逻辑二叉树驱动的PLC梯形图与指令表互换算法详解

本文主要讨论了PLC（可编程逻辑控制器）梯形图编程语言与指令表语言之间的互换转换，通过利用逻辑二叉树的数据结构实现这一过程。在PLC的编程中，梯形图是一种直观易懂的编程方式，它通过图形化的方式表示控制系统的逻辑关系，便于理解和维护。然而，为了计算机可以直接执行，需要将梯形图转换为指令表。 逻辑二叉树的构建是核心步骤。首先，从梯形图的第一行开始，自左向右扫描，每遇到两个节点就创建一个新的AND逻辑结点作为父节点，较早扫描到的节点为左子结点，较晚扫描的为右子结点。接着，从保存的向下线位置开始，自右向左、自下向上扫描，同样创建AND结点，但顺序相反。最后，如果仍有未处理的向下线，则递归进行此过程。这个过程形成了每个梯级的逻辑二叉树，再对整个梯形图逐级构建形成二叉树森林。 在将梯形图转换为指令表时，逐条读取指令并获取操作数，将它们压入堆栈，同时记录操作符。如果遇到非LD/LDI指令，就构建新的逻辑树结点，将堆栈中的操作数按照左右子节点的顺序链接到树中，然后更新堆栈。当遇到OUT指令时，表明已构建完整棵树。整个过程重复，直到得到所有逻辑二叉树，形成对应的指令表森林。最终，通过中序遍历逻辑二叉树，并依据图符间的连接关系（如“+”、“*”表示串联和并联），生成符合指令表语法的指令序列。 作者雷云飞、童怀和伍世元的研究工作提供了将PLC梯形图语言编译成指令表的有效算法，这对于PLC程序的编写、调试以及两者之间的相互转换具有重要意义。通过这种转换，PLC程序能够被计算机准确理解和执行，提升了工业控制领域的编程效率和系统性能。这项工作对于PLC技术在数字技术与应用中的普及和优化具有实际价值。