SCL(StructuredControlLanguage,结构化控制语言)是一种基于PASCAL的高级编程语言。这种语言基于标准DINEN-3(国际标准为IEC-3)。
根据该标准,可对用于可编程逻辑控制器的编程语言进行标准化。SCL编程语言实现了该标准中定义的ST语言(结构化文本)的PLCopen初级水平。S7-从V2.2版本开始支持SCL语言。
语言元素
SCL除了包含PLC的典型元素(例如,输入、输出、定时器或存储器位)外,还包含高级编程语言。
表达式
赋值运算
运算符
程序控制语句
SCL提供了简便的指令进行程序控制。例如,创建程序分支、循环或跳转。
应用
SCL尤其适用于下列应用领域:
数据管理
过程优化
配方管理
数学计算/统计任务
表达式说明:表达式将在程序运行期间进行运算,然后返回一个值。一个表达式由操作数(如常数、变量或函数调用)和与之搭配的操作符(如*、/、+或-)组成。通过运算符可以将表达式连接在一起或相互嵌套。
运算顺序
表达式将按照下面因素定义的特定顺序进行运算:
相关运算符的优先级,优先级数越小越优先
同等优先级运算符的运算顺序按照从左到右的顺序
赋值运算的计算按照从右到左的顺序进行
括号优先级最高
表达式类型
不同的运算符,分别可使用以下不同类型的表达式:
算术表达式
关系表达式
逻辑表达式
算数表达式说明:算术表达式既可以是一个数字值,也可以是由带有算术运算符的两个值或表达式组合而成。
算术运算符可以处理当前CPU所支持的各种数据类型。如果在该运算中有2个操作数,那么可根据以下条件来确定结果的数据类型:
如果这2个操作数均为有符号的整数,但长度不同,那么结果将采用长度较长的那个整数数据类型(例如,Int+DInt=DInt)。
如果这2个操作数均为无符号整数,但长度不同,那么结果将采用长度较长的那个整数数据类型(例如,USInt+UDInt=UDInt)。
如果一个操作数为有符号整数,另一个为无符号整数,那么结果将采用另一个长度较大的有符号数据类型(其包含此无符号整数)(例如,SInt+USInt=Int)
如果一个操作数为整数,另一个为浮点数,那么结果将采用浮点数的数据类型(例如,Int+Real=Real)。
如果2个操作数均为浮点数,但长度不同,结果将采用长度较长的那个浮点数的数据类型(例如,Real+LReal=LReal)。
对于操作数为"Time"和"日期和时间"数据类型组,运算结果的数据类型请参见表1。
算术表达式的数据类型
表1列出了在算术表达式中可使用的数据类型:
运算运算符优先级第一个操作数第二个操作数结果乘方**2整数/浮点数整数/浮点数浮点数正号+3整数/浮点数-整数/浮点数TimeTime负号-整数/浮点数-整数/浮点数TimeTime乘法*4整数/浮点数整数/浮点数整数/浮点数Time整数Time除法/整数/浮点数整数/浮点数(≠0)整数/浮点数Time整数Time取模MOD整数整数整数加法+5整数/浮点数整数/浮点数整数/浮点数TimeTimeTimeTimeDIntTimeTODTimeTODTODDIntTODDateTODDTLDTLTimeDTL减法-整数/浮点数整数/浮点数整数/浮点数TimeTimeTimeTimeDIntTimeTODTimeTODTODDIntTODTODTODTimeDateDateTimeDTLTimeDTLDTLDTLTime示例
以下为一些算术表达式的示例:
"MyTag1":="MyTag2"*"MyTag3";
关系表达式说明:关系表达式将两个操作数的值或数据类型进行比较,然后得到一个布尔值。如果比较结果为真,则结果为TRUE,否则为FALSE。
关系运算符可以处理当前CPU所支持的各种数据类型。结果的数据类型始终为Bool。
编写关系表达式时,请注意以下规则:
以下数据类型组中的所有变量都可以进行比较:
整数/浮点数
位、位序列
字符串
对于以下数据类型,只能比较相同类型的变量:
TIME
日期和时间
UDT
Array
Struct
Variant
String比较是对以Windows字符集编码的字符进行比较;而WSting比较则是对UTF-16编码的字符进行比较。在比较过程中,将比较变量的长度及各字符对应的数值。
Array比较需要数组维度、数组元素数据类型与数量完全相同
UDT、Array、Struct、Variant等进行的比较只能使用S7-V4.2及其以上的版本。
关系表达式的数据类型
表2列出了在关系表达式中可使用的数据类型/数据类型组:
运算运算符优先级第一个操作数第二个操作数结果小于、小于等于、大于、大于等于、=、、=6整数/浮点数整数/浮点数Bool位序列位序列Bool字符串字符串BoolTimeTimeBool日期和时间
日期和时间
Bool等于、不等于==、7整数/浮点数整数/浮点数Bool位序列位序列Bool字符串字符串BoolTimeTimeBool日期和时间
日期和时间
BoolVariant任意数据类型BoolUDTUDTBoolArrayArrayBoolStructStructBool示例
以下举例说明了一个关系表达式:
IFabTHENc:=a;IFA20ANDB20THENC:=TRUE;IFA(BANDC)THENC:=FALSE;
逻辑表达式说明:逻辑表达式由两个操作数和逻辑运算符(AND、OR或XOR)或取反操作数(NOT)组成。
逻辑运算符可以处理当前CPU所支持的各种数据类型。如果两个操作数都是Bool数据类型,则逻辑表达式的结果也为Bool数据类型。如果两个操作数中至少有一个是位序列,则结果也为位序列而且结果是由最高操作数的类型决定。例如,当逻辑表达式的两个操作数分别是Byte类型和Word类型时,结果为Word类型。
逻辑表达式中一个操作数为Bool类型而另一个为位序列时,必须先将Bool类型的操作数显式转换为位序列类型。
逻辑表达式的数据类型
下表列出了逻辑表达式中可使用的数据类型:
运算运算符优先级第一个操作数第二个操作数结果取反NOT3Bool-Bool求反码位序列-位序列与AND、8BoolBoolBool位序列位序列位序列异或XOR9BoolBoolBool位序列位序列位序列或OR10BoolBoolBool位序列位序列位序列示例
以下为一个逻辑表达式的示例:
IF"MyTag1"ANDNOT"MyTag2"THENc:=a;MyTag:=AORB;
赋值运算定义:通过赋值运算,可以将一个表达式的值分配给一个变量。赋值表达式的左侧为变量,右侧为表达式的值。
函数名称也可以作为表达式。赋值运算将调用该函数,并返回其函数值,赋给左侧的变量。
赋值运算的数据类型取决于左边变量的数据类型。右边表达式的数据类型必须与该数据类型一致。
赋值运算的计算按照从右到左的顺序进行。
可通过以下方式编程赋值运算:
单赋值运算:执行单赋值运算时,仅将一个表达式或变量分配给单个变量:
示例:a:=b;
多赋值运算:执行多赋值运算时,一个指令中可执行多个赋值运算。
示例:a:=b:=c;
此时,将执行以下操作:
b:=c;
a:=b;
组合赋值运算:执行组合赋值运算时,可在赋值运算中组合使用操作符"+"、"-"、"*"和"/":
示例:a+=b;
此时,将执行以下操作:
a:=a+b;
也可多次组合赋值运算:
a+=b+=c*=d;
此时,将按以下顺序执行赋值运算:
c:=c*d;
b:=b+c;
a:=a+b;
示例
下表举例说明了单赋值运算的操作:
"MyTag1":="MyTag2";
(*变量赋值*)
"MyTag1":="MyTag2"*"MyTag3";
(*表达式赋值*)
"MyTag":="MyFC"();
(*调用一个函数,并将函数值赋给"MyTag"变量*)
#MyStruct.MyStructElement:="MyTag";
(*将一个变量赋值给一个结构元素*)
#MyArray[2]:="MyTag";
(*将一个变量赋值给一个ARRAY元素*)
"MyTag":=#MyArray[1,4];
(*将一个ARRAY元素赋值给一个变量*)
#MyString[2]:=#MyOtherString[5];
(*将一个STRING元素赋给另一个STRING元素*)
下表举例说明了多赋值运算的操作:
"MyTag1":="MyTag2":="MyTag3";
(*变量赋值*)
"MyTag1":="MyTag2":="MyTag3"*"MyTag4";
(*表达式赋值*)
"MyTag1":="MyTag2":="MyTag3:="MyFC"();
(*调用一个函数,并将函数值赋值给变量"MyTag1"、"MyTag1"和"MyTag1"*)
#MyStruct.MyStructElement1:=#MyStruct.MyStructElement2:="MyTag";
(*将一个变量赋值给两个结构元素*)
#MyArray[2]:=#MyArray[32]:="MyTag";
(*将一个变量赋值给两个数组元素*)
"MyTag1":="MyTag2":=#MyArray[1,4];
(*将一个数组元素赋值给两个变量*)
#MyString[2]:=#MyString[3]:=#MyOtherString[5];
(*将一个STRING元素赋值给两个STRING元素*)
下表举例说明了组合赋值运算的操作:
"MyTag1"+="MyTag2";
(*"MyTag1"和"MyTag2"相加,并将相加的结果赋值给"MyTag1"。*)
"MyTag1"-="MyTag2"+="MyTag3";
(*"MyTag2"和"MyTag3"相加。将相加的结果赋值给操作数"MyTag2",再从"MyTag1"中减去"MyTag2",计算结果将赋值给"MyTag1"。*)
#MyArray[2]+=#MyArray[32]+="MyTag";
(*数组元素"MyArray[32]"加上"MyTag"。计算结果将赋值给"MyArray[32]"。之后这个数组元素"MyArray[32]"与数组中另一个元素"MyArray[2]"相加,然后将结果分配给数组元素"MyArray[2]"。在该运算中,相应的数据类型必须兼容。*)
#MyStruct.MyStructElement1/=#MyStruct.MyStructElement2*="MyTag";
(*结构化元素"MyStructElement2"乘以"MyTag"。计算结果将赋值给"MyStructElement2"。之后,将结构化元素"MyStructElement1"除以"MyStructElement2",并将计算结果赋值给"MyStructElement1"。在该运算中,相应的数据类型必须兼容。*)
寻址与调用寻址SCL寻址分为符号寻址与地址寻址。
符号寻址
DB块变量:"DB块名称"(."变量名称")
PLC变量:变量名称
局部变量:#变量名称
地址寻址
DB块变量:%DB块号(.变量地址),TIAPORTAL软件会判断该地址有没有对应符号名称,如果有则立即转换为符号名称,没有则保留绝对地址
PLC变量:%变量地址,TIAPORTAL软件会判断该地址有没有对应符号名称,如果有则立即转换为符号名称,没有则新建符号名称
Temp变量:SCL不支持非优化FC/FB的Temp变量的地址寻址
举例:
符号名说明符号寻址DB块变量"MyDB".Variable.Static_1"MyDB".Array[0]访问数组元素"MyDB"DB块名作为参数PLC变量"Start"局部变量#Input_1#Temp_1.x0变量名片段访问地址寻址DB块变量%DB2.DBB1%DB2DB块名作为参数,会立刻转换为DB块名PLC变量%M.0会立刻转换为"符号名"%Q1.0:P会立刻转换为"符号名":P调用程序调用分为以下几类:
FC调用
FB调用
FB多重背景调用
调用可以从指令列表或者项目树程序块中拖拽入程序编辑区域,也可以直接输入。
FC调用
FC调用的格式是
"FC块名称"(输入形参:=实参,输出形参=实参,输入输出形参:=实参...)
返回值:=“FC块名称”(输入形参:=实参,输出形参=实参,输入输出形参:=实参...)
FC调用需要确保所有形参都有对应实参。如果没有参数的FC也需要有括号。
如图所示的例子;
图1FC调用
FB调用
FB调用的格式是
"背景数据块名称"(输入形参:=实参,输出形参=实参,输入输出形参:=实参...)
一般情况下,FB的简单数据类型形参可以没有对应实参,复杂数据类型的输入、输出也可以没有对应实参,所以FB可以隐藏或不隐藏不出现的形参。如果没有参数的FB也需要有括号。
如图2所示,显示了一些FB调用的例子。
图2FB调用
如图3所示,当FB的参数全部显示,在背景数据块右键可以激活"仅显示分配的参数";当FB的参数只显示了分配的参数时,在背景数据块右键可以激活"显示所有参数"。
图3显示分配/所有参数
FB多重背景调用
FB多重背景调用的格式是
#多重背景(输入形参:=实参,输出形参=实参,输入输出形参:=实参...)
#多重背景[索引](输入形参:=实参,输出形参=实参,输入输出形参:=实参...)
一般情况下,FB的简单数据类型形参可以没有对应实参,复杂数据类型的输入、输出也可以没有对应实参,所以FB可以隐藏或不隐藏不出现的形参。如果只有Static的FB也需要有括号。
如图4所示,显示了一些FB多重背景调用的例子。
图4FB多重背景调用
注意:对于定时器和计数器的SCL调用,有特殊的格式,请参考链接:定时器、计数器。
新建SCL有两种方式新建SCL:
第一种是在新建块,选择OB/FC/FB后,设置语言为SCL,如图5所示。
第二种是在LAD、FBD中直接插入SCL语言段,这需要TIAPORTALV14及其以上的版本,如图6所示。
图5新建SCL块
①在项目树中,找到PLC,然后展开程序块,点击"添加新块"
②在弹出对话框中,选择块类型,可以是OB/FB/FC,
③选择语言为SCL
图6在LAD中插入SCL段
区域与注释和LAD/FBD不同,LAD/FBD在程序编辑器是一段一段的,编辑器可以插入新的网络段,每一个网络段可以有各自的注释。而SCL是文本语言,不分网络段(LAD/FBD语言内增加SCL除外),需要用其他的方法来解决。
区间从TIAPORTALV14以后,增加区间功能,使用指令:
REGION区间名称
程序文本
END_REGION
可以在指令中间增加需要编写的程序还不影响程序逻辑,并且支持嵌套。此外还可以像网络段一样收折叠来,如图7所示。
图7区域
其中左边为区间总览,可以看出整体的结构
①使得程序或总览全部展开
②使得程序或总览全部折叠
③全部展开/折叠是针对总览与程序还是只针对总览,图中为针对总览与程序
④独立展开/折叠程序
注释编辑器的空行,或者调用块的右侧均可以增加注释,如图8所示有两种方式注释:
第一种是://注释内容
第二种是:(/*注释内容*/)
可以在工具栏中利用按钮整段注释或取消注释。此外从TIAPORTALV16开始支持多语言注释,使用指令(*多语言注释内容*),具体参考多语言文档。
图8注释
①注释掉选中段落
②对注释掉的段落取消注释
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