[发明专利]一种满足时标传递的开关量逻辑运算方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业控制系统的运算方法，尤其是一种满足时标传递的开关量逻辑运算方法。

背景技术

现有工业分布式控制系统中，需要对700个左右的开关量进行带时标能的逻辑运算。这些开关量数据来自不同的分布式部署的I/O控制站，I/O控制站对这些开关量数据的采集周期为40ms，各I/O站采集到数据后，集中传送至系统服务器实时数据库，因此计算周期必须小于40ms。

由于需要运算的开关量数据可能分布在不同的I/O站，因此如果将此运算任务部署在I/O站则涉及到数据的站间引用，而I/O站数据的站间引用为秒级，难以实现。因此需要将此计算任务部署在系统服务器。

此类开关量逻辑运算目前常见的解决方案有两种：

某运算任务A，分离线和在线两部分：即离线部分进行逻辑表达式的解析和编译，在线部分加载编译后的目标算法文件并执行运算。离线部分处理过程如图1所示：1、先按照约定的格式编辑文本方式的逻辑方程源文件；2、离线软件加载此文件并解析，翻译为等价的中间代码的逻辑方程源文件；3、调用相关平台接口编译此中间代码逻辑方程源代码，生成目标文件。比如VBA代码就是一种成熟的中间格式。在线部分处理过程如图2所示：1、在线软件加载离线软件编译生成的目标文件；2、向实时数据库读取逻辑方程所包含的所有开关量值、时标、以及无效位；3、调用相关平台接口函数，执行逻辑算法进行运算；4、将计算的结果写回数据库，其中，2、3、4为周期处理，同时因为调用中间平台接口执行运算，所以运算周期比较长。

采用此种方式，虽然可以省去运算任务自己处理编译和执行运算逻辑，但是由于每次计算都需要向实时数据库读写所有的开关量值，所以当需要计算的开关量点很多的时候，读写数据库就会耗费大量的时间。根据当前实时数据库的性能只能将此任务的最小运算周期为500ms，而在实际测试中，读写1000个左右开关量大约各需要耗费200ms，计算需要耗费100ms。

同样由于是周期500ms向实时数据库读取全部开关量值，而开关量的采集周期为40ms，所以很容易产生遗漏数据的情况发生，最终导致计算结果不正确。

某运算任务B处理流程图如图3所示：1、读数据库获得逻辑运算所需要的开关量值；2、解析算法逻辑；3、执行计算；4、计算结果写数据库。此四个部分为周期循环执行，每次做的工作完全一样。此类解决方法为典型的解释执行方式。即：对所有逻辑方程解释一条执行一条，周期反复。此种方法由于每个周期都需要进行读数据库、解析逻辑表达式、执行运算、写数据库，存在的问题与运算任务A相似，并且由于需要周期解释同一个逻辑表达式所以更耗时，运算效率比较低。

有鉴于此特提供本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种满足时标传递的开关量逻辑运算方法，该满足时标传递要求的开关量运算数据安全、准确、执行计算效率高。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：一种满足时标传递的开关量逻辑运算方法，其特征在于：所述的实现方法为：a、由实时数据库向计算任务发送变化的开关量数据；b、将输送进数据区中变化的开关量数据采用哈希表结构存储；c、在计算任务启动的同时读取解析源表达式，通过解析将文本格式逻辑方程转换为自定义格式存储的逻辑表达式；d、于计算任务中直接调用步骤b中存储的开关量数据和步骤c中按自定义格式存储的逻辑表达式，执行计算；e、将计算任务的结果写入实时数据库。

所述的步骤a为通过通信接口将实时数据库中变化的开关量数据向计算任务发送，步骤e将计算任务的计算结果通过通信接口写进实时数据库。

所述的步骤c中的文本格式逻辑方程为已有编辑好的源文件，该逻辑方程有两种类型：i纯二元运算的表达式和ii含有函数的二元运算表达式，其解析转换包括：先将所描述的逻辑方程ii中包含的函数，用一个临时变量代替，同时ii生成一个新的逻辑方程，i和ii表达式为字符串形式；然后对其进行词法分析、语法分析，识别出等号、计算结果、操作数、操作符以及函数名和函数参数信息，得到中间格式逻辑方程：二元逻辑表达式和函数等式；最后再将中缀的形式转换为等价的后缀形式，生成新的逻辑算法，以表格的方式存储起来。