PLC编程-顺序控制的编程方法

在PLC编程的过程中，常遇到需要顺序控制应用场景。选择一种合理高效的编程方式，可以快速的构建顺序控制应用场景。

顺序控制的基本思路，即要将设备的动作细分为单个动作步，每个步执行一个操作。且步与步之间通过对应的转换条件连接，及步动作切换。严格按照此思路，选择合理的程序实现结构，即可轻易完成顺序控制要求的功能。

顺序控制一般流程思路

以上控制流程，在设计程序架构时，可以选择一个中间变量来实现动作步的切换。每一个动作步中，设置一个特征值，以确定每一个步的动作。当转换条件成立时，调整中间变量的特征值，以特征值的变化实现步与步之间的切换。这种方式的程序结构简单，程序动作流程结构清晰，在需要动作步切换的位置，通过中间变量的特征值，可以实现任意动作步之间的相互切换使用非常方便。顺序控制程序示例如下：

顺序控制程序示例

实例 SCL编程，这9种程序控制指令必须掌握

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。

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程序控制指令

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。

程序控制语句说明选择IF-THEN语句用于将程序执行转移到两个备选分支之一（取决于条件为 True 还是 False）；CASE语句用于选择执行 n 个备选分支之一（取决于变量值）循环；FOR语句只要控制变量在指定值范围内，就重复执行某一语句序列；WHILE-DO语句只要仍满足执行条件，就重复执行某一语句序列；REPEAT-UNTIL语句重复执行某一语句序列，直到满足终止条件为止；程序跳转CONTINUE语句停止执行当前循环迭代；EXIT语句无论是否满足终止条件，都会随时退出循环；GOTO语句使程序立即跳转到指定标签；RETURN语句使程序立刻退出正在执行的块，返回到调用块。下面详细介绍各条指令的用法。

（1）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：

参数

数据类型

存储区

说明

<条件>

BOOL

I、Q、M、D、L

待求值的表达式。

<语句>

-

在满足条件时，要执行THEN后的语句。如果不满足条件，则执行 ELSE 后编写的语句。

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：

操作数值"Tag_1"TrueFalseFalseFalse"Tag_2"FalseTrueFalseFalse"Tag_3"FalseFalseTrueFalse"Tag_Value"1020300

（2）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：

参数

数据类型

存储区

说明

<变量>

整数、位序列*

I、Q、M、D、L

与设定的常数值进行比较的值。

<常数>

位序列

若为位序列，则常数可以为以下值：

二进制数（例如，2#10） 八进制数（例如，8#77） 十六进制数（例如，16#AD） 未定型的常数（例如，1000）

整数

作为指令序列执行条件的常数值。常数可以为以下值：

整数（例如，5） 整数范围（例如，15 到 20） 由整数和范围组成的枚举（例如，10、11、15 到 20）

<语句>

-

-

当表达式的值等于某个常数值时，将执行该常数后的各种指令。如果不满足条件，则执行 ELSE 后编写的指令。如果两个值不相等，则执行这些指令。

* 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：

操作数值"Tag_Value"01,3,56,7,8,9,1016,17,20,21,22,23,24,25其他"Tag_1"1----"Tag_2"-1---"Tag_3"--1--"Tag_4"---1-"Tag_5"----1

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（3）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：

参数

数据类型

存储区

说明

<运行变量>

有符号整数、无符号整数*

I、Q、M、D、L

执行循环时会计算其值的操作数。执行变量的数据类型将确定其它参数的数据类型。

<起始值>

I、Q、M、D、L

表达式，在运行变量首次执行循环时，将为运行变量分配该表达式的值。

<结束值>

I、Q、M、D、L

表达式，在运行程序最后一次循环时会为运行变量分配该表达式的值。在每个循环后都会检查运行变量的值：

未达到结束值：执行符合 DO 的语句 达到结束值：最后执行一次 FOR 语句 超出结束值：完成 FOR 循环

执行该指令期间，不允许更改结束值。

<增量>

I、Q、M、D、L

表达式，根据增量表达式的值，执行变量在每次循环后都会递增（正增量）或递减（负增量）自身变量值。

如果未指定增量，则在每次循环后执行变量的值加 1。

执行该指令期间，不允许更改增量。

<语句>

-

只要运行变量的值在取值范围内，每次循环都就会执行的语句。取值范围由起始值和结束值定义。

*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：

设定Tag_Value值5设定b_array[2]b_array[4]b_array[6]b_array[8]值3579结果a_array[2]a_array[4]a_array[6]a_array[8]值15253545

（4）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：

参数

数据类型

存储区

说明

<条件>

BOOL

I、Q、M、D、L

表达式，每次执行循环之前都需要进行求值。

<语句>

-

在满足条件时，要执行的语句。如果不满足条件，则程序将从 END_WHILE 后继续执行。

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

初始循环结束Tag_25Tag_105

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（5）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：

参数

数据类型

存储区

说明

<语句>

-

在设定条件的值为 False 时执行的指令。即使满足终止条件，此指令也执行一次。

<条件>

BOOL

I、Q、M、D、L

表达式，每次执行循环之后都需要进行求值。如果表达式的值为 False，则将再次执行程序循环。如果表达式的值为 True，则程序循环将从 END_REPEAT 后继续执行。

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

初始循环结束Tag_25Tag_106

（6）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：

变量计算结果"DB10".Test[0]-"DB10".Test[1]-"DB10".Test[2]-"DB10".Test[3]-"DB10".Test[4]-"DB10".Test[5]1"DB10".Test[6]1"DB10".Test[7]1

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。

（7）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：

变量计算结果"DB10".Test[0]1"DB10".Test[1]1"DB10".Test[2]1"DB10".Test[3]1"DB10".Test[4]1"DB10".Test[5]1"DB10".Test[6]-"DB10".Test[7]-

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。

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（8）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：

操作数值Tag_Value123其他

初始值结束值初始值结束值初始值结束值初始值结束值Tag_101000000Tag_201010000Tag_301010100Tag_401010101

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。

（9）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。

（来源：网络，版权归原作者所有，侵删）

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