ePLC的控制算法代碼優(yōu)化方法的研究.pdf

1、梯形圖(LD)擁有直觀形象、簡(jiǎn)單易用、易于掌握等特點(diǎn),是可編程控制器(PLC,Programable Logic Controller)上控制算法實(shí)現(xiàn)的主要方式。它在控制器上的執(zhí)行采用“從上到下,從左至右”的周期掃描機(jī)制,掃描周期的長(zhǎng)短是衡量性能的主要指標(biāo),而它主要取決于軟件開發(fā)平臺(tái)編譯出的代碼質(zhì)量。代碼中存在的許多無(wú)效指令造成了處理器資源的浪費(fèi),降低了系統(tǒng)的響應(yīng)速度。國(guó)內(nèi)外主要通過(guò)提高處理器的處理速度來(lái)解決這一問(wèn)題,但這勢(shì)必會(huì)增加成本

2、。而對(duì)開發(fā)平臺(tái)的編譯算法優(yōu)化以減少處理器對(duì)無(wú)效指令的執(zhí)行,這種方法不僅可以有效避免這一問(wèn)題,而且具有很強(qiáng)的普適性。論文通過(guò)對(duì)CASS-ePLC控制算法生成平臺(tái)的編譯算法進(jìn)行優(yōu)化,有效的減少了處理器對(duì)無(wú)效指令的執(zhí)行,縮短了ePLC的掃描周期,提高了ePLC的性能。
　　論文對(duì)ePLC的控制算法代碼編譯成IL指令的過(guò)程及其無(wú)效指令的優(yōu)化方法作了較為深入的研究,主要完成了以下工作:
　　(1)研究了國(guó)內(nèi)外控制器性能優(yōu)化相關(guān)文獻(xiàn)以及

3、IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)中梯形圖相關(guān)的描述,提出了ePLC的控制算法代碼優(yōu)化的算法框架。
　　(2)提出了一種將控制算法中抽象出的AOV圖(Activity on Vertex)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化成邏輯表達(dá)式的方法以及AOV圖的層次分析算法。通過(guò)對(duì)AOV圖中的結(jié)點(diǎn)進(jìn)行串并規(guī)約的操作,得到AOV圖對(duì)應(yīng)的邏輯表達(dá)式。通過(guò)遍歷邏輯表達(dá)式,得出AOV圖的層次關(guān)系。
　　(3)基于AOV圖層次關(guān)系的交換性質(zhì)和結(jié)合性質(zhì),提出了單個(gè)AOV圖的自重構(gòu)

4、算法和多個(gè)AOV圖的合并重構(gòu)算法。自重構(gòu)算法通過(guò)從邏輯表達(dá)式得出的層次關(guān)系對(duì)單個(gè)AOV圖的結(jié)點(diǎn)重新排序或重組,使AOV圖的邏輯更加清晰。合并重構(gòu)算法通過(guò)分析多個(gè)AOV圖間的流依賴關(guān)系,對(duì)不存在流依賴關(guān)系的AOV圖進(jìn)行合并,減少AOV圖的數(shù)量。
　　(4)分析AOV圖編譯產(chǎn)生無(wú)效指令的原因,提出了一種通過(guò)改變ePLC程序控制流程減少無(wú)效指令執(zhí)行的優(yōu)化方法。將原來(lái)的順序執(zhí)行流程改成最優(yōu)跳轉(zhuǎn)執(zhí)行流程,減少了無(wú)效指令的執(zhí)行,使得IL指令的