Question

我想知道我是否可以用状态机/图表编程PLC。

在Sparx EA的帮助下，我们可以组成我们的状态机。有没有机会将此状态机转换为SCL（结构化控制语言，用于PLC编程）？或者我们可以从Sparx EA获取哪些数据，我们可以将其用作PLC编程的输入？

或者你可能更清楚如何实现这个想法。

Answer 1

不确定。您需要一个能够读取状态机图的代码生成器工具，并生成等效的结构化文本。

代码的形状非常简单。您可以为每个位定义一个ST布尔值（如果您可以在StateCharts中具有实时并行状态）或包含状态编号的ST整数。

每个州的ST代码是：

   if (StateXXX) then
       <action in this state>
       if (somecondition)
          StateXXX=false;
          StateYYY=true;
       endif
   endif

您需要为每个州生成此代码。

这就留下了用什么工具来实现这一目标的问题？可以说任何可以读取UML图的工具，通常可以从UML编辑器导出为XML文档;使用解析后的XML，您可以编写代码来爬过它并吐出上面的代码片段。

如果您编写明确定义的模板片段，这可能会更容易。您可以使用临时模板（只需要包含标记的文本字符串，其中必须填写某些内容），或者您可以使用强制生成代码的结构和组合的工具，例如Program Transformation System (PTS)。

PTS接受语言的语法，将解析该语言的实例，并让您转换该语言，最后吐出修改后的语言实例。一个有用的特殊情况是，如果您愿意，将简单的程序转换为复杂的真实程序。此外，一个好的PTS将允许您根据正式代码模板编写模式和转换规则，这至少强制模板的语法有效。这可确保您使用的部件始终具有一定的最小感觉。（相比之下，您可以在文本模板中编写任何您喜欢的垃圾）。当你写出很多这样的模式时，这对避免产生垃圾很有帮助。

对于这个特殊的例子，对于（我公司的PTS称为DMS，请参阅bio），您可以为上述片段编写模式：

 pattern StateInstance(statenumber: natural, action: statements, exit_condition: expression, exit_state: natural): statement =
   " if (StateNumber=\statenumber) then
        \action
        if (\exit_condition) then
          StateNumber=\exit_state
        endif
      endif
    ";

DMS提供API来实例化此模式（以及其他人，通常编写许多模式）并将其结果（使用实例化模式作为其他模式的参数进行实例化）以生成最终程序。您还可以添加转换规则以优化生成的代码。（DMS由语法定义驱动;它已经知道40多种语言，特别是对ST和XML有强大的定义。）

Answer 2

我从未真正编写过S7，但基本上知道你在寻找什么。 EA没有SCL的生成器，很可能看不到来自Sparx的生成器。所以有两种可能性。

首先（但不是我首选）是深入研究在代码生成过程中使用的Sparx宏语言的内容。如果您只是需要对现有模板进行微调，那很好，但写一个全新的模板并不好玩（对我来说）。

第二种方法是使用API进行代码生成。这很容易（对我来说，因为我在大学学习编译器构建）。你要做的是拿起状态机，遍历它并吐出相应的语言结构。这在很大程度上取决于你的技能，但我会在几天内创建一个粗略的原型。

编辑以下是一个示例Perl（我知道它是一个PITA，如果你不使用它一个星期左右，但你可能会破译它）脚本解析状态机使用EA的API：

package Compiler;
use strict;
use Win32::OLE qw (in);

sub new {
  my ($self, $rep) = @_;
  $self = {};
  $self->{nodes} = {};
  $self->{rep} = $rep;
  bless $self;
}

sub traverse {
  my ($self, $node) = @_;
  my $guid = $node->ElementGUID;
  return if defined($self->{nodes}->{$guid});
  my $nodeInfo = { 'name' => $node->Name, 'type'=> $node->Type, 'out' => ()};
  $self->{nodes}->{$guid} = $nodeInfo;

  for my $trans (in $node->Connectors) {
    my $target = $self->{rep}->GetElementByID($trans->SupplierID);
    next if $target->ElementGUID eq $guid;

    my @targetInfo = ($trans->TransitionGuard, $target->ElementGUID);
    push(@{$nodeInfo->{out}}, \@targetInfo);
    $self->traverse($target);
  }
}

1;

和这样一个简单的主程序：

use strict;
no strict 'refs';
use compiler;

my $rep = $ENV{'REP'}; # get repository pointer "by magic"
my $node = $rep->GetElementByGUID('{574C5E0C-E032-44c6-A6B0-783D35B9958B}'); # fixed addressing of InitialNode
my $compiler = Compiler->new($rep); 
$compiler->traverse($node); # read in all possible transitions/states
my %states = %{$compiler->{nodes}}; # this hash holds all states and their transitions

for my $key (keys %states) {
  my $state = $states{$key}; # loop through all found states
  print "$state->{type} $state->{name}\n"; # state name
  for my $out (@{$state->{out}}) {
    my ($guard, $guid) = @{$out};
    my $target = $compiler->{nodes}->{$guid};
    print "__$guard -> $target->{name}\n";
  }
}

现在假设您有一个这样的状态机：

运行上述程序时，将打印

StateNode
  StateNode
  __no condition - ＆gt; State1
  州州1   __condition - ＆gt; State2
  __exit - ＆gt;
  州州2     其他条件 - ＆gt; State1

第一个StateNode是未命名的出口，下一个是InitialNode（您也可以从API获取该信息并使用它）。 State1有两种可能的转换（退出和State2）。 State2仅转换为State1。

现在，通过命名状态列表，您可以为不同的状态创建一些枚举。您还可以使用所有转换的保护，您可以转换为if-cascades或switch-statements。

当然这不是一个完整的代码生成器，但您可以了解如何从这个脚手架中创建一个。

Answer 3

如果您使用的是西门子PLC-s，那么S7有一个名为s7-graph的可选软件包：http://w3.siemens.com/mcms/simatic-controller-software/en/step7/simatic-s7-graph/Pages/Default.aspx。您可以在那里实现状态机。但是不知道它的任何导入选项。

我将它用于一些被控制为状态机的设备。该软件包不是免费的，我不记得它的价格。我也不知道是否所有S7 PLC系列都支持它。我使用了400系列，并在那里工作。

在任何项目中使用之前，请咨询您当地的西门子经销商，让您稍微玩一下。

Answer 4

我已经在EA中编写了一个模板，以实现从类图，状态机到ST / SCL代码（Twincat / Codesys中为IEC61131）的代码生成PLCopen代码。

类图用于描述FB，DUT等程序的结构。状态机用于描述plc程序的动态过程。这样，整个oop plc程序（带有Interface，Inherit）将自动从生成的UML模型中获得。

https://www.youtube.com/watch?v=z071cZgMbZ8

这里我创建了一个新的工具箱，专门用于EA中plc程序的建模

https://www.youtube.com/watch?v=RfDxkq_hDvw&t=2s

将UML状态机转换为SCL？

4 个答案: