IEC61131-3编程语言中WORD和UINT类型该如何选

简介

IEC-61131-3是工业自动化控制编程领域的国际标准，它规范了可编程逻辑控制器（PLC）的软件编程，核心目标是统一和标准化原本由各厂商自定、互不兼容的PLC编程方式。标准定义了5种编程语言，工程师可根据任务选择。

数据类型

IEC61131-3 标准为工业控制编程定义了一套完整的数据类型体系，主要分为基本数据类型和衍生数据类型（用户自定义类型）两大类。

基本数据类型是标准预定义的，可直接使用。

类别	数据类型	描述	取值范围/示例
位串/布尔	`BOOL`	布尔值，1位	`TRUE` /`FALSE`或 `1`/`0`
	`BYTE`	8位无符号位串	`0` ~ `16#FF`
	`WORD`	16位无符号位串	`0` ~ `16#FFFF`
	`DWORD`	32位无符号位串	`0` ~ `16#FFFF FFFF`
	`LWORD`	64位无符号位串	`0` ~ `16#FFFF FFFF FFFF FFFF`
有符号整数	`SINT`	8位短整数	`-128` ~ `127`
	`INT`	16位整数	`-32768` ~ `32767`
	`DINT`	32位双整数	`-2^31` ~ `2^31-1`
	`LINT`	64位长整数	`-2^63` ~ `2^63-1`
无符号整数	`USINT`	8位无符号短整数	`0` ~ `255`
	`UINT`	16位无符号整数	`0` ~ `65535`
	`UDINT`	32位无符号双整数	`0` ~ `2^32-1`
	`ULINT`	64位无符号长整数	`0` ~ `2^64-1`
实数/浮点	`REAL`	32位单精度浮点数	约6位有效数字
	`LREAL`	64位双精度浮点数	约15位有效数字
时间日期	`TIME`	持续时间	`T#1d2h3m4s5ms`
	`DATE`	日期	`D#2023-06-29`
	`TIME_OF_DAY` (`TOD`)	一天中的时刻	`TOD#11:30:00`
	`DATE_AND_TIME` (`DT`)	日期与时刻	`DT#2023-06-09-11:30:00`
字符串	`STRING`	单字节字符串	`'text'`
	`WSTRING`	宽字符串（双字节）	`"text"`

需注意，虽然BOOL逻辑上只表示1位，但BOOL在内存中通常占用1个字节。

用户可以根据基本类型创建更复杂的数据结构，主要包括以下5种：

位串（Bit Strings）和无符号整型（Unsigned Integers）在内存占用和数值范围上看似相同，但核心区别在于设计意图和操作方式。选择错误会导致代码意图模糊、操作不便甚至逻辑错误。

特性	位串 (如 `BYTE`, `WORD`, `DWORD`)	无符号整型 (如 `USINT`, `UINT`, `UDINT`)
设计本质	位的集合。每个位被视为一个独立的布尔（开关）状态。	纯粹的数值。代表一个整体的整数。
核心用途	表示一组标志位、状态位、位掩码。例如：设备IO状态、错误码位域、通信协议中的标志位。	表示数量、计数、索引、尺寸等需要进行算术运算的数值。例如：计数器值、转速、长度。
典型操作	位操作：置位、复位、位测试、位与/或/非、移位。	算术运算：加、减、乘、除、比较大小。
数据视角	关注每一位（Bit）的0/1含义。	关注整体数值的大小。
类比	一排独立的开关。	一个里程表或计数器。

遵循一个核心原则：根据数据的“含义”和“操作方式”来选择，而不是仅仅看它能存多大的数。

1. 选择位串（Bit Strings）的场景：

示例1

一个数字量输入模块的8个通道状态，每个通道有信号为1，无信号为0。应使用 BYTE类型，可以方便地测试第N位是0还是1。
示例2

设备报警字（共16位），每一位代表一种特定的故障（如：位0=过流，位1=过热…）。应使用 WORD类型，便于用位掩码检查特定报警是否触发。
示例3

2. 选择无符号整型（Unsigned Integers）的场景：

数据代表一个整体的数量或数值，且不会为负时。– 示例1：设备的启动次数。应使用 UINT或 UDINT，便于进行 Count := Count + 1的递增操作。

假设有一个16位的寄存器，其值为 2#0000 0000 0010 0101（十进制为37）。