Algorithm of transformation from PLC ladder diagram to structured text

Huang, Liuwen; Liu, Wei; Li, Zhanqing

doi:10.1109/icemi.2009.5274701

Cited by 9 publications

(6 citation statements)

References 3 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Transforming the PLC programs among the different languages or to other non-PLC programming languages is possible. For example, algorithms of transforming PLC programs from LD to ST were developed by Huang et al [30]. Sadolewski [31] translated ST programs into ANSI C for verification purposes, and Darvas et al [32] provided simple examples of the equivalency of PLC languages by generating temporal logic expressions from pattern-based requirements.…”

Section: Programmable Logic Controllers (Plc)-based Whitelist Systemmentioning

confidence: 99%

Combined Anomaly Detection Framework for Digital Twins of Water Treatment Facilities

Wei

Law

Yang

et al. 2022

Water

View full text Add to dashboard Cite

Digital twins of cyber-physical systems with automated process control systems using programmable logic controllers (PLCs) are increasingly popular nowadays. At the same time, cyber-physical security is also a growing concern with system connectivity. This study develops a combined anomaly detection framework (CADF) against various types of security attacks on the digital twin of process control in water treatment facilities. CADF utilizes the PLC-based whitelist system to detect anomalies that target the actuators and the deep learning approach of natural gradient boosting (NGBoost) and probabilistic assessment to detect anomalies that target the sensors. The effectiveness of CADF is verified using a physical facility for water treatment with membrane processes called the Secure Water Treatment (SWaT) system in the Singapore University of Technology and Design. Various attack scenarios are tested in SWaT by falsifying the reported values of sensors and actuators in the digital twin process. These scenarios include both trivial attacks, which are commonly studied, as well as non-trivial (i.e., sophisticated) attacks, which are rarely reported. The results show that CADF performs very well with good detection accuracy in all scenarios, and particularly, it is able to detect all sophisticated attacks while ongoing before they can induce damage to the water treatment facility. CADF can be further extended to other cyber-physical systems in the future.

show abstract

Section: Programmable Logic Controllers (Plc)-based Whitelist Systemmentioning

confidence: 99%

Combined Anomaly Detection Framework for Digital Twins of Water Treatment Facilities

Wei

Law

Yang

et al. 2022

Water

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Translatory diagramów LD na języki IL lub ST zazwyczaj bazują na grafach AOV (ang. Activity on Vertex) [23,24]. Translator wbudowany w CPDev również korzysta z grafu AOV, z którego generowany jest program w języku ST. Grafy EDFG (ang.…”

Section: ʹɩ ñʁ˘ƭƿǚŭƞ ǚǔǜƭʁřǜˁʁ˿unclassified

Implementation of Engineering Environment - Case Study: CPDev Package

Rzońca¹,

Sadolewski²,

Stec³

et al. 2020

PAR

View full text Add to dashboard Cite

Środowiska inżynierskie implementujące języki normy IEC 61131-3 (przyjętej w Polsce jako PN-EN 61131-3) są obecnie powszechnie stosowane w przemyśle do tworzenia programów sterowania [1, 2]. Standard IEC 61131-3 [3] definiuje pięć języków programowania: dwa tekstowe IL, ST, dwa graficzne LD, FBD i mieszany język SFC. Języki IL, LD i SFC są przeznaczone zwłaszcza do zastosowań w procesach produkcyjnych opartych na sterownikach PLC [4], natomiast ST, FBD, jak też SFC, są stosowane w obszarach wykorzystujących sterowniki PAC i systemy DCS. Kompilatory języków IEC 61131-3 są podstawowymi składnikami środowisk inżynierskich. Kompilator, na podstawie kodu źródłowego programu, generuje kod wykonywalny. Zwykle stosowane są trzy podejścia do kompilacji programów sterowania. Pierwsze polega na bezpośrednim tłumaczeniu programu sterowania z języków IEC 61131-3 do wykonywalnego kodu maszynowego procesora. Ponieważ zmiana procesora (CPU) wymaga nowego kompilatora, takie rozwiązanie jest zasadniczo dedykowane dla konkretnej platformy sprzętowej. Kolejne podejście jest dwuetapowe. W pierwszym kroku programy sterowania są tłumaczone z języków IEC 61131-3 na kod źródłowy w języku pośrednim C lub C++, który następnie, ÄˁǜɁʁ ǘɁʁƬʊɡɁȭƞˁǖŭƋ˿ƕ <Řʁǔˁʊ˘ õ˘ɁȮƋŘƙ ƞʁ˘ɁȭƋŘźɡʁ˘Ȋʁ˘Ƭʊ˘Ɂ˹Ɩɡǚ Äʁǜ˿ǘˁȦ ʁƬƋƬȭ˘Ɂ˹Řȭ˿ ȭŘƞƬʊȦŘȭ˿ ɍȴƖɍ̋Ɩʹ̋ɍȳ ʁƖƙ ɡʁ˘˿ǖǄǜ˿ ƞɁ ƞʁˁǘˁ ʹʕƖɍɍƖʹ̋ɍȳ ʁƖ ȧɡǚƬȧƬȭǜŘƋǖŘ ʋʁɁƞɁ˹ǔʊǘŘ ǔȭ̉˿ȭǔƬʁʊǘǔƬǷɁ ȭŘ ɡʁ˘˿ǘȦŘƞ˘ǔƬ ɡŘǘǔƬǜˁ ,ñ<Ƭ˸ <Řʁǔˁʊ˘ õ˘ɁȮƋŘƙ Řȭ ăŘƞɁǚƬ˹ʊǘǔƙ Äȭƞʁ˘Ƭǖ ăǜƬƋƙ ŎŽǔǷȭǔƬ˹ ą˹ǔƞƬʁƙ *ŘʁǜɁʊ˘ ďʁ˿Žˁʊƙ ³Ƭʊ˘Ƭǘ ďʁ˿Žˁʊ ñɁǚǔǜƬƋǒȭǔǘŘ õ˘Ƭʊ˘Ɂ˹ʊǘŘƙ °ŘǜƬƞʁŘ ȭǌɁʁȧŘǜ˿ǘǔ ǔ ÄˁǜɁȧŘǜ˿ǘǔƙ ˁǚƖ ĶƖ ñɁǚŘ ʹƙ ʯǣȊȳǣȳ õ˘Ƭʊ˘ɂ˹ ăǜʁƬʊ˘Ƌ˘ƬȭǔƬƕ Norma IEC 61131-3 definiuje pięć języków programowania sterowników przemysłowych. Norma ta jest powszechnie stosowana, wiele środowisk inżynierskich jest z nią całkowicie, bądź częściowo zgodnych. W literaturze opisano kilka akademickich rozwiązań, jednak zazwyczaj implementują one jedynie wybrane elementy normy (np. tylko jeden lub dwa języki). Komercyjne środowiska inżynierskie zwykle obsługują wszystkie języki, ale ich dokumentacja skupia się na korzystaniu ze środowiska, natomiast rzadko ujawniane są szczegóły dotyczące wewnętrznej architektury i implementacji. W artykule przedstawiono takie rozwiązania dla pakietu inżynierskiego CPDev. Architektura bazująca na maszynie wirtualnej sprawia, że środowisko jest przenośne, co ułatwia wdrożenie na różnych platformach sprzętowych. W artykule przedstawiono kilka wdrożeń przemysłowych środowiska CPDev ăȦɁ˹Ř ǘǚˁƋ˘Ɂ˹Ƭƕ ʋʁɁƞɁ˹ǔʊǘɁ ǔȭ̉˿ȭǔƬʁʊǘǔƬƙ F, ȴɍɍʯɍȊʯƙ ǖǄ˘˿ǘ ɡɁʋʁƬƞȭǔƙ ȧŘʊ˘˿ȭŘ ˹ǔʁǜˁŘǚȭŘƙ ǜʁŘȭʊǚŘǜɁʁƙ Àƙ ǘɁȧˁȭǔǘŘƋǖŘƙ ʊǜƬʁɁ˹ȭǔǘ ɡʁ˘Ƭȧ˿ʊȦɁ˹˿

show abstract

“…Tak stworzony graf AOV jest kolejno upraszczany (eliminowane są nadmiarowe węzły), a następnie bezpośrednio z niego generowany jest program w języku ST. W przeciwieństwie do translatorów opisywanych m.in. w pracach [5,6], tutaj graf AOV nie jest przekształcany do drzewa binarnego, gdyż (zgodnie z pierwotnym założeniem) potrzebne są wartości na wyjściach każdego elementu.…”

Section: ǯɩ ďʁřȭʊǚřǜɂʁ ǖǆ˘˿ǘɂ˹ ³< ǔ H*unclassified

“…Translatory języków graficznych (LD, FBD) na język ST, wbudowane w pakiety inżynierskie, często bazują na grafach AOV (ang. Activity on Vertex) [5,6]. W pakiecie CPDev moduł translatora również korzysta z grafu AOV, z którego to bezpośrednio (po optymalizacji) generowany jest program w języku ST. Szczegóły zostaną przedstawione w rozdziale 5.…”

unclassified

Graphic Editors of LD and FBD Languages in CPDev Package

Świder

2020

PAR

View full text Add to dashboard Cite

ŎƬ˘˹ŘǚŘ ʊǔǄ ȭŘ ǘɁʁ˘˿ʊǜŘȭǔƬ ˘ Řʁǜ˿ǘˁȦˁ ȭŘ ˹ŘʁˁȭǘŘƋǒ ǚǔƋƬȭƋǖǔ ,ʁƬŘǜǔ˸Ƭ ,ɁȧȧɁȭʊ Ę˘ȭŘȭǔƬ ŘˁǜɁʁʊǜ˹Ř ʯƖ1. Wprowadzenie Środowiska inżynierskie implementujące języki normy IEC 61131-3 [1] (przyjętej w Polsce jako PN-EN 61131-3) są powszechnie stosowane w przemyśle do tworzenia programów sterowania. Standard ten definiuje pięć języków programowania, w tym dwa tekstowe IL, ST, dwa graficzne LD, FBD oraz mieszany język SFC. Języki IL, LD i SFC są przeznaczone głównie do zastosowań w procesach produkcyjnych opartych na sterownikach PLC, natomiast języki ST, FBD są stosowane w obszarach wykorzystujących sterowniki PAC. Prace nad środowiskiem inżynierskim zgodnym z normą IEC 61131-3 rozpoczęły się już ponad 10 lat temu [2]. Opracowane wtedy środowisko nazwane zostało CPDev (ang. Control Program Developer) i kompilowało jedynie programy z języka ST do autorskiego kodu VMASM (ang. Virtual Machine Assembler) interpretowanego następnie przez stworzoną maszynę wirtualną, zaimplementowaną początkowo na ośmiobitowych mikrokontrolerach MCS 51 i AVR. Od początku środowisko wspierało możliwość samodzielnej implementacji maszyny wirtualnej na docelowym sprzęcie, zarówno ÄˁǜɁʁ ǘɁʁƬʊɡɁȭƞˁǖŭƋ˿ƕ ŎŽǔǷȭǔƬ˹ ą˹ǔƞƬʁƙ ʊ˹ǔƞƬʁ˘Žźɡʁ˘ƖƬƞˁƖɡǚ Äʁǜ˿ǘˁȦ ʁƬƋƬȭ˘Ɂ˹Řȭ˿ ȭŘƞƬʊȦŘȭ˿ ɍʹƖ̋ȳƖʹ̋ɍȳ ʁƖƙ ɡʁ˘˿ǖǄǜ˿ ƞɁ ƞʁˁǘˁ ̋ǣƖɍʹƖʹ̋ɍȳ ʁƖ

show abstract

Algorithm of transformation from PLC ladder diagram to structured text

Cited by 9 publications

References 3 publications

Combined Anomaly Detection Framework for Digital Twins of Water Treatment Facilities

Combined Anomaly Detection Framework for Digital Twins of Water Treatment Facilities

Implementation of Engineering Environment - Case Study: CPDev Package

Graphic Editors of LD and FBD Languages in CPDev Package

Contact Info

Product

Resources

About