[发明专利]一种梯形图内嵌组态算法的实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及梯形图内嵌入组态算法技术，特别地，涉及一种自动生成梯形图内嵌组态算法的技术。

背景技术

长期以来PLC与DCS控制系统各自在离散和过程行业都占有主要地位。然而，随着自动化技术的进步，尤其是自动化系统通信技术的飞越式发展，两者正在呈现融合与集成的趋势。随着DCS与PLC功能的不断发展和完善，新型的DCS与新型的PLC，都有向对方靠拢的趋势。新型的DCS已有了很强的顺序控制功能；而新型的PLC，在处理闭环控制方面性能较好，而且无论在控制器方面还是网络方面都能做到冗余。二者能组成大型网络，适用范围已有很大的交叉，技术上相互融合。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的梯形图控制范围太小与控制要求的越来越高的现象，提供一种梯形图内嵌组态算法的实现方法，能实现梯形图控制与组态控制的无缝结合。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种梯形图内嵌组态算法的实现方法，包括如下步骤：

(1)使用者通过组态策略生成器进行组态设计，系统对设计结果进行描述，形成描述组态算法的XML形式描述文件；

(2)解析器对描述文件进行解析，对解析结果进行格式化处理；

(3)根据解析结果，生成数据和源代码；

(4)将源代码与数据内嵌入梯形图中；

(5)将梯形图与组态算法一起编译生成目标指令集；

(6)生成的指令集下载到目标平台运行。

本发明的有益效果是：通过梯形图内嵌入组态算法技术，可以实现梯形图控制与组态控制的无缝结合，扩大了控制范围与提高控制的灵活度。

附图说明

图1是梯形图内嵌组态算法结构框图；

图2是梯形图内嵌组态算法设计流程图；

图3是梯形图内嵌组态算法内核框图；

图4是一个组态设计的示例图；

图5是组态算法分析示例图；

图6是组态语言示例图；

图7是组态数据流向示例图；

图8是组态代码自动生成示例图；

图9是抢占式任务调度示例图。

具体实施方式

本发明的一种梯形图内嵌组态算法的实现方法。整体框架如图3所示，通过操作系统各个模块实现组态算法任务、梯形图任务与其它任务的调度与切换，使系统协调而且有序的运行。操作系统上层可分为三大模块：设备驱动模块、通讯协议模块、通讯事件处理模块，实现任务所需的底层驱动模块。通过硬件抽象层(HIUD)对硬件层进行抽象，由HIUD层完成底层驱动的调用，实现组态算法与梯形图程序的硬件无关性，方便移植。该方法结构参见图1，包括如下步骤：

1.使用者通过组态策略生成器进行组态设计，系统对设计结果进行描述，形成描述组态算法的XML形式描述文件(图2步骤101)。

通过PC机上组态策略生成器软件进行控制算法模块的拖拉、连线、参数设定设计，自动生成组态算法的XML描述文件。具体步骤如下：

1.1通过图形化拖拉设计生成组态页面，如图4所示。

1.2将组态算法解析成各个正确而又有序的控制算法序列，如图6所示。

解析组态算法采用自底向上的方式，也就是从输出控件为起点，向前进行搜索，如图5所示。搜索算法具体如下：

1.2.1将一系列输出模块放入母堆栈中。

1.2.2弹出一个输出模块，建立一个子堆栈，并将输出模块压入栈中。此时，输出模块为当前模块。

1.2.3分析当前模块的输入线段，按输入的先后顺序将输入模块依次压入母堆栈中。

1.2.4检查母堆栈中是否还有模块，没有则搜索结束，最后得到的子堆栈就是组态算法序列；有则弹出模块，并设为当前模块，压入子堆栈中；如当前结点为输入模块，则进入第4步；如当前结点不是输入模块，则进入第3步。

1.3依次将得到的组态算法序列中的算法与参数用XML语言描述到文件中。

2解析器对描述文件进行解析，对解析结果进行格式化处理(图2步骤102)。

采用XSLT模板对描述文件进行匹配生成代码，并产生几个相关的XML文件。过程如图8所示。具体步骤如下：

2.1采用XSLT模板对描述文件进行匹配生成控制程序块，包括参数的初始化，控制算法的裁剪，控制算法的组态。控制算法的组态，关键在于数据流的关系。每个组态算法模块中至少包含一个输入或输出，各个模块之间的联系就是数据流的流向关系，在这里，用栈数据结构进行表示这种关系，如图7所示，包括以下三点规则：

2.1.1输入表示弹出栈动作，输入的点数决定弹出栈的数据个数。