首页 / 专利库 / 企业组织 / 框图 / Device and method for analyzing block drawing

Device and method for analyzing block drawing

阅读:177发布:2021-04-12

专利汇可以提供Device and method for analyzing block drawing专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且PROBLEM TO BE SOLVED: To easily perform the simulation of a process model on a large scale by efficiently and exactly preparing/correcting a module by extending and displaying the read module and a module connection line as a block drawing.
SOLUTION: At a computer 1, the output of a module preparation processing part 3 for preparing the module while using arithmetic elements and connection lines corresponding to the instruction of a user is inputted to a module block drawing preparation processing part 4 for preparing the block drawing, while using the prepared module. The prepared module block drawing is inputted to a extension processing part 5 of the module block drawing for extending the module block drawing to one block drawing, in order to calculate a time response. The module block drawing output extended by this extension processing part 5 is inputted to a time response calculation part 6 for executing time response calculation and displaying the calculated result, and the result of time response calculation is displayed on a graphic display 2.
COPYRIGHT: (C)1997,JPO,下面是Device and method for analyzing block drawing专利的具体信息内容。

【特許請求の範囲】
  • 【請求項1】 各種の機器の動作解析に共通して用いることのできる計算プログラムを構成する演算要素をグラフィックディスプレイ上に表示する第1の表示手段と、 該第1の表示手段により表示された前記演算要素を信号の流れを示す連結線により連結し前記計算プログラムのモジュールを作成するモジュール作成手段と、 該モジュール作成手段により作成された前記モジュールと、該モジュールと他の前記モジュール又は該モジュールと前記演算要素とを接続するためのモジュール入力要素及びモジュール出力要素であるモジュール連結線とを記憶する記憶手段と、 該記憶手段に記憶されたモジュール及びモジュール連結線を前記記憶手段から読み出す読み出し手段と、 該読み出し手段により読み出された前記モジュール及び前記モジュール連結線を前記演算要素及び前記連結線の組み合わせから成るブロック線図として前記グラフィックディスプレイ上に展開して表示する第2の表示手段と、 該第2の表示手段により表示された前記ブロック線図に基づいて前記機器の動作のシュミュレーション計算を実行する計算手段と、 該計算手段が実行した計算結果を前記グラフィックディスプレイ上に表示する第3の表示手段とを備えたことを特徴とするブロック線図解析装置。
  • 【請求項2】 前記モジュールを前記グラフィックディスプレイ上のアイコンとして表示する第4の表示手段を更に備えたことを特徴とする請求項1記載のブロック線図解析装置。
  • 【請求項3】 前記モジュール入力要素及び前記モジュール出力要素を該モジュール入力要素及び該モジュール出力要素の属性に応じてグループ分けして登録する登録手段を更に備えたことを特徴とする請求項1又は2記載のブロック線図解析装置。
  • 【請求項4】 各種の機器の動作解析に共通して用いることのできる計算プログラムを構成する演算要素をグラフィックディスプレイ上に表示する第1の表示ステップと、 該第1の表示ステップにより表示された前記演算要素を信号の流れを示す連結線により連結し前記計算プログラムのモジュールを作成するモジュール作成ステップと、 該モジュール作成ステップにより作成された前記モジュールと、該モジュールと他の前記モジュール又は該モジュールと前記演算要素とを接続するためのモジュール入力要素及びモジュール出力要素であるモジュール連結線とを記憶する記憶ステップと、 該記憶ステップに記憶されたモジュール及びモジュール連結線を前記記憶手段から読み出す読み出しステップと、 該読み出しステップにより読み出された前記モジュール及び前記モジュール連結線を前記グラフィックディスプレイ上に前記演算要素及び前記連結線の組み合わせから成るブロック線図として展開して表示する第2の表示ステップと、 該第2の表示ステップにより表示された前記ブロック線図に基づいて前記機器の動作のシュミュレーション計算を実行する計算ステップと、 該計算ステップで実行した計算結果を前記グラフィックディスプレイ上に表示する第3の表示ステップとを備えたことを特徴とするブロック線図解析方法。
  • 【請求項5】 前記モジュールを前記グラフィックディスプレイ上のアイコンとして表示する第4の表示ステップを前記モジュール作成ステップの後に更に備えたことを特徴とする請求項4記載のブロック線図解析方法。
  • 【請求項6】 前記モジュール入力要素及び前記モジュール出力要素を該モジュール入力要素及び該モジュール出力要素の属性に応じてグループ分けして前記モジュール連結線として登録する登録ステップを前記記憶ステップの前に更に備えたことを特徴とする請求項4又は5記載のブロック線図解析方法。
  • 说明书全文

    【発明の詳細な説明】

    【0001】

    【発明の属する技術分野】本発明は、ボイラや化学プラント等の動特性のシュミュレーションをブロック線図を用いて行うブロック線図解析装置及びその方法に係り、
    特に各種の制御対象の動作解析に共通して用いることのできる計算プログラムから成る計算モデル(以下このような計算モデルを「モジュール」と称する)を利用して大規模なプラント等のシステムのシミュレーションを行うのに適したブロック線図解析装置及びその方法に関するものである。

    【0002】

    【従来の技術】プラント等の大規模なシステムにおいては、システムの動特性をシュミュレーションする場合に、従来から、システムを構成する機器毎に計算モデルを作成し、このような計算モデルを蒸気やガスの流れに沿って接続して全体のシュミュレーションモデルを構築していた。

    【0003】このようなシュミュレーションモデルの一例として、ボイラの動特性をシュミュレーションする場合のモデルフローを図11に示す。 図11のモデルフローにおいては、1次節炭器1C,2次節炭器2C,3次節炭器3C,1次過熱器1S,2次過熱器2S,3次過熱器3S,4次過熱器4S,1次再熱器1R,2次再熱器2Rは全て熱交換器である。 モデル中において、1次節炭器1C,2次節炭器2Cは互いに並列に接続され、
    ボイラ給ポンプBFPから同時に給水される。 この1
    次,2次の節炭器1C,2Cに直列に3次節炭器3Cが接続され、1次,2次節炭器1C,2Cからの送水を受ける。 また、1次過熱器1Sは気水分離器SPから送付される蒸気を受け入れるように設けられ、1次過熱器1
    Sから出される蒸気を、直列に接続された、過熱器1
    次スプレSA,2次過熱器2S,過熱器2次スプレS
    B,3次過熱器3S,過熱器3次スプレSC,4次過熱器4Sに順次送出して過熱を行い主蒸気として送出する。 さらに、1次再熱器1Rと2次再熱器2Rとが再熱器スプレSEを介して直列に接続され、再熱蒸気を送出する。 このように、モデル化された各熱交換器を蒸気や水の流れに沿って接続して、全体のシュミュレーションモデルを構築している。

    【0004】上述したシュミュレーションモデルにおいて、各熱交換器の動特性は、全て同様な計算式を用いて計算することができる。 すなわち、計算式中の係数のみを変えることにより同一の計算式を用いて計算することができる。 従って、従来のブロック線図解析装置及びその方法においては、このような各種の制御対象の動作解析に共通して用いることのできる計算プログラムをモジュールとして作成しておいて予め動特性解析システム中に組込み、プラントモデルの作成時にモジュールを、図12に示すように、計算機に接続されたグラフィックディスプレイの、動特性解析のためのブロック線図を作成するウインドウであるモデル作成画面上に配置し、配置された各モジュールをモジュール間を連結する信号線(以下、このような信号線を「連結線」と称する)で連結してシミュレーションモデルを作成してプラントの時間応答等の動作解析を行っていた。 すなわち、図12において、熱交換モジュールである3次過熱器3Sと同じく熱交換モジュールである4次過熱器4Sとは、蒸気流量を表す連結線R1,蒸気エンタルピーを表す連結線R
    2,蒸気圧力を表す連結線R3,ガス流量を表す連結線R4,ガス温度を表す連結線R5により接続され、3次過熱器3Sから4次過熱器4Sへの蒸気・ガスの流れが解析される。 同様にして、熱交換モジュールである1次再熱器1Rと熱交換モジュールである2次再熱器2Rとは、蒸気流量を表す連結線R6,蒸気エンタルピーを表す連結線R7,蒸気圧力を表す連結線R8により連結され、1次再熱器1Rから2次再熱器2Rへの蒸気の流れが解析される。 以下同様に、4次過熱器4Sから熱交換モジュールである主蒸気管MVへの蒸気の流れが連結線R9からR11、4次過熱器4Sから2次過熱器2Rへのガスの流れが連結線R12,R13によりそれぞれ解析される。

    【0005】

    【発明が解決しようとする課題】従来のブロック線図解析装置及びその方法は、上述した各モジュールが解析システム中に予め組み込まれてしまっているため、各モジュール自体やあるいはその相互の接続関係等を改変して、モデルを改良し、シュミュレーションの適用範囲を拡大したりすることが困難である。 また、新しい要因を考慮したモデルが必要となった場合でも、それに対応するためのモジュールの作成とシステムの組み込みが容易でなく、柔軟性に欠けるという問題点を有していた。

    【0006】更に、1本の連結線では1変数の伝達しかできないため、多くの入出力変数を持つモジュールにおいては多数の連結線を引く必要が生じる。 また、あるモジュールからでた連結線が全て隣接するモジュールに接続されるとは限らず、複数のもジュールに分岐する場合も多い。 ボイラにおいては、図12の4次過熱器4Sの出力側の連結線のように、蒸気の流れとガスの流れとが一致しない場合がこれにあたる。 このような場合には、
    モジュール間の変数の関係を解析者自身で考えながら連結線を引かなければならず、煩雑であり、誤りも発生しやすいという問題点が合った。

    【0007】上述のごとく、従来のブロック線図解析装置及びその方法は、モジュールを効率よく作成し、また、多数の入出力変数を持つモジュールを用いて大規模なシュミュレーションモデルを作成するのには適さないという問題点を有していた。

    【0008】本発明はこのような問題点を解消するためになされたものであり、モジュールを簡単に作成・修正でき、かつこのようなモジュールを用いて大規模な系のモデルを効率的に作成することのできるブロック線図解析装置及びその方法を提供することを目的とする。

    【0009】

    【課題を解決するための手段】本発明のブロック線図解析装置は、モジュール作成手段により作成されたモジュールと、モジュールと他のモジュール又はモジュールと演算要素とを接続するためのモジュール入力要素及びモジュール出力要素であるモジュール連結線とを記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶されたモジュール及びモジュール連結線を記憶手段から読み出す読み出し手段と、
    読み出し手段により読み出されたモジュール及びモジュール連結線をグラフィックディスプレイ上に演算要素及び連結線の組み合わせから成るブロック線図として展開して表示する第2の表示手段とを設け、それによりモジュール同士を自在にかつ容易に接続できるようにせしめたものである。 、また、モジュールをグラフィックディスプレイ上のアイコンとして表示する第4の表示手段を更に設け、それにより極めて見易く容易にモジュール同士の接続を成すことのできるものである。

    【0010】また、モジュール入力要素及びモジュール出力要素をモジュール入力要素及びモジュール出力要素の属性に応じてグループ分けして登録する登録手段を更に設け、モジュール間の接続を更に容易かつ効率的に行えるようにしたものである。

    【0011】本発明のブロック線図解析方法は、モジュール作成ステップにより作成されたモジュールと、モジュールと他のモジュール又はモジュールと演算要素とを接続するためのモジュール入力要素及びモジュール出力要素であるモジュール連結線とを記憶する記憶ステップと、記憶ステップに記憶されたモジュール及びモジュール連結線を記憶手段から読み出す読み出しステップと、
    読み出しステップにより読み出されたモジュール及びモジュール連結線をグラフィックディスプレイ上に演算要素及び連結線の組み合わせから成るブロック線図として展開して表示する第2の表示ステップとを設け、それによりモジュール同士を自在にかつ容易に接続できるようにせしめたものである。 、また、モジュールをグラフィックディスプレイ上のアイコンとして表示する第4の表示ステップを記憶ステップの前に更に設け、それにより極めて見易く容易にモジュール同士の接続を成すことのできるものである。

    【0012】また、モジュール入力要素及びモジュール出力要素をモジュール入力要素及びモジュール出力要素の属性に応じてグループ分けしてモジュール連結線として登録する登録ステップを記憶ステップの前に更に設け、モジュール間の接続を更に容易かつ効率的に行えるようにしたものである。

    【0013】

    【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につき説明する。 図1は、本発明の実施の形態であるブロック線図解析装置の構成を示すブロック図である。

    【0014】図において、計算機1の出力は、グラフィックディスプレイ2に入力され、グラフィックディスプレイ2上にウインドウとしてモジュール定義画面21、
    モデル作成画面22が表示される。

    【0015】計算機1においては、ユーザの指示に応じて演算要素と連結線とを用いてモジュールを作成するモジュール作成処理部3の出力が、モジュール作成処理部3により作成されたモジュールを用いてブロック線図を作成するモジュール化ブロック線図作成処理部4に入力される。 モジュール化ブロック線図作成処理部4により作成されたモジュール化ブロック線図は、時間応答計算をするためにモジュール化ブロック線図を1枚のブロック線図に展開処理するためのモジュールかブロック線図の展開処理部5に入力される。 モジュール化ブロック線図の展開処理部5により展開処理されたモジュール化ブロック線図出力は、時間応答計算を実行して計算の結果を表示する時間応答計算処理部6に入力される。 時間応答計算処理部6による時間応答計算の結果は、グラフィックディスプレイ2上に表示される。

    【0016】図2は、モジュール作成処理部3の動作を示すサブルーティンのフローチャートであり、図3は図2の各ステップに応じてグラフィックディスプレイ2上に表示される画像を示す。 以下、図2及び図3を参照しながらモジュール作成処理部3の動作を説明する。

    【0017】計算機1に電源が投入され、本ブロック線図解析装置が動作を開始し、ユーザが演算要素の種類、
    モジュール定義画面上での演算要素の位置を入力すると、演算要素の種類及び位置に関する情報を計算機1が取り込み、グラフィックディスプレイ2のモジュール定義画面21上に図3(1)に示すように入力された演算要素、例えば乗算の演算要素31及び定数の演算要素3
    2、を指定された位置に表示する。 計算機1は、同時に、演算要素の種類及び位置に関する情報を図示しないデータベースに格納し、記憶させる(ステップS1)。

    【0018】次に、計算機1は、ユーザが指定した接続すべき2個の演算要素の種類及び位置情報と要素間を連結する連結線の表示位置情報(通過点の位置情報を含む)とを取り込み、取り込んだ情報に基づいて、図3
    (2)に示すごとく、連結線、例えば連結線33、をモジュール定義画面21上に表示する。 また、連結線に関する情報をデータベースに格納して記憶させる(ステップS2)。

    【0019】続いて、計算機1は、演算要素と連結線に関するユーザの入力が終了したか否かを判断し(ステップS3)、ユーザの入力が終了していなければ、上述したステップS1,S2の動作を繰り返して全ての入力に対応する演算要素と連結線の表示と記憶を行い、入力が終了した場合には次のステップに移行する。

    【0020】図4は、このようにして作成されたモジュール(本例は過熱器を表すバンクモジュールである)の一例を示す。 本図において一重の矩形で囲まれた演算要素は、加減乗除(+,−,*,÷)等の標準的な演算要素を表す。 本例においては、流入蒸気エンタルピーHL
    I,流入蒸気流量GLI,流出蒸気エンタルピーHL
    O,流出蒸気流量GLOの経路における乗算演算要素K
    1,K2,加算演算要素T1,積分演算要素I1、流入ガス温度TGI,流入ガス流量GGI,流出ガス温度T
    GO,流出ガス流量GGOの経路における乗算演算要素K3,K4,加算演算要素T2,積分演算要素I3、及び蒸気・ガス両経路間の相互作用の経路における減算演算要素H1,H2,H3,演算要素Us,演算要素U
    g,積分演算要素I2が標準的な演算要素にあたる。 また、二重の矩形で囲まれた演算要素は蒸気表fT等の特殊な演算要素を表す。 このような各種の演算要素をモジュール定義画面上で配置し、各要素間を1本が1つの変数を表す標準的な連結線で接続することによりモジュールが作成される。

    【0021】ここで、グラフィックディスプレイ2の画面上でアイコン化されるモジュールを「モジュール要素」と定義する。 このようなモジュール要素間の結合又はモジュール要素と標準的演算要素との接続のために、
    モジュール要素とモジュール要素の外部との信号の伝達を行うモジュール入力要素及びモジュール出力要素が設けられる。 これらのモジュール入出力要素は、流入蒸気エンタルピーや流出ガス温度等の具体的なプロセス変数と対応付けられる。

    【0022】次のステップで、計算機1はモジュール入出力要素をユーザの指示に従ってガスや蒸気等の実態と関連付けて分類する。 すなわち、ステップS4において、ユーザは入出力信号の特性ないし属性の共通性に着目して、モジュール入出力要素をグループ分けする指示を入力する。 例えば、蒸気エンタルピーHLI,HL
    O,蒸気圧力,蒸気流量GLI,GLOは、「蒸気」を共通の属性として有しており、1つのグループとして纏めることができる。 計算機1は、このような基準に基づいて入力されたユーザからの指示を取り込み、この指示に従って入出力要素を分類し、例えば蒸気グループのモジュール入力要素34,モジュール出力要素35、及びガスグループのモジュール入力要素36,モジュール出力要素37として、モジュール定義画面22上に、それらの色やパターンを分類したグループ間では共通となるように変更して表示する。 図4のモジュールにおいては、流入蒸気エンタルピーHLI,流入蒸気流量GLI
    が蒸気グループのモジュール入力要素I1,I2として纏められ、流出蒸気エンタルピーHLO,流出蒸気流量GLOが蒸気グループのモジュール出力要素O1,O2
    として纏められる。 更に、流入ガス温度TGI,流入ガス流量GGIがガスグループのモジュール入力要素I
    3,I4として纏められ、流出ガス温度TGO,流出ガス流量GGOがガスグループのモジュール出力要素O
    3,O4として纏められる。 なお、計算機1は、このような分類をした後に、これらの入出力要素のグループ情報をデータベースに格納する。 このようにグループ化されたモジュール入出力要素は、モジュール要素間を連結するモジュール連結線として用いられる。

    【0023】次に、計算機1は、各モジュールやグループ化されたモジュール入出力要素をモデル作成画面22
    上でモジュール要素アイコンに登録する(ステップS
    5)。 モジュール要素アイコンとしては、例えば図3
    (4)に示すように、バンクB,火炉F,気水分離器を表すセパレータSP等が用いられる。

    【0024】図5は、モジュール化ブロック線図の作成処理部4の動作を表すフローチャートである。 ユーザは、アイコン化されたモジュール要素、モジュール連結線及び解析システムに通常用意されている標準的演算要素,標準的連結線を用いてモデル作成画面22上で解析モデルを作成する。

    【0025】図5において、計算機1は、まず、ユーザが入力する解析モデル作成のための入力信号を取り込み(ステップS11)、入力が既に終了している場合には、このサブルーティンプログラムを終了させる(ステップS12)。

    【0026】入力が終了しておらず有効な入力信号が存在している場合には、計算機1は、その入力信号がモジュール要素の配置に関する信号であるか連結線に関する信号であるかを判断し(ステップS12)、モジュール要素の配置に関する信号である場合には、その信号が標準的演算要素であるかそれともモジュール要素であるかを更に判断する(ステップS14)。

    【0027】信号が標準的演算要素である場合には、ステップS15において、その信号に応じた演算要素をモデル作成画面22上のその信号により指定された位置に、例えば図6(1)の定数の演算要素61,加算演算要素62のように、表示し、かつ、演算要素の種類及び位置情報をデータベースに格納する。

    【0028】信号が、モジュール要素である場合には、
    ステップS16において、図6(1)のバンクモジュール要素B1,火炉モジュール要素F1のように、モジュール要素に該当するアイコンをモデル作成画面上の指定された位置に表示すると共に、モジュール要素の種類と位置情報をデータベースに格納する。

    【0029】入力信号が連結線に関する信号である場合には、ステップS13からステップS17に移行して、
    入力された連結線が標準的演算要素間を連結する標準的連結線に関するものであるか、モジュール要素間を連結するモジュール連結線に関するものであるかを判定する。

    【0030】信号が標準的連結線に関するものである場合には、ステップS18において、その信号により指定された演算要素、図6(2)の場合には定数の演算要素61と加算の演算要素62、の間に該標準的連結線、図6(2)の場合にはR61、を描画すると共に、これらの接続する演算要素及び連結線の通過点に関する情報をデータベースに格納する。

    【0031】信号がモジュール連結線である場合には、
    ステップS19において、信号により指定されたモジュール入出力グループに対応するモジュール連結線、図6
    (2)の場合には連結線R62、を指定されたモジュール要素、図6(2)の場合には火炉モジュール要素F1
    とバンクモジュール要素B1、の間にモジュール連結線のモジュール入出力要素グループがユーザに判別できる形態で描画すると共に、これらの接続するモジュール要素及びモジュール連結線のグループ番号,通過点に関する情報をデータベースに格納する。

    【0032】計算機1は、ユーザからの入力が終了するまで、上述の動作を繰返し、ユーザからの入力が終了するとこのサブルーチンプログラムを終了する(ステップS11,S12)。

    【0033】図7は、図11に示したボイラのシュミュレーションモデルフローを上述の方法によりモジュール要素とモジュール連結線を用いて変換して作成したモジュール化ブロック線図である。 図7において、バンクB,火炉F,セパレータSPの各モジュール要素に付した符号は図11の各機器に付した符号に対応しており、
    また図7の実線で表記した矢印は蒸気グループの連結線を、破線で表記した矢印はガスグループのモジュール連結線を表す。 すなわち、モジュール要素3C,WW,E
    V,SP,1S,2S,3S,4Sが、蒸気グループの連結線に関してこの順に直列に接続され、モジュール要素WW,2S,3S,4S,1S,EV,3Cが、ガスグループの連結線に関してこの順に直列に接続される。

    【0034】ユーザによるモジュール化ブロック線図の作成が終了すると、このブロック線図の解析装置内部で、作成されたモジュール化ブロック線図の展開処理が行われる。 図8は、本ブロック線図の解析装置のモジュール化ブロック線図の展開処理部5の具体的動作を示すサブルーティンのフローチャートであり、図9はバンクモジュール2S,3Sを展開手段5により展開した場合のブロック線図(図9(2))を示す。 なお、図9
    (2)の各演算要素は図4に示した各演算要素と同一であるので、図4に付したのと同一の符号を付してその説明を省略する。

    【0035】計算機1は、まず、各モジュール要素(例えば、図9(1)の2次,3次過熱器2S,3S)を当モジュール要素の定義に従って、ブロック線図(例えば、図9(2)に示すブロック線図)に展開する(ステップS21)。

    【0036】次に、上流側のモジュール要素(2次過熱器2S)の各モジュール出力要素(例えば流出蒸気エンタルピーHLO)に対してそれぞれの属するモジュール入出力要素からモジュール連結線を決定する(蒸気グループのモジュール連結線)(ステップS22)。

    【0037】次に、決定したモジュール連結線(蒸気グループのモジュール連結線)を下流側に辿り、上流側のモジュール要素を接続する下流側のモジュール要素(この例では3次過熱器3SH)を決定する(ステップS2
    3)。

    【0038】続いて、計算機1は、下流側のモジュール要素の決定されたモジュール連結線(蒸気グループの連結線)の属するグループ(蒸気グループ)のモジュール入力要素を探索する(ステップS24)。 ここでは流入蒸気エンタルピーHLI及び流入蒸気流量GLIが探索の結果得られる。

    【0039】次に、計算機1は、ステップS24の探索により得られたモジュール入力要素のうち上流側のモジュール出力要素に接続するモジュール入力要素を決定する。 この決定の基準としては、例えば、モジュール入出力要素間でモジュール入出力要素を表記する文字列が先頭から一定の文字数だけ一致したものを相互に接続するとする基準を用いる。 上述した蒸気グループのモジュール連結線の場合文字数を2とすると、流出蒸気エンタルピーHLOの2文字HLが、流入蒸気エンタルピーHL
    Iの先頭の2文字と一致するので、流入蒸気エンタルピーHLIがモジュール出力要素に接続するモジュール入力要素として選択される(ステップS25)。

    【0040】次に、計算機1は、このようにして選択されたモジュール入出力要素を図9(2)に示すように接続し、この接続作業を全てのモジュール入出力要素間で行ってモジュール化ブロック線図の展開処理のサブルーチンを終了する(ステップS26)。 図9(2)においては、流出蒸気エンタルピーHLOのモジュール出力要素と流入蒸気エンタルピーHLIのモジュール入力要素とが連結され、流出蒸気流量GLOのモジュール出力要素と流入蒸気流量GLIのモジュール入力要素とが連結され、同様に、流出ガス温度TGOのモジュール出力要素と流入ガス温度TGIのモジュール入力要素、流出ガス流量GGOのモジュール出力要素と流入ガス流量のモジュール入力要素GGIとがそれぞれ連結される。

    【0041】続いて、計算機1は、その時間応答計算部6でモジュール化ブロック線図の展開処理部5により展開されたモジュール化ブロック線図に基づいて時間応答を計算する。 この計算原理を以下に説明する。

    【0042】流量やエンタルピー等の動的要素の変数をxiとすると、動的要素の挙動は形式的には次の(1)
    式で表される。

    【0043】 dxi/dt=fi(xj,uj) (1) 但し、xiは動的要素の出力、tは時間、fiは非線形関数、ujはステップや一定値などのプロセス入力を表す。

    【0044】次に、この(1)式に基づき、時間tを離散化し、微少時間Δt毎の出力xiを計算する。 すなわち、kを定数として、時間kΔtでの非線形関数fiが求められていれば、時間(k+1)Δtでの出力xiは次の(2)式により求められる。

    【0045】 xi((k+1)Δt)=xi(kΔt)+fi*Δt (2) 一方、ブロック線図上では、非線形関数fiは動的要素の入力であり、非線形関数fiの計算は、ブロック線図上では動的要素の入力値を計算することとなる。 この動的要素の入力値fiは、システムの動作開始時点である初期時点で値が決まっているステップや一定値等のプロセス入力及び初期値が与えられる動的要素を起点として、信号の下流方向に加減乗除演算等の代数要素を順次計算していくことにより計算することができる。

    【0046】図10は、この時間応答計算動作のサブルーチンを示すフローチャートである。 図10において、
    計算機1は、まず代数要素の計算の順序をブロック線図に従って決定する(ステップS31)。

    【0047】次に、計算の初期処理として、動的要素にユーザから与えられた初期値を設定する(ステップS3
    2)。

    【0048】以下時間応答の計算に入るが、まず、時間ステップを表すステップ数kを初期化して0に設定する(ステップS33)。

    【0049】次に、1回の計算に要する所要時間Δtをステップ数kに乗じた値と予め設定した全体の計算終了時間との大小を比較してこの計算が終了したか否かを判断し(ステップS34)、計算が終了した場合には本サブルーティンを終了する。 まだ計算が終了していない場合には、計算を続行し、まず、プロセス入力要素の値u
    jを計算して決定する(ステップS35)。

    【0050】続いて、ステップS32で設定された動的要素の値とステップS35で決定されたプロセス入力要素の値とに基づいて、ステップS31で決定された計算順序に従って代数要素の値を上流側から下流側に向かって計算していく(ステップS36)。

    【0051】次に、ステップS37において、(2)式に従って次の時点での動的要素の出力値を計算し、全動的要素の出力値を求める。 この計算結果は、トレンドグラフとしてグラフィックディスプレイ2上に表示し、かつ計算結果をデータベース上に格納する(ステップS3
    9)。

    【0052】これにより1ステップの計算が終了したので、時間ステップ数kを1だけインクリメントし(ステップS39)、次の時間ステップの計算を行う。

    【0053】この計算を必要な時間だけ繰り返して対象とするシステムの時間応答を求め、所定時間が経過した後に本サブルーティンプログラムを終了する(ステップS34)。

    【0054】

    【発明の効果】本発明のブロック線図解析装置によれば、モジュールとモジュール連結線とを記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶されたモジュール及びモジュール連結線とを読み出す読み出し手段と、読み出し手段から読み出したモジュールとモジュール連結線とをブロック線図として展開して表示する表示手段とを設けたので、
    モジュールを効率よく正確に作成・修正することができ、大規模なプロセスモデルのシュミュレーションを容易かつ高効率で行うことができる。

    【0055】また、本発明のブロック線図解析方法によれば、モジュールとモジュール連結線とを記憶手段に記憶し、記憶手段に記憶されたモジュール及びモジュール連結線とを読み出し、読み出したモジュールとモジュール連結線とを表示手段によりブロック線図として展開して表示するようにしたので、同様に、モジュールを効率よく正確に作成・修正することができ、大規模なプロセスモデルのシュミュレーションを容易かつ高効率で行うことができる。

    【図面の簡単な説明】

    【図1】本発明のブロック線図解析装置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。

    【図2】図1のブロック線図解析装置のモジュール作成処理部の動作を示すフローチャートである。

    【図3】図1のブロック線図解析装置のモジュール作成処理部の動作に応じてブロック線図解析装置のモジュール定義画面上に表示される画像の例を示す図である。

    【図4】図1のブロック線図解析装置のモジュール作成処理部により作成されたモジュールのブロック線図の例を示す図である。

    【図5】図1のブロック線図解析装置のモジュール化ブロック線図の作成処理部の動作を示すフローチャートである。

    【図6】図1のブロック線図解析装置のモジュール化ブロック線図の作成処理部の動作に応じてブロック線図解析装置のグラフィックディスプレイ上に表示されるモジュール作成画面の画像の例を示す図である。

    【図7】図1のブロック線図解析装置のモジュール化ブロック線図の作成処理部により作成されたモジュール化ブロック線図の例を示す図である。

    【図8】図1のブロック線図解析装置のモジュール化ブロック線図の展開処理部の動作を示すフローチャートである。

    【図9】図1のブロック線図解析装置のモジュール化ブロック線図の展開処理部により展開されたモジュール化ブロック線図の例を示す図である。

    【図10】図1のブロック線図解析装置の時間応答計算と結果の表示部の動作を示すフローチャートである。

    【図11】ボイラの動特性をシュミュレーションためのモデルフローを示す模式図である。

    【図12】従来のブロック線図解析装置により作成されたモジュール化ブロック線図の例を示す図である。

    【符号の説明】

    2 グラフィックディスプレイ 3 モジュール作成処理部 4 モジュール化ブロック線図の作成処理部 5 モジュール化ブロック線図の展開処理部 6 時間応答計算と結果の表示部 21 モジュール定義画面 22 モデル作成画面

    ───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 沖村 仁志 広島県呉市宝町3番36号 バブコック日立 株式会社呉研究所内

    高效检索全球专利

    专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

    我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

    申请试用

    分析报告

    专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

    申请试用

    QQ群二维码
    意见反馈