FBD程序建模優(yōu)化技術(shù)研究及實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來，可編程控制器(PLC)構(gòu)成的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。系統(tǒng)模型的建立有利于分析系統(tǒng)的控制算法、實(shí)時(shí)性、可靠性等性能，也可為控制程序的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供思路。面向IEC61131-3功能塊圖(FBD)編程語言，提出了一種基于狀態(tài)空間模型的PLC程序建模方法。將PLC的DI、AI，DO、AO及內(nèi)部存儲(chǔ)器單元分別映射為模型中的輸入向量、輸出向量及狀態(tài)向量，根據(jù)功能塊內(nèi)部算法和連接關(guān)系對(duì)控制程序建立包含混合變量的狀態(tài)空間模

2、型，描述系統(tǒng)輸入、內(nèi)部狀態(tài)及輸出三者之間的相互作用關(guān)系。分析并統(tǒng)一系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)通信周期、控制器掃描周期、功能塊周期信息，作為模型的采樣周期。在組態(tài)軟件中，設(shè)計(jì)算法建立程序模型并顯示，依次實(shí)現(xiàn)功能塊模型、網(wǎng)絡(luò)模型和程序模型的建立。
　　 本研究提出了模型降維，邏輯和算術(shù)運(yùn)算簡(jiǎn)化，定時(shí)器與計(jì)數(shù)器合并，基于工程意義的簡(jiǎn)化等方法，對(duì)所得模型進(jìn)行化簡(jiǎn)。根據(jù)簡(jiǎn)化后的模型指導(dǎo)生成程序，達(dá)到程序優(yōu)化的目的。在組態(tài)軟件中，設(shè)計(jì)模塊實(shí)現(xiàn)模型簡(jiǎn)化及程

3、序生成的功能。模型優(yōu)化部分采用嵌套迭代實(shí)現(xiàn)模型降維，利用正則表達(dá)式進(jìn)行模型解析，實(shí)現(xiàn)邏輯簡(jiǎn)化和基于工程意義的簡(jiǎn)化。構(gòu)成程序模型的方程個(gè)數(shù)即為生成的網(wǎng)絡(luò)個(gè)數(shù)，按邏輯關(guān)系將各方程拆分成若干表達(dá)式，提取并匹配其中的功能塊關(guān)鍵信息以確定功能塊類型，根據(jù)各表達(dá)式之間的邏輯關(guān)系確定功能塊之間的組態(tài)形式，從而生成優(yōu)化后的控制程序。在組態(tài)軟件PLC_Config中，以流水燈控制程序?yàn)槔M(jìn)行建模及優(yōu)化方法的驗(yàn)證。實(shí)例證明，通過程序優(yōu)化減少了內(nèi)存資源的占用