基于PASCAL的高級編程語言——SCL編程語言

SCL（Structured Control Language，結構化控制語言）是一種基于 PASCAL 的高級編程語言。這種語言基于標準 DIN EN 61131-3（國際標準為 IEC 1131-3）。

根據該標準，可對用于可編程邏輯控制器的編程語言進行標準化。SCL 編程語言實現了該標準中定義的 ST 語言 (結構化文本) 的 PLCopen 初級水平。

S7-1200從V2.2版本開始支持SCL語言。

語言元素

SCL 除了包含 PLC 的典型元素（例如，輸入、輸出、定時器或存儲器位）外，還包含高級編程語言。

表達式

賦值運算

運算符

程序控制語句

SCL 提供了簡便的指令進行程序控制。例如，創建程序分支、循環或跳轉。

應用

因此，SCL 尤其適用于下列應用領域：

數據管理

過程優化

配方管理

數學計算 / 統計任務

表達式

說明：表達式將在程序運行期間進行運算，然后返回一個值。一個表達式由操作數（如常數、變量或函數調用）和與之搭配的操作符（如 *、/、+ 或 -）組成。通過運算符可以將表達式連接在一起或相互嵌套。

運算順序

表達式將按照下面因素定義的特定順序進行運算：

相關運算符的優先級，優先級數越小越優先

同等優先級運算符的運算順序按照從左到右的順序

賦值運算的計算按照從右到左的順序進行

括號優先級最高

表達式類型

不同的運算符，分別可使用以下不同類型的表達式：

算術表達式

關系表達式

邏輯表達式

算數表達式

說明：算術表達式既可以是一個數字值，也可以是由帶有算術運算符的兩個值或表達式組合而成。

算術運算符可以處理當前 CPU 所支持的各種數據類型。如果在該運算中有 2 個操作數，那么可根據以下條件來確定結果的數據類型：

如果這 2 個操作數均為有符號的整數，但長度不同，那么結果將采用長度較長的那個整數數據類型（例如，Int + DInt = DInt）。

如果這 2 個操作數均為無符號整數，但長度不同，那么結果將采用長度較長的那個整數數據類型（例如，USInt + UDInt = UDInt）。

如果一個操作數為有符號整數，另一個為無符號整數，那么結果將采用另一個長度較大的有符號數據類型（其包含此無符號整數）（例如，SInt + USInt = Int）

如果一個操作數為整數，另一個為浮點數，那么結果將采用浮點數的數據類型（例如，Int + Real = Real）。

如果 2 個操作數均為浮點數，但長度不同，結果將采用長度較長的那個浮點數的數據類型（例如，Real + LReal = LReal）。

對于操作數為"Time"和"日期和時間"數據類型組，運算結果的數據類型請參見表1。

算術表達式的數據類型

表1列出了在算術表達式中可使用的數據類型：

示例

以下為一些算術表達式的示例：

"MyTag1":= "MyTag2" * "MyTag3";

關系表達式

說明：關系表達式將兩個操作數的值或數據類型進行比較，然后得到一個布爾值。如果比較結果為真，則結果為 TRUE，否則為 FALSE。

關系運算符可以處理當前 CPU 所支持的各種數據類型。結果的數據類型始終為 Bool。

編寫關系表達式時，請注意以下規則：

以下數據類型組中的所有變量都可以進行比較：

整數/浮點數

位、位序列

字符串

對于以下數據類型，只能比較相同類型的變量：

TIME

日期和時間

UDT

Array

Struct

Variant

String 比較是對以 Windows 字符集編碼的字符進行比較；而 WSting比較則是對 UTF-16 編碼的字符進行比較。在比較過程中，將比較變量的長度及各字符對應的數值。

Array 比較需要數組維度、數組元素數據類型與數量完全相同

UDT、Array、Struct、Variant等進行的比較只能使用S7-1200 V4.2及其以上的版本。

關系表達式的數據類型

表2列出了在關系表達式中可使用的數據類型/數據類型組：

示例

以下舉例說明了一個關系表達式：

IF a > b THEN c:= a;
IF A > 20 AND B < 20 THEN C:= TRUE;
IF A<>(B AND C) THEN C:= FALSE;

邏輯表達式

說明：邏輯表達式由兩個操作數和邏輯運算符（AND、OR 或 XOR）或取反操作數 (NOT) 組成。

邏輯運算符可以處理當前 CPU 所支持的各種數據類型。如果兩個操作數都是 Bool 數據類型，則邏輯表達式的結果也為 Bool數據類型。如果兩個操作數中至少有一個是位序列，則結果也為位序列而且結果是由最高操作數的類型決定。例如，當邏輯表達式的兩個操作數分別是 Byte 類型和 Word 類型時，結果為 Word類型。

邏輯表達式中一個操作數為 Bool類型而另一個為位序列時，必須先將 Bool類型的操作數顯式轉換為位序列類型。

邏輯表達式的數據類型

下表列出了邏輯表達式中可使用的數據類型：

示例

以下為一個邏輯表達式的示例：

IF "MyTag1" AND NOT "MyTag2" THEN c := a;
MyTag := A OR B;

賦值運算

定義：通過賦值運算，可以將一個表達式的值分配給一個變量。賦值表達式的左側為變量，右側為表達式的值。

函數名稱也可以作為表達式。賦值運算將調用該函數，并返回其函數值，賦給左側的變量。

賦值運算的數據類型取決于左邊變量的數據類型。右邊表達式的數據類型必須與該數據類型一致。

賦值運算的計算按照從右到左的順序進行。

可通過以下方式編程賦值運算：

單賦值運算：執行單賦值運算時，僅將一個表達式或變量分配給單個變量：

示例：a := b;

多賦值運算：執行多賦值運算時，一個指令中可執行多個賦值運算。

示例：a := b := c;

此時，將執行以下操作：

b := c;

a := b;

組合賦值運算：執行組合賦值運算時，可在賦值運算中組合使用操作符"+"、"-"、"*"和"/"：

示例：a += b;

此時，將執行以下操作：

a := a + b;

也可多次組合賦值運算：

a += b += c *= d;

此時，將按以下順序執行賦值運算：

c := c * d;

b := b + c;

a := a + b;

示例

下表舉例說明了單賦值運算的操作：

下表舉例說明了多賦值運算的操作：

?

?

下表舉例說明了組合賦值運算的操作：

尋址與調用

尋址

SCL尋址分為符號尋址與地址尋址。

符號尋址

DB塊變量："DB塊名稱"（."變量名稱"）

PLC變量：變量名稱

局部變量：#變量名稱

地址尋址

DB塊變量：%DB塊號（.變量地址），TIA PORTAL軟件會判斷該地址有沒有對應符號名稱，如果有則立即轉換為符號名稱，沒有則保留絕對地址

PLC變量：%變量地址，TIA PORTAL軟件會判斷該地址有沒有對應符號名稱，如果有則立即轉換為符號名稱，沒有則新建符號名稱

Temp變量：SCL不支持非優化FC/FB的Temp變量的地址尋址

舉例：

調用

程序調用分為以下幾類：

FC調用

FB調用

FB多重背景調用

調用可以從指令列表或者項目樹程序塊中拖拽入程序編輯區域，也可以直接輸入。

FC調用

FC調用的格式是

"FC塊名稱"(輸入形參:=實參,輸出形參=>實參,輸入輸出形參:=實參...)

返回值:=“FC塊名稱”(輸入形參:=實參,輸出形參=>實參,輸入輸出形參:=實參...)

FC調用需要確保所有形參都有對應實參。如果沒有參數的FC也需要有括號。

如圖所示的例子；

圖1 FC調用

FB調用

FB調用的格式是

"背景數據塊名稱"(輸入形參:=實參,輸出形參=>實參,輸入輸出形參:=實參...)

一般情況下，FB的簡單數據類型形參可以沒有對應實參，復雜數據類型的輸入、輸出也可以沒有對應實參，所以FB可以隱藏或不隱藏不出現的形參。如果沒有參數的FB也需要有括號。

如圖2所示，顯示了一些FB調用的例子。

圖2 FB調用

如圖3所示，當FB的參數全部顯示，在背景數據塊右鍵可以激活"僅顯示分配的參數"；當FB的參數只顯示了分配的參數時，在背景數據塊右鍵可以激活"顯示所有參數"。

圖3 顯示分配/所有參數

FB多重背景調用

FB多重背景調用的格式是

#多重背景(輸入形參:=實參,輸出形參=>實參,輸入輸出形參:=實參...)

#多重背景[索引](輸入形參:=實參,輸出形參=>實參,輸入輸出形參:=實參...)

一般情況下，FB的簡單數據類型形參可以沒有對應實參，復雜數據類型的輸入、輸出也可以沒有對應實參，所以FB可以隱藏或不隱藏不出現的形參。如果只有Static的FB也需要有括號。

如圖4所示，顯示了一些FB多重背景調用的例子。

圖4 FB多重背景調用

注意：

對于定時器和計數器的SCL調用，有特殊的格式，請參考鏈接：定時器、計數器。

新建SCL

有兩種方式新建SCL：

第一種是在新建塊，選擇OB/FC/FB后，設置語言為SCL，如圖5所示。

第二種是在LAD、FBD中直接插入SCL語言段，這需要TIA PORTAL V14及其以上的版本，如圖6所示。

圖5 新建SCL塊

①在項目樹中，找到PLC，然后展開程序塊，點擊"添加新塊"

②在彈出對話框中，選擇塊類型，可以是OB/FB/FC，

③選擇語言為SCL

圖6 在LAD中插入SCL段

區域與注釋

和LAD/FBD不同，LAD/FBD在程序編輯器是一段一段的，編輯器可以插入新的網絡段，每一個網絡段可以有各自的注釋。而SCL是文本語言，不分網絡段（LAD/FBD語言內增加SCL除外），需要用其他的方法來解決。

區間

從TIA PORTAL V14以后，增加區間功能，使用指令：

REGION 區間名稱

程序文本

END_REGION

可以在指令中間增加需要編寫的程序還不影響程序邏輯，并且支持嵌套。此外還可以像網絡段一樣收折疊來，如圖7所示。

圖7 區域

其中左邊為區間總覽，可以看出整體的結構

①使得程序或總覽全部展開

②使得程序或總覽全部折疊

③全部展開/折疊是針對總覽與程序還是只針對總覽，圖中為針對總覽與程序

④獨立展開/折疊程序

注釋

編輯器的空行，或者調用塊的右側均可以增加注釋，如圖8所示有兩種方式注釋：

第一種是：//注釋內容

第二種是：(/*注釋內容*/)

可以在工具欄中利用按鈕整段注釋或取消注釋。此外從TIA PORTAL V16開始支持多語言注釋，使用指令(*多語言注釋內容*)，具體參考多語言文檔。

圖8 注釋

①注釋掉選中段落

②對注釋掉的段落取消注釋

編輯：黃飛

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