PLC Control with ST，V3版本学习笔记09—ST语言基本语句（IF-THEN-END_IF，CASE、FOR）

有朋友一谈到ST语言，就说我就会个IF-ELSE。没错，ST语言最基本的语句就是IF语句。

那我们这期好好介绍下ST语言的核心的内容之一的基本语句。

IF语句

IF-THEN-ELSE语句是ST编程中最常用的表达式。

该语句可用于读取传感器输入模块的数字信号并执行相应操作。传感器输入可以是电气启动开关、ON/OFF开关或泵坑中的液位开关。若传感器被激活，则需执行操作（如启动泵或打开指示灯）。

IF语句同样适用于模拟量输入信号和内部变量。

最基本的IF语句：

说明：

• <执行语句>：可包含一行或多行PLC代码
• <条件表达式>：结果始终为TRUE或FALSE的布尔表达式
• 当表达式成立时，执行<执行语句>中的代码
• 语句必须以END_IF;结束（某些PLC类型的分号可省略）

带ELSE的扩展语法

运行逻辑：

• 若条件为TRUE，执行<执行语句A>
• 若条件为FALSE，执行<执行语句B>
• 注意：语句缩进（推荐2空格）可提升代码可读性

替代ELSE的实现方式

此模式可避免使用ELSE，提升代码清晰度。

嵌套语句的风险

运行逻辑：

1. 条件1为TRUE时：执行<语句1>→检测条件2→TRUE执行<语句2>/FALSE执行<语句3>
2. 条件1为FALSE时：执行<语句4>

复杂度警告 当存在超过3个IF-THEN-ELSE语句时，代码可读性急剧下降。此时应使用CASE语句替代：

• 显著提升代码可读性
• 减少他人修改时的人为错误风险
• 典型情况下可缩减50%以上代码量

ELSIF语句

运行逻辑：

• 条件1为TRUE → 执行<语句1>
• 条件1为FALSE且条件2为TRUE → 执行<语句2>
• 所有条件均为FALSE → 执行<语句3>

最佳实践建议 优先使用CASE语句替代ELSIF——两者流程图逻辑相同，但CASE语句可读性更优。

原书这个章节也介绍了封面的具体语句来源：

所以，这个最简单的示例基本能了解到ST的语言的基础和核心内容。按照这种说法，ST的IF语句也是不简单的。我们需要掌握前面章节的所有内容才能很好的运用IF语句！

需要注意的是，ST也可以不用IF来表达逻辑关系：

这种方式，也是非常灵活的一种，前期如果对这种方式不那么熟练，建议用IF语句的表达！

CASE语句

CASE语句适用于需要根据单个变量执行不同事件或动作的场景。当IF语句过于复杂时，应优先采用CASE语句。

CASE尤其适用于顺序控制（又称序列控制器或有限状态机FSM），典型应用场景包括：

• 设备运行模式切换（如：STOP停止、STARTING启动中、RUN运行、STOPPING停止中）
• 乳品加工流程控制（如：NONE空闲、CREAM奶油处理、SKIM_MILK脱脂奶处理、WHOLE_MILK全脂奶处理、WATER_FLUSH水冲洗）

实际上，我们在PLC程序标准化中，CASE语言发挥了很重要的作用！例如在Pack ML里面：

不同的模式是不同的状态转换逻辑，用CASE语句将复杂的问题就能细分到很细节的逻辑，这样结构化清晰，所以才能让更多的企业和工程师共同推近，使其发挥更大价值！

语法结构

需要注意的是条件控制变量的数据类型必须为整型数据类型（INT/DINT/WORD等）。

理论上说，上述的值n可以无限扩展，但是必须含一条执行语句！另外，ELSE以及默认执行的语句是可以不要，为空即可。

关键实践建议

1. 代码长度控制：若分支内PLC代码超4-6行，应封装为独立函数/程序模块
2. ELSE段处理：
   • ELSE为可选分支
   • 强烈建议添加错误处理逻辑（如报警/异常消息）
   • 目的：强制开发者感知缺省分支的执行，便于故障追踪

示例1：电风扇

可以根据人工选中的挡位设定风扇的速度和开关！这种方式就非常直观，当然如果两种变量对应的表达式是一样的，可以用“，”隔开，非常简洁！

示例2：CASE实现不同子程序的切换

左右两边的代码的作用一样，但是这两种哪种更好非常直观的展示出来呢？右边这种通过建立常数，当然也可以用枚举ENUM类型的方式来表达，会比数字的更加直观些。

示例3：CASE语句做密码验证

当然，上述的也可以用IF语句来表达：

虽然这两种逻辑表达方式的结果是一样，但是IF语句的长度明显也要更长，简洁度CASE最佳！

图片

FOR_DO语句

FOR_DO语句是典型的循环逻辑语句之一，也是常用的循环类型！

基本语法：

参数说明：

实际上，默认是正向的循环，BY 1通常是省略的，正常的格式：

当然，也有反向循环，此时就需要BY这个关键字，ValueStep设置成负数，例如-1即可。

在使用FOR循环中，需要注意的是计数器超过限制，特别是配合ARRAY数组的时候，需要正确的处理数组的起始和结束的位置，切勿超出数组的大小限制。

EXIT的使用

若需在循环完成前退出 FOR-DO 语句，可使用 EXIT 命令。典型场景是在数组中搜索特定值时，一旦找到目标值即可立即终止循环。

EXIT 命令语法示例：

如上所示：

• 必须在 FOR-DO 语句内部添加 IF 条件判断（#1 标记处）
• 当满足 <触发条件> 时，EXIT 命令将立即执行，循环随即终止

关键说明：

此机制通过条件判断实现循环的精准控制，避免不必要的后续迭代，提升代码执行效率。在数组遍历等场景中，能有效防止因冗余操作导致的系统资源浪费。

FOR示例1：一维数组数据初始化

例如上图，定义一个四个元素的一维数组：

实际上和下方的代码的功能是一样的：

但是这不过是4个元素，看不出FOR的优势，当数组元素成千上万的时候，就能明显看出他的优势！

当然，如果对应的数组元素要更改，可以在FOR循环的下方直接赋值即可。

FOR示例2：三维数组数据初始化

实际上上述是FOR循环的嵌套，总共是三层嵌套；需要注意的是如果PLC的性能差，有可能报错，那可以用多个2维数组代替！

元素总共是：10*20*30 = 6000个INT变量；那么，对这6000个元素赋值只需要3个FOR循环共7行代码即可搞定！

FOR示例3：数据的排序

下面是一个典型的FOR循环应用的例子，代码可以用来将数据进行排序，那在数据处理方面的应用非常便利，具体如下图所示：

将上述的FOR循环逐步拆解步骤如下所示：

当然，这种排序的方法有很多，也可以不用全部初始化为999，常见的有以下几种：

例如，用插入排序法：

代码运行后，看下结果：

结果符合预期！我们循环基本介绍就完成了。可能有朋友问还用另外两种循环呢：WHILE和REPEAT呢？

PLC编程的核心原则不是追求代码简洁，而是保证100%的执行确定性和安全性。

而WHILE和REPEAT语句的循环次数是无法确定的，可能造成：

1.扫描周期超时

• 若循环条件长时间不满足终止条件，会导致整个PLC程序停滞
• 触发看门狗定时器（Watchdog Timer）复位，造成设备停机

2.破坏确定性 PLC系统要求可预测的执行时间，而：

• FOR循环：迭代次数固定 → 时间可计算
• WHILE/REPEAT：迭代次数动态 → 时间不可预测

3.可能死循环

如果条件一直TRUE，可能进入死循环导致系统崩溃。

4.优先级反转 长时间循环会阻塞：

• 关键安全任务（如急停处理）
• 通信中断（如OPC UA数据交换）
• 硬件I/O更新

5.调试复杂度高

• 循环内部状态难以在线监控（需特殊工具）
• 故障复现困难（依赖特定时序条件） 故障恢复

6.代码可验证性差

• 功能安全认证（如IEC 61508 SIL）要求所有路径可预测
• WHILE/REPEAT使静态分析工具无法确定最坏执行时间

所以，综上所示循环语句就搞定FOR，配合EXIT即可！