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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。
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
SCL 尤其适用于下列应用领域：
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：
[tr]运算运算符优先级第一个操作数第二个操作数结果[/tr]| 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：
- 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：
[tr]运算运算符优先级第一个操作数第二个操作数结果[/tr]| 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：
[tr]运算运算符优先级第一个操作数第二个操作数结果[/tr]| 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 *)
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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 *)
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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。*)
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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：
[tr] 符号名说明[/tr]| 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：
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
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