语句表到梯形图的转换方法

摘要

本发明公开了语句表到梯形图的转换方法，以LD/LDN类指令，AND/ANDN类指令，OR/ORN类指令，ALD指令，OLD指令，LPS、LRDLPP指令这五类指令为中，以及线圈(Coil)类与功能盒(Box)类指令则根据当前逻辑栈顶的值来决定是否执行或赋值，可根据需要任意扩展；步骤有：步骤1：建立必要的数据结构；步骤2：创建路径链表：步骤3：扫描语句表，生成路径链表；步骤4：根据所扫描到的指令，按算法生成路径链表；步骤5：从路径链表中提起梯形图。

说明书

技术领域

本发明涉及工业控制领域，特别是语句表到梯形图的转换方法。 

背景技术

梯形图（Ladder Diagram）作为起源于早期继电器逻辑控制电路的一种图形化编程语言，由于其简单易用，可高效直观地实现复杂的逻辑控制功能，在工业控制领域当中从简单的PLC到复杂得系统如集散控制系统（DCS）、现场总线控制系统（FCS）中都作为一个必不可少且往往是最主要的编程语言。梯形图一般会被编译成为语句表，在具体实现中语句表往往就是IEC61131-3虚拟主机的基本指令，从虚拟主机的二进制程序代码与语句表指令一一对应。出于调试维护的原因，有时需要上载已经在运行的PLC内部程序，上载的二进制代码可以很方便的转换为语句表，语句表毕竟是文本化程序语言，没有梯形图看起来直观简单，因此需要将语句表转化为梯形图。 

发明内容

本发明的目的是提供一种语句表到梯形图的转换方法。 

本发明是通过以下技术方案予以实现的： 

语句表到梯形图的转换方法，以LD/LDN类指令，AND/ANDN类指令，OR/ORN类指令，ALD指令，OLD指令，LPS、LRDLPP指令这五类指令为中，以及线圈(Coil)类与功能盒(Box)类指令则根据当前逻辑栈顶的值来决定是否执行或赋值，可根据需要任意扩展；具体步骤如下：

步骤1：建立必要的数据结构；

步骤2：创建路径链表：①创建一个链表结构，存储这里称之为“路径”的对象，路径对象描述了该组成该路径的梯形图元件、源节点号、目标节点号的信息。路径还可以包含子路径，子路径之间可以是串联或并联关系；②建立一种节点号申请机制，使得每次都可申请到一个新的节点号；③建立路径的出发节点（源节点）机进入节点（目标节点）堆栈；

步骤3：扫描语句表，生成路径链表；

步骤4：根据所扫描到的指令，按下面的算法生成路径链表：

⑴LD/LDN类指令：

①.  生成一个新的路径，路径中包含一个触点类型的梯形图元件；

②.  申请新的节点号，压入源节点号堆栈；

③.  再次申请新的节点号，压入目标节点号堆栈；

④.  新路径的源节点号等于源节点号堆栈栈顶值；

⑤.  新路径的目标节点号等于目标节点号堆栈栈顶值；

⑥.  新生成的路径插入到链表的前端；

⑵AND/ANDN类指令：

①.  生成一个新的路径，路径中包含一个触点类型的梯形图元件；

②.  新路径源节点号等于目标节点号堆栈栈顶值；

③.  申请新的节点号，替换目标节点号堆栈栈顶值；

④.  新路径的源节点号等于源节点号堆栈栈顶值；

⑤.  新路径的目标节点号等于目标节点号堆栈栈顶值；

⑥.  新生成的路径与链表最前端的路径合并生成一个串联复合路径；

⑶OR/ORN类指令：

①.  生成一个新的路径，路径中包含一个触点类型的梯形图元件；

②.  新路径源节点号等于源节点号堆栈栈顶值；

③.  新路径目标节点号等于目标节点号堆栈栈顶值；

④.  新生成的路径与链表最前端的路径合并生成一个并联复合路径；

⑷ALD指令：

①.  生成一个新的路径，不包含任何元件；

②.  新路径源节点号等于源节点号堆栈栈顶值；

③.  链表头开始第2位置路径的源节点号等于目标节点号堆栈栈顶值；

④.  源节点号堆栈弹出，用新路径源节点号替换源节点号堆栈栈顶值；

⑤.  目标节点号堆栈弹出；

⑥.  新路径目标节点号等于目标节点号堆栈栈顶值；

⑦.  按顺序将链表头开始的2个路径移动到新路径的子路径；

⑧.  新生成的路径插入到链表的前端；

⑸OLD指令：

①.  生成一个新的路径。不包含任何元件；

②.  源节点号堆栈弹出；

③.  目标节点号堆栈弹出；

④.  新路径源节点号等于源节点号堆栈栈顶值；

⑤.  新路径目标节点号等于目标节点号堆栈栈顶值；

⑥.  链表头开始第1、2位置路径的源节点号等于源节点号堆栈栈顶值；

⑦.  链表头开始第1、2位置路径的目标节点号等于目标节点号堆栈栈顶值；

⑧.  按顺序将链表头开始的2个路径移动到新路径的子路径；

⑨.  新生成的路径插入到链表的前端；

⑹LPS指令：复制目标节点号堆栈栈顶值并压栈：

⑺LRD指令：复制目标节点号堆栈第2位置的值到栈顶：

⑻LPP指令：目标节点号堆栈弹出：

⑼线圈(Coil)类指令：

①.  生成一个新的路径，路径中包含一个线圈类型的梯形图元件；

②.  新路径源节点号等于源节点号堆栈栈顶值；

③.  新路径目标节点号等于新节点号；

④.  新生成的路径插入到链表的前端；

⑽功能盒(Box)类指令：

①.  生成一个新的路径，路径中包含一个功能盒(Box)类型的梯形图元件；

②.  新路径源节点号等于源节点号堆栈栈顶值；

③.  新路径目标节点号等于新节点号；

④.    新生成的路径插入到链表的前端；

步骤5：从路径链表中提起梯形图：

原始路径为只有1个梯形图元件，没有子路径的路径；将路径链表中的所有原始路径中的梯形图元件提出，就可得到语句表所对应的梯形图元件及连接相互之间的连接关系了；从原始路径中提取梯形图元件时，遵循以下原则：

①.    梯形图元件左侧连接到路径源节点号对应的接入点，梯形图元件右侧连接到路径门板节点号对应的接入点；

②.    按路径在链表/子链表中的顺序存放梯形图元件。

附图说明

图1是本发明的梯形图； 

图2是本发明的LD A生成对应路径的示意图；

图3是本发明的LD B生成对应路径的示意图；

图4是本发明的AND C生成对应路径的示意图；

图5是本发明的LD D生成对应路径的示意图；

图6是本发明的AND E生成对应路径的示意图；

图7是本发明的OLD建立路径之间关系的示意图；

图8是本发明的OR F生成对应路径的示意图；

图9是本发明的ALD建立路径之间关系的示意图；

图10是本发明的AND G生成对应路径的示意图；

图11是本发明的LPS处理路径节点的示意图；

图12是本发明的AND H生成对应路径的示意图；

图13是本发明的ADD生成对应路径的示意图；

图14是本发明的LRD生成对应路径的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例做进一步描述： 

如图1所示的梯形图对应的语句表如下，后面的步骤描述将下面的语句表反编译为图1所示的梯形图：

LD A     //将A加载到逻辑栈顶

LD B     //逻辑堆栈下压1层，将B放到栈顶

    AND C     //逻辑栈顶与C相与，结果放到栈顶

    LD D     //逻辑堆栈下压1层，将B放到栈顶

    AND E     //逻辑栈顶与C相与，结果放到栈顶

    OLD      //栈顶与其下一层相或，逻辑堆栈上弹，结果放在栈顶       

OR F     //逻辑栈顶与H相与

    ALD      //栈顶与其下一层相或，逻辑堆栈上弹，结果放在栈顶       

    AND G     //逻辑栈顶与I相与，结果放到栈顶

    LPS     //下压逻辑栈，并保持栈顶值不变

    AND H     //逻辑栈顶与J相与，结果放到栈顶

    ADD     //如果栈顶为真，则进行加法运算

    LRD     //复制次层的值到栈顶

    LD I     //逻辑堆栈下压1层，将I放到栈顶

    LD J     //逻辑堆栈下压1层，将J放到栈顶

    AND K     //逻辑栈顶与K相与，结果放到栈顶

    OLD     //栈顶与其下一层相或，逻辑堆栈上弹，结果放在栈顶    

    ALD     //栈顶与其下一层相与，逻辑堆栈上弹，结果放在栈顶

    SUB     //如果栈顶为真，则进行减法运算

    LPP      //逻辑堆栈上弹

    MUL     //如果栈顶为真，则进行乘法运算。