PLC 编程

Name: Darra Software PLC
Author: Darra

编译报错「未定义的变量」怎么办？

常见原因：

变量未声明 — 检查 VAR...END_VAR 中是否包含该变量
作用域问题 — 局部变量不能在其他程序中访问，需使用全局变量 (GVL)
拼写错误 — SCL 语言对大小写不敏感，但变量名必须完全匹配声明

(* 错误: motorSpeed 未声明 *)
motorSpeed := 100;

(* 正确: 在 VAR 中声明 *)
VAR
    MotorSpeed : REAL;
END_VAR
MotorSpeed := 100.0;

SCL 支持哪些数据类型？

类型	大小	范围	示例
`BOOL`	1 bit	TRUE / FALSE	`TRUE`
`BYTE`	8 bit	0 ~ 255	`16#FF`
`WORD`	16 bit	0 ~ 65535	`16#FFFF`
`DWORD`	32 bit	0 ~ 4294967295	`16#FFFFFFFF`
`SINT`	8 bit	-128 ~ 127	`-100`
`INT`	16 bit	-32768 ~ 32767	`1000`
`DINT`	32 bit	-2^31 ~ 2^31-1	`100000`
`REAL`	32 bit	IEEE 754 单精度	`3.14`
`LREAL`	64 bit	IEEE 754 双精度	`3.14159265`
`STRING`	可变	最大 255 字符	`'Hello'`
`TIME`	32 bit	时间	`T#1s500ms`
`DATE`	32 bit	日期	`D#2026-01-01`

扫描周期太长怎么优化？

扫描周期过长的常见原因和解决方案：

1. 程序逻辑过于复杂

(* 不推荐: 主循环中执行大量数学运算 *)
FOR i := 0 TO 999 DO
    result[i] := SIN(angle[i]) * COS(angle[i]);
END_FOR;

(* 推荐: 拆分到多个周期执行 *)
result[batchIndex] := SIN(angle[batchIndex]) * COS(angle[batchIndex]);
batchIndex := (batchIndex + 1) MOD 1000;

2. 字符串操作频繁

字符串拼接和格式化比数值运算慢 10~100 倍，避免在主循环中频繁使用。

3. 通讯操作阻塞

Modbus/TCP 等软件协议的通讯操作应放在异步 OB 中，不占用主循环时间。

4. IO 点位过多

使用 IO 地址打包优化 (AddressOptimizer)，合并相邻地址为批量读写。

诊断工具

使用性能面板的「扫描周期分析」功能，可以看到每个阶段 (IO 输入读取 / PLC扫描 / IO 输出写入) 的耗时分解，快速定位瓶颈。

如何使用定时器？

IEC 61131-3 定义了三种标准定时器：

TON (延时接通)

VAR
    Timer1 : TON;
END_VAR

Timer1(IN := StartSignal, PT := T#2s);
IF Timer1.Q THEN
    (* 2秒后执行 *)
END_IF;

TOF (延时断开)

VAR
    Timer2 : TOF;
END_VAR

Timer2(IN := StartSignal, PT := T#3s);
(* IN 变为 FALSE 后, Q 保持 TRUE 3秒才变 FALSE *)

TP (脉冲定时器)

VAR
    Timer3 : TP;
END_VAR

Timer3(IN := TriggerSignal, PT := T#1s);
(* IN 上升沿触发 1秒脉冲输出 *)

如何调试 PLC 程序？

PLC 没有断点/单步

工业 PLC 扫描周期是硬实时的, 不能暂停。DarraRT 不支持断点、单步执行等桌面调试器功能。调试手段全部基于"运行时监视 + 日志 + 报警"。

在线监视 (不暂停程序)

不暂停程序的情况下, 实时查看变量值:

连接到运行中的 Runtime
打开变量监视面板
添加要观察的变量
变量值以扫描周期刷新

强制写 (Force Write)

在线临时覆盖某个变量的计算值, 用于现场试验:

变量监视面板 → 右键变量 → 强制写
输入目标值, 勾选"锁定"后每个扫描周期强制回写
调试完成后必须取消强制, 否则会持续覆盖程序逻辑

趋势图

对实时变化的模拟量, 用趋势图观察波形:

HMI → 添加趋势图控件
绑定变量, 设置采样率 (默认 100 Hz)
存储深度可选 1 分钟 / 1 小时 / 1 天

日志 + 报警

程序内主动输出日志:

(* 关键状态变化时打日志 *)
IF State <> LastState THEN
    LogInfo('state-machine', 'state=', State);
    LastState := State;
END_IF;

(* 异常触发报警 *)
IF ErrorCode <> 0 THEN
    RaiseAlarm(AlarmID := 100, Severity := ALARM_HIGH,
               Text := 'Motor fault', ErrorCode := ErrorCode);
END_IF;

报警会写入报警历史数据库, 也会通过 HMI 实时推送。

如何实现 PID 控制？

Darra PLC 内置 PID 功能块：

VAR
    PID1     : PIDController;
    SetPoint : REAL := 50.0;            (* 设定值: 50度 *)
    Feedback : REAL;                     (* 温度反馈 *)
    Output   : REAL;                     (* 加热输出 0~100% *)
END_VAR

Feedback := INT_TO_REAL(AI_Temperature) * 0.01;   (* 读取温度 *)

PID1(
    SP := SetPoint,
    PV := Feedback,
    Kp := 2.0,
    Ki := 0.5,
    Kd := 0.1,
    OutMin := 0.0,
    OutMax := 100.0
);

Output := PID1.Out;
AO_Heater := REAL_TO_INT(Output * 327.67);        (* 写入输出 *)

功能块和函数有什么区别？

特性	函数 (FUNCTION)	功能块 (FUNCTION_BLOCK)
返回值	有返回值	无返回值 (通过输出变量)
内部状态	无 (每次调用独立)	有 (保持上次状态)
实例	不需要	需要声明实例
典型用途	数学运算、数据转换	定时器、计数器、PID

部署运维层常见问题

Q: 下载程序到 PLC 后不运行

排查:

检查	正常值
Runtime 模式开关	应为 RUN, 不是 STOP
程序签名验证	IDE 编译时签名通过
授权状态	激活且未过期
开机自启动	项目配置中勾选
Q 区未被锁	检查安全 PLC 回路未置位 Disable

查看 Runtime 当前状态:

# Service 日志会打印启动时的程序加载状态
Get-Content "$env:AppData\DarraPLC\logs\service_*.log" -Tail 50

典型失败日志:

[ERROR] 项目加载失败: 签名无效 (项目文件可能被篡改)
[ERROR] 授权校验失败: 许可证已过期
[INFO]  项目加载成功, 但当前为 STOP 模式, 等待 RUN 指令

Q: 冷启动 vs 热启动差别

启动类型	触发条件	RETAIN 变量	PERSISTENT 变量	普通 VAR
冷启动 (Cold)	手动冷启 / 首次下载	按初值	按初值	按初值
暖启动 (Warm)	正常重启 / 断电恢复	保持上次值	保持上次值	按初值
热启动 (Hot)	在线下载 / 冗余切换	保持上次值	保持上次值	保持上次值

IDE 中可配置每次下载采用哪种启动方式:

调试试验: 冷启动 (所有变量重置)
生产更新: 热启动 (不打断生产)
故障恢复: 暖启动 (安全默认)

Q: RETAIN 变量断电后丢了

RETAIN 变量存储在 %ProgramData%\DarraRT\retain\ 文件中, 每次变量变化异步刷盘 (默认 100 ms)。

故障场景:

现象	原因	处理
断电瞬间丢一部分	刷盘周期内未落盘	缩短 `retain.flushIntervalMs`, 或配 UPS
全部丢失	持久化文件损坏	检查磁盘健康, 换 SSD
每次开机都是初值	变量未标记 RETAIN	在变量声明加 `VAR RETAIN`
部分保留部分丢	变量新增但未重新下载	冷启一次重建持久化

VAR RETAIN
    ProductCount    : DINT;       (* 累计产量, 断电保留 *)
    LastRecipeId    : INT;
END_VAR

VAR PERSISTENT
    CalibrationData : ARRAY[0..99] OF REAL;   (* 标定数据, 极长期保留 *)
END_VAR

Q: 配方保存后重启丢失

排查:

配方目录权限

icacls "$env:AppData\DarraPLC\recipes\"
# Service 运行账号需有"修改"权限

磁盘空间

Get-PSDrive C | Select Name, @{n='FreeGB';e={[math]::Round($_.Free/1GB,1)}}

少于 500 MB 时写入可能失败。

保存 API 调用错误 确认调用 RecipeManager.Save(recipeId) 后检查返回值:

IF NOT RecipeManager.Save(101) THEN
    LogError('recipe', 'Save failed: ', RecipeManager.LastError);
END_IF;

Q: 任务周期 WDT 超时导致 PLC 停机

Watchdog Timer (WDT) 保护机制: 主扫描任务超过设定周期未完成, PLC 自动进入 STOP, 输出全部清零 (安全状态)。

处理:

(* 项目设置 → 任务配置 *)
MainTask.CycleTime    := T#1ms;
MainTask.WatchdogTime := T#2ms;      (* 超时阈值, 一般是周期 2-3 倍 *)
MainTask.Priority     := TASK_HIGH;

出现 WDT 停机时:

打开报警历史, 找到 WDT 告警时间
查看同时刻的 service_*.log, 看最后一行执行到哪个 FB
常见原因:
- 某 FB 内部死循环 (FOR/WHILE 未退出)
- 通讯 FB 未用异步调用, 阻塞主循环
- 大数组操作 (例如 MEMCPY 100KB) 超时
修改后冷启动恢复

Q: 已有程序怎么在线更新不停机

DarraRT 支持在线下载 (Online Update):

变化类型	在线可行	行为
代码逻辑修改	是	扫描周期间隙切换新代码
新增变量	是	变量分配空间, 初值 0
删除变量	是	空间回收
变量类型变化	否	需冷启动
任务周期变化	否	需冷启动
EtherCAT 配置变化	否	需冷启动

在线下载流程:

IDE → 下载 → 选择"在线下载 (不停机)"
IDE 编译新程序, 与运行版本做兼容性校验
下载增量到 Runtime
主扫描末尾的空闲窗口 (Idle Gap) 切换新代码
新代码从下一周期开始执行

冗余配置下的在线更新见冗余功能 Q6。

Q: 程序文件在哪, 怎么备份

项目工程文件存放位置:

文件	位置
IDE 项目工程	用户自选 (建议 `D:\DarraPLC\Projects\<name>\`)
编译产物	`<project>\bin\`
Runtime 已加载程序	`C:\ProgramData\DarraRT\projects\<name>\`
配方	`%AppData%\DarraPLC\recipes\`
RETAIN 持久化	`C:\ProgramData\DarraRT\retain\`

备份脚本:

# backup.ps1
$date = Get-Date -Format "yyyyMMdd-HHmm"
$dest = "\\fileserver\backup\DarraPLC-$date"
New-Item -ItemType Directory $dest
Copy-Item -Recurse "D:\DarraPLC\Projects" $dest
Copy-Item -Recurse "C:\ProgramData\DarraRT\retain" $dest
Copy-Item -Recurse "$env:AppData\DarraPLC\recipes" $dest
Compress-Archive "$dest\*" "$dest.zip"
Remove-Item -Recurse $dest

建议每周全量备份 + 每天增量 (RETAIN/recipe), 备份保留 90 天。

Q: 程序版本管理怎么做

DarraRT 项目工程文件是 JSON 结构, 可直接纳入 Git:

<project>/
├── project.darraproj         ← 主工程描述 (JSON)
├── src/
│   ├── *.st                  ← SCL 源码
│   ├── *.cfc                 ← CFC (XML)
│   └── *.lad                 ← LAD (XML)
├── hmi/
│   └── pages/*.xml           ← HMI 页面
└── bin/                      ← 编译产物, 可加 .gitignore

.gitignore 建议:

bin/
*.log
*.user

Q: 多人协作时怎么避免冲突

按功能模块分文件 (一个 .st 文件一人负责)
全局变量表 (GVL) 冲突风险高, 建议单人维护, 其他人通过 PR
IDE 保存时自动 LF 换行 + UTF-8 BOM, 与 Git 配合较好
二进制 HMI 资源 (图片) 用 Git LFS

编译报错「未定义的变量」怎么办？​

SCL 支持哪些数据类型？​

扫描周期太长怎么优化？​

1. 程序逻辑过于复杂​

2. 字符串操作频繁​

3. 通讯操作阻塞​

4. IO 点位过多​

如何使用定时器？​

TON (延时接通)​

TOF (延时断开)​

TP (脉冲定时器)​

如何调试 PLC 程序？​

在线监视 (不暂停程序)​

强制写 (Force Write)​

趋势图​

日志 + 报警​

如何实现 PID 控制？​

功能块和函数有什么区别？​

部署运维层常见问题​

Q: 下载程序到 PLC 后不运行​

Q: 冷启动 vs 热启动差别​

Q: RETAIN 变量断电后丢了​

Q: 配方保存后重启丢失​

Q: 任务周期 WDT 超时导致 PLC 停机​

Q: 已有程序怎么在线更新不停机​

Q: 程序文件在哪, 怎么备份​

Q: 程序版本管理怎么做​

Q: 多人协作时怎么避免冲突​