JPS59109967A - プラント設計計算用図面の入出力方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、プラント設計計算用図面の入出力方式に関し
、特にプラントのシミュレーションのデータ入力エラー
の減少と出力結果の作成期間の短縮が可能な大規模プラ
ント・システムの入出力方式に関するものである。

〔従来技術〕

従来より、プラントにおいては、物質収支・エネルギ収
支を計算する定常プロセス・シミュレータを用いている
。このプロセス・シミュレータは、シミュレーションに
必要な入力データを図面から読み取る機能がなく、人間
が図面をもとに人力データをコーディングしているので
、入力変数の多い大規模プラント　システムを取り扱う
ときには、デ〜り順序の誤り等が起こり、シミュレーシ
ョンを開始するまでに多大のトラブルが発生している。

第１図は、従来のシミュレーションの手順を示すフロー
チャートである。

一例として、化学工学協会編「計算機利用技術」（槙書
店１９７８．ＰＰ９４〜１３４）にしたがって、シミュ
レータョ／の手順を説明する。

（１）シミュレーション計画の設定・・・・・・プロセ
ス・シミュレーションを利用する計画としては、新プロ
セスの設計と、既設プラントの改善がある。この段階で
は、シミュレーションの外部要因（条件）を調査して、
評価項目を明確にし、シミュレーションの後で検討する
項目を整理しておく。

（２）プロセス・フロー・シートの作成・・・・・・シ
ミュｖ　−シーｓ　ｙ　ノ目的１ｆＣしたがい、プロセ
ス・フロー・シートラ作成スる。プロセス・フロー・シ
ートハ、例えば化学プロセスを構成する主要機器と、主
な物質の流れの情報を示す構成図であり、化学プロセス
の設計や検討に際して基本になるものである。

・１（３）単位操作機能への分解・・・・・・数式モデ
ルを作成するために、プロセス・フロー・シートを単位
操作に分割する。通常は、１つの機器の機能を単位とす
るが、シミュレーションの目的によっては、さらに細か
く分割することがある。

（４）数式モデルの作成・・・・・・分割した各単位操
作の数式モデルを作成する。標準的な単位操作であれば
、シミュレータに備えられたモデルを用い、物質データ
を準備するのみでよいこともあるが、シミュレーション
の目的によっては、新たに数式モデルを作成する必要が
ある。

（５）インフォーメーション・フロー・ジ−トノ作成・
・・・・・インフォーメーション・フロー・シートハ、
プロセス・フロー・シートにおける単位操作の数式モデ
ルの接続関係を表現したものである。インフォーメーシ
ョン・フロー・シートは、シミュレーションを行うため
の図であるので、プロセス・フロー、シートにはないカ
、シミュレーションを行うために必要な数式モデル（例
えば、ストリームの合流や分流）も含んでいる。通常は
、数式モデルをブロックで表わし、数式モデル間の情報
の流れをストリームで表現し、ストリーム建名称を付す
。

（６）リサイクル・ストリームと自由度の検討・・・・
・・実際にシミュレーションを開始する前の予備的計算
を行う。リサイクル・ストリームがないときには、スト
リームの上流から下流に向って数式モデルを順次計算し
て行くことができる。しかし、リサイクル・ストリーム
があるときには、まだ計算されていない下流側からのリ
サイクル・ストリームを入力とする数式モデルが計算で
きない。その理由は、入力変数がすべて既知でなければ
、数式モデルは計算できないからである。計算できない
数式モデルが存在すると、それ以降の下＆　４０１の数
式モデルは計算されず、結局、シミュレーションが不可
能となる。それを避けるために、リサイクル・ストリー
ムのうちのいずれか１箇所を切断してストリームの状態
を仮定して計算を進め、−巡して得られるス）　ＩＪ−
ムの計算値と仮定値を比較して収束条件（それらの差が
ある閾値以下という条件）を満たすまで仮定値を修正値
で置き替えて計算を続行する。リサイクル・ストリーム
のどこに仮定値を与えるかにより、通常は収束時間が異
なるので、仮定値を与える箇所、およびその初期値をこ
の操作手順で決定する。

（７）シミュレーション・データの作成・・・・・・シ
ミュレータへの入力データとしては、（ａ）使用する数
式モデル名（ブロック名Ｌ（ｂ）数式モデル間の接続関
係（ス）　ＩＪ−ム番号）、（Ｃ）各数式モデルのパラ
メータの３つがある。必要なデータが整うと、シミュレ
ータの入力フォーマットにしたがってデータをコーディ
ングするが、プロセスが複雑になると誤りが生ずる機会
が多くなるので、次の事項に注意する。（イ）ストリー
ム番号やブロック名の重複、（ロ）存在しないブロック
名の使用、（ハ）ブロック名やストリーム名の取り違え
、に）入力フオームの文法上の書き違い、（ホ）パラメ
ータの記入順序の誤り等である。

（８）シミュレーションの実行と評価・・・・・・シミ
ュレーションの終了条件をすべて満足しても、化学プロ
セスの立場からみて、シミュレーション結果カ正しくな
いことが、シミュレーションの初期段階にはしばしば発
生するので、シミュレーション結果を十分に検討する必
要がある。少しでも不自然な箇所があったり、不満な点
があれば、それまでの作業を何度でも繰り返す必要があ
る。

上記（１）〜（８）のシミュレーション手順のうち、誤
りが起り易いのは（７）シミュレーション・データの作
成である。誤りを生じさせる根本的原因は、プロセス・
フロー・シートあるいはインフォーメーション・シート
ラ用いてシミュレーションヲ検討しているにもかかわら
ず、図面入力ができないため、図面をもとに人間が入力
データをコーディングするという欠点がある。

さらに、図面出力の点から見ると、従来はシミュレーシ
ョンを行ってから、図面を作成している３、これは、シ
ミュレーションの結果によっては、プラント構成が変わ
ることがあるからである。すなわち、シミュレーション
と図面作成は直列作業であるため、これは当然のことと
して実行されている。

〔発明の目的〕

本発明の目的は１、これら従来の問題を改善するため、
プラントのシミュレーション時に生じるデータ入力エラ
ーを減少させ、かつシミュレーションの結果作成する出
力図の作成期間を短縮することが可能なプラント設計計
算用図面入力および出力口作成方式を提供することにあ
る。

〔発明の概要〕

本発明のプラント設計計算用図面入力および出力口作成
方式は、定常プロセス・シミュレータと図形処理端末装
置とデータ・ペース管理システムとを有する計算機シス
テムにおいて、機器をブロック、機器間を流れるストリ
ームをフローでそれぞれ表わしたブロック・フロー・シ
ートを図形処理端末装置上のタブレットに描き、かつ各
機器の入出力変数名、計算条件等の仕様を表わす要素特
性シートをデータ・ペース管理システムから呼び出し、
パラメータ値、外部入力値等の計算条件をタブレット上
から設定して、定常プロセス・シミュレータへの入力デ
ータを作成するとともに、シミュレーション結果をシン
ボルを用いたプラント構成図（プロセス・フロー・ダイ
アグラム）上に打出すために、図形処理端末装置のディ
スプレイに表示されたブロック・フロー　シートのブロ
ックをデータ・ペース管理システムに登録しであるシン
ボル図に置き換えて、プロセス・フロー・ダイアグラム
を作成することに特徴がある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を、図面により説明する。

第２図は、本発明の実施例を示す計算機システムの全体
ブロック図である。

本発明の計算機システムは、第２図に示すように定常プ
ロセス・シミュレータ１６と、図形処理端末装置１３と
、データ・ベース管理システム１４の３つの装置を有機
的に結合したものである。なお、１７は、コア・メモリ
であり、１５は図形処理プログラムであり、１２はデー
タ・ベース管理システム１４を通じてアクセスされるメ
モリである。

第３図は、本発明の実施例を示すシミュレーション手順
のフローチャートである。

第２図に示す３つの装置を利用したシミュレーション手
順を、説明する。

（２１）シミュレーション計画の設定・・・・・・プロ
セス・エンジニアが７ミユレーシヨンの構想を練る。こ
こでは、主として、シミュレーションを行うために必要
となる機器モデル（数式モデル）について検討する。す
なわち、代替構成案の選択等のシミュレーションの目的
に照して、必要と考えられる機器モデルをすべてリスト
・アップする。

これらの機器モデルのうち、すでに作成されているモデ
ルを利用できるものについては、できるだけ既作成モデ
ルを利用し、シミュレーションを始めるための準備期間
を短縮する。

（２２）既作成機器モデルのチェック これまでに作成した機器モデルのリストをメモリ１２の
エリア２・７から読み出し、ディスプレイ上に表示する
。今回行うシミュレーションで使用する機器モデルの番
号に、スタイラスペンを用いて印を付す。選択された機
器名称は、ブロック・７０−・シートの作成を簡単にす
るため、ディスプレイ上に表示される。今回使用する機
器モデルがリスト上にない場合には新たに数式モデルを
作成して、メモリ１２のエリア２・１３に格納する。

（２３）要素特性シートの作成 機器モデルを作成した後、機器モデルの入出力基および
パラメータ名を示した要素特性シートを作成する。機器
モデルは、シミュレータへの入力図であるブロック・フ
ロー・シート上では、ブロック（長方形）で表わされる
が、プロセス−フロー・ダイアグラム上では機器のシン
ボルで表わされる。このため、要素特性シートを作成す
るときには、機器を示すシンボル図も作成し、要素特性
シート上に表示する。なお、機器モデルで使用した入出
力変数名は、変数リストに登録する。変数リストは、後
に図形入力を行うときに使用され、メモリ・エリア２８
に格納されている。

（２４）図面入力 ）１″Ｌ　Ｖ　−ｐへ９６”７”　−ｐ　ｈｚ・７４０
１″３種類である。

（ａ）使用する機器モデル名（ブロック名）（ｂ）機器
モデル間の接続関係（フロー名）（Ｃ）計算条件（外部
入力値、パラメータ値）これらのデータは、図形処理端
末装置１３を用いて、ブロック・フロー・シー）と要素
４１シートで入力する。すなわち、データ（ａ）　（ｂ
）はブロック・フロー・シートから、データ（Ｃ）は要
素特性シートから、それぞれ入力する。

ブロック・フロー・シートは、次のようにして、設計者
がタブレット上に作成する。

（１）ブロック・フロー・シートの枠組みをメモリ・エ
リア２・１０から読み出す。（２）使用する機器モデル
名を、コマンドを用いて既作成機器モデル・リスト（メ
モリ・エリア２　、、、７　’）より読み出し、表示す
る。（３）配置する機器名をスタイラスペンで指示した
後に、その場所をタブレット上に指示する。この結果、
ブロックが配置され、ブロック内に名称が表示される。

第４図は、配置完了直前のブロック・フロー・シートを
示す図である。

第４図の画面左下の機器のうち、配置が完了したものに
は斜線が引かれる。第４図では、５番目の機器名ＣＬＵ
ＰＤ２を残して、他の機器はすべて配置されたことを示
す。

（４）機器モデル間に情報が伝わっているときには、フ
ローを記入する。ある機器から他の機器へフローを誓＜
場合、フローの折曲り点をスタイラスペンで指示し、２
点間を直線で結ぶ。フローには、名称を記入する。なお
、図形処理端末装置１３０機能により、図面の一部拡大
や、フローが曲らないようにメツシュをかけることがで
きる。

この操作で、タブレット上にブロック・フロー・シート
が描かれると、図形処理端末装置１３を利用してブロッ
ク名、ブロックの位置、フローの始点・終点の位置等を
読み取り、データ・ベース管理システム１４を通じてメ
モリ・エリア２．１〜２．３に格納する。

（２５）シミュレーション入力データの作成図面から読
み取ったデータをもとに、シミュレーションの入力デー
タを作成する。このデータは、いつでも読み出せるよう
に、データ　ベース管理システム１４を通じてメモリ・
エリア２．．１１に格納する。

（２０シミユレーシヨンの実行 シミュレータへの入力データを読み込むことにより、シ
ミュレーションが開始される。対象としているプラント
・システムがリサイクルを含む場合は、従来のシミュレ
ーション手順（６）で述べたように、収束変数に初期値
を設定することが必要である。定常プロセス・シミュレ
ータは、リサイクルの有無、初期値を与える変数名を表
示するので、設計者はこれをガイドとして初期値を設定
する。

この結果、収束計算が行われ、最終的な計算結果が得ら
れる。

（２７）計算結果の入力図への出力 計算結果を保存するために、計算結果を入力図面（ブロ
ック・フロー・シート、要素特性シート）に出力し、こ
れらの図面をメモリ２・１４に格納する。ブロック・フ
ロー・シートでは、プラント全体の特性を把握するため
に、主要な計算結果を表示する。表示する変数名は、あ
らかじめ変数リストにより登録しておく。設計者は、シ
ミュレーション終了後に表示されるブロック・フロー・
シートを見て、表示したいフロー名をスタイラスペンで
指示する。この結果は、マトリクス状に表示される。

一方、シミュレーション結果を詳細に把握するために、
各機器モデルの入出力変数値はすべて要素特性シートに
表示する。このシートをメモリ・エリア２．９に格納す
ることにより、シミュレーションの詳細検討がいつでも
可能となる。

（２８）　Ｐ　Ｆ　Ｄ　（プロセス・フロー・ダイアグ
ラム）の作成・・・・・・シミュレーションのための図
面としては、ブロック・フロー・シートで十分であるが
、顧客等に提出するためには、ブロックをシンボル図で
置換えたプロセス・フロー・ダイアグラム（Ｐ　ｌ”　
Ｄ　）が必要となる。ＰＦＤ作図手順としては、先ず、
ブロック・フロー図をディスプレイ上に呼び出す。ブロ
ック・フロー図のブロックと、それ１を配置すべきメツ
シュをスタイラスペンで示すと、別の画面でブロックが
シンボル図で置換えられる。

置換えの状況を逐次画面を切換えて見る手間を省くため
、レイアウトメツシュ全体を１画面とみなし、シンボル
図の占有状況をハツチングを施して示す。

第５図は、シンボル図への置換え状況を示すブロック・
フロー・シートである。

第５図は、脱硫システムのフローシートであって、３１
は吸着塔、３２は脱硫塔、３３は還元塔、３４は凝縮器
、３５は反応器、３６はコンデンサ、３７は硫化塔、３
８は性能計算部、３９はコンデンサである。

シンボル図がある程度画面を占有したときには、シンボ
ル図の１画面の作成を終了し、画面を切換えてシンボル
図の作成状況をチェックする。

次に、シンボル区間のフローをスタイラスペンを用いて
記入し、フロー名を書き加える。このようにして、シン
ボル図の画面を逐次作成し、ＰＦＤを完成させる。なお
、シンボル図を表示する画面間の接続関係をチェックす
るため、スクロールが可能である。

第６図は、ブロック置換え後、フローを書き加え、さら
に画面間の接続をチェックするため画面をスクロールし
たシンボル図である。

すべてのブロックをシンボル図に置換え、その作成状況
をチェックした後、ＸＹプロッタによりＰＦＤを出力す
る。

以下、第３図の手順にしたがって、詳細動作を説明する
。

Ａ、表作成モデルの画面表示 機器モデルを作成する度ごとに、その情報（作成番号、
機器名称、サブルーチン名、備考）を図形処理プログラ
ム１５により、メモリ・エリア２・７に格納する。なお
、メモリ１２に格納する情報の検索を簡単にするため、
メモリ１２の管理はデータ・ベース管理システム１４を
利用する。機器モデルのリストは、メモリ・エリア２・
１３に格納された情報をそのまま呼出すことにより簡単
にディスプレイ５・２に表示させることができる。

スタイラスペン３・牛により利用する機器モデルの番号
を指示すると、図形処理プログラム１５は次の処理を行
う。

（ａ）ｉ器モデルが指示されたとき、スタイラスペン３
・生のタブレット３・δ上の位置を読み取る。

（ｂ）各機器モデルの作成番号のタブレット上の位置は
、機器モデルの登録時にメモリ・エリア２・７に格納さ
れている。この作成番号の位置の中から（ａｌで読み取
ったスタイラスペンの位置に最も近いものを探索する。

（Ｃ）上記探索により判明した作成番号を、メモリ・エ
リア２．・７に格納する。この番号は、ブロック・フロ
ー・シートを作成するときに利用される。

Ｂ、要素特性シートの作成 要素特性シートは、次のデータから構成される。

（１）表の枠組み（タイトルを含む）　、（ｉｉ）計算
入力欄に書き込むデータ、（ｉｉｉ）計算出力欄に書き
込むデータ、ＧＶ）入力定数パラメータ欄に書き込むデ
ータ、（Ｖ）シンボル図。

要素特性シートを作成する段階では、後にシミュレーシ
ョンを開始するために書き込むパラメータ値やシミュレ
ーションの実行後書き込まれる入力値と出力値について
は、空欄にしておく。この段階では、入出力変数名、パ
ラメータ名およびその単位を該当欄に記載することが主
な作業である。

ここでは、上記変数名、パラメータ名のｄ己載を簡単に
するため、変数リストを利用する。変数リストは、機器
モデルで使用する入出力変数名およびパラメータ名およ
びその単位をリストアツブしたテーブルで、メモリ・工
・リア２・８に格納されている。要素特性シートは、図
形処理プログラム１５により作成される。その処理内容
は、次の通りである。

（ａ）メモリ・エリア２・９に格納されている要素特性
シートの枠組みをディスプレイ３・２上に呼び出す。（
ｂ）入力変数名、出力変数名、パラメータ名のそれぞれ
について、指示された変数リストの番号を指示して、各
名称および単位を要素特性シートの該当欄に表示する。

（Ｃ）　要素特性シートのシンボル図を、メモリ・エリ
ア２．・１０から呼出して該当欄に表示する。

変数リストは要素特性シート作成のために必要なだけで
なく、１つのフローに含まれる多変数間の区別およびブ
ロック・フロー・シート上への計算結果の打出しのとき
にも利用する。

Ｃ０図面入力 ブロック・フロー・シートを描くとき、図形処理プログ
ラム１５は、第７図にしたがって次の処理を行う。

ステップ４１・・・メモリ・エリア２・７からシミュレ
ーションに利用する機器モデルの名称を読み取り、ブロ
ック・フロー・シートの枠組とともに機器モデル名を表
示する。ステップ４２・・・ブロックを描くコマンドが
与えられ、さらにスタイラスペンでその位置が指示され
るので、その位置を中心にブロックを描く。ステップ４
３・・・ブロック・フロー・シートの左下に示される名
称がスタイラスペンで指示された後、それを記入するブ
ロックが同じようにスタイラスペンで指示される。スタ
イラスペンの位置を読み取り、先ず、どの名称が指示さ
れたかを探索する。その方法は、スタイラスペンに最も
近い名称が指示されたと判定する。

次に、同じような方法で、スタイラスペンの指示したブ
ロックを判定し、指示された名称をブロックに記入する
。ステップ４４・・・配置の完了したブロックについて
は、ブロック・フロー・シートの左下の名称にノ為ツチ
ングを施す。ステップ４５・・・フローを描くコマンド
が与えられ、さらにフローの折曲り点の位置がスタイラ
スペンで指示されるので、それらの点を順次直線で結ぶ
。ステップ４６・・・最後に、フローの名称を描くコマ
ンドが与えられた後、名称およびその位置がスタイラス
ペンで与えられるので、指示された位置に名称を表示す
る。ステップ４７・・・上述の操作で描いたブロック・
フロー・シートを再び呼び出してディスプレイ上に描く
ために、次のデータをメモリに格納する。

（ａ）ブロックの位置をメモリ・エリア２・１に格納す
る。（ｂ）ブロック名、フロー名をメモリ・エリア２．
２に格納する。（ｅ）フローの始点と終点、途中の折曲
り点の位置をメモリ・エリア２・３に格納する。

要素特性シートからのデータ入力に当り、図形処理プロ
グラム１５は、次の処理を行う。

（ｉ）メモリ・エリア２・７からシミュレーションに利
用する機器モデルの名称を読み取り、その要素特性シー
トを順次画面に表示する。

（１１）各要素特性シートについて、スタイラスペンに
よりパラメータ欄に書き込まれた値を読み取り、メモリ
・エリア２・牛に格納する。

（１：１）各要素特性シートについて、外部入力があれ
ば、その入力変数名に本部を加える。これは、シミュレ
ータの使用者が、多数の入力変数の中から外部入力とな
る変数を誤りなく見分けるための処理である。その処理
内容は、次の通りである。（イ）ブロック・フロー・シ
ート上で、その始点がどのブロックからも出ていないフ
ローを探索する。（ロ）外部入力となるフローの他に、
入力フローがない場合は、そのブロックの要素特性シー
トの入力変数のすべてに中年を表示する。（ハ）外部入
力となるフローの他に、入力フローがある場合は、外部
変数を児分けるために次の処理を行う。すなわち、外部
入力でないフローは他のブロックと接続しているので、
そのブロックを探索する。探索したブロックの要素特性
シートの出力変数名と、そのブロックの入力変数名を比
較し、同じ変数名のものは外部入力としない。残ったも
のが外部入力変数であるため、中印を表示する。

（ＩＶ）　各９素特性シートについて、スタイラスペｙ
Ｋより計算入力欄に書き込まれた外部入力値を読み取り
メモリ・エリア２、・牛に格納する。

Ｄ、シミュレータの入力データ作成 ブロック・フロー・シートから読み取ったデータをもと
に、シミュレータの入力データを図形処理プログラム１
５で作成する。

シミュレータの入力データは、次の通りである。

すなわち（イ）サブルーチン名、（ロ）各サブルーチン
の入出力変数名、（ハ）外部入力値、に）各サブルーチ
ンのパラメータ名と値、（ホ）リサイクル・ループ初期
値、である。

ここで、シミュレータの入力データのイメージを明らか
にするため、第８図に示す簡単なブロック・フロー・シ
ートを例にとって、その入力データの実際を第９図で説
明する。

第９図において、すべてのサブルーチンを記述した後に
は、％を入れて区切り記号を示す（データ番号手を参照
）。データ番号５の ５ＡＡＡ　　　　Ｘ　　　　２　　　　　　　・・・・
・・・・・（１）は、次の意味を持つ。先ず、５ＡＡＡ
はサブルーチン名を示し、Ｘは次に続く変数名がサブル
ーチンの入力であることを示し、２は入力変数の数を表
わしている。次のデータ番号６０Ｆｌ、データ番号７０
Ｆ３は、サブルーチン５ＡＡＡの入力変数名である。同
じようにして、データ番号８の５ＡＡＡ　　　Ｙ　　　
ｌ　　　　　・・・・・・・・・（２）は、それぞれサ
ブルーチン名、次に続く変数名がサブルーチンの出力で
あることを示す記号、出力変数の数を示す。すべてのサ
ブルーチンについて、入出カフロー名の記述を終えた後
は□、区切り記号としてブランクのデータを記述する（
データ番号１８）。データ番号１９は、外部入力値であ
る。

外部入力値とは、第８図に示すフローＦｌのように、サ
ブルーチンの出力となっていないフロー（いわゆる外部
から与えられたフロー）のことである。データ番号２０
〜２２は、サブルーチンのパラメータを指定するデータ
で、データ番号２０の５ＢＢＢはサブルーチン名、１は
パラメータの数である。データ番号２１と２２は、パラ
メータの名称とパラメータ値である。パラメータを有す
るすべてのサブルーチンにパラメータの設定を終了した
後は、区切り記号としてブランクを記述する（データ番
号２３）。

以上でシミュレーションを実行するための入力データは
すべて記述された。シミュレーション実行後の結果を見
て入力するリサイクル・ループの初期値（前記のに））
については次項で述べる。

さて、ブロック・フロー・シートから読み取ったデータ
をもとに、シミュレータの入力データを図形処理プログ
ラム１５で作成する方法を次に述べる。

第１０図は、シミュレータの入力データ作成処理のフロ
ーチャートである。

ステップ５１・・・サブルーチン名は、メモリ・エリア
２・２から読み出して作成する。ステップ５２・・・各
サブルーチンの入出力変数名は、次のように作成する。

（１）各サブルーチンごとに、その入力および出力フロ
ーを探索する。その方法は、メモリ・エリア２１．１に
格納されているサブルーチン（ブロック）の位置に最も
近い終点を持つフローをメモリ・エリア２１．３の中か
ら探索し、それを人力フローとする。同じように、最も
近い始点を持つフローをメモリ・エリア２・３の中から
探索し、それを出力フローとする。

（１１）次に、入力変数の個数は、要素特性シートの計
算入力欄から読み取る。入力変数名は、ブロック・フロ
ー・シートを作成するときに指示されたフロー名と、要
素特性シートの入力変数名とを加え合わせることにより
作成する。例えば、入カフロー名がＡＡであり、要素特
性シートの入力変数が２個で、その変数名がＢＢ、ＣＣ
であれば、サブルーチンの入力変数名は次のように作成
される。

ＡＢＢ ＡＡＣに のように、入力変数名を合成して作成するのは、次項で
述べるサブルーチン間のデータの受渡しを確実にするた
めであり、詳しくは次の「シミュレーションの実行」で
説明する。なお、要素特性シートの入力変数名は、シミ
ュレータを使用する者に分り易いように和文で書かれで
あるが、シミュレータの入力データを作成するために英
文字に変換する必要がある。これは、変数リストの変換
データ欄の英文字を利用する。（ｉｉｉ）出力変数名も
、同じようにして作成する（ステップ５３〜５４）矢に
、要素特性シートから設定された外部入力値とパラメー
タ値を使って、シミュレータ会の入力データを作成する
処理を述べる。ステップ５５・・・要素特性シートをも
とに、パラメータの個数をカウントする。次に、要素特
性シートの和文基に対応する英文字の変数名を変数リス
トの変換データ欄から読み取る。パラメータ値は、メモ
リ・エリア２・牛から読み取る。以上のデータをもとに
して、第９図のデータ番号２０〜２２に相当する入力デ
ータを作成する。ステップ５６・・・外部入力の値は、
メモリ・エリア２１．４から読み出して入力データを作
成する。入力データが複数あるときには、第９図のデー
タ番号１〜３に登録したサブルーチンの順番にしたがっ
て外部入力値をセットすることにする。このようにして
作成した入力データは、メモリ・エリア２、・１１に格
納する。

Ｅ、シミュレーションの実行 作成された入力データをもとに、サブルーチン間のデー
タの受渡しを行うための処理を次に述べる。

（ａ）各サブルーチンの入出力変数名をもとにして、重
複のないように変数名をリストアツブする。第８図を例
にとると、リストアツブしたデータは第１１図に示すよ
うになる。これをコア・メモリ１７のメモリ・エリア７
・１に格納する。メモリ・エリア７、・ｌの変数名に対
応したメモリ・エリア７・’ｈの位置に変数の計算値を
格納する。計算を始める前には原則としてメモリ・エリ
ア７・２に０・０が格納されるが、外部入力となる変数
に対しては、外部入力値を格納する。

（ｂ）サブルーチンを計算するために使用する入力値は
、すべてメモリ・エリア７・２の値を使用する。その方
法として、あるサブルーチンの第ｎ番目の入力を使用す
るどき忙は、メモリ・エリア２・１１０入力データのう
ち、そのサブルーチンの第ｎ第目の入力変数名を呼出し
、その変数名がメモリ　エリア７　ｌのどの位置に格納
されているか調べる。この位置がわかれは、メモリ・エ
リア７゜２の対応する位置に格納されている値が求める
ものである。

（Ｃ）サブルーチンの出力値は、すべてメモリ・エリア
７・２に格納する。その方法としては、あるサブルーチ
ンの第ｍ番目の出力をメモリ・エリア７・２に格納する
には、先ずメモリ・エリア２・１１の入力データのうち
、そのサブルーチンの第ｍ番目の出力変数名を呼出し、
そのフロー名がメ、Ｌ　＋）　、　ｘ　ｙエフ１、。１
，０□、□１５．６かを調べる。探索した位置に対応し
てメモリ・エリア７．２の該当位置に出力値を格納する
。

このように１人出力変数名は、サブルーチン間の計算値
の受渡しのキーとなるものであり、混同を防止しなけれ
ばならない。入力変数名の識別としては、下記の事項が
必要である。（イ）ブロック・フロー・シート上での識
別、（ロ）物理的変数とじての識別、 したがって、変数名は上記（イ）ブロック・フロー・シ
ート上のフロー名と、（ロ）要素特性シート上の変数名
（変数リスト上の名称）とを結合して作成する。

この方法により、サブルーチンの入出力変数名はそれぞ
れユニークな名称を持つので、計算値の受渡しを誤まる
ことはない。例えば、あるサブルーチンＡから他のサブ
ルーチンＢに７０−Ｆが接続されている場合を考える。

サブルーチンＡの出力変数のうちの１つに温度ＣＣ）が
あり、その要素特性シート上の変数名がＴＣであるとす
る。このとき、サブルーチンＢの入力変数のうちに、温
度（℃）があれば、当然サブルーチンＡで計算された温
度の値はサブルーチンＢに渡されるが、サブルーチンＡ
とは接続されていないサブルーチンＣの要素特性シート
に温度（’Ｃ）があっても、サブルーチンＡの計算結果
はサブルーチンＣには渡らない。その理由は、サブルー
チンＡの出力変数名ＦＣＴはサブルーチンＢの入力変数
名ＦＣＴと一致するが、サブルーチンＣの入力変数名は
フロー名がＦでないため、ＦＣＴとならないからである
。

次に、対象としているプラン）Ｋリサイクル・ループが
存在するときには、ループを構成するフローのうちのど
のフローに収束計算のための初期値を設定すべきかを選
択し、ディスプレイ上に表示する。フローの選択方法に
ついては、前記文献「計算機利用技術」に示されている
方法を用いることができる。

収束計算のための初期値がタブレットより入力されると
、収束計算を始める。収束計算法については、上記文献
に紹介されている方法を用いることができる。

計算結果は、サブルーチンごとに、第４図に示すように
表示する。この表示は、各サブルーチンの入出力変数名
、それぞれの個数、および計算値が、メモリ・エリア２
・１１およびメモリ・エリア７１．２に格納されている
ので、簡単に実現できる。なお、シミュレーションの結
果は、メモリ・エリア７１および７・２に格納されるが
、これは一時的なコアメモリであり、再呼出しができな
い。このため、メモリ・エリア７・１および７．・２の
内容をデータ・ベース管理システム１４を通じてメモリ
・エリア２、・５に格納する。

Ｆ、計算結果の入力図への出力 サブルーチンごとに出力される計算結果は、シミュレー
ションの中間結果として利用するのには向いているが、
最終的に保存するには不十分である。その理由としては
、（１）入出力変数名、パラメータ名が英文字で与えら
れており、それが物理的に何を意味しているか把握しに
くい。（１１）個々のすこのため、上記（１）について
は、計算結果を要素特性シートの計算入力欄、計算出力
欄に表示することにしている。また、上記（１１）につ
いては、ブロック・フロー・シートの左下に、主なフロ
ーの計算結果を示すプロセス条件表を表示することにし
ている。

（イ）要素特性シートへの出力・・・・・・要素特性シ
ートは、メモリ・エリア２、・９に、計算結果はメモリ
・エリア２．５に、それぞれデータ・ベース管理システ
ム１４を通じて格納しである。したがって、計算結果を
要素特性シート上に出力するためには、次の処理を行え
ばよい。（ａ）要素特性シートをディスプレイ上に呼出
す。（ｂ）そのサブルーチンの入出力変数名を、メモリ
・エリア２・８から読み出し、その変数名に対応する計
算値をメモリ・エリア２−５から読み出す。（Ｃ）読み
出した計算値を要素特性シートの該当位置に光示する。

（ロ）フロック・フロー・シートへの出力・・・・・・
ブロック・フロー・シート上へ計算結果を表示するため
の処理の概要を、第１２図を参照しながら説明する。

ステップ６１では、設計者が指定したブロック・フロー
・シート名に対応して、その構成要素を順次ディスプレ
イ上に呼出す。ブロック・フロー・シートの枠をメモリ
・エリア２．ｌＯから呼出す。

そして、ブロック・フロー・シートに用いられているブ
ロックの各位置をメモリ・エリア２・ｌから呼出し、デ
ィスプレイ上に描く。同じようにして、フローの各位置
をメモリ・エリア２・３から呼出し、ディスプレイ上に
描く。次に、ブロック名、フロー名をメモリ・エリア２
・２から読み出し、ディスプレイ上に描く。ステップ６
２では、設計者がスタイラスペンで指示した位置を読み
取り、その位置に最も近いフロー名を読み取る。ステッ
プ６３では、そのフローが接続しているサブルーチンを
探索し、その要素特性シートから変数名を読み取る。ス
テップ６４では、読み取った変数名を変数リスト上で探
し、プロセス表示欄を参照する。表示が指示されていれ
ば、その変数名（和文）と単位をプロセス条件表に打ち
出す。ステップ６５では、表示した変数の計算結果を、
メモリ・エリア２、・５から読み取り、該当位置に印字
する。

ここで注意すべきことは、同じ構成のプラントを異なる
条件下でシミュレーションした場合、その計算結果を呼
出すときに、混乱を生じさせないことである。このため
、シミュレーションを行うごとに、識別のためのケース
名を付し、その名称をもとにシミュレーション結果を管
理することにする。具体的には、シミュレーションを行
うときに必ず使用するブロック・フロー・シートに固有
の名称を付し、その名称をキーとしてデータ・ベース管
理システム１４を通じて下記データにアクセスする。

（ａ）ブロック・データ（メモリ・エリア２、・１）、
（ｂ）文字データ（メモリ・エリア２、・２　）　、（
Ｃ）フロー・データ（メモリ・エリア２、・３　）　、
（ｄ）パラメータ（メモリ・エリア２．、、４　）　、
（ｅ）計算結果（メ）そり・エリア２　、、、５　）、
（ｆ）要素特性シート（メモリ・エリア２、・９　）　
、（ｇ）シミュレーション入力データ（メモリ・エリア
２．・１１）、（ｈ）ＰＦＤ（メモリ・エリア２・１３
）、（ｉ）計算結果付きブロック・フロー・シート（メ
モリ・エリア２．．１４）、−例として、ブロック・デ
ータのデータ構造を、第１３図に示す。

コート、ブロック・フロー・シート名、シート番号、Ｘ
アドレス、Ｙアドレスと続く。これまでにシミュレーシ
ョンしたブロック・フロー・シートの名称をメモリ・エ
リア２，６に格納しておく。

この情報は、過去のシミュレーション例を径考にする場
合に、検索のためのガイドとして使用される。

Ｇ、ＰＦＤ（プロセス・フロー・ダイアグラム）の作成
・・・・・・ＰＦＤ作成のための処理は、ブロック・フ
ロー・シート上のブロックを、要素特性シートに登録し
たシンボル図に置き換えることである。

以下、第１４図により、その処理を説明する。

、ステップ７１では、ブロック・フロー・シートの名称
を指定し、ブロック・フロー・シートを呼出す。この処
理は、計算結果を書き込むためにブロック・フロー・シ
ートを呼出す処理と同じである。呼出したブロック・フ
ロー・シートにレイアウト・メツシュを描く。次に、ス
テップ７２では、置換えるべきブロックがスタイラスペ
ンで指示されるので、ペンの指示位置に最も近いブロッ
ク名称を探索する。次に、ステップ７３では、探索した
ブロックの要素特性シートから（メモリ・エリア２、・
９から）、そのブロックのシンボル番号を読み出す。次
に、読み出したシンボル番号をもとに、メモリ・エリア
２・１０に格納されているシンボルを描くためのデータ
を探索する。さらに、このデータをもとにして、シンボ
ル図をスタイラスペンで指示された位置に描く。すなわ
ち、スタイラスペ／の指示位置から、メツシュの番号を
読み取る。この番号は、１区画を１２分割したときのメ
ツシュの位置を意味する。この位置にシンボル図を描く
。ただし、ブロック・フロー・シートの画面上に重ねて
描くのではなく、次の画面に描く。この画面は、図形処
理端末装置１３のシザリング機能（表示不要な信号部分
のみの輝度を下げて、目視不可とする機能）により、通
常は見えない。次のステップ７４では、シンボル図を描
いた後、シンボル図が占めるメツシュの占有状況をブロ
ック・フロー・シート上に表示する。シンボルの大きさ
は３段階とし、最も小さいものはメツシュ１個の大きさ
、中間のものはメツシュ４個の大きさ、最大のものはメ
ツシュ９個の大きさに決めておく。各シンボルの大きさ
は、メモリ・エリア２・１０に格納されているので、そ
の大きさを読み取り、指示されたメツシュ番号に、ブロ
ックの名前を記入するとともに、ハツチングを施す。た
だし、シンボルの大きさがメツシュ４個もしくは９個の
大きさのときには、指示したメツシュ番号が左角になる
ように、シンボルを配置する。ステップ７６では、シン
ボル図の１画面の配置が終了したときには、シザリング
機能により不可視となっていた画面を呼出し、シンボル
図をチェックする。シンボルの形および位置の修正があ
れば、この画面を通じて行う。次に、シンボル間を接続
するフローを、タブレットより入力する。さらに、フロ
ーに識別番号を付すことにより、ＰＦＤの画面を完成す
る。次に、１画面の作図が終了したならば、この画面を
いつでも呼出せるように、画面を作成するためのデータ
（シンボルの番号、配置位置等）をメモリ・エリア２、
・１２に格納する。

ステップ７８では、画面間の接続状況をチェックするた
めに、ある画面と隣接する画面を統合表示する処理を行
う。すなわち、４列あるレイアウト・メツシュを左（ま
たは右）にｎ列移動という指示が与えられると（ここで
１≦ｎ≦３）、表示していた画面のｎ列を消去し、（４
−ｎ）列を順次左詰め（または右詰め）に移動する。次
に、隣接画面のうちのｎ列を空白となったメツシュに移
動する。これら一連の処理は、各画面をメツシュ単位で
管理すること、各画面の作成順序を記憶すること（メモ
リ・エリア２、・１２）により簡単に実現できる。

プロセス・フロー・シートをＸＹプロッタで表示するに
は、シンボルを描くこととシミュレーション結果を表示
する処理が必要である。シンボルを描く情報はメモリ・
エリア２、・１２に、シミュレーション結果はメモリ・
エリア２、・５に、それぞれ格納されており、これらの
情報をプロセス・フロー・シートの該当位置に描く。す
なわち、シンボルに関しては、１画面がブロック・フロ
ー・シートのペーパーサイズ（ＡＱもしくはＡＩ）にな
るように描き、計算結果は耐算結果付ブロック・フロー
・シートに表示した値をそのままプロセス・フロー・シ
ートに表示すればよい。

このように、本発明では、入力データはブロック・フロ
ー−シートおよび要素特性シートにより与えられ、ビジ
ュアル化されている。この結果、入力データ・エラーは
従来に比べて９０％以上減少しズいる。また、シミュレ
ーションを行うときに、その半分以上は、シミュレーシ
ョンを行うための準備、すなわち類似シミュレーション
のドキュメントの探索および結果の検討に使われること
が多い。しかし、本発明では、シミュレーション結果は
すべてメモＩＪ［貯えられており、その検索はきわめて
簡単であるため、シミュレーション準備期間は平均１／
２に減少する。また、ベーパレス・エンジニアリングが
可能であり、従来のようにシミュレーション結果のドキ
ュメントを倉庫に保管する労力を省くことができる。

さらに、従来は、プラントのシミュレーションとプロセ
ス・フロー・ダイアグラムの作成は別個に考えられてお
り、シミュレーションが完了してからプロセス・フロー
・ダイアグラムを作成してイル。つマリ、シミュレーシ
ョンとプロセス・フロー・ダイアグラムの工程はシリア
ルなものであった。もし、この工程を並行して進めると
、シミュレーションの結果、プラントの構成を変更する
場合、せつか（作成したプロセス・フロー・ダイアグラ
ムを全面的処置き直すおそれがあるからである。

一方、本発明では、シミュレーションとプロセス・フロ
ー・ダイアグラムの作成は並行に進めら心、ており、シ
ミュレーションが完了したことは、プロセス・フロー・
ダイアグラムの完成をも量体している。したがって、プ
ロセス・フロー・ダイアグラムの作成までをプラント設
計の期間と考えると、その期間は従来の１／３程度に短
縮される。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、定常プロセス・
シミュレータを用いる場合に、入力データのエラーが減
少するとともに、シミュレーション準備期間は短縮され
、かつシミュレーションとプロセス・フロー・ダイアグ
ラムの作成が並列処理されるため、プラント設計期間は
短縮されて、プラント設計の効率同上を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のシミュレーション手順のフローチャート
、第２図は本発明の実施例を示す計舅機システムの全体
ブロック図、第３図は本発明のシミュレーション手順の
フローチャート、第４図は本発明による配置完了直前の
発電プラントのブロック・フロー・シート、第５図はシ
ンボル図への置換え状況を示す発電プラントのブロック
・フロー・シート、第６図はブロック置換え直後の発電
プラントのシンボル図、第７図はブロック・フロー・シ
ートを描くだめの処理フローチャート、第８図は簡単な
ブロック・フロー・シート、第９図は第８図のブロック
・フロー・シートに対応する入力データを示す図、第１
０図はシミュレータの入力データを作成するための処理
フローチャート、第１１図は第９図のブロック間のデー
タ授受を行うためのデータ構造を示す図、第１２図はプ
ロン（４３） り・フロー・シート上へ計算結果を表示するための処理
フローチャート、第１３図はブロック・データのデータ
構造を示す図、第１４図はＰＦＤ作成のための処理フロ
ーチャートである。 １１：ホスト・コンピュータ、１２：メモリ、１３：図
形処理端末装置、１４＝データ・ベース管理システム、
１５；図形処理プログラム、１６：定常プロセス・シミ
ュレータ、１７：コアメモリ。 （４４） 第１図 シミュレーション計画　１ プロセス・フロー・シート　２ 単位操作機能 数式モデル作成 第　　　２　　　　図 第　　　３　　　図 −４０６− 第　　　６　　　図 Ｌ−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−−一−−−ｊ第８図 第　　　９　　　図 第　　　１０　　　図 第　　１１　　図 第　　　１２　　　図 第　　　１４　　　図 ＴＡＲＴ ■ル イアウトメッシュ付きの ２１０　　　　　　　ブロックフローシートをメモリか
ら読み出す 置換えを指示されたブロン クの探索 ３ 探索したブ叱ンクをシンボ ル図へ置換える ４ 置換えたシンボル図の画面 占有状況の表示 ５ シンボ↑冒の ６ シンボル図にフローを書き 込み、必要な修正を施しメ　　　　　　２．１２モリに
托峰内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）　定常プロセス・シミュレータと図形処理端末装
   置とデータ・ペース管理システムとを有する計算機シス
   テムにおいて、各機器をブロック、該機器間を泥れるス
   ）　ＩＪ−ムをフローでそれぞれ表わしたブロック・フ
   ロー・シートを図形処理端末装置上のタブレットに描き
   、かつ各機器の入出力変数名、計算条件等の仕様を表わ
   す要素特性シートを上記データ・ペース管理システムか
   ら呼出し、パラメータ値、外部入力値等の計算条件をタ
   ブレット上から設定して、上記定常プロセス・シミュレ
   ータへの入力データを作成するとともに、シミュレーシ
   ョン結果をシンボルを用いたプロセス・フロー・ダイア
   グラム上に打出すために、上記図形処理端末装置のディ
   スプレイに表示されたブロック・フロー・シートのブロ
   ックを上記データ・ペース管理システムに登録しである
   シンボル図に置換えて、プロセス・フロー・ダイアグラ
   ムを作成することを特徴とするプラント設計ば↑算用図
   面の入出力方式。
2. （２）　前記プロセス・フロー−ダイアグラムの作成は
   、別の画面上に作成する際に、画面を切換えるこトナく
   、プロセス・フロー・ダイアグラムの画面占有状況を監
   視できるレイアウト・メツシュを備えたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のプラント設計計算用図面
   の入出力方式。
3. （３）定常プロセス・シミュレータと図形処理端末装置
   とデータ・ペース管理システムとを有する計算機システ
   ムにおいて、各機器をブロック、該機器間を流れるスト
   リームをフローで、それぞれ表わしたブロック・フロー
   ・シートを図形処理端末装置上のタプレツ）Ｋ描き、か
   つ各機器の入出力変数名、計算条件等の仕様を表わす要
   素特性シートラ上記データ・ペース管理システムから呼
   出し、パラメータ値、外部入力値等の計算条件をタブレ
   ット上から設定して、上記定常プロセス　シミュレータ
   への入力データを作成するとともに、フローに含まれる
   複数個の変数を識別するために、上記ブロック・フロー
   ・シート上で与えられたフロー名と、各変数の物理的特
   徴を表わす変数名とを組合わせて変数名を作成すること
   を特徴とするプラント設計計算用図面の入出力方式。
4. （４）前記作成された変数名は、谷ブロック間の計算デ
   ータの授受を行う際に、重要なキーとして用いられるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第３項記載のプラント設
   計計算用図面の入出力方式。
5. （５）　前記ブロック・フロー・シートは、ブロックと
   フローの接続関係を探索するため、ブロックの中心位置
   座標と、フローの始点・終点位置座標の距離を利用して
   作成されることを特徴とする特許請求の範囲第１項また
   は第３項記載のプラント設計計算用図面の入出力方式。
6. （６）前記物理的特徴を表わす変数名は、複数のシミュ
   レーション・ケースに適用するために、一括管理される
   ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載のプラント
   設計計算用図面の入出力方式。