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PLC编程之ST语言

随着计算机技术的快速发展，以可编程逻辑控制器、变频器和计算机通信等

技术为主体的新型电气控制系统已经取代了传统的继电器控制电气系统，并广泛

应用于各行各业。PLC是专门为工业控制而设计的计算机系统，由于PLC是根据

继电器逻辑控制发展而来的，因此PLC通常采用与继电器逻辑控制电路非常接近

的梯形图（LD）作为编程语言，而且由于梯形图简单易学的特点，不需要很深的

基础就能轻松入门，因此梯形图受到了广大工程技术人员的欢迎。也正是因为如

此，PLC获得了快速的发展，在工业中有了非常广泛的应用。

经过几十年的发展，现在的PLC和以前的PLC早已不同，它已经从一开始的

可编程逻辑控制器了，已经发展成具有模拟量、运动控制、过程控制、数据处理

以及通讯组网功能的综合性工业控制器。随着科技的进步和工业4.0时代的到来，

以及非标自动化的飞速发展，传统以梯形图为主的PLC编程方式越来越无法满足

实际应用的需要，特别是在一线从事PLC编程的工程技术人员，这种感觉越来越

强烈。

其实早在20世纪90年代，国际电工委员会就制定完善并推荐了5种PLC的

编程语言，分别是梯形图（LD）、指令表（IL）、顺序功能图（SFC）、功能块

图（FB）以及顺序功能图（ST）。虽然ST语言诞生早但一直没有被大规模推广，

主要原因是大部分用户已经习惯了简单易懂的梯形图，而且早期的机械设备控制

要求远没有现在的复杂，那时候的PLC主要还是以逻辑控制为主，不需要进行复

杂的运算、没有复杂的算术结构、通信组网也比较少，这些功能使用梯形图就足

够应付，如果使用ST语言反而显得臃肿。但随着控制要求越来越高，对于梯形

图而言，ST语言的优势越来越明显。

以梯形图为主的编程模式具有一下缺陷：

①没有明确的规范，不同品牌之间的差异巨大，导致基本无可移植性；

②指令太多，大量的指令需要记忆，各品牌之间还有无法通用的专用指令；

③随着科技的发展和工业的进步工业控制的核心早已不止是简单的逻辑控制，

还有运动控制、数据处理、工艺计算等。如果这些还用梯形图进行处理，显然会

力不从心、捉襟见肘。

基于工业控制的特点，结构化编程应用于PLC，ST语言就是在这种背景下应

运而生的。ST语言编程有如下特点：

1.跨平台移植性强。ST语言可以很容易的实现跨平台移植，因为

ST语言遵循的是统一的标准。例如可以把在三菱PLC中编写的

ST语言代码直接复制到西门子PLC中，也可以把西门子PLC中

ST语言编写的代码直接复制到施耐德的PLC中。复制后只需要

对代码进行简单的修改就可使用，因为它们都遵循IEC61131-3

的标准。所以当灵光一闪想到一个很有创意的算法时，用ST语

言实现出来，这样不同品牌的PLC都可以使用，这相对于梯形

图来说是极大的便利。

2.数学计算十分方便。在工业控制中数学计算是必不可少的环节。要使用梯

形图来进行计算是十分繁琐的，因为梯形图是为逻辑控制而生的，他的编程方式

对数学计算并不是很友好。而ST语言不仅支持加减乘除四则运算，还可以支持

高级函数运算，如求平方根（SQRT）、求余数（MOD）、求绝对值（ABS）等。在

梯形图中需要很多行语句才能实现的数学运算，在ST语言中只需要几行甚至一

行语句就能实现。

4.简化指令。ST语言中对指令进行了简化，比如MOVE,DMOVE,BMOVE等各种

复杂的传递指令，ADD,DADD,SUB,DSUB等各种复杂的数学运算，只需要一个赋值

语句就可以实现，非常简便。梯形图编程指令太多，有大量的指令需要记忆，各

品牌之间还有无法通用的专用指令。

5.简化程序且程序结构更加紧凑。ST语言使数学计算繁琐的处理过程变得非

常简洁，并且书写方式与数学中的计算完全一致，不让程序变得简洁而且过程更

加让人容易理解。因此如果程序中有大量数学计算且涉及浮点数计算时，使用ST

语言能大大简化程序。且ST语言中使用IF和CASE语句来组织程序结构，使程

序结构更加紧凑。

6.更贴近高级语言。随着社会的高速发展，智能制造、工业4.0、工业互联

网、工业大数据、数字工厂等众多新兴技术和新兴概念如星火燎原之势迅速发展，

对传统制造业而言，即使机遇又是挑战，而这一切都离不开计算机更