S7-1200 SCL 编程语言

S7-1200 PLC 技术参考 v3.9

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SCL介绍

SCL 编程语言

SCL（Structured Control Language，结构化控制语言）是一种基于 PASCAL 的高级编程语言。这种语言基于标准 DIN EN 61131-3（国际标准为 IEC 1131-3）。

根据该标准，可对用于可编程逻辑控制器的编程语言进行标准化。 SCL 编程语言实现了该标准中定义的 ST 语言 (结构化文本) 的 PLCopen 初级水平。

S7-1200从V2.2版本开始支持SCL语言。

语言元素

SCL 除了包含 PLC 的典型元素（例如，输入、输出、定时器或存储器位）外，还包含高级编程语言。

表达式

赋值运算

运算符

程序控制语句

SCL 提供了简便的指令进行程序控制。例如，创建程序分支、循环或跳转。

应用

因此，SCL 尤其适用于下列应用领域：

数据管理

过程优化

配方管理

数学计算 / 统计任务

表达式

说明：表达式将在程序运行期间进行运算，然后返回一个值。一个表达式由操作数（如常数、变量或函数调用）和与之搭配的操作符（如 *、/、+ 或 -）组成。通过运算符可以将表达式连接在一起或相互嵌套。

运算顺序

表达式将按照下面因素定义的特定顺序进行运算：

相关运算符的优先级，优先级数越小越优先

同等优先级运算符的运算顺序按照从左到右的顺序

赋值运算的计算按照从右到左的顺序进行

括号优先级最高

表达式类型

不同的运算符，分别可使用以下不同类型的表达式：

算术表达式

关系表达式

逻辑表达式

算数表达式

说明：算术表达式既可以是一个数字值，也可以是由带有算术运算符的两个值或表达式组合而成。

算术运算符可以处理当前 CPU 所支持的各种数据类型。如果在该运算中有 2 个操作数，那么可根据以下条件来确定结果的数据类型：

如果这 2 个操作数均为有符号的整数，但长度不同，那么结果将采用长度较长的那个整数数据类型（例如，Int + DInt = DInt）。

如果这 2 个操作数均为无符号整数，但长度不同，那么结果将采用长度较长的那个整数数据类型（例如，USInt + UDInt = UDInt）。

如果一个操作数为有符号整数，另一个为无符号整数，那么结果将采用另一个长度较大的有符号数据类型（其包含此无符号整数）（例如，SInt + USInt = Int）

如果一个操作数为整数，另一个为浮点数，那么结果将采用浮点数的数据类型（例如，Int + Real = Real）。

如果 2 个操作数均为浮点数，但长度不同，结果将采用长度较长的那个浮点数的数据类型（例如，Real + LReal = LReal）。

对于操作数为"Time"和"日期和时间"数据类型组，运算结果的数据类型请参见表1。

算术表达式的数据类型

表1列出了在算术表达式中可使用的数据类型：

运算运算符优先级第一个操作数第二个操作数结果

乘方 ** 2 整数/浮点数整数/浮点数浮点数

正号 + 3 整数/浮点数 - 整数/浮点数

Time Time

负号 - 整数/浮点数 - 整数/浮点数

Time Time

乘法 * 4 整数/浮点数整数/浮点数整数/浮点数

Time 整数 Time

除法 / 整数/浮点数整数/浮点数（≠0）整数/浮点数

Time 整数 Time

取模 MOD 整数整数整数

加法 + 5 整数/浮点数整数/浮点数整数/浮点数

Time Time Time

Time DInt Time

TOD Time TOD

TOD DInt TOD

Date TOD DTL

DTL Time DTL

减法 - 整数/浮点数整数/浮点数整数/浮点数

Time Time Time

Time DInt Time

TOD Time TOD

TOD DInt TOD

TOD TOD Time

Date Date Time

DTL Time DTL

DTL DTL Time

运算	运算符	优先级	第一个操作数	第二个操作数	结果
乘方	**	2	整数/浮点数	整数/浮点数	浮点数
正号	+	3	整数/浮点数	-	整数/浮点数
Time	Time
负号	-	整数/浮点数	-	整数/浮点数
Time	Time
乘法	*	4	整数/浮点数	整数/浮点数	整数/浮点数
Time	整数	Time
除法	/	整数/浮点数	整数/浮点数（≠0）	整数/浮点数
Time	整数	Time
取模	MOD	整数	整数	整数
加法	+	5	整数/浮点数	整数/浮点数	整数/浮点数
Time	Time	Time
Time	DInt	Time
TOD	Time	TOD
TOD	DInt	TOD
Date	TOD	DTL
DTL	Time	DTL
减法	-	整数/浮点数	整数/浮点数	整数/浮点数
Time	Time	Time
Time	DInt	Time
TOD	Time	TOD
TOD	DInt	TOD
TOD	TOD	Time
Date	Date	Time
DTL	Time	DTL
DTL	DTL	Time

示例

以下为一些算术表达式的示例：

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

关系表达式

说明：关系表达式将两个操作数的值或数据类型进行比较，然后得到一个布尔值。如果比较结果为真，则结果为 TRUE，否则为 FALSE。

关系运算符可以处理当前 CPU 所支持的各种数据类型。结果的数据类型始终为 Bool。

编写关系表达式时，请注意以下规则：

以下数据类型组中的所有变量都可以进行比较：

整数/浮点数

位、位序列

字符串

对于以下数据类型，只能比较相同类型的变量：

TIME

日期和时间

UDT

Array

Struct

Variant

String 比较是对以 Windows 字符集编码的字符进行比较；而 WSting比较则是对 UTF-16 编码的字符进行比较。在比较过程中，将比较变量的长度及各字符对应的数值。

Array 比较需要数组维度、数组元素数据类型与数量完全相同

UDT、Array、Struct、Variant等进行的比较只能使用S7-1200 V4.2及其以上的版本。

关系表达式的数据类型

表2列出了在关系表达式中可使用的数据类型/数据类型组：

运算运算符优先级第一个操作数第二个操作数结果

小于、小于等于、大于、大于等于 <、<=、>、>= 6 整数/浮点数整数/浮点数 Bool

位序列位序列 Bool

字符串字符串 Bool

Time Time Bool

日期和时间

日期和时间
Bool

等于、不等于 ==、<> 7 整数/浮点数整数/浮点数 Bool

位序列位序列 Bool

字符串字符串 Bool

Time Time Bool

日期和时间

日期和时间
Bool

Variant 任意数据类型 Bool

UDT UDT Bool

Array Array Bool

Struct Struct Bool

运算	运算符	优先级	第一个操作数	第二个操作数	结果
小于、小于等于、大于、大于等于	<、<=、>、>=	6	整数/浮点数	整数/浮点数	Bool
位序列	位序列	Bool
字符串	字符串	Bool
Time	Time	Bool
日期和时间	日期和时间	Bool
等于、不等于	==、<>	7	整数/浮点数	整数/浮点数	Bool
位序列	位序列	Bool
字符串	字符串	Bool
Time	Time	Bool
日期和时间	日期和时间	Bool
Variant	任意数据类型	Bool
UDT	UDT	Bool
Array	Array	Bool
Struct	Struct	Bool

示例

以下举例说明了一个关系表达式：

IF a > b THEN c:= a;

IF A > 20 AND B < 20 THEN C:= TRUE;

IF A<>(B AND C) THEN C:= FALSE;

逻辑表达式

说明：逻辑表达式由两个操作数和逻辑运算符（AND、OR 或 XOR）或取反操作数 (NOT) 组成。

逻辑运算符可以处理当前 CPU 所支持的各种数据类型。如果两个操作数都是 Bool 数据类型，则逻辑表达式的结果也为 Bool数据类型。如果两个操作数中至少有一个是位序列，则结果也为位序列而且结果是由最高操作数的类型决定。例如，当逻辑表达式的两个操作数分别是 Byte 类型和 Word 类型时，结果为 Word类型。

逻辑表达式中一个操作数为 Bool类型而另一个为位序列时，必须先将 Bool类型的操作数显式转换为位序列类型。

逻辑表达式的数据类型

下表列出了逻辑表达式中可使用的数据类型：

运算运算符优先级第一个操作数第二个操作数结果

取反 NOT 3 Bool - Bool

求反码位序列 - 位序列

与 AND、& 8 Bool Bool Bool

位序列位序列位序列

异或 XOR 9 Bool Bool Bool

位序列位序列位序列

或 OR 10 Bool Bool Bool

位序列位序列位序列

运算	运算符	优先级	第一个操作数	第二个操作数	结果
取反	NOT	3	Bool	-	Bool
求反码	位序列	-	位序列
与	AND、&	8	Bool	Bool	Bool
位序列	位序列	位序列
异或	XOR	9	Bool	Bool	Bool
位序列	位序列	位序列
或	OR	10	Bool	Bool	Bool
位序列	位序列	位序列

示例

以下为一个逻辑表达式的示例：

IF "MyTag1" AND NOT "MyTag2" THEN c := a;

MyTag := A OR B;

赋值运算

定义：通过赋值运算，可以将一个表达式的值分配给一个变量。赋值表达式的左侧为变量，右侧为表达式的值。

函数名称也可以作为表达式。赋值运算将调用该函数，并返回其函数值，赋给左侧的变量。

赋值运算的数据类型取决于左边变量的数据类型。右边表达式的数据类型必须与该数据类型一致。

赋值运算的计算按照从右到左的顺序进行。

可通过以下方式编程赋值运算：

单赋值运算：执行单赋值运算时，仅将一个表达式或变量分配给单个变量：

示例：a := b;

多赋值运算：执行多赋值运算时，一个指令中可执行多个赋值运算。

示例：a := b := c;

此时，将执行以下操作：

b := c;

a := b;

组合赋值运算：执行组合赋值运算时，可在赋值运算中组合使用操作符"+"、"-"、"*"和"/"：

示例：a += b;

此时，将执行以下操作：

a := a + b;

也可多次组合赋值运算：

a += b += c *= d;

此时，将按以下顺序执行赋值运算：

c := c * d;

b := b + c;

a := a + b;

示例

下表举例说明了单赋值运算的操作：

"MyTag1" := "MyTag2";

(* 变量赋值 *)

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

(* 表达式赋值 *)

"MyTag" := "MyFC"();

(* 调用一个函数，并将函数值赋给 "MyTag" 变量 *)

#MyStruct.MyStructElement := "MyTag";

(* 将一个变量赋值给一个结构元素 *)

#MyArray[2] := "MyTag";

(* 将一个变量赋值给一个 ARRAY 元素 *)

"MyTag" := #MyArray[1,4];

(* 将一个 ARRAY 元素赋值给一个变量 *)

#MyString[2] := #MyOtherString[5];

(* 将一个 STRING 元素赋给另一个 STRING 元素 *)

下表举例说明了多赋值运算的操作：

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

(* 变量赋值 *)

"MyTag1" := "MyTag2" := "MyTag3" * "MyTag4";

(* 表达式赋值 *)

"MyTag1" := "MyTag2" := "MyTag3 := "MyFC"();

(* 调用一个函数，并将函数值赋值给变量 "MyTag1"、"MyTag1" 和 "MyTag1" *)

#MyStruct.MyStructElement1 := #MyStruct.MyStructElement2 := "MyTag";

(* 将一个变量赋值给两个结构元素 *)

#MyArray[2] := #MyArray[32] := "MyTag";

(* 将一个变量赋值给两个数组元素 *)

"MyTag1" := "MyTag2" := #MyArray[1,4];

(* 将一个数组元素赋值给两个变量 *)

#MyString[2] := #MyString[3]:= #MyOtherString[5];

(* 将一个 STRING 元素赋值给两个 STRING 元素 *)

下表举例说明了组合赋值运算的操作：

"MyTag1" += "MyTag2";

(* "MyTag1" 和 "MyTag2" 相加，并将相加的结果赋值给 "MyTag1"。*)

"MyTag1" -= "MyTag2" += "MyTag3";

(* "MyTag2" 和 "MyTag3" 相加。将相加的结果赋值给操作数"MyTag2"，再从 "MyTag1" 中减去"MyTag2"，计算结果将赋值给 "MyTag1"。*)

#MyArray[2] += #MyArray[32] += "MyTag";

(* 数组元素 "MyArray[32]" 加上 "MyTag"。计算结果将赋值给 "MyArray[32]"。之后这个数组元素 "MyArray[32]" 与数组中另一个元素"MyArray[2]"相加，然后将结果分配给数组元素 "MyArray[2]"。在该运算中，相应的数据类型必需兼容。*)

#MyStruct.MyStructElement1 /= #MyStruct.MyStructElement2 *= "MyTag";

(* 结构化元素 "MyStructElement2" 乘以 "MyTag"。计算结果将赋值给 "MyStructElement2"。之后，将结构化元素 "MyStructElement1" 除以 "MyStructElement2"，并将计算结果赋值给 "MyStructElement1"。在该运算中，相应的数据类型必需兼容。*)

寻址与调用

寻址

SCL寻址分为符号寻址与地址寻址。

符号寻址 DB块变量："DB块名称"（."变量名称"） PLC变量：变量名称局部变量：#变量名称地址寻址 DB块变量：%DB块号（.变量地址），TIA PORTAL软件会判断该地址有没有对应符号名称，如果有则立即转换为符号名称，没有则保留绝对地址 PLC变量：%变量地址，TIA PORTAL软件会判断该地址有没有对应符号名称，如果有则立即转换为符号名称，没有则新建符号名称 Temp变量：SCL不支持非优化FC/FB的Temp变量的地址寻址

举例：

符号名说明

符号寻址 DB块变量 "MyDB".Variable.Static_1

"MyDB".Array[0] 访问数组元素

"MyDB" DB块名作为参数

PLC变量 "Start"

局部变量 #Input_1

#Temp_1.x0 变量名片段访问

地址寻址 DB块变量 %DB2.DBB1

%DB2 DB块名作为参数，会立刻转换为DB块名

PLC变量 %M100.0 会立刻转换为"符号名"

%Q1.0:P 会立刻转换为"符号名":P

		符号名
符号寻址	DB块变量	"MyDB".Variable.Static_1
"MyDB".Array[0]	访问数组元素
"MyDB"	DB块名作为参数
PLC变量	"Start"
局部变量	#Input_1
#Temp_1.x0	变量名片段访问
地址寻址	DB块变量	%DB2.DBB1
%DB2	DB块名作为参数，会立刻转换为DB块名
PLC变量	%M100.0	会立刻转换为"符号名"
%Q1.0:P	会立刻转换为"符号名":P

调用

程序调用分为以下几类：

FC调用

FB调用

FB多重背景调用

调用可以从指令列表或者项目树程序块中拖拽入程序编辑区域，也可以直接输入。

FC调用

FC调用的格式是

"FC块名称"(输入形参:=实参,输出形参=>实参,输入输出形参:=实参...)

返回值:=“FC块名称”(输入形参:=实参,输出形参=>实参,输入输出形参:=实参...)

FC调用需要确保所有形参都有对应实参。如果没有参数的FC也需要有括号。

如图所示的例子；

图1 FC调用

FB调用

FB调用的格式是

"背景数据块名称"(输入形参:=实参,输出形参=>实参,输入输出形参:=实参...)

一般情况下，FB的简单数据类型形参可以没有对应实参，复杂数据类型的输入、输出也可以没有对应实参，所以FB可以隐藏或不隐藏不出现的形参。如果没有参数的FB也需要有括号。

如图2所示，显示了一些FB调用的例子。

图2 FB调用

如图3所示，当FB的参数全部显示，在背景数据块右键可以激活"仅显示分配的参数"；当FB的参数只显示了分配的参数时，在背景数据块右键可以激活"显示所有参数"。

图3 显示分配/所有参数

FB多重背景调用

FB多重背景调用的格式是

#多重背景(输入形参:=实参,输出形参=>实参,输入输出形参:=实参...)

#多重背景[索引](输入形参:=实参,输出形参=>实参,输入输出形参:=实参...)

一般情况下，FB的简单数据类型形参可以没有对应实参，复杂数据类型的输入、输出也可以没有对应实参，所以FB可以隐藏或不隐藏不出现的形参。如果只有Static的FB也需要有括号。

如图4所示，显示了一些FB多重背景调用的例子。

图4 FB多重背景调用

注意：

对于定时器和计数器的SCL调用，有特殊的格式，请参考链接：定时器、计数器。

新建SCL

有两种方式新建SCL：

第一种是在新建块，选择OB/FC/FB后，设置语言为SCL，如图5所示。

第二种是在LAD、FBD中直接插入SCL语言段，这需要TIA PORTAL V14及其以上的版本，如图6所示。

图5 新建SCL块

①在项目树中，找到PLC，然后展开程序块，点击"添加新块"

②在弹出对话框中，选择块类型，可以是OB/FB/FC，

③选择语言为SCL

图6 在LAD中插入SCL段

区域与注释

和LAD/FBD不同，LAD/FBD在程序编辑器是一段一段的，编辑器可以插入新的网络段，每一个网络段可以有各自的注释。而SCL是文本语言，不分网络段（LAD/FBD语言内增加SCL除外），需要用其他的方法来解决。

区间

从TIA PORTAL V14以后，增加区间功能，使用指令：

REGION 区间名称

程序文本

END_REGION

可以在指令中间增加需要编写的程序还不影响程序逻辑，并且支持嵌套。此外还可以像网络段一样收折叠来，如图7所示。

图7 区域

其中左边为区间总览，可以看出整体的结构

①使得程序或总览全部展开

②使得程序或总览全部折叠

③全部展开/折叠是针对总览与程序还是只针对总览，图中为针对总览与程序

④独立展开/折叠程序

注释

编辑器的空行，或者调用块的右侧均可以增加注释，如图8所示有两种方式注释：

第一种是： //注释内容

第二种是：(/*注释内容*/)

可以在工具栏中利用按钮整段注释或取消注释。此外从TIA PORTAL V16开始支持多语言注释，使用指令(*多语言注释内容*)，具体参考多语言文档。

图8 注释

①注释掉选中段落

②对注释掉的段落取消注释

"MyTag1" := "MyTag2";	( 变量赋值 )
"MyTag1" := "MyTag2" "MyTag3";*	( 表达式赋值 )
"MyTag" := "MyFC"();	( 调用一个函数，并将函数值赋给 "MyTag" 变量 )
#MyStruct.MyStructElement := "MyTag";	( 将一个变量赋值给一个结构元素 )
#MyArray[2] := "MyTag";	( 将一个变量赋值给一个 ARRAY 元素 )
"MyTag" := #MyArray[1,4];	( 将一个 ARRAY 元素赋值给一个变量 )
#MyString[2] := #MyOtherString[5];	( 将一个 STRING 元素赋给另一个 STRING 元素 )

"MyTag1" := "MyTag2" := "MyTag3";	( 变量赋值 )
"MyTag1" := "MyTag2" := "MyTag3" "MyTag4";*	( 表达式赋值 )
"MyTag1" := "MyTag2" := "MyTag3 := "MyFC"();	( 调用一个函数，并将函数值赋值给变量 "MyTag1"、"MyTag1" 和 "MyTag1" )
#MyStruct.MyStructElement1 := #MyStruct.MyStructElement2 := "MyTag";	( 将一个变量赋值给两个结构元素 )
#MyArray[2] := #MyArray[32] := "MyTag";	( 将一个变量赋值给两个数组元素 )
"MyTag1" := "MyTag2" := #MyArray[1,4];	( 将一个数组元素赋值给两个变量 )
#MyString[2] := #MyString[3]:= #MyOtherString[5];	( 将一个 STRING 元素赋值给两个 STRING 元素 )

"MyTag1" += "MyTag2";	( "MyTag1" 和 "MyTag2" 相加，并将相加的结果赋值给 "MyTag1"。)
"MyTag1" -= "MyTag2" += "MyTag3";	( "MyTag2" 和 "MyTag3" 相加。将相加的结果赋值给操作数"MyTag2"，再从 "MyTag1" 中减去"MyTag2"，计算结果将赋值给 "MyTag1"。)
#MyArray[2] += #MyArray[32] += "MyTag";	(* 数组元素 "MyArray[32]" 加上 "MyTag"。计算结果将赋值给 "MyArray[32]"。之后这个数组元素 "MyArray[32]" 与数组中另一个元素"MyArray[2]"相加，然后将结果分配给数组元素 "MyArray[2]"。在该运算中，相应的数据类型必需兼容。*)
#MyStruct.MyStructElement1 /= #MyStruct.MyStructElement2 = "MyTag";*	(* 结构化元素 "MyStructElement2" 乘以 "MyTag"。计算结果将赋值给 "MyStructElement2"。之后，将结构化元素 "MyStructElement1" 除以 "MyStructElement2"，并将计算结果赋值给 "MyStructElement1"。在该运算中，相应的数据类型必需兼容。*)