Verification of timed properties of programmable logic controllers

Vérification des propriétés temporisées des automates programmables industriels

Houda Bel Mokadem (1)

1 LSV - Laboratoire Spécification et Vérification [Cachan]

Vérification of PLC (Programmable Logic Controller) programs is important when these programs are to control critical applications for reactive systems. This context has already been study for untimed programs. In this thesis, We are interested to timed properties and programs. More precisely, we give a formal semantics to (partial) Ladder diagrams and TON blocks, with timed automata. We also propose a timed logic in order to abstract transient events, where transient properties is parameterized by an integer k. We compare thé expressive power of its modalities and we prove that thé model checking for this new logic is decidable. We propose also to interpret thé modalities of this logic with a global semantics which is more natural for specifying reactive system, and we show that model checking becomes undecidable.

De nombreux sytèmes critiques comportent des aspects temporisés, où interviennent de manière cruciale des contraintes quantitatives sur les délais séparant certaines actions. Un automate programmable industriel (API) constitue un composant fondamental d'un système souvent critique destiné à réagir et à communiquer en temps réel avec son environnement. Ma thèse se situe dans le contexte de la vérification de propriétés temporisées des APIS. Plus précisement, on propose une sémantique formelle à base d'automates temporisés pour la modélisation d'une sous classe de programmes Ladder comportant des blocs TON. On fournie une logique temporisée dont la sémantique permet de considérer seulement les événements "signifcatifs" (c'est à dire les événements qui durent suffisamment longtemps). On propose deux sémantiques différentes pour cette logique: sémantique "locale" et sémantique "globale". Pour la sémantique "locale", on a obtenu plusieurs résultats d'expressivité et grâce à une nouvelle relation d'équivalence, on montre que son model checking reste décidable sans modifier la complexité théorique. En revanche, pour la sémantique "globale", le model checking devient indécidable.

Mots clés: model-checking; logique temporisée; automate temporisé; automates programmables industriels; API

Mots clés: timed logic; programmable logic controller; PLC

Domaines: Génie logiciel [cs.SE]

Houda Bel Mokadem. Vérification des propriétés temporisées des automates programmables industriels. Génie logiciel [cs.SE]. École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2006. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00132057⟩