
段３によって、記述された構成に含まれる各グループに
対応する各テンプレートについて、当該テンプレートに
含まれる属性を具体的に設定して、前記プログラムの一
部である部分プログラムを生成し、これら部分プログラ
ムをプラントの構成における接続関係に基づいて合成し
プログラムを作成する。実行手段４によって合成された
プログラムを実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種プラントの動作を
シミュレートするプログラムを作成するプログラム作成
装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】化学プラントや発電プラントなど各種の
プラントでは、液体／気体／電気／熱など媒体やエネル
ギー（本明細書において「実体」という）を扱う。これ
らのプラントを制御する制御ソフトウェアのテストや検
証、運転訓練などプラント制御に関する作業では、安全
性、費用、効率などの点からシミュレーションが用いら
れる。

【０００３】具体的には、プラントの動作をコンピュー
タのプログラムでシミュレートするが、この種のプログ
ラムはほとんどの場合、プラントの系統図などを基に人
間が作成することになり、その実現には多くの手間を要
する。この作業負荷を軽減することを目的とし、例えば
特開昭６４−３８８０４では、シミュレータ作成のため
のモデル化方式が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような方
式を用いても、作成作業は人間が手作業で行っており、
作業負荷の軽減に対する要求は依然多い。

【０００５】これに対し、特開平４−２７３５２４（接
続関係からの部品合成方法）のような技術も提案されて
いる。この技術は、プラントを構成する部品ごとの動作
を表す部分プログラムを準備し、部品（ごとの部分プロ
グラム）を接続することによってプラントの動作を実現
する。この技術を用いる場合、予め十分な種類の部品が
用意されていればシミュレーション用プログラムを自動
的に生成し利用することができる。しかし、この方式で
は、部品作成が非常に難しく、利用者が部品作成を行な
う場合の手順が繁雑である。

【０００６】例えば、上記特開平４−２７３５２４で
は、部品／合成単位を、直接制御を行なう機器、もしく
はセンサとしての働きをする機器としている。しかし、
１つの接続点に対し３つ以上の機器が結合する場合が想
定されるような部品では（図１１）、具体的な接続関係
により各部品の動作パターンを変化させなければならな
い。このため、まず、部品の構成が非常に複雑な構造と
なる。このため、予めすべての部品を用意することがで
きないのみならず、作業者による部品作成の負担が増大
するという問題があった。

【０００７】本発明は、上記のような従来技術の問題点
を解決するために提案されたもので、その目的は、部品
作成を効率化するプログラム作成装置を提供することで
ある。また、本発明の他の目的は、現実の因果に沿った
合理的なシミュレーションを行うプログラム作成装置を
提供することである。また、本発明の他の目的は、シミ
ュレート時の初期設定が容易なプログラム作成装置を提
供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１の発明は、プラントの動作をシミュレート
するプログラムを作成するプログラム作成装置におい
て、前記プラントは、種類ごとの機能を果たす機能機器
とこの機能機器間で媒体及びエネルギーのうち少なくと
も一方を伝達する伝達機器とを含み、前記プログラム作
成装置は、所望の複数の前記機器のグループごとに、具
体化されるべき属性を用いて当該グループの動作を前記
プログラムの一部の原形として一般的に表したテンプレ
ートを設定するための、第１の設定手段と、シミュレー
ト対象とする前記プラントの構成を、前記グループと前
記属性、それらグループの接続関係として入力するため
の入力手段と、記述された前記構成に含まれる前記各グ
ループに対応する前記各テンプレートについて、当該テ
ンプレートに含まれる前記属性を具体的に設定して、前
記プログラムの一部である部分プログラムを生成し、こ
れら部分プログラムをプラントの前記構成における前記
接続関係に基づいて合成し前記プログラムを作成する合
成手段と、合成された前記プログラムを実行する実行手
段と、を有することを特徴とする。

【０００９】また、請求項２の発明は、請求項１記載の
プログラム作成装置において、前記グループの動作に含
まれる各処理について実行の優先順序を設定する第２の
設定手段を有し、前記実行手段は、この優先順序に基づ
いて前記プログラムを実行するように構成されたことを
特徴とする。

【００１０】また、請求項３の発明は、請求項１記載の
プログラム作成装置において、前記属性は、シミュレー
ト時に決定すべき初期状態を表す変数を含むことを特徴
とする。

【００１１】また、請求項４の発明は、請求項１記載の
プログラム作成装置において、前記属性は前記伝達機器
の状態変数を含み、前記接続関係のある前記部分プログ
ラム同士がこの状態変数を共有することによって前記媒
体及びエネルギーのうち少なくとも一方の挙動が部分プ
ログラム間で授受されることを特徴とする。

【００１２】

【作用】上記のような構成を有する本発明は、次のよう
な作用を有する。すなわち、請求項１の発明では、プラ
ントを構成する機能機器（被制御機器及びセンサ機器な
ど）と伝達機器（パイプ、電線等）から、機能機器とそ
の機器に接続された伝達機器、又は、３つ以上の伝達機
器を組み合わせるなどしてグループとする。このグルー
プがプラントを構成する部品となる。

【００１３】そして、各グループの動作を状態と処理な
どで表し、部分プログラムの原形であるテンプレートと
する。このテンプレートは状態変数や各種パラメータな
どプログラム合成時に具体化すべき属性によって一般的
に表されたひな型である。各グループの動作は、制御命
令による被制御機器の状態変化、制御による液体／気体
／電気／熱など媒体やエネルギー（本明細書において
「実体」という）の挙動（状態変化や伝達）、実体の挙
動によるセンサ機器の変化などであり、これらを、各機
器の状態、必要な初期状態及び属性、前記状態を変化さ
せる処理、その処理の起動条件によって記述する。

【００１４】シミュレートしようとするプラントの構成
は、グループと属性、その接続関係として記述し、プロ
グラム作成では、各グループに対応するテンプレートに
含まれる各種属性を具体的名称や値などに置き換えかつ
属性をセットして部分プログラムを生成し、これら部分
プログラムをプラントの構成における接続関係に基づい
て合成しシミュレータプログラムを合成する。

【００１５】合成されたプログラムは状態と処理の集合
となり、実行手段は、初期状態の定義が必要な「状態」
がある場合にはこれを定めた後、起動条件が満たされて
いる各処理を検出し、各処理を所定の順序で実行する。

【００１６】このように本発明では、グループの動作を
テンプレート内部で記述しておけば、プラントの構成の
記述はグループとその接続関係、属性によって容易に行
うことができる。また、グループ間での事象の伝達は伝
達機器の状態変数という統一した型式で表現できるた
め、テンプレートの作成も容易になる。

【００１７】特に、伝達機器の挙動は単純であるから、
複数の伝達機器からなるグループでは個別の機器間の伝
達を省略し、伝達の開始点と終了点の間の動作のみを表
現すれば足りる。さらに、複数の伝達機器からなるグル
ープは他のグループよりも一般に汎用的なので、手作業
による作成作業は一層軽減される。

【００１８】また、請求項２の発明では、各処理につい
て実行の優先順序を設定できるので、実行順序が記載順
序に支配されることがなく、現実の因果に沿った合理的
なシミュレーションが行える。

【００１９】また、請求項３の発明では所望の初期状態
を変数の具体的内容として容易に設定できる。

【００２０】また、請求項４の発明では、接続関係のあ
る部分プログラム同士が伝達機器の状態変数を共有する
という単純な構成によって実体の状態が部分プログラム
間を伝達するので、部分プログラムの合成が容易であ
る。

【００２１】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面に従って
具体的に説明する。なお、後述する実施例はコンピュー
タ上に実現され、実施例の各機能は所定の手順（プログ
ラム）がこのコンピュータを制御することで実現され
る。

【００２２】本明細書における各「手段」ないし「部」
は実施例の各機能に対応する概念で、必ずしも特定のハ
ードウェアやソフトウェア・ルーチンに１対１には対応
しない。同一のハードウェア要素が場合によって異なっ
た手段を構成する。例えば、コンピュータはある命令を
実行するときにある手段となり別の命令を実行するとき
は別の手段となりうる。また、一つの手段がわずか１命
令によって実現される場合もあれば多数の命令によって
実現される場合もある。

【００２３】したがって、本明細書では、以下、実施例
の各機能を有する仮想的回路ブロック（手段）を想定し
て実施例を説明する。但し、コンピュータの使用は一例
であり、本発明の機能の全部又は一部は、可能ならば、
カスタムチップ（専用の集積回路）のような電子回路上
に実現してもよい。

【００２４】実施例に用いられるコンピュータは、一般
には、ＣＰＵ（中央演算処理装置）と、ＲＡＭ（随時書
込読出型記憶素子）からなる主記憶装置とを有する。ま
た、前記コンピュータの規模は自由であり、マイクロコ
ンピュータ・パーソナルコンピュータ・スモールコンピ
ュータ・ワークステーション・メインフレームなど、い
かなる規模のものを用いてもよい。

【００２５】また、前記コンピュータのハードウェア
は、典型的には、キーボードやマウスなどの入力装置
と、ハードディスク装置などの外部記憶装置と、ＣＲＴ
表示装置やプリンタ印字装置などの出力装置と、必要な
入出力制御回路を含む。

【００２６】但し、前記コンピュータのハードウェア構
成は自由であり、本発明が実施できる限り、上記の構成
要素の一部を追加・変更・除外してもよい。例えば、実
施例は、複数のコンピュータを接続したコンピュータネ
ットワーク上に実現してもよい。また、ＣＰＵの種類は
自由であり、ＣＰＵを複数同時に用いたり、単一のＣＰ
Ｕをタイムシェアリング（時分割）で使用し、複数の処
理を同時平行的に行ってもよい。

【００２７】また、他の入力装置（例えば、タッチパネ
ル・ライトペン・トラックボールなどのポインティング
デバイスや、デジタイザ・イメージ読取装置やビデオカ
メラなどの画像入力装置・音声識別装置・各種センサな
ど）を用いてもよい。また、他の外部記憶装置（例え
ば、フロッピーディスク装置・ＲＡＭカード装置・磁気
テープ装置・光学ディスク装置・光磁気ディスク装置・
バブルメモリ装置・フラッシュメモリなど）を用いても
よい。また、他の出力装置（例えば、液晶表示装置・プ
ラズマディスプレイ装置・ビデオプロジェクター・ＬＥ
Ｄ表示装置・音響発生回路・音声合成回路など）を用い
てもよい。

【００２８】また、前記コンピュータにおいて実施例を
実現するためのソフトウェアの構成としては、典型的に
は、実施例の各機能を実現するためのアプリケーション
プログラムが、ＯＳ（オペレーティングシステム）上で
実行される態様が考えられる。また、実施例を実現する
ためのプログラムの態様としては、典型的には、高級言
語やアセンブラからコンパイル（翻訳）された機械語が
考えられる。但し、前記コンピュータのソフトウェア構
成も自由であり、本発明が実施できる限り、ソフトウェ
ア構成を変更してもよい。例えば、必ずしもＯＳを用い
る必要はなく、また、プログラムの表現形式も自由であ
り、ＢＡＳＩＣのようなインタプリタ（逐次解釈実行
型）言語を用いてもよい。

【００２９】また、プログラムの格納態様も自由であ
り、ＲＯＭ（読出し専用メモリ）に格納しておいてもよ
く、また、ハードディスク装置のような外部記憶装置に
格納しておき、コンピュータの起動時や処理の開始時に
主メモリ上にロード（読み込み）してもよい。また、プ
ログラムを複数の部分に分割して外部記憶装置に格納し
ておき、処理内容に応じて必要なモジュールのみを随時
主メモリ上にロード（読み込み）してもよい。さらに、
プログラムの部分ごとに異なった態様で格納してもよ
い。

【００３０】また、本実施例における各手順の各ステッ
プは、その性質に反しない限り、実行順序を変更し、複
数同時に実行し、また、実行ごとに異なった順序で実行
してもよい。このような順序の変更は、例えば、ユーザ
が実行可能な処理を選択するなどメニュー形式のインタ
ーフェース手法によって実現することができる。

【００３１】また、本明細書における「入力」は、本来
の情報の入力のみならず、情報の入力と密接に関連する
他の処理を含む。このような処理は、例えば、入力内容
のエコーバックや修正・編集である。また、「入力」
は、必ずしもコンピュータ外部からの入力には限定され
ず、所定のメモリ領域又はディスク装置から情報を読み
出すことによっても行われる。また、本明細書における
「出力」は、本来の情報の出力のみならず、情報の出力
と密接に関連する他の処理を含む。このような処理は、
例えば、出力すべき範囲の入力や、画面スクロールの指
示である。また、「出力」は、必ずしもコンピュータ外
部への出力には限定されず、所定のメモリ領域又はディ
スク装置に情報を書き込むことによっても行われる。な
お、対話的入出力手順によって入力と出力を一体的操作
によって実現してもよく、このような一体的操作によっ
て、選択・指定・特定などの処理を行ってもよい。

【００３２】また、本明細書におけるデータ（情報）や
データの格納手段は前記コンピュータ上においていかな
る態様で存在してもよい。例えば、データのハードウェ
ア上の所在部分は、主記憶装置・外部記憶装置・ＣＰＵ
のレジスタやキャッシュメモリなどいかなる部分でもよ
い。また、データの保持態様も自由である。例えば、デ
ータは、ファイル形式で保持されるのみならず、メモリ
やディスクなどの記憶装置を物理的アドレスで直接アク
セスすることによって実現してもよい。また、データの
表現形式も自由で、例えば、文字列を表すコードの単位
は、文字単位でも単語単位でもよい。また、データは必
要とされる一定時間だけ保持されれば十分で、その後消
滅してもよく、保持時間の長短は自由である。また、辞
書データのように当面変更されない情報は、ＲＯＭに格
納してもよい。

【００３３】また、本明細書において、特定の情報への
言及は確認的で、言及されない情報の存在を否定するも
のではない。すなわち、本発明の動作では、動作に必要
な一般的な情報やその格納領域、例えば、各種ポイン
タ、スタック、カウンタ、フラグ、パラメータ、ワーク
エリア、バッファなどが適宜用いられる。

【００３４】実施例の各部分が処理に要する情報は、特
に記載がない場合、当該情報を保持している他の部分か
ら獲得される。このような情報の獲得は、例えば、当該
情報を格納している変数やメモリをアクセスすることに
よって実現することができる。なお、情報の消去・抹消
は、当該情報の内容自体を必ずしも記憶領域から現実に
削除せず、消去を表すフラグを設定するなど、情報の意
味付けの変更によって行うことができる。

【００３５】（１）実施例の構成本実施例は、プラントの動作をシミュレートするプログ
ラムを作成するプログラム作成装置であり、請求項１〜
４に対応する。本実施例の目的は、部品作成を効率化す
るプログラム作成装置を提供することである。また、本
実施例の他の目的は、現実の因果に沿った合理的なシミ
ュレーションを行うプログラム作成装置を提供すること
である。また、本実施例の他の目的は、シミュレート時
の初期設定が容易なプログラム作成装置を提供すること
である。

【００３６】まず、図１は本実施例のプログラム作成装
置（以下「本装置」という）の構成を示す機能ブロック
図である。本実施例のプログラム作成装置は、プラント
を、種類ごとの機能を果たす機能機器とこの機能機器間
で媒体及びエネルギーのうち少なくとも一方を伝達する
伝達機器とを含むものとして扱う。

【００３７】そして、図１に示すように、本装置は、所
望の複数の前記機器のグループごとに、具体化されるべ
き属性を用いて当該グループの動作を前記プログラムの
一部の原形として一般的に表したテンプレートを設定す
るための、第１の設定手段１と、シミュレート対象とす
る前記プラントの構成を、前記グループと前記属性、そ
れらグループの接続関係として入力するための入力手段
２と、を有する。

【００３８】また、本装置は、記述された前記構成に含
まれる前記各グループに対応する前記各テンプレートに
ついて、当該テンプレートに含まれる前記属性を具体的
に設定して、前記プログラムの一部である部分プログラ
ムを生成し、これら部分プログラムをプラントの前記構
成における前記接続関係に基づいて合成し前記プログラ
ムを作成する合成手段３と、合成された前記プログラム
を実行する実行手段４と、を有する。

【００３９】また、本装置は、グループの動作に含まれ
る各処理について実行の優先順序を設定する第２の設定
手段５を有する。

【００４０】（２）実施例の作用及び効果図２は、本実施例でシミュレートしようとする化学プラ
ントの一例を示す。このプラントは、種類ごとの機能を
果たす機能機器とこの機能機器間で媒体及びエネルギー
のうち少なくとも一方を伝達する伝達機器とを含む。機
能機器は具体的には被制御機器及びセンサ機器などであ
る。さらに、被制御機器は直接制御を行なう機器であ
り、例えば、液体／気体ではバルブなど、電気ではリレ
ーなど、熱では電熱器などである。また、センサ機器は
センサとしての働きをする機器であり、例えば、液体／
気体では流量計など、電気では電流計など、熱では温度
計などである。また、伝達機器は、機能機器間を接続し
て実体を伝達する機器であり、液体／気体ではパイプな
ど、電気では電線など、熱では伝導管などである。パイ
プ、電線等である。ここで、使用する機器は、貯蔵缶、
パイプ、バルブ、流量計とする。

【００４１】［グループの選択］本実施例において、上
記のような要素からなるプラントについてシミュレート
用プログラムを作成する手順を図３に示す。図３は、テ
ンプレートの設定からプログラムの合成及び実行までを
連続して行う場合の手順を示したものである。グループ
ごとのテンプレートを一旦設定した後は、設定済みグル
ープから構成された他のプラントについてプログラムを
合成する場合、ステップ３４からの手順のみを繰り返せ
ば足りる。

【００４２】この手順では、まず、所望の複数のこれら
機器のグループを定める（ステップ３１）。ここで、図
４、図５はプログラム合成の基礎となる部品の類型を例
示するものである。すなわち、グループとしては、図４
上方に例示するように、「被制御機器もしくはセンサ機
器と、伝達機器との組」、又は、図５上方に例示するよ
うに「伝達機器の３つ以上の組」を定める。

【００４３】このグループの決定は、例えば、被制御機
器とセンサ機器それぞれに対して、その機器のうち伝達
機器が接続される端を列挙し、各端に対し、具体的にど
のような伝達機器が接続されるかを入力することによっ
て行うことができる。この場合、機能機器とこの機能機
器に接続された伝達機器の組がグループとなる。例え
ば、バルブを中心としたグループの単位は、（パイプ−
バルブ−パイプ）である。

【００４４】また、伝達機器の中に、分岐があり得るも
のがあるとき、あり得る分岐数をｎ₁、ｎ₂、ｎ₃、…
…、ｎ_mとすると、

【数１】に対し、この伝達機器がｎ個結合されたグループを作成
する。例えば、パイプでは（パイプ−パイプ−パイプ）
に対応するグループを用意する。

【００４５】続いて、決定された各グループについてユ
ーザが第１の設定手段１から、グループごとにテンプレ
ートを設定する（ステップ３２，３３）。ここでテンプ
レートは、具体化されるべき属性を用いて当該グループ
の組としての動作・物理現象を前記プログラムの一部の
原形として一般的に表したものである。なお、ここで
「一般的に」とは、そのテンプレートの記述に現れる
「機器の状態」などの各種属性を、合成の際、具体的名
前や値など具体的情報に置き換えられるように実現する
ことを意味する。例えば、その状態名に変数を含ませ、
合成の際にその変数を決定することによってこのような
置き換えは実現することができる。

【００４６】テンプレートでは、グループの動作とし
て、制御命令によっておこる被制御機器の状態変化、
実体に関する状態変化や伝達、実体に関する状態変
化や伝達によっておこるセンサ機器の変化を記述する。

【００４７】制御命令によっておこる被制御機器の状
態変化、は、直接制御を行なう機器固有のもので、例え
ばバルブの開命令に対する開動作がこれに該当する。
実体に関する状態変化や伝達、は、制御命令によって
おこる被制御機器の状態変化、によって引き起こされる
実体に関する状態変化や、機器の接続されるある端の実
体の状態変化が他の端に伝達する動作を示す。

【００４８】例えば、（パイプ１−バルブ−パイプ２）
のテンプレートでパイプ１に対する圧力が変化した時、
その圧力変化をパイプ２に伝える動作がこれに該当す
る。なお、最終的に合成されたプログラムでは、接続さ
れる部品がこのような「実体を伝達する機器」の実体に
関する状態に対応する変数を共有し、この実体に関す
る状態変化や伝達、の動作により、実体の状態が部品間
を伝達していくことになる。

【００４９】また、実体に関する状態変化や伝達によ
っておこるセンサ機器の変化、は、実体に関する状態変
化に対し、これを監視するセンサが存在するとき、その
センサの動作を実現するもので、例えば、（パイプ１−
流量計−パイプ２）のテンプレートで、この部品の流量
が変化した時流量計のセンサ出力値を変えるなどの動作
である。

【００５０】これらの動作を、テンプレートを構成する
各機器の「状態」と、各機器の状態を変化させる「処
理」、その処理の「起動条件」（どういう状態のときそ
の処理が起動するか）により記述する。また、第２の設
定手段５によって、各「処理」の実行順序を決定する。
また、初期状態も記述し、シミュレート時に初期状態を
決定する場合には、これを変数にしておく。

【００５１】なお、次に、以下の制約を満たすプラント
のテンプレートの例を示す。・パイプ−バルブ−パイプなどの結合では両極のパイプ
径は等しい。・１つの系統に対し双方向から液体が流れることはない
とする。・実体のうち、液体のみを扱うものとする。グループである（パイプ−貯蔵缶−パイプ）、（パイプ
−バルブ−パイプ）、（パイプ−流量計−パイプ）に係
るテンプレートの例をそれぞれ図６、図７、図８に示
す。

【００５２】この例では、ｃｌａｓｓの後の部品名を、
その後の（…）に具体名に置き換える変数を、ｐａｒａ
ｍｅｔｅｒの後にはその部品に与えるパラメータを（こ
の記述がないものもある）、ｓｌｏｔの後には状態名と
初期値を、ｍｅｔｈｏｄの後には処理を記述することに
している。処理は、「ｉｆ（起動条件）ｔｈｅｎ処理本
体ｐｒｉｏｒｉｔｙ優先順位」の形式で記述することに
している。パイプ−貯蔵缶−パイプのテンプレート（ｐ
−ｃａｎ−ｐ）を例に詳細な説明を行なう。

【００５３】すなわち、パイプには２つの端がある。＄
Ｐｉｐｅ１Ｔａｎ１はこのうち、貯蔵缶に継っていない
方の端を示す変数である。また、＄Ｐｉｐｅはパイプ名
を、＄Ｐｉｐｅ１Ｔａｎ２は貯蔵缶に継っている方の端
を、＄Ｃａｎは貯蔵缶名を、＄Ｐｉｐｅ２Ｔａｎ１はも
う１方のパイプの貯蔵缶に継っている方の端を、＄Ｐｉ
ｐｅ２はそのパイプ名を、＄Ｐｉｐｅ２Ｔａｎ２はその
パイプの貯蔵缶に継っていない方の端をそれぞれ表す変
数である。

【００５４】“パイプ名．パイプ端．ｐｒｅｓｓ”は
“パイプ名”の“パイプ端”からの圧力を、“パイプ
名．パイプ端．ｆｌｏｗ”は“パイプ名”の“パイプ
端”からの液体の流れを＄Ｃａｎ．ｗａｔｅｒ−ｑｕａ
ｎｔｉｔｙは貯蔵缶に入っている液体の量を、＄Ｃａ
ｎ．ｃａｐａｃｉｔｙは貯蔵缶の容量を、“パイプ
名”．ｃａｐａｃｉｔｙは“パイプ名”の径の太さを示
す。また、ｆ（）は、圧力とパイプ径から流量を計算す
る関数、ｇ（）は、貯蔵缶に入っている液体の量から下
部のパイプにかかる圧力を計算する関数とする。ここで
は、優先順位は、単に固定値として記述しているがこれ
を関数にすることでよりきめ細かなシュミレーションが
できる。

【００５５】［システムの入力とプログラムの合成］次
に、シミュレート対象とするプラントの構成を、グルー
プと属性、その接続関係として記述する（ステップ３
４）。すると、記述された前記構成に含まれる各グルー
プに対応する各テンプレートが用いられ（ステップ３
５，３６）、テンプレートに含まれる属性（状態名な
ど）に具体的名称ないし値を設定することによって（ス
テップ３７）、前記プログラムの一部である部分プログ
ラムが生成される（ステップ３８）。この場合、伝達機
器は、それが系統の端でないかぎり、２つのグループに
共有されることになる。

【００５６】このような具体化は、例えば、プラント系
統図でＶ１と名付けられているバルブと、ｐｉｐｅＡと
名付けられているパイプ、ｐｉｐｅＢと名付けられてい
るパイプの組に対応するテンプレート（パイプ１−バル
ブ−パイプ２）では、「＜バルブ＞開状態」は「Ｖ１開
状態」に、「＜パイプ１＞の流量」は「ｐｉｐｅＡの流
量」にするなどを意味する。

【００５７】例えば、図６、図７、図８に示したテンプ
レートが設定されている場合、プラントの構成から、次
のグループ：パイプＡ−バルブＡ−パイプＢパイプＢ−缶Ａ−パイプＣパイプＣ−バルブＢ−パイプＤパイプＤ−流量計Ａ−パイプＥパイプＥ−バルブＣ−パイプＦパイプＦ−缶Ｂ−パイプＧパイプＧ−バルブＤ−パイプＨが用いられる。

【００５８】そして、属性（パラメータ）としては、パ
イプの口径はすべて２０ｃｍ、貯蔵缶の容量は５００ｋ
ｌとする。これにより、テンプレートから具体的な部分
プログラムが生成される（ステップ３８）。

【００５９】例えば、パイプＢ−缶Ａ−パイプＣ、パイ
プＣ−バルブＢ−パイプＤを例に説明する。パイプ端は
それぞれｘ，ｙとしてパイプＢはｙ端で缶Ａに結合、パ
イプＣはｘ端で缶Ａに結合しているとする。ここで、グ
ループを選択するが、まず、パイプＢ−缶Ａ−パイプＣ
のテンプレートは、パイプＢはパイプ、缶Ａは貯蔵缶、
パイプＣはパイプであるのでｐ−ｃａｎ−ｐである。

【００６０】次に、＄Ｐｉｐｅ１Ｔａｎ１＝ｘ＄Ｐｉｐｅ１＝パイプＢ＄Ｐｉｐｅ１Ｔａｎ２＝ｙ＄Ｃａｎ＝缶Ａ＄Ｐｉｐｅ２Ｔａｎ１＝ｘ＄Ｐｉｐｅ２＝パイプＣ＄Ｐｉｐｅ２Ｔａｎ２＝ｙのように変数を具体的名称を表す文字例を置き換え、パ
ラメータの代入：缶Ａ．ｃａｐａｃｉｔｙ＝５００パイプＢ．ｃａｐａｃｉｔｙ＝２０パイプＣ．ｃａｐａｃｉｔｙ＝２０を同様にそれぞれの文字例の置き換えにより行う。この
結果生成された部分プログラムを図９に示す。

【００６１】同様に、テンプレートｐ−ｙ−ｐより、パ
イプＣ−バルブＢ−パイプＤの部分プログラムを作成す
る。この結果が図１０である。この結果で、ｓｌｏｔ以
下が状態を示す変数とその初期値、ｍｅｔｈｏｄ以下が
処理を示す。同様に、他の単位についても部分プログラ
ムを作成し、これら部分プログラムについては、プラン
ト構成における接続関係に基づいて変数と初期値、処理
が１つにまとめられて合成されシミュレーション用プロ
グラムとなる（ステップ３９）。

【００６２】［プログラムの実行］合成されたプログラ
ムは状態と処理の集合となる。実行手段４がこれを実行
するには、初期状態の定義が必要な「状態」がある場合
にはこれを定めた後、起動条件が満たされている各処理
を検出し、各処理を前記優先順位の高い順ないし所定の
順序で実行する（ステップ４０）。なお、もっとも優先
順位の高いものが複数ある場合には、例えば、「プログ
ラムのもっとも上に位置する［処理］を選ぶ」などの選
択ルールにより実行するものを選択する。

【００６３】このとき、上記各部分プログラム単位でみ
れば、パイプＣ．ｘ．ｐｒｅｓｓ、パイプＣ．ｙ．ｐｒ
ｅｓｓ＝１、パイプＣ．ｘ．ｆｌｏｗ、パイプＣ．ｙ．
ｆｌｏｗを共有しており、このような共有変数を介して
各部分プログラム間で流れや圧力が伝達される。また、
例えば、バルブＢを開くには“バルブＡ．ｏｐｅｎ−ｃ
ｏｍｍａｎｄ”を“ｙｅｓ”に、流量計を作動させるに
は“流量計Ａ．ｓｅｔ”を“ｙｅｓ”にすることで行な
うことになる。

【００６４】以上のように本実施例では、グループの動
作をテンプレート内部で記述しておけば、システムの記
述はグループとその接続関係、属性によって容易に行う
ことができる。また、グループ間での事象の伝達は伝達
機器の状態変数という統一した型式で表現できるため、
テンプレートの作成も容易になる。

【００６５】特に、伝達機器の挙動は単純であるから、
複数の伝達機器からなるグループでは個別の機器間の伝
達を省略し、伝達の開始点と終了点の間の動作のみを表
現すれば足りる。さらに、複数の伝達機器からなるグル
ープは他のグループよりも一般に汎用的なので、手作業
による作成作業は一層軽減される。

【００６６】また、本実施例では、各処理について実行
の優先順序を設定できるので、実行順序が記載順序に支
配されることがなく、現実の因果に沿った合理的なシミ
ュレーションが行える。

【００６７】また、本実施例では、シミュレート時に決
定すべき初期状態を変数の具体的内容として所望の初期
状態を変数の具体的内容として容易に設定できる。

【００６８】また、本実施例では、接続関係のある部分
プログラム同士が伝達機器の状態変数を共有するという
単純な構成によって実体の状態が部分プログラム間を伝
達するので、部分プログラムの合成が容易である。

【００６９】（３）他の実施例なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
次に例示するような他の実施例をも包含するものであ
る。例えば、本発明は化学プラントのみならずいかなる
種類のプラントにも適用可能である。また、機能機器や
伝達機器の種類、グループあたりの機器の数、属性の内
容などは自由に定め得る。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、部
品作成を効率化できるので、プラントのシミュレーショ
ンが容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のプログラム作成装置の構成を
示す機能ブロック図

【図２】本発明の実施例においてシミュレートする化学
プラントの例

【図３】本発明の実施例の動作手順を示すフローチャー
ト

【図４】本発明の実施例におけるグループの例

【図５】本発明の実施例におけるグループの例

【図６】本発明の実施例におけるテンプレートの例（パ
イプ−貯蔵缶−パイプ）

【図７】本発明の実施例におけるテンプレートの例（パ
イプ−バルブ−パイプ）

【図８】本発明の実施例におけるテンプレートの例（パ
イプ−流量計−パイプ）

【図９】本発明の実施例における部分プログラムの例
（パイプＢ−缶Ａ−パイプＣ）

【図１０】本発明の実施例における部分プログラムの例
（パイプＣ−バルブＢ−パイプＤ）

【図１１】従来のプログラムシミュレーションにおける
部品の例

【符号の説明】

１…第１の設定手段２…入力手段３…合成手段４…実行手段５…第２の設定手段

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０５Ｂ 19/05 Ｇ０６Ｆ 17/00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラントの動作をシミュレートするプロ
グラムを作成するプログラム作成装置において、前記プラントは、種類ごとの機能を果たす機能機器とこ
の機能機器間で媒体及びエネルギーのうち少なくとも一
方を伝達する伝達機器とを含み、前記プログラム作成装置は、所望の複数の前記機器のグループごとに、具体化される
べき属性を用いて当該グループの動作を前記プログラム
の一部の原形として一般的に表したテンプレートを設定
するための、第１の設定手段と、シミュレート対象とする前記プラントの構成を、前記グ
ループと前記属性、それらグループの接続関係として入
力するための入力手段と、記述された前記構成に含まれる前記各グループに対応す
る前記各テンプレートについて、当該テンプレートに含
まれる前記属性を具体的に設定して、前記プログラムの
一部である部分プログラムを生成し、これら部分プログ
ラムをプラントの前記構成における前記接続関係に基づ
いて合成し前記プログラムを作成する合成手段と、合成された前記プログラムを実行する実行手段と、を有することを特徴とするプログラム作成装置。
【請求項２】前記グループの動作に含まれる各処理に
ついて実行の優先順序を設定する第２の設定手段を有
し、前記実行手段は、この優先順序に基づいて前記プログラ
ムを実行するように構成されたことを特徴とする請求項
１記載のプログラム作成装置。
【請求項３】前記属性は、シミュレート時に決定すべ
き初期状態を表す変数を含むことを特徴とする請求項１
記載のプログラム作成装置。
【請求項４】前記属性は前記伝達機器の状態変数を含
み、前記接続関係のある前記部分プログラム同士がこの状態
変数を共有することによって前記媒体及びエネルギーの
うち少なくとも一方の挙動が部分プログラム間で授受さ
れることを特徴とする請求項１記載のプログラム作成装
置。