【正文】 畢業(yè)設(shè)計 (論文 )外文資料翻譯 學(xué)院（系）： 機械工程學(xué)院 專 業(yè)： 機械工程及自動化 姓 名： 學(xué) 號： 0701010249 外文出處： Visualization of PLC program using XML 附 件： ； 。 指導(dǎo)教師評語： 簽名： 年 月 日 附件 1：外文資料翻譯譯文 可視化的 PLC程序使用 XML 米巴尼尤尼斯和 摘 要 :由于 P LC 程序日益復(fù)雜 ,在 PLC 應(yīng)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(shè)立一個正式的設(shè)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(chǔ)上從新啟動的方法。轉(zhuǎn)型成為一個獨立的格式和可視化的結(jié)構(gòu)，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(yīng)的技術(shù)可用于形式化和可視化現(xiàn)有的 PLC 程序。 一 導(dǎo)言 可編程邏輯控制器（ PLC）是一種特殊類型的計算機，它應(yīng)用于工業(yè)和安全的關(guān)鍵地方。應(yīng)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(chǎn)生的電控制信號回應(yīng)電器中相關(guān)的輸出信號來實現(xiàn)的。應(yīng)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(lǐng)域。 PLC 控制有著極大的不同，自動化應(yīng)用范圍的復(fù)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(chǎn)線。 隨著他們應(yīng)用 PLC 知識的增加，他們把 PLC 應(yīng)用到復(fù)雜性和品質(zhì)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(yīng)用日益復(fù)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(zhì)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) [2] 。其中 一個重要的領(lǐng)域就是已經(jīng)在最近的時間成長在規(guī)范化的PLC 程序是逆向工程 [3] 。逆向工程是通過評估達到了解它的運轉(zhuǎn)過程，以達到重復(fù)或加強的目的。而重用的 PLC 守則正在建立，作為一種打擊復(fù)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。 現(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(jié)構(gòu)如下。首先，簡單的介紹 了 PLC（根據(jù)國際電工委員會 611313的標(biāo)準(zhǔn)是給予）和相應(yīng)的編程技巧。在第 三部分，在現(xiàn)有 基礎(chǔ)上用形式化 PLC程序重新設(shè)計方法的介紹。 PLC 代碼轉(zhuǎn)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(yīng)的技術(shù)，例如 XSL 和 XSLT（第四節(jié)可以使用的這種轉(zhuǎn)變）。第五部分提出了應(yīng)用 XML 的使 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(jié)了結(jié)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。 二 PLC 和 IEC 61131 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(shè)備， PLC 日益受到重視。最終它作為一個獨特的應(yīng)用領(lǐng)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 IEC 61131 作為可編程控制器標(biāo)準(zhǔn)。在標(biāo)準(zhǔn)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(chǎn)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(biāo)準(zhǔn)設(shè)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(biāo)準(zhǔn)： Originated (IL)語言是一種低層次的文本語言 ,其結(jié)構(gòu)類似于匯編語言。Originated 語言 L 被視為 PLC 的在所有其他 IEC61 1313 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(fēng)格。 結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)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(gòu)建可編程序控制器程序的組織。 其中在 IEC 611313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(biāo)準(zhǔn)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 ）阻止了一個技術(shù)委員會，以確定一個基于格式 accordingto 的 IEC 611313 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(guān)的信息。 三 重新 設(shè)計的方法 對于重新設(shè)計所提出的態(tài)度，是基于認為 XML 可作為一種中間媒體語言用來改造 PLC 的代碼。 這種轉(zhuǎn)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(biāo)準(zhǔn)化的格式為 PLC 所應(yīng)用，仍將有很多現(xiàn)有的程序不符合這個標(biāo)準(zhǔn)） 。 在此代 碼基礎(chǔ)上的一個明智步驟轉(zhuǎn)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(chǎn)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(shè)計方式，只有這樣設(shè)計者才可以進一步的指導(dǎo)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。 四 作為一種 可視化 工具的 XML XML（可擴展 標(biāo)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(wǎng)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(wǎng)絡(luò)發(fā)展 [6]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(wù)，這是從來沒有設(shè)計為對一方有利。充滿了 SGML 的復(fù)雜性，他的語法，讓許多強大的并且努力到計劃方案到了另一個方向。 當(dāng) 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(xué)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(yīng)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(shè)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(diào)度之間的應(yīng)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 。 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(jié)構(gòu)的代碼產(chǎn)生了一套終端符號（令牌），并生成一個對象網(wǎng)。在該對象的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的程序代表的確定對象和兩者之間的關(guān)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(yīng)用這種方法的方法的例子可以在 [8]發(fā)現(xiàn) 。 使用 XML 的最有前途的方面，就是 XML 及其應(yīng)用的互補性轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)化，以便給它的用戶提供最大的靈活性。 基于該 XML 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 良好的形式從各自的個別申請是獨立的。 因此， XML的解析器也可以吧 XML文件在一個抽象的代表性換成以所謂的文檔對象模型（ DOM），不需使用語法。 DOM 的是一個應(yīng)用程序編程接口（ apii） 對 HTML 和格式良好的 XML 文件有效。它定義的邏輯結(jié)構(gòu)文件和文件的方式訪問和操縱。在DOM 中的規(guī)格，任期 “ 文件 ” 是中被越來越多廣泛使用的意識。 XML 被用來作為一種代表許多不同種的信息可能在不同的系統(tǒng)中存儲以及許多傳統(tǒng)上，這將被看作是數(shù)據(jù)而不是作為文件。不過， XML 介紹了此數(shù)據(jù)文件，并且 DOM 可以用來管理這方面的數(shù)據(jù) [5] 。 XML 的轉(zhuǎn)型語言 XSLT 的是能夠不僅轉(zhuǎn)換 XML 到另一個 XML 或 HTML ，還能夠轉(zhuǎn)換到許多其他友好的用戶格式。前 XSLT 的來臨以前，改造 XML 成為任何其他格式只有通過在一個程 序語言如 C++， Visual Basic 或 Java 定制開發(fā)的應(yīng)用程序來實現(xiàn)。這個程序與尊重的結(jié)構(gòu)性變化 XML 相比文件缺乏一般性。 XSLT 的演變，作為一個高層次的宣示性的語言， [9]對利用的觀念，習(xí)俗申請的變革都是十分相似的。 XSLT 的功能分為兩個步驟。在第一步，它執(zhí)行的結(jié)構(gòu)性轉(zhuǎn)型，以便為轉(zhuǎn)換成 XML 的結(jié)構(gòu)，反映了所需的輸出。第二階段是格式化的新架構(gòu)成所需的格式，如 HTML 或 PDF。這個轉(zhuǎn)變最重要的優(yōu)勢是它允許一個可以想象的簡單而容易的文件或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)良好嵌入內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以了解 XML 來制作。當(dāng) HTML 被選擇作為格式轉(zhuǎn)化的產(chǎn)生的時候，是有可能使用 HTML 的廣泛能力來產(chǎn)生出可想象的和有吸引力的可視化程序。 每一個 XML 文件都有自己的語法和詞匯。因此，除了作為良好的形式， XML文件需要符合一套規(guī)則。根據(jù) W3C 建議，這套規(guī)則已通過文件型態(tài)定義（ DTD）或一個 XML 架構(gòu)加以界定。該定義的規(guī)則在一個 DTD 或一個 XML Schema 的國家層次和結(jié)構(gòu)制約的 XML 文件。 近期，一些另類語言已提出， DTD 是用以界定文件文法。 W3C XML Schema的語言重復(fù)了重要的功能 DTDS ，并增加了一些特點。 使用 XML 的語法，例如，明確之間的關(guān)系架構(gòu)和命名空間，一個有系統(tǒng)的區(qū)分元素的種類和數(shù)據(jù)類型，和單繼承的形式，類型的推導(dǎo)。在其他 的話 架構(gòu)提供了更豐富和更強大的方式描述的信息，比什么是可能的與 DTDS 。 五 方法的可視化 OFPLC 程序 由于 Instruction List (IL)是在歐洲最常用的 PLC 編程語言，現(xiàn)在展示的介紹的做法是在此基礎(chǔ)上的語言。西門子第 5 步和標(biāo)準(zhǔn)版根據(jù)的 IEC 611313正在被考慮。 XML 文件顯示的生成顯示了不同方面的 PLC 程序，實現(xiàn)了在以下三個步驟 程序到 XML 文件的轉(zhuǎn)換 的的可行性和確定了語法的 XML 的 XML 架構(gòu)， ，臨立會，轉(zhuǎn)換的 XML 介紹元素的定義 這三個步驟是討論分別分節(jié) B 至 D。小組 E 節(jié)解釋了在前一階段期間不同的XMLS 的可視化取得的成績。 在整個這一節(jié)的一個例子是用來說明所提出的概念。圖 1 顯示了在西門子公司名單中 S5Z 中 PLC 的代碼的書面指示。臨立會的代碼是寫在形式的地方，每列的元素，是一種地址，標(biāo)簽，指示，操作和說明或評構(gòu)成的分隔清單。 Kommentar : Autor Erstellt : Geaendert am: B1B:O NETZWERK 1 EMPFANGEN SLAVE 3 VON MASTER NAME :EMPE39。MAST 0005 :U A