一种将PLC指令表程序转换成普通Petri网的方法

摘要

本发明一种将PLC指令表程序转换成普通Petri网的方法，实现了从PLC指令表程序到普通Petri网的自动转换，由于普通Petri网激发条件简洁，逻辑思维方式简单，更直观易懂，而且所得Petri网能够完全模拟PLC控制系统的动态行为，便于对PLC程序分析、纠错，提高其可靠性。

主权项

一种将PLC指令表程序转换成普通Petri网的方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1、将PLC指令表程序转换成二值逻辑函数：根据转载指令“LD”或“LDN”的个数将给定的PLC指令表程序划分为多个程序网络块，对于每一个程序网络块，将其对应的变量存储器V中的变量值置1，步骤11、对于当前程序网络块中的STL程序进行从上到下的逐条搜索；步骤12、如果遇到指令LD，将其对应的操作数作为二值逻辑函数的初始输入量，与变量存储器V中变量值作“与”运算，将结果代入公式Y＝F(A,B,C…)中等号右面，并重新存入存储器V中，跳转到下一条指令;步骤13、如果遇到指令LDN,将其对应的操作数作为二值逻辑函数的初始输入量，先对该输入量取非，然后与变量存储器V中变量值作“与”运算，将结果代入公式Y＝F(A,B,C…)中等号右面，并重新存入存储器V中，跳转到下一条指令;步骤14、如果遇到指令A，将其对应的操作数作为二值逻辑函数的输入变量，与变量存储器V中变量值作“与”运算，用符号“*”连接，代入公式Y＝F(A,B,C…)中等号右面，运算后将其结果用符号“（）”括起，一并存入存储器V中，跳转到下一条指令;步骤15、如果遇到AN，将其对应的操作数作为二值逻辑函数 的输入变量，先对该变量取非，用符号“—”表示；然后与变量存储器V中变量值作“与”运算，用符号“*”连接，代入公式Y＝F(A,B,C…)中等号右面，运算后用符号“（）”括起，一并存入存储器V中，跳转到下一条指令;步骤16、如果遇到指令O，将其对应的操作数作为二值逻辑函数的输入变量，与变量存储器V中变量值作“或”运算，用符号“+”连接，代入公式Y＝F(A,B,C…)中等号右面，运算后用符号“（）”括起，一并存入存储器V中，跳转到下一条指令;步骤17、如果遇到指令ON，将其对应的操作数作为二值逻辑函数的输入变量，先对该变量取非，用符号“—”表示；然后与变量存储器V中变量值作“与”运算，用符号“*”连接，代入公式Y＝F(A,B,C…)中等号右面，运算后用符号“（）”括起，一并存入变量存储器V中，跳转到下一条指令;步骤18、如果遇到指令NOT，先将当前存储器中的变量值取非，然后重新存入存储器V中；步骤19、如果遇到指令=，将其对应的操作数作为二值逻辑函数的输出变量，将当前寄存器中的变量值赋给输出变量，代入公式Y＝F(A,B,C…)中等号左面，跳转到下一条指令；步骤110、直到当前程序网络块中所有STL程序被搜索完为止；步骤2、将步骤1获得的二值逻辑函数转换为普通Petri网：步骤21、确定二值逻辑函数中输入量和输出量个数，得到输入量集合I=(i1,i2,…im)，输出量集合O=(o1,o2,…on)；步骤22、将二值逻辑函数中所有运算量模拟为2(m+n)个库所，其中，每个运算量im或on分别对应两个库所(poff,pon)，表示im或on的断开状态和闭合状态，这些库所组成普通Petri网中库所的集合 P = ∪ 1 < i < m + n { p ioff , p ion } ; 步骤23、定义普通Petri网的初始标识m0(pioff)=1，m0(pion)+m0(pioff)=1；步骤24、对于每一个运算量im或on,做下列运算来获得普通Petri网的变迁和有向弧：步骤241、根据公式A*(B+C)=A*B+A*C或A+B*C＝(A+B)*(A+C)将给定二值逻辑函数变形为闭合型二值逻辑函数，确定闭合算子集合J=(j1，j2,…jm)；步骤2411、将闭合算子集合J中每一个闭合算子模拟为一个变迁t；步骤2412、确定闭合算子中的输入量取值及其对应库所，在这种取值下，当前闭合二值逻辑函数的输出量为1；步骤2413、分别在步骤2412中所确定的库所与变迁t中添加一条双向弧；步骤2414、在当前闭合二值逻辑函数的输出量对应的库所对中，添加一条从poff指向变迁t的有向弧，添加一条从变迁t指向pon的有向弧；步骤242、根据公式A*B+A*C=A*(B+C)或(A+B)*(A+C)=A+B*C将给定二值逻辑函数变形为断开型二值逻辑函数，确定断开算子集合 K=(k1,k2,…km)；步骤2421、将断开算子集合K中每一个断开算子模拟为一个变迁t：步骤2422确定断开算子中的输入量取值及其对应库所，在这种取值下，当前闭合二值逻辑函数的输出量为0；步骤2423、分别在步骤2422中所确定的库所与变迁t中添加一条双向弧；步骤2424、在当前闭合二值逻辑函数的输出量对应的库所对中，添加一条从pon指向变迁t的有向弧，添加一条从变迁t指向poff的有向弧；步骤24、对于每一个输入量所对应的库所对，添加连接迁tx和ty，且连接tx的输入和输出分别为该结点的库所poff和库所pon，而连接迁ty的输入和输出分别为该结点的pon和poff，满足m0(pion)+m0(pioff)=1；步骤25、根据普通Petri网的变迁激发规则去掉不能激发的变迁，获得最终的普通Prtri网。