PLC静态变量的作用域和生存期

PLC的本质是个计算机。 和计算机的编程语言一样，在程序中是需要用到各种变量的。 

所以先从计算机高级语言说起。 

不管是VB还是C++，各种编程语言都有一个比较重要的章节，讲变量的存储类型。 

我一开始以为它们是在第一章第一课就讲的。 还好先翻了翻书。

第七章 

7.8 局部变量和全局变量

7.9 动态存储变量和静态存储变量

在实际的高级语言的编程应用中，用的最多的是局部变量和全部变量， 以及极少数情况下会用到局部的静态变量。 有多极少数呢？我甚至想不起来应用静态变量的标准场景了。 

幸亏翻了下书， 书里有例子讲到了，如此珍贵， 我抄下来算了：

C语言用static处理输出1到5的阶乘.

#include
int main()
{
int i;
for(i=1;i<=5;++i)
printf("%d!=%d\n",i,fact(i));
return 0;
}
int fact(int n)
{
static int f = 1;
f=f*n;
return (f);
}

这里面的static int f 就是静态变量。 

其中一个最大的技巧是， 在函数计算5！的时候， 用到了前面计算4！的计算结果。 对早期的计算机计算资源特别宝贵的情况下， 起到了节省一点点计算资源的作用。 

但是， 这个技巧又相当扯淡。如果你只想求5！而对前面的1！，2！，3！，4！皆不感兴趣，则这个函数反而不能用了。 还逼着你非要在外面做一次循环，重复调用那个函数fact，才能真正得到5！的答案。

一个计算功能， 原生的函数还不能直接得到答案， 还需要再做一次循环处理，才可以。 这事儿换谁谁不烦啊？

嗯， 还真有不烦的。 谁不烦？

PLC不烦。 

因为PLC的OB1是天生自动循环的。 

只要计算结果不是需要在一个周期内立马得到答案， 就可以充分使用OB1循环运行的特性， 在函数中实现想要的功能。 

比如MODBUS轮询，就可以由OB1的循环调用机制本身来驱动。 不需要自己做循环程序（而且也不能做， 如果做的话CPU单个周期运转时间过长， 会累死。）

所以， 以往在高级语言中，只有概念， 而鲜有用武之地的STATIC静态变量在PLC系统中，闪亮登场了, 而且大放异彩。 

变量作用域和生存期列表：

备注

* 对于被嵌套调用的函数块FB/FC/OB来说， 各自定义的TEMP变量不继承，不渗透。

** 地址区间先分给INPUT和OUTPUT，而后才是STATIC。

*** 所有TEMP变量， 必须先写入数值后使用。 不能假设初始都为0，或者上个周期运行的结果。 

所以，不同的应用需求， 需要的变量类型是不一样的。 

比如要计算OUT=(A+B)/(C+D),

在LAD或者STL 里，通常要用1个或者2个临时变量。

L #A

L #B

+R

T LD10

L #C

L #D

+R

T LD14

L LD10

L LD14

/R

T #OUT

这里使用的L区，双字，存储REAL数据。 在STEP7中可以未加定义直接使用。 而在TIA PORTAL中要么提前定义， 要么直接使用名字后补充定义到LOCAL变量。不再允许绝对寻址。

如果同一个函数中， 还有要使用同样数据类型的地方，可以重复使用。 但都是要先写入后读取。

同样的程序， 使用其它的内存地址来实现当然也可以。 比如可以使用MD10/MD14替代上面的LD10/LD14。 运算效果完全相同。 但是，对资源使用造成了浪费， 也容易导致变量重复使用， 会干扰其他的使用了同地址的函数块。 

如果见到有人做的这样的程序，你立马可以判定： 这是个新手做的。

MODBUS轮询问题， 用SCL语言的部分代码（用LAD和STL原理相同）

IF "FirstScan" THEN
    #cycle := 0;
    #step := 1;
    #j := -1;
END_IF;

IF #Data.MB_ADDR = 0 THEN
    
    #i := #i + 1;
    RETURN;
END_IF;

其中的#cycle ，#step，#i，#j等变量，都是定义的STATIC静态变量。具体细分的话， 个别变量可能可以使用TEMP临时变量， 但图省事， 也就不那么细了。 反正最终完全封装， 不会影响到外面其它函数的变量使用。

同样的道理， 这些变量如果使用全局变量M， 能不能同样实现目的呢？

答案是：有时候能，有时候不能！

看这个函数使用的情况。 如果在系统中只调用1次， 那是可以的。 而如果需要调用n次， 使用全局变量的话， 反而不可以了！多个实例时间会乱串， 会互相干扰。所以如果不幸要多次调用， 还需要复制另存，更改其中的M变量，换一批来！

上面的功能中还使用了定时器， 只不过代码没有贴出来。 也是同样的道理。 只不过定时器比较复杂， 使用的是多重背景的数据块，本质也是STATIC变量。

emmmm， 我这是在做什么？

我是在重复印证我所主张的“好的程序的标准是：不使用M中间量，不使用Timer。”






审核编辑：刘清