定义
ST（Structured Text，结构化文本）是一种高级编程语言，属于IEC 61131-3标准中定义的五大PLC编程语言之一。其语法类似于Pascal和C语言，采用结构化的编程风格，支持复杂的数学运算、逻辑控制和数据处理任务。ST语言以其强大的表达能力和灵活性，特别适用于实现复杂的控制算法和逻辑，广泛应用于工业自动化领域。
背景
IEC 61131-3标准的诞生
在工业自动化发展的早期，不同厂商的PLC使用各自专有的编程语言，导致代码的可移植性和通用性较差。为了解决这一问题，国际电工委员会（IEC）于1993年发布了IEC 61131-3标准，定义了五种通用的PLC编程语言，其中包括ST语言。
IEC 61131-3标准概述
IEC 61131-3是国际电工委员会（IEC）制定的工业自动化编程语言标准，旨在规范可编程逻辑控制器（PLC）的编程语言和方法。该标准定义了五种编程语言，包括：
- 梯形图（Ladder Diagram, LD）
- 功能块图（Function Block Diagram, FBD）
- 指令表（Instruction List, IL）
- 顺序功能图（Sequential Function Chart, SFC）
- 结构化文本（Structured Text, ST）
ST语言的设计初衷
梯形图的局限性
ST语言的设计初衷与梯形图（Ladder Diagram, LD）有一定的关联，它们的定位和目标也有所不同。
梯形图是一种图形化编程语言，起源于继电器逻辑控制，最初用于模拟电气控制电路。梯形图直观易懂，适合电气工程师和初学者使用，适合实现简单的逻辑控制，如开关控制、电机启停等。而且图形化编程方式使得逻辑关系一目了然。这也是很多电气工程师在用惯了梯形图以后经常吐槽ST语言的一点。但是随着自动化设备越来越复杂，梯形图的局限也越来越明显了。
运算局限性
梯形图适合实现简单的逻辑控制，但在处理复杂算法、数学运算和高级控制逻辑时，其表达能力有限。你会发现即便是赋值，这一简单操作，梯形图也需要调用MOVE指令来进行，而ST语言则十分优雅，仅仅利用赋值符号即可实现。
代码的可读性与维护性的局限性
梯形图在处理复杂逻辑时，尤其是设备逻辑工艺时，图形化代码可能变得冗长且难以维护。与梯形图的协同作用
- 多语言协作
IEC 61131-3标准允许在同一项目中使用多种编程语言。ST语言和梯形图可以协同工作，梯形图用于实现简单的逻辑控制，而ST语言用于实现复杂的算法和数据处理。 - 适应不同工程师的需求
梯形图更适合电气工程师和初学者，而ST语言更适合软件工程师和需要处理复杂逻辑的开发者。ST语言的设计初衷之一是为不同背景的工程师提供更灵活的选择。
- 提升编程效率
- 模块化编程
ST语言支持函数和函数块的设计，能够将代码模块化，提高复用性和开发效率。这一点在梯形图中较难实现。 - 数学运算与数据处理
ST语言提供了丰富的数学运算符和数据处理功能，能够高效实现复杂的计算任务，而梯形图在这方面的能力较弱。
ST语言的发展与现状
根据2020年PLCopen国际组织的调查，ST语言已成为最受欢迎的PLC编程语言，使用人数超过了传统的梯形图（LD），除此之外阿凡还注意到以下趋势：
- 随着工业4.0和智能制造的推进，ST语言的应用范围进一步扩大。
- 现代PLC编程工具（如Codesys、TIA Portal、TwinCAT等）都提供了对ST语言的全面支持，使其成为工业自动化领域的主流编程语言之一。
- 随着面向对象编程（OOP）特性的引入，使得ST语言的开发越来越灵活高效
- 2023年开始爆发的AI浪潮，使得未来工程师可以通过自然语言完成对设备的编程，这一点也是基于的ST语言