西门子最接近C的编程语言，SCL教程，用好了事半功倍！

随着现代工控技术的不断发展，可能很多使用过 PLC 的技术人员都有这么一个感受： 传统的梯形图编程方式在面对越来越复杂的控制要求时，已显得力不从心。

其实，现在很多大品牌的中高级 PLC 都支持国际电工委员会 IEC61131 标准中规范的五种编程语言的混合编程，即梯形图（LD）、结构化文本(ST)、流程图（SFC）、指令表（IL）和功能块(FB)。在这五种编程语言中，我认为梯形图＋结构化文本是一种不错的组合，用梯形图写逻辑控制，用结构化文本写计算，这样可以加快编程效率并且使程序的可读性大大提高。而流程图编程则非常适用于一些“顺序控制”场合。至于指令表和功能块，则有其他的应用场合。

西门子 S7 系列 PLC 在国内工控领域中使用很广，它的编程软件 Step7 默认情况下只支持梯形图和指令表编程，但通过安装“S7-SCL”软件包和“S7-Graph”软件包可实现结构化文本和流程图编程。这两个安装包其实属于单独收费的，在网上也可以找到授权。

但是最新的博途系列，则将这两个语言集成在了软件里，而不需要额外下载安装包和购买授权。但他们两者的使用方法大体一致。

下面，我就结合自己的一些使用经验介绍一下如何使用结构化文本编程。

一、 什么是结构化文本编程

结构化文本是一种类似于计算机高级语言的编程方式，它的语法规范接近计算机中的

PASCAL 语言。具体的语法规则大家可参考西门子的相关手册，在此就不做详细介绍。下图为 Step7 中的 SCL 编程界面：

二、

S7-SCL 软件包的安装

在 Step7 中，结构化文本编程被称为结构化控制语言（Structured Control Language）, 缩写为 SCL. Step7 professional 版本的软件包中已包含了 S7-SCL 软件包，在安装 Step7 时，系统会提示是否要安装 S7-SCL，把复选框打钩即可，见下图：

三、

SCL 软件包的使用

SCL软件包用于以“源文件”的方式编写功能块、函数块。步骤如下：

第一步：当Step7中已正确安装SCL软件包后，会有如下界面

第二步：进入 SCL 编程界面，并选择准备编写的程序块的类别

第三步：编写程序并编译

编译后产生FC！

经过以上四步，就完成了一个用 SCL 编写功能块的全过程， FC1 的源程序，保存在“Sources”文件夹中，可随时打开进行修改。

四、用 SCL 编程实现“间接寻址”

Step7 中，梯形图编程不支持对 PLC 的间接寻址，用指令表的方式虽可实现，但步骤烦琐且程序可读性差，相比之下，用 SCL 的方式来做就简便的多，具体方法如下：

1、位寻址：

MX[i，j]，i 为字节地址，j 表示该字节中的哪个位，当 i=5；j=0 时，表示 M5.0

2、字节、字、双字寻址

MB[i]IW[i]、QB[i]、MD[i]

西门子SCL语言编程，常用指令介绍（收藏了）

指令

SCL作为一种编程语言，可以实现LAD/FBD所有的功能，大多数的指令与LAD/FBD都是相同的，只是在编辑器中的外形不同。只有一些指令使用是不太一样的甚至LAD/FBD没有的，这里只介绍这些不同的。

SCL特殊的指令有以下几种，如图1-3红框中的指令：

图1 读写存储器

图2 转换操作

图3 程序控制指令

在这三部分中，读写存储器的PEEK POKE指令可以参考链接，转换操作可以参考链接，这里只介绍图3的程序控制指令。

程序控制指令

程序控制指令见以下表格。

程序控制指令是SCL编程的基础，接近高级语言的指令，虽然这些功能通过LAD/FBD也可以实现，但使用SCL编写会更加方便，逻辑条理也更加清晰。

IF：条件执行

说明：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Bool变量、逻辑表达式或比较表达式作为条件。

执行该条件执行指令时，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。

参数

根据分支的类型，可以对以下形式的指令进行编程：

IF...THEN... 分支： IF <条件>THEN <语句1>END_IF;

图4 IF...THEN... 分支

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...THEN... ELSE...分支： IF <条件>THEN <语句1>ELSE <语句2>END_IF;

图5 IF...THEN... ELSE...分支

如果满足该条件，则将执行 THEN 后编写的语句。如果不满足该条件，则将执行 ELSE 后编写的语句。不论执行哪一个语句，之后都将从 END_IF 后的下一条指令开始继续执行。

IF...THEN... ELSIF...分支： IF <条件1>THEN <语句1>ELSIF <条件2>THEN <语句2>END_IF;

图6 IF...THEN... ELSIF...分支

如果满足条件1，则将执行 THEN 后的语句1，执行这些语句后，程序将从 END_IF 后继续执行。

如果不满足条件1，则将检查条件2。如果满足条件2，则将执行 THEN 后的语句2。执行这些语句后，程序将从 END_IF 后继续执行。

如果不满足任何条件，则直接执行 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。

参数

下表列出了该指令的参数：

示例

图7 IF示例

下表展示了不同的操作数数值对目标变量的影响：

CASE：创建多路分支

说明：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。

按如下方式声明此指令：

CASE <变量> OF

<常数1>: <语句1>;

<常数2>: <语句2>;

......

<常数n>: <语句n>;

ELSE <语句>;

END_CASE;

图8 CASE语句

参数

下表列出了该指令的参数：

* TIA PORTAL V16开始支持位序列数据类型的变量

示例

图9 CASE示例

下表展示了不同的操作数数值对目标变量的影响：

FOR：在计数循环中执行

说明：使用"在计数循环中执行"指令，重复执行程序循环，直至运行变量不在指定的取值范围内。

也可以嵌套程序循环。在程序循环内，可以编写包含其它运行变量的其它程序循环。

通过指令"复查循环条件"(Continue)，可以终止当前正在运行的程序循环。通过指令"立即退出循环"(Exit)终止整个循环的执行。

注意：

有关运行次数和运行变量的信息：

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。

按如下方式声明此指令：

FOR <运行变量> := <起始值> TO <结束值> BY <增量> DO

<语句>;

END_FOR;

如果增量为1，可以简写为：

FOR <运行变量> := <起始值> TO <结束值> DO

<语句>;

END_FOR;

图10 FOR语句

下表列出了该指令的参数：

*TIA PORTAL V16开始支持无符号整数类型的变量

示例

图11 FOR示例

Tag_Value 操作数乘以b_array 数组变量的元素 (2, 4, 6, 8)。并将计算结果读入到a_array 数组变量的元素 (2, 4, 6, 8) 中。

下表展示了给定 Tag_Value 与 b_array[i] 的值得到 a_array[i] 的结果：

WHILE：满足条件时执行

说明：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。

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。

也可以嵌套程序循环。在程序循环内，可以编写包含其它运行变量的其它程序循环。

通过指令"复查循环条件"(Continue)，可以终止当前连续运行的程序循环。通过指令"立即退出循环"(Exit)终止整个循环的执行。

可按如下方式声明此指令：

WHILE <条件>

DO <语句>;

END_WHILE;

图12 WHILE语句

参数

下表列出了该指令的参数：

示例

图13 WHILE示例

下表展示了循环初始和循环结束时变量值的变化

REPEAT：不满足条件时执行

说明：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。

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。

即使满足终止条件，至少也会执行一次循环内的语句。

也可以嵌套程序循环。在程序循环内，可以编写包含其它运行变量的其它程序循环。

通过指令"复查循环条件"(Continue)，可以终止当前连续运行的程序循环。通过指令"立即退出循环"(Exit)终止整个循环的执行。

可按如下方式声明此指令：

REPEAT <语句>;

UNTIL <条件>

END_REPEAT;

图14 REPEAT语句

参数

下表列出了该指令的参数：

示例

图15 REPEAT示例

下表展示了循环初始和循环结束时变量值的变化

CONTINUE：复查循环条件

说明：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。

图16 CONTINUE用在FOR循环

图17 CONTINUE用在WHILE循环

图18 CONTINUE用在REPEAT循环

示例

图19 CONTINUE示例

下表展示了计算结果：

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"1"递增，然后检查其当前值是否在设定的循环取值范围内。如果执行变量在循环取值范围内，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"1"进行递增并接受检查。

EXIT：立即退出循环

说明：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，并在循环结束（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。

图20 EXIT语句

示例

图21 EXIT示例

下表展示了计算结果：

如果满足条件 i > 5，则将取消循环执行。程序将从 END_FOR 后继续执行。

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。将运行变量 (i) 以 1 进行递增，并进行检查该变量的当前值是否在程序中设定的循环取值范围之内。如果执行变量 (i) 在循环取值范围内，则将再次计算 IF 的条件。

GOTO：跳转

说明：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"。

注意：

LAD/FBD语言内的SCL段，不能使用GOTO指令。

跳转标签遵循以下语法规则：

字母（a 至 z，A 至 Z）字母和数字组合；请必须字母为开始

可按如下方式声明此指令：

GOTO <跳转标签>;

...

<跳转标签>: <语句>

示例

图22 GOTO示例

下表展示了每个操作数数值对目标变量的变化影响：

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

说明：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。

图23 RETURN语句

示例

图24 RETURN示例

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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