西門子S7-1200程式設計概念(5)——程式語言

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STEP 7 為 S7-1200 提供以下標準程式語言：
● LAD（梯形圖邏輯）是一種圖形程式語言。 它使用基於電路圖的表示法。
● FBD（功能塊圖）是基於布林代數中使用的圖形邏輯符號的程式語言。
● SCL（結構化控制語言）是一種基於文字的高階程式語言。
建立程式碼塊時，應選擇該塊要使用的程式語言。使用者程式可以使用由任意或所有程式語言建立的程式碼塊。

梯形圖 (LAD)

電路圖的元件（如常閉觸點、常開觸點和線圈）相互連線構成程式段。

要建立複雜運算邏輯，可插入分支以建立並行電路的邏輯。
並行分支向下開啟或直接連線到電源線。 使用者可向上終止分支。
LAD 向多種功能（如數學、定時器、計數器和移動）提供“功能框”指令。
STEP 7 不限制 LAD 程式段中的指令（行和列）數。

建立 LAD 程式段時請註意以下規則：
● 不能建立可能導致反向能流的分支。

● 不能建立可能導致短路的分支。

功能塊圖 (FBD)

與 LAD 一樣，FBD 也是一種圖形程式語言。
邏輯表示法以布林代數中使用的圖形邏輯符號為基礎。

要建立複雜運算的邏輯，在功能框之間插入並行分支。

算術功能和其它複雜功能可直接結合邏輯框表示。
STEP 7 不限制 FBD 程式段中的指令（行和列）數。

SCL

結構化控制語言 (SCL, Structured Control Language) 是用於 SIMATIC S7 CPU的基於PASCAL 的高階程式語言。 SCL 支援 STEP 7 的塊結構。
可以使用以下三種程式語言之一將程式塊包括到專案中：SCL、LAD 和 FBD。

SCL 指令使用標準程式設計運運算元，例如，用 (:=) 表示賦值，算術功能（+ 表示相加，-表示相減，* 表示相乘，/ 表示相除）。 SCL 也使用標準的 PASCAL 程式控制操作，如IF-THEN-ELSE、CASE、REPEAT-UNTIL、GOTO 和 RETURN。 SCL程式語言中的語法元素還可以使用所有的 PASCAL 參考。 許多 SCL的其它指令（如定時器和計數器）與 LAD 和 FBD 指令匹配。

SCL 程式編輯器
可以在建立該塊時指定任何塊型別（OB、FB 或 FC）以便使用 SCL 程式語言。 STEP 7提供包含以下元素的 SCL 程式編輯器：
● 用於定義程式碼塊引數的介面部分
● 用於程式程式碼的程式碼部分
● 包含 CPU 支援的 SCL 指令的指令樹
可以直接在程式碼部分輸入指令的 SCL 程式碼。
編輯器包含用於通用程式碼結構和註釋的按鈕。 要瞭解更複雜的指令，只需從指令樹拖動SCL 指令並將其放入程式中。 也可以使用任意文字編輯器建立 SCL程式，然後將相應檔案匯入 STEP 7 中。

在 SCL 程式碼塊介面部分，可以宣告下列型別的引數：
● Input、Output、InOut 和 Ret_Val：
這些引數定義程式碼塊的輸入變數、輸出變數和傳回值。
執行程式碼塊期間區域性使用此處輸入的變數名稱。
通常不會使用變數表中的全域性變數名稱。
● Static（僅適用於 FB，上述示例適用於 FC）：
程式碼塊使用靜態變數在背景資料塊中儲存靜態中間結果。
塊會一直保留靜態資料，直到多個週期後被改寫。
塊的名稱（此塊將其作為多重背景呼叫）也儲存在靜態區域性資料中。
● Temp：這些引數是執行程式碼塊期間使用的臨時變數。
● Constant：這些是為程式碼塊指定的常數值。
如果從其它程式碼塊呼叫 SCL 程式碼塊，該 SCL 程式碼塊的引數會顯示為輸入或輸出。

本示例中，“Start”和“On”變數（來自專案變數表）相當於 SCL程式宣告表中的“StartStopSwitch”和“RunYesNo”。

SCL 運算式和運算

SCL 運算式是用於計算值的公式。 運算式由運算元和運運算元（如 *、/、+ 或-）組成。
運算元可以是變數、常量或運算式。
運算式的計算按一定的順序進行，具體由以下因素決定：
● 每個運運算元均具有預定義的優先順序，首先執行優先順序最高的運算。
● 按從左至右的順序處理優先順序相同的運運算元。
● 可使用圓括號指定要一起計算的一系列運運算元。
運算式的結果可用於將值分配給程式使用的變數、用作由控制陳述句使用的條件、用作其它SCL 指令的引數或者用於呼叫程式碼塊。

算術運運算元可以處理各種數值資料型別。
結果的資料型別取決於最高有效運算元的資料型別。 例如，使用 INT 運算元和REAL運算元的乘法運算會產生 REAL 結果值。

控制陳述句是 SCL 運算式的一種專用型別，可用於執行以下任務：
● 程式分支
● 重覆 SCL 程式設計程式碼的某些部分
● 跳轉到 SCL 程式的其它部分
● 按條件執行
SCL 控制陳述句包括 IF-THEN、CASE-OF、FOR-TO-DO、WHILE-DO、REPEATUNTIL、CONTINUE、GOTO 和 RETURN。
一條陳述句通常佔一行程式碼。
可以在一行中輸入多條陳述句，或者可將一條陳述句斷開成多行程式碼以使程式碼易於閱讀。
分隔符（如製表符、換行符和多餘空格）在語法檢查期間會被忽略。 END陳述句可終止控制陳述句。

以下示例顯示的是 FOR-TO-DO 控制陳述句。 （兩種形式的程式碼在語法上均有效。）

還可以為控制陳述句提供標簽。 用陳述句前的逗點將標簽隔開：

條件是一個比較運算式或邏輯運算式，其結果為 BOOL 型別（值為 TRUE 或FALSE）。
以下示例顯示了各種型別的條件。

條件可以使用算術運算式：
● 如果結果是非零的任何值，則運算式的條件為 TRUE。
● 如果結果為零，則運算式的條件為 FALSE。

要呼叫使用者程式中的其它程式碼塊，只需使用引數輸入 FB 或 FC 的名稱（或絕對地址）。對於 FB，還必須提供 FB 待呼叫的背景資料塊。

還可將塊從導航樹中拖動到 SCL 程式編輯器中，然後完成引數分配。

可透過在 (* 和 *) 之間加入註釋文字，將塊註釋新增到 SCL 程式碼中。 可在 (* 和*)之間新增任意數目的註釋行。 SCL 程式塊可能包括多個塊註釋。 為方便程式設計，SCL編輯器包括一個塊註釋按鈕和通用控制陳述句：

定址

與 LAD 和 FBD 一樣，SCL允許使用者在使用者程式中使用變數地址（符號定址）或絕對地址。 SCL還允許使用變數作為陣列索引。

SCL 提供 PEEK 和 POKE 指令，可用來從資料塊、I/O或儲存器中讀取內容或是向其中寫入內容。而您提供操作中具體位元組偏移量或位偏移量的引數。

對於 PEEK 和 POKE 指令，“area”、“area_src”和“area_dest”引數可以使用以下值。對於資料塊以外的其它區域，dbNumber 引數必須為 0。

LAD、FBD 和 SCL 的 EN 和 ENO

確定指令的“能流”（EN 和 ENO）

特定指令（如數學和移動指令）為 EN 和 ENO 提供引數。 這些引數與 LAD 或FBD中的能流有關並確定在該掃描期間是否執行指令。 SCL 還允許使用者為程式碼塊設定 ENO引數。
● EN（使能輸入）是布林輸入。 要執行功能框指令，能流 (EN = 1)必須出現在此輸入端。 如果 LAD 框的 EN輸入直接連線到左側電源線，將始終執行該指令。
● ENO（使能輸出）是布林輸出。 如果該功能框在 EN輸入端有能流且正確執行了其功能，則 ENO 輸出會將能流 (ENO = 1)傳遞到下一個元素。
如果執行功能框指令時檢測到錯誤，則在產生該錯誤的功能框指令處終止該能流 (ENO= 0)。

透過組態 SCL 來設定 ENO

要組態 SCL 編譯器以設定 ENO，請按以下步驟操作：
1. 從“選項”(Options) 選單中選擇“設定”(Settings) 命令。
2. 展開“PLC 程式設計”(PLC programming) 屬性並選擇“SCL（結構化控制語言）”(SCL(Structured Control Language))。
3. 選擇“自動設定 ENO”(Set ENO automatically) 選項。

在程式程式碼中使用 ENO

您還能夠透過將 ENO 分配給 PLC 變數或在區域性塊中評估 ENO 等方式在程式程式碼中使用ENO。

Ret_Val 或 Status 引數對 ENO 的影響

某些指令（如通訊指令或字串轉換指令）提供一個輸出引數，其中包含有關指令處理的資訊。 例如，某些指令提供通常為 Int 資料型別的 Ret_Val（傳回值）引數，其中包含 -32768 到 +32767 範圍內的狀態資訊。還有些指令提供通常為 Word 資料型別的 Status引數，其中儲存十六進位制值 16#0000 到16#FFFF 範圍內的狀態資訊。 Ret_Val 或Status 引數中儲存的數字值確定該指令的 ENO狀態。
● Ret_Val：介於 0 至 32767 的值通常設定 ENO = 1（即 TRUE）。 介於 -32768 至 -1的值通常設定 ENO = 0（即 FALSE）。 要評估 Ret_Val，將表示法更改為十六進位制。
● Status：介於 16#0000 至 16#7FFF 的值通常設定 ENO = 1（即 TRUE）。介於16#8000 至 16#FFFF 的值通常設定 ENO = 0（即 FALSE）。
需要多次掃描才能執行的指令通常提供 Busy 引數(Bool)，用於表示指令處於活動狀態，但尚未完成執行。 此類指令通常還提供 Done 引數(Bool) 和 Error 引數 (Bool)。Done 表示指令已完成且無錯誤，而 Error表示指令已完成，但存在錯誤情況。
● Busy = 1（即 TRUE）時，ENO = 1（即 TRUE）。
● Done = 1（即 TRUE）時，ENO = 1（即 TRUE）。
● Error = 1（即 TRUE）時，ENO = 0（即 FALSE）。

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