No abstract

Ключевые слова: программируемые логические контроллеры, технология программирования, спецификация и верификация программ Предлагается подход к построению и верификации программ логических контроллеров (ПЛК) для «дискретных» задач. Спецификация программного поведения проводится на языке темпоральной логики линейного времени LTL. Программирование осуществляется на языке ST (Structured Text) по LTLспецификации. Анализ корректности LTL-спецификации производится с помощью программного средства символьной проверки модели Cadence SMV. Предлагаемый подход к программированию и верификации программ ПЛК демонстрируется на примере. Для дискретной задачи приводятся ST-программа, ее LTL-спецификация и SMV-модель.Целью статьи является описание подхода к программированию ПЛК, который бы обеспечивал возможность анализа корректности ПЛК-программ с помощью метода проверки модели.Поэтому изменение значения каждой программной переменной описывается с помощью пары LTL-формул. Первая LTL-формула описывает ситуации, при которых происходит возрастание значения соответствующей переменной, вторая LTL-формула задает условия, приводящие к уменьшению значения переменной. Рассматриваемые для спецификации поведения переменных LTLформулы являются конструктивными в том смысле, что по ним производится построение ПЛК-программы, которая соответствует темпоральным свойствам, выраженным этими формулами. Таким образом, программирование ПЛК сводится к построению LTL-спецификации поведения каждой программной переменной. Кроме этого, по LTL-спецификации строится SMV-модель, которая затем проверяется на корректность (относительно дополнительных общепрограммных LTL-свойств) методом проверки модели с помощью средства верификации Cadence SMV.1 Работа проводилась при финансовой поддержке РФФИ, грант №12-01-00281-a. 2 Работа проводилась при финансовой поддержке Минобрнауки РФ в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы, cоглашение №14.B37.21.0392 от 06.08.2012. 6Моделирование и анализ информационных систем Т. 20, № 4 (2013) ВведениеПрименение программируемых логических контроллеров (ПЛК) в системах управления сложными производственными процессами предъявляет строгие требования корректности к программам ПЛК. Любая программная ошибка считается недопустимой. Несмотря на это существующие средства разработки программ для ПЛК, например широко известный комплекс CoDeSys (Controller Development System) [7], предоставляют лишь обычные возможности отладки программ через тестирование посредством визуализации объектов управления ПЛК. Вместе с тем программирование логических контроллеров представляет собой прикладную область, в которой существующие наработки в области формальных методов моделирования и анализа программных систем могли бы иметь успешное применение -внедрение формальных методов в процесс создания программ на уровне отлаженной технологии.ПЛК -«реагирующая» система, имеющая множество входов, подключенных посредством датчиков к объекту управления, и множество выходов, подключенных к исполнительным устройствам [9,4]...

Рябухин Д. А., Кузьмин Е. В., Соколов В. А. получена 1 марта 2016Аннотация. Статья продолжает серию работ, посвященных подходу к построению и вери-фикации «дискретных» программ логических контроллеров (ПЛК) по LTL-спецификации. Этот подход обеспечивает возможность анализа корректности программ логических контроллеров с по-мощью метода проверки модели (Model Checking). В рамках подхода в качестве языка специфика-ции программного поведения используется язык темпоральной логики LTL. Анализ корректности LTL-спецификации относительно программных свойств производится автоматически с помощью программного средства символьной проверки модели Cadence SMV.Ранее было показано, каким образом по корректной (проверенной на корректность относи-тельно программных свойств) LTL-спецификации происходит построение ST-, LD-и IL-программ. В этой статье описывается технология построения CFC-программ по LTL-спецификации. Язык непрерывных функциональных схем CFC (Continuous Function Chart) представляет собой разно-видность языка FBD (Function Block Diagram) -графического языка диаграмм принципиальных схем электронных устройств на микросхемах. В отличие от FBD язык CFC обеспечивает возмож-ность свободного размещения программных компонентов и их соединений на экране. Технология построения CFC-программ демонстрируется на примере.Представление ПЛК-программы на языке CFC в рамках подхода к программированию по LTL-спецификации в отличие от представлений на других стандартных языках дает возможность наглядного графического изображения потока данных от входных переменных к выходам ПЛК. Явным образом демонстрируется зависимость и влияние значений одних переменных на значе-ния других переменных во время исполнения программы за один проход рабочего цикла ПЛК. Фактически CFC-программа представляет собой схему потоков данных ПЛК-программы.Ключевые слова: программируемые логические контроллеры (ПЛК), построение и верифика-ция ПЛК-программ, LTL-спецификация, CFC-диаграммы Для цитирования: Рябухин Д. А., Кузьмин Е. В., Соколов В. А., "Построение CFC-программ ПЛК по LTL-спецификации", Моделирование и анализ информационных систем, 23:2 (2016), 173-184. Об авторах:Рябухин Дмитрий Александрович, orcid.org/0000-0002-0799-8868, аспирант, Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова, ул. Советская, 14, г. Ярославль, 150000 Россия, e-mail: dmitriy_ryabukhin@mail.ru Кузьмин Егор Владимирович, orcid.org/0000-0003-0500-306X, доктор физ.-мат. наук, доцент, профессор кафедры теоретической информатики, Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова, ул. Советская, 14, г. Ярославль, 150000 Россия, e-mail: kuzmin@uniyar.ac.ru Соколов Валерий Анатольевич, orcid.org/0000-0003-1427-4937, доктор физ.-мат. наук, профессор, зав. кафедрой теоретической информатики, Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова, ул. Советская, 14, г. Ярославль, 150000 Россия, e-mail: sokolov@uniyar.ac.ru Благодарности:Работа проводилась при финансовой поддержке РФФИ, грант №12-01-00281-a. 174Моделирование и анализ информационных систем. Т. 23, № 2 (2016)...