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基于软PLC模型的st语言代码生成与验证

基于软PLC模型的ST语言代码生成与验证

作者：李知铖华东师范大学

学位级别：硕士

软PLC(Soft PLC)是一种基于通用操作系统和PC的控制系统,具有开放性高、指令集丰富、易于维护等优点,随着IEC61131-3标准的制定和普及,软PLC技术也得到了飞速的发展。IEC61131-3是国际电工委员会提出的统一可编程序控制器标准,该标准基... 详细信息

软PLC(Soft PLC)是一种基于通用操作系统和PC的控制系统,具有开放性高、指令集丰富、易于维护等优点,随着IEC61131-3标准的制定和普及,软PLC技术也得到了飞速的发展。IEC61131-3是国际电工委员会提出的统一可编程序控制器标准,该标准基于传统PLC体系结构,将现代软件工程编程思想应用于传统PLC编程语言,提出5种标准编程语言,分别为图形化编程语言LD、FBD、SFC和文本编程语言st、IL,其中结构化文本语言(st)是唯一一种文本化高级编程语言,以其逻辑强大、移植简便、代码简洁等优点,广泛应用于大型PLC系统中,得到了众多PLC编程人员的喜爱。由于五种编程语言风格各异,每种编程语言都要定制一套代码编译器,极大增加了软PLC系统的复杂度。本文详细剖析了软PLC系统核心技术点,对IEC61131-3标准进行深入研究,提出了将图形化编程语言统一转化为st语言的代码生成解决方案,降低了软PLC系统代码生成器实现难度,为图形化编程语言的统一转化提供了新思路。同时,鉴于IEC61131-3的三种图形编程语言的图形元件的差异性与多样性,本文设计了通用软PLC模型,设计了图形元件的持久化存储结构与内存结构,并实现了模型转换器,用于支持持久化模型与内存模型的双向转换。此外,本文运用组件化软件设计思想,基于计算机编译原理实现了st代码编译器前端部分,对st代码进行验证。将其分为词法分析器、语法分析器和语义分析器三个独立组件,分别实现了st语言的词法分析、语法分析和语义分析,并对所有模块进行统一异常管理。最后,本文从实际应用案例出发,以本实验室设计的通用工控软件集成开发环境作为基础软件架构,分别使用LD、FBD、SFC编程语言设计了对应的控制案例需求,使用代码生成器将每个案例工程转化为st代码后,进一步将其编译为C代码,检查生成的代码是否满足需求。实验结果证明了本文所提出的代码生成与验证方案的正确性与可行性。

关键词： IEC61131-3 代码生成 st语言编译器工业控制系统软PLC

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st语言向C语言的转换算法探究

电脑编程技巧与维护 2024年第4期 35-37,58页

作者：解丽娜即墨区第二职业中等专业学校山东青岛266200

st语言作为一种结构化文本语言,是PLC编程中的典型语言,其核心特征包括自由的编程格式、紧凑的程序结构及强大的数据处理能力。为了实现st语言的编程,需要将st语言转换为C语言。通过分析,以st语言语法分析为核心,对源程序的语法单元进... 详细信息

st语言作为一种结构化文本语言,是PLC编程中的典型语言,其核心特征包括自由的编程格式、紧凑的程序结构及强大的数据处理能力。为了实现st语言的编程,需要将st语言转换为C语言。通过分析,以st语言语法分析为核心,对源程序的语法单元进行递归识别及转换处理。这个过程可以分为3个阶段,即st语言单词识别、核心算法设计实现、算法应用性能分析。通过算法识别、算法设计和性能检验,可以观察st语言向C语言转换的算法应用效果。

关键词： st语言 C语言单词识别语法分析

st语言在DL645-1997通讯中的应用

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电子技术与软件工程 2020年第14期 17-18页

作者：张德伟皮良年中海化学湖北大峪口化工有限责任公司湖北省荆门市431900

本文介绍了如何在浙江中控JX300-XP系统下通过自定义功能块的st语言编程来实现与采用DL645-1997通讯规约的多功能电表进行数据的通讯。

关键词： st语言 JX-300XP XP248 DL645-1997 AdvanTrol-Pro 多功能电表

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st语言在发电机定冷水温差报警的应用

电力安全技术 2018年第9期20卷 66-68页

作者：严郁大唐略阳发电有限责任公司陕西略阳724300

发电机定子冷却水温差监视是发电机的一项重要保护措施,温差超限极易引起发电机绝缘下降,造成重大事故。结合某发电公司现场实际情况,运用st语言在DCS系统中开发了FBD功能模块图,实现了定冷水温差的在线监视和报警功能,保证了发电厂主... 详细信息

发电机定子冷却水温差监视是发电机的一项重要保护措施,温差超限极易引起发电机绝缘下降,造成重大事故。结合某发电公司现场实际情况,运用st语言在DCS系统中开发了FBD功能模块图,实现了定冷水温差的在线监视和报警功能,保证了发电厂主设备的安全可靠运行。

关键词：定子冷却水温度差越限告警 st语言

基于st语言的跨平台WTB重联通信软件设计及实现

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电力机车与城轨车辆 2022年第3期45卷 39-44页

作者：李年锁颜罡冉德强中车株洲电力机车有限公司湖南株洲412001

文章介绍了绞线式列车总线(WTB)初运行的工作原理和WTB重联通信软件的开发流程,并基于靖神双源制机车重联数据传输协议设计出WTB重联通信的应用软件。该软件分为WTB初始化、初运行判断和列车级数据传输配置,软件先在Multiprog开发平台... 详细信息

文章介绍了绞线式列车总线(WTB)初运行的工作原理和WTB重联通信软件的开发流程,并基于靖神双源制机车重联数据传输协议设计出WTB重联通信的应用软件。该软件分为WTB初始化、初运行判断和列车级数据传输配置,软件先在Multiprog开发平台上进行st语言编程,再通过移植实现基于Isagraf开发平台的WTB重联通信功能。

关键词：重联通信绞线式列车总线 st语言初运行

基于IEC61131-3标准的st语言文法分析器的实现与应用

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仪器仪表标准化与计量 2015年第5期 26-29页

作者：梁世武李加恒朱立国章明希浙江中控研究院有限公司研发中心杭州市310053 浙江理工大学杭州市310012

本文通过对编译原理的研究和当前流行的通用编译器的剖析,提出了一种基于IEC61131-3标准的st语言编译前端的实现方法,设计并实现了语法分析的算法。基于当前业界最为成熟的编译前端生产工具YACC设计实现st语言编译器的词法分析器和语法... 详细信息

本文通过对编译原理的研究和当前流行的通用编译器的剖析,提出了一种基于IEC61131-3标准的st语言编译前端的实现方法,设计并实现了语法分析的算法。基于当前业界最为成熟的编译前端生产工具YACC设计实现st语言编译器的词法分析器和语法分析器。实际应用表明,本研究所实现的st语言编译器具有高效可靠、操作灵活、使用方便等优点。

关键词： st语言语法规则语法分析器编译

基于IEC61131-3标准的st转化为IL语言的设计与实现

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自动化与仪表 2016年第9期31卷 74-76页

作者：张玉姣卓怀忠沈开奎郭虎锋潘景霞许继电气股份有限公司许昌461000

通过研究st语言和IL语言的语法结构和对通用编译器的分析,提出了基于IEC61131-3标准的st语言到IL语言的转化设计方法。转化的过程经过了语法检查、结构分解和错误处理3个步骤,实现了高效快速的转化。转化过程中正则表达式和逆波兰算法... 详细信息

通过研究st语言和IL语言的语法结构和对通用编译器的分析,提出了基于IEC61131-3标准的st语言到IL语言的转化设计方法。转化的过程经过了语法检查、结构分解和错误处理3个步骤,实现了高效快速的转化。转化过程中正则表达式和逆波兰算法在实现算法中的成功运用,解决了st语言语法分解和优先级算法的关键问题。语言转化设计与实现解决了特高压直流输电系统控制保护平台中st语言转化为公用语言的难题;基于此方法开发的st编辑器在工程中得到了成功的考核验证。该文的设计也为文本语言之间的相互转化提供了思路。

关键词： st语言 IL语言语言转化正则表达式逆波兰

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结构化文本语言开发工具的设计与实现

结构化文本语言开发工具的设计与实现

作者：李雨真杭州电子科技大学

学位级别：硕士

目前,可编程控制器已广泛应用于工业控制领域。相较于传统可编程控制器,嵌入式可编程控制器以嵌入式芯片为核心,具有灵活的硬件结构,使用简单且开发周期短,得到国内外的广泛认可。结构化文本(structured Text,st)语言作为可编程控制器... 详细信息

目前,可编程控制器已广泛应用于工业控制领域。相较于传统可编程控制器,嵌入式可编程控制器以嵌入式芯片为核心,具有灵活的硬件结构,使用简单且开发周期短,得到国内外的广泛认可。结构化文本(structured Text,st)语言作为可编程控制器常用的编程语言,易于实现复杂的控制程序。因此,本文设计并实现一款适用于嵌入式可编程控制器的st开发工具,并针对嵌入式设备中通用的C语言,提出了一种st语言到C语言的转换方法,从而提高开发工具对嵌入式可编程控制器的兼容性。本文重点研究st开发工具及编译器模块的设计与实现,具体内容如下:1)深入研究IEC61131-3标准规定的公用元素和st程序结构,实现st编译器前端设计。主要描述st语言的词法规则和语法规则,并构建、分析st抽象语法树。2)对于st编译器后端设计,本文制定st语言和目标C语言之间的转换规则。并根据可编程控制器的内存特点及硬件结构,设计内存映射规则。为了描述可编程控制器特殊的程序组织单元,本文采用C语言实现st的标准函数以及标准功能块。3)st语言支持时间类型,本文以定时器为例,构建st程序及C程序的时间自动机模型,采用UPPAAL工具进行形式化验证,从而保证转换前后功能的一致性。4)实现st开发工具系统设计,并通过PID控制实例和一系列测试用例验证本文方法的正确性和可行性。

关键词： IEC61131-3标准嵌入式可编程控制器 st语言 C语言时间自动机

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一种分段PID规律控制系统设计及编程应用

自动化仪表 2014年第8期35卷 40-43页

作者：刘渊赵辉堂廖永贞刘中明杨铁成李公社中核兰州铀浓缩有限公司甘肃兰州730065

物料加热液化分阶段进行升、恒温生产过程,物料温度作为主控变量,各阶段升温过程要求按规定速率进行升温、恒温过程要求按定时定值进行恒温;限值控制执行对主控变量控制存在关联性影响,从而产生升温超速与二次恒温问题。对此,采用温度... 详细信息

物料加热液化分阶段进行升、恒温生产过程,物料温度作为主控变量,各阶段升温过程要求按规定速率进行升温、恒温过程要求按定时定值进行恒温;限值控制执行对主控变量控制存在关联性影响,从而产生升温超速与二次恒温问题。对此,采用温度设定、参数自整定、逻辑控制方法,设计了分段PID规律控制策略,并利用st语言和FBD语言编程,由DCS系统实现设计的控制策略。该控制策略实现了生产过程控制要求,成功解决了该生产过程的复杂控制问题,并克服了升温超速与二次恒温问题,应用效果良好。

关键词：分段PID规律温度设定参数整定逻辑控制 st语言编程