关于C语言如何实现PLC的FB功能

King***

有没有C语言大佬，我想在C语言中实现一个PLC的TON功能应该如何实现  用typedef吗？

国芯人***

关于C语言如何实现PLC的FB（功能块）功能，特别是实现TON（延时接通）功能，这是一个在工业控制领域中常见的需求。PLC（可编程逻辑控制器）通常使用结构化文本（ST）、梯形图（LAD）、功能块图（FBD）等语言进行编程，但若希望在C语言中模拟或实现类似的功能块行为，可以采用面向对象的思想和结构体（struct）结合函数指针的方式进行封装。

对于TON功能的实现，其基本逻辑是：当输入信号为真时，开始计时，经过设定时间后输出信号变为真。该功能块通常包含以下状态：
IN：输入信号
PT：预设时间（如10秒）
ET：已用时间（Elapsed Time）
Q：输出信号
BI：当前是否正在计时

在C语言中，可以通过定义一个结构体来表示这个功能块，并通过函数对其进行操作。下面是一个简单的示例实现：

c
include 
include  // 用于sleep函数（仅作演示）
// 定义TON功能块结构体
typedef struct {
    int IN;         // 输入信号
    int PT;         // 预设时间（单位：秒）
    int ET;         // 已用时间
    int Q;          // 输出信号
    int BI;         // 是否正在计时
} TON;
// 初始化TON功能块
void TONInit(TON ton) {
    ton->IN = 0;
    ton->PT = 0;
    ton->ET = 0;
    ton->Q = 0;
    ton->BI = 0;
}
// 更新TON功能块状态
void TONUpdate(TON ton, int input, int timeStep) {
    if (input == 1) {
        if (ton->BI == 0) {
            ton->BI = 1;
            ton->ET = 0;
        }
        ton->ET += timeStep;
        if (ton->ET >= ton->PT) {
            ton->Q = 1;
        }
    } else {
        ton->BI = 0;
        ton->ET = 0;
        ton->Q = 0;
    }
}
// 示例主函数
int main() {
    TON ton;
    TONInit(&ton);
    // 模拟输入信号变化
    for (int i = 0; i < 15; i++) {
        if (i < 5) {
            ton.IN = 1;
        } else {
            ton.IN = 0;
        }
        TONUpdate(&ton, ton.IN, 1); // 每次更新时间为1秒
        printf("Time: %d, IN: %d, ET: %d, Q: %d\n", i, ton.IN, ton.ET, ton.Q);
        sleep(1); // 模拟实际运行中的时间间隔
    }
    return 0;
}
复制代码

说明：
使用 typedef struct 定义了一个名为 TON 的结构体，用于保存TON功能块的状态。
TONInit 函数用于初始化功能块的各个成员变量。
TONUpdate 是功能块的核心逻辑，根据输入信号 IN 判断是否开始计时，并更新 ET 和 Q。
在 main 函数中，我们模拟了输入信号的变化，并通过 sleep 模拟时间步长，以展示功能块的行为。

进阶建议：
可以将 TONUpdate 封装为函数指针，实现更灵活的多任务处理。
若需支持多个TON实例，可以使用数组或链表管理多个功能块。
在嵌入式系统中，应避免使用 sleep，而改用定时器中断或硬件计时器来驱动更新。

综上所述，虽然C语言本身不直接支持PLC的FB语法，但通过结构体和函数封装，可以高效地实现类似功能块的行为。希望以上内容对您有所帮助。

[本文内容由国芯人工智能辅助生成，仅供参考]

erci***

PLC没用过，能用大白话描述下需求吗。
延时触发？
简单搞个定时器设flag在main函数里执行？

King***

比如我新建一个子函数，但这个子函数可以被调用很多次，可以用不同的命名，命名完成后可以用之前命名的方式调用结构体。

King***

erci*** 发表于 2025-7-6 15:04
PLC没用过，能用大白话描述下需求吗。
延时触发？
简单搞个定时器设flag在main函数里执行？ ...

如楼下回复。想将下面的功能用C语言实现，不知道能否实现。

erci***

King*** 发表于 2025-7-7 16:40
如楼下回复。想将下面的功能用C语言实现，不知道能否实现。

就是C的结构体嘛？成员包含一般属性和函数指针。函数指针可以赋值同一个，也可以每个实例不同。

#include <stdio.h>
#include <math.h>

// 定义函数指针类型
typedef int (*MathOperation)(int, int);
typedef void (*PrintFunction)(const char*);

// 定义包含数字成员和函数指针的结构体
struct Calculator {
    int id;                 // 数字成员
    float version;          // 数字成员
    MathOperation operate;  // 函数指针成员
    PrintFunction printer;  // 函数指针成员
};

// 各种数学运算函数
int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

int subtract(int a, int b) {
    return a - b;
}

int multiply(int a, int b) {
    return a * b;
}

// 打印函数
void fancyPrint(const char* text) {
    printf("✨ %s ✨\n", text);
}

void simplePrint(const char* text) {
    printf("%s\n", text);
}

int main() {
    // 创建结构体实例并初始化
    struct Calculator calc1 = {
        .id = 101,
        .version = 1.5f,
        .operate = multiply,   // 指向乘法函数
        .printer = fancyPrint   // 指向花式打印函数
    };
    
    struct Calculator calc2;
    calc2.id = 102;
    calc2.version = 2.0f;
    calc2.operate = add;        // 指向加法函数
    calc2.printer = simplePrint; // 指向简单打印函数
    
    // 使用结构体成员
    int result = calc1.operate(5, 3);
    calc1.printer("Multiplication Result:");
    printf("5 * 3 = %d\n", result);
    
    // 动态切换函数指针
    calc2.printer("Switching to subtraction...");
    calc2.operate = subtract;  // 改为指向减法函数
    
    result = calc2.operate(10, 4);
    calc2.printer("Subtraction Result:");
    printf("10 - 4 = %d\n", result);
    
    // 创建结构体数组
    struct Calculator calcs[] = {
        {201, 1.1f, add, simplePrint},
        {202, 1.2f, multiply, fancyPrint}
    };
    
    calcs[0].printer("Array Calculator:");
    printf("7 + 8 = %d\n", calcs[0].operate(7, 8));
    
    return 0;
}
复制代码