基于PASCAL的高級(jí)編程語(yǔ)言——SCL編程語(yǔ)言

SCL（Structured Control Language，結(jié)構(gòu)化控制語(yǔ)言）是一種基于 PASCAL 的高級(jí)編程語(yǔ)言。這種語(yǔ)言基于標(biāo)準(zhǔn) DIN EN 61131-3（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為 IEC 1131-3）。

根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)，可對(duì)用于可編程邏輯控制器的編程語(yǔ)言進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。SCL 編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了該標(biāo)準(zhǔn)中定義的 ST 語(yǔ)言 (結(jié)構(gòu)化文本) 的 PLCopen 初級(jí)水平。

S7-1200從V2.2版本開(kāi)始支持SCL語(yǔ)言。

語(yǔ)言元素

SCL 除了包含 PLC 的典型元素（例如，輸入、輸出、定時(shí)器或存儲(chǔ)器位）外，還包含高級(jí)編程語(yǔ)言。

表達(dá)式

賦值運(yùn)算

運(yùn)算符

程序控制語(yǔ)句

SCL 提供了簡(jiǎn)便的指令進(jìn)行程序控制。例如，創(chuàng)建程序分支、循環(huán)或跳轉(zhuǎn)。

應(yīng)用

因此，SCL 尤其適用于下列應(yīng)用領(lǐng)域：

數(shù)據(jù)管理

過(guò)程優(yōu)化

配方管理

數(shù)學(xué)計(jì)算 / 統(tǒng)計(jì)任務(wù)

表達(dá)式

說(shuō)明：表達(dá)式將在程序運(yùn)行期間進(jìn)行運(yùn)算，然后返回一個(gè)值。一個(gè)表達(dá)式由操作數(shù)（如常數(shù)、變量或函數(shù)調(diào)用）和與之搭配的操作符（如 *、/、+ 或 -）組成。通過(guò)運(yùn)算符可以將表達(dá)式連接在一起或相互嵌套。

運(yùn)算順序

表達(dá)式將按照下面因素定義的特定順序進(jìn)行運(yùn)算：

相關(guān)運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)，優(yōu)先級(jí)數(shù)越小越優(yōu)先

同等優(yōu)先級(jí)運(yùn)算符的運(yùn)算順序按照從左到右的順序

賦值運(yùn)算的計(jì)算按照從右到左的順序進(jìn)行

括號(hào)優(yōu)先級(jí)最高

表達(dá)式類型

不同的運(yùn)算符，分別可使用以下不同類型的表達(dá)式：

算術(shù)表達(dá)式

關(guān)系表達(dá)式

邏輯表達(dá)式

算數(shù)表達(dá)式

說(shuō)明：算術(shù)表達(dá)式既可以是一個(gè)數(shù)字值，也可以是由帶有算術(shù)運(yùn)算符的兩個(gè)值或表達(dá)式組合而成。

算術(shù)運(yùn)算符可以處理當(dāng)前 CPU 所支持的各種數(shù)據(jù)類型。如果在該運(yùn)算中有 2 個(gè)操作數(shù)，那么可根據(jù)以下條件來(lái)確定結(jié)果的數(shù)據(jù)類型：

如果這 2 個(gè)操作數(shù)均為有符號(hào)的整數(shù)，但長(zhǎng)度不同，那么結(jié)果將采用長(zhǎng)度較長(zhǎng)的那個(gè)整數(shù)數(shù)據(jù)類型（例如，Int + DInt = DInt）。

如果這 2 個(gè)操作數(shù)均為無(wú)符號(hào)整數(shù)，但長(zhǎng)度不同，那么結(jié)果將采用長(zhǎng)度較長(zhǎng)的那個(gè)整數(shù)數(shù)據(jù)類型（例如，USInt + UDInt = UDInt）。

如果一個(gè)操作數(shù)為有符號(hào)整數(shù)，另一個(gè)為無(wú)符號(hào)整數(shù)，那么結(jié)果將采用另一個(gè)長(zhǎng)度較大的有符號(hào)數(shù)據(jù)類型（其包含此無(wú)符號(hào)整數(shù)）（例如，SInt + USInt = Int）

如果一個(gè)操作數(shù)為整數(shù)，另一個(gè)為浮點(diǎn)數(shù)，那么結(jié)果將采用浮點(diǎn)數(shù)的數(shù)據(jù)類型（例如，Int + Real = Real）。

如果 2 個(gè)操作數(shù)均為浮點(diǎn)數(shù)，但長(zhǎng)度不同，結(jié)果將采用長(zhǎng)度較長(zhǎng)的那個(gè)浮點(diǎn)數(shù)的數(shù)據(jù)類型（例如，Real + LReal = LReal）。

對(duì)于操作數(shù)為"Time"和"日期和時(shí)間"數(shù)據(jù)類型組，運(yùn)算結(jié)果的數(shù)據(jù)類型請(qǐng)參見(jiàn)表1。

算術(shù)表達(dá)式的數(shù)據(jù)類型

表1列出了在算術(shù)表達(dá)式中可使用的數(shù)據(jù)類型：

示例

以下為一些算術(shù)表達(dá)式的示例：

"MyTag1":= "MyTag2" * "MyTag3";

關(guān)系表達(dá)式

說(shuō)明：關(guān)系表達(dá)式將兩個(gè)操作數(shù)的值或數(shù)據(jù)類型進(jìn)行比較，然后得到一個(gè)布爾值。如果比較結(jié)果為真，則結(jié)果為 TRUE，否則為 FALSE。

關(guān)系運(yùn)算符可以處理當(dāng)前 CPU 所支持的各種數(shù)據(jù)類型。結(jié)果的數(shù)據(jù)類型始終為 Bool。

編寫(xiě)關(guān)系表達(dá)式時(shí)，請(qǐng)注意以下規(guī)則：

以下數(shù)據(jù)類型組中的所有變量都可以進(jìn)行比較：

整數(shù)/浮點(diǎn)數(shù)

位、位序列

字符串

對(duì)于以下數(shù)據(jù)類型，只能比較相同類型的變量：

TIME

日期和時(shí)間

UDT

Array

Struct

Variant

String 比較是對(duì)以 Windows 字符集編碼的字符進(jìn)行比較；而 WSting比較則是對(duì) UTF-16 編碼的字符進(jìn)行比較。在比較過(guò)程中，將比較變量的長(zhǎng)度及各字符對(duì)應(yīng)的數(shù)值。

Array 比較需要數(shù)組維度、數(shù)組元素?cái)?shù)據(jù)類型與數(shù)量完全相同

UDT、Array、Struct、Variant等進(jìn)行的比較只能使用S7-1200 V4.2及其以上的版本。

關(guān)系表達(dá)式的數(shù)據(jù)類型

表2列出了在關(guān)系表達(dá)式中可使用的數(shù)據(jù)類型/數(shù)據(jù)類型組：

示例

以下舉例說(shuō)明了一個(gè)關(guān)系表達(dá)式：

IF a > b THEN c:= a;
IF A > 20 AND B < 20 THEN C:= TRUE;
IF A<>(B AND C) THEN C:= FALSE;

邏輯表達(dá)式

說(shuō)明：邏輯表達(dá)式由兩個(gè)操作數(shù)和邏輯運(yùn)算符（AND、OR 或 XOR）或取反操作數(shù) (NOT) 組成。

邏輯運(yùn)算符可以處理當(dāng)前 CPU 所支持的各種數(shù)據(jù)類型。如果兩個(gè)操作數(shù)都是 Bool 數(shù)據(jù)類型，則邏輯表達(dá)式的結(jié)果也為 Bool數(shù)據(jù)類型。如果兩個(gè)操作數(shù)中至少有一個(gè)是位序列，則結(jié)果也為位序列而且結(jié)果是由最高操作數(shù)的類型決定。例如，當(dāng)邏輯表達(dá)式的兩個(gè)操作數(shù)分別是 Byte 類型和 Word 類型時(shí)，結(jié)果為 Word類型。

邏輯表達(dá)式中一個(gè)操作數(shù)為 Bool類型而另一個(gè)為位序列時(shí)，必須先將 Bool類型的操作數(shù)顯式轉(zhuǎn)換為位序列類型。

邏輯表達(dá)式的數(shù)據(jù)類型

下表列出了邏輯表達(dá)式中可使用的數(shù)據(jù)類型：

示例

以下為一個(gè)邏輯表達(dá)式的示例：

IF "MyTag1" AND NOT "MyTag2" THEN c := a;
MyTag := A OR B;

賦值運(yùn)算

定義：通過(guò)賦值運(yùn)算，可以將一個(gè)表達(dá)式的值分配給一個(gè)變量。賦值表達(dá)式的左側(cè)為變量，右側(cè)為表達(dá)式的值。

函數(shù)名稱也可以作為表達(dá)式。賦值運(yùn)算將調(diào)用該函數(shù)，并返回其函數(shù)值，賦給左側(cè)的變量。

賦值運(yùn)算的數(shù)據(jù)類型取決于左邊變量的數(shù)據(jù)類型。右邊表達(dá)式的數(shù)據(jù)類型必須與該數(shù)據(jù)類型一致。

賦值運(yùn)算的計(jì)算按照從右到左的順序進(jìn)行。

可通過(guò)以下方式編程賦值運(yùn)算：

單賦值運(yùn)算：執(zhí)行單賦值運(yùn)算時(shí)，僅將一個(gè)表達(dá)式或變量分配給單個(gè)變量：

示例：a := b;

多賦值運(yùn)算：執(zhí)行多賦值運(yùn)算時(shí)，一個(gè)指令中可執(zhí)行多個(gè)賦值運(yùn)算。

示例：a := b := c;

此時(shí)，將執(zhí)行以下操作：

b := c;

a := b;

組合賦值運(yùn)算：執(zhí)行組合賦值運(yùn)算時(shí)，可在賦值運(yùn)算中組合使用操作符"+"、"-"、"*"和"/"：

示例：a += b;

此時(shí)，將執(zhí)行以下操作：

a := a + b;

也可多次組合賦值運(yùn)算：

a += b += c *= d;

此時(shí)，將按以下順序執(zhí)行賦值運(yùn)算：

c := c * d;

b := b + c;

a := a + b;

示例

下表舉例說(shuō)明了單賦值運(yùn)算的操作：

下表舉例說(shuō)明了多賦值運(yùn)算的操作：

?

?

下表舉例說(shuō)明了組合賦值運(yùn)算的操作：

尋址與調(diào)用

尋址

SCL尋址分為符號(hào)尋址與地址尋址。

符號(hào)尋址

DB塊變量："DB塊名稱"（."變量名稱"）

PLC變量：變量名稱

局部變量：#變量名稱

地址尋址

DB塊變量：%DB塊號(hào)（.變量地址），TIA PORTAL軟件會(huì)判斷該地址有沒(méi)有對(duì)應(yīng)符號(hào)名稱，如果有則立即轉(zhuǎn)換為符號(hào)名稱，沒(méi)有則保留絕對(duì)地址

PLC變量：%變量地址，TIA PORTAL軟件會(huì)判斷該地址有沒(méi)有對(duì)應(yīng)符號(hào)名稱，如果有則立即轉(zhuǎn)換為符號(hào)名稱，沒(méi)有則新建符號(hào)名稱

Temp變量：SCL不支持非優(yōu)化FC/FB的Temp變量的地址尋址

舉例：

調(diào)用

程序調(diào)用分為以下幾類：

FC調(diào)用

FB調(diào)用

FB多重背景調(diào)用

調(diào)用可以從指令列表或者項(xiàng)目樹(shù)程序塊中拖拽入程序編輯區(qū)域，也可以直接輸入。

FC調(diào)用

FC調(diào)用的格式是

"FC塊名稱"(輸入形參:=實(shí)參,輸出形參=>實(shí)參,輸入輸出形參:=實(shí)參...)

返回值:=“FC塊名稱”(輸入形參:=實(shí)參,輸出形參=>實(shí)參,輸入輸出形參:=實(shí)參...)

FC調(diào)用需要確保所有形參都有對(duì)應(yīng)實(shí)參。如果沒(méi)有參數(shù)的FC也需要有括號(hào)。

如圖所示的例子；

圖1 FC調(diào)用

FB調(diào)用

FB調(diào)用的格式是

"背景數(shù)據(jù)塊名稱"(輸入形參:=實(shí)參,輸出形參=>實(shí)參,輸入輸出形參:=實(shí)參...)

一般情況下，F(xiàn)B的簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)類型形參可以沒(méi)有對(duì)應(yīng)實(shí)參，復(fù)雜數(shù)據(jù)類型的輸入、輸出也可以沒(méi)有對(duì)應(yīng)實(shí)參，所以FB可以隱藏或不隱藏不出現(xiàn)的形參。如果沒(méi)有參數(shù)的FB也需要有括號(hào)。

如圖2所示，顯示了一些FB調(diào)用的例子。

圖2 FB調(diào)用

如圖3所示，當(dāng)FB的參數(shù)全部顯示，在背景數(shù)據(jù)塊右鍵可以激活"僅顯示分配的參數(shù)"；當(dāng)FB的參數(shù)只顯示了分配的參數(shù)時(shí)，在背景數(shù)據(jù)塊右鍵可以激活"顯示所有參數(shù)"。

圖3 顯示分配/所有參數(shù)

FB多重背景調(diào)用

FB多重背景調(diào)用的格式是

#多重背景(輸入形參:=實(shí)參,輸出形參=>實(shí)參,輸入輸出形參:=實(shí)參...)

#多重背景[索引](輸入形參:=實(shí)參,輸出形參=>實(shí)參,輸入輸出形參:=實(shí)參...)

一般情況下，F(xiàn)B的簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)類型形參可以沒(méi)有對(duì)應(yīng)實(shí)參，復(fù)雜數(shù)據(jù)類型的輸入、輸出也可以沒(méi)有對(duì)應(yīng)實(shí)參，所以FB可以隱藏或不隱藏不出現(xiàn)的形參。如果只有Static的FB也需要有括號(hào)。

如圖4所示，顯示了一些FB多重背景調(diào)用的例子。

圖4 FB多重背景調(diào)用

注意：

對(duì)于定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的SCL調(diào)用，有特殊的格式，請(qǐng)參考鏈接：定時(shí)器、計(jì)數(shù)器。

新建SCL

有兩種方式新建SCL：

第一種是在新建塊，選擇OB/FC/FB后，設(shè)置語(yǔ)言為SCL，如圖5所示。

第二種是在LAD、FBD中直接插入SCL語(yǔ)言段，這需要TIA PORTAL V14及其以上的版本，如圖6所示。

圖5 新建SCL塊

①在項(xiàng)目樹(shù)中，找到PLC，然后展開(kāi)程序塊，點(diǎn)擊"添加新塊"

②在彈出對(duì)話框中，選擇塊類型，可以是OB/FB/FC，

③選擇語(yǔ)言為SCL

圖6 在LAD中插入SCL段

區(qū)域與注釋

和LAD/FBD不同，LAD/FBD在程序編輯器是一段一段的，編輯器可以插入新的網(wǎng)絡(luò)段，每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)段可以有各自的注釋。而SCL是文本語(yǔ)言，不分網(wǎng)絡(luò)段（LAD/FBD語(yǔ)言內(nèi)增加SCL除外），需要用其他的方法來(lái)解決。

區(qū)間

從TIA PORTAL V14以后，增加區(qū)間功能，使用指令：

REGION 區(qū)間名稱

程序文本

END_REGION

可以在指令中間增加需要編寫(xiě)的程序還不影響程序邏輯，并且支持嵌套。此外還可以像網(wǎng)絡(luò)段一樣收折疊來(lái)，如圖7所示。

圖7 區(qū)域

其中左邊為區(qū)間總覽，可以看出整體的結(jié)構(gòu)

①使得程序或總覽全部展開(kāi)

②使得程序或總覽全部折疊

③全部展開(kāi)/折疊是針對(duì)總覽與程序還是只針對(duì)總覽，圖中為針對(duì)總覽與程序

④獨(dú)立展開(kāi)/折疊程序

注釋

編輯器的空行，或者調(diào)用塊的右側(cè)均可以增加注釋，如圖8所示有兩種方式注釋：

第一種是：//注釋內(nèi)容

第二種是：(/*注釋內(nèi)容*/)

可以在工具欄中利用按鈕整段注釋或取消注釋。此外從TIA PORTAL V16開(kāi)始支持多語(yǔ)言注釋，使用指令(*多語(yǔ)言注釋內(nèi)容*)，具體參考多語(yǔ)言文檔。

圖8 注釋

①注釋掉選中段落

②對(duì)注釋掉的段落取消注釋

編輯：黃飛

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