[发明专利]一种将PLC梯形图转换成指令表并解释执行的方法

说明书

本发明公开了一种将PLC梯形图转换成指令表并解释执行的方法，首先设计保存梯形图元件信息的数据结构，并且利用数组保存每一个元件对应的数据结构的指针；同时将梯形图类比成有向图，通过遍历数组建立十字链表数据结构表示元件之间的关系，然后利用串并联归并的方法建立指令间的二叉树结构，最后通过遍历二叉树得到对应的指令表；得到指令表后，通过建立利用堆栈的先进先出原理构造的解释器解释执行。本发明能有效地解决梯形图的复杂串并联关系和多输出难以准确转化成指令表的问题；同时本发明能把转化后的指令表解释执行，能结合EMC数控系统构成一套软PLC系统。

技术领域

本发明涉及软PLC领域，尤其涉及一种将PLC梯形图转换成指令表并解释执行的方法。

背景技术

20世纪90年代后期，传统PLC难以构建开放的硬件体系结构、工作人员必须经过较长时间的专业培训才能掌握某一种产品的编程方法、传统PLC的生产被几家厂商所垄断等缺点已经严重制约了其发展。近年来，随着计算机技术的迅猛发展以及IEC61131国际标准的指定，软PLC技术得到迅速发展。软PLC系统基于PC机，建立在一定操作平台之上，通过软件的方法实现传统PLC的计算、控制、存储和编程功能。

梯形图和指令表都是可编程逻辑控制器的常用编程语言，它们都符合IEC61131-3标准。梯形图与电器控制系统的电路图很相似，它是在常用的继电器与接触器逻辑控制基础上简化了符号演变过来，具有直观易懂的优点，很容易被工厂电气人员掌握，特别适合用于开关量的逻辑控制。在梯形图中，左、右母线类似于继电器与接触器控制电源线，输出线圈类似于负载，输入触点类似于按钮。梯形图由若干阶级构成，自上而下排列，每个阶级起于左母线，经过触点与线圈，止于右母线。指令表编程语言是一种与汇编语言相类似的助记符编程语言，和汇编语言一样由操作码和操作数组成。指令表编程语言采用助记符来表示操作功能，具有容易记忆、便于掌握等特。与梯形图相比，指令表更接近于机器语言，更容易被软PLC系统所识别。因此，设计一个方法将图形化的梯形图转换成指令表是一个重要问题。

目前，梯形图向指令表转换的方法主要有分成两类：一类方法是直接对梯形图进行遍历扫描，并在从上到下、从左到右扫描梯形图时，若遇到并联支路，就转入与当前分支相邻的下一行开始扫描，重复地使用这种策略从而得到指令表。另一种方法是使用二叉有向图表示梯形图的逻辑关系，并用二叉树存储梯形图，通过对二叉树的一次遍历即可生成指令表。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种将PLC梯形图转换成指令表并解释执行的方法，有效地解决梯形图的复杂串并联关系和多输出难以准确转化成指令表的问题；同时本发明能把转化后的指令表解释执行，能结合EMC数控系统构成一套软PLC系统。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种将PLC梯形图转换成指令表并解释执行的方法，包括如下步骤：

S1、遍历梯形图并构造十字链表的所有顶点，根据各顶点的逻辑关系构造十字链表的弧链表，通过所有顶点和弧链表得到十字链表；

S2、利用串并联归并，化简十字链表得到包含指令间逻辑关系的二叉树结构；

S3、遍历二叉树结构得到对应的指令表；

S4、利用堆栈的先进先出原理解释指令表。

进一步地，所述步骤S1，具体为：

S11、构造StrRung结构体保存梯形图一行的信息，其中包括Element数组，该数组的元素是保存梯形图元件信息的StrElement结构体指针，然后用Rung指针数组保存每一行的StrRung结构体指针；

S12、把除导线以外的其他元件看成有向图的一个顶点，构造顶点结构StrVexNode并遍历Rung指针数组建立所有顶点，顶点结构包括一个指向二叉树节点结构StrBiNode指针；