数控系统中PLC梯形图与指令表的转换算法

　　按照梯形图的逻辑运算过程，当遇到环时先将之前的结果压栈，然后扫描环母线的触点。如果环母线的结果需要压栈就将环母线的扫描结果压栈，再扫描半环的结果，之后依次将之前的结果出栈，进行相对应的“与”、“或” 逻辑运算。这种执行方式也就是先进后出（FILO） 的堆栈处理方式。按照FILO 的堆栈处理方式，对应图1 的逻辑关系的指令表如表1 所示。

　　在表1 的指令里，RDSTK 或RDNOTSTK 表示将之前的运算状态压栈并读入一个触点状态，RDSTK 或RDNOTSTK表示将上一个压栈弹出来，并和当前的结果进行“与” 或“或” 操作。考察指令表和梯形图的关系，用X 表示行号，Y 表示列号可以得出下面的结论：

　　（1）左边靠最左竖线的触点并且在第一行的第一个触点，即坐标为（0，1 ） 的触点，是这个梯形图的第一个指令，应先读入该触点，对应指令RD，如RD X00000。

　　（2）对于某一触点P（X，Y），如果坐标Q（X ＋1，Y －1）和Q（X －1，Y －1） 的元素不是竖线，表明该触点与之前的运算结果是“与” 关系；对应的指令为AND，如AND X00002。

　　（3）对于某一触点P（X，Y），如果该触点所在的半环只有该触点，那说明该触点并联在环母线上，即Q（X，Y －1）是竖线，Q（X，Y ＋1） 是竖线但不是最右边的竖线，或者Q（X，Y ＋1 ） 不是竖线而Q（X，Y ＋2）是横线的图形。该触点与前面的运算结果之间的逻辑运算是“或” 关系，用OR表示，如OR X00020。

　　（4）对于某一个触点P（X，Y），如果该触点是所在半环的起始触点，并且该半环的触点个数大于1，那么表示该半环并联在该环的环母线上，即Q（X，Y －1）是竖线， Q（X， Y ＋1 ） 不是竖线且Q（X，Y ＋2）是触点的图形。需要将前面的运算结果压栈，然后读入该触点，再执行该半环的后续逻辑运算，然后将前面的结果出栈，并进行“或” 运算。分别用如RDSTK 或RDNOTSTK表示，如RDSTKX00010 …OR STK，这里NOT表示取反。

　　（5）对于某一个触点P（X，Y），只属于某一环的环母线的元素，并且是该环的环母线的第一个元素，坐标Y 大于1，那么计算机在执行完之前的操作后需要将结果压栈，然后读入该触点。在完成后续运算后将之前的结果出栈，和当前结果进行“与” 运算，分别用RDSTK和AND STK 表示。如RDSTKX00001…RDSTK；即Y ＞1，且Q（X＋1，Y－1）是竖线的情形。

　　（6）对于某一个触点P（X，Y），Q（X，Y＋1）是最右的竖线，则是输出线圈，用ＷＲＴ 表示，如WRT Y00000。

　　当获得了触点的指令形式后，如何把这些指令正确地进行排序呢？将梯形图转换成指令表的过程中关键的地方是：

　　（1） 将半环的指令表插入到环母线指令后面，最终将所有半环的指令插入到母线指令列表之间；

　　（2）将OR STK或RDSTK这两个出栈指令正确地放在所在环的指令后面。所以在转换过程中首先要找到起始触点行号最大的半环。由于梯形图的半环是嵌套在另一个半环上，如果从上往下遍历某一半环就要遍历所有嵌套该半环的半环，但是从下往上扫描，就可以避免这个问题。

3　数据结构和转换算法

　　3.1　数据结构

　　对于梯形图的显示信息，设计了一种数据结构ARRAYCELL。ARRAYCELL 的成员inttye，分别用来标识当前元素的类型：横线、竖线、常开、常闭、输出、点，或表示当前位置没有元素。成员intaddr表示梯形图的地址空间（X，Y）等触点地址。

　　用数据ARRAYCELL arrayCell ［MAX＿ROW］［MAX＿COL］表示梯形图数据，数组的行列下标刚好用来表示梯形图元素的坐标，对梯形图某一个元素（X，Y）的编辑和修改就变成了对变量arrayCell［X］［Y］的type和addr的修改。成员pStr指向PMCCMDSTR 类型的数据，用pStr在这里存放转换信息。数据结构PMCCMDSTR 包括了成员cmd［］，该成员用来存放转换过程中的指令， 如RD STKX00001 整个字符串。成员stack TYpe用来存放堆栈信息，如果当前触点没有堆栈信息就为空。成员pBefore 和pNext用来保存链表的前趋和后继。