一
概 述
在我這麼多年的PLC技術支援生涯中，在程式設計相關的問題裡面，字元串程式設計保守估計得占四分之一，而這其中字元串轉換占了絕大多數，今天我們就盤點一下常見的字元串轉換問題。
二
字元串轉換
2.1 字元串
西門子的 SIMATIC 字元串和第三方常見的字元串有所不同，SIMATIC 字元串的結構與占用空間，如圖 1 所示。
圖 1. SIMATIC 字元串的結構
SIMATIC 字元串資料類型最大字元長度與占用空間的關系，如圖 2 所示。
圖 2. 最大字元長度與占用空間
SIMATIC 字元串還可以自定義最大字元長度資料類型，如圖 3 所示。
圖 3. 自定義最大字元長度的資料類型
String 的每個字元的類型是 Char，遵循 ASCII 碼，當然如果作業系統的區域語言設定為中文（簡體，中國），可以使用 GB2312 編碼用連續兩個字元表示漢字。WString 的每個字元的類型是 WChar，遵循 Unicode 編碼。每個漢字都有獨立的字元表示，但是與 GB2312 不同。
圖 4 展示了不同編碼下的漢字。一個 String[10] 類型變量，一個 WString[20] 類型變量，值都是“西門子”，以“西”字為例，String 類型變量值為 16#CEF7，WString 類型變量值為 16#897F。此外可以觀察一下最大長度和實際長度在字元串中的位置和值。
圖 4. 不同的編碼
上面所說的是西門子的 SIMATIC 字元串，而一般市面常見上位機或者儀表等所指的字元串其實對應的是圖 1 所示的 SIMATIC 字元串後半截的字元部分，對于西門子來說，這叫做字元數組，Array Of Char，或者 Array Of WChar。對于上位機來說還好，隻是格式不相同，編碼通常是一樣的。困難的是儀表，除了格式不同，儀表的字元編碼通常也是各式各樣的，為程式的讀取轉換造成了很多麻煩，字元串轉換問題也主要是因為這個而産生。
2.2 字元串轉換指令
前面聊了字元串的基本知識，下面簡單介紹一下字元串轉換的相關指令，更多指令說明需要查閱 TIA Portal 幫助。如圖 5 紅框所示為 TIA Portal 自帶的字元串轉換指令。
圖 5. 字元串轉換相關指令
這部分指令又細分成三類。
- 第一類是數值和字元串之間的轉換
這裡注意，數值都是十進制數，不論是浮點數還是整數，如圖 6 所示。
圖6.數值轉換相關指令
- 第二類是字元數組與字元串之間的轉換
主要用在通信前的最後一次、通信後的第一次轉換。如前所述通信對象通常都是字元數組，需要将字元串轉為字元數組（通信前）、将字元數組轉換為字元串（通信後），詳細介紹如圖 7 所示。
圖7.字元數組和字元串的轉換
- 第三類是字元和十六進制之間的轉換
從名字就能看出來，ATH和HTA，A就是ASCII，H就是Hex（十六進制Hexadecimal），記住這兩個縮寫就能知道轉換方向，在與第三方通信時經常需要用到，詳細介紹如圖 8 所示。
圖8.字元和十六進制之間的轉換
2.3 字元串轉換案例
下面就用幾個常見的例子為大家示範字元串的轉換。
案例1
某掃碼槍将掃描到的二維碼，通過 Profinet IO 将這一串字元送入 PLC 的 String字元串變量，如圖 9 所示。
圖9. 轉換案例
程式設計思路：
通常我們的做法是建立一個非優化 DB 塊，然後建立 String 類型變量（這裡是String[15]），然後通過 SCL 的 PEEK 指令将每個 IB 的字元送入 String 的每個字元，最後為 String 變量的實際字元長度指派（這裡是15），然後結束。
這麼做肯定是沒有問題的，不過推薦使用 Chars_TO_Strg 指令，這個指令需要字元數組作為輸入，我們可以通過将 PLC 變量（案例中的 IB100-IB114）設定為字元數組類型，然後進行轉換。這裡的 String 是優化變量，也不專門為實際字元長度指派。
雖然 PLC 變量不能直接設定為數組類型，但是可以設定為 PLC 資料類型，是以我們可以考慮建立 PLC 資料類型，裡面添加數組類型變量，然後就可以間接地将PLC 變量設定為數組，如圖 10 所示。（注：如果 PLC 資料類型中包含字元串類型，那麼 PLC 變量無法定義為該 PLC 資料類型，否則無需程式設計即可實作）
圖10. 定義變量
之後就可以編寫相關轉換程式，檢視轉換結果。如圖 11 所示。
圖11. 轉換及結果
案例2
某儀表需要進行給定，PLC 設定的浮點數值傳送到字元數組後通過 TCP 傳送給儀表，如圖 12 所 示。
圖12. 轉換案例
程式設計思路：
因為 S_CONV 進行浮點數轉換時，隻會将浮點數轉換的字元串顯示為科學計數法形式，是以在沒有 VAL_STRG 指令的 S7-300/400 上，這個問題程式設計會很麻煩，比如通過放大/縮小倍數取整得到每一位，然後把每一位連同小數點轉換成對應字元。
現在有了 VAL_STRG 指令，就可以直接指定轉換為正常小數顯示的字元串。SCL程式設計如圖 13 所示。
圖13. 轉換程式設計
這裡需要注意的是 VAL_STRG 轉換後是右對齊，是以前面會産生很多空格，如圖 14 所示。是以需要使用 DELETE 指令删除空格得到最終的字元串。
圖14. 轉換删除
最後得到的字元數組 “strData”.setChars 變量通過 TCP 發送程式傳送到儀表，如圖 15 所示為輸出結果。
圖15.輸出結果
案例3
某儀表将浮點數的十六進制表示方式以字元的形式，通過序列槽通信的方式傳遞給PLC，如圖 16 所示。
圖16.儀表發送原理
程式設計思路：
通過序列槽接收指令（Receive_P2P）可以直接将對方發送的字元數組接收為字元串，通過序列槽發送指令（Send_P2P）可以直接發送字元串，對方将會收到字元數組，這樣就無需使用 Strg_TO_Chars 與 Chars_TO_Strg 指令進行轉換了。
注意：通過 TCP、UDP 等開放式使用者通信的方式與序列槽是不一樣的，需要使用上面的轉換指令。
因為 PLC 接收到的是十六進制對應的 ASCII 組成的字元串，是以需要先轉換成十六進制數，這時需要使用 ATH 進行轉換，轉換成 DWord 類型後，再轉換成Real 即可，程式如圖 17 所示，結果如圖 18 所示。
圖17.程式
圖.18 結果
對案例 3 再進行修改，如果儀表傳遞的是十六進制每個字元的 ASCII 數值的 ASCII 碼呢，如圖 19 所示。
圖19.修改後的儀表發送原理
此時 PLC 需要使用兩次 ATH 指令，第一次把每兩個連續 ASCII 碼轉換成一個十六進制對應的 ASCII 碼，第二次再把 ASCII 轉換成十六進制，如圖 20 所示。
圖20.轉換過程
圖 17 中第二行程式替換程式，如圖 21 所示，注意第一次 ATH 轉換16個字元，第二次轉換8個字元，結果如圖 22 所示。
圖21.替代程式
圖22.結果