Codesys 的字符串处理函数库应用

在工业自动化控制中，设备通信与数据显示经常涉及文本信息的交换。CODESYS 作为广泛使用的开发环境，内置了标准功能库中的字符串处理机制。掌握这些机制能让程序更稳健地解析协议数据、生成报警日志或操作 HMI 标签。本文直接讲解如何调用、使用及避坑 CODESYS 中的字符串函数。

环境准备与库管理

激活 字符串功能库是第一步。默认情况下，部分基础类型已可用，但高级函数需显式引用。

1. 打开 项目树中的 Resources（资源）文件夹。
2. 右键点击 Global Libraries（全局库）。
3. 选择 Add Library（添加库）。
4. 勾选 Standard（标准库），该库包含最常用的 STRING 相关函数。
5. 确认 选中后，保存 项目以更新依赖关系。
6. 新建 一个名为 StringProcessDemo 的功能块（POU），用于编写逻辑测试代码。

核心函数速查表

下表列出最常用的字符串操作函数及其输入输出参数特征。注意所有长度单位均为字符数，不包括终止符。

实战：协议数据包解析

工业现场常收到类似 SENSOR001,Temp:25.5,Cnt:100; 的报文。本例演示如何使用上述函数提取关键数据。假设接收缓冲区变量为 rx_buffer (STRING)，目标温度存储于 target_temp (REAL)。

代码实现

复制 以下结构化文本（ST）代码到你的 POU 中：

PROGRAM ParseSensorData
VAR
    rx_buffer : STRING := 'SENSOR001,Temp:25.5,Cnt:100;';
    temp_part : STRING;
    full_len : INT;
    start_pos : INT;
    end_pos : INT;
    clean_val : STRING;
END_VAR

// 1. 计算总长度
full_len := STRING_LENGTH(rx_buffer);

// 2. 定位逗号位置以分割字段
start_pos := POS(',', rx_buffer) + 1; // 跳过第一个逗号

// 3. 截取包含温度的中间段 " Temp:25.5"
temp_part := MID(rx_buffer, start_pos, 12); 

// 4. 再次定位冒号，剔除前缀
start_pos := POS(':', temp_part);
clean_val := MID(temp_part, start_pos + 1, STRING_LENGTH(temp_part));

// 5. 类型转换 (STRING TO REAL)
target_temp := _STRTOreal(clean_val); 

逻辑流程图解

若需理清数据处理顺序，参考下方的逻辑流向。该图展示了从原始数据到最终数值的转化路径。

进阶技巧与边界控制

动态缓冲区管理

当拼接长字符串时，必须预先定义足够大的 STRING(n)。

声明 变量时需指定最大长度，例如 msg : STRING[255];。如果超出这个限制，多余的字符会被自动截断，不会报错但会导致数据丢失。

建议 在拼接前使用 STRING_LENGTH 预判剩余空间。

IF STRING_LENGTH(msg) + NEW_DATA_LEN <= 255 THEN
    msg := CONCAT(msg, NEW_DATA);
ELSE
    // 触发溢出报警
END_IF

去除首尾空格

通讯数据常含多余空格影响比较判断。虽然 CODESYS 标准库无直接的 TRIM 函数，可组合使用 MID 和 LENGTH 模拟。

1. 获取 字符串长度。
2. 循环 检测首尾字符是否为 ASCII 码 32（空格）。
3. 重新赋值 截取后的内容到新变量。

编码兼容性

注意 CODESYS 默认采用 UTF-8 或 ANSI 编码，取决于编译器设置。中文环境下需确保设备与上位机编码一致。若出现乱码，检查 项目设置中的 Character Set 选项，强制统一为 UTF-8。

常见错误规避清单

在执行字符串操作时，以下错误极易导致程序异常。

性能优化建议

字符串处理比数值运算消耗更多 CPU 周期。

避免 在主扫描循环（Main Cycle）内进行复杂的字符串正则匹配。对于高频数据，优先使用字节数组（ARRAY OF BYTE）传输，仅在 HMI 刷新或报表生成时转换为 STRING。

使用 静态变量缓存重复生成的固定格式文本（如日期前缀），无需每个周期重新构建。

1. 定义 静态变量 static_date_part。
2. 判断 系统时间是否变化。
3. 仅当 时间变化时 更新 该变量。
4. 在 日志拼接时 直接引用 静态变量。

PROGRAM OptimizedLogging
VAR
    static prev_sec : TIME_OF_DAY := T#0S;
    static date_header : STRING := '';
    current_msg : STRING;
END_VAR

// 检查秒级变化
IF now >= prev_sec + T#1S THEN
    date_header := CONCAT(now_to_string(TIME), " [LOG]: ");
    prev_sec := now;
END_IF

// 快速拼接
current_msg := CONCAT(date_header, event_desc);

调试策略

启用 TRACE 功能记录字符串变量的内容变化，以便在线监控。

1. 添加 变量 rx_buffer 到 Trace Window。
2. 设置 采样率为任务周期的 1/2。
3. 运行 程序并 观察 波形图中的字符内容。
4. 对比 预期报文与实际截取结果，修正偏移量 pos 参数。

利用 DEBUG 模式下 Watch 窗口的实时计算功能，手动输入 MID(rx_buffer, 1, 5) 测试截取逻辑是否正确，无需修改代码即可验证。