在Struct与Function Block中使用泛型类型的实现方案问询

我明白你想要的效果——用一套泛型结构替代一堆重复的、针对不同ANY_NUM类型的STRUCT和FB，就像C模板那样。在结构化文本（ST）里确实没有直接和C模板完全对等的特性，但在Beckhoff TwinCAT平台上，我们有两种靠谱的方式实现类似的泛型数值处理能力，下面给你详细拆解：

方式一：编译时泛型——参数化Function Block（推荐） #

TwinCAT 3支持带类型参数的参数化FB，可以指定类型参数为ANY_NUM的派生类型（比如INT、DINT、REAL、LREAL等），并把泛型结构体嵌套在FB内部，实现类型统一的处理逻辑。

示例代码 #

// 定义带ANY_NUM类型参数的泛型FB
FUNCTION_BLOCK FB_NumericHandler<T : ANY_NUM>
VAR_INPUT
    InputVal : T;       // 泛型输入，类型由实例化时指定
END_VAR
VAR_OUTPUT
    OutputVal : T;      // 泛型输出，和输入类型一致
END_VAR
VAR
    // 泛型结构体：成员类型和FB的类型参数T绑定
    NumericData : STRUCT
        CurrentValue : T;
        UpdateTime : DATE_AND_TIME;
        MinLimit : T;
        MaxLimit : T;
    END_STRUCT;
END_VAR

// 示例处理逻辑：输入值在限制范围内则返回，否则返回边界值
NumericData.UpdateTime := CURRENT_DATE_AND_TIME();
IF InputVal < NumericData.MinLimit THEN
    NumericData.CurrentValue := NumericData.MinLimit;
ELSIF InputVal > NumericData.MaxLimit THEN
    NumericData.CurrentValue := NumericData.MaxLimit;
ELSE
    NumericData.CurrentValue := InputVal;
END_IF;
OutputVal := NumericData.CurrentValue;

实例化与使用 #

你可以针对不同的数值类型直接实例化这个FB，完全不用重复写结构体和逻辑：

VAR
    // 实例化处理INT类型的FB
    IntHandler : FB_NumericHandler<INT>;
    // 实例化处理REAL类型的FB
    RealHandler : FB_NumericHandler<REAL>;
    
    IntInput : INT := 150;
    IntResult : INT;
    RealInput : REAL := 9.8;
    RealResult : REAL;
END_VAR

// 初始化结构体的限制值
IntHandler.NumericData.MinLimit := 0;
IntHandler.NumericData.MaxLimit := 100;
RealHandler.NumericData.MinLimit := 0.0;
RealHandler.NumericData.MaxLimit := 10.0;

// 调用FB并获取结果
IntResult := IntHandler.InputVal(IntInput);  // 返回100（超出上限）
RealResult := RealHandler.InputVal(RealInput);  // 返回9.8（在范围内）

这种方式是编译时确定类型，没有运行时类型转换的开销，性能最优，完全符合你“简化重复代码”的需求。

方式二：运行时泛型——ANY_NUM + Variant #

如果需要处理任意未知的ANY_NUM类型（运行时动态确定类型），可以结合ANY_NUM类型和Variant来实现动态泛型逻辑。

示例代码 #

FUNCTION_BLOCK FB_AnyNumDynamicHandler
VAR_INPUT
    InputVal : ANY_NUM;  // 接收任意ANY_NUM类型输入
END_VAR
VAR_OUTPUT
    OutputVal : ANY_NUM; // 返回和输入同类型的结果
END_VAR
VAR
    // 用Variant存储动态类型的数值
    DynamicData : STRUCT
        Value : Variant;
        DataType : TYPE_CODE;
        UpdateTime : DATE_AND_TIME;
    END_STRUCT;
END_VAR

// 先获取输入值的类型
DynamicData.DataType := TYPECODE(InputVal);
DynamicData.UpdateTime := CURRENT_DATE_AND_TIME();

// 根据类型执行对应逻辑
CASE DynamicData.DataType OF
    TYPE_CODE_INT:
        DynamicData.Value := TO_INT(InputVal) + 10;
    TYPE_CODE_DINT:
        DynamicData.Value := TO_DINT(InputVal) + 10;
    TYPE_CODE_REAL:
        DynamicData.Value := TO_REAL(InputVal) + 10.0;
    TYPE_CODE_LREAL:
        DynamicData.Value := TO_LREAL(InputVal) + 10.0;
    // 按需添加其他ANY_NUM类型的处理（比如UINT、UDINT等）
END_CASE;

// 把处理后的值转回ANY_NUM输出
OutputVal := DynamicData.Value;

这种方式的优势是灵活性高，一套FB可以处理所有ANY_NUM类型，但需要手动处理每个类型的分支，且有运行时类型转换的开销，适合类型不固定的场景。

关于独立泛型STRUCT的说明 #

ST本身没有原生的泛型结构体语法，但你可以通过两种方式模拟：

1. 像方式一那样，把结构体嵌套在参数化FB内部，利用FB的类型参数来实现结构体成员的泛型化。
2. 定义一个通用接口（INTERFACE），包含结构体的访问方法，然后让不同类型的结构体实现这个接口，但这种方式代码量会增加，不如参数化FB简洁。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Graeme Rock