【導(dǎo)讀】I.INTRODUCTION

　　

【正文】 言。在 1993國(guó)際電工委員會(huì) [ 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(yǔ)言之前，正在制定為了個(gè)別 PLC 實(shí)用的專(zhuān)有編程語(yǔ)言。為了提高不同產(chǎn)品的兼容性，開(kāi)放性和互操作性以及為了促進(jìn)工具和方法的發(fā)展 ,國(guó)際電工委員會(huì) 61131 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)立固定的一套符號(hào)。第三部分，定義了一個(gè)適合 5 種編程語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)： Originated (IL)語(yǔ)言是一種低層次的文本語(yǔ)言 , 其結(jié)構(gòu)類(lèi)似于匯編語(yǔ)言。 Originated 語(yǔ)言 L 被視為 PLC 的在所有其他 IEC61 1313 語(yǔ)言都可以翻譯語(yǔ)言。 梯形圖 (L0)是一種被認(rèn)為起源于 于美國(guó)的圖形語(yǔ)言。 LDS 符合從電子及電器電路實(shí)施控制邏輯的編程風(fēng)格。 結(jié)構(gòu)化文本（ ST）是一個(gè)非常強(qiáng)大的高層次的語(yǔ)言。圣借從帕斯卡爾那里借用了它的語(yǔ)法，充實(shí)它的一些特點(diǎn)。圣包含一個(gè)現(xiàn)在編程語(yǔ)言多要求的所有要素。 功能塊圖（ FBD）是一種圖形語(yǔ)言，在工業(yè)流程里是非常常見(jiàn)的。在這種語(yǔ)言中，控制器被認(rèn)為是可在功能塊之間流動(dòng)的信號(hào)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(gè)圖形化的語(yǔ)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 61 1313 中出現(xiàn)的一個(gè)問(wèn)題就是在 PLC 的編程工具的工程信息中沒(méi)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的格式。目前，每個(gè)廠商都在運(yùn)用他們各自的具體的不同格式。這亦是其中一個(gè)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(guò)，最近的 PLC 用戶(hù)組織 PLCopen （見(jiàn) ）阻止了一個(gè)技術(shù)委員會(huì)，以確定一個(gè)基于格式 accordingto 的 IEC 611313 的 XML 項(xiàng)目 。這種新格式將緩解形式化的工具，使之成為 PLC 項(xiàng)目的所有相關(guān)的信息。 三 、 重新設(shè)計(jì)的方法 對(duì)于重新設(shè)計(jì)所提出的態(tài)度，（參見(jiàn)圖 1 ）是基于認(rèn)為 XML 可作為一種中間媒體語(yǔ)言用來(lái)改造 PLC 的代碼。 這種轉(zhuǎn)變提供了取得 avendor 獨(dú)立規(guī)格代碼優(yōu)勢(shì)。 （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(gè)標(biāo)準(zhǔn)） 。 在此代碼基礎(chǔ)上的一個(gè)明智步驟轉(zhuǎn)型到一個(gè)正式的模型（自動(dòng)機(jī)）正在計(jì)劃之中。這個(gè)模型可以用來(lái)進(jìn)行分析，模擬仿真，正式的檢查和驗(yàn)證，最終對(duì)同一PLC 或其他產(chǎn)品重新執(zhí)行該優(yōu)化算法。 一個(gè)很大的可能就是這個(gè)完成編 程的逆向啟動(dòng)只能是一個(gè)半自動(dòng)的過(guò)程，中間可視化的代碼是最重要的一點(diǎn)。在過(guò)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(jì)方式，只有這樣設(shè)計(jì)者才可以進(jìn)一步的指導(dǎo)工作。 XML 以其強(qiáng)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(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言）是一種簡(jiǎn)單而靈活的元語(yǔ)言，即一種描述其他 語(yǔ)言的語(yǔ)言。由萬(wàn)維網(wǎng)協(xié)會(huì)（ W3C ）裁定（ W3C）作為一個(gè)方言 SGML 分支語(yǔ)言， XML的刪除兩個(gè)阻礙網(wǎng)絡(luò)發(fā)展 [ 6 ]制約因素。依賴(lài)于一個(gè)單一的，一成 不變的文件類(lèi)型（ HTML ），這種文件類(lèi)型中大部分被濫用任務(wù)，這是從來(lái)沒(méi)有設(shè)計(jì)為對(duì)一方有利。充滿了 SGML 的復(fù)雜性，他的語(yǔ)法，讓許多強(qiáng)大的并且努力到計(jì)劃方案到了另一個(gè)方向。 當(dāng) HTML 描述了數(shù)據(jù)本身是怎樣顯現(xiàn)的同時(shí)， 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(bào)紙出版，其中已使用 XML 交換信息，可以跨多個(gè)平臺(tái)來(lái)應(yīng)用。在一個(gè)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(lèi)的信息。它是專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)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(qiáng)大的解析器和固有的簡(jiǎn)單性的條款 XML，句法和語(yǔ)義語(yǔ)法比常規(guī)詞匯分析器和驗(yàn)證分析器的使用更有利，（參見(jiàn)圖 2 .7 ） 。 常規(guī)的程序代碼分析方法需要一個(gè)掃描儀（詞法分析儀）由剖析器檢查語(yǔ)法結(jié)構(gòu)的代碼產(chǎn)生了一套終端符號(hào)（令牌），并生成一個(gè)對(duì)象網(wǎng)。在該對(duì)象的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的程序代表的確定對(duì)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(lèi)型的文件，需要重 新 生成的代碼為掃描儀和分析器。一個(gè)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(bǔ)性轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)化，以便給它的用戶(hù)提供最大的靈活性。 基于該 XML 的 方法 是十分有利的，因?yàn)樵~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(gè)別申請(qǐng)是獨(dú)立的。 因此， XML的解析器也可以吧 XML文件在一個(gè)抽象的代表性換成以所謂的文檔對(duì)象模型（ DOM ） ，不需使用語(yǔ)法。 DOM 的是一個(gè)應(yīng)用程序編程接口（ apii ）對(duì) 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(wèn)和操縱。在 DOM 中的規(guī)格，任期 “ 文件 ” 是中被越來(lái)越多廣泛使用的意識(shí)。 XML 被 用來(lái)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(chǔ)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(guò)， XML 介紹了此數(shù)據(jù)文件，并且 DOM 可以用來(lái)管理這方面的數(shù)據(jù) [ 5 ] 。 XML 的轉(zhuǎn)型語(yǔ)言 XSLT 的是能夠不僅轉(zhuǎn)換 XML 到另一個(gè) XML 或 HTML ，還能夠轉(zhuǎn)換到許多其他友好的用戶(hù)格式。前 XSLT 的來(lái)臨以前 ，改造 XML 成為任何其他格式只有通過(guò)在一個(gè)程序語(yǔ)言如 C + + ， Visual Basic 或 Java 定制開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。這個(gè)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(gè)高層次的宣示性的語(yǔ)言， [ 9 ]對(duì)利用的觀念，習(xí)俗申請(qǐng)的變革都是十分相似的。 XSLT 的功能 分為兩個(gè)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 （參見(jiàn)圖 3 ） 。這個(gè)轉(zhuǎn)變最重要的優(yōu)勢(shì)是它允許一個(gè)可以想象的簡(jiǎn)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(lái)制作。當(dāng) HTML被選擇作為格式轉(zhuǎn)化的產(chǎn)生的時(shí)候，是有可能使用 HTML 的廣泛能力來(lái)產(chǎn)生出可想象的和有吸引力的可視化程序。 每一個(gè) XML 文件都有自己的語(yǔ)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(guò)文件型態(tài)定義（ DTD ）或一個(gè) XML 架構(gòu)加以界定。該定義的規(guī)則在一個(gè) DTD 或一個(gè) XML Schema 的國(guó)家層次和結(jié)構(gòu)制約的 XML 文件。 近期，一些另類(lèi)語(yǔ)言已提出， DTD 是用以界定文件文法。 W3C XML Schema的語(yǔ)言重復(fù)了重要的功能 DTDS ，并增加了一些特點(diǎn)。使用 XML 的語(yǔ)法，例如，明確之間的關(guān)系架構(gòu)和命名空間，一個(gè)有系統(tǒng)的區(qū)分元素的種類(lèi)和數(shù)據(jù)類(lèi)型，和單繼承的形式，類(lèi) 型的推導(dǎo)。在其他 的話 架構(gòu)提供了更豐富和更強(qiáng)大的方式描述的信息，比什么是可能的與 DTDS 。圖 4 顯示了 XML 技術(shù)討論上述之間的聯(lián)系。 五 、 方法的可視化 OFPLC 程序 A、 概況 由于 Instruction List (IL)是在歐洲最常用的 PLC 編程語(yǔ)言，現(xiàn)在展示的介紹的做法是在此基礎(chǔ)上的語(yǔ)言。西門(mén)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(shí)現(xiàn)了在以下三個(gè)步驟 ： 程序到 XML 文件的轉(zhuǎn)換 2. XML 的的可行性和確定了語(yǔ)法的 XML 的 XML 架構(gòu)， 3. 根據(jù)該指令集的來(lái)源，臨立會(huì)，轉(zhuǎn)換的 XML 介紹元素的定義 這三個(gè)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(jī)。 在整個(gè)這一節(jié)的一個(gè)例子是用來(lái)說(shuō)明所提出的概念。圖 6 顯示了在西門(mén)子公司名單中 S5Z 中 PLC 的代碼的書(shū)面指示。臨立會(huì)的代碼是寫(xiě)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(shuō)明或評(píng)構(gòu)成的分隔清單。 B、 PLC程序轉(zhuǎn)換成為格式良好的 XML 由于 ASCII 格式 PLC 程序加上一個(gè)結(jié)構(gòu)與單獨(dú)列地址，標(biāo)簽，指示，運(yùn)算和說(shuō)明劃定的表格， XSLT 的可以把它轉(zhuǎn)換為格式良好的 XML 文件。通過(guò)這種轉(zhuǎn)變 獲得的 XML 文件是一個(gè)分層結(jié)構(gòu)的文件。 圖 7 顯示通過(guò) XML 文件獲得改造的 PLC。 XML 文件是在結(jié)構(gòu)上的等級(jí)，其中的根元素是 ilcodeblock 是代表全 PLC 的代碼。每行的 PLC 代碼是包含在相應(yīng)的ilrow 元素，這是米呃子元素。注：結(jié)構(gòu)選擇的 XML 代表性的 IL 代碼是面向在工作的建議，該 plcopen 。 C、 XML驗(yàn)證和 XML 架構(gòu) 由于前處理，除了正在完善被確認(rèn) XML 文件，可以驗(yàn)證的使用驗(yàn)證解析器取得的 XML，形成符合一套句法規(guī)則所界定的背景下的 PLC 編程語(yǔ)言。 D、 介紹的認(rèn)可 這一步，可視化的 PLC程序在這個(gè)過(guò)程中使用 XML確保 XML文件將用于只包含有效可視化，可以用來(lái)變換，以及形成有效的另一個(gè) XML ，這是由于對(duì)鑒定指示擁有一個(gè)額外的屬性附加到指示標(biāo)記。此屬性通知是一個(gè)有效的指示，指示是否是有關(guān)的指令集。這個(gè)轉(zhuǎn)變的程序，也能指示附加屬性的標(biāo)記，宣布一項(xiàng)分類(lèi)的指示到預(yù)定義類(lèi)。 轉(zhuǎn)換的 XML的指示識(shí)別的證明了 XML的語(yǔ)義是與 PLC的編程語(yǔ)言的操 作類(lèi)型相一致的。 在本節(jié)中的例子中 ，新的 XML包含額外的根據(jù)它所代表的類(lèi)型分類(lèi)指示的運(yùn)作屬性。步驟指示分為 11不同類(lèi)型的操作如合乎邏輯的，跳轉(zhuǎn)，負(fù)載或轉(zhuǎn)讓的運(yùn)作轉(zhuǎn)讓等等。 E、 可視化的 XML 上述所產(chǎn)生的兩種 XML文件可轉(zhuǎn)化為 HTML或在 XSL的幫助下轉(zhuǎn)換為其他可讀的文件。一個(gè)巧妙的 XSL可以被設(shè)計(jì)用來(lái)產(chǎn)生一個(gè)可以容易想象的轉(zhuǎn)達(dá) PLC程序的邏輯或者其他特征的 HTML文件。此外， DOM的結(jié)構(gòu)在嵌入在 XML中，也可讓使用者用一個(gè)簡(jiǎn)單的方法瀏覽 PLC程序。 例如在 HTML中做的可視化程序 。這可視化已 經(jīng)完成 XML的轉(zhuǎn)換，他作為一個(gè)表中的子元素去驗(yàn)證的語(yǔ)法。 指示鑒定后的 XML被轉(zhuǎn)化成使用 XSL轉(zhuǎn)化，取得那里的指示和身份指示后，根據(jù)該行動(dòng)的類(lèi)型提取的 XML在 HTML表載列了兩欄（指示，指令編號(hào)）是在可視化的。 HTML結(jié)構(gòu)的建議，這不是唯一的可能性，其中的 XML可以可視化，但他們提供一個(gè)很容易的切實(shí)可行的方案，那就是為用戶(hù)把握的 PLC代碼。 圖 10顯示了相同的 PLC的代碼，在圖 4他作為一個(gè) HTML文檔轉(zhuǎn)換 XML文檔，顯示的圖 7使用的 XSL 。這可視化，更好地了解 PLC程序成為可能。圖 11顯示了在 圖 6中的 XML教學(xué)入侵檢測(cè)系統(tǒng)特殊的可視化。 六 、 結(jié)論和展望 重新設(shè)計(jì)的 PLC程序需要一個(gè)正式的辦法加以發(fā)展。在本文章中，是來(lái)解決這個(gè)任務(wù)一個(gè)方法的介紹。在給出了書(shū)面指示 PLC程序的基礎(chǔ)上，在清單的通過(guò)一個(gè)明確步驟轉(zhuǎn)型為被建議的正式代表。由于這個(gè)過(guò)程不會(huì)完全自動(dòng)，有必要采取靈活的可視化中間步驟。 XML是作為一種靈活的，標(biāo)準(zhǔn)化的手段來(lái)充當(dāng)數(shù)據(jù)格式來(lái)描述的 PLC代碼。相應(yīng)的 XSL轉(zhuǎn)換和文檔對(duì)象模型的技術(shù)是作為工具，在重整過(guò)程為各種定制可視化任務(wù)。 基于 XML的描述 PLC程序的進(jìn)一步轉(zhuǎn)變，將適用于最后得出一 個(gè)完全形式化描述原 PLC的代碼。這將是在成立一個(gè)有限自動(dòng)機(jī)。在這個(gè)計(jì)劃過(guò)程中，他們通過(guò)一個(gè)知識(shí)庫(kù)確定共同的介素的結(jié)構(gòu)和正規(guī)化。