SCL编程从入门到精通(一)程序创建与基本控制函数

余生颓废 提交于 2020-02-12 16:58:50

SCL语言是由Pascal而生的结构化程序语言,与梯形图相(LAD)比,SCL语言的灵活程度更高,易于编写控制算法。

本教程基于的平台如下

软件:TIA 15.1

CPU 1516


一、创建SCL程序

在SCL中一般不允许至直接使用绝对地址。

创建程序有两种基本方式;

(1)直接创建纯SCL的程序块儿;

image

(2)在LAD/FBD中在插入SCL程序段。

image

在程序段中直接右击插入即可,但是插入的程序段并不能完全使用SCL语法,GOTO等跳转指令就不能使用。在SCL中一般不能使用绝对地址进行变量地址的访问,变量表中的变量一般使用变量名称进行访问。

创建的SCL块儿可以在观测栏中显示变量的地址,如下,为示例程序:

image

在SCL中,:= 表示赋值。

二、常量,变量及相关指令

(1)常量及变量的声明

在博图中,可以在代码区进行变量的声明,也可以在程序块内部进行变量声明。具体如下图:

变量声明区有如下区别:

无论是FC还是FB块,都是函数块

Input

函数块的形参,外部传入函数的变量

类型

具体功能

Output

组件返回 函数的返回值

Inout

从外部读入量然后经过程序再输出到外部,其需要划分存储空间,故仅在FB块中使用

Static

同Inout仅在FB块中使用,例如计时器等函数块可以使用此类型函数进行定义

Temp

临时变量,局部变量,仅在当前周期中存在

其中,Constant为常量,应用较为简单不再叙述

Input,Output以及Inout都是作为函数参数使用,尽管Static在程序块中会为其划分存储空间,但是其仍旧是作为局部变量的存在使用。

此外,SCL还允许用户自行定义自己的类,这点会在后面的文章进行阐述。同时TIA15.1还允许用户定义变量声明形式。

菜单:选项/设置 如下图

image

如果切换为文本视图,在其中就可以进行变量的自定义。

image

笔者觉得这是博图一个极为重要的改进。

(2)基本运算符以及基本程序控制指令

通过如下的基本运算符就可以看出西门子的PLC已经不单单是一个传统的可编程控制器。笔者曾用1200做了一个简单网关,可见现在的PLC功能有多强大。后期会把教程一并导入。

基本运算符及优先级如下:

运算符

运算

优先级

算术表达式

+

一元加

2

-

一元减

2

**

幂运算

3

*

乘法

4

/

除法

4

MOD

模运算

4

+

加法

5

-

减法

5

+=, -=, *=, /=

组合赋值运算

11

关系表达式

<

小于

6

>

大于

6

<=

小于等于

6

>=

大于等于

6

=

等于

7

<>

不等于

7

逻辑表达式

NOT

取反

3

AND &

“与”运算

8

XOR

“异或”运算

9

OR

“或”运算

10

引用表达式

REF

引用


^

取消引用

1

?=

赋值尝试

11

其它运算

( )

括号

1

:=

赋值

11

注:对于数据类型,部分数据类型在1200中并不能使用,同时部分数据类型只能通过符号寻址,并不能通过绝对地址访问,读者可以在编程中自行体会,本教程不对变量类型做过多解释。

基本控制函数主要为三类:

条件语句

循环语句

选择语句

然后上述三类中又包含了四个常用指令:

Goto、Exit、Return、Continue

在介绍上述指令之前,先介绍代码区间

REGION
END_REGION

是一对配对的区间函数,可以对代码进行整理,也可以对其划分的一个区间的代码进行剪切,粘贴,复制,删除插入等操作
具体样例如下图:

image

  • 条件语句

IF语句

使用“条件执行”指令,可以根据条件控制程序流的分支。该条件是结果为布尔值(TRUE 或 FALSE)的表达式。可以将逻辑表达式或比较表达式作为条件。

执行该指令时,将对指定的表达式进行运算。如果表达式的值为 TRUE,则表示满足该条件;如果其值为 FALSE,则表示不满足该条件。

根据分支的类型,可以对以下形式的指令进行编程:

  • IF 分支:

    IF <condition> THEN <instructions>

    END_IF;

如果满足该条件,则将执行 THEN 后编写的指令。如果不满足该条件,则程序将从 END_IF 后的下一条指令开始继续执行。

  • IF 和 ELSE 分支:

    IF <condition> THEN <instructions1>

    ELSE <Instructions0>

    END_IF;

如果满足该条件,则将执行 THEN 后编写的指令。如果不满足该条件,则将执行 ELSE 后编写的指令。程序将从 END_IF 后的下一条指令开始继续执行。

  • IF、ELSIF 和 ELSE 分支:

    IF <condition1> THEN <instructions1>

    ELSIF <condition2> THEN <instruction2>

    ELSE <Instructions0>

    END_IF;

如果满足第一个条件(<条件 1>),则将执行 THEN 后的指令(<指令 1>)。执行这些指令后,程序将从 END_IF 后继续执行。

如果不满足第一个条件,则将检查第二个条件(<条件 2>)。如果满足第二个条件(<条件 2>),则将执行 THEN 后的指令(<指令 2>)。执行这些指令后,程序将从 END_IF 后继续执行。

如果不满足任何条件,则先执行 ELSE 后的指令(<指令 0>),再执行 END_IF 后的程序部分。

在 IF 指令内可以嵌套任意多个 ELSIF 和 THEN 组合。可以选择对 ELSE 分支进行编程。

IF 指令的语法如下所示:


IF "Tag_1" = 1

THEN "Tag_Value" := 10;

ELSIF "Tag_2" = 1

THEN "Tag_Value" := 20;

ELSIF "Tag_3" = 1

THEN "Tag_Value" := 30;

ELSE "Tag_Value" := 0;

END_IF;

WHILE:满足条件时执行

使用“满足条件时执行”指令可以重复执行程序循环,直至不满足执行条件为止。该条件是结果为布尔值(TRUE 或 FALSE)的表达式。可以将逻辑表达式或比较表达式作为条件。

具体示例如下:

WHILE

"Tag_Value1" <> "Tag_Value2"

DO "Tag_Result"

:= "Tag_Input";

END_WHILE; //只要“Tag_Value1”和“Tag_Value2”操作数的值不匹配,“Tag_Input”操作数的值就会分配给“Tag_Result”操作数。

REPEAT:不满足条件时执行

使用“不满足条件时执行”指令可以重复执行程序循环,直至不满足执行条件为止。该条件是结果为布尔值(TRUE 或 FALSE)的表达式。可以将逻辑表达式或比较表达式作为条件。

示例如下:

REPEAT

"Tag_Result":= "Tag_Value";

UNTIL "Tag_Error"

END_REPEAT;//“Tag_Error”操作数值的信号状态为“0”,就会将“Tag_Value”操作数的值分配给“Tag_Result”操作数。

  • 选择语句

CASE:创建多路分支

使用“创建多路分支”指令,可以根据数字表达式的值执行多个指令序列中的一个。

具体示例如下:

CASE "Tag_Value" OF

0 :

"Tag_1" := 1;

1,3,5 :

"Tag_2" := 1;

6...10 :

"Tag_3" := 1;

16,17,20...25 :

"Tag_4" := 1;

ELSE

"Tag_5" := 1;

END_CASE;

  • 循环语句(FOR语句)

注意:

程序运行时无法更改运行次数。
出于性能原因,应在块接口的“Temp”部分中声明运行变量。在循环中,该运行变量无法更改。
因此,以下示例程序将生成一个语法错误且无法编译:
FOR #i := 1 TO 10 DO
#i := #i + 1;
END_FOR;
FOR 语句的限制
  编写不会导致死循环的“安全”FOR 语句时, 可以使用BY设置步长,以防造成死循环。

  • 其他程序指令

CONTINUE:复查循环条件

使用“复查循环条件”指令,可以结束 FOR、WHILE 或 REPEAT 循环的当前程序运行。执行该指令后,将再次计算继续执行程序循环的条件。该指令将影响其所在的程序循环。

FOR i := 1 TO 15 BY 2 DO

IF (i < 5) THEN

CONTINUE;

END_IF;

"DB10".Test[i] := 1;

END_FOR;

如果满足条件 i < 5,则不执行后续值分配 ("DB10".Test[i] := 1)。运行变量 (i) 以增量“2”递增,然后检查其当前值是否在设定的取值范围内。如果执行变量在取值范围内,则将再次计算 IF 的条件。

如果不满足条件 i < 5,则将执行后续值分配 ("DB10".Test[i] := 1) 并开始一个新循环。在这种情况下,执行变量也会以增量“2”进行递增并接受检查。

EXIT:立即退出循环

使用“立即退出循环”指令,可以随时取消 FOR、WHILE 或 REPEAT 循环的执行,而无需考虑是否满足条件。在循环结束(END_FOR、END_WHILE 或 END_REPEAT)后继续执行程序。该指令将影响其所在的程序循环。

FOR i := 15 TO 1 BY -2 DO

IF (i < 5)

THEN EXIT;

END_IF;

"DB10".Test[i] := 1;

END_FOR;

GOTO:跳转

使用“跳转”指令,可以从标注为跳转标签的指定点开始继续执行程序。跳转标签和“跳转”指令必须在同一个块中。在一个块中,跳转标签的名称只能指定一次。每个跳转标签可以是多个跳转指令的目标。

不允许从“外部”跳转到程序循环内,但允许从循环内跳转到“外部”。

CASE "Tag_Value" OF
1 : GOTO MyLABEL1;
2 : GOTO MyLABEL2;
3 : GOTO MyLABEL3;
ELSE GOTO MyLABEL4;
END_CASE;
MyLABEL1: "Tag_1" := 1;
MyLABEL2: "Tag_2" := 1;
MyLABEL3: "Tag_3" := 1;
MyLABEL4: "Tag_4" := 1;

根据“Tag_Value”操作数的值,程序将从对应的跳转标签标识点开始继续执行。例如,如果“Tag_Value”操作数的值为 2,则程序将从跳转标签“MyLABEL2”开始继续执行。在这种情况下,将跳过“MyLABEL1”跳转标签所标识的程序行。

RETURN:退出块

使用“退出块”指令,可以终止当前处理块中的程序执行,并在调用块中继续执行。如果该指令出现在块结尾处,则可以跳过。

IF "Tag_Error" <>0 THEN RETURN;

END_IF;

clipboard

如果“Tag_Error”操作数的信号状态不为 0,则将终止当前处理块中的程序执行。


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