信息技術(shù)與傳統(tǒng)制造技術(shù)的深度交融為生產(chǎn)制造的智能化打下了基礎(chǔ)，而具體在工控領(lǐng)域的體現(xiàn)就是以（Structured text）ST結(jié)構(gòu)化文本所代表的高級編程語言編程設(shè)計中的廣泛應(yīng)用。它的優(yōu)點是能簡化復(fù)雜的算法方程，進(jìn)行梯形圖難以執(zhí)行的復(fù)雜計算，完成算法方程式的建立。因其對復(fù)雜算法的高適應(yīng)和高移植通用性，ST越來越廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制，掌握ST結(jié)構(gòu)本文本設(shè)計已經(jīng)成為了電氣工程師必備要求。但對于未接觸過高級語言的傳統(tǒng)電氣從事人員來說，ST編程是有著一定難度的。故本文提出基于梯形圖編程思維快速實現(xiàn)ST編程的設(shè)計方法。

1.電機(jī)啟動保持停止控制的梯形圖實現(xiàn)與ST轉(zhuǎn)換

下圖所示為電機(jī)的啟動保持停止梯形圖控制程序，包括啟動、停止、自鎖三個觸點和一個輸出線圈，它們的都是開關(guān)型的變量，即只有開和關(guān)2個狀態(tài)，在高級語言中，這種數(shù)據(jù)類型叫做BOOL型，即二進(jìn)制開關(guān)變量，即閉合為1（TRUE），斷開為0（FALSE）。如下梯形圖的實質(zhì)可以抽像的理解為“觸點+觸點*觸點=線圈”，即（M0+Y0）*M1=Y0。

在ST等高級語言中M0和Y0的邏輯關(guān)系為或OR，M0和M1邏輯關(guān)系為與AND NOT,NOT表示邏輯關(guān)系非即取反。上述梯形圖算式即可表達(dá)為（M0 OR Y0）AND NOT M1 =Y0，而在ST語言中“=”表達(dá)的是比較2數(shù)值，賦值采用“:=”，同時高級語言采用從右往左賦值。

圖1.1 啟保停控制梯形圖

因此如上梯形圖程序轉(zhuǎn)化為ST標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)式為：

圖1.2 啟保停ST程序

同理電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制程序亦可實現(xiàn)如下轉(zhuǎn)換：

圖1.3 啟保停ST程序

圖1.4 啟保停ST程序

通過參考如上啟動保持停止和電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制程序的轉(zhuǎn)換實例已能實現(xiàn)基本邏輯控制梯形圖程序向ST的轉(zhuǎn)換，即線圈：=觸點的邏輯關(guān)系表達(dá)式。而接下來將逐步對ST的一些應(yīng)用基礎(chǔ)知識進(jìn)行分析。

數(shù)據(jù)類型介紹

下圖所示是ST語言編程最常用的數(shù)據(jù)類型，即開關(guān)型變量BOO型，整數(shù)INT型，小數(shù)浮點型REAL，然后還有基于上述類型的數(shù)據(jù)類型，如UINT、LREAL等等，對于剛?cè)腴T者建議由簡至繁，先重點關(guān)注BOOL、INT、REAL三種數(shù)據(jù)類型。BOOL型用于表示二進(jìn)制，即啟動、停止、開關(guān)等變量，整型一般用于作為步和命名，小數(shù)一般用來映射速度、轉(zhuǎn)矩、位置等物理量，具體如下小車控制實例所示。

圖2.1 三種常用數(shù)據(jù)類型

圖2.2 運(yùn)料小車工作示意

如圖小車的控制動作為，啟動系統(tǒng)，小車在A點裝料，裝料完成前往B點卸一半的料，再前往C點卸料，卸料完成，返回A點如此循環(huán)。小車控制系統(tǒng)要考慮的控制IO為輸入：啟動、停止、A位置、B位置、C位置，輸出小車前進(jìn)、小車后退。從工作要求分析可得，此控制對象適宜順序控制編程方法，也就是步進(jìn)，而在ST語言里步進(jìn)通過CASE功能語句實現(xiàn)。CASE用法是CASE 運(yùn)行步變量（INT） OF A步（INT）: .........;B步.......;當(dāng)運(yùn)行步=A步，則執(zhí)行A步，同理，可適用其它條件，如下程序?qū)嵗尽?/span>

IF...THEN...END_IF為最常用的邏輯判斷語句，它的說明是當(dāng)某某條件成立，則達(dá)到某某結(jié)果，此處要特別算命的是IF是條件成立執(zhí)行，而條件不成立并不會影響以及生成的結(jié)果，這與梯形圖中的開關(guān)邏輯有異。如梯形圖中啟動按鈕閉合（為TRUE）則線圈得電，啟動按鈕斷開（為FALSE）則線圈失電。而IF條件中（IF 啟動 THEN線圈 END_IF）只有當(dāng)啟動為TRUE才會生成線圈TRUE，啟動為FALSE時線圈線圈狀態(tài)不會發(fā)生任何變化。具體可參考下圖2.3所示小車運(yùn)行最簡系統(tǒng)：

圖2.3 運(yùn)料小車ST控制程序

3.ST入門基礎(chǔ)邏輯運(yùn)算符介紹

 接下來將重點介紹一些常用運(yùn)算符，最常見的邏輯運(yùn)算符有“與AND、或OR、非NOT”，然后就是一些常用的算術(shù)運(yùn)算符“+、-、*、/、=”，這里要特別注意的是在C語言里賦值采用的是“=”，而在ST語言里“=”的意義是用來比較兩變量的大小，ST語言里賦值采用“:=”。了解了如上運(yùn)算符編寫簡單的ST邏輯程序便不在話下，由簡入繁，不斷深入研究。如圖3.1是常用的運(yùn)算符及其優(yōu)先級：

圖3.1 常用運(yùn)算符及其優(yōu)先級

4.ST運(yùn)動控制程序?qū)嵗?/span>

在本節(jié)我們將用如上基本語法達(dá)到運(yùn)動控制系統(tǒng)的實現(xiàn)，如下采用圖示，功能塊為運(yùn)動控制中伺服軸使能和點動的功能集合，我們可以通過ST語句實現(xiàn)對其外部輸入的控制，以實現(xiàn)對伺服電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制，如下實例說明了ST入門只要掌握了一些基礎(chǔ)規(guī)則便可實現(xiàn)簡單邏輯和運(yùn)動控制系統(tǒng)的程序的設(shè)計，然后由簡入繁，迅速實現(xiàn)新的編程方法的學(xué)習(xí)。

圖4.1 伺服電機(jī)點動控制實現(xiàn)

總結(jié)

本文粗淺的總結(jié)了一些ST學(xué)習(xí)的小經(jīng)驗，講述了梯形圖編程和ST語言編程的相通之處，如上知識點也是本人在學(xué)習(xí)ST過程中所遇到的問題，剛?cè)腴T時，掌握基礎(chǔ)的通用知識即可，然后不斷使用和實踐就能達(dá)到不斷深化的效果。所以作者建議ST初學(xué)者可參考以上建議，把握通用知識點，觸類旁通，由簡入繁，逐步深入，水到渠成，如有需要詳細(xì)ST教程可前往川禾自動化學(xué)院http://class.hcfa.cn/course/view.php?id=44學(xué)習(xí)，內(nèi)有邏輯控制、運(yùn)動控制全系列教程。