ST语言

CODESYS平台的ST语言笔记

前言：

基于汇川plc软件，底层是CODESYS平台。
这回ST语言正儿八经要用 所以要学，做笔记是为了梳理加深基础要点印象，顺便分享交流学习。
codesys平台包括汇川，英文是不区分大小写。

目录：

一、符号、关键字、操作数、变量介绍
二、声明定义、运算符介绍
三、基本语法介绍
四、高级一点的语句

正文：

一、符号、操作数、变量

1.符号认识

// (* *) ：注释，// (* 注释 *)。
‘’ ：字符串，‘Hello！$L’。
“” ：UNICODE字符串，“中文”。
:= ：赋值，a:=b。
; ：语句分隔符，QU:=5*(A+B);QD:=4*(A-B);
.. ：范围分隔符，ARRAY(1..2,1..3);
=> ：输出连接符，
% ：直接变量前缀，%QX1.1。
其他符号 ：+-#e.,[]()。
时间符号 ：T#、TOD#。
运算符号 ：NOT、MOD、+、-、*、/、<、>、&、AND、OR、XOR。

2.关键字
PROGRAM END_PROGRAM 程序段
FUNCTION END_FUNCTION 函数段
FUNCTION_BLOCK END_FUNCTION_BLOCK 功能块段
VAR END_VAR 变量段
VAR_INPUT END_VAR 输入变量段
VAR_OUTPUT END_VAR 输出变量段
VAR_IN_OUT END_VAR 输入输出变量段
VAR_GLOBAL END_VAR 全局变量段
TYPE END_TYPE 数据类型段
STRUCT END_STRUCT 结构体段
CONSTANT 常数变量
ARRAY OF 数组
AT 直接地址
EN ,ENO 使能输入,使能输出
TRUE ,FALSE 逻辑真,逻辑假
IF THEN EISIF ELSE END_IF IF 语句
CASE OF ELSE END_CASE CASE 语句
FOR TO BY DO END_FOR FOR 循环语句
REPEAT UNTIL END_REPEAT REPEAT 循环语句
WHILE DO END_WHILE WHILE 循环语句
RETURN 跳转返回符
NOT,AND,OR,XOR 逻辑操作符
BOOL，REAL，INT
SIN，COS，RS，TON
LD，ST，ADD，GT
NOT，MOD，AND
VAR_GLOBAL（全局变量），VAR_TEMP（临时变量），
VAR_STAT（静态变量），VAR_CONFIG（配置变量）。

3.常数
常数语法：<类型># <数值>
<类型>指定所需的数据类型；可能 BOOL, SINT, USINT, BYTE, INT, UINT,
WORD, DINT, UDINT, DWORD, REAL, LREAL 该类型必须是书面的大写字母。
举例：
2#0101，10#123，16#FF，BOOL#TURE，BYTE#12，INT#255，T#12h23m30s90ms,
D#2023-06-16

4.操作数
操作数语法： %<存储器区前缀><长度前缀><数字1>.<数字2>
注释：
%：表示操作数。
存储器区前缀： 表示该操作数的存储位置区域：
I：输入区域，物理输入；Q：输出区域，物理输出；M：内存区域。
长度前缀： 表示操作数的长度
X： Bit，一位，X类型变量类型：BOOL
B： Byte，一个字节，B类型变量类型：BYTE，SINT，USINT，BOOL
W： Word，一个字，W类型变量类型：WORD，INT，UINT
D： Double Word，两个字，D类型变量类型：DWORD，DINT，UDINT、REAL
数字1：变量对应内存的偏移地址
数字2：作为BOOL或者word等类型时，偏移地址后的第几位
例如：%IX0.0表示输入存储区域的二进制数第0个字节第0个bit位。

5.变量
变量常数语法：<标识符>:<数据类型> {:=<初值>};
直接地址变量：< 标识符> AT <地址>:<数据类型> {:=<初始化值>};

6.变量类型
变量类型：

VAR 局部变量 --- R/W
VAR_INPUT 输入变量，由外部提供。 R/W R
VAR_OUTPUT 输出变量，有内部变量提供给外部。 W R/W
VAR_IN_OUT 输入-输出变量。 R/W R/W
VAR_GLOBAL 全局变量，能在所有配置、资源内使用。 R/W R/W
VAR_TEMP 临时变量，程序和功能块内部存储使用的变量。 --- R
VAR_STAT 静态变量。
VAR_EXTERNAL 外部变量

变量属性：
RETAIN 保持型变量，用于掉电保持。
PERSISTENT 保持型变量
VAR RETAIN PERSISTENT
VAR PERSISTENT RETAIN两者功能一样，皆为保持性变量，用于掉电保持
CONSTANT 常量

二、声明、运算符

1.声明定义
ST编程支持的数据类型包括：位（BOOL）、字节（BYTE）、整型（INT）、
双字节整型（DINT）、实数（REAL）、字符串（STRING）和时间（TIME）。
声明变量时需要指定其数据类型。
（1）变量声明
格式如下：
VAR 变量名 : 数据类型;END_VAR
举例如下：

VAR                  //本地变量
    a : BOOL;        //a定义为布尔型本地变量
    b : BYTE;        //b定义为字节型本地变量
    c : INT;         //c定义为整型型本地变量
    d : DINT;        //d定义为双字节整型本地变量
    e : REAL;        //e定义为单精度实数浮点本地变量
    f : STRING(20);  //f定义为字符串本地变量
    g : TIME;        //g定义为时间本地变量
END_VAR              //结束变量声明

2.运算符
ST编程语言支持基本的
算术运算符（+、-、*、/）（求幂EXPT、求负-）
比较运算符（=、<>、>、>=、<、<=），
逻辑运算符（与AND、或OR、异或XOR、求补NOT）
函数调用 函数名(参数列表，由逗号分隔)
还包括特殊的运算符MOD和DIV，
举例如下：

a := b + c;
d := e / f;
g := h MOD i;
IF j <> k THEN
P := m;
END_IF

三、语法

1.表达式

2.赋值指令

A:=B++;  //把左边值赋给右边。
A S=B;   //B接通，A被置位。
A R=B;   //B接通，A被复位。

3.功能块调用
功能块实例名:(功能块参数1，功能块参数2);

已验证FB块创建、实例化、调用、返回值。

//1.先写FB函数声明部分
FUNCTION_BLOCK FB01                         //FB功能块函数标识符号+FB函数名
VAR_INPUT                                    //FB功能块的输入变量定义
    i_IN1:BOOL;                             //i_IN1为布偶型输入变量                       /*  变量声明 */       /* 变量名:数据类型:= 初始值 */
    i_IN2:INT:=2;                            //i_IN2为整型型输入变量 初始值为2；
END_VAR
VAR_OUTPUT                                    //FB功能块的输出变量定义
    Q_OUT1:INT;                                //Q_OUT1为整型输出变量
    Q_OUT2:BOOL;                            //Q_OUT2为布偶型输出变量
END_VAR
VAR                                         //其他或中间变量定义
    M_F:INT;
    M_G:BOOL;
    i:INT:=0;
END_VAR
//2.再写FB函数功能
IF i_IN1=1 THEN              //如果IN1使能开关打开
    FOR i:=1 TO 3 BY 1 DO    //执行循环  /*FOR循环*/  /* FOR 循环变量寄存器：=起始初值 TO 目标循环次数 BY 步长 DO 循环体；END_FOR;  */
        i_IN2:=i_IN2*2;         //条件满足执行循环体
    END_FOR;                 //结束循环
    Q_OUT1:=i_IN2;             //计算结果传递给输出变量
    Q_OUT2:=1;                 //运算标志=1
    i_IN1:=0;                //关闭触发使能
ELSE
    Q_OUT2:=0;               //运算标志=0
    i_IN1:=0;                 //关闭触发使能
END_IF
//3.然后写主函数声明部分
PROGRAM PLC_PRG       //主函数标识符+ 主函数名
VAR                      //变量定义声明
    FB01_0:FB01;      //FB函数声明实例化     /*  实例名：FB函数名
    U1 : INT;         //主函数的变量声明
    U2 : BOOL;
END_VAR
//4.最后写主函数功能
FB01_0(i_IN1:=1,i_IN2:=1,);    //调用实例化FB函数FB01_0
U1:=FB01_0.Q_OUT1;               //把实例FB01_0的输出变量Q_OUT1赋给U1变量
U2:=FB01_0.Q_OUT2;               //把实例FB01_0的输出变量Q_OUT2赋给U2变量

4.return返回语句
RETURN指令表示当前置条件为TRUE时，离开此POU。

5.选择判断语句

①IF-THEN-ELSEIF-ELES-ENDIF完整版
IF <条件1布尔表达式> THEN     //如果条件1=1则执行语句1；否则执行语句3.
   <语句 1>;
ELSEIF
   <条件2布尔表达式>          //如果条件2=1则执行语句2；
   <语句内容 2>;
   .                       //可多重嵌套，省略
   .
   .
ELSEIF                     //如果条件n=1则执行语句n；
   <条件n布尔表达式>
   <语句内容n>;
ELSE                       //如果条件1=0则执行语句3；
   <语句内容 3>;
END_IF;                    //结束IF选择语句。
IF控制语句简写版：
IF-THEN-IF_END             //一个条件一个判断，省略else和再分支。
IF-THEN-ELSEIF-IF_END      //一个条件一个判断执行，继续嵌套分支判断执行。
IF-THEN-ELSE-IF_END        //一个条件两个判断。

②CASE语句
CASE <条件变量> OF          //条件变量=数值n，就执行对应语句，否则执行语句8，结束case选择控制语句。
<数值 1>: <语句内容 1>;
<数值 2>: <语句内容 2>;
<数值 3, 数值 4, 数值 5>: <语句内容 3>;
<数值 6 .. 数值 10>: <语句内容 4>;
...
<数值 n>: <语句内容 n>;
ELSE
<ELSE 语句内容8>;
END_CASE;

6.循环语句

FOR <变量> := <初始值> TO <目标值> {BY <步长>} DO<语句内容> END_FOR;
举例如下：
    FOR Counter:=1 TO 5 BY 1 DO   //假设Var1初始值为1,循环五次则Var1=1*（2*2*2*2*2）=32。
    Var1:=Var1*2;
    END_FOR;
    Erg:=Var1;

WHILE <布尔表达式><语句内容> ;END_WHILE;
举例如下：
    WHILE Counter<>0 DO           //假设Var1初始值为1,Counter初始值等于5，
    Var1:= Var1*2;                //循环一次则Var1翻倍一次，
    Counter := Counter-1;         //循环一次则Counter减一，
    END_WHILE                     //循环五次则Counter=0，则循环结束Var1=32。

REPEAT <语句内容> UNTIL <布尔表达式> END_REPEAT;
举例如下：
    REPEAT
    Var1:=Var1*2;                 //执行循环体语句
    Counter:=Counter-1;           //执行循环体语句
    UNTIL Counter=0;              //Counter=0不成立则循环执行循环体语句，直到成立结束循环。
    END_REPEAT;

验证：

（1）已验证汇川PLC需要在FOR循环外面加判断语句。举例“

  IF A THEN
       M:=1;
FOR i := 1 TO 5 BY 1  DO            //FOR循环开始
    M:=M*2;
    END_FOR;
    // A:=0;
 END_IF;

”

（2）已验证基恩士脚本，可能不是基于标准ST

7.跳转语句

（1）EXIT; 用于迭代语句退出循环。
举例如下：
    FOR i := 0 TO 9 DO            //FOR循环开始
    IF (Input[i] = TRUE) THEN     //条件判断
    EXIT;                         //条件若成立，执行EXIT语句，退出FOR循环控制语句。
    END_IF;
    END_FOR;

（2）CONTINUE; 用于迭代语句结束本次循环。
举例如下：                        //提前结束本轮循环，并重新开始下一轮循环。
    FOR Counter:=1 TO 5 BY DO
    INT1:=INT1/2;
    IF INT1=0 THEN
    CONTINUE;
    END_JF
    Var:=Var1/UBT1L
    END_FOR;
    Erg:=Var1;

（3）<标识符>: JMP <标识符>; 任意跳转到标识符位置执行。

8.函数封装声明调用

FUNCTION 函数名 : [返回值数据类型]
VAR_INPUT            // 输入参数
END_VARVAR_OUTPUT    // 输出参数
END_VARVAR           // 私有变量
END_VAR              // 执行该代码块
END_FUNCTION

9.其他
空语句 ;
注释 多行注释(* *) 单行注释//

四、高级一点的东西

1、结构体：多种数据类型的变量集合。 举例

TYPE St_PointAxis :               //轴结构体定义声明
STRUCT                         　　//参数如下
                              　　 //输入
    i_xReset            : BOOL;　　//轴复位
    i_xSerOn            : BOOL;　　//轴使能
    i_xStop             : BOOL;　　//轴停止
    i_xHalt             : BOOL;　　//轴暂停
    i_xHome             : BOOL;　　//轴回原
                               　　//输出
    o_xResetDone        : BOOL;　　//轴复位完成
    o_xResetErr         : BOOL;　　//轴复位失败
                                　　//指针
    pAxis               : POINTER TO AXIS_REF_ETC_DS402_CS;//轴地址
    pServer             : POINTER TO ETCSlave;//站地址
END_STRUCT                      　　//结构体段结束
END_TYPE                       　　 //数据段结束

2、枚举：列举一组自定义字符表达常数值。 举例

TYPE Enum_StateMachine ://状态机枚举
(
    未就绪         := 0,
    故障           := 1,
    初始化中      　:= 2,
    待机        　 := 3,
    手动           := 4,
    自动           := 5
);
END_TYPE

3、数组

见如下数组与结构体的区分联系。

4、共用体（联合体）：

//此集合体的每一个变量共用内存和存储位置，一旦其中一个变量数值发生了变化，其他变量会一致变化。
TYPE <联合体名称>:UNION
<变量的声明1>
<变量的声明2>
END UNION
END TYPE

5、别名

6、指针

五、重点区分一下数组与结构体的关联。

数组是相同数据类型元素的集合。在array中所有元素之间存在明显的递进性。

结构体可以不同数据类型元素的集合。在struct中这些值之间并没有特别的联动性。

数组可以直接通过下标访问调用。 结构体必须用结构体成员的变量名访问调用。

1.单独的数组

2.单独的结构体

3.结构体嵌套结构体

4.数组嵌套结构体

//·单独数组
//1、变量声明区//如下。
PROGRAM PLC_PRG
VAR
A :ARRAY[0..9] OF INT;          //“整型数组”。
B :ARRAY[0..8] OF WSTRING(20);  //“字符串数组”。
NAME :ARRAY[0..9] OF 学生信息;  //“数组嵌套结构体”  学生信息是结构体名称。
END_VAR
//2、调用//如下。
M:=A[0]；
A[2]:=2;
E:=NAME[0].体重;

//·单独结构体
//1、变量声明区//如下
TYPE 学生信息 :
STRUCT
    名字     :WSTRING(8):="陈仪";
    年龄    :INT:=18;
    身高    :INT:=180;
    体重    :INT:=120;
    ID      :INT:=1314;

END_STRUCT
END_TYPE
//2、调用//如下。
PROGRAM PLC_PRG
VAR
学生信息1:学生信息;
F:WSTRING(20);
END_VAR

F:=学生信息1.名字;
H:=学生信息1.年龄;

//·数组嵌套结构体
//1、结构体声明区//如下
TYPE 学生信息 :
STRUCT
    名字     :WSTRING(8):="陈仪";
    年龄    :INT:=18;
    身高    :INT:=180;
    体重    :INT:=120;
    ID      :INT:=1314;

END_STRUCT
END_TYPE
//2.程序声明区
PROGRAM PLC_PRG
VAR
    学校信息1:学校信息;
    A:WSTRING(4);         //关于字符类型，小写单个字母abcd占一个字符用STRING，单个汉字占2个且用WSTRING双字符串类型。
    B:WSTRING(8);
    C:INT;
    D:INT;
    E:INT;
    NAME :ARRAY[0..9] OF 学生信息;       //数组嵌套结构体
END_VAR
//3.程序内容
B:=NAME[0].名字;
C:=NAME[0].年龄;
D:=NAME[0].身高;
E:=NAME[0].体重;

//·结构体套结构体
//1、外层结构体声明区//如下
TYPE 学校信息 :
STRUCT
    名称     :WSTRING(4)  :="南昌一中";
    学院    :WSTRING(14) :="电气工程学院";
    专业    :WSTRING(10) :="自动化专业";
    班级    :WSTRING(10) :="2017班";
    辅导员    :WSTRING(4) :="可欣";
    学生信息1:学生信息;

END_STRUCT
END_TYPE
//2、内层结构体声明区//如下
TYPE 学生信息 :
STRUCT
    名字     :WSTRING(8):="陈仪";
    年龄    :INT:=18;
    身高    :INT:=180;
    体重    :INT:=120;
    ID      :INT:=1314;
END_STRUCT
END_TYPE