CN102460323B - 用于可编程逻辑控制器的自由形式注释的系统和方法 - Google Patents

Abstract

提供一种为可编程逻辑控制器的说明进行注解的方法，包括：以用于对可编程逻辑控制器进行编程的第一图形语言显示图形元素；以及显示与所述图形元素相关联的注释。提供一种用于将处于第一语言的对于可编程逻辑控制器的说明转换成第二语言的方法，包括：将处于第一语言的第一指令转换成处于第二语言的第二指令；以及将与第一指令相关联的第一注释转换成与第二指令相关联的第二注释。本发明还提供一种计算机可读记录介质。

Description

用于可编程逻辑控制器的自由形式注释的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求保护2008年5月28日提交的美国临时申请号61/056,500的权益，其公开内容被通过参考合并在此。

技术领域

本发明涉及对可编程逻辑控制器（PLC）进行编程，并且特别涉及利用具有注释的不同语言对PLC进行编程。

背景技术

PLC是固态的基于微处理器的实时计算系统，其可以被使用来经由网络自动监测现场连接的传感器输入的状态以及自动控制受控工业系统的各器件（例如致动器、螺线管、继电器、开关、电动机起动器、速度驱动器（例如可变频率驱动器、硅控整流器等等）、领航灯、点火器、磁带驱动器、扬声器、打印机、监视器、显示器等等）。PLC可以根据存储在存储器中的用户创建的逻辑和/或指令和用户创建的值集合来操作。传感器输入可以反映与受控工业系统有关的测量和/或状态信息。

由于其精确且实时定时和定序能力，PLC可以替代成千的继电器和凸轮定时器。PLC硬件通常具有良好的冗余度和故障切换能力。PLC可以使用人机接口（HMI）来与用户进行交互，以便进行配置、警报报告和/或控制。

一般地，可编程控制器（并且特别是PLC）可以在被称作扫描的重复过程中执行程序代码。扫描可以开始于CPU读取输入的状态。可以利用所述输入的状态来执行应用程序。一旦程序完成，CPU就可以执行内部诊断和/或通信任务。扫描循环可以通过更新输出结束，随后重新开始。所述循环时间可能取决于程序的大小、I/O的数目以及/或者所需通信的数量。

可以利用例如如在IEC 61131-3中规定的梯形逻辑或者某种形式的结构化编程语言（即LD（梯形图）、FBD（功能方块图）、ST（结构化文本）、IL（指令列表）、SFC（时序功能图））来对PLC进行编程。LAD和FBD是面向图形的编程语言，并且STL是面向文本的编程语言。这些编程语言当中的每一种都可以被用在STEP 7中，其是可以被用来对诸如SIEMENS SIMATIC S7-300和SIMATIC S7-400之类的PLC进行编程的编程软件。一般来说，SIMATIC是一种可以被用来实施诸如用于机器、制造厂和/或工业过程的工业控制系统的自动化系统。

LAD可以使用与在继电器逻辑图格式中使用的机电元素类似的图形符号来描述硬连线控制。典型的梯形逻辑图的左侧垂直线可以表示电力或通电导体。右侧垂直线可以表示硬连线的控制线图的返回路径，并且可以被省略。梯形逻辑图可以从左到右以及自顶到底阅读。各梯级（rung）可以被称作网络，并且一个网络可以具有若干输入和输出指令。输入指令可以由一条或多条并行分支中的一系列接触件表示。输入指令可以执行比较和/或测试，并且通常可以在所述梯级上左侧对齐。输出指令可以由线圈（coil）表示，在每一条输出分支中只能有一个所述线圈。输出指令可以执行一些操作和/或功能，并且/或者可以在所述梯级上右侧对齐。

为了编写编程指令、生成配置数据以及/或者将代码和配置数据下载到可编程控制器中，可以使用若干种工具。诸如软实时器件之类的编程器件（例如个人计算机（PC））可以与PLC接合。通常来说，诸如SIEMENS PCIPPI之类的专用线缆可以将PC RS 232端口与PLC相连。诸如SIEMENS STEP 7之类的工程软件工具可以被安装在PC上，从而所述PC可以被用来为PLC编写编程指令。

发明内容

提供一种对可编程逻辑控制器的说明（specification）进行注解的方法，其包括：以用于对可编程逻辑控制器进行编程的第一图形语言显示图形元素；以及显示与所述图形元素相关联的注释。

在所述方法中，所述图形元素表示以下各项的至少一个：输入、输出、操作、操作数、函数、指令、比较、测试、连线（wire）、网络、分支、梯级以及代码。所述注释解释以下各项的至少一个：图形元素的标识（identity）、目的、任务、活动、状态、数据以及布置。所述注释可以被布置在通过锚线（anchor line）附着到图形元素的气泡中。

所述方法还可以包括利用所述图形元素和第二图形元素的其中之一显示第二注释。第二注释可以处在通过第二锚线附着到所述图形元素和第二图形元素的其中之一的第二气泡中。

提供一种用于将处于第一语言的对于可编程逻辑控制器的说明转换成第二语言的方法，所述方法包括：将处于第一语言的第一指令转换成处于第二语言的第二指令；以及将与第一指令相关联的第一注释转换成与第二指令相关联的第二注释。

将第一注释转换成第二注释可以包括：识别第一指令的图形等效物（equivalent）；以及显示对于第二注释的气泡。所述气泡可以在视觉上与所述图形等效物相关联。

将第一注释转换成第二注释可以包括：识别第一指令的文本等效物；以及在紧接于所述文本等效物之后的行上显示第二注释。

提供一种在其上记录有可执行程序的计算机可读记录介质。在被执行时，所述程序促使处理器执行这里所描述的任一种方法。

附图说明

图1图示用于可编程逻辑控制器的图形指令。

图2图示图1的图形指令，其中具有包括“插入注释”命令的弹出菜单。

图3图示图1的图形指令，其中附着有注释框。

图4图示图1的图形指令和图3的注释框，其中具有另一个弹出菜单。

图5图示具有可调整大小功能的注释框。

图6图示调整注释框的大小对注释的影响。

图7图示图1的图形指令，其中两个注释框重叠。

图8图示将图7的图形指令变换成具有经过修订的注释框的另一种图形语言。

图9图示将图7和8的图形指令变换成包括经过修订的注释的基于文本的语言。

图10是图示根据目前发明的示例性实施例的方法的流程图。

图11是根据本发明的一个实施例的计算机的框图。

具体实施方式

当利用面向图形的PLC编程语言编写指令时，可能有益的是为这些指令添加注释（其在这里也被称作注解），以便例如解释所述指令的任何一个或多个元素的标识、位置、目的、任务、活动、状态、数据和/或布置等等，所述指令例如是一个或多个输入、输出、操作、操作数、函数、指令、比较、测试、连线、网络、分支、梯级和/或代码等等。

目前发明的某些示例性实施例允许用户利用面向图形的PLC编程语言（比如LAD和/或FBD）输入针对程序的特定元素的自由形式注释（即实质上是用户所期望的任何文本）。所述注释可以被附着到所述图的任何元素上，比如指令、操作数和/或连线。在某些示例性实施例中，用户可以按照期望指定和/或调节注释文本的属性和/或格式（例如字体、样式（style）、大小、颜色、效果、间距和/或透明度等等）。

用户可以简单地例如通过在注释“框”内单击以及/或者通过在所附着元素上右击并且从弹出上下文菜单中选择“编辑注释”来对注释进行编辑。当处于在编辑模式时，可以对注释进行编辑。当没有对注释进行编辑时，可以发生移动和大小调整。

一条或多条潜在地用户可调节和/或可配置的“锚线”（例如一条或多条曲线和/或线段）可以将注释附着到其相关联的（一个或多个）元素。注释的位置可以默认为特定位置，诸如其所附着的元素的右侧和/或下方。在某些示例性实施例中，可以将注释连接到元素、与元素脱离、重新附着到元素以及/或者附着到一个或多个新元素。

在已经添加了注释之后，其可以被适配成接收来自用户的输入。这可以允许用户立即开始输入注释的文本而不需要附加的用户动作。

用户可以把注释定位在网络内的任何位置处，以及/或者可以按照需要和/或期望调节注释的大小。举例来说，用户可以例如通过点击其边界来移动注释。用户例如可以通过点击注释的控点（handle）之一来调整注释的大小。当移动注释和/或调整注释的大小时，其锚线可以按照需要被自动重新定向和/或重定路线，以便保持锚线到（一个或多个）元素的连接。

在某些示例性实施例中，默认的和/或特定的注释框以及/或者锚线的诸如文本格式、形状、文本衬托、背景颜色、边界颜色和/或边界厚度等之类的属性可以是用户定义的和/或可调节的。

注释框可以被自动调整大小以便容纳添加的文本。由于注释框的大小可以是用户可调节的，因此有可能只使其文本的一部分是可见的。如果调整注释的大小，则可以重新构造和/或重新格式化注释的文本，以便配合在经过大小调整的框内。如果注释的整个文本不可见，则可以附加省略号以及/或者将该省略号显示为隐藏文本的视觉指示。

由于注释可以重叠，因此，注释的Z边界（其也被称作屏幕图像中的虚拟深度）和/或位置可以是可配置的。通过例如使用注释的上下文菜单，用户例如可以使与添加（Add）指令相关联的注释向前和/或到前方，并且/或者将与线圈相关联的注释向后发送和/或发送到后方。

可以将注释定位在图形指令的图像内的任何位置处。注释的透明度可以是可调节的。例如经由注释的上下文菜单，用户可以调节注释的透明度。

当用户从一种编程语言转换成另一种时，注释可以被自动映射和/或转换成新的语言。举例来说，当在LAD与FBD之间进行切换时，注释可以被直接转换成对应的指令。在切换语言时，注释的位置可以按照需要被自动调节。任何未附着的注释可以被定位在默认位置处，比如定位在网络的顶部或底部。

作为另一个实例，当从诸如LAD或FBD之类的面向图形的PLC编程语言转换成诸如STL之类的面向文本的PLC编程语言时，自由形式注释可以变为行注释，其可以位于对应指令的旁边。举例来说，在ADD_I指令的情况下，可以提供四条STL指令。所述注释可以被映射到最接近地表示原始指令的指令和/或与最接近地表示原始指令的指令相关联。

在从图形语言移动到基于文本的语言时，主要AWL指令可以接收框注释。连线上的注释可以被置于L和T指令（其在这里也被称作加载和传递指令）。在从基于文本的语言到图形语言的转换中，L和T行注释可以被置于连线上，并且可以把主要指令置于框内。关于ENO（使能输出）操作指令的注释可以被合并到所述框。

在某些示例性实施例中，在注释被转换成的编程语言所允许的范围内，在转换期间可以保留注释框、锚线和/或注释文本的属性（例如字体、样式、大小、颜色、效果、间距和/或透明度等等）。

在某些示例性实施例中，经由一个或多个用户界面（比如图形用户界面），用户可以查看与对编程指令和/或注释的指定、编辑、修订、转换、编译、执行、实施、输出和/或传送有关的信息的再现。

图1的说明100表示用于对可编程逻辑控制器进行编程的图形语言的图形指令（其在这里也被称作图形元素）的集合。图1的元素110是被输入到元素120的“DoAdd（执行添加）”。所述输入可以是开关、按钮和/或接触件闭合。图1的元素120表示添加功能。元素120的一个输出是使能输出（ENO），其被输出到元素130。元素130表示“OutCoil（输出线圈）”。所述输出例如可以是螺线管和/或照明灯泡。

图2图示图1的说明100，具有在通过选择元素120编辑说明100时可能获得的附加弹出菜单。元素120可以被选择来提供弹出菜单200，所述选择通过右击鼠标、双击鼠标或者通过任何其他适当的方法来实现。弹出菜单200包括用于编辑说明100的各种命令（包括命令210）。命令210提供用来“插入注释”的命令。

图3图示包括图1的图形指令的说明100，其中附着注释框300（其在这里也被称作气泡）。可以在如图2中所示的那样选择命令210之后提供注释框300。注释框300包括注释310，并且通过锚线320附着到元素120。对于注释框300的默认位置可以是说明100的右下角。锚线320可以默认为将注释框300连接到元素120。在创建注释框300之后，可以编辑注释310以便包括可能对程序的编程者和/或用户来说有用的任何类型的信息。

图4图示图1的图形指令和图3的注释框，其中具有包括“编辑注释”和“删除注释”指令的另一个弹出菜单400。弹出菜单400可以被用来编辑注释310或删除注释框300。图4的框410图示弹出菜单200的编辑注释和删除注释命令。

图5图示注释框，其具有对于注释框300的可调整大小功能。可以通过选择控点510并且将其在朝向控点515的方向上移动来使包括注释310的注释框300在方向500上变窄。替换地，用户可以选择控点515并且将其朝向控点510移动。此外，可以按照相反的方式将注释框300加宽，或者可以通过选择角落控点520在两个方向上改变注释框300的尺度。同样地，可以通过选择控点530改变注释框300的高度。

图6图示注释框300的大小的变化，其包括太小从而无法以所选的字体大小示出注释310的全部的窄注释框600。因此，窄注释框600包括省略号620，所述省略号指示只示出注释310的一部分。此外还按照与注释框300和窄注释框600重叠的方式示出长注释框610。长注释框610大到足以在没有省略号的情况下包括所有注释310。

图7图示以重叠的方式示出的对于说明100的多个注释框。注释框300与注释框700重叠。注释框700包括注释710并且通过锚线720附着到元素130。注释框300和注释框700二者都可以通过选择相应注释框以及将其拖曳到适当位置而被移动。当注释框300被移动时，调节锚线320以便继续将注释框300附着到元素120。注释框700也可以具有相同的可移动性质。可以通过借助于右击鼠标或者借助于任何其他适当方法选择任一个框，并且通过从弹出菜单中选择用以“移动到前方”、“移动到后方”、“向前移动”、“向后移动”的命令，或者通过任何其他适当方法来调节注释框300与注释框700的重叠顺序。

图8示出将图1的程序从LAD到功能方块图（“FBD”）的变换。在该示例中，每一个功能具有用以标明其特定任务的名称，并且每一个功能由一个矩形表示。在该示例中，输入被示出在矩形的左手侧，并且输出被示出在右手侧。图8的示例性功能方块图可以对PLC进行编程，以便执行与图1的程序相同的任务。

图8图示说明100到说明800的变换。说明800以用于对可编程对象控制器进行编程的一种不同的图形语言表示与说明100相同或相似的功能。说明100的元素110被变换成说明800的元素810，其也表示“DoAdd”。说明800还示出输入820和830，以及元素810被输入到指令840中。输入820和830可以对应于图7中所示并且被标记为“IN1”和“IN2”的输入。指令840是具有输出850以及ENO的添加指令。所述ENO被输出到元素860，其是“输出线圈（OutCoil）”。包括注释880的注释框870通过锚线885附着到指令840。同样地，包括注释895的注释框890通过锚线897附着到指令860。注释框890包括与图7中的注释框700相同的注释。注释框890附着到所述图形语言的与图7中所示的元素130相当的元素。具体来说，注释890附着到指令860，所述指令860包括与图7中所示的说明100的图形语言中所示的相同的输出线圈功能。同样地，注释870附着到与图7中的注释300相同的添加指令。具体来说，注释870附着到作为图7中所示的说明100的指令的变换的指令840。

图9图示图7和8的图形指令到包括经过修订的注释的基于文本的语言的变换。指令列表（“IL”）或语句列表（“STL”）是基于文本的指令集的示例。在一些基于文本的语言中，在左侧上示出操作（也就是将要进行的操作），并且在右侧上示出操作数（也就是将要由所述操作进行操作的条目）。LAD和IL程序可以具有类似的结构，并且示例性IL指令集可以执行与LAD代码相同的任务。

说明900是说明100到基于文本的语言的变换。元素905包括“DoAdd”指令。元素910包括JNB001。JNB是跳转指令，其中如果逻辑操作的结果是零，则JNB中断线性程序扫描并且跳转到指定的标签。换句话说，如果“DoAdd”接触件是“off（关断）”，则所述程序跳转到001标签。用户可能只希望在所述接触件为“on（接通）”时才执行添加操作，否则跳过该逻辑。

图9的元素915和920是行输入。元素925是添加指令，在相同行上其之后是注释930。元素940、945、950、955和960是已经从说明100变换的说明900的其他元素。元素970是输出线圈指令，所述元素970包括在相同行上跟随所述指令的注释975。注释930在与元素925相同的行上跟随其之后。同样地，注释975在与元素970相同的行上跟随其之后。注释930包括与图7中的注释框700和图8中的注释框870相同的注释。注释930附着到对应于与图7中所示的元素120或图8中的元素840相当的图形语言的元素的行指令。具体来说，注释930附着到元素925，其分别包括与图7和8中的元素120和840相同的添加指令。同样地，注释975在与图9中的元素970相同的行上跟随其之后。元素970是由图7中所示的说明100的元素130所表示的指令的变换或者图8中的元素860的变换。元素970和元素860包括图1的说明100中所示的元素130的相同的输出线圈功能。

图10是图示根据目前发明的一个示例性实施例的方法的流程图。图10中的流程开始于开始1000处并且前进到操作1010，该操作1010表示将处于第一语言的对于可编程逻辑控制器的第一说明转换成处于第二语言的第二说明。所述方法从操作1010前进到判定1020，所述判定1020询问第一语言是否是图形语言以及第二语言是否是基于文本的语言。如果对于判定1020的应答是肯定的，则所述方法前进到操作1030，该操作1030表示识别第一说明中的第一指令的文本等效物。所述方法从操作1030前进到操作1040，该操作1040表示在紧接于所述文本等效物之后的行上显示与第一指令相关联的注释。所述方法从操作1040前进到结束1050。如果对判定1020的应答是否定的，则所述方法也前进到结束1050。

图11是根据本发明的实施例的计算机的高级别框图。计算机1100可以执行上文（例如关于图2和11）所描述的各步骤。计算机1100可以包含处理器1110，其通过执行定义计算机的操作并且可以被存储在计算机可读记录介质上的计算机程序指令来控制计算机的操作。所述计算机程序指令可以被存储在存储装置1120（例如磁盘、数据库）中，并且在期望执行所述计算机程序指令时被加载到存储器1130中。因此，计算机操作将由存储在存储器1130和/或存储装置1120中的计算机程序指令定义，并且计算机1100将由执行所述计算机程序指令的处理器1110控制。计算机1100还包括一个或多个网络接口1140以用于与其他器件进行通信，所述其他器件例如其他计算机、服务器或web站点。网络接口1140例如可以是本地网络、无线网络、内联网或因特网。计算机1100还包括输入/输出1150，其表示允许与计算机1100进行用户交互的器件（比如显示器、键盘、鼠标、扬声器、按钮、网络摄像机等等）。处理器1110耦合到专用线缆1160，所述专用线缆1160耦合到PLC 1170。通过这种方式，计算机1100的用户可以能够利用任何适当的编程语言对PLC 1170进行编程。本领域技术人员将认识到，实际的计算机的实现方式将还包含其他组件，并且图10是用于说明性目的的这种计算机的其中一些组件的高级别表示。

前面的具体实施方式应当被理解为在每一方面都是说明性和示例性而非限制性的，并且这里所公开的本发明的范围不应从具体实施方式确定，而是从根据专利法所允许的最宽范围所解释的权利要求来确定。应当理解的是，这里所示出及描述的实施例仅仅是说明本发明的原理，并且在不背离本发明的范围和精神的情况下可以由本领域技术人员实施各种修改。

Claims (12)

1.一种为可编程逻辑控制器的说明进行注解的方法，包括：

以用于对可编程逻辑控制器进行编程的第一图形语言显示第一图形元素；

显示与所述第一图形元素相关联的第一注释，其中所述第一注释被布置在通过第一锚线附着到第一图形元素的第一气泡中；以及

利用所述第一图形元素和第二图形元素中的一个来显示第二注释，第二注释处在通过第二锚线附着到第一图形元素和第二图形元素中的一个的第二气泡中；

其中，所述第一注释与第二注释重叠，第一注释和第二注释的顺序能够从前方调节到后方。

2.权利要求1的方法，其中，所述第一和第二图形元素表示以下各项的至少一个：输入、输出、操作、操作数、函数、指令、比较、测试、连线、网络、分支、梯级以及代码。

3.权利要求1的方法，其中，所述第一和第二注释解释以下各项的至少一个：所述第一和第二图形元素的标识、目的、任务、活动、状态、数据以及布置。

4.前述权利要求之一的方法，其中，所述第一和第二气泡的大小，以及所述第一和第二注释的字体和字体大小中的至少一个是可调节的。

5.权利要求1的方法，其中，所述第一和第二注释的透明度是可调节的。

6.权利要求1的方法，进一步包括：

在将处于第一编程语言的第一指令转换成处于第二编程语言的第二指令之后，将与第一指令相关联的第一注释转换成与第二指令相关联的第二注释，以用于将处于第一编程语言的用于可编程逻辑控制器的说明转换成第二编程语言。

7.权利要求6的方法，还包括：将所述第一注释与第一指令相关联。

8.权利要求6的方法，其中，第一和第二编程语言中的一个是图形语言。

9.权利要求6的方法，其中：

第一编程语言是基于文本的语言并且第二编程语言是图形语言；以及

将第一注释转换成第二注释包括识别第一指令的图形等效物以及显示用于第二注释的气泡，所述用于第二注释的气泡在视觉上与所述图形等效物相关联。

10.权利要求9的方法，其中：

当第一指令是加载指令和传递指令中的一个时，用于第二注释的气泡与连线相关联；

当第一指令是主要指令时，用于第二注释的气泡与框相关联；以及

当第一指令是使能输出操作指令时，用于第二注释的气泡被合并到所述框。

11.权利要求6的方法，其中，

第一编程语言是图形语言并且第二编程语言是基于文本的语言；以及

将第一注释转换成第二注释包括识别第一指令的文本等效物以及在紧接于所述文本等效物之后的行上显示第二注释。

12.权利要求11的方法，其中，

当第一指令是连线时，与加载指令和传递指令中的一个接近地显示第二注释；以及

当第一指令是框时，与主要指令接近地显示第二注释。