專利名稱：聯(lián)鎖系統(tǒng)plc代碼的生成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軌道交通技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種聯(lián)鎖系統(tǒng)可編程邏輯控制器(PLC， Programmable Logic Controller)代石馬的生成方法。
背景技術(shù)：
計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱聯(lián)鎖系統(tǒng))是鐵路車站中用于指揮列車運(yùn)行、保障行車安全的信號(hào)系統(tǒng)，它直接控制著整個(gè)車站內(nèi)的信號(hào)設(shè)備，對(duì)保障客貨安全運(yùn)輸，提高運(yùn)輸效率起著重要作用。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)EN50U6和IEC61508的規(guī)定，聯(lián)鎖系統(tǒng)被劃分為SIL-4的安全苛求系統(tǒng)，因此它的可靠性和安全性受到鐵路領(lǐng)導(dǎo)部門、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)商和用戶的高度重視。在現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中，大多采用傳統(tǒng)的方法，即從計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的需求規(guī)范(站場(chǎng)和聯(lián)鎖表)出發(fā)，手工開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的功能規(guī)范，然后用手工編碼的方式實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖系統(tǒng)代碼的編寫。這種手工編碼的開(kāi)發(fā)方法耗費(fèi)大量的人力和物力，并且不可避免引入人為的錯(cuò)誤，為聯(lián)鎖系統(tǒng)的安全運(yùn)行埋下隱患。另外，以編碼為核心的方法往往導(dǎo)致聯(lián)鎖系統(tǒng)前期的設(shè)計(jì)文檔和最終代碼的不一致，增大了軟件的升級(jí)和后期維護(hù)難度。綜上所述，現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方案存在如下缺陷1、聯(lián)鎖系統(tǒng)的手工編碼不可避免地會(huì)引入人為錯(cuò)誤，降低聯(lián)鎖系統(tǒng)的安全性；2、聯(lián)鎖系統(tǒng)的手工編碼具有開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，開(kāi)發(fā)效率低等缺陷；3、聯(lián)鎖系統(tǒng)的手工編碼過(guò)程中，開(kāi)發(fā)人員會(huì)忽略分析設(shè)計(jì)階段產(chǎn)生的文檔和設(shè)計(jì)圖表，只專注于代碼的編寫和調(diào)試，導(dǎo)致最終代碼和設(shè)計(jì)文檔的不一致，給后續(xù)的軟件升級(jí)和軟件維護(hù)帶來(lái)困難，使得軟件升級(jí)和軟件維護(hù)的代價(jià)高昂。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)上述缺陷，如何提供一種聯(lián)鎖系統(tǒng)PLC代碼的生成方法，其能提高聯(lián)鎖系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)效率，降低手工編碼導(dǎo)致的人為錯(cuò)誤，保證聯(lián)鎖系統(tǒng)軟件的安全可靠性。(二)技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種聯(lián)鎖系統(tǒng)PLC代碼的生成方法，包括步驟A、根據(jù)實(shí)際鐵路的運(yùn)營(yíng)需求設(shè)置符合模型到模型轉(zhuǎn)換語(yǔ)言QVT語(yǔ)法的聯(lián)鎖表元模型到擴(kuò)展聯(lián)鎖表元模型的轉(zhuǎn)換規(guī)則；B、根據(jù)PLC模型的轉(zhuǎn)換要求設(shè)置符合QVT語(yǔ)法的擴(kuò)展聯(lián)鎖表元模型和聯(lián)鎖進(jìn)路邏輯元模型到PLC元模型的轉(zhuǎn)換規(guī)則；C、根據(jù)PLC代碼的轉(zhuǎn)換要求設(shè)置基于模型到文本轉(zhuǎn)換語(yǔ)言MOFkript語(yǔ)法的PLC 模型到PLC代碼的轉(zhuǎn)換規(guī)則。
其中，所述聯(lián)鎖表元模型用來(lái)描述聯(lián)鎖表語(yǔ)法和靜態(tài)語(yǔ)義；所述擴(kuò)展連鎖表元模型用來(lái)描述在聯(lián)鎖表模型中添加的后續(xù)PLC代碼所需的寄存器和計(jì)時(shí)器狀態(tài)變量的語(yǔ)法和靜態(tài)語(yǔ)義；所述聯(lián)鎖表模型用來(lái)建立符合聯(lián)鎖表語(yǔ)法和語(yǔ)義要求的車站聯(lián)鎖表模型。其中，所述PLC元模型用來(lái)描述PLC代碼的語(yǔ)法和靜態(tài)語(yǔ)義；所述PLC模型為聯(lián)鎖系統(tǒng)代碼的模型；所述聯(lián)鎖進(jìn)路邏輯模型用于描述聯(lián)鎖系統(tǒng)進(jìn)路申請(qǐng)、進(jìn)路建立和進(jìn)路解鎖邏輯的 UML狀態(tài)機(jī)圖。其中，所述QVT的運(yùn)行環(huán)境是基于CPN的模型轉(zhuǎn)換引擎，用于實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖表模型到擴(kuò)展聯(lián)鎖表和PLC模型的轉(zhuǎn)換。(三)有益效果本發(fā)明公開(kāi)了一種聯(lián)鎖系統(tǒng)PLC代碼的生成方法，在現(xiàn)有技術(shù)中，PLC模型涉及大量的語(yǔ)言原語(yǔ)和操作，復(fù)雜的PLC集合降低了后續(xù)的模型轉(zhuǎn)換和模型特性的驗(yàn)證能力。而在本發(fā)明所述的聯(lián)鎖系統(tǒng)PLC代碼的生成方法中，聯(lián)鎖系統(tǒng)這一特性領(lǐng)域僅僅用到PLC代碼的子集，使得本發(fā)明簡(jiǎn)單易行。模型轉(zhuǎn)換規(guī)則涉及聯(lián)鎖表到擴(kuò)展聯(lián)鎖表，聯(lián)鎖表到PLC模型的轉(zhuǎn)換；模型轉(zhuǎn)換規(guī)則的完備性要求轉(zhuǎn)換規(guī)則覆蓋被轉(zhuǎn)換模型中的所有元素，而正確性保證轉(zhuǎn)換前后的語(yǔ)義保持一致。本發(fā)明的模型轉(zhuǎn)換通過(guò)形式化證明引擎CPN保證轉(zhuǎn)換規(guī)則的正確性和完備性。本發(fā)明使用基于MOFkript的聯(lián)鎖表轉(zhuǎn)換規(guī)則，避免了模型到代碼轉(zhuǎn)換的任意性，保證了模型到代碼轉(zhuǎn)換的模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1、提高了聯(lián)鎖系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)效率，增強(qiáng)了聯(lián)鎖系統(tǒng)軟件的可靠性和安全性。聯(lián)鎖系統(tǒng)PLC代碼的自動(dòng)生成避免了人工編碼而導(dǎo)致的效率低下問(wèn)題，有效緩解了人工編碼所引入的人為錯(cuò)誤，同時(shí)，具有形式語(yǔ)義的模型轉(zhuǎn)換引擎可以有效驗(yàn)證轉(zhuǎn)換規(guī)則的完備性和正確型，從而提高了聯(lián)鎖軟件的安全性和可靠性。2、聯(lián)鎖系統(tǒng)軟件自動(dòng)PLC代碼生成方法，保證了分析設(shè)計(jì)階段產(chǎn)生的文檔和最終代碼的同步，提升了軟件后續(xù)升級(jí)和后期維護(hù)的效率和準(zhǔn)確性。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例所述的聯(lián)鎖系統(tǒng)PLC代碼的生成方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。如圖1所示，本發(fā)明所述的聯(lián)鎖系統(tǒng)PLC代碼的生成方法包括步驟A、根據(jù)實(shí)際鐵路的運(yùn)營(yíng)需求設(shè)置符合模型到模型轉(zhuǎn)換語(yǔ)言(QVT，Query View and Transformation)語(yǔ)法的聯(lián)鎖表元模型到擴(kuò)展聯(lián)鎖表元模型的轉(zhuǎn)換規(guī)則，以實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖表模型到擴(kuò)展聯(lián)鎖表模型的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。在本步驟中，所述聯(lián)鎖表元模型用來(lái)描述聯(lián)鎖表語(yǔ)法和靜態(tài)語(yǔ)義；
所述擴(kuò)展連鎖表元模型用來(lái)描述在聯(lián)鎖表模型中添加的后續(xù)PLC代碼所需的寄存器和計(jì)時(shí)器狀態(tài)變量的語(yǔ)法和靜態(tài)語(yǔ)義。所述聯(lián)鎖表模型用來(lái)建立符合聯(lián)鎖表語(yǔ)法和語(yǔ)義要求的車站聯(lián)鎖表模型，以建模聯(lián)鎖需求規(guī)范；B、根據(jù)PLC模型的轉(zhuǎn)換要求設(shè)置符合QVT語(yǔ)法的擴(kuò)展聯(lián)鎖表元模型和聯(lián)鎖進(jìn)路邏輯元模型到PLC元模型的轉(zhuǎn)換規(guī)則，以實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展聯(lián)鎖表模型和聯(lián)鎖進(jìn)路邏輯模型到PLC模型的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。在本步驟中，所述擴(kuò)展聯(lián)鎖表模型通過(guò)對(duì)聯(lián)鎖表模型中添加后續(xù)PLC代碼生成需要的寄存器和計(jì)時(shí)器狀態(tài)變量來(lái)實(shí)現(xiàn)。所述PLC元模型用來(lái)描述PLC代碼的語(yǔ)法和靜態(tài)語(yǔ)義。所述PLC模型為聯(lián)鎖系統(tǒng)代碼的模型。所述聯(lián)鎖進(jìn)路邏輯模型用于描述聯(lián)鎖系統(tǒng)進(jìn)路申請(qǐng)、進(jìn)路建立和進(jìn)路解鎖邏輯的 UML狀態(tài)機(jī)圖。C、根據(jù)PLC代碼的轉(zhuǎn)換要求設(shè)置基于模型到文本轉(zhuǎn)換語(yǔ)言MOFkript語(yǔ)法的PLC 模型到PLC代碼的轉(zhuǎn)換規(guī)則，以實(shí)現(xiàn)PLC模型到PLC代碼的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。在本步驟中，所述MOFkript為模型到文本的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)PLC模型到PLC代碼的轉(zhuǎn)換。其中，所述QVT的運(yùn)行環(huán)境是基于有色Petri網(wǎng)(CPN，Colored Petri Net)的模型轉(zhuǎn)換引擎，用于實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖表模型到擴(kuò)展聯(lián)鎖表和PLC模型的轉(zhuǎn)換。綜上所述，本發(fā)明公開(kāi)了一種聯(lián)鎖系統(tǒng)PLC代碼的生成方法，在現(xiàn)有技術(shù)中，PLC 模型涉及大量的語(yǔ)言原語(yǔ)和操作，復(fù)雜的PLC集合降低了后續(xù)的模型轉(zhuǎn)換和模型特性的驗(yàn)證能力。而在本發(fā)明所述的聯(lián)鎖系統(tǒng)PLC代碼的生成方法中，聯(lián)鎖系統(tǒng)這一特性領(lǐng)域僅僅用到PLC代碼的子集，使得本發(fā)明簡(jiǎn)單易行。模型轉(zhuǎn)換規(guī)則涉及聯(lián)鎖表到擴(kuò)展聯(lián)鎖表，聯(lián)鎖表到PLC模型的轉(zhuǎn)換；模型轉(zhuǎn)換規(guī)則的完備性要求轉(zhuǎn)換規(guī)則覆蓋被轉(zhuǎn)換模型中的所有元素，而正確性保證轉(zhuǎn)換前后的語(yǔ)義保持一致。本發(fā)明的模型轉(zhuǎn)換通過(guò)形式化證明引擎CPN保證轉(zhuǎn)換規(guī)則的正確性和完備性。本發(fā)明使用基于MOFkript的聯(lián)鎖表轉(zhuǎn)換規(guī)則，避免了模型到代碼轉(zhuǎn)換的任意性，保證了模型到代碼轉(zhuǎn)換的模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1、提高了聯(lián)鎖系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)效率，增強(qiáng)了聯(lián)鎖系統(tǒng)軟件的可靠性和安全性。聯(lián)鎖系統(tǒng)PLC代碼的自動(dòng)生成避免了人工編碼而導(dǎo)致的效率低下問(wèn)題，有效緩解了人工編碼所引入的人為錯(cuò)誤，同時(shí)，具有形式語(yǔ)義的模型轉(zhuǎn)換引擎可以有效驗(yàn)證轉(zhuǎn)換規(guī)則的完備性和正確型，從而提高了聯(lián)鎖軟件的安全性和可靠性。2、聯(lián)鎖系統(tǒng)軟件自動(dòng)PLC代碼生成方法，保證了分析設(shè)計(jì)階段產(chǎn)生的文檔和最終代碼的同步，提升了軟件后續(xù)升級(jí)和后期維護(hù)的效率和準(zhǔn)確性。以上實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種聯(lián)鎖系統(tǒng)PLC代碼的生成方法，其特征在于，包括步驟A、根據(jù)實(shí)際鐵路的運(yùn)營(yíng)需求設(shè)置符合模型到模型轉(zhuǎn)換語(yǔ)言QVT語(yǔ)法的聯(lián)鎖表元模型到擴(kuò)展聯(lián)鎖表元模型的轉(zhuǎn)換規(guī)則；B、根據(jù)PLC模型的轉(zhuǎn)換要求設(shè)置符合QVT語(yǔ)法的擴(kuò)展聯(lián)鎖表元模型和聯(lián)鎖進(jìn)路邏輯元模型到PLC元模型的轉(zhuǎn)換規(guī)則；C、根據(jù)PLC代碼的轉(zhuǎn)換要求設(shè)置基于模型到文本轉(zhuǎn)換語(yǔ)言MOFkript語(yǔ)法的PLC模型到PLC代碼的轉(zhuǎn)換規(guī)則。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聯(lián)鎖系統(tǒng)PLC代碼的生成方法，其特征在于，所述聯(lián)鎖表元模型用來(lái)描述聯(lián)鎖表語(yǔ)法和靜態(tài)語(yǔ)義；所述擴(kuò)展連鎖表元模型用來(lái)描述在聯(lián)鎖表模型中添加的后續(xù)PLC代碼所需的寄存器和計(jì)時(shí)器狀態(tài)變量的語(yǔ)法和靜態(tài)語(yǔ)義；所述聯(lián)鎖表模型用來(lái)建立符合聯(lián)鎖表語(yǔ)法和語(yǔ)義要求的車站聯(lián)鎖表模型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聯(lián)鎖系統(tǒng)PLC代碼的生成方法，其特征在于，所述PLC元模型用來(lái)描述PLC代碼的語(yǔ)法和靜態(tài)語(yǔ)義；所述PLC模型為聯(lián)鎖系統(tǒng)代碼的模型；所述聯(lián)鎖進(jìn)路邏輯模型用于描述聯(lián)鎖系統(tǒng)進(jìn)路申請(qǐng)、進(jìn)路建立和進(jìn)路解鎖邏輯的UML 狀態(tài)機(jī)圖。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的聯(lián)鎖系統(tǒng)PLC代碼的生成方法，其特征在于，所述 QVT的運(yùn)行環(huán)境是基于CPN的模型轉(zhuǎn)換引擎，用于實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖表模型到擴(kuò)展聯(lián)鎖表和PLC模型的轉(zhuǎn)換。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種聯(lián)鎖系統(tǒng)PLC代碼的生成方法，包括步驟A、根據(jù)實(shí)際鐵路的運(yùn)營(yíng)需求設(shè)置符合模型到模型轉(zhuǎn)換語(yǔ)言QVT語(yǔ)法的聯(lián)鎖表元模型到擴(kuò)展聯(lián)鎖表元模型的轉(zhuǎn)換規(guī)則；B、根據(jù)PLC模型的轉(zhuǎn)換要求設(shè)置符合QVT語(yǔ)法的擴(kuò)展聯(lián)鎖表元模型和聯(lián)鎖進(jìn)路邏輯元模型到PLC元模型的轉(zhuǎn)換規(guī)則；C、根據(jù)PLC代碼的轉(zhuǎn)換要求設(shè)置基于模型到文本轉(zhuǎn)換語(yǔ)言MOFScript語(yǔ)法的PLC模型到PLC代碼的轉(zhuǎn)換規(guī)則。應(yīng)用本發(fā)明，可以提高了聯(lián)鎖系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)效率，增強(qiáng)了聯(lián)鎖系統(tǒng)軟件的可靠性和安全性。避免了人工編碼而導(dǎo)致的效率低下問(wèn)題，有效緩解了人工編碼所引入的人為錯(cuò)誤，保證了分析設(shè)計(jì)階段產(chǎn)生的文檔和最終代碼的同步，提升了軟件后續(xù)升級(jí)和后期維護(hù)的效率和準(zhǔn)確性。
文檔編號(hào)G06F9/44GK102541562SQ20111045751
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者徐田華, 曹妍, 魯秋子 申請(qǐng)人:北京交通大學(xué)