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IEC61131-3 ST语言进阶 - 数组与字符串操作指南

ST/PLC

IEC61131-3 ST 语言进阶 - 数组与字符串操作指南

1. 数组操作

1.1 数组声明

VAR
    // 一维数组
    Data_Array : ARRAY[0..9] OF INT;
    Sensor_Values : ARRAY[1..10] OF REAL;
    
    // 多维数组
    Matrix : ARRAY[0..2, 0..2] OF REAL;
    Data_3D : ARRAY[0..9, 0..9, 0..9] OF BYTE;
    
    // 带初始值
    Defaults : ARRAY[0..4] OF INT := [10, 20, 30, 40, 50];
    
    // 字符串数组
    Messages : ARRAY[0..2] OF STRING[50] := [
        'System Starting',
        'System Running',
        'System Stopped'
    ];
END_VAR

1.2 数组访问与操作

// 基本访问
Data_Array[0] := 100;
Value := Data_Array[i];

// 多维数组
Matrix[1, 2] := 3.14;
Matrix[i, j] := Value;

// 获取数组边界
Lower := LOWER_BOUND(Data_Array, 1);  // 返回 0
Upper := UPPER_BOUND(Data_Array, 1);  // 返回 9

// 数组赋值
FOR i := 0 TO 9 DO
    Target_Array[i] := Source_Array[i];
END_FOR;

// 数组整体赋值（部分平台支持）
Target_Array := Source_Array;

1.3 实战：求平均值

FUNCTION FC_Average : REAL
VAR_INPUT
    Data : ARRAY[0..9] OF REAL;
    Count : INT;
END_VAR
VAR
    i : INT;
    Sum : REAL;
END_VAR

Sum := 0.0;
FOR i := 0 TO Count - 1 DO
    Sum := Sum + Data[i];
END_FOR;

IF Count > 0 THEN
    FC_Average := Sum / INT_TO_REAL(Count);
ELSE
    FC_Average := 0.0;
END_IF;

END_FUNCTION

1.4 实战：查找最大值

FUNCTION FC_FindMax : INT
VAR_INPUT
    Data : ARRAY[0..99] OF INT;
    Size : INT;
END_VAR
VAR
    i : INT;
    MaxVal : INT;
END_VAR

MaxVal := Data[0];
FOR i := 1 TO Size - 1 DO
    IF Data[i] > MaxVal THEN
        MaxVal := Data[i];
    END_IF;
END_FOR;

FC_FindMax := MaxVal;

END_FUNCTION

1.5 实战：冒泡排序

FUNCTION_BLOCK FB_Sort
VAR_IN_OUT
    Data : ARRAY[0..99] OF INT;
END_VAR
VAR_INPUT
    Size : INT;
END_VAR
VAR
    i, j, Temp : INT;
    Swapped : BOOL;
END_VAR

FOR i := 0 TO Size - 2 DO
    Swapped := FALSE;
    FOR j := 0 TO Size - 2 - i DO
        IF Data[j] > Data[j + 1] THEN
            Temp := Data[j];
            Data[j] := Data[j + 1];
            Data[j + 1] := Temp;
            Swapped := TRUE;
        END_IF;
    END_FOR;
    IF NOT Swapped THEN
        EXIT;  // 已排序完成，提前退出
    END_IF;
END_FOR;

END_FUNCTION_BLOCK

2. 字符串操作

2.1 字符串基础

VAR
    // 定长字符串
    Name : STRING[80];
    ShortStr : STRING[20] := 'Hello World';
    
    // 宽字符串（Unicode，部分平台支持）
    WideStr : WSTRING[50];
    
    // 字符
    CharVal : CHAR := 'A';
END_VAR

// 字符串赋值
Message := 'System Initialized';

2.2 字符串函数速查表

函数说明示例结果
LEN()长度LEN('Hello')5
CONCAT()连接CONCAT('A','B')’AB’
LEFT()左截取LEFT('Hello',2)’He’
RIGHT()右截取RIGHT('Hello',2)’lo’
MID()中间截取MID('Hello',2,3)’ell’
FIND()查找位置FIND('Hello','ll')3
INSERT()插入INSERT('Hi',' World',2)’Hi World’
DELETE()删除DELETE('Hello',4,2)’Hell’
REPLACE()替换REPLACE('Hi','i','ello')’Hello’
UPPER()转大写UPPER('hello')’HELLO’
LOWER()转小写LOWER('WORLD')’world’

2.3 字符串连接

// 使用 CONCAT 函数
Result := CONCAT('Hello ', 'World');  // 'Hello World'

// 使用 + 运算符（部分平台支持）
Result := 'Hello ' + 'World';         // 'Hello World'

// 多段连接
FullMsg := CONCAT('Error: ', CONCAT('Code ', INT_TO_STRING(Code)));

2.4 字符串截取

Message := 'Temperature: 85.5';

// 提取数值部分
NumPart := MID(Message, 14, 4);      // '85.5'
TempValue := STRING_TO_REAL(NumPart); // 85.5

// 截取前缀
Label := LEFT(Message, 13);           // 'Temperature: '

// 截取后缀
Unit := RIGHT(Message, 2);            // '5' (实际可能包含单位)

2.5 字符串查找与替换

Text := 'Sensor1 reading: 42.5';

// 查找子串位置
Pos := FIND(Text, 'reading');        // 返回 10（从0开始）
IF Pos >= 0 THEN
    Found := TRUE;
END_IF;

// 替换
NewText := REPLACE(Text, 'Sensor1', 'Sensor2');  
// 'Sensor2 reading: 42.5'

// 插入
Inserted := INSERT(Text, ' [OK]', 22);  
// 'Sensor1 reading: 42.5 [OK]'

2.6 字符串与数值转换

// 字符串转数值
Value := STRING_TO_INT('1234');      // 1234
RealVal := STRING_TO_REAL('3.14');   // 3.14

// 数值转字符串
Str := INT_TO_STRING(1234);          // '1234'
Str := REAL_TO_STRING(3.14);         // '3.140000'

// 格式化拼接
Message := CONCAT('Temp: ', REAL_TO_STRING(Temp));
Message := CONCAT(Message, '°C');

3. 实战综合示例

3.1 数据过滤与统计

FUNCTION FC_FilterData : INT
VAR_INPUT
    Data : ARRAY[0..99] OF REAL;
    Size : INT;
    MinVal : REAL;
    MaxVal : REAL;
END_VAR
VAR
    i : INT;
    Count : INT;
END_VAR

Count := 0;
FOR i := 0 TO Size - 1 DO
    IF Data[i] >= MinVal AND Data[i] <= MaxVal THEN
        Count := Count + 1;
    END_IF;
END_FOR;

FC_FilterData := Count;

END_FUNCTION

3.2 字符串解析（处理传感器数据）

FUNCTION_BLOCK FB_ParseSensorData
VAR_INPUT
    RawString : STRING[100];
    Delimiter : CHAR := ',';
END_VAR
VAR_OUTPUT
    CH1 : REAL;
    CH2 : REAL;
    CH3 : REAL;
    ParseOK : BOOL;
END_VAR
VAR
    Pos1, Pos2, Pos3 : INT;
    SubStr : STRING[50];
END_VAR

// 查找分隔符位置
Pos1 := FIND(RawString, Delimiter);
IF Pos1 < 0 THEN
    ParseOK := FALSE;
    RETURN;
END_IF;

// 提取第一个值
SubStr := LEFT(RawString, Pos1);
CH1 := STRING_TO_REAL(SubStr);

// 提取第二个值
Pos2 := FIND(RawString, Delimiter);  // 简化处理
IF Pos2 < 0 THEN
    ParseOK := FALSE;
    RETURN;
END_IF;

ParseOK := TRUE;

END_FUNCTION_BLOCK

文档版本：1.0 | 更新日期：2026-04-28 | 作者：JianLin Studio

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