SCL 变量声明

SCL 的变量声明遵循 IEC 61131-3 标准，通过声明块关键字控制变量的作用域、生命周期、持久性和可见性。正确的变量声明是编写可靠、可维护 PLC 程序的基础。

声明块总览

声明块	作用域	生命周期	持久性	可见性	典型用途
VAR	POU 内部	FB 实例生命周期	不保持	POU 内读写	内部状态变量
VAR_INPUT	POU 只读	每次调用赋值	—	外部传入	功能块输入参数
VAR_OUTPUT	POU 可写	跨调用保持 (FB)	不保持	外部读取	功能块输出结果
VAR_IN_OUT	POU 可写	引用调用方	跟随调用方	引用传递	大数据结构引用
VAR_TEMP	POU 内部	单次调用	不保持	POU 内读写	临时计算变量
VAR_STATIC	POU 内部	程序运行期	保持	POU 内读写	跨调用计数
VAR_CONSTANT	全局可见	编译期确定	—	全项目只读	常量定义
VAR_GLOBAL	全局共享	程序运行期	可配置	全项目读写	全局数据交换
VAR_ACCESS	外部接口	程序运行期	不保持	OPC UA / 外部	对外暴露变量
VAR_CONFIG	实例配置	编译期确定	—	实例化时赋值	参数化配置

VAR — 内部变量

VAR 块声明 POU 内部的状态变量。对于功能块，变量值在两次调用之间保持；对于函数，不跨调用保持。

FUNCTION_BLOCK FB_MotorControl
VAR
    tonRamp     : TON;          // 内部定时器
    rtStart     : R_TRIG;       // 边沿检测
    iState      : INT := 0;     // 状态机状态
    rRampSpeed  : REAL := 0.0;  // 速度斜坡值
END_VAR

VAR_INPUT — 输入参数

声明由调用方传入的只读参数。简单类型按值传递，复杂类型按引用传递。

FUNCTION_BLOCK FB_PID
VAR_INPUT
    bEnable     : BOOL;
    rSetpoint   : REAL;
    rFeedback   : REAL;
    rKp         : REAL := 1.0;
    stConfig    : ST_PIDConfig;     // 结构体按引用传递
END_VAR

// 调用语法
fbPID(bEnable := TRUE, rSetpoint := 1500.0, rFeedback := rActSpeed);

VAR_OUTPUT — 输出参数

声明由 POU 返回给调用方的输出结果。FB 实例的输出值在两次调用之间保持。

FUNCTION_BLOCK FB_PID
VAR_OUTPUT
    bInRange    : BOOL;          // 到达设定范围
    rOutput     : REAL;          // PID 输出值
    rError      : REAL;          // 当前误差
END_VAR

VAR_IN_OUT — 输入输出参数 (引用传递)

始终按引用传递，零拷贝开销。POU 内对该参数的修改直接反映到调用方的原始变量。

FUNCTION_BLOCK FB_BufferProcess
VAR_IN_OUT
    stBuffer    : ST_BufferData;          // 引用外部结构体
    arSamples   : ARRAY[0..1023] OF INT;  // 引用外部数组
END_VAR

注意

VAR_IN_OUT 传递的是引用而非副本。希望保护原始数据不被修改时，应使用 VAR_INPUT（复杂类型仍按引用传递，但编译器阻止写入）。

VAR_TEMP — 临时变量

仅当前调用周期内有效，每次调用重新初始化（栈分配）。使用前必须显式赋值，否则为不确定值。

FUNCTION_BLOCK FB_MatrixCalc
VAR_TEMP
    i, j        : INT;           // 循环索引
    rSum        : REAL;          // 中间累加
    bFound      : BOOL;          // 查找标记
END_VAR

VAR_STATIC — 静态变量

跨调用保持但不持久化（掉电丢失）的变量，所有 FB 实例共享。

FUNCTION_BLOCK FB_ComponentManager
VAR_STATIC
    siInstanceCount : SINT := 0;  // 所有实例共享计数
END_VAR

VAR_CONSTANT — 常量

编译期确定、不可修改的命名常量，运行时零开销。

VAR CONSTANT
    MAX_MOTOR_SPEED     : REAL := 6000.0;
    OVER_TEMP_THRESHOLD : REAL := 85.0;
    WATCHDOG_TIMEOUT    : TIME := T#500ms;
    PI                  : REAL := 3.14159265;
    DEG_TO_RAD          : REAL := 0.01745329;
END_VAR

提示

常量全大写、下划线分隔。不要用魔法数字散落在代码中，统一在 POU 顶部 VAR CONSTANT 集中管理。

VAR_GLOBAL — 全局变量

全项目可见的全局变量，在全局变量表或全局 POU 中定义。建议加 g 前缀。

VAR_GLOBAL
    giBatchCount    : DINT := 0;
    gbMachineReady  : BOOL := FALSE;
    gbEmergencyStop : BOOL := TRUE;
    grTargetTemp    : REAL := 120.0;
    gstProduction   : ST_ProductionData;
END_VAR

在 POU 中通过 VAR_EXTERNAL 引用全局变量：

FUNCTION_BLOCK FB_Station1
VAR_EXTERNAL
    gbMachineReady  : BOOL;
    gbEmergencyStop : BOOL;
    giBatchCount    : DINT;
END_VAR

VAR_ACCESS — 访问变量

对外暴露的变量，用于 OPC UA、DarraLink 远程访问或 HMI 通讯。

VAR_ACCESS
    Machine_Status      : BOOL  := gbMachineReady;
    Batch_Count         : DINT  := giBatchCount;
    Temperature_Actual  : REAL  := grActualTemp;
END_VAR

VAR_CONFIG — 配置变量

在实例化时覆盖 FB 内部 VAR 的初始值，为不同实例配置不同参数。

VAR
    fbConveyor1 : FB_Conveyor;
    fbConveyor2 : FB_Conveyor;
END_VAR

VAR_CONFIG
    fbConveyor1.iMaxSpeed  := 3000;
    fbConveyor2.iMaxSpeed  := 1500;
    fbConveyor1.tAccelTime := T#500ms;
    fbConveyor2.tAccelTime := T#1s;
END_VAR

命名约定 (匈牙利前缀)

前缀	数据类型	示例
b	BOOL	bStart, bReady
by	BYTE	byStatus
w	WORD	wControl
dw	DWORD	dwErrorCode
si	SINT	siLevel
i	INT	iCount, iIndex
di	DINT	diPosition
li	LINT	liUptime
ui	UINT	uiVoltage
udi	UDINT	udiTotalPulses
r	REAL	rTemperature
lr	LREAL	lrAngle
s	STRING	sName
ws	WSTRING	wsDisplayText
t	TIME	tDelay
a / ar	ARRAY	aiBuffer, arMatrix
st	STRUCT	stMotorData
e	枚举	eState, eMode
fb	FB 实例	fbPID, fbAxis
p	POINTER TO	pBuffer
rf	REF_TO	rfData

前缀组合规则

修饰	前缀	示例
全局变量	g + 类型前缀	giBatchCount, grTemperature
RETAIN 变量	r + 类型前缀	riTotalParts, rrCalibOffset
常量	全大写 + 下划线	MAX_SPEED, TIMEOUT_MS

VAR
    iIndex          : INT;              // 局部
    rTemperature    : REAL;
    bFault          : BOOL;
    fbPID           : FB_PIDController; // FB 实例
END_VAR

VAR RETAIN
    riTotalCount    : DINT;             // RETAIN 前缀 r
    rrCalibOffset   : LREAL;
END_VAR

初始值

默认初始化

数据类型	默认初始值
BOOL	FALSE
BYTE, WORD, DWORD, LWORD	0
SINT, INT, DINT, LINT	0
USINT, UINT, UDINT, ULINT	0
REAL, LREAL	0.0
TIME	T#0ms
STRING	'' (空字符串)
ARRAY	各元素按类型默认值
STRUCT	各成员按类型默认值
枚举	枚举的第一个值
REF_TO, POINTER TO	0 (空指针)

显式初始值

VAR
    bReady          : BOOL  := TRUE;
    iCounter        : INT   := 100;
    rTemperature    : REAL  := 25.0;
    lrAngle         : LREAL := 3.14159265358979;
    tCycleTime      : TIME  := T#100ms;
    sDeviceName     : STRING[32] := 'Darra PLC';

    // 数组初始化
    aiPreset        : ARRAY[0..4] OF INT := [10, 20, 30, 40, 50];
    arZeros         : ARRAY[0..99] OF REAL := [100(0.0)];

    // 结构体初始化
    stMotor         : ST_MotorData := (
        sName := 'M1', iAxisCount := 6, rMaxSpeed := 3000.0
    );

    eState          : E_MachineState := IDLE;
END_VAR

初始值执行时机

• 冷启动 (OB100)：所有变量重置为声明时的初始值
• 暖启动/热重启：VAR RETAIN 和 VAR PERSISTENT 保持上次值，其余重置
• 在线下载：由用户选择"保留数据"或"使用新初始值"

RETAIN 与 NON_RETAIN

VAR RETAIN — 掉电保持

VAR RETAIN 变量在 PLC 断电、停止、重启后保持最后的值。

VAR RETAIN
    riTotalParts    : DINT  := 0;      // 总产量
    riGoodParts     : DINT  := 0;      // 合格品
    riRejectParts   : DINT  := 0;      // 不合格品
    rrCalibOffset   : LREAL := 0.0;    // 标定偏移
    tTotalRunTime   : TIME  := T#0ms;  // 累计运行时间
END_VAR

VAR RETAIN 中的 NON_RETAIN

在 VAR RETAIN 块中，可用 NON_RETAIN 标记个别变量不保持。

VAR RETAIN
    riTotalCount    : DINT;            // 保持
    VAR NON_RETAIN
        iTempCounter : INT;            // 不保持（即使在 RETAIN 块中）
        rScratchPad : REAL;
    END_VAR
    rrCalibOffset   : LREAL;           // 保持
END_VAR

RETAIN 与 PERSISTENT 对比

特性	VAR RETAIN	VAR PERSISTENT
掉电保持	✓	✓
热重启保持	✓	✓
冷启动保持	可配置（默认清零）	✓ 始终保持
程序下载后保持	✗	✓
物理存储	NVRAM / UPS 缓存	NVRAM + 冗余备份
典型用途	产量计数、运行时间	标定系数、零点偏移

// 每次冷启动可清零 → RETAIN
VAR RETAIN
    riShiftCount    : DINT;     // 班次产量
END_VAR

// 下载新程序也不能丢 → PERSISTENT
VAR PERSISTENT
    rrToolCalib     : LREAL;    // 工具标定
    rrZeroOffset    : LREAL;    // 零点偏移
END_VAR

AT 声明 — 直接地址映射

AT 关键字将变量直接绑定到指定的内存地址，用于访问物理 I/O、系统变量或 HMI 共享内存。

地址语法

%<区域><大小><偏移>[.<位>]

组成部分	说明	值范围
%	地址标识前缀	必选
区域	I=物理输入, Q=物理输出, M=内存, D=数据块, S=系统	I / Q / M / D / S
大小	X=位, B=字节, W=字(2B), D=双字(4B), L=长字(8B)	X / B / W / D / L
偏移	字节起始偏移	0 ~ 65535
位	仅 X 格式需要	0 ~ 7

%IX0.0      // I 区 第0字节 bit0
%IW10       // I 区 第10~11字节 (WORD)
%ID20       // I 区 第20~23字节 (DINT)
%QX0.0      // Q 区 第0字节 bit0
%QW10       // Q 区 第10~11字节
%MD200      // M 区 第200~203字节
%D10.DBW0   // DB10 第0~1字节

物理 I/O 映射

VAR
    // ===== 数字量输入 =====
    bEmergencyStop  AT %IX0.0  : BOOL;   // 急停按钮
    bStartBtn       AT %IX0.1  : BOOL;   // 启动按钮
    bStopBtn        AT %IX0.2  : BOOL;   // 停止按钮
    bLimitFwd       AT %IX1.0  : BOOL;   // 正限位
    bLimitRev       AT %IX1.1  : BOOL;   // 负限位

    // ===== 数字量输出 =====
    bMotorRun       AT %QX0.0  : BOOL;   // 电机运行
    bAlarmLamp      AT %QX1.0  : BOOL;   // 报警灯

    // ===== 模拟量输入 =====
    wEncoderPos     AT %IW10   : WORD;   // 编码器原始值
    rTemperature    AT %ID20   : REAL;   // 温度传感器
    rPressure       AT %ID24   : REAL;   // 压力传感器
    diPosition      AT %ID30   : DINT;   // 绝对位置

    // ===== 模拟量输出 =====
    wAnalogOut      AT %QW10   : WORD;   // 模拟量输出原始值
    rSpeedSetpoint  AT %QD20   : REAL;   // 速度设定
END_VAR

HMI 共享内存 (M 区)

VAR
    bHMI_Start      AT %MX0.0  : BOOL;        // HMI 启动指令
    bHMI_Stop       AT %MX0.1  : BOOL;        // HMI 停止指令
    iRecipeSelect   AT %MW10   : INT;          // HMI 配方选择
    rSetTemp        AT %MD20   : REAL;         // HMI 温度设定
    rSetSpeed       AT %MD24   : REAL;         // HMI 速度设定
    sOperatorMsg    AT %MB100  : STRING[32];   // HMI 操作员消息
END_VAR

地址重叠警告

不同大小标识可能访问同一物理内存，编译器会检查并警告。

声明	物理范围
bFlag AT %MX0.0	M 区字节 0 的 bit 0
byByte AT %MB0	M 区字节 0
wWord AT %MW0	M 区字节 0~1
dwDWord AT %MD0	M 区字节 0~3

// 危险：wStatus 与 bError 共享同一内存
VAR
    wStatus  AT %MW0 : WORD;     // 占 M0~M1
    bError   AT %MX0.0 : BOOL;   // 与 wStatus 低位重叠！
END_VAR

// 安全做法：统一 WORD 访问，再位提取
bError := (wStatus.0 = 1);

VAR_EXTERNAL — 外部变量访问

在 POU 中引用全局变量时使用 VAR_EXTERNAL 声明，明确表达依赖关系。

FUNCTION_BLOCK FB_ProductionMonitor
VAR_EXTERNAL
    gbMachineReady  : BOOL;
    gbAutoMode      : BOOL;
    giBatchCount    : DINT;
    grTargetTemp    : REAL;
    stProduction    : ST_ProductionData;
END_VAR

方式	优点	缺点
VAR_EXTERNAL 声明	显式依赖，便于代码审查和测试	需额外声明代码
直接使用全局名	代码更简洁	隐藏依赖关系，重构困难

变量可见性与访问控制

可见性层级

全局 (VAR_GLOBAL / VAR_ACCESS)
  └── 项目内所有 POU 可见
       └── 外部接口 (OPC UA / HMI) 通过 VAR_ACCESS 选择性暴露

POU 内部 (VAR / VAR_TEMP / VAR_STATIC)
  └── 仅声明所在的 POU 内部可见
       └── FB 实例变量在实例间隔离

接口 (VAR_INPUT / VAR_OUTPUT / VAR_IN_OUT)
  └── 调用方通过形参赋值访问
       └── VAR_INPUT 只读，VAR_OUTPUT 只写，VAR_IN_OUT 读写

封装原则

FUNCTION_BLOCK FB_AxisControl
// ===== 公开接口 =====
VAR_INPUT
    bEnable         : BOOL;
    rTargetPos      : LREAL;
    rTargetSpeed    : REAL;
END_VAR

VAR_OUTPUT
    bHomed          : BOOL;
    bInPosition     : BOOL;
    rActualPos      : LREAL;
    bFault          : BOOL;
    iErrorCode      : INT;
END_VAR

// ===== 内部实现 (对外不可见) =====
VAR
    fbPositionPID   : FB_PIDController;
    fbSpeedPID      : FB_PIDController;
    eState          : E_AxisState;
    rRampSpeed      : REAL;
END_VAR

访问控制策略

策略	实现方式	示例场景
封装内部状态	敏感变量放 VAR，不暴露到 VAR_OUTPUT	PID 内部误差累积值
只读暴露	通过 VAR_OUTPUT 暴露读接口	当前位置、速度
参数化配置	VAR_INPUT + 默认值	PID 参数、限值
全局共享	VAR_GLOBAL + VAR_EXTERNAL	生产数据、报警状态
外部接口	VAR_ACCESS	OPC UA 变量
掉电保护	VAR RETAIN / VAR PERSISTENT	标定参数、累计值

最佳实践

声明块顺序

固定顺序：VAR_INPUT → VAR_OUTPUT → VAR_IN_OUT → VAR → VAR_TEMP → VAR_STATIC → VAR_CONSTANT → VAR RETAIN

FUNCTION_BLOCK FB_BestPractice
    VAR_INPUT ... END_VAR
    VAR_OUTPUT ... END_VAR
    VAR_IN_OUT ... END_VAR
    VAR ... END_VAR
    VAR_TEMP ... END_VAR
    VAR_STATIC ... END_VAR
    VAR CONSTANT ... END_VAR
    VAR RETAIN ... END_VAR
    VAR PERSISTENT ... END_VAR
END_FUNCTION_BLOCK

命名规范

// ✅ 良好命名
bEmergencyStop      : BOOL;   // 急停按钮状态
iCurrentSpeed       : INT;    // 当前速度 (rpm)
rTemperatureActual  : REAL;   // 实际温度 (°C)
stMotorStatus       : ST_MotorStatus;

// ❌ 不良命名
bFlag1              : BOOL;   // 含义不明
iData               : INT;    // 太泛
rX                  : REAL;   // 无上下文

常见错误

问题	根因	解决方案
变量未声明	忘记在 VAR 块声明	编译器报错，按提示补充
地址冲突	%MW0 与 %MB0 重叠	重新规划地址分配
RETAIN 丢失	NVRAM 电池耗尽	更换电池；重要数据加 PERSISTENT
VAR_IN_OUT 误改源	引用传递的副作用	不需改源数据时改用 VAR_INPUT
初始值不生效	热重启而非冷启动	切到冷启动 (OB100) 或手动复位
临时变量随机值	VAR_TEMP 未初始化	使用前显式赋值
枚举值比较错误	忘加类型前缀	用 E_State.RUNNING 而非 RUNNING

推荐声明模板

FUNCTION_BLOCK FB_ConveyorControl

// --- 输入参数 ---
VAR_INPUT
    bStart          : BOOL;             // 启动指令 (上升沿有效)
    bStop           : BOOL;             // 停止指令 (上升沿有效)
    rSetSpeed       : REAL := 1000.0;   // 目标速度 (rpm)
END_VAR

// --- 输出参数 ---
VAR_OUTPUT
    bRunning        : BOOL;             // 运行中
    rActualSpeed    : REAL;             // 实际速度 (rpm)
    bFault          : BOOL;             // 故障
    iErrorCode      : INT;              // 错误码
END_VAR

// --- 内部状态 ---
VAR
    tonRamp         : TON;              // 加速斜坡定时
    rtStart         : R_TRIG;           // 启动上升沿
    eState          : INT := 0;         // 状态机
    rInternalSpeed  : REAL := 0.0;      // 速度斜坡值
END_VAR

// --- 临时变量 ---
VAR_TEMP
    iLoop           : INT;              // 循环索引
    bAllClear       : BOOL;             // 安全条件汇总
END_VAR

// --- 常量 ---
VAR CONSTANT
    ACCEL_RATE      : REAL := 50.0;     // 加速度 (rpm/cycle)
    MAX_SPEED       : REAL := 3000.0;   // 最高速度 (rpm)
END_VAR

// --- 掉电保持 ---
VAR RETAIN
    riRunHours      : DINT := 0;        // 累计运行小时数
    riStartCount    : DINT := 0;        // 累计启动次数
END_VAR

// 程序主体
bAllClear := NOT bFault;
// ... 控制逻辑

END_FUNCTION_BLOCK

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