<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">mais</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Моделирование и анализ информационных систем</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Modeling and Analysis of Information Systems</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1818-1015</issn><issn pub-type="epub">2313-5417</issn><publisher><publisher-name>Yaroslavl State University</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.18255/1818-1015-2014-4-75-90</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">mais-100</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>Оригинальные статьи</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>Articles</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Моделирование согласованного поведения ПЛК-датчиков</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Modeling a Consistent Behavior of PLC-Sensors</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Кузьмин</surname><given-names>Егор Владимирович</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Kuzmin</surname><given-names>E. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>д-р физ.-мат. наук, профессор, 150000 Россия, г. Ярославль, ул. Советская, 14</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Sovetskaya str., 14, Yaroslavl, 150000, Russia</p></bio><email xlink:type="simple">kuzmin@uniyar.ac.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Рябухин</surname><given-names>Дмитрий Александрович</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Ryabukhin</surname><given-names>D. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>аспирант, 150000 Россия, г. Ярославль, ул. Советская, 14</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Sovetskaya str., 14, Yaroslavl, 150000, Russia</p></bio><email xlink:type="simple">dmitriy_ryabukhin@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Соколов</surname><given-names>Валерий Анатольевич</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Sokolov</surname><given-names>V. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>д-р физ.-мат. наук, профессор, 150000 Россия, г. Ярославль, ул. Советская, 14</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Sovetskaya str., 14, Yaroslavl, 150000, Russia</p></bio><email xlink:type="simple">sokolov@uniyar.ac.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>P.G. Demidov Yaroslavl State University</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2014</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>20</day><month>08</month><year>2014</year></pub-date><volume>21</volume><issue>4</issue><fpage>75</fpage><lpage>90</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Кузьмин Е.В., Рябухин Д.А., Соколов В.А., 2014</copyright-statement><copyright-year>2014</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Кузьмин Е.В., Рябухин Д.А., Соколов В.А.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Kuzmin E.V., Ryabukhin D.A., Sokolov V.A.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.mais-journal.ru/jour/article/view/100">https://www.mais-journal.ru/jour/article/view/100</self-uri><abstract><p>Статья продолжает цикл работ, посвященный разработке подхода к построению и верификации «дискретных» программ логических контроллеров (ПЛК), обеспечивающего возможность анализа их корректности с помощью метода проверки модели (model checking). Подход получил название «Программирование и верификация по LTL-спецификации». При верификации ПЛК-программы методом проверки модели возникает необходимость в построении ее конечной модели.</p><p>При этом для успешной проверки соответствия модели требуемым программным свойствам важно учитывать то, что далеко не все комбинации входных сигналов от датчиков могут встречаться в действительности при работе ПЛК с объектом управления. Этот факт требует более внимательного отношения к построению модели программы ПЛК.</p><p>В статье предлагается описывать согласованное поведение датчиков с помощью трех групп LTL-формул, которые при проверке справедливости программных свойств будут оказывать влияние на программную модель, приближая ее к реальному поведению исходной ПЛК-программы. Идея LTL-требований демонстрируется на примере.</p><p>Программа ПЛК представляет собой описание реакций на входные сигналы от датчиков, переключателей и кнопок. Предложенный подход к моделированию согласованного поведения ПЛК-датчиков при построении модели программы ПЛК позволяет сосредоточиться на моделировании именно этих реакций по тексту программы без внедрения в код модели дополнительных конструкций, призванных отразить реалистичное поведение датчиков. Согласованное поведение датчиков учитывается лишь на стадии проверки соответствия программной модели требуемым свойствам, т. е. доказательство выполнимости свойств для построенной модели происходит с условием, что рассматриваемая модель содержит только те исполнения исходной программы, которые отвечают требованиям согласованного поведения датчиков.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The article extends the cycle of papers dedicated to programming and verificatoin of PLC-programs by LTL-specification. This approach provides the availability of correctness analysis of PLC-programs by the model checking method.</p><p>The model checking method needs to construct a finite model of a PLC program. For successful verification of required properties it is important to take into consideration that not all combinations of input signals from the sensors can occur while PLC works with a control object. This fact requires more advertence to the construction of the PLC-program model.</p><p>In this paper we propose to describe a consistent behavior of sensors by three groups of LTL-formulas. They will affect the program model, approximating it to the actual behavior of the PLC program. The idea of LTL-requirements is shown by an example.</p><p>A PLC program is a description of reactions on input signals from sensors, switches and buttons. In constructing a PLC-program model, the approach to modeling a consistent behavior of PLC sensors allows to focus on modeling precisely these reactions without an extension of the program model by additional structures for realization of a realistic behavior of sensors. The consistent behavior of sensors is taken into account only at the stage of checking a conformity of the programming model to required properties, i. e. a property satisfaction proof for the constructed model occurs with the condition that the model contains only such executions of the program that comply with the consistent behavior of sensors.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>программирование логических контроллеров</kwd><kwd>моделирование</kwd><kwd>спецификация и верификация программ</kwd><kwd>моделирование датчиков</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>programmable logic controllers</kwd><kwd>software engineering</kwd><kwd>specification and verification of PLC-programs</kwd><kwd>sensor modeling</kwd></kwd-group><funding-group><funding-statement xml:lang="ru">РФФИ</funding-statement></funding-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Рябухин Д. А., Кузьмин Е. В., Соколов В. А. Построение IL-программ ПЛК по LTL-спецификации // Моделирование и анализ информационных систем. 2014. Т. 21, №2. С. 26–38. (Ryabukhin D. A., Kuzmin E. V., Sokolov V. A. Construction of PLC IL-programs by LTLspecification // Modeling and analysis of information systems. 2014. V. 21, №2. P. 26–38 [in Russian]).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Рябухин Д. А., Кузьмин Е. В., Соколов В. А. Построение IL-программ ПЛК по LTL-спецификации // Моделирование и анализ информационных систем. 2014. Т. 21, №2. С. 26–38. (Ryabukhin D. A., Kuzmin E. V., Sokolov V. A. Construction of PLC IL-programs by LTLspecification // Modeling and analysis of information systems. 2014. V. 21, №2. P. 26–38 [in Russian]).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кузьмин Е. В., Соколов В. А., Рябухин Д. А. Построение и верификация LD-программ ПЛК по LTL-спецификации // Моделирование и анализ информационных систем. 2013. Т. 20, №6. С. 78–94. (Kuzmin E. V., Sokolov V. A., Ryabukhin D. A. Construction and Verification of PLC LDprograms by LTL-specification // Modeling and analysis of information systems. 2013. V. 20, №6. P. 78–94 [in Russian]).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Кузьмин Е. В., Соколов В. А., Рябухин Д. А. Построение и верификация LD-программ ПЛК по LTL-спецификации // Моделирование и анализ информационных систем. 2013. Т. 20, №6. С. 78–94. (Kuzmin E. V., Sokolov V. A., Ryabukhin D. A. Construction and Verification of PLC LDprograms by LTL-specification // Modeling and analysis of information systems. 2013. V. 20, №6. P. 78–94 [in Russian]).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кузьмин Е. В., Соколов В. А., Рябухин Д. А. Построение и верификация ПЛК-программ по LTL-спецификации // Моделирование и анализ информационных систем. 2013. Т. 20, №4. С. 5–22. (Kuzmin E. V., Sokolov V. A., Ryabukhin D. A. Construction and Verification of PLC-programs by LTL-specification // Modeling and analysis of information systems. 2013. V. 20, №4. P. 5–22 [in Russian]).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Кузьмин Е. В., Соколов В. А., Рябухин Д. А. Построение и верификация ПЛК-программ по LTL-спецификации // Моделирование и анализ информационных систем. 2013. Т. 20, №4. С. 5–22. (Kuzmin E. V., Sokolov V. A., Ryabukhin D. A. Construction and Verification of PLC-programs by LTL-specification // Modeling and analysis of information systems. 2013. V. 20, №4. P. 5–22 [in Russian]).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кузьмин Е. В., Рябухин Д. А., Шипов А. А. Построение и верификация ПЛК-программ по LTL-спецификации // Международная научно-практическая конференция «Инструменты и методы анализа программ». Кострома, 2013. С. 17–34. (Kuzmin E. V., Ryabukhin D. A., Shipov A. A. Construction and Verification of PLCprograms by LTL-specification // Proc. of Int. Conf. «Tools and Methods of Program Analysis (TMPA-2013)». Kostroma, 2013. P. 17–34 [in Russian]).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Кузьмин Е. В., Рябухин Д. А., Шипов А. А. Построение и верификация ПЛК-программ по LTL-спецификации // Международная научно-практическая конференция «Инструменты и методы анализа программ». Кострома, 2013. С. 17–34. (Kuzmin E. V., Ryabukhin D. A., Shipov A. A. Construction and Verification of PLCprograms by LTL-specification // Proc. of Int. Conf. «Tools and Methods of Program Analysis (TMPA-2013)». Kostroma, 2013. P. 17–34 [in Russian]).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кузьмин Е. В., Соколов В. А. Моделирование, спецификация и построение программ логических контроллеров // Моделирование и анализ информационных систем. 2013. Т. 20, №2. С. 104–120. (Kuzmin E. V., Sokolov V. A. Modeling, Specification and Construction of PLC-programs // Modeling and analysis of information systems. 2013. V. 20, №2. P. 104–120 [in Russian]).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Кузьмин Е. В., Соколов В. А. Моделирование, спецификация и построение программ логических контроллеров // Моделирование и анализ информационных систем. 2013. Т. 20, №2. С. 104–120. (Kuzmin E. V., Sokolov V. A. Modeling, Specification and Construction of PLC-programs // Modeling and analysis of information systems. 2013. V. 20, №2. P. 104–120 [in Russian]).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Петров И. В. Программируемые контроллеры. Стандартные языки и приемы прикладного проектирования. М.: СОЛОН-Пресс, 2004. 256 с. [Petrov I. V. Programmiruemye kontrollery. Standartnye jazyki i priemy prikladnogo proektirovanija. M.: SOLONPress, 2004. 256 p. (in Russian)].</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Петров И. В. Программируемые контроллеры. Стандартные языки и приемы прикладного проектирования. М.: СОЛОН-Пресс, 2004. 256 с. [Petrov I. V. Programmiruemye kontrollery. Standartnye jazyki i priemy prikladnogo proektirovanija. M.: SOLONPress, 2004. 256 p. (in Russian)].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Clark E. M., Grumberg O., Peled D. A. Model Checking. The MIT Press, 2001.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Clark E. M., Grumberg O., Peled D. A. Model Checking. The MIT Press, 2001.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">CoDeSys. Controller Development System. http://www.3s-software.com/</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">CoDeSys. Controller Development System. http://www.3s-software.com/</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Parr E. A. Programmable Controllers. An engineer’s guide. Newnes, 2003. 442 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Parr E. A. Programmable Controllers. An engineer’s guide. Newnes, 2003. 442 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">SMV. The Cadence SMV Model Checker. http://www.kenmcmil.com/smv.html</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">SMV. The Cadence SMV Model Checker. http://www.kenmcmil.com/smv.html</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
