一

概 述

在我这么多年的PLC技术支持生涯中，在编程相关的问题里面，字符串编程保守估计得占四分之一，而这其中字符串转换占了绝大多数，今天我们就盘点一下常见的字符串转换问题。

二

字符串转换

2.1 字符串

西门子的 SIMATIC 字符串和第三方常见的字符串有所不同，SIMATIC 字符串的结构与占用空间，如图 1 所示。

图 1. SIMATIC 字符串的结构

SIMATIC 字符串数据类型最大字符长度与占用空间的关系，如图 2 所示。

图 2. 最大字符长度与占用空间

SIMATIC 字符串还可以自定义最大字符长度数据类型，如图 3 所示。

图 3. 自定义最大字符长度的数据类型

String 的每个字符的类型是 Char，遵循 ASCII 码，当然如果操作系统的区域语言设置为中文（简体，中国），可以使用 GB2312 编码用连续两个字符表示汉字。WString 的每个字符的类型是 WChar，遵循 Unicode 编码。每个汉字都有独立的字符表示，但是与 GB2312 不同。

图 4 展示了不同编码下的汉字。一个 String[10] 类型变量，一个 WString[20] 类型变量，值都是“西门子”，以“西”字为例，String 类型变量值为 16#CEF7，WString 类型变量值为 16#897F。此外可以观察一下最大长度和实际长度在字符串中的位置和值。

图 4. 不同的编码

上面所说的是西门子的 SIMATIC 字符串，而一般市面常见上位机或者仪表等所指的字符串其实对应的是图 1 所示的 SIMATIC 字符串后半截的字符部分，对于西门子来说，这叫做字符数组，Array Of Char，或者 Array Of WChar。对于上位机来说还好，只是格式不相同，编码通常是一样的。困难的是仪表，除了格式不同，仪表的字符编码通常也是各式各样的，为程序的读取转换造成了很多麻烦，字符串转换问题也主要是因为这个而产生。

2.2 字符串转换指令

前面聊了字符串的基本知识，下面简单介绍一下字符串转换的相关指令，更多指令说明需要查阅 TIA Portal 帮助。如图 5 红框所示为 TIA Portal 自带的字符串转换指令。

图 5. 字符串转换相关指令

这部分指令又细分成三类。

第一类是数值和字符串之间的转换

这里注意，数值都是十进制数，不论是浮点数还是整数，如图 6 所示。

图6.数值转换相关指令

第二类是字符数组与字符串之间的转换

主要用在通信前的最后一次、通信后的第一次转换。如前所述通信对象通常都是字符数组，需要将字符串转为字符数组（通信前）、将字符数组转换为字符串（通信后），详细介绍如图 7 所示。

图7.字符数组和字符串的转换

第三类是字符和十六进制之间的转换

从名字就能看出来，ATH和HTA，A就是ASCII，H就是Hex（十六进制Hexadecimal），记住这两个缩写就能知道转换方向，在与第三方通信时经常需要用到，详细介绍如图 8 所示。

图8.字符和十六进制之间的转换

2.3 字符串转换案例

下面就用几个常见的例子为大家演示字符串的转换。

案例1

某扫码枪将扫描到的二维码，通过 Profinet IO 将这一串字符送入 PLC 的 String字符串变量，如图 9 所示。

图9. 转换案例

编程思路：

通常我们的做法是新建一个非优化 DB 块，然后建立 String 类型变量（这里是String[15]），然后通过 SCL 的 PEEK 指令将每个 IB 的字符送入 String 的每个字符，最后为 String 变量的实际字符长度赋值（这里是15），然后结束。

这么做肯定是没有问题的，不过推荐使用 Chars_TO_Strg 指令，这个指令需要字符数组作为输入，我们可以通过将 PLC 变量（案例中的 IB100-IB114）设置为字符数组类型，然后进行转换。这里的 String 是优化变量，也不专门为实际字符长度赋值。

虽然 PLC 变量不能直接设置为数组类型，但是可以设置为 PLC 数据类型，所以我们可以考虑新建 PLC 数据类型，里面添加数组类型变量，然后就可以间接地将PLC 变量设置为数组，如图 10 所示。（注：如果 PLC 数据类型中包含字符串类型，那么 PLC 变量无法定义为该 PLC 数据类型，否则无需编程即可实现）

图10. 定义变量

之后就可以编写相关转换程序，查看转换结果。如图 11 所示。

图11. 转换及结果

案例2

某仪表需要进行给定，PLC 设定的浮点数值传送到字符数组后通过 TCP 传送给仪表，如图 12 所 示。

图12. 转换案例

编程思路：

因为 S_CONV 进行浮点数转换时，只会将浮点数转换的字符串显示为科学计数法形式，所以在没有 VAL_STRG 指令的 S7-300/400 上，这个问题编程会很麻烦，比如通过放大/缩小倍数取整得到每一位，然后把每一位连同小数点转换成对应字符。

现在有了 VAL_STRG 指令，就可以直接指定转换为正常小数显示的字符串。SCL编程如图 13 所示。

图13. 转换编程

这里需要注意的是 VAL_STRG 转换后是右对齐，所以前面会产生很多空格，如图 14 所示。所以需要使用 DELETE 指令删除空格得到最终的字符串。

图14. 转换删除

最后得到的字符数组 “strData”.setChars 变量通过 TCP 发送程序传送到仪表，如图 15 所示为输出结果。

图15.输出结果

案例3

某仪表将浮点数的十六进制表示方式以字符的形式，通过串口通信的方式传递给PLC，如图 16 所示。

图16.仪表发送原理

编程思路：

通过串口接收指令（Receive_P2P）可以直接将对方发送的字符数组接收为字符串，通过串口发送指令（Send_P2P）可以直接发送字符串，对方将会收到字符数组，这样就无需使用 Strg_TO_Chars 与 Chars_TO_Strg 指令进行转换了。

注意：通过 TCP、UDP 等开放式用户通信的方式与串口是不一样的，需要使用上面的转换指令。

因为 PLC 接收到的是十六进制对应的 ASCII 组成的字符串，所以需要先转换成十六进制数，这时需要使用 ATH 进行转换，转换成 DWord 类型后，再转换成Real 即可，程序如图 17 所示，结果如图 18 所示。

图17.程序

图.18 结果

对案例 3 再进行修改，如果仪表传递的是十六进制每个字符的 ASCII 数值的 ASCII 码呢，如图 19 所示。

图19.修改后的仪表发送原理

此时 PLC 需要使用两次 ATH 指令，第一次把每两个连续 ASCII 码转换成一个十六进制对应的 ASCII 码，第二次再把 ASCII 转换成十六进制，如图 20 所示。

图20.转换过程

图 17 中第二行程序替换程序，如图 21 所示，注意第一次 ATH 转换16个字符，第二次转换8个字符，结果如图 22 所示。

图21.替代程序

图22.结果