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程序日益復雜,在PLC應用方面有越來越多的興趣愛好者。形式化方法，讓僵化的證明系統(tǒng)屬性被核查和驗證。一個傳統(tǒng)思路的方法就是在PLC編程中設立一個正式的設計方法。不過，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程序開始的方法。因此，規(guī)范PLC程序是一個現(xiàn)在研究的熱點。該文章概述了基于形式化的PLC程序基礎上從新啟動的方法。轉型成為一個獨立的格式和可視化的結構，在這個過程中，PLC程序的確定是作為這項措施的重要中間步驟。這表明如何XML和相應的技術可用于形式化和可視化現(xiàn)有的PLC程序。I導言可編程邏輯控制器（PLC）是一種特殊類型的計算機，它應用于工業(yè)和安全的關鍵地方。應用PLC的目的是控制某一特定的或可選擇的過程，它是通過產生的電控制信號回應電器中相關的輸出信號來實現(xiàn)的。應用在制造業(yè)和化工過程控制，機械加工，交通，電力分配，以及其他許多領域。PLC控制有著極大的不同，自動化應用范圍的復雜性從一個簡單的小組運作到控制一個會議室的的燈光和自動窗成為一個全自動化的生產線。隨著他們應用PLC知識的增加，他們把PLC應用到復雜性和品質要求高的地方，特別是對安全性要求特別嚴格的地方。由于在有限的時間里PLCD的發(fā)展應用日益復雜，現(xiàn)有的軟件或PLC的模塊也在迅速發(fā)展，以此，需要一個正式的辦法加以規(guī)范。為了確保高品質的要求，我們需要檢查和驗證程序，以及分析和模擬現(xiàn)有系統(tǒng)。其中一個重要的領域就是已經在最近的時間成長在規(guī)范化的PLC程序是逆向工程。逆向工程是通過評估達到了解它的運轉過程，以達到重復或加強的目的。而重用的PLC守則正在建立，作為一種打擊復雜PLC程序的工具，逆向工程在今后幾年將得到越來越多的重要性，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重要的中間步驟。本文章提供了一個方法，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。該文件的結構如下。首先，簡單的介紹了PLC（根據(jù)國際電工委員會61131-3的標準給予）和相應的編程技巧。在第三部分，在現(xiàn)有基礎上用形式化PLC程序重新設計方法的介紹。PLC代碼轉型成為一個獨立的格式被確定為在這個過程中重要的第一步。XML和相應的技術，例如XSL和XSLT（第四節(jié)可以使用的這種轉變）。第五部分提出了應用XML的使-2-PLC程序可視化的方法并用一個例子做出說明。最后一節(jié)總結了結果，并就今后的工作在這方面正在進行的項目做了一個前景的展望。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，取代了機器上的硬連線控制設備，PLC日益受到重視，。最終它作為一個獨特的應用領域成長起來，它的研究和開發(fā)，主要是為控制工程。IEC61131是為工業(yè)自動化第一次真正的努力來規(guī)范PLC的編程語言。在1993國際電工委員會4上公布了IEC61131作為可編程控制器標準。在標準化PLC的編程語言之前，正在制定為了個別PLC實用的專有編程語言。為了提高不同產品的兼容性，開放性和互操作性以及為了促進工具和方法的發(fā)展,國際電工委員會61131標準設立固定的一套符號。第三部分，定義了一個適合5種編程語言標準：Originated(IL)語言是一種低層次的文本語言,其結構類似于匯編語言。Originated語言L被視為PLC的在所有其他IEC61131-3語言都可以翻譯語言。梯形圖(L0)是一種被認為起源于于美國的圖形語言。LDS符合從電子及電器電路實施控制邏輯的編程風格。結構化文本（ST）是一個非常強大的高層次的語言。圣借從帕斯卡爾那里借用了它的語法，充實它的一些特點。圣包含一個現(xiàn)在編程語言多要求的所有要素。功能塊圖（FBD）是一種圖形語言，在工業(yè)流程里是非常常見的。在這種語言中，控制器被認為是可在功能塊之間流動的信號和數(shù)據(jù)。FBD把換文本編程轉變?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）是一個圖形化的語言。SFC要素的定義是為了構建可編程序控制器程序的組織。其中在IEC61131-3中出現(xiàn)的一個問題就是在PLC的編程工具的工程信息中沒有一個標準化的格式。目前，每個廠商都在運用他們各自的具體的不同格式。這亦是其中一個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，最近的PLC用戶組織PLCopen（見）組織了一個技術委員會，以確定一個基于格式accordingto的IEC61131-3的XML項目。這種新格式將緩解形式化的工具，使之成為PLC項目的所有相關的信息。3重新設計的方法對于重新設計所提出的態(tài)度，（參見圖1）是基于認為XML可作為一種中間媒體語言-3-用來改造PLC的代碼。這種轉變提供了取得avendor獨立規(guī)格代碼優(yōu)勢，（即使PLCopen成功地確定了一種標準化的格式為PLC所應用，仍將有很多現(xiàn)有的程序不符合這個標準）。圖1在此代碼基礎上的一個明智步驟轉型到一個正式的模型（自動機）正在計劃之中。這個模型可以用來進行分析，模擬仿真，正式的檢查和驗證，最終對同一PLC或其他產品重新執(zhí)行該優(yōu)化算法。一個很大的可能就是這個完成編程的逆向啟動只能是一個半自動的過程，中間可視化的代碼是最重要的一點。在過程中的不同階段，代碼或形式化模型不同方面的都必須是可視化的設計方式，只有這樣設計者才可以進一步的指導工作。XML以其強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（可擴展標記語言）是一種簡單而靈活的元語言，即一種描述其他語言的語言。由萬維網協(xié)會（W3C）裁定（W3C）作為一個方言SGML分支語言，XML的刪除兩個阻礙網絡發(fā)展制約因素。依賴于一個單一的，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，這是從來沒有設計為對一方有利。充滿了SGML的復雜性，他的語-4-法，讓許多強大的并且努力到計劃方案到了另一個方向。圖2當HTML描述了數(shù)據(jù)本身是怎樣顯現(xiàn)的同時，XML描述了數(shù)據(jù)本身。一些行業(yè)和學科、醫(yī)療記錄及報紙出版，其中已使用XML交換信息，可以跨多個平臺來應用。在一個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。它是專門設計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，例如民航處及調度之間的應用。使用擁有強大的解析器和固有的簡單性的條款XML，句法和語義語法比常規(guī)詞匯分析器和驗證分析器的使用更有利，（參見圖2）。常規(guī)的程序代碼分析方法需要一個掃描儀（詞法分析儀）由剖析器檢查語法結構的代碼產生了一套終端符號（令牌），并生成一個對象網。在該對象的內部結構的程序代表的確定對象和兩者之間的關系。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。一個應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及其應用的互補性轉變?yōu)闃藴驶员憬o它的用戶提供最大的靈活性?；谠揦ML的方法是十分有利的，因為詞匯的規(guī)格是不變的組成部分，因此XML