[发明专利]用于模拟受控制的机器或设施的设备以及方法

说明书

本发明涉及一种用于模拟受控制的机器或设施的设备(4)，包括：过程模拟装置(1)，其设计用于为了模拟机器或设施的物理过程而执行模拟步骤(S₁)；和控制模拟装置(2)，其设计用于为了模拟机器或设施的控制而执行模拟步骤(S₂)，其中，过程模拟装置(1)和控制模拟装置(2)设计用于，为了模拟受控制的机器或设施而在相应的模拟步骤(S₁、S₂)中交换确定的输出值，其中，控制模拟装置(2)设计用于，将信息传输到过程模拟装置(1)，该信息描述了利用控制模拟装置(2)执行的模拟步骤(S₂)的结束的结果时间点(t_i)，并且过程模拟装置(1)设计用于根据结果时间点(t_i)调整模拟步骤(S₁)中的至少一个的持续时间。

技术领域

本发明涉及一种用于模拟受控制的机器或设施的设备，包括过程模拟装置，其设计用于为了模拟机器或设施的物理过程而执行模拟步骤。此外，该设备包括控制模拟装置，其设计用于为了模拟机器或设施的控制器而执行模拟步骤。在此，过程模拟装置和控制模拟装置设计用于，为了模拟受控制的机器或设施而在相应的模拟步骤中交换确定的输出值。此外，本发明涉及一种用于模拟受控制的机器或设施的方法。

背景技术

为了模拟自动化系统、例如受控制的机器、受控制的设施、机器人单元或生产过程，需要将物理过程与对控制器(例如自动化系统的控制程序)的模拟相结合地进行模拟。通常，在数学上对物理过程进行建模并且利用相应的模拟工具进行模拟。然而当实验要求受控对象有精确分析时重要的是，在软件仿真控制器中运行原始的控制程序。

在这种情况下存在的问题是，物理过程持续改变并且还与周围环境相互作用。与之相反，控制器仅在确定的时间点交互，这些时间点通常无法预先已知。模拟工具提供用于模拟步骤的自有的内部步长控制器，其确定应当为哪些时间点计算结果。这些模拟步骤不与控制器的交互点同步。因此，模拟在总体上始终具有系统性的模拟错误，因为物理过程的模拟利用了控制模拟的过时输入值来执行其计算。

目前为止还未解决该问题。仿真控制器的行为是对真实控制器(例如可编程逻辑控制器)的行为的精确再现。在此存在各个时间点，在这些时间点能够实现与周围环境的相互作用，其中，它们通常是未知的。仿真的行为无法在不损失仿真结果的有效性的情况下被改变。如果可能，物理过程的模拟通常设置到固定的步长，以便获得能更好预测的时间行为(Timing-Verhalten)。然而，这关系到效率成本和/或精确性成本。造成的模拟错误有时是可接受的，换而言之模拟能够是“足够好”的。然而尤其在对时间关键的系统进行模拟时，不能应用可支配的设置。系统性的模拟错误能够通过显著减小模拟步长来减少。然而这导致了更高的计算耗费和更低的效率。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种解决方案，如何能够以较小的计算耗费可靠地模拟受控制的机器或设施。

根据本发明的用于对受控制的机器或设施进行模拟的设备包括过程模拟装置，其设计用于，为了模拟机器或设施的物理过程而执行模拟步骤。此外，该设备包括控制模拟装置，其设计用于，为了模拟机器或设施的控制器而执行模拟步骤。过程模拟装置和控制模拟装置设计用于，为了模拟受控制的机器或设施而在相应的模拟步骤中交换确定的输出值。此外提出，控制模拟装置设计用于，将一信息传输到过程模拟装置，该信息描述了利用控制模拟装置执行的模拟步骤的结束的结果时间点。此外，过程模拟装置设计用于，根据结果时间点调整模拟步骤中的至少一个模拟步骤的持续时间。