PLC Control with ST，V3版本学习笔记12—ST语言中常见的标准函数！

我们在PLC编程时，并不是所有的代码都需要一行一行进行编辑，很多都是从标准的内置函数出发的，好比人家已经建好一座房子，你只需要装修一下，搞搞内饰设计，基本就可以住下来了。而不是，需要你从泥巴变砖头，再砌个房子。

对于我们PLC编程而言，需要对内置的标准函数有基本的认识和掌握，也要学会创建一些可以复用、可以跨平台的标准化函数及功能块。

这期我们好好地和大家分享多种内置标准函数。具体何时使用这些函数需根据任务需求而定。需注意的是，不同型号的PLC中这些函数的命名可能有所差异。这意味着若采用标准内置函数，可能会增加将PLC代码移植到其他型号PLC的难度，因为届时可能需要对代码进行调整。

首次执行位：FirstScanBit

PLC代码的某些部分可能需要在设备上电（PLC启动）后仅执行一次。例如：需要将数字输出初始化为特定值，以确保信号灯以正确的颜色点亮，或将阀门设置为关闭状态；也可能需要在启动时将内部变量、计数器和数组重置为零。

部分PLC型号为此提供了首次扫描位（xFirstScanBit）或首循环位（xFirstCycleBit）功能。若PLC不支持此类特性，可采用以下代码实现：

默认xFirstScanBit的值为False；在程序运行的第一个周期，IF条件满足，xFirstScanBit就会置TRUE，IF就再也不执行了。仅仅只是执行了一个周期，值永远为TRUE直到下一次断电重启！

这种方式特别在初始化阶段使用频繁。

边沿检测：R_TRIG,F_TRIG

边沿检测函数应该是非常常用的标准功能块之一。常常用在需要确保某些代码仅在特定动作触发时执行一次的 场合。例如，当传感器开关被激活时（比如用于统计传送带上物品数量的传感器），由于PLC循环扫描执行程序的工作机制，会导致相关代码被多次执行。因此，必须采取相应措施来避免这种重复执行的情况。

以下是两种确保代码只执行一次的标准功能块：

上升沿检测直接用R_TRIG当然是最直接和常用的方式，但是在ST语言中，还可以用另一种方式实现：

这种方式的写法非常简单，就不再需要什么函数，只需要多一个BOOL的变量来记录上一次的值。

那么，可以把代码直接写在#1空白的区域。运行的时间也就是图中的#1位置。只运行了一个周期。

基于这个用法，可以直接去封装一个R_TRIG的函数，具体代码可以自行查阅原书。

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计数函数：CTU、CTD、CTUD

PLC 提供了三种内置的计数功能块：

• CTU（Count Up）—— 递增计数器
• CTD（Count Down）—— 递减计数器
• CTUD（Count Up/Down）—— 双向计数器

以下示例展示了如何在 ST（结构化文本）编程中使用 CTU 功能块：

其中，S1为计数的输入，每一次输入的上升沿都会执行计数值+1的操作，PV为设定值，一旦计数值到达12，那么Q:=TRUE。RESET的信号接收到后就会复位计数器值，实现自动复位。CV即为当前的计数值显示。

但是CTU这种计数值的类型是WORD，所以最大值为65535.

那如果超出这个范围呢，有没有很好的办法呢？实际上，在ST语言里面非常好处理这类数学和算法类的问题。

只要把计数的方式和计数值的类型改变一下，问题就解决啦。

示例说明：脉冲计数

当然，在ST语言中CTD这类由于有WORD的输出限制，更加合适的方式是用下方R_TRIG+自定义的方式：

这种可以封装成标准的函数功能块，供我们后面类似的应用的直接调用。

定时器：TON、TOF

定时器也是PLC编程里面常见的标准功能函数。例如，在PLC编程中，某些设备需要限定运行时长。典型应用场景包括：

• 电机每小时仅运行30分钟的程序控制
• 楼梯照明延时自动关闭功能
• 秒表计时功能
• 储罐液位传感器的报警延时触发（避免液面波动导致误报警）

PLC系统提供两种标准定时器功能块：

定时器是PLC内置的功能块，包含以下参数：

输入参数

• IN：触发信号（上升沿启动定时器）
• PT（Preset Time）：预设时间值

输出参数

• Q：定时器输出信号（达到PT时置位）
• ET（Elapsed Time）：当前已计时时间

示例1：延时断开定时器

下图展示了一个定时器配置：当开关S1由TRUE变为FALSE后，定时器将保持激活状态100毫秒。

示例2：带自动重启功能的定时器

以下程序演示了如何实现一个10秒周期自动重启的定时器：

工作原理说明

1. 定时器配置
   • MyTimer：TON功能块实例
   • TimerCurrent：TIME类型变量，仅用于实时显示当前计时值
2. 运行逻辑
   • 激活状态：MyTimer.Q = FALSE（计时中）
   • 完成状态：MyTimer.Q = TRUE（到达PT值时触发）
   • 自动重启：通过IN := NOT MyTimer.Q实现自复位逻辑
3. 时间参数格式
   • T#10S：10秒
   • T#200ms：200毫秒
   • T#2h：2小时
   • 使用T#前缀指定时间单位。

PLC的程序扫描周期构建延时逻辑

前文介绍了使用TON/TOF功能块实现定时的方法，另一种替代方案是利用PLC的程序扫描周期构建延时逻辑。这种方法的原理基于PLC实时运行机制——程序以固定时间间隔循环执行（扫描周期）。

实现示例

下图流程图描述了两种程序实现方式，核心逻辑如下：

1. 定义计数变量Count，每次程序执行时自增1
2. 当扫描周期为10ms时：
   • 计数达到200次时点亮灯光（10ms × 200 = 2秒延时）
   • 计数达到400次时关闭灯光（4秒延时）
3. 此方法可实现简单的灯光闪烁控制

当然，还有一种写法也可以：

这种方式在不用多余的TON、TOF功能块即可实现同样的逻辑，在ST语言中非常便利，那么我们在实际应用和工作中可以灵活应用。

应用示例：闪烁的逻辑实现

可以用两个TON来实现，当然Value的值变化后，可以控制闪烁的频率。

应用示例：信号的滤波及模拟量的处理

我们在处理传感器的信号时，常常用到这种TON和TOF来处理信号滤波，使得程序运行更加稳定。例如，上图如果不做任何处理，信号就会断断续续，跟此信号相关的动作就会受到影响。

同理，模拟量的输入值，有可能持续波动，并不是刚已超过限位就出现报警，更多的是对当前值的判断，加上延时判断才会更加可靠。

上面处理的示例代码这里不做展示，可以参考原文的具体章节。

应用示例：带暂停功能的定时器

当需要临时中断定时器运行时，可使用TONP功能块（Pausable On-Delay Timer）。该功能块在标准TON定时器基础上扩展了暂停控制功能：

当需要临时中断定时器运行时，可使用TONP功能块（Pausable On-Delay Timer）。该功能块在标准TON定时器基础上扩展了暂停控制功能：

• 核心特性：通过PAUSE输入参数实现定时过程的暂停/继续
• 工作逻辑：
  • PAUSE = TRUE：冻结当前计时值（ET停止更新）
  • PAUSE = FALSE：从冻结值继续计时

典型应用场景

1. 设备维护暂停：急停触发时暂停生产线的定时工序
2. 间歇式流程：处理原料时需要暂停计时等待检测结果
3. 调试模式：手动暂停计时以检查设备状态