[發(fā)明專利]一種將PLC梯形圖轉(zhuǎn)換成指令表并解釋執(zhí)行的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710338944.3
• 申請(qǐng)日: 2017-05-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107193534B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃道平;何梓揚(yáng);劉少君
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F9/30
• 分類號(hào): G06F9/30;G06F9/34;G05B19/05
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 李斌

1.一種將PLC梯形圖轉(zhuǎn)換成指令表并解釋執(zhí)行的方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、遍歷梯形圖并構(gòu)造十字鏈表的所有頂點(diǎn)，根據(jù)各頂點(diǎn)的邏輯關(guān)系構(gòu)造十字鏈表的弧鏈表，通過(guò)所有頂點(diǎn)和弧鏈表得到十字鏈表；

S2、利用串并聯(lián)歸并，化簡(jiǎn)十字鏈表得到包含指令間邏輯關(guān)系的二叉樹(shù)結(jié)構(gòu)；

S3、遍歷二叉樹(shù)結(jié)構(gòu)得到對(duì)應(yīng)的指令表；

S4、利用堆棧的先進(jìn)先出原理解釋指令表；

所述步驟S1，具體為：

S11、構(gòu)造StrRung結(jié)構(gòu)體保存梯形圖一行的信息，其中包括Element數(shù)組，該數(shù)組的元素是保存梯形圖元件信息的StrElement結(jié)構(gòu)體指針，然后用Rung指針數(shù)組保存每一行的StrRung結(jié)構(gòu)體指針；

S12、把除導(dǎo)線以外的其他元件看成有向圖的一個(gè)頂點(diǎn)，構(gòu)造頂點(diǎn)結(jié)構(gòu)StrVexNode并遍歷Rung指針數(shù)組建立所有頂點(diǎn)，頂點(diǎn)結(jié)構(gòu)包括一個(gè)指向二叉樹(shù)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)StrBiNode指針；

S13、構(gòu)造弧節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并且根據(jù)各頂點(diǎn)的邏輯關(guān)系構(gòu)造弧鏈表；

S14、通過(guò)所有頂點(diǎn)和弧鏈表得到十字鏈表；

所述步驟S2，具體為：

S21、利用串聯(lián)歸并，求入度為1的頂點(diǎn)，由該頂點(diǎn)結(jié)構(gòu)的firstin域得到以該頂點(diǎn)為弧頭的第一個(gè)弧結(jié)點(diǎn)，由弧結(jié)點(diǎn)得到弧尾頂點(diǎn)，接著計(jì)算該弧尾頂點(diǎn)的出度和入度，如果弧尾頂點(diǎn)的出度為1且入度小于等于1，則弧尾和弧頭頂點(diǎn)合并為一個(gè)頂點(diǎn)；合并時(shí)新建一個(gè)二叉樹(shù)節(jié)點(diǎn)BiNode，把弧尾頂點(diǎn)所包含的二叉樹(shù)節(jié)點(diǎn)指針賦值為BiNode的左子節(jié)點(diǎn)，把弧頭頂點(diǎn)所包含的二叉樹(shù)節(jié)點(diǎn)指針賦值為BiNode的右子節(jié)點(diǎn)，同時(shí)把BiNode的Operator字段賦值為枚舉元素AND，然后BiNode的指針賦值給弧尾頂點(diǎn)的二叉樹(shù)節(jié)點(diǎn)指針并且把弧頭頂點(diǎn)的firstout指針賦值給弧尾頂點(diǎn)的firstout指針，最后釋放弧頭頂點(diǎn)的firstin弧節(jié)點(diǎn)和弧頭頂點(diǎn)；

S22、利用并聯(lián)歸并，依次計(jì)算頂點(diǎn)的出度，如果頂點(diǎn)的出度大于1則利用firstout域把以該頂點(diǎn)為弧尾的所有弧結(jié)點(diǎn)的弧頭頂點(diǎn)保存在temp1數(shù)組中，對(duì)于temp數(shù)組中的頂點(diǎn)都按照以下步驟執(zhí)行，求該頂點(diǎn)為弧尾的第一個(gè)弧結(jié)點(diǎn)的弧頭頂點(diǎn)，計(jì)算該弧頭頂點(diǎn)的入度，如果該弧頭頂點(diǎn)的入度大于1，則利用firstin域把以該弧頭頂點(diǎn)為弧頭的所有弧結(jié)點(diǎn)的弧尾頂點(diǎn)保存在temp2數(shù)組中，然后遍歷temp1數(shù)組和temp2數(shù)組找出兩個(gè)數(shù)組都包含的頂點(diǎn)，把這些頂點(diǎn)合并成一個(gè)頂點(diǎn)；其中，合并時(shí)：

a)先聲明一個(gè)指向StrBiNode的指針pBiNode，把第一個(gè)頂點(diǎn)的BiNode字段賦值給pBiNode；b)然后取出下一個(gè)頂點(diǎn)，分配一個(gè)二叉樹(shù)結(jié)構(gòu)，其指針為NewBiNode，把pBiNode賦值給NewBiNode的left字段，把頂點(diǎn)的BiNode字段賦值給NewBiNode的right字段，賦值NewBiNode的Operator字段為枚舉元素OR，把NewBiNode賦值給pNode,最后釋放該頂點(diǎn)的firstin和firstout指針?biāo)赶騼?nèi)容和該頂點(diǎn)指針?biāo)赶騼?nèi)容；c)重復(fù)步驟b)直到取出所有頂點(diǎn)；

S23、重復(fù)步驟S21、S22，直到十字鏈表只剩下一個(gè)頂點(diǎn)，該頂點(diǎn)的BiNode字段為一顆包含了梯形圖邏輯關(guān)系的二叉樹(shù)的根節(jié)點(diǎn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種將PLC梯形圖轉(zhuǎn)換成指令表并解釋執(zhí)行的方法，其特征在于，所述步驟S4，具體為：

S41、掃描物理輸入并存儲(chǔ)物理輸入狀態(tài)；

S42、利用堆棧原理逐行解釋指令表，直到遇到END指令結(jié)束；

S43、把存儲(chǔ)的物理輸出狀態(tài)更新到物理輸出。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種將PLC梯形圖轉(zhuǎn)換成指令表并解釋執(zhí)行的方法，其特征在于，所述步驟S42的利用堆棧原理逐行解釋指令表，利用堆棧先進(jìn)先出的特點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)指令表的解釋，所述指令表的解釋分4種情況，包括：

(1)對(duì)于LD或LDI指令，將其操作數(shù)壓入堆棧；

(2)對(duì)于OUT指令，將其操作數(shù)從堆棧中取出；

(3)對(duì)于AND、ANI、OR、ORI、ANB、ORB指令，將其對(duì)象從堆棧中取出，經(jīng)過(guò)邏輯運(yùn)算后存入堆棧；

(4)對(duì)于SET、RST指令，改變其操作數(shù)的狀態(tài)。