ST语法介绍-EW帮帮网

我来为您全面介绍西门子PLC的ST（Structured Text，结构化文本）语法，这是IEC 61131-3标准定义的一种高级编程语言。

一、ST语言基础概念

ST是一种类似于Pascal的高级编程语言，主要用于复杂的数学运算、数据处理和算法实现。它在西门子TIA Portal（博途）中广泛应用于S7-1200/1500等PLC编程。

二、基本语法规则

1. 语句结构

每条语句以分号(;)结束
不区分大小写（但建议保持一致性）
支持单行注释(//)和多行注释(/* */)
代码块使用关键字界定，如IF…END_IF

2. 变量声明与数据类型

基本数据类型：

BOOL：布尔型（TRUE/FALSE）
BYTE：字节（8位）
WORD：字（16位）
DWORD：双字（32位）
INT：整数（-32768到32767）
DINT：双整数（-2147483648到2147483647）
REAL：浮点数（32位）
LREAL：长浮点数（64位）
TIME：时间类型
STRING：字符串类型

变量声明示例：

VAR
    Motor_Start : BOOL;
    Temperature : REAL;
    Counter : INT := 0;  // 带初始值
    Message : STRING[50];
END_VAR

三、运算符

1. 算术运算符

加法：+
减法：-
乘法：*
除法：/
取模：MOD
指数：**

示例：

Result := (A + B) * C / D;
Remainder := 17 MOD 5;  // 结果为2
Power := 2 ** 3;  // 结果为8

2. 比较运算符

等于：=
不等于：<>
大于：>
小于：
大于等于：>=
小于等于：<=

3. 逻辑运算符

与：AND
或：OR
非：NOT
异或：XOR

示例：

Output := Input1 AND Input2 OR NOT Input3;

4. 位运算符

位与：AND（用于BYTE/WORD/DWORD）
位或：OR
位异或：XOR
位非：NOT

四、控制结构

1. IF条件语句

IF Temperature > 100.0 THEN
    Alarm := TRUE;
    Fan_Speed := 100;
ELSIF Temperature > 80.0 THEN
    Alarm := FALSE;
    Fan_Speed := 75;
ELSE
    Alarm := FALSE;
    Fan_Speed := 50;
END_IF;

2. CASE选择语句

CASE Machine_State OF
    0:  // 停止状态
        Motor := FALSE;
        Lamp := FALSE;
    
    1:  // 运行状态
        Motor := TRUE;
        Lamp := TRUE;
        
    2:  // 维护状态
        Motor := FALSE;
        Lamp := TRUE;
        
    ELSE
        // 默认处理
        Motor := FALSE;
        Lamp := FALSE;
END_CASE;

3. FOR循环

FOR i := 1 TO 10 DO
    Array[i] := i * 2;
END_FOR;

// 带步长的循环
FOR j := 10 TO 1 BY -1 DO
    Countdown[j] := j;
END_FOR;

4. WHILE循环

WHILE Temperature < SetPoint DO
    Heater := TRUE;
    Temperature := Temperature + 0.5;
END_WHILE;

5. REPEAT循环

REPEAT
    Counter := Counter + 1;
    Sum := Sum + Array[Counter];
UNTIL Counter >= 100
END_REPEAT;

五、数组和结构体

1. 数组操作

VAR
    Sensors : ARRAY[1..10] OF REAL;
    Matrix : ARRAY[1..5, 1..3] OF INT;
END_VAR

// 访问数组元素
Sensors[5] := 25.5;
Matrix[2,3] := 100;

// 数组遍历
FOR i := 1 TO 10 DO
    Total := Total + Sensors[i];
END_FOR;

2. 结构体（UDT）

TYPE Motor_Data :
STRUCT
    Running : BOOL;
    Speed : REAL;
    Current : REAL;
    Hours : DINT;
END_STRUCT;
END_TYPE

VAR
    Motor1 : Motor_Data;
END_VAR

// 使用结构体
Motor1.Running := TRUE;
Motor1.Speed := 1500.0;

六、函数和功能块

1. 函数调用

// 数学函数
Result := ABS(-10);        // 绝对值
Result := SQRT(16.0);      // 平方根
Result := SIN(angle);      // 正弦
Result := LN(10.0);        // 自然对数

// 类型转换
IntValue := REAL_TO_INT(25.7);
RealValue := INT_TO_REAL(100);

2. 定时器使用

// TON - 接通延时定时器
MyTimer(IN := Start_Button,
        PT := T#5S);
        
IF MyTimer.Q THEN
    Motor := TRUE;
END_IF;

3. 计数器使用

// CTU - 增计数器
MyCounter(CU := Count_Pulse,
          RESET := Reset_Button,
          PV := 100);
          
IF MyCounter.Q THEN
    Batch_Complete := TRUE;
END_IF;

七、实用编程技巧

1. 边沿检测

// 上升沿检测
VAR
    Button : BOOL;
    Button_Old : BOOL;
    Rising_Edge : BOOL;
END_VAR

Rising_Edge := Button AND NOT Button_Old;
Button_Old := Button;

2. 模拟量处理

// 线性标定
Scaled_Value := (Raw_Value - 0) * (100.0 - 0.0) / (27648 - 0) + 0.0;

// 限幅处理
IF Value > Max_Limit THEN
    Value := Max_Limit;
ELSIF Value < Min_Limit THEN
    Value := Min_Limit;
END_IF;

3. 状态机实现

CASE State OF
    0:  // 初始化
        IF Init_Complete THEN
            State := 10;
        END_IF;
        
    10: // 等待启动
        IF Start_Button THEN
            State := 20;
        END_IF;
        
    20: // 运行中
        IF Stop_Button THEN
            State := 30;
        ELSIF Error THEN
            State := 99;
        END_IF;
        
    30: // 停止
        IF Reset_Button THEN
            State := 0;
        END_IF;
        
    99: // 错误处理
        IF Error_Reset THEN
            State := 0;
        END_IF;
END_CASE;

八、学习建议和实践步骤

循序渐进：先掌握基本语法，再学习复杂结构
动手实践：在TIA Portal中创建项目，编写简单程序
从简单开始：先实现基本逻辑控制，如启停、互锁
逐步提高：学习定时器、计数器、PID控制等高级应用
项目驱动：通过实际项目需求来深化理解

九、常见应用示例

电机控制程序：

// 电机启停控制带互锁
IF Start_Button AND NOT Stop_Button AND NOT Error THEN
    Motor_Run := TRUE;
ELSIF Stop_Button OR Error OR Emergency_Stop THEN
    Motor_Run := FALSE;
END_IF;

// 运行时间累计
IF Motor_Run THEN
    Run_Time := Run_Time + Cycle_Time;
END_IF;

温度控制程序：

// 简单温控逻辑
Error := Setpoint - Actual_Temp;

IF Error > 2.0 THEN
    Heater := TRUE;
    Cooler := FALSE;
ELSIF Error < -2.0 THEN
    Heater := FALSE;
    Cooler := TRUE;
ELSE
    Heater := FALSE;
    Cooler := FALSE;
END_IF;

通过系统学习这些内容，结合实际编程练习，您就能熟练掌握西门子PLC的ST语言编程。建议您在TIA Portal软件中创建测试项目，逐一验证这些语法和功能，通过仿真或实际PLC来调试程序，这样能够更深入地理解和应用ST语言。

ST语法介绍