形式化方法和信号解释Petri网在PLC编程中的应用  

Application of Formal Metrods and Signal Interpreted Petri Net to PLC Programming

作　　者：王芳芳[1] 雷建和[1] 张丹 聂余满[3] 高志[1] 

机构地区：[1]青岛理工大学自动化工程学院,青岛266033 [2]安大略理工大学工程及应用科学学院 [3]中科院合肥智能机械研究所,合肥230031

出　　处：《计算机系统应用》2014年第9期198-203,共6页Computer Systems & Applications

基　　金：山东泰山学者建设工程基金(C2010-T005);国家自然科学基金(61201400)

摘　　要：针对传统的PLC编程方式在解决复杂控制问题时存在的缺陷,采用一种将形式化和信号解释Petri网(SIPN)应用于PLC程序设计的方法.通过一个机器人焊接单元的例子来说明这一设计过程,首先建立系统控制算法的信号解释Petri网模型,验证其是否满足基本Petri网的安全性、活性和可逆性的特征,然后利用模型检测工具Cadence SMV对系统模型进行验证和确认(V&V),检验其是否满足SIPN的确定性、终止性和输出正确性,从而避免了控制算法的设计过程中可能出现的并发、冲突和死锁等事件,由此设计出具有更高的正确性和可靠度的PLC程序.To overcome the defects in traditional PLC programming, an approach combined formal methods with Signal Interpreted Petri Net （SIPN） is presented. An example of robot welding unit is used to illustrate this process. This paper builds a model of the control algorithm with Signal Interpreted Petri Net first, and verifies whether it satisfies the safety, liveness and reversibility characteristics of basic Petri net. Then it uses the model checking tool Cadence SMV for model verification and validation, to test whether it meets the properties of certainty, termination and output correctness. Thus the possible events like concurrency, conflict and deadlock in control algorithm designing process can be avoided and correct and dependable PLC programs are designed.

关 键 词：形式化方法 信号解释Petri网 模型检测 机器人焊接单元 

分 类 号：TP311.1[自动化与计算机技术—计算机软件与理论]