西门子PLC编程：如何学习SCL语言的基本语法规则

SCL：Structured Control Language，结构化控制语言。

SCL是一种类似于计算机高级语言的编程方式，只是这种语言编写的程序，可以在PLC中运行。如果学过C语言或者VB语言，就会很容易上手SCL。当然没有基础依然可以从零开始学习。

在PLC中有了SCL这种编程语言，就可以方便地把计算机高级语言，编写的算法移植到PLC中。

西门子以下系列的PLC都支持SCL语言编程：

S7-300S7-400S7-1200S7-1500WinAC

SCL能实现复杂的运算功能，特别是有大量数据要处理的时候。相对于梯形图SCL在运算、函数、过程优化方面有天然的优势。

在博途软件中已经集成SCL语言包，可以直接使用SCL进行进行编程。在传统的STEP7 中需要单独的安装 S7-SCL 软件包。

因为SCL是一种高级编程语言，所以就包含表达式 、运算符 、程序控制语句 等语言元素。

1、表达式

SCL中有三种表达式：

算术表达式关系表达式逻辑表达式

一个完整的表达式是由操作数 和与之搭配的操作符 组成。通过表达式的特定顺序进行运算，并返回一个值。

操作数 ：常数、变量、函数调用(在PLC编程中可以理解为地址)。

操作符 ：+、- 、*、/ （加减乘除），and、or、not（与或非）等。

操作符有时也叫运算符 ，SCL支持的运算符有算术运算符、比较运算符、逻辑运算符、赋值运算符。

算术运算符 ：主要是我们常用的加（+）、减（-）、乘（*）、除（/），以及数学上常用的取正、取负、求余数、整除、求余（%）。

比较运算符 ：用于数值的比较，主要有大于、小于、等于、不等于。

逻辑运算符 ：用于布尔型值的运算，常用的逻辑运算符除了与、或、非之外，还有异或。

赋值运算符 ：通过赋值运算，可以将一个表达式的值赋给一个变量。赋值运算符左侧为变量，右侧为表达式的值。 赋值运算的计算按照从右到左的顺序。

1.1、算术表达式

算术运算符：+、-、*、/、DIV、MOD、**。

算术表达式 通常由常量、变量、函数、圆括号、运算符等组成。算术表达式也叫数学表达式，是三种表达式中最简单的，几乎可以等同于数学运算。

西门子PLC的算术表达式，支持各种数据类型。一个算术表达式的两个操作数，如果分别属于不同的数据类型，依然可以运算。运算结果的数据类型，如下图所示：

虽然不同的数据类型可以算术运算，还是建议大家先进行数据格式转换，然后进行运算。防止出现运算后，不知道数据格式，导致数据错误。

1.2、关系表达式

关系运算符：<、<=、>、>=、==、<>。

关系表达式是利用关系运算符，将两个操作数或数据类型进行比较，然后得到一个布尔值（BOOL）型的逻辑结果。如果比较结果为真，则结果为1(TRUE)，否则为0 (FALSE)。

所以关系表达式的值只能是逻辑值真或假(1或者0)。

关系表达式有时候也称作比较表达式 。

西门子PLC的关系表达式，支持各种数据类型，结果的数据类型只能是布尔型。

以下数据类型，只能比较相同类型的变量：

TIME日期和时间UDT

1.3、逻辑表达式

逻辑运算符：AND(&)、OR、NOT、XOR。

西门子PLC的逻辑表达式，支持各种数据类型。但是在运算中会出现两种情况。

一是 ，两个操作数都是布尔(BOOL)数据类型，则逻辑运算的结果也为布尔数据类型。

另一种情况 ，如果两个操作数中至少有一个是位序列，则结果也为位序列。结果由最高操作数的数据类型决定。例如，当两个操作数分别是字节(Byte) 类型和字(Word)类型时，结果为字(Word)类型。

逻辑表达式中一个操作数为布尔(BOOL)类型而另一个为位序列时，必须先将 布尔(BOOL)类型的操作数显式转换为位序列类型。

位序列：一组由0和1组成的序列。

PLC编程中的循环语法使用

所有计算机编程语言，都有循环的功能。

PLC也是。

所以当然有循环功能。

不管什么CPU，什么编程语言，都有循环语法，可以用于实现循环。当然，很多时候，语言对循环支持的并不够理想。通常还要有指针，间接寻址等配合。所以在PLC编程中，属于难度比较高的题目。

我知道，有一些人，对掌握循环编程语法很在意，也有一些人，对自己搞不好循环而很头疼。

今天分析一下这个问题。

首先，我们看循环编程方法的意义。几个方面：

1， 提高CPU的工作效率；

2， 降低程序代码数量，减少内存使用。

3， 降低编程时的工作量。

首先看1，你只要用类似FOR…NEXT的循环语句，对CPU的工作量其实是没有多少改善的。循环100次，和写100行，并没有区别。真的循环周期数太大的时候，一样要当心OB1循环超时。

关于2，减少代码数量需要有足够多的循环周期。如果只有5个对象或者更少，为了做循环，还要精心准备输入和输出接口，最终反而程序代码量多了。

关于3，编程的工作量，同时还有难度。都是要综合考虑的。如果编程工具可以支持与办公软件的数据对拷，先在办公软件中，通过数据整理技巧，把程序代码整理好，PLC环境中拿来直接使用，工作量有时候说不定更少，更快捷。

工业自动化系统中，通常设备数据量都很小。比如一个中型的控制系统，100台电机设备算比较多了。而值得通过循环来编程的，通常还是同一个类型的序列设备。那超过5台都很少见。

而如果要设计为循环编程方法，还需要在I/O排布开始就要充分考虑。比方说输入信号按顺序X.0, X.1, X.2,X.3,X.4，输出信号也要同样的按顺序排起来。

这就需要提前跟电气图纸设计者沟通好，也要跟盘柜工人配合。这些是不符合标准化模块化设计原则的。

尤其是，如果运行中，突然中间的某一个模块的点坏掉了，要把其中一个点挪到其他的地址，还做不到了。这比较麻烦。

回顾我自己十几年做过的PLC程序，真正用过循环编程的场合，少之又少。印象中比较深的，是处理仓库类数据，用到了循环。但因为循环量太大，尽管开始是用循环语句实现的，但后来发现导致CPU的循环周期过长，而因为也没有什么实时性要求，最后还是改为异步循环，借由OB1的循环周期来实现了。

所以，关于循环语法，我的原则是，少用循环。只要能不用循环，就尽量别用循环。

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