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可编程逻辑控制器(PLC)由于具有很高的可靠性和强大的处理能力,在工业控制系统中被广泛采用。目前PLC程序自动生成软件基本都针对单机环境和特定的编程语言而开发,如何设计一种适用于各种PLC且使用简单可靠的编程软件,具有重要意义。 信号解释Petri网(SIPN,Signal Interpreted Petri Net)是一种扩展的Petri网工具,将Petri网中的元素赋予了确定意义的输入/输出功能,强调外界信号与控制系统的关系,很适合描述PLC控制系统的行为。本研究以SIPN作为理论基础,旨在为PLC控制系统的程序自动生成提供一套可行的理论方案。主要完成的工作有: (1)给出了PLC控制系统的SIPN建模方法。根据PLC控制系统的特点,归纳了SIPN对其进行建模的一般步骤。并引入时间信号解释Petri网(TSIPN)建立含时间因素的控制系统模型。 (2)提出了SIPN及TSIPN模型到PLC程序的转换算法。通过分析SIPN模型与PLC控制程序之间的映射关系,设计了迁移引发条件函数和位置输出控制函数的生成规则及SIPN模型到PLC程序的转换算法。并在此基础上扩展了TSIPN模型到PLC程序的转换算法。 (3)设计了生成PLC程序的通用后置处理器。针对不同机型的PLC系统,抽象出各自的系统特性信息,生成统一模式的XML类型的配置文件。通用后置处理器根据机型的选择,提取出相应的配置文件,与源程序链接,并重组代码,生成与机型适配的可执行程序。 (4)开发了基于SIPN的PLC程序自动生成的原型系统。在Java编程环境下,开发了PLC程序自动生成的工具。该工具利用转换算法及后置处理实现不同机型PLC程序的自动生成。 通过以上四个方面的研究,基本实现了SIPN模型到PLC程序的自动转换,为PLC编程软件的研究提供了一条新的出路。