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基于组态仿真平台梯形图设计理论研究论文


基于组态仿真平台的梯形图设计理论研究 摘 要:梯形图是一种形象、直观的图形化编程语言,沿用继电 器的触点、线圈、串并联等术语和图形符号来表达元件以及它们之 间的逻辑关系。对于具有电气专业背景的人来说,非常容易接受, 而且不需要学习更深的计算机知识。因此,深入研究组态仿真平台 的梯形图的执行理论,设计一个好的梯形图组态仿真平台是非常必 要的。 关键词:梯形图; 组态; 仿真; 执行理论 中图分类号: tp391.9 文献标识码: 文章编号: a 1006-3315 (2013) 06-172-001 一、绪论 梯形图起源于电气系统的继电器逻辑和执行线路,它用不同的图 符来表示不同的指令,用串、并联等概念组织图符的顺序位置来表 述逻辑。它沿用继电器的触点、线圈、串并联等术语和图形符号来 表达元件以及它们之间的逻辑关系。对于具有电气专业背景的人来 说,非常容易接受,而且不需要学习更深的计算机知识。 目前,有的仿真组态平台是人为把梯形图转换成逻辑模块,界面 效果不好, 如果进行阅读还要重新翻译回去,既费时,效率也不高。 因此,组建一个有电气背景知识的人员来进行组态或阅读梯形图的 仿真组态平台是非常有意义的,这样的平台可以有很好的逼真性和 很高的仿真度。 二、梯形图编程语言简介 梯形图主要的组成元素为[3]: 1.电源轨线 梯形图电源轨线(power rail)也称作母线。其图形表示是位于 梯形图左侧和右侧的两条垂直线,左侧的垂直线称为左电源轨线, 或左母线。右侧的垂直线称为右电源轨线,或右母线。梯形图中, 能流从左电源轨线开始,向右流动,经连接元素和其他连接在该梯 级的图形元素后到达右电源轨线。 2.常开(闭)触点 如果常开(闭)触点相关布尔变量的状态是 0n(off) ,那么将左 边链接的状态复制到右边链接。否则,右边链接的状态是 0ff。 3.线圈 左边链接的状态被复制给相关布尔变量和右边链接。 4.取反线圈 左边链接的状态被复制给右边链接。左边链接的相反状态被复制 给有关布尔变量,也就是若左边链接的状态是 off,则有关变量的 状态是 on,反之亦然。 5.置位(复位)线圈 当左边链接处于 on 状态时,有关布尔变量被置位为 on(off)状 态,并保持该状态直到由 reset(set)线圈复位。 三、梯形图执行设计总体思路 如图 1 中所示梯形图,我们把每个触点看成一个可以开合的开关, 而左母线看成一直是通电状态的供电电源,而触点之间的连线看成 是一种导线,只是通电的一个过程。而本文最后程序处理是把这个 问题转化成了通路的问题,即从左母线开始共有几条通路能到达线 圈 5,即使得线圈 5 有电状态。由上例可以看出,共有两条通路, 一条是通过触点 1、4 到达线圈 5,第二条是通过触点 2、3、4 到达 线圈 5。 而这种思路的优点是运行时候不必全部把这些通路执行一遍,而 是只要先判断出来一条通路是通着的,即线圈 5 有电,则下面的通 路都不用执行,这样省略了执行时间,提高了程序运行效率。 通过上述分析就可以将梯形图转化成 aov 图,将用户编写的高级 语言程序转换成与之等价的低级语言程序供下位机使用。源码是梯 形图,是面向图形的,应该转化成计算机能够识别的语言,即驱动 程序。基于这个目的,本文的梯形图转化策略主要完成两个工作: (1) 如果直接将用户编辑的梯形图转化成计算机能识别的目标码, 难度比较大,所以先将梯形图转化成 aov 图; (2)再有 aov 图通过查找最短路径和通路数来实现驱动程序的编 写。 四、梯形图向 aov 图转换程序

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