为什么APL库大量使用结构体编程

1:什么是结构变量?

APL中的功能块广泛使用了结构变量来定义块引脚。结构变量（Struct）是一种复杂数据类型（Complex Data Type），一个结构变量由多个元素（Element）构成，元素可以是任何一种数据类型。

与简单数据类型相比，结构变量将多个元素进行了“打包”，因此可以在单个引脚中包含更多的信息，例如，同时包含过程值和其信号状态（质量代码），或者同时包含一个量程的上限和下限。图中显示了FB块引脚中的一个结构变量的定义。其中，PV是一个结构变量，其中包含两个元素Value和ST。Value为Real类型，ST为Byte类型。

$Description: C:\Users\PCS7\Desktop\TO OS\TO OS\PCS7_TOP_V1\PCS7_Engineering\PCS7_AS_Engineering\APL\APL_Structure\image\image001.png$

$Description: C:\Users\PCS7\Desktop\TO OS\TO OS\PCS7_TOP_V1\PCS7_Engineering\PCS7_AS_Engineering\APL\APL_Structure\image\image002.png$

其中,ST的值与OS上的变量状态显示对应

图标	优先级	十六进制值	值状态
$Description: C:\Users\PCS7\Desktop\TO OS\TO OS\PCS7_TOP_V1\PCS7_Engineering\PCS7_AS_Engineering\APL\APL_Structure\image\image003.png$	0	16#60	仿真
$Description: C:\Users\PCS7\Desktop\TO OS\TO OS\PCS7_TOP_V1\PCS7_Engineering\PCS7_AS_Engineering\APL\APL_Structure\image\image004.png$	1	16#00	较差，与设备有关
$Description: C:\Users\PCS7\Desktop\TO OS\TO OS\PCS7_TOP_V1\PCS7_Engineering\PCS7_AS_Engineering\APL\APL_Structure\image\image005.png$	2	16#28	较差，与过程有关
$Description: C:\Users\PCS7\Desktop\TO OS\TO OS\PCS7_TOP_V1\PCS7_Engineering\PCS7_AS_Engineering\APL\APL_Structure\image\image006.png$	3	16#68	不安全，与设备有关
$Description: C:\Users\PCS7\Desktop\TO OS\TO OS\PCS7_TOP_V1\PCS7_Engineering\PCS7_AS_Engineering\APL\APL_Structure\image\image007.png$	4	16#78	不安全，与过程有关
$Description: C:\Users\PCS7\Desktop\TO OS\TO OS\PCS7_TOP_V1\PCS7_Engineering\PCS7_AS_Engineering\APL\APL_Structure\image\image008.png$	5	16#A4	维护请求
$Description: C:\Users\PCS7\Desktop\TO OS\TO OS\PCS7_TOP_V1\PCS7_Engineering\PCS7_AS_Engineering\APL\APL_Structure\image\image009.png$	6	16#80	良好

结构变量简化了CFC中功能块的用户界面，通过结构变量之间的一个连线就可以传递多个相关的数值；结构变量把一组相关的数值组合成单个引脚，增强了程序的可读性；APL利用结构变量的特点实现了一些特殊的功能，使过程控制更加方便灵活。

2:结构变量量程设置

在PCS 7标准库中，模拟量量程上下限一般通过两个引脚分别设置（例如，CH_AI块的引脚VHRANGE和VLRANGE）。在APL中，上下限通过一个结构变量设置。除此之外，APL中通道驱动块还可以将输入的量程传递到输出端，这样就可将量程传递给其他功能块。

如图所示，在通道块Pcs7AnIn中，通过结构变量Scale设置量程，该量程经过ScaleOut传递给模拟量监视块MonAnL的PV_OpScale用做OS面板中的棒图上下限。

$Description: C:\Users\PCS7\Desktop\TO OS\TO OS\PCS7_TOP_V1\PCS7_Engineering\PCS7_AS_Engineering\APL\APL_Structure\image\image010.png$

$Description: C:\Users\PCS7\Desktop\TO OS\TO OS\PCS7_TOP_V1\PCS7_Engineering\PCS7_AS_Engineering\APL\APL_Structure\image\image011.png$

3:结构变量之间的连接

在CFC中，连接两个结构变量的前提条件是它们具有相同的结构。相同的结构是指，两个结构变量定义的元素的名称、数据类型、顺序都必须完全一致。如图中PV_Out和PV之间的连接。

$Description: C:\Users\PCS7\Desktop\TO OS\TO OS\PCS7_TOP_V1\PCS7_Engineering\PCS7_AS_Engineering\APL\APL_Structure\image\image012.png$

4:结构变量和非结构变量之间的连接

一般情况下，结构变量和非结构变量之间不能直接连接。只有在两种特殊情况下，才允许直接连接。

1）ANY型的变量可以和结构变量直接连接。例如，AV块用于为MOTL扩展一个模拟量监控点。其AV_Tech引脚是一个结构变量，而MotL块的AV引脚是一个ANY型的变量。

2）带有信号状态的结构变量可以和相应类型的非结构变量直接连接。即：结构变量必须只包含两个元素，第一个元素为Value，数据类型为REAL或者BOOL，第二个元素为ST，其数据类型为BYTE。这种结构变量可以直接连接到与其Value类型一致（REAL或者BOOL）的非结构变量（PCS 7 V7.1 SP1以上版本支持）。如图所示。图中OpenAut、FbkOpenOut和FbkCloseOut都是结构变量，分别直接连接到了AND和OR块的BOOL型引脚上。

$Description: C:\Users\PCS7\Desktop\TO OS\TO OS\PCS7_TOP_V1\PCS7_Engineering\PCS7_AS_Engineering\APL\APL_Structure\image\image013.png$

这种直接连接有一些限制，下列几种情况下无法使用这种直接连接：

· 跨AS的程序互联

· 连接到全局变量（例如全局运算符，全局DB块）

· 连接到运行组的使能信号

· 连接到一个CFC Chart的接口

在无法直接将结构变量和非结构变量互连的情况下，可以使用APL提供的转换块实现连接。APL提供的转换块见图。

$Description: C:\Users\PCS7\Desktop\TO OS\TO OS\PCS7_TOP_V1\PCS7_Engineering\PCS7_AS_Engineering\APL\APL_Structure\image\image014.png$

下图显示了转换块的使用。

$Description: C:\Users\PCS7\Desktop\TO OS\TO OS\PCS7_TOP_V1\PCS7_Engineering\PCS7_AS_Engineering\APL\APL_Structure\image\image015.png$

StruDiOu块将一个BOOL型变量转换为结构变量连接到Pcs7AnIn的SimOn引脚。StruScIn将结构变量ScaleOut转换为两个REAL型的输出。

为了减少这种转换，建议尽量避免APL库和PCS 7标准库混合使用。