[發明專利]一種將梯形圖轉化成PLC程序指令的方法

無效

• 申請號: 201110263395.0
• 申請日: 2011-09-06
• 公開（公告）號: CN102354144A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 王郁昕;李紅豫;何寧
• 申請（專利權）人: 北京聯合大學
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧

技術領域

本發明涉及一種生成程序指令的方法，特別是關于一種將梯形圖轉化成PLC程序指令的方法。

背景技術

可編程邏輯控制器(Programmable?Logic?Controller，PLC)是工業控制領域最為常用的通用控制設備，而梯形圖是PLC必備的編程語言。梯形圖雖然直觀、易于使用，但不能直接在PLC上運行，需要將梯形圖轉換成指令表才能使PLC按照梯形圖的控制邏輯控制被控對象。從梯形圖到指令表的轉換有許多方法，但到目前為止較好的方法是將梯形圖轉換成二叉樹或某種與樹類似的數據結構，然后利用一些規則和一些簡單線性數據結構，如?；蜿犃校磸蛯ι鲜鰳湫谓Y構進行遍歷，從中篩選出必要的與、或項并保存到線性數據結構中，最后將數據項連接成最終的表達式，從而完成整個轉換，其中這些表達式是由指令表中的指令構成的。

但是上述方法存在以下缺點：1、從梯形圖到樹形結構的轉換比較復雜，必須借助輔助頂點才能完成，以至于生成的結果缺乏優化。2、對于具有復雜拓撲連接結構的梯形圖不能進行轉換，所以轉換范圍受到限制。3、基于樹的轉換程序結構復雜，而且在轉換過程中頂點和邊的計算關系比較復雜，分析轉換過程的時間復雜度較為困難，這類方法往往缺乏復雜度分析，所以這類方法不易在頂點規模較大時使用。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種通過交替使用廣度優先搜索和深度優先搜索的方法將梯形圖轉化成PLC指令的方法。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種將梯形圖轉化成PLC程序指令的方法，其包括以下步驟：1)利用有向圖表示梯形圖的拓撲結構，并對有向圖進行處理；2)利用深度優先搜索的方法對轉置圖G_L^T遍歷，將所有并聯型頂點和線圈頂點的拓撲排序關系保存到隊列Q中，且把所有線圈頂點的拓撲排序的順序再單獨地保存在Q’中；3)按照隊列Q中并聯型頂點和線圈頂點的排列順序，對隊列Q中的每一個并聯型頂點依照有向圖G_L的連接關系使用廣度優先搜索，同時對其鄰接的所有的串聯型頂點進行深度優先搜索，生成有向圖G_L的整條串聯型通路上的AND表達式和并聯型頂點的OR表達式，同時生成并聯型頂點的連接關系圖Gp；4)生成并聯型頂點的最大合并項的最終表達式；5)從隊列Q’出隊一頂點，利用Q對連接關系圖Gp進行廣度優先搜索，計算出相對應并聯型頂點的OR表達式，對每一項OR表達式中的子式進行驗證，看其是否達到了最大合并點，直到所有的并聯型頂點都生成最大合并項，最后將最大合并項構造成AND表達式形成最終結果；6)判斷隊列Q’是否為空，如果不為空，繼續重復上述5)，直至Q’為空；7)對起始頂點進行處理，使其適合指令表的表達方式，將表達式除去不必要的括號以精簡該表達式，然后為表達式添加必要的換行符號，使其與指令表的顯示方式一致。

所述步驟1)利用有向圖表示梯形圖的拓撲結構，并對有向圖進行處理，處理過程如下：①對有向圖的頂點進行初始化；②根據有向圖G_L的連接關系生成轉置圖G_L^T；③根據有向圖G_L中每個頂點的屬性Adj和AdjT，計算出該頂點的度數，區分有向圖G_L中頂點的類型；④對起始頂點的p屬性進行設置。

所述步驟①對有向圖的頂點進行初始化，定義頂點Vertex的屬性如下：

Vertex＝{name，type，degree，eand，color，p，pNo，Eor，Adj，AdjT}，其中，name為頂點的名稱；type為頂點的類型，degree為頂點的度數，eand用于記錄串聯型頂點AND表達式的生成結果，color為一個輔助屬性表示顏色，p是用于記錄與某一頂點鄰接的并聯型頂點，pNo表示并聯型頂點在拓撲排序中的次序編號，Eor屬性以鄰接列表或數組的形式保存并聯型頂點OR表達式的生成結果，Adj用于保存有向圖的鄰接關系；AdjT用于保存轉置圖的鄰接關系。

所述步驟④對起始頂點進行設置，是指對起始頂點的p屬性進行設置，如果起始頂點是串聯型頂點則通過增大其度數的方法強制將其轉換成并聯型頂點，設置起始頂點屬性p為自己指向自己。

所述步驟3)中的所述Gp圖記錄并聯型頂點、線圈頂點之間的連接以及串聯型頂點從屬并聯型頂點的關系。