PLC编程小白必知:关于SCL语言编程方法的简介
SCL :Structured Contorl Language,结构化控制语言。
在TIA博途软件中,默认支持SCL语言,在建立程序块时可以直接选择SCL语言。
SCL语言类似计算机高级语言,如果你有C、Java、C++、Python这种高级语言的学习经历,再学习SCL就会容易很多。
在用SCL语言编程时,主要用IF...THEN/FOR/WHILE语句去构造条件、循环、判断这样的结构,在这些结构中再次添加指令,去实现逻辑判断。所有程序的编写都是在纯文本的环境下编辑,不像梯形图那么直观。
今天就和大家聊一下关于SCL编程的基础知识:
变量与常量地址与符号寻址方式以上是PLC技术学习的基础知识,但凡懂一点PLC,对上面三部分内容应该都不会陌生。所以我也不打算把书本上的东西再重复一遍,这篇文章我只介绍在SCL中,上面三部分内容的使用以及与梯形图中的不同之处。
1、变量与常量
简单点来说,在程序运行时如果一个数据的值是不确定的我们就把它称作变量 。比如锅炉的温度,水流的速度,这些数据会随着时间(或者其他因素)波动。
反之,肯定会有一部分数据,不会受到外界的干扰,就是唯一值,这部分数据我们就称作常量 。比如一天有24小时,π=3.14。
常量的存在主要是为了存储一些固定的数值,在编程时使用常量能减少出错率。声明后的常量也比较容易修改。
举例来说,程序中如果有多处使用π,我们可以先定义π为常量,然后在编程时只需要把π带入公式即可,这样就能减少每次输入3.14出错的概率。后续维护时,想提高计算精度,我们可以直接在声明中改变π,使π=3.1415926,否则多处的数值改起来会相当麻烦。
无论是变量还是常量,在 TIA Portal 中按照作用的区域又可以分为全局和局部 。也就是我们常说的全局变量、全局常量,局部变量、局部常量。
全局变量 (或者全局常量)如果简单理解,大概分为两种,一种是在PLC变量表中建立的变量(或者常量)。还有一种是全局DB中创建的变量(或者常量)
全局变量可以被PLC中的所有程序使用,比较典型的就是PLC中的 I、Q、M存储区。
局部变量 (或者局部常量)一般是在FC/FB中建的变量(或者常量),也就是我们常说的内部变量(或者内部常量)
正常情况我们在某一个FC/FB中声明的内部变量,只会在该FC/FB中使用。但是TIA Portal软件中对该要求没有强制,也就是说FC/FB的内部变量也是可以被其他的FC/FB处理的。
在SCL编程时我们最好不要使用外部程序,处理内部变量,否则在程序移植时很容易出错。
2、地址与符号
变量的声明: 变量的声明有时候也叫变量定义,定义变量通常要指定变量的名称、数据类型,默认值等属性。
在SCL编程中,一定记住这个准则:变量要先定义后使用 。
变量的主要作用是用于存储数据,是数据存储的基本单元。声明变量就是向PLC的寄存器中,申请一块特定的区域用于存储数据。
这块区域的属性就是变量的属性,比如一个短整型变量占用2个字节,单精度浮点型数据占用4个字节。
在 TIA Portal 中声明局部变量会像上图中所示,利用表格的形式定义各种数据。
Input、Output、Inout这三种是FB对外的接口(形式参数),Static、Temp、Constant主要用于FB程序内部。
常量定义 :在声明常量时,并不像变量那样占用PLC的特定存储区域,所以常量也就没有绝对地址。因为常量就代表了特定的数值,在程序中也禁止修改常量。
上图是定义局部常量的方法,全局常量在PLC变量表的【用户常量】标签页里定义,如下图所示:
3、寻址方式
寻址就是我们对数据的访问方式,有绝对地址寻址 和符号寻址 两种。
PLC中的存储区域主要有四种:I、Q、M、DB。我们可以直接通过地址进行读取数据,比如 I0.0、MW10、DB1.DBW20。这种访问数据的方式就叫做绝对地址寻址 。
前面讲过,变量要先定义再使用,在定义变量的过程中,我们就赋予了绝对地址一个特殊的符号名称,通过定义的符号进行数据访问就是符号寻址。
在TIA Portal 中使用绝对地址编程时,软件会自动添加默认符号(博途不允许无符号名称的变量出现),并且增加了优化访问模式的DB。可见在S7-1200/1500编程中,弱化了绝对寻址。
SCL编程时符号寻址的书写格式:
DB块变量的寻址格式:"DB块名称".变量名称
PLC变量的寻址格式:"变量名称"
局部变量的寻址格式:#变量名称
上图是三种变量在SCL程序编写过程中,书写的格式,在编程SCL程序时需要严格遵守。
忘记书写格式时,可以通过拖拽的方式使用变量,或者使用软件的智能关联功能。
SCL编程时也可以使用变量前加 % 的方式使用绝对地址寻址,DB块变量的书写格式为%DB块号.变量地址。TIA PORTAL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。
如果是PLC变量,也可以通过%变量地址的方式使用绝对地址寻址,TIA PORTAL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。
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]
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