前言

在工业自动化领域，PLC被广泛应用于控制机械动作和工艺流程。支持多种编程语言，ST 语言类似于高级语言，本文将详细介绍 ST（倍福）、SCL （西门子）语言中的 IF 语句，帮助大家从扫描时序角度理解和应用这一基本控制结构。

一、 IF语句基础语法与核心用法

1、单条件分支 (IF...THEN...END_IF)

• 功能： 当条件为真时，执行特定操作。
• 语法：

IF <条件表达式> THEN
    // 条件为 TRUE 时执行的语句
END_IF;

·示例： 当水箱水位高于高水位开关时，关闭进水阀。

IF WaterLevel > HighLevelSwitch THEN
    InletValve := FALSE; // 关闭阀门
END_IF;

2、双分支选择 (IF...THEN...ELSE...END_IF)

• 功能： 条件为真执行A，否则执行B。
• 语法：

IF <条件表达式> THEN
    // 条件为 TRUE 时执行的语句
ELSE
    // 条件为 FALSE 时执行的语句
END_IF;

o 示例： 根据启动按钮状态控制电机启停，按下启动电机，松开停止电机；

IF StartButton THEN
    Motor := TRUE; // 启动电机
ELSE
    Motor := FALSE; // 停止电机
END_IF;

3、多条件分支 (IF...THEN...ELSIF...ELSE...END_IF)

• 功能： 按顺序检查多个条件，执行第一个为真的分支。
• 语法：

IF <条件1> THEN
    // 条件1为 TRUE 时执行的语句
ELSIF <条件2> THEN
    // 条件2为 TRUE 时执行的语句
ELSIF <条件3> THEN
    // 条件3为 TRUE 时执行的语句
...
ELSE
    // 所有条件都不满足时执行的语句
END_IF;

o 示例： 根据温度范围控制加热器状态。

IF Temperature < Setpoint - 2 THEN
    Heater := TRUE;  // 低温，全速加热
    Fan := FALSE;
ELSIF Temperature < Setpoint THEN
    Heater := TRUE;  // 接近设定值，维持加热
    Fan := TRUE;     // 开启风扇辅助
ELSIF Temperature > Setpoint + 5 THEN
    Heater := FALSE; // 超温过高，停止加热
    Fan := TRUE;     // 强制散热
ELSE
    Heater := FALSE; // 温度在设定点附近±2内，仅用风扇调节
    Fan := TRUE;
END_IF;

重点说明：

IF 是首个条件判断，ELSIF 是后续的条件判断。

IF 语句和 ELSIF 语句本质上是互斥的！

也就是说，一旦 IF 语句得到了执行，程序会跳过其它 ELSIF 语句。

一段包含 IF 语句和多个 ELSIF 语句的程序，只会执行其中的一个条件（第一个满足的条件），如果都不满足，执行 ELSE ，当然ELSE条件可以不写。

二、 IF语句的高级应用技巧

1、嵌套IF语句

o 概念： 在IF、ELSIF或ELSE分支内部再嵌入完整的IF语句。

o 用途： 处理更复杂的、层次化的逻辑判断。

o 示例： 安全联锁控制 - 只有“系统就绪”且（“自动模式”按下启动按钮 或 “手动模式”按下启动按钮并确认）时才启动。

IF SystemReady THEN
    IF Mode = Auto THEN
        IF AutoStartButton THEN
            StartProcess := TRUE;
        END_IF;
    ELSIF Mode = Manual THEN
        IF ManualStartButton AND OperatorAck THEN
            StartProcess := TRUE;
        END_IF;
    END_IF;
ELSE
    StartProcess := FALSE; // 系统未就绪，强制停止
END_IF;

• 注意： 避免过度嵌套（通常不超过3层），否则会降低代码可读性和可维护性。

2、在IF分支中调用函数块(FB)或函数(FC)

• 概念： 根据条件决定是否调用特定的功能模块。
• 用途： 实现模块化和条件化执行复杂功能。
• 示例： 当需要执行校准且校准未完成时，调用校准功能块。

IF CalibrationRequest AND NOT CalibrationDone THEN
    FB_CalibrateSensor(
        Execute := TRUE,
        Sensor := Sensor1,
        Done => CalibrationDone,
        Error => CalibrationError);
ELSE
    FB_CalibrateSensor.Execute := FALSE; // 停止执行校准
END_IF;

3、实现状态机(State Machine)，CASE语句后续会讲到

• 概念： IF或CASE语句是构建状态机的核心，通过检查当前状态变量决定执行哪个分支。
• 用途： 控制顺序流程、设备模式切换等。
• 示例： 一个简单的电机控制状态机。

CASE CurrentState OF
    STATE_IDLE://待机状态
        Motor := FALSE;
        IF StartCommand THEN
            CurrentState := STATE_STARTING;
            StartTimer(IN := TRUE, PT := T#2S);
        END_IF;
    STATE_STARTING://电机启动中
        Motor := TRUE; // 低速或特殊启动模式
        IF StartTimer.Q THEN // 启动定时结束
            CurrentState := STATE_RUNNING;
            StartTimer(IN := FALSE);
        ELSIF StopCommand OR Fault THEN
            CurrentState := STATE_STOPPING;
            StartTimer(IN := FALSE);
        END_IF;
    STATE_RUNNING://电机运行中
        Motor := TRUE; // 正常运行
        IF StopCommand THEN
            CurrentState := STATE_STOPPING;
            StopTimer(IN := TRUE, PT := T#3S);
        ELSIF Fault THEN
            CurrentState := STATE_FAULT;
        END_IF;
    STATE_STOPPING://电机正在停止
        Motor := FALSE; // 可能执行制动逻辑
        IF StopTimer.Q THEN // 停止定时结束
            CurrentState := STATE_IDLE;
            StopTimer(IN := FALSE);
        END_IF;
    STATE_FAULT://电机错误状态
        Motor := FALSE;
        IF ResetCommand AND FaultCleared THEN
            CurrentState := STATE_IDLE;
        END_IF;
END_CASE;

4、错误处理与优先级逻辑

• 概念： 使用IF语句检查错误标志或紧急信号，并赋予它们最高的执行优先级。
• 用途： 确保系统安全，在异常发生时能立即执行安全动作。
• 示例： 紧急停止或故障信号具有最高优先级，无条件停止设备。

IF EmergencyStop OR MajorFault THEN
    // 最高优先级安全逻辑
    Motor := FALSE;
    PowerContact := FALSE;
    Alarm := TRUE;
    // 可能复位其他正在进行的操作...
ELSE
    // 正常控制逻辑区域
    IF ... THEN // 正常的启动、停止、运行逻辑
        ...
    END_IF;
END_IF;

三、 关键注意事项

1. 条件表达式： 表达式必须结果为布尔值(TRUE/FALSE)。

有人会有疑问，也可以是(X>Y),(X<>Y),(X=1)等，其实比较的结果也是非是及非即(TRUE/FALSE)，在此做出解释。

2. 完备性： 使用ELSIF和ELSE确保所有可能情况都被覆盖，避免逻辑漏洞。
3. 可读性：

• 合理缩进。
• 为复杂条件或分支添加注释。
• 避免过深的嵌套层次。

4. 性能： IF语句按顺序评估条件，将最可能为真或最需快速响应的条件放在前面。
5. 与梯形图(LD)比较： IF在ST中更擅长表达复杂条件判断和算法。简单连锁逻辑在梯形图中可能更直观。
6. PLC扫描周期： IF语句在每次PLC扫描周期中都会执行一次。

四、 总结

通过深入理解和灵活运用IF语句及其高级技巧，你可以编写出逻辑更清晰、更健壮、更易于维护的PLC程序，有效应对工业自动化中的各种复杂控制需求。希望本文能帮助您更好地理解和应用 IF 语句。