一种基于XML技术的软PLC组态开发方法技术

本发明专利技术公开了一种基于XML技术的软PLC组态开发方法，包括：将PLC图形程序的基本组成元素以面向对象的方式进行抽象和封装，得到图元组件；根据图元组件的类型，创建对应的项目；构建PLC组态开发环境，并加载对应的图元组件库；对图元组件进行维护，并以图形可视化的方式对图元组件进行拖拽式的排列和组合；对图元组件进行属性和参数配置，并建立图元组件间的连接关系；存储图元组件的属性和逻辑关系，并根据TC6_XML_V201.xsd文件描组态PLC图形程序，得到符合IEC61131标准的XML文件；将XML文件转化为指令表或者结构化文本；生成源文件，并进一步生成目标文件；将目标文件部署到软PLC的运行系统，以完成整个软PLC系统的开发。本发明专利技术能够有效提高软PLC开发的效率和灵活性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于XML技术的软PLC组态开发方法
本专利技术属于软PLC(ProgrammableLogicController，可编程逻辑控制器)组态化领域，更具体地，涉及一种基于XML(ExtensibleMarkupLanguage，可扩展标记语言)技术的软PLC组态开发方法。
技术介绍
在计算机技术迅速发展的影响下，软PLC开发技术在工业自动化领域很快得到推广应用。软PLC开发的高效性得到了广泛的关注，但是各个PLC厂商的产品互不兼容，并且所使用的开发工具在数据格式上也不统一，用户在使用PLC硬件的同时需要配套对应的开发工具才能完成相关的开发工作，这使得软PLC开发的兼容性和扩展性都很差，不能满足工业自动化系统的开放性发展的要求。尽管现有的IEC61131-3标准采用的现代软件模块设计原则，支持模块化开发和面向对象的编程概念使得PLC开发系统具有很好的开放性，但仍存在PLC开发工具的工程项目信息没有一个统一的、标准化的格式，不能实现PLC图形程序的复用性。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷和改进需求，本专利技术提供了一种基于XML技术的软PLC组态开发方法，其目的在于，以图形可视化的组态方式对PLC图形程序进行参数化组合，以高效地构建PLC图形程序，并基于XML技术对所构建的PLC图形程序进行转换和存储，以提高软PLC开发的效率和灵活性。为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于XML技术的软PLC组态开发方法，包括如下步骤：(1)按照功能和结构特点，将软PLC系统划分为图形绘制模块、数据文件存储模块以及编译模块；图形绘制模块用于绘制并编辑PLC图形程序，数据文件存储模块用于将PLC图形程序转换为XML数据文件，编译模块用于将XML数据文件转换为PLC文本类程序并依据该文本类程序生成目标文件；(2)通过所述图形绘制模块，将PLC图形程序的基本组成元素以面向对象的方式进行抽象和封装，得到一系列能够实现特定功能、低耦合且可复用的图元组件；(3)根据所得到的图元组件所属的类型，对应地创建梯形图项目或者功能块图项目；(4)构建PLC组态开发环境，并根据所创建的项目类型加载对应的图元组件库；对图元组件进行维护，以实时更新图元组件的状态信息；通过图形可视化的方式对图元组件进行拖拽式的排列和组合以实现组态开发；对图元组件进行属性和参数配置，并建立图元组件间的连接关系，从而实现对组态PLC图形程序的构建；(5)通过数据文件存储模块存储图元组件的属性和逻辑关系，并根据可描述文档结构的TC6_XML_V201.xsd文件描述所构建的组态PLC图形程序，得到符合IEC61131标准的XML文件；将XML文件转化为指令表或者结构化文本；(6)通过编译模块根据指令表或结构化文本生成源文件，并进一步生成目标文件；将目标文件部署到软PLC的运行系统，以完成整个软PLC系统的开发。进一步地，步骤(1)中，用于按照功能和结构特点，将软PLC系统划分为图形绘制模块、数据文件存储模块以及编译模块的设计框架为Qt设计框架；由于Qt设计框架为一种插件式的设计框架，依据这个设计框架划分得到的功能模块具有较好的独立性。进一步地，步骤(6)中，通过编译模块根据指令表或结构化文本生成的源文件为C代码文件，并且用于进一步生成目标文件的工具为C编译器；由此能够对目标文件进行错误处理和优化处理，并提高目标文件的运行速度。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：(1)本专利技术所提供的基于XML技术的软PLC组态开发方法，先以组态开发的方法构建组态PLC图形程序，然后根据可描述文档结构的TC6_XML_V201.xsd文件描述所构建的组态PLC图形程序，得到符合IEC61131标准的XML文件，使得PLC项目的配置、资源和程序组织单元等信息以一种通用和可扩展的方式保存，用户在使用PLC硬件时，根据PLC硬件的特点制定相应的转换规则，即可将PLC图形程序转换为符合厂家软硬件系统的目标文件，因此，提高了软PLC开发的效率和灵活性，并且使得软PLC系统具有良好的开放性。(2)本专利技术所提供的基于XML技术的软PLC组态开发方法，采用组态开发的方式，操作简单直观，因而能够高效地构建PLC图形程序，极大地提高工作效率。附图说明图1为本专利技术实施例提供的基于XML技术的软PLC组态开发方法流程图；图2为本专利技术实施例提供的功能块图的XML描述文件实例。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。本专利技术所提供的基于XML技术的软PLC组态开发方法，如图1所示，包括如下步骤：(1)根据Qt设计框架，按照功能和结构特点，将软PLC系统划分为图形绘制模块、数据文件存储模块以及编译模块，并利用Qt的插件扩展机制分别对这三个模块进行功能设计；图形绘制模块用于绘制并编辑PLC图形程序，数据文件存储模块用于将PLC图形程序转换为XML数据文件，编译模块用于将XML数据文件转换为PLC文本类程序并依据该文本类程序生成目标文件；由于Qt设计框架为一种插件式的设计框架，依据这个设计框架划分得到的功能模块具有较好的独立性；(2)通过所述图形绘制模块，将PLC图形程序的基本组成元素以面向对象的方式进行抽象和封装，得到一系列能够实现特定功能、低耦合且可复用的图元组件；图元组件所属的类型为梯形图或者功能块图；(3)根据所得到的图元组件所属的类型，对应地创建梯形图项目或者功能块图项目；(4)构建PLC组态开发环境，并根据所创建的项目类型加载对应的图元组件库；梯形图组件库有母线、连接元素、触点和线圈图形组件；功能块图图元组件库有功能块、连接元素、输入变量和输出变量图形组件，其中根据用户功能需求特点将功能块图元组件划分为标准功能类型、附加功能类型、类型转换、数学式、运算和位操作等子单元集组件库；梯形图组件库中的连接元素用于连接梯形图组件库中的其他图形组件，功能块图组件库中的连接元素用于连接功能块图中的其他图形组件；对图元组件进行维护，以实时更新图元组件的选中、添加、删除、属性修改等状态信息；在编辑界面中从相应的图元组件库中拖拽图元组件至组态界面中，进行鼠标操作和设置相应的参数，对图元的尺寸、位置等可视属性进行限定以实现图元组件的实例化，同时编辑图元组件的整个过程是可视化的，图元属性的修改会以图形变化的形式直接反映在编辑界面上，从而实现组态开发；对图元组件进行属性和参数配置，并建立图元组件间的连接关系，从而实现对组态PLC图形程序的构建；(5)通过数据文件存储模块存储图元组件的属性和逻辑关系，并根据可描述文档结构的TC6_XML_V201.xsd文件描述所构建的组态PLC图形程序，得到符合IEC61131标准的XML文件；如图2所示的XML工程文件，在功能块图部分，存储了功能块的类型、位置、变量和连接关系，同时文件包含工程的相关配置，提高了项目信息的完整性；将XML文件转化为指令表或者结构化文本；(6)通过编译模块根据指令表或结构化文本生C代码文件，并进一步通过GCC编本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于XML技术的软PLC组态开发方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)按照功能和结构特点，将软PLC系统划分为图形绘制模块、数据文件存储模块以及编译模块；所述图形绘制模块用于绘制并编辑PLC图形程序，所述数据文件存储模块用于将PLC图形程序转换为XML数据文件，所述编译模块用于将XML数据文件转换为PLC文本类程序并依据所述文本类程序生成目标文件；(2)通过所述图形绘制模块，将PLC图形程序的基本组成元素以面向对象的方式进行抽象和封装，得到一系列能够实现特定功能、低耦合且可复用的图元组件；(3)根据所得到的图元组件所属的类型，对应地创建梯形图项目或者功能块图项目；(4)构建PLC组态开发环境，并根据所创建的项目类型加载对应的图元组件库；对图元组件进行维护，以实时更新图元组件的状态信息；通过图形可视化的方式对图元组件进行拖拽式的排列和组合以实现组态开发；对图元组件进行属性和参数配置，并建立图元组件间的连接关系，从而实现对组态PLC图形程序的构建；(5)通过所述数据文件存储模块存储图元组件的属性和逻辑关系，并根据可描述文档结构的TC6_XML_V201.xsd文件描述所构建的组态PLC图形程序，得到符合IEC61131标准的XML文件；将所述XML文件转化为指令表或者结构化文本；(6)通过所述编译模块根据所述指令表或结构化文本生成源文件，并进一步生成目标文件；将所述目标文件部署到软PLC的运行系统，以完成整个软PLC系统的开发。...

【技术特征摘要】
1.一种基于XML技术的软PLC组态开发方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)按照功能和结构特点，将软PLC系统划分为图形绘制模块、数据文件存储模块以及编译模块；所述图形绘制模块用于绘制并编辑PLC图形程序，所述数据文件存储模块用于将PLC图形程序转换为XML数据文件，所述编译模块用于将XML数据文件转换为PLC文本类程序并依据所述文本类程序生成目标文件；(2)通过所述图形绘制模块，将PLC图形程序的基本组成元素以面向对象的方式进行抽象和封装，得到一系列能够实现特定功能、低耦合且可复用的图元组件；(3)根据所得到的图元组件所属的类型，对应地创建梯形图项目或者功能块图项目；(4)构建PLC组态开发环境，并根据所创建的项目类型加载对应的图元组件库；对图元组件进行维护，以实时更新图元组件的状态信息；通过图形可视化的方式对图元组件进行拖拽式的排列和组合以实现组态开发；对图元组件进行属性和参数配置，并建立图元组件间的连接关系，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈吉红，惠恩明，王刚，冯冰艳，王平，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42