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。

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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