外文翻譯--可視化的PLC程序使用XML 中文.doc

-1-可視化的PLC程序使用XML米巴尼尤尼斯和G.弗雷摘要:由于PLC程序日益復(fù)雜,在PLC應(yīng)用方面有越來(lái)越多的興趣愛(ài)好者。形式化方法，讓僵化的證明系統(tǒng)屬性被核查和驗(yàn)證。一個(gè)傳統(tǒng)思路的方法就是在PLC編程中設(shè)立一個(gè)正式的設(shè)計(jì)方法。不過(guò)，現(xiàn)有的軟件已被優(yōu)化，改變，或移植到新系統(tǒng).有需要找到從某一PLC程序開(kāi)始的方法。因此，規(guī)范PLC程序是一個(gè)現(xiàn)在研究的熱點(diǎn)。該文章概述了基于形式化的PLC程序基礎(chǔ)上從新啟動(dòng)的方法。轉(zhuǎn)型成為一個(gè)獨(dú)立的格式和可視化的結(jié)構(gòu)，在這個(gè)過(guò)程中，PLC程序的確定是作為這項(xiàng)措施的重要中間步驟。這表明如何XML和相應(yīng)的技術(shù)可用于形式化和可視化現(xiàn)有的PLC程序。I導(dǎo)言可編程邏輯控制器（PLC）是一種特殊類型的計(jì)算機(jī)，它應(yīng)用于工業(yè)和安全的關(guān)鍵地方。應(yīng)用PLC的目的是控制某一特定的或可選擇的過(guò)程，它是通過(guò)產(chǎn)生的電控制信號(hào)回應(yīng)電器中相關(guān)的輸出信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。應(yīng)用在制造業(yè)和化工過(guò)程控制，機(jī)械加工，交通，電力分配，以及其他許多領(lǐng)域。PLC控制有著極大的不同，自動(dòng)化應(yīng)用范圍的復(fù)雜性從一個(gè)簡(jiǎn)單的小組運(yùn)作到控制一個(gè)會(huì)議室的的燈光和自動(dòng)窗成為一個(gè)全自動(dòng)化的生產(chǎn)線。隨著他們應(yīng)用PLC知識(shí)的增加，他們把PLC應(yīng)用到復(fù)雜性和品質(zhì)要求高的地方，特別是對(duì)安全性要求特別嚴(yán)格的地方。由于在有限的時(shí)間里PLCD的發(fā)展應(yīng)用日益復(fù)雜，現(xiàn)有的軟件或PLC的模塊也在迅速發(fā)展，以此，需要一個(gè)正式的辦法加以規(guī)范。為了確保高品質(zhì)的要求，我們需要檢查和驗(yàn)證程序，以及分析和模擬現(xiàn)有系統(tǒng)。其中一個(gè)重要的領(lǐng)域就是已經(jīng)在最近的時(shí)間成長(zhǎng)在規(guī)范化的PLC程序是逆向工程。逆向工程是通過(guò)評(píng)估達(dá)到了解它的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程，以達(dá)到重復(fù)或加強(qiáng)的目的。而重用的PLC守則正在建立，作為一種打擊復(fù)雜PLC程序的工具，逆向工程在今后幾年將得到越來(lái)越多的重要性，特別是如果現(xiàn)有的硬件被適用于各種不同程序環(huán)境的新硬件所取代的情況下?，F(xiàn)有的PLC程序的可視化是逆向工程一個(gè)重要的中間步驟。本文章提供了一個(gè)方法，使用XML使PLC程序可視化，讓PLC程序工程師更容易把握方向和更好地了解。該文件的結(jié)構(gòu)如下。首先，簡(jiǎn)單的介紹了PLC（根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)61131-3的標(biāo)準(zhǔn)給予）和相應(yīng)的編程技巧。在第三部分，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上用形式化PLC程序重新設(shè)計(jì)方法的介紹。PLC代碼轉(zhuǎn)型成為一個(gè)獨(dú)立的格式被確定為在這個(gè)過(guò)程中重要的第一步。XML和相應(yīng)的技術(shù)，例如XSL和XSLT（第四節(jié)可以使用的這種轉(zhuǎn)變）。第五部分提出了應(yīng)用XML的使-2-PLC程序可視化的方法并用一個(gè)例子做出說(shuō)明。最后一節(jié)總結(jié)了結(jié)果，并就今后的工作在這方面正在進(jìn)行的項(xiàng)目做了一個(gè)前景的展望。2PLC和IEC61131自從七十年代初期公布于世，由于它的成功的完成目的，取代了機(jī)器上的硬連線控制設(shè)備，PLC日益受到重視，。最終它作為一個(gè)獨(dú)特的應(yīng)用領(lǐng)域成長(zhǎng)起來(lái)，它的研究和開(kāi)發(fā)，主要是為控制工程。IEC61131是為工業(yè)自動(dòng)化第一次真正的努力來(lái)規(guī)范PLC的編程語(yǔ)言。在1993國(guó)際電工委員會(huì)4上公布了IEC61131作為可編程控制器標(biāo)準(zhǔn)。在標(biāo)準(zhǔn)化PLC的編程語(yǔ)言之前，正在制定為了個(gè)別PLC實(shí)用的專有編程語(yǔ)言。為了提高不同產(chǎn)品的兼容性，開(kāi)放性和互操作性以及為了促進(jìn)工具和方法的發(fā)展,國(guó)際電工委員會(huì)61131標(biāo)準(zhǔn)設(shè)立固定的一套符號(hào)。第三部分，定義了一個(gè)適合5種編程語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)：Originated(IL)語(yǔ)言是一種低層次的文本語(yǔ)言,其結(jié)構(gòu)類似于匯編語(yǔ)言。Originated語(yǔ)言L被視為PLC的在所有其他IEC61131-3語(yǔ)言都可以翻譯語(yǔ)言。梯形圖(L0)是一種被認(rèn)為起源于于美國(guó)的圖形語(yǔ)言。LDS符合從電子及電器電路實(shí)施控制邏輯的編程風(fēng)格。結(jié)構(gòu)化文本（ST）是一個(gè)非常強(qiáng)大的高層次的語(yǔ)言。圣借從帕斯卡爾那里借用了它的語(yǔ)法，充實(shí)它的一些特點(diǎn)。圣包含一個(gè)現(xiàn)在編程語(yǔ)言多要求的所有要素。功能塊圖（FBD）是一種圖形語(yǔ)言，在工業(yè)流程里是非常常見(jiàn)的。在這種語(yǔ)言中，控制器被認(rèn)為是可在功能塊之間流動(dòng)的信號(hào)和數(shù)據(jù)。FBD把換文本編程轉(zhuǎn)變?yōu)楣δ軌K編程，因而提高了模塊化和軟件重用性。順序功能圖（SFC）是一個(gè)圖形化的語(yǔ)言。SFC要素的定義是為了構(gòu)建可編程序控制器程序的組織。其中在IEC61131-3中出現(xiàn)的一個(gè)問(wèn)題就是在PLC的編程工具的工程信息中沒(méi)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的格式。目前，每個(gè)廠商都在運(yùn)用他們各自的具體的不同格式。這亦是其中一個(gè)原因就是被限制了的形式化的做法，以單一的程序或算法。不過(guò)，最近的PLC用戶組織PLCopen（見(jiàn)）組織了一個(gè)技術(shù)委員會(huì)，以確定一個(gè)基于格式accordingto的IEC61131-3的XML項(xiàng)目。這種新格式將緩解形式化的工具，使之成為PLC項(xiàng)目的所有相關(guān)的信息。3重新設(shè)計(jì)的方法對(duì)于重新設(shè)計(jì)所提出的態(tài)度，（參見(jiàn)圖1）是基于認(rèn)為XML可作為一種中間媒體語(yǔ)言-3-用來(lái)改造PLC的代碼。這種轉(zhuǎn)變提供了取得avendor獨(dú)立規(guī)格代碼優(yōu)勢(shì)，（即使PLCopen成功地確定了一種標(biāo)準(zhǔn)化的格式為PLC所應(yīng)用，仍將有很多現(xiàn)有的程序不符合這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)）。圖1在此代碼基礎(chǔ)上的一個(gè)明智步驟轉(zhuǎn)型到一個(gè)正式的模型（自動(dòng)機(jī)）正在計(jì)劃之中。這個(gè)模型可以用來(lái)進(jìn)行分析，模擬仿真，正式的檢查和驗(yàn)證，最終對(duì)同一PLC或其他產(chǎn)品重新執(zhí)行該優(yōu)化算法。一個(gè)很大的可能就是這個(gè)完成編程的逆向啟動(dòng)只能是一個(gè)半自動(dòng)的過(guò)程，中間可視化的代碼是最重要的一點(diǎn)。在過(guò)程中的不同階段，代碼或形式化模型不同方面的都必須是可視化的設(shè)計(jì)方式，只有這樣設(shè)計(jì)者才可以進(jìn)一步的指導(dǎo)工作。XML以其強(qiáng)大的可視化和改造工具，成為解決這方面的工作的一種理想的工具。4作為一種可視化工具的XMLXML（可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言）是一種簡(jiǎn)單而靈活的元語(yǔ)言，即一種描述其他語(yǔ)言的語(yǔ)言。由萬(wàn)維網(wǎng)協(xié)會(huì)（W3C）裁定（W3C）作為一個(gè)方言SGML分支語(yǔ)言，XML的刪除兩個(gè)阻礙網(wǎng)絡(luò)發(fā)展制約因素。依賴于一個(gè)單一的，一成不變的文件類型（HTML），這種文件類型中大部分被濫用任務(wù)，這是從來(lái)沒(méi)有設(shè)計(jì)為對(duì)一方有利。充滿了SGML的復(fù)雜性，他的語(yǔ)-4-法，讓許多強(qiáng)大的并且努力到計(jì)劃方案到了另一個(gè)方向。圖2當(dāng)HTML描述了數(shù)據(jù)本身是怎樣顯現(xiàn)的同時(shí)，XML描述了數(shù)據(jù)本身。一些行業(yè)和學(xué)科、醫(yī)療記錄及報(bào)紙出版，其中已使用XML交換信息，可以跨多個(gè)平臺(tái)來(lái)應(yīng)用。在一個(gè)信息獲取人可以使用各種不同的方式形式下，XML可可裁定描述幾乎任何種類的信息。它是專門(mén)設(shè)計(jì)用于支持從根本上使用不同形式的數(shù)據(jù)的系統(tǒng)之間的信息交流，例如民航處及調(diào)度之間的應(yīng)用。使用擁有強(qiáng)大的解析器和固有的簡(jiǎn)單性的條款XML，句法和語(yǔ)義語(yǔ)法比常規(guī)詞匯分析器和驗(yàn)證分析器的使用更有利，（參見(jiàn)圖2）。常規(guī)的程序代碼分析方法需要一個(gè)掃描儀（詞法分析儀）由剖析器檢查語(yǔ)法結(jié)構(gòu)的代碼產(chǎn)生了一套終端符號(hào)（令牌），并生成一個(gè)對(duì)象網(wǎng)。在該對(duì)象的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的程序代表的確定對(duì)象和兩者之間的關(guān)系。雙方掃描器和分析器將使用的這種方法是面向文件的，這就意味著，分析不同類型的文件，需要重新生成的代碼為掃描儀和分析器。一個(gè)應(yīng)用這種方法的方法的例子可以在發(fā)現(xiàn)。使用XML的最有前途的方面，就是XML及其應(yīng)用的互補(bǔ)性轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)化，以便給它的用戶提供最大的靈活性?；谠揦ML的方法是十分有利的，因?yàn)樵~匯的規(guī)格是不變的組成部分，因此XML