今天這篇文章，我們基于倍福（Beckhoff）TwinCAT3編程開發環境，對PLC的變量進行介紹。本文包括如下幾個主題：

變量的名稱；

變量的數據類型；

變量的存儲區；

變量的類別；

變量的作用域與生命周期；

1、變量的名稱

變量的名稱，簡稱變量名，也稱為變量標識符（Identifier），用來唯一標識某個變量。TwinCAT3（以下簡稱TC3）的變量命名需遵循如下規則：

①變量名由字母（a~z和A~Z）、數字（0~9）和下劃線組成，比如abc，ab10，a_b10等都是合法的變量名。字母不區分大小寫，比如abc和ABC表示相同的變量；

②變量名不能以數字開頭，比如 0ab 是非法的變量名；

③變量名中間不能有空格；

④變量名不能使用系統關鍵字；

⑤不建議以兩個下劃線開頭，比如__ab，因為這是系統內部變量的命名約定；

⑥變量名的長度沒有特殊限制；

⑦不同命名空間（namespace）下的變量名可以相同。比如全局變量列表GVL1和GVL2中可以有重名的變量，在使用時通過引用命名空間來區分；

2、變量的數據類型

每個變量在聲明時都必須指定數據類型。包括如下一些種類：

標準數據類型，比如：布爾型（BOOL）、整數型（BYTE、INT等）、實數型（REAL）、字符串（STRING）、寬字符串（WSTRING）、時間日期（Time、Date_and_Time）等；

IEC61131-3的擴展數據類型：比如位（BIT）、任意（ANY）、特殊類型（XINT、UXINT、XWORD）、數組（ARRAY）、引用（REFERENCE）、聯合體（UNION）、指針（POINTER）等；

用戶自定義數據類型，結構體（Structure）、枚舉（Enumerations）、別名（Alias）等；

由于本文的主旨是介紹變量，因此數據類型就不展開講了；

3、變量的存儲區

倍福嵌入式控制器與個人計算機類似，其數據存儲器包括非易失性存儲器（硬盤、CF卡、CFast卡等）和易失性存儲器（內存）。為了與傳統PLC兼容，將內存的一部分劃分出輸入映像區（Input）、輸出映像區（Output）和位存儲區（Memory）。這三種存儲區均可以絕對地址訪問，默認大小均為128KB。用戶可通過下面的文件修改其大小：

C:TwinCAT3.1ComponentsPlcdevices40961002 00011.0.0.4device.xml

如下圖所示：

4、變量的類別

使用不同的聲明方式可以定義不同的變量類型，比如局部變量、臨時變量、靜態變量、外部變量等。它們中有的只能在指定的POU（程序組織單元）中聲明，比如臨時變量只能在函數塊（FB）和程序（PROGRAM）中聲明。下面來具體介紹下：

①局部變量：在VAR .. END_VAR之間聲明的變量，適用于所有程序組織單元，比如：

VAR
  byte0:BYTE;//字節0
  byte1:BYTE;//字節1
END_VAR

②全局變量：在VAR_GLOBAL .. END_VAR之間聲明的變量，僅適用于全局變量列表（Global variable list），比如：

VAR_GLOBAL
  gVinNumber : STRING;//全局VIN碼變量
END_VAR

③臨時變量，在VAR_TEMP .. END_VAR之間聲明的變量，可在FB和PROGRAM中聲明，比如：

VAR_TEMP
  tmpStart:BOOL;
  tmpStop:BOOL;
END_VAR

④靜態變量：在VAR_STAT .. END_VAR之間聲明的變量，可在FB/FC中聲明，比如：

VAR_STAT
  statStartRisingEdge:BOOL;//啟動信號上升沿
  statStartRisingEdgeHF:BOOL;//啟動信號上升沿輔助變量
END_VAR

⑤外部變量：在VAR_EXTERNAL .. END_VAR之間聲明的變量，用于導入外部全局變量列表中已經聲明的變量，比如：

VAR_EXTERNAL
  gVinNumber : STRING;//全局VIN碼變量
END_VAR

POU的形參包括三種：輸入、輸入-輸出、輸出，以變量的形式進行定義，聲明方式如下：

⑥輸入變量（形參）：在VAR_INPUT .. END_VAR之間聲明的變量，比如：

VAR_INPUT
  start  :BOOL;//啟動信號
  stop   :BOOL;//停止信號
END_VAR

⑦輸出變量（形參）：在VAR_OUTPUT .. END_VAR之間聲明的變量，比如：

VAR_OUTPUT
  coil  :BOOL;//線圈
END_VAR

⑧輸入-輸出變量（形參）：在VAR_IN_OUT .. END_VAR之間聲明的變量，比如：

VAR_IN_OUT
  status :WORD;//狀態
END_VAR

5、變量的作用域與生命周期

變量的作用域是指變量在哪些范圍內有效，分為全局和局部兩種。

全局變量在整個CPU項目范圍內有效。在全局變量列表中聲明的變量屬于全局變量；

局部變量僅在當前POU范圍內有效。在POU內部聲明的變量屬于局部變量；

變量的生命周期是指變量值的保持時間。臨時變量僅在當前POU運行過程中有效，當POU運行結束后將被釋放；局部變量、全局變量和靜態變量的值在系統運行中均能保持，不被釋放（非掉電狀態）。

在系統掉電或冷啟動的情況下，未擴展的局部變量、全局變量和靜態變量會被初始化（不能保持）。如果希望系統掉電或冷啟動的情況下變量值依然能夠保持，應使用關鍵字RETAIN或PERSISTENT對變量進行擴展，比如：

VAR_GLOBAL
  gVinNumber : STRING;//全局VIN碼變量
END_VAR
VAR_GLOBAL RETAIN
  gCounter :DWORD;//全局計數器，掉電保持
END_VAR

上面的例子中，變量gCounter由于使用了RETAIN關鍵字進行屬性擴展，它會在掉電的情況下保持數據；而變量gVinNumber未進行擴展，在掉電的情況下會被初始化（不能保持原來的值）。

好了，關于倍福TC3編程開發環境下變量及其屬性就先介紹到這里。

審核編輯：湯梓紅