[发明专利]一种应用于PLC开发的梯形图转换为语句表的方法

说明书

技术领域

本发明涉及编程语言转换技术领域，具体为一种应用于PLC开发的梯形图转换为语句表的方法。

背景技术

可编程逻辑控制器（PLC，Programmable Logic Controller）在当今各行各业中应用非常广泛，而计算机技术的快速发展及IEC61131-3标准的颁布，进一步促进了其发展。在IEC61131-3定义的5种PLC编程语言中，梯形图和语句表的应用最为广泛。梯形图以常开元件、常闭元件、定时器等图元的连接组合实现控制功能，作为一种图形化编程语言易于工程人员的使用。语句表是一种类汇编语言，易于处理器的解析。因此，在PLC开发中实现从梯形图到语句表的转换解算尤为重要，一直以来是PLC开发中的重点和难点。

现已公知的转换方法主要有两种，一种可以称为扫描合并法，如申请号为200410078297的专利申请“将梯形图程序转换为指令列表程序的方法及系统”，其特征在于包括如下步骤:a)生成梯形图程序中各网络内元件及其元件间连接关系的描述数据，形成各网络的元件集合和连接关系集合；b)分别从各网络的元件集合中的一个元件开始，依据各网络的元件集合和连接关系集合生成用节点的描述网络内元件之间的逻辑关系的二叉树；c)分别遍历各二叉树的所有节点，根据节点描述的逻辑关系生成各节点对应的语句表。该方法不足之处是没有提及多输出的梯形图程序如何转换为语句表；该方法以图元对象和连接点对象的集合来描述梯形图，该数据结构时间和空间复杂度较高，对某些串并联逻辑关系比较复杂的梯形图不能很好的得到转换结果，即并不适用于串、并联逻辑关系比较复杂的梯形图程序。

另一种可以称作基于AOV有向图的转换方法，如申请号为200810195899的专利申请“一种将梯形图转换为指令表程序及解释执行的方法与系统”和《计算机工程与应用》，2010,46(18)：244-248公开的“软PLC梯形图到语句表转换新策略的研究”，该方法包括如下步骤:a)将梯形图映射为AOV图；b)由其建立表示指令间的逻辑关系的二叉树；c)通过后序遍历二叉树实现梯形图与语句表的转换。该方法能够实现各种复杂梯形图与语句表间的转换，但中间数据结构二叉树的建立过程比较繁琐，需要建立多个冗余的树结点，时间和空间复杂度较高。

发明内容

要解决的技术问题

为解决现有技术存在的不足，本发明提出了一种应用于PLC开发的梯形图转换为语句表的方法，该方法基于节点势能，以达到降低转换复杂度，解算多支梯形图及复杂梯形图程序等目的。

技术方案

本发明提出的一种应用于PLC开发的梯形图转换为语句表的方法，是一种基于“节点势能”的将梯形图转换为语句表的方法，它的指导思想是将梯形图类比电路图，仿照电势能，以“节点势能”虚拟梯形图中能量流动：对每支梯形图，从左母线进入梯形图时节点的势能值为0，能量在梯形图中按一定规则变化，经过梯形图后连接到右母线节点的最终势能值变为N，N为远大于梯形图中图元个数与梯形图行数之和的数值。本发明首次提出了“节点势能”这一概念。节点，即梯形图各图元间的连接点。节点势能，即节点的势能值，每个节点拥有唯一的节点势能值。除竖线外，梯形图每个图元都有左右两个节点，因此除去竖线每个图元拥有左节点势能值和右节点势能值。

本发明以一种基于“节点势能”的图元数据集合描述梯形图，进而基于“节点势能”关系按特定的步骤将梯形图转化为最终二叉树数据结构，最后通过遍历最终二叉树得到语句表。

本发明的技术方案为：

所述一种应用于PLC开发的梯形图转换为语句表的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：以基于“节点势能”的图元数据集合描述梯形图，其中基于“节点势能”的单个图元数据结构包括：图元类型，图元左、右节点势能值，图元行、列值，图元地址和图元属性参数；

步骤2：给图元的左、右节点赋节点势能值：

步骤2.1：从上到下逐行扫描梯形图，每行按从左到右顺序扫描，除竖线为，按规则2.1给图元的左、右节点赋节点势能值：

规则2.1：

a、第一行最左端图元的左节点势能值=0；

b、对于同一图元，其右节点势能值=左节点势能值+1；

c、对于同一行左侧相邻一列有图元的图元，其左节点势能值=前一个被扫描图元右节点势能值；

d、对于同一行左侧相邻一列无图元的图元，其左节点势能值=前一个被扫描图元右节点势能值+1；

步骤2.2：按照规则2.2对特殊类型图元的左、右节点势能值进一步处理：