三菱ST语言教学（1）——基本指令与标签

IF 条件判断

if单词翻译过来是“如果”，在程序中用于判断是否满足某种条件，当满足其中一个条件时在这个条件下面进行一些操作，在所有条件都不满足时不操作，举个例子：

假设现在有3个按钮控制电机正反转。按下按钮1(X1)电机正转（Y1），按下按钮2(X2)电机反转（Y2），按下X3停止。 使用梯形图编程如下：

梯形图编程

可以看到的是，由于输入为按钮，是一个脉冲信号，所以需要线圈并上输入形成自锁保持电机启动。同样的功能我们用ST来编程：

ST编程

当按下按钮X1的期间，位软元件Y1的值为true（理解为on，高电平，导通），Y2的值为false（理解为off，低电平，断开），X2与X3同理。三个按钮都没有动作时，输出Y1,Y2也不会有任何操作。

这里的:=是ST语言的赋值符号，它即可以给开关量赋值，也可以给数字量赋值；即可以赋值常数，也可以赋值变量，类似于梯形图里面的mov指令。一定要记住每个赋值语句后面和结束指令后面要加分号结束符“;”，程序里所有的符号要用英文的符号。

程序写成这样已经可以初步实现功能，可以看到在ST语言下，软元件赋值后如果没有其他的赋值操作，直接就是保持的，类似于梯形图的SET/RST指令。

IF语句的常用格式如下：

IF不仅可以判断开关量，同时可以判断数字量，或者是一个公式，例如：

IF判断数字量

标签（变量）

上面的程序我们都是用PLC自带的软元件（X,Y,M,D等）进行编程的，而想要发挥ST语言真正的实力还需要学会使用标签进行编程。

从使用范围标签分为局部标签和全局标签，局部标签只能在相应的一个程序段内使用，不同的程序段可以建立同名标签不会互相影响；而全局标签可以在工程下所有程序段内使用。

在三菱的结构化工程中，每建立一个程序段就会生成相应的局部标签，建立标签需要声明标签的数据类型，可以是bit(位)，word(字)，float(浮点)，string(字符串)，time(时间)等基本数据类型，也可以是FB(功能块),struct(结构体)，本文只介绍基本数据类型，其他的以后再讲。

上面电机正反转控制的例子我们可以修改如下：

声明标签

声明标签

标签栏共有3项，“类”包含VAR,VAR_CONSTANT,VAR_RETAIN,其中VAR为中间变量，可以在任意时刻进行判断和赋值；VAR_CONSTANT为常数变量，设定常数后不能被程序赋值；VAR_RETAIN为保持变量，相比VAR多个掉电数据保持功能。“标签名”可以任意写，三菱还支持写中文，但要注意不要写一些PLC保留字，比如bit，int，word等相关的，这里建议尽量写英文，这样程序看起来整齐而且通用，可以复制到其他品牌PLC也能直接运行，还有中文的变量在编程时不能双击选中，也很麻烦。

程序编辑如下：

标签编程

标签所表示的含义是编程人员定义的，想要控制实际的设备还需要将标签与设备对应的软元件相连接：

程序与设备相连

这里要注意赋值的方向，:=后面的值传递给前面的标签。

从这个程序来看好像标签没有起到任何便利的作用，反而多此一举，那是因为程序太简单还体现不出标签的便捷，下面我们讲其他的基本指令。

CASE 条件判断

与IF相比，CASE判断更清晰，它常用于判断数字量 ，我们举个例子来说明他的格式，仍然采用标签的方式：

声明标签

CASE判断

其含义为：

当标签Number=0时，输出开关量OutputBool为true，输出整形量OutputInt=1；

当Number=1时，输出开关量OutputBool为true，输出整形量OutputInt=2；

当Number=2到11任意一个数时，输出开关量OutputBool为true，输出整形量OutputInt=3；

当Number=15或者20时，输出开关量OutputBool为true，输出整形量OutputInt=4；

当Number不等于以上任何值时，输出开关量OutputBool为false，输出整形量OutputInt=0；

这段程序基本体现了case语句的所有格式，可以看到相比IF，条件要清晰很多。

CASE指令除了用于条件判断，也用于顺序流程控制 的编程，再举个例子：

假设一个机构有3个气缸，3个气缸按照一个固定顺序依次进行伸出动作，完成后统一缩回。 我们可以使用case来构建整个流程：

声明标签

每个气缸有4个变量，分别为气缸伸出，伸出反馈，气缸缩回，缩回反馈。

流程控制

iStep的每一个值相当于一个步骤，每完成一个步骤，通过气缸到位信号 将步骤iStep置为下一个步骤，这样整个程序可以按照我们想要顺序执行。xBegin相当于一个开始按钮，触发整个流程。

从这个程序我们可以看出，case下面可以添加if，实际上不仅如此，所有基本指令的下面都可以多层套嵌，可以实现更为复杂的逻辑。

FOR循环

FOR循环为有限次的循环，循环根据设定的增量讲一个数字变量进行递增，直到变量等于设定值。举例说明：

FOR循环

这里建立了两个字变量“ii”“iCount”，这里ii作为循环的依据变量，设定的增量为by后面的数字2，由0数到100，意思为ii初始值为0，每次+2，直到ii的值=100本次扫描周期内 停止。要明确的是循环是在一个PLC扫描周期内完成的，所以如果FOR语句上面没有条件进行限制，每个扫描周期都要进行这个循环任务，例如上图的程序如果直接执行，那么每个扫描周期要进行50次循环，占用PLC的资源还是很大的，所以一般我们要用上升沿或者判断条件限制FOR循环在需要的时候执行。例如：

增加限制条件

这里对FOR循环做了条件限制，每循环一次iCount的值增加1，每个周期for循环50次，20个周期后iCount的值=1000，不再满足iCount<1000的条件了， 循环停止。

WHILE循环

WHILE循环为条件循环，只要满足设定的条件就一直循环，直到条件不满足才停止，循环也是在一个PLC扫描周期内完成的。这里要特别注意如果条件一直满足，PLC会陷入死循环，造成PLC报错，所以如果不是迫不得已，尽量不要使用while循环，举例说明其用法：

WHILE循环

这个程序的意思为，在一个扫描周期内，当变量iCount<1000时，始终执行iCount自身+1的操作，直到不满足iCount<1000的条件才停止，上面这个程序分析可知循环1000次后循环停止，程序是没问题的，但是如果由于马虎+号写成了-号，如果不考虑变量自身的容量问题，循环没有停止的时候，变为死循环，那这个程序一运行就会报错。

其他的基本符号

ST语言逻辑运算和数学运算都很方便，例如：

“与或非”和“加减乘除”都很简单，复杂的运算可以直接调用现成的公式(指令)。下一篇讲解指令和功能块的调用。

西门子PLC的STEP7 程序块的类型及区别

在SIEMENS S7-300/400系列PLC中有多种程序块，如下图（在管理器右边的空白区域点击右键），主要有：组织块（OB），功能块（FB），功能（FC），数据块（DB）及系统功能（SFC）和系统功能块（SFB）等。　

注：快捷菜单中的其它两项：数据类型和变量表。数据类型（UDT）用于指定程序中数据元素的大小与格式；

变量表（VAT）用来在程序调试和运行时修改和监视变量的内容（在地址栏中输入地址后，符号栏中会自动显示在符号表中定义的符号）。

这几种程序块的功能简要说明如下：调用程序块：OB，FB，FC（可以调用除OB块外的其它程序块）；被调用程序块：FB，FC，SFB，SFC。

1、组织块OBOB由系统自动调用，并执行用户在OB块中编写的程序，所以OB的基本作用是调用用户程序。

在OB块中编写程序的最大容量，S7-300是16KB，S7-400是64KB。

除主程序循环OB1外，其它OB均是由事件触发的中断。2、函数FC 函数FC有两个作用：（1）作为子程序用；

（2）作为函数用，函数中通常带形参。

函数中程序的最大容量，S7-300是16KB，S7-400是64KB。

FC的形参通常也称为接口区，参数类型分为输入参数，输出参数，输入/输出参数和临时数据区。

在编写函数FC的输出参数时，应避免没有直接输出（否则，可能输出一个随机值，影响程序的判断）。可以在函数的开始，将字输出参数清0，位输出参数复位。

3、函数块FB FB与FC相比，FB每次调用都必须分配一个背景数据块，用来存储接口数据区（TEMP类型除外）和运

算的中间数据。其它程序可以直接使用背景数据区中的数据。

FB中程序的最大容量，S7-300是16KB，S7-400是64KB。

FB的接口区比FC多了一个静态数据区（STAT），用来存储中间变量。

程序调用FB时，形参不像FC那样必须赋值，可以通过背景数据块直接赋值。

由于FB带有背景数据块，输出参数不会输出随机值，可以不在FB中编写初始化程序。

4、数据块DB

DB用来存储用户数据及程序的中间变量，为全局变量。DB的最大容量，S7-300为32KB，S7-400为64KB。

DB可分为共享数据块（Share DB）、背景数据块（Instance DB）和用户自定义数据UDT）类型的数据块。

共享数据块可作为所有程序使用的全局变量，在CPU允许的条件下，一个程序可创建任意多个DB，每个DB的最大容量为64KB。

默认条件下，共享数据块为掉电保持，在其属性菜单中选中"Non Retain"可以更改为掉电数据丢失。

如CPU中无足够的内部存储空间保存数据，可将指定的数据保存到共享数据块。存储在共享数据块中的数据可被其它任意一个块调用（全局变量）。这一点和背景数据块不同，背景数据块只能被指定的功能块（FB）使用，保存在背景数据块中的数据只能在这个功能块中有效。

背景数据块与FB和SFB关联，也是全局变量。背景数据块和共享数据块相比，只保存与FB或SFB接口数据区（Temp）相关的数据。背景数据块中有一种比较特殊的数据块，称为多重背景数据块。

有关多重背景数据块的用法和使用注意事项请参看《怎样使用多重背景数据块》。基于UDT的数据块为全局变量，提供一个固定格式的数据结构，便于用户使用。

5、系统函数（SFC）和系统函数块（SFB） SFC和SFB集成在CPU中，相当于系统提供的可供用户程序调用的FC或FB，实现与CPU系统相关的一些功能，如读写CPU时钟等功能。调用SFB需要背景数据块。

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