专利名称：基于八段数码字符的编程语言输入法的制作方法
技术领域：
本发明属于一种基于八段数码字符的编程语言输入法，该输入法可广泛应用于各种具有过程控制功能的新型的可编程序控制器(以下简称PC)。
本发明所指的八段数码字符是一种目前在工业自动化仪表上使用最广泛的字符显示方式，主要有液晶、LED发光管、荧光、等离子体等显示器，这类显示器大都具备驱动简单，运行可靠，显示清晰，价格低廉等特点，特别适用于工业现场作数据显示。目前市场上一般PC所配置的编程器也大多采用八段数码管作为其信息显示器。
众所周知，大多数应用PC的系统其主控逻辑关系都以一种类似于电气原理图的所谓梯形图来表示，要使所采用的PC具有梯形图表示的逻辑关系，多数PC制造商都为各自的基于八段数码字符的编程器规定了一套与梯形图表示的逻辑关系对应的指令集来为PC输入逻辑功能。如果要将梯形图所示的逻辑关系输入PC，首先必须根据梯形图的逻辑关系按PC制造商规定的语言规则用相应的语句写出程序，然后将程序用编程器输入PC。然而，当逻辑关系比较复杂，要准确无误写出程序将是一件非常烦琐且容易出错的工作。而且，目前市场上各PC制造商所规定的语言规则互不兼容，特别是当应用PC的系统既需要具有逻辑控制又需要具有模拟量测控功能时，一般只具备电工知识的工程技术人员很难快速掌握各PC制造商所规定的语言并编出正确无误的应用程序。
目前市场上采用八段数码管作为其信息显示器的具有模拟量测控功能的仪器仪表一般不须编制专用程序，只须作少量的参数设置，即可应用于各种模拟量测控系统中。但是，当应用系统既需要模拟量测控，又需要开关量测控时，这类仪器仪表大多无法满足应用系统的需要。
本发明的目的是要提供一种简单易学的输入法，这种输入法可在各种基于八段数码字符的具有过程控制功能的新型可编程序控制器中直接输入具有特定逻辑功能的电气原理图。
请仔细观察附图21和附图22，将各图对应行号和列号所指示的每一组信息进行比较，我们会发现它们之间具有严格的对应关系，也就是説，附图22已经含有附图21所有的信息。附图21是一种简化画法表示的三相异步电动机Y-Δ降压起动控制电气原理图。所以，采用八段数码字符设计的编程器就有可能将电气原理图所示的逻辑关系直接输入PC而不必编制程序。为更准确描述电气原理图与八段数码之间的关系并且能同时兼顾逻辑控制和过程控制，我们将普通的电气原理图简化后引入元件、功能、参数指针、操作单元、虚拟仪表等新的概念，形成一种同时兼顾逻辑控制和过程控制的图形化的PC编程语言，本发明将这种基于八段数码字符输入的语言命名为P语言。
1.P语言符号集P语言采用0～9、A～Z中的字符组合作为元件、触点、功能、参数指针、操作单元、虚拟仪表的标识符，点符[.]作为指示符在P语言中起着重要的作用，字符与八段数码对应关系参见附
图1。
P语言定义了常开、常闭、常通、常断、常开下接、常闭下接、常通下接、常断下接、元件接口九种图符，各图符的名称、画法及与八段数码对应关系参见附图2。
2.P语言语法P语言所描述的功能是由具有逻辑关系的连线、元件的触点及元件接口构成的，它是一种图形化的语言。为便于阅读和调试，P语言规定程序文件是由严格按行号和列号排列的图素组成，左上角为0000行，00列，向下順次为0001行，0002行，0003行，……，向右順次01列，02列，03列，……。程序最左边为电源线，最右边的图素只能是元件接口或功能标识符(0000行除外)，最右边的图素对应的列称为元件接口列，其它各列的图素只能是元件的触点、标识符和逻辑关系线。
P语言文件0000行从左向右順次为文件名、扩展名、操作码、……，0000行主要用于对文件的说明，其作用及排列顺序由具体的机型根据需要决定。
P语言文件0001行开始编写可定时循环执行的程序，可执行程序结束行1列处必須有结束符[END]。
结束符[END]以下各行可编写预加载说明，预加载说明可为系统指明上电时需一次性设置的参数和元件状态。设置参数需使用同行相邻的二个图素，左图素放置功能标识符和参数指针，右图素放置功能所需的参数。设置元件状态只需一个图素放置元件标识符和元件状态。预加载说明结束行1列处必須有结束符[ENDF]。预加载说明根据应用需要可有可无。
2.1元件和反元件P语言中的每个元件或元件触点必须拥有一个标识符，称作元件标识符。元件标识符由二位或二位以上字符表示，首位字符必須是A～Z 26个字符中的一个字符，表示元件类型。后接一位或一位以上的十六进制数表示元件地址，元件地址位数由不同的机型确定。当元件地址为一位数时，P语言可管理的元件个数为26×16＝416个。当元件地址为二位数时，P语言可管理的元件个数为26×16×16＝6656个。当元件地址为三位数时，P语言可管理的元件个数为26×16×16×16＝106496个。对于一般的机型，元件地址取二位数已足够使用。首位字符后有点符[.]的元件为反元件。
P语言中的每个元件都具有一个或一个以上的可重复使用的二种形式的触点，即常开触点和常闭触点。一个元件接口与电源接通时与该元件接口对应的常开触点接通，常闭触点断开。一个反元件接口与电源接通时与该反元件接口对应的常开触点断开，常闭触点接通。
对于具体的机型来说，凡是已与硬件对应的元件称为真实元件，否则为虚拟元件。虚拟元件主要用于对真实元件的功能进行扩充，用以扩大真实元件的应用范围。
真实元件实质上就是具体的机型硬件的输入、输出端口，分别称为输入元件和输出元件。输入元件接口不能出现在P语言可执行程序文件的元件接口列。
2.2开关元件元件地址后无任何符号的元件称为开关元件，主要用于逻辑控制。
2.3功能元件元件地址后有点符[.]的元件称功能元件，主要用于完成专用的逻辑控制和与时序有关系的逻辑控制。P语言程序中一个功能元件的点符[.]后无任何符号时表示为功能元件的控制端。点符[.]后可跟一位或一位以上的十六进制数表示为功能元件的状态端。一个功能元件跟一位十六进制数可定义十六个状态端，分别用0～F指示。一个功能元件跟二位十六进制数可定义二百五十六个状态端，分别用00～FF指示。对于一般的机型，功能元件的状态端取一位数已足够使用。
功能元件在P语言程序中必須连接一个用于定义元件功能的标识符，称作功能标识符。功能标识符只允许放置在被定义的功能元件控制端同列下一行或同行右列，具体位置由不同的机器自行规定。虚拟元件和具有输出端的元件都可被定义为功能元件。在同一台机器内部，不同的元件可被定义为同一种功能，但同一个元件只能被定义为一种特定的功能。
2.4功能标识符功能标识符由功能类型和参数指针组成。功能类型为功能元件指明特定的功能，如与门、或门、定时器、计数器、RS触发器、脉冲发生器、环形计数器等等。参数指针为功能元件指明所需参数数组第一个参数的位置，参数数组长度由具体的功能确定，不同功能元件使用的数组不可重叠。功能类型和参数指针之间用点符[.]分隔。
功能类型由一位或一位以上字符表示，首位字符必須是A～Z 26个字符中的一个字符，其它各位可以是0～9、A～Z中的任何字符。组成功能类型的字符个数由不同的机型确定，但同一机型组成功能类型的字符个数只能取元件标识符字符个数减一。
参数指针由二位或二位以上字符表示，字符可以是0～9、A～Z中的任何字符。首位字符开始由一位或一位以上字符指明参数所在的操作单元号，其它各位指明参数所在的操作单元的参数编号。操作单元号字符个数和参数编号字符个数由不同的机型确定。
2.5操作单元对于各种可连续调节的机电设备，如各种电动执行器、调速电机、调速水泵、调速皮带秤、回转窑、调功器等，要对这些设备进行操作，必须有一个人机界面，这种人机界面定义为操作单元。操作单元个数由不同的机型确定。
每个操作单元都具有一定数量的专用参数寄存器和通用参数寄存器。通用参数寄存器可以被分割为数块连续的组分配给多个功能元件。
2.6虚拟仪表每个操作单元经过适当的配置可构成多个完成特定功能的专用仪表，如带PID控制功能的温度显示控制仪表、带模糊控制功能的流量显示控制仪表等等，这种仪表定义为虚拟仪表。每个操作单元应具有相应于虚拟仪表的特定功能指示器，用于指示当前操作单元正在对哪个特定功能的虚拟仪表进行操作。虚拟仪表个数由不同的机型确定。
每个具有特定功能的虚拟仪表可带有多个用虚拟元件组成的开关量输入和开关量输出接口，这些虚拟元件的接口可编入P语言程序中直接参与系统的逻辑控制。
3.P语言图素与八段数码字符对应关系示例附图3方框(1)中为元件标识符[P10]和常开图符组成的具有常开触点逻辑功能的P语言图素，方框(2)中为对应的四位八段数码字符。
附图4方框(1)中为元件标识符[P10]和常闭图符组成的具有常闭触点逻辑功能的P语言图素，方框(2)中为对应的四位八段数码字符。
附图5方框(1)中为常通图符组成的具有常通逻辑功能的P语言图素，方框(2)中为对应的四位八段数码字符。
附图6方框(1)中为常断图符组成的具有常断逻辑功能的P语言图素，方框(2)中为对应的四位八段数码字符。
附图7方框(1)中为元件标识符[P10]和常开下接图符组成的具有常开触点逻辑功能和下接逻辑功能的P语言图素，方框(2)中为对应的四位八段数码字符。
附图8方框(1)中为元件标识符[P10]和常闭下接图符组成的具有常闭触点逻辑功能和下接逻辑功能的P语言图素，方框(2)中为对应的四位八段数码字符。
附图9方框(1)中为常通下接图符组成的具有常通逻辑功能和下接逻辑功能的P语言图素，方框(2)中为对应的四位八段数码字符。
附图10方框(1)中为常断下接图符组成的具有常断逻辑功能和下接逻辑功能的P语言图素，方框(2)中为对应的四位八段数码字符。
附图11方框(1)中为元件标识符[P10]和元件接口图符组成的具有继电器开关功能的P10元件接口P语言图素，方框(2)中为对应的四位八段数码字符。
附图12方框(1)中为反元件标识符[P.10]和元件接口图符组成的具有继电器功能的P10开关反元件接口P语言图素，方框(2)中为对应的四位八段数码字符。
附图13方框(1)中为功能元件标识符[P10.]、元件接口图符和定时到接通功能标识符[T1.23]组成的具有延时继电器作用的功能元件控制接口的P语言图素，方框(2)中为对应的四位八段数码字符。
附图14是附图13所示功能的另一种表示方法。
附图15方框(1)中为功能元件状态接口标识符[P10.F]和元件接口图符组成的功能元件状态接口P语言图素，方框(2)中为对应的四位八段数码字符。
附图16方框(1)中为功能反元件状态接口标识符[P.10.F]和元件接口图符组成的功能反元件状态接口P语言图素，方框(2)中为对应的四位八段数码字符。
附图17方框(1)中为功能元件状态接口标识符[P10.F]和常开图符组成的具有常开触点逻辑功能的P语言图素，方框(2)中为对应的四位八段数码字符，方框(3)中为对应的五位八段数码字符。
附图18方框(1)中为功能元件状态接口标识符[P10.F]和常闭图符组成的具有常闭触点逻辑功能的P语言图素，方框(2)中为对应的四位八段数码字符，方框(3)中为对应的五位八段数码字符。
附图19方框(1)中为功能元件状态接口标识符[P10.F]和常开下接图符组成的具有常开触点逻辑功能和下接逻辑功能的P语言图素，方框(2)中为对应的四位八段数码字符，方框(3)中为对应的五位八段数码字符。
附图20方框(1)中为功能元件状态接口标识符[P10.F]和常闭下接图符组成的具有常闭触点逻辑功能和下接逻辑功能的P语言图素，方框(2)中为对应的四位八段数码字符，方框(3)中为对应的五位八段数码字符。
4.P语言编程实例能运行附图21所示程序的目标机规定1)目标机具有从左到右顺序排列的1#～8#8个操作单元，每个操作单元具有一组由四位LED数码管组成的八段数码字符显示器用于显示一个P语言程序图素。1#～8#操作单元的字符显示器顺序对应00～07列P语言程序图素，8#操作单元的字符显示器对应的07列P语言程序图素为P语言程序最右列图素，即元件接口列。目标机具有一组由四位LED数码管组成的八段数码字符显示器用于显示P语言程序图素0000～0255行编号计数值。
2)目标机具有
～[9]、[A]～[Z]、[.]字符键，具有[常开]、[常闭]、[常通]、[常断]图符键，以及具有必要的编辑键用于输入附图1和附图2所示的P语言字符和图符。
3)目标机规定元件地址为二位十六进制数，其中C00～CFF为输入元件，P00～PFF为输出元件。
4)目标机规定功能类型由二位字符表示，T0具备延时接通功能，T1具备延时断开功能，C0具备计数到接通功能，C1具备计数到断开功能。
5)目标机规定参数指针由二位字符表示，首位字符为操作单元号，0～7对应1#～8#操作单元。第二位为参数编号，0～Z对应各操作单元的0～35#参数。
4.1三相异步电动机Y-Δ降压起动控制配置C10-起动按钮输入端；P10-输出到总电源接触器；C11-停止按钮输入端；P11-输出到并星点接触器；C12-电机故障输入端；P12-输出到并三角接触器。
2#操作单元第3个参数中設置可随时修改的降压起动延时时间。
附图21为三相异步电动机Y-Δ降压起动控制P语言程序，附图22为与附图21对应行列P语言图素的基于八段数码字符的输入显示过程。
综上所述，P语言程序事实上就是一种经规范化画法的电气原理图，它遵循一般电气原理的设计规则，很容易被一般电气工程技术人员接受。基于八段数码字符的P语言字符和图符集可将这种经规范化画法的电气原理图直接在采用八段数码作显示形式的各种新型可编程序控制器上进行编程和调试，为大范围推广应用这些新型可编程序控制器提供了极好的方案。
权利要求
1.一种基于八段数码字符的编程语言输入法，其特征是将类似于电气控制原理图的图形化程序直接在具有八段数码字符显示能力且具有可编程序控制器功能的设备上输入或调试。
2.根据权利要求1所述的输入法，其特征是将电气控制原理图规范化成严格按行号和列号排列的含有特定功能的图素，这些含有特定功能的图素与一组八段数码字符组成的显示图形具有一一对应关系。
3.根据权利要求2所述的输入法，其特征是含有特定功能的图素是由0个或0个以上的字符、0个或0个以上的[.]符和1个图符组合而成。
4.根据权利要求3所述的输入法，其特征是组成图素的字符可以是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N、O、P、Q、R、S、T、U、V、W、X、Y和Z中的字符，这些字符与八段数码字符组成的显示图形具有一一对应关系。
5.根据权利要求3所述的输入法，其特征是组成图素的图符是[常开]、[常闭]、[常通]、[常断]、[常开下接]、[常闭下接]、[常通下接]、[常断下接]和[元件接口]中的图符，这些图符与八段数码字符组成的显示图形具有一一对应关系。
全文摘要
一种基于八段数码字符的编程语言输入法，该输入法可在各种具有八段数码字符作显示器的可编程序控制器中直接输入具有特定逻辑功能的电气原理图。
文档编号G06F3/023GK1407428SQ0112717
公开日2003年4月2日 申请日期2001年9月5日 优先权日2001年9月5日
发明者王沅 申请人:王沅