介绍 CODESYS 编程软件中的变量

引言

在 PLC 编程中，变量是构建自动化控制程序的基础。CODESYS 作为一种强大的 PLC 编程软件，提供了多种变量类型和管理方式，使得编程更加灵活和高效。本文将详细介绍 CODESYS 中的变量，包括变量的定义、类型、局部变量和全局变量、掉电保持变量、结构变量等内容。

1、什么是变量

在编程中，变量是一种用于存储数据的命名空间。它们可以保存不同类型的数据，如数值、字符或逻辑值。变量使得程序能够动态处理数据，从而实现复杂的控制逻辑。

2、变量的命名规则

变量命名需要严格按照下面的格式，为了代码的可阅读和规范性，尽量采用统一风格的命名方式，如：匈牙利命名风格，骆驼风格，Pascal 风格，蛇形风格等。

1. 变量只能由字母、数字和下划线组成；
2. 变量首字必须是字母；
3. 变量不能是关键词和操作符；
4. 变量不区分大小写；
5. 变量没有长度限制；

3、变量的格式定义

变量名+冒号+数据类型+初始化(可选)+分号+注释(可选)

示例：

VAR
    variables        : INT     := 10   ; //注释
    variables_str    : STRING  := '10' ; (*注释*)
END_VAR

1. variables 是变量名;
2. 后边加冒号 ( : ) ;
3. INT 是数据类型
4. := 是赋值操作符
5. 10 是初始值
6. 语句结尾要加分号 ( ; )
7. 最后是注释，注释标识符可以是 // 或者 （* *）

4、变量的类型

CODESYS 支持多种变量类型，常见的有以下几种：

布尔型：

• BOOL ：存储二进制值（0 或 1）。

整数型：

• BYTE ：8 位无符号整数。（0 to 255）
• WORD ：16 位无符号整数。（0 to 65535）
• DWORD ：32 位无符号整数。（0 to 4294967295）
• LWORD ：64 位无符号整数。（0 to 2^64-1）
• SINT ：8 位有符号整数。（-128 to 127）
• USINT ：8 位有无符号整数。（0 to 255）
• INT ：16 位有符号整数。（-32767 to 32767）
• UINT ：16 位无符号整数。（0 to 65535）
• DINT ：32 位有符号整数。（-2147483648 to 2147483648）
• UDINT ：32 位无符号整数。（0 to 4294967295）
• LINT ：64 位有符号整数。（-2^63 to 2^63-1）
• ULINT ：64 位无符号整数。（0 to 2^64-1）

实数型：

• REAL ：32 位浮点数。（1.401e-45 to 3.403e+38 ）
• LREAL ：64 位浮点数。（2.2250738585072014e-308 to 1.7976931348623158e+308 ）

字符串型：

• STRING ：用于存储字符串。（ (n+1)*8 ）

时间：

• TIME ：32 位。( T#0d0h0m0s0ms to T#49d17h2m47s295ms )
• TIME OF DAY ：32 位。( T0D#0:0:0.000 to T0D#23:59:59.999 )
• DATE ：32 位。( D#1970-1-1 to DATE#2106-2-7 )
• DATE AND TIME：32 位。( DT#1970-1-1-00:0:00 to DT#2106-2-7-6:28:15 )

5、局部变量和全局变量

5.1局部变量

局部变量是在特定的程序块（如函数或功能块）中定义的变量。它们仅在该程序块内部可见和使用，程序块执行结束后，局部变量的值将被释放。这种变量有助于避免命名冲突和数据不一致的问题。

示例：

FUNCTION_BLOCK FB_Test
VAR_INPUT
  button        :  BOOL;
END_VAR
VAR_OUTPUT
  out           :  BOOL;
END_VAR
VAR
  outState      :  BOOL;
  rise          :  BOOL;
  riseHF        :  BOOL;   
END_VAR

5.2全局变量

全局变量是在整个程序中定义的变量，它们可以被程序的任何部分访问和修改。全局变量适用于需要在多个程序块之间共享数据的情况，但需要小心使用，以避免意外修改和复杂的调试过程。

示例：

VAR_GLOBAL
  Always0    : BOOL;   //常0
  Always1     : BOOL;   //常1
  test_bool   : ARRAY[0..100] OF BOOL;
  test_       : BOOL;
END_VAR

6、掉电保持变量

掉电保持变量是一种特殊的变量类型，其值在 PLC 掉电或重启时不会丢失。这类变量适用于需要保存系统状态或重要数据的情况。

示例：

VAR_GLOBAL PERSISTENT RETAIN
  
  runTime                : TIME := T#10MS;
  stopTime               : TIME := T#1000MS;  

  data                   : ARRAY [0..1000] OF DUT;

  Total_running_TIME     : REAL;
  
  p_position_x_start     :  DINT := 333299;
  p_position_y_start     :  DINT := -100525;

END_VAR

7、结构变量

结构变量（Structured Variables）是由多个不同类型的变量组成的集合。它们允许将相关的数据组合在一起，便于管理和访问。

示例：

TYPE MyStruct :   //定义结构变量
STRUCT
    id: INT;
    name: STRING[20];
    value: REAL;
END_STRUCT
END_TYPE

VAR     //使用结构变量
    structVar: MyStruct; // 结构变量
END_VAR

总结

CODESYS 中的变量是 PLC 编程的核心组件。理解和正确使用变量类型、变量的命名规则、变量的格式定义、局部变量和全局变量、掉电保持变量以及结构变量，对于编写高效、可靠的控制程序至关重要。希望本文对您理解 CODESYS 中的变量有所帮助，从而在实际应用中更好地利用这些知识。