在S7300400型PLC中使用高级语言编程参考模板

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1、在S7300/400型PLC中使用高级语言编程S7-SCL是一种类似于Pasical、Deliphi的高级编程语言，其符合国际标准IEC 61131-3，也就是说支持该标准的任意厂家的PLC均可以使用与之相似的语言编程。这种语言适合于处理复杂的逻辑和大量的数学运算，由于其具有高级语言的编程结构，因此和S7的STL语句表编程方式比较起来有着更加方便的控制方式，可以这样说，只要是必须使用语句表的地方，我们均可以考虑使用SCL,也许STL在执行时比SCL更加高效，但事实上也不一定，首先SCL可以编译成STL,同时SCL设计时可以优化编程，而STL若运用不当，可能还会将低效率。当然在目前的这种系列的P

2、LC上，效率对于我们来说已是次要的，我们更关心的是编程结构。就像在PC机上，舍弃了汇编语言，而主要采用C/C+等高级语言。总体来说，SCL适合于编写标准功能块，由于在维护中，它和STL一样，不象Lad一样利于维护，因此这些标准功能块都应该有文档说明，以便用户了解其功能。 下面的内容主要是参考西门子的S7-SCL文档，对SCL进行了系统的介绍，最后给出了示例。 这里假设读者是学过S7-300/400编程，并曾经学过至少一种计算机高级编程语言。 一、 软件的使用1、 创建一个新的S7-SCL Source 文件 打开工程项目选择CPU站选择S7 Program选择Sources在右边窗口的空白处点

3、右键选Insert New Object点击SCL Source双击创建的SCL Source文件，进入SCL编辑界面。 2、 块保护 在SCL Source文件的开头添加关键字：KNOW_HOW_PROTECT，当打开由其创建的块时，只能显示参数，而看不到内容。 3、主菜单”Insert”下的”Block Template”可用于插入如OB,FB等各种块的结构。”Control Structure”菜单可插入各种流程控制结构，这些都可以简化编程。 4、在运行程序之前，首先必须对它进行编译，可以编译整个Source文件或者某个被选择的块，通过选择菜单File Compile Selected

4、Blocks。也可以把几个Source文件一起进行编译，其方法是创建一个S7-SCL compilation control file.在该文件中依次输入需要编译的SCL Source文件名，然后执行编译即可。 二、语法规则1 / 271、编写SCL Source文件的一般规则 FB, FC, OB, DB以及用户定义的UDT，它们使用的任意数字号均可以在SCL Source中编辑。 每种块类型都有它自己的结构。 每段落或者每个变量的声明以符号”;”标志结束。 不区分大小写。 注释仅存在于程序文档中，它不影响程序运行。 当一个功能块被调用时，其背景数据块被自动创建，因此它们不需要被编辑。 DB

5、0有特定用途，因此在程序中不能创建DB0. 2、 编写块的先后次序 被调用的块必须位于调用块之前。 UDT的定义必须位于其被使用的位置之前。 共享数据块必须位于那些使用它的所有块之前。 三、 数据类型1、数据类型预览、基本数据类型2、补充、DATE_AND_TIME Data Type其值的范围：DT#1990-01-01-0:0:0.0-DT#2089-12-31-23:59:59.999该类型以BCD码形式存储。 例如20/Oct./1995 12:20:30 and 10 milliseconds显示如下：DATE_AND_TIME#1995-10-20-12:20:30.10DT#19

6、95-10-20-12:20:30.10 STRINGe.g. 声明VARText1 : String 123; /该字符串的最大容量为123个字符Text2 : String; /该字符串的默认容量为254个字符END_VAR 初始化：x : STRING7:=Address; /在使用STRING前，必须对它赋值。 FUNCTION Test : STRING45VAR_TEMPx : STRING45;END_VARx := a;x := concat (in1 := x, in2 := x);Test := x; /返回值END_FUNCTION 数组类型e.g.VARCONTROLL

7、ER1 : /声明3行、4列的二位整数数组，并对其初始化ARRAY1.3,1.4 OF INT:= -54, 736, -83, 77,-1289, 10362, 385, 2,60, -37, -7, 103 ;CONTROLLER2 : ARRAY1.10 OF REAL ; /声明10个数的一维实数数组END_VAR注：数组的最大维数为6维，数组的索引范围为-32768 - 32767之间的任意整数。所有的基本数据类型均可用于数组。数组可以使用变量进行索引，例如：arrname_1 i := arrname_2 j ; STRUCT类型e.g. 声明一个结构MOTOR中包含另一个结构DA

8、TA。对结构声明时，可以初始化元素，也可以在使用之前再初始化。VARMOTOR : STRUCTDATA : STRUCTLOADCURR : REAL ;VOLTAGE : INT := 5 ;END_STRUCT ;END_STRUCT ;END_VAR结构以WORD的形式结尾，否则系统自动把丢失的字节补到结构中去。 用户定义类型UDT （使用关键字TYPE）TYPE /定义名字为MEASVALUES的数据类型MEASVALUES: STRUCTBIPOL_1 : INT := 5;BIPOL_2 : WORD := W#16#FFAA ;BIPOL_3 : BYTE := B#16#F1

9、 ;BIPOL_4 : WORD := W#16#1919 ;MEASURE : STRUCTBIPOLAR_10V : REAL ;UNIPOLAR_4_20MA :REAL ;END_STRUCT;END_STRUCT;END_TYPE/在FB10中使用该类型FUNCTION_BLOCK FB10VARMEAS_RANGE : MEASVALUES; /创建UDT数据END_VARBEGIN/ 使用UDT数据MEAS_RANGE.BIPOL_1 := -4 ;MEAS_RANGE.MEASURE.UNIPOLAR_4_20MA := 2.7 ;END_FUNCTION_BLOCK POIN

10、TER类型e.g./定义功能块FC100FUNCTION FC100 : VOID /VOID表明该功能不返回值VAR_IN_OUT /定义FC100的输入输出型参数N_out : INT;out : POINTER; /定义POINTER型数据类型，参数均为临时变量END_VARVAR_TEMP /定义临时变量ret : INT;END_VARBEGIN /进入函数主体/ .ret := SFC79(N := N_out, SA := out);END_FUNCTION/定义功能块FB100FUNCTION_BLOCK FB100VAR /定义静态变量，即离开块后仍旧保存状态的变量ii :

11、INT;aa : ARRAY1.1000 OF REAL;END_VARBEGIN/ .FC100(N_out := ii, out := aa); /调用FC100，使用指针的方式传递整个数组/ .END_FUNCTION_BLOCK ANY类型e.g.VAR_INPUT /输入型变量iANY : ANY; /定义为ANYEND_VARVAR_TEMPpANY : ANY; /定义为ANYEND_VARCASE ii OF /CASE分支语句1: pANY := MW4; / 将MW4的地址赋给pANY/ of MW43.5: /等于3,4,5的情况下pANY:= aINTii; / pAN

12、Y contains the address/ of the ii th/ element of the aINT field;100:pANY := iANY; / pANY contains the value/ of the iANY input variableELSEpANY := NIL; / pANY contains the value/ of the NIL pointerEND_CASE;SFCxxx(IN := pANY); 四、局部变量和参数的声明1、变量 静态变量：用于保持块的数据，该数据存在背景数据块中。临时变量：仅在块运行过程中存在。若多个变量的数据类型一致，可用

13、如下方式：VALUE2, VALUE3,VALUE4,.: INT;声明时可以初始化：VALUE :REAL := 20.25;数组的初始化有两种方式：CONTROLLER1 : ARRAY 1.2, 1.2 OF INT := -54, 736, -83, 77;当把相邻的数组元素赋相同的值时，例如，把A32到A311的值设为100.0：A3 : ARRAY1.12 OF REAL := 0.0, 10(100.0), 1.0; 2、块参数 输入参数： 用于接收当块被调用时的输入值，他们是只读的。输出参数： 传输当前值到这个调用块，在被调用块中应该对该参数赋值输入/输出参数：用于接收当块被调

14、用时的输入值，并可以把结果返回到调用块。 3、使用多重背景 声明方式如下：Supply1 : FB10; / Supply1为FB10的背景DBSupply2,Supply3,Supply4 : FB100; /为FB100声明多个背景DBMotor1 : Motor ; / Motor为某个FB的符号名 4、 变量的声明五、常量S7-SCL常量分位常量、数字常量、字符常量、时间常量,使用CONSTEND_CONST声明。e.g.CONSTNumber := 10 ; /整数常量TIMEOFDAY1 := TIME#1D_1H_10M_22S_2MS ; /时间常量NAME := SIEMEN

15、S ; /字符串常量NUMBER2 := 2 * 5 + 10 * 4 ; NUMBER3 := 3 + NUMBER2 ;END_CONST 1、 位常量 Bool#false 位的值为TRUE或者FALSE8#177777 8进制DW#16#0000_0000 16进制 2、 整数常量，它有多种表达方式 15 10进制值为152#1111 2进制值为1516#F 16进制值为15Value_2:=2#0101; / 2进制值为5Value_3:=8#17; / 10进制值为14Value_4:=16#F; / 16进制值为15Value_5:=INT#16#3f_ff / 16进制值，类型

16、被定义 3、 Real常量 NUM4:= -3.4 ;NUM5:= 4e2 ;NUM6:= real#1.5; 4、 字符常量(单个字符) Charac_1 := B;Charac_2 := char#43; Charac_3 := char#B; /字符BCHARACTER := $41 ; /字符A 5、 字符串常量 NAME:= SIEMENS; 6、日期常量 TIMEVARIABLE1:= DATE#1995-11-11 ;TIMEVARIABLE2:= D#1995-05-05 ; 7、 时间常量 Interval1:= TIME#10.5S ;Interval2:= T#3D_2S

17、_3MS ; 8、 Time-of-Day常量 TIMEOFDAY1:= TIME_OF_DAY#12:12:12.2 ;TIMEOFDAY2:= TOD#11:11:11 ; 9、Date and Time常量 TIMEOFDAY1:= DATE_AND_TIME#1995-01-01-12:12:12.2 ;TIMEOFDAY2:= DT#1995-02-02-11:11:11; 六、CPU的内存区域1、可以直接操作字节、字、位STATUSBYTE :=IB10;STATUS_3 :=I1.1;MEASVAL :=IW20;2、可以通过索引对位、字、字节操作，该索引可以是变量MEASVAL

18、_1 :=IWCOUNTER; /若COUNTER=5，则MEASVAL_1的值为IW5OUTLABEL :=IBYTENO, BITNO; / 若BYTENO=3，BITNO=1，则OUTLABEL=I3.1注：当获取的数据类型是BYTE, WORD or DWORD,时，使用一个索引参数，当获取的数据类型为BOOL时，必须使用两个索引参数，分别指定字节号和位号。3、对数据块的操作STATUSBYTE :=DB101.DB10; /字节操作STATUS_2:= DB12.DXWNO, BITNO; /位操作，支持索引STATUSBYTE :=Status_data.DWCOUNTER; /字

19、操作，支持索引MEASVAL :=Measdata.DW20;STATUS_1 :=WORD_TO_BLOCK_DB(INDEX).DW10;注：和Lad及STL语言比较起来，SCL在对数据块中的字、字节等操作时，少一个”B”字符。七、表达式、操作符和地址1、操作符预览八、控制流程1、IF选择语句IF condition THENELSIF condition THEN / ELSIF语句可以不使用，或者使用一个或者多个ELSE / ELSE语句可以不使用END_IF ;e.g.IF ARRAYINDEX = INDEX THENCONTINUE ;END_IF ;2、CASE选择语句CASE

20、 intVariant OF1 : DISPLAY:= OVEN_TEMP;2 : DISPLAY:= MOTOR_SPEED;3.10: DISPLAY:= INT_TO_DINT (TW); /可以指定连续的值QW4:= 16#0004;11,13,19: DISPLAY:= 99; /也可以把一系列值列出来QW4:= 16#0005;ELSE: / ELSE:可以省略DISPLAY:= 0;TW_ERROR:= 1;END_CASE ; 3、FOR循环语句FUNCTION_BLOCK FOR_EXAVARINDEX: INT ;IDWORD: ARRAY 1.50 OF STRING;E

21、ND_VARBEGINFOR INDEX := 1 TO 50 BY 2 DO /从1到50，增量为2IF IDWORD INDEX = KEY THENEXIT; /退出循环END_IF;END_FOR;END_FUNCTION_BLOCK注：一些关键字EXIT 退出其所在的循环。CONTINUE 终止当前循环的执行，控制程序进入下一循环。RETURN 退出当前正在被执行的块。4、WHILE循环WHILE INDEX = 50 AND IDWORDINDEX KEY DO /两个条件均满足才执行循环INDEX := INDEX + 2;END_WHILE ; 5、REPEAT循环REPEAT

22、INDEX := INDEX + 2 ; /该语句与WHILE的区别是UNTIL之前的语句总是先执行一次UNTIL INDEX 50 OR IDWORDINDEX = KEY /这两条件之一若满足，则退出循环END_REPEAT ; 6、GOTO跳转语句IF A B THENGOTO LAB1 ; /若条件满足，则跳到LAB1处ELSIF A C THENGOTO LAB2 ;END_IF ;/ . . .LAB1: INDEX := 1 ;GOTO LAB3 ;LAB2: INDEX := 2 ;7、调用块绝对地址调用，例如：FB10.DB20(X1:=5,X2:=78,.); /参数可以任

23、意排列FC31 (X1:=5, Q1:=Checksum) ;符号地址调用，例如：DRIVE.ON (X1:=5,X2:=78,.);DISTANCE (X1:=5, Q1=:Checksum) ;每一个功能块有一个输入隐藏参数EN，和一个输出隐藏参数ENO,这两个参数是系统设定的，均为BOOL型，不需要声明，但在编程中可以使用，例如：/若MY_ENABLE为FALSE,则FC85不会被执行，只有为TRUE，才会执行Result := FC85(EN:= MY_ENABLE, PAR_1:= 27); FB30.DB30 (Parameter supply);IF ENO THEN /若FB3

24、0的调用没有问题，则/ . . .ELSE/ . . .END_IF; 九、定时器和计数器1、计数器S_CU 增计数器S_CD 减计数器S_CUD 增/减计数器e.g.S_CUD (C_N=C12, /绝对调用定时器，指定计数器号CD:=I0.0,CU:=I0.1,S:=I0.2 & I0.3, /置位条件PV:=120, /设定计数器值R:=FALSE, /复位条件CV:=binVal, /输出参数，二进制计数值Q:=actFlag); /输出参数，计数器的状态FUNCTION_BLOCK COUNTVAR_INPUTCount: ARRAY 1.4 of STRUCTC_N INT;PV

25、: WORD;END_STRUCT;END_VARFOR I:= 1 TO 4 DO /动态调用计数器S_CD(C_N=CountI.C_NO, S:=true, PV:= CountI.PV);END_FOR;FUNCTION_BLOCK COUNTERVAR_INPUTMYCounter:COUNTER;END_VARCurrVal:=S_CD(C_N=MyCounter,.); /动态调用计数器 2、定时器定时器有5种，依次为：S_PULSE S_PEXT S_ODT S_ODTS S_OFFDT VARCurrTime : S5time;BiVal : word;ActFlag : b

26、ool;END_VAR/在调用定时器时，部分参数可以省略，但左边的赋值变量一定不能省略。CurrTime:=S_ODT(T_N=T10, /绝对调用，制定定时器号S:=TRUE, /置位条件TV:=T#1s, /设定定时器值R:=FALSE, /复位条件BI:=biVal,Q:=actFlag);FUNCTION_BLOCK TIMEVAR_INPUTMY_TIMER: ARRAY 1.4 of STRUCTT_N INT;TV : WORD;END_STRUCT;END_VARFOR I:= 1 TO 4 DOCurrTime:= S_ODT(T_N=MY_TIMERI.T_NO, S:=t

27、rue,MY_TIMERI.TV);END_FOR; FUNCTION_BLOCK TIMERVAR_INPUTmytimer:TIMER;END_VARCurrTime:=S_ODT(T_N=mytimer,.); 十、S7-SCL中的标准功能1、数据类型转换函数隐式转换，其依照的顺序为：BOOL BYTE WORD DWORDINT DINT REAL e.g.VARPID_CTRLLER_1 : BYTE ;PID_CTRLLER_2 : WORD ;END_VARIF (PID_CTRLLER_1 PID_CTRLLER_2) THEN . /此时PID_CTRLLER_1被转换成WO

28、RD当然，也可以使用以下功能显示的转换： BOOL_TO_BYTE 、 BOOL_TO_DWORD 、BOOL_TO_WORD 、BYTE_TO_DWORD 、BYTE_TO_WORD 、 CHAR_TO_STRING 、DINT_TO_REAL 、INT_TO_DINT 、INT_TO_REAL、WORD_TO_DWORD BYTE_TO_BOOL ：Copies the least significant bitDINT_TO_TOD ：Copies the bit string YDINT_TO_BOOL ：DWORD_TO_BOOL(DINT_TO_DWORD(x) YDINT_TO_

29、BYTE ：DWORD_TO_BYTE(DINT_TO_DWORD(x) YDINT_TO_STRING ：DI_STRNG YDINT_TO_BCD(x)DINT_TO_BCD_DWORD(x)2、ROUND和TRUNCROUND():将REAL数四舍五入取整返回DINTTRUNC():舍弃REAL数的小数部分取整返回DINT 3、一般数学函数例子：RESULT := ABS (-5) ; /5RESULT := SQRT (81.0); /9RESULT := SQR (23); /529RESULT := EXP (4.1); /60.340 .RESULT := EXPD (3); /

30、1_000PI := 3. 141 592 ;RESULT := SIN (PI / 6) ; /0.56、移位函数ROL、ROR、SHL、SHR例子：RESULT := ROL (IN:=BYTE#2#1101_0011, N:=5); /2#0111_1010 ，左移5位 ，移出的填充到右边空位RESULT := ROR (IN:=BYTE#2#1101_0011, N:=2); /2#1111_0100 ，右移2位 ，移出的填充到左边空位RESULT := SHL (IN:=BYTE#2#1101_0011, N:=3); /2#1001_1000 ，左移3位，空余部分用0填充RESUL

31、T := SHR (IN:=BYTE#2#1101_0011, N:=2); /2#0011_0100 ，右移2位，空余部分用0填充 7、字符串函数由于PLC编程中字符、字符串的使用比较少，这里不详叙，感兴趣的可以参考西门子文档中的 14.4 Functions for Processing Strings （P293-P303） 8、 选值函数最大值函数/用于获取这些参数中的最大值，参数最多可以有32个，其参数类型除了S5TIME以外，任意其他数/子类型均可以，但所有的参数数据类型必须一致。A:=MAX(IN1:=a, IN2:=b, IN3:=c, IN4:=d.);最小值函数/用于获取这

32、些参数中的最小值，参数最多可以有32个，其参数类型除了S5TIME以外，任意其他数/子类型均可以，但所有的参数数据类型必须一致。A:=MIN(IN1:=a, IN1:=b, IN1:=c, IN1:=d);极限值函数A:=LIMIT(MN:=5, IN:= Execution steps, MX:= 10);MUX函数A:=MUX(K:=SELECT, IN0:= Steps, IN1:=Number, IN2:=Total);9、系统功能/功能块、标准库SCL像其他语言一样，可以调用各种功能块，包括系统功能、功能块SFC/SFB 十一、示例 （均在PLC-SIM上测试通过）1、编写位偏移程序

33、传递M变量的起始字节和位、偏移量，然后根据偏移量，算出当前M变量的字节和地址。例如针对M5.4,若给定偏移量1，则当前还是M5.4,若给定2，则为M5.5,依次类推，若给定偏移量6，则为M6.1/根据偏移量来设定字节和位FUNCTION FC200: voidVAR_INPUT /输入变量byteNINT; /指定M起始字节号bitNINT; /指定起始位号bitNum:INT; /指定位数END_VARVAR_OUTPUT /输出变量currBit:INT; /当前位currByte:INT; /当前字节END_VARVAR_TEMPtmp:INT;END_VARBEGINtmp:=(bit

34、No+bitNum-1)DIV 8;currByte:=byteNo+tmp;currBit:=bitNo+bitNum-(8*tmp+1);END_FUNCTION2、功能选择程序 假设某个机床有若干过手动功能，使用两个按钮”+”和”-“，按一次”+”,功能号加一，然后相应的功能选择指示灯被点亮，譬如，当前功能3被选中，与之对应的指示灯亮，这时按一次按钮”+”，则功能4被选中，与之对应的指示灯亮，而与功能3对应的指示灯灭，同时，当功能号到达最大值时，若再按一次按钮”+”，则功能号转到1，重新开始循环，按钮”-“与”+”正好相反，用于控制功能号递减。同时要求，当按住某个按钮超过1s时，则功能号

35、每过200ms钟加一或者减一。/主要控制功能FC10/FUNCTION FC10: VOIDVAR_INPUT /输入变量fnAdd:BOOL; /接收+按钮fnSub:BOOL; /接收-按钮 byteNINT; /指定M起始字节号，这些M位与相应得某个功能对应。bitNINT; /指定起始位号bitNum:INT; /指定总的位数END_VARVAR /静态变量pus1:BOOL; /记录按钮+的脉冲pus2:BOOL; /记录按钮-的脉冲button:BOOL; /确定按钮+或者按钮-被按下currNINT; /记录当前的功能号 currBit:INT; /当前位currByte:INT

36、; /当前字节/定时器输出p1:BOOL;p2:BOOL;p11:BOOL; /记录按钮+的时钟p111:BOOL;p22:BOOL; /记录按钮-的时钟p222:BOOL;CurrTime:S5TIME;END_VARVAR_TEMPi:INT;END_VARBEGIN/若都接通，则推出块IF fnAdd&fnSub THENRETURN;END_IF; /获取按钮+的脉冲/IF fnAdd &(button=false) THENpus1:=true; ELSEpus1:=false;END_IF;/按钮-的脉冲/IF fnSub &(button=false) THENpus2:=tru

37、e; ELSEpus2:=false;END_IF;IF (fnSub&(fnAdd=false)OR (fnAdd&(fnSub=false) THENbutton:=true;ELSEbutton:=false;END_IF;/添加定时器监测/CurrTime:=S_ODT(T_N=T10, S:=fnAdd, TV:=T#800ms,Q:=p1); /按钮按下的时间CurrTime:=S_ODT(T_N=T11, S:=p1&p111, TV:=T#200ms,Q:=p11);IF p11=true THENp111:=false; /当定时器有输出后，断开信号，使其在下一扫瞄周期中无输

38、出ELSEp111:=true; /在按钮按下的情况下重启定时器计时END_IF;CurrTime:=S_ODT(T_N=T20, S:=fnSub, TV:=T#1s,Q:=p2);CurrTime:=S_ODT(T_N=T21, S:=fnSub&p222, TV:=T#200ms,Q:=p22);IF p22=true THENp222:=false; /当定时器有输出后，断开信号，使其在下一扫瞄周期中无输出 ELSEp222:=true; /在按钮按下的情况下重启定时器计时END_IF;/功能号从1开始，最后一个的号等于bitNumIF pus1=true OR p11 THEN /按

39、钮+的脉冲IF currNo currN=currNo+1;ELSEcurrN=1;END_IF;ELSIF pus2=true OR p22 THEN / 按钮-的脉冲IF currNo1 THENcurrN=currNo-1;ELSEcurrN=bitNum;END_IF;END_IF;/把它的上一个功能置0mcurrByte,currBit:=false;fc200(byteN=byteNo,bitN=bitNo,bitNum:=currNo,currBit:=currBit, currByte:=currByte);/把当前功能置1mcurrByte,currBit:=true;END_FUNCTION注：上程序有些繁琐，主要是在编写按钮脉冲时有些费事，好像SCL不提供脉冲沿检测函数。