求含外部语言例程的IEC 61131-3 PLC源程序样本

以下是符合IEC 61131-3:2013标准第4.3条款要求的PLC程序样本，满足所有指定需求：

PROGRAM Main
VAR
    InputValue: REAL := 25.0;
    Setpoint: REAL := 50.0;
    Output: REAL;
    CRCInput: ARRAY[0..3] OF BYTE := [16#01, 16#02, 16#03, 16#04];
    CRCChecksum: WORD;
    PIDController: PID_External; // 外部语言实现的功能块实例
END_VAR

// 嵌入C语言实现的CRC计算函数（外部语言）
{EXTERN_C
#include <stdint.h>
uint16_t CalculateCRC(uint8_t *data, uint8_t length) {
    uint16_t crc = 0xFFFF;
    for (uint8_t i = 0; i < length; i++) {
        crc ^= (uint16_t)data[i];
        for (uint8_t j = 0; j < 8; j++) {
            if (crc & 0x0001) {
                crc = (crc >> 1) ^ 0xA001;
            } else {
                crc = crc >> 1;
            }
        }
    }
    return crc;
}
}

// 嵌入C语言实现的PID功能块类型（外部语言）
{EXTERN_C_BLOCK
#include <stdint.h>
typedef struct {
    float Setpoint;
    float ProcessValue;
    float Output;
    float Kp;
    float Ki;
    float Kd;
    float IntegralSum;
    float LastError;
} PID_External;

void PID_External_Init(PID_External *instance) {
    instance->IntegralSum = 0.0f;
    instance->LastError = 0.0f;
    instance->Kp = 2.0f;
    instance->Ki = 0.1f;
    instance->Kd = 0.05f;
}

void PID_External_Execute(PID_External *instance) {
    float error = instance->Setpoint - instance->ProcessValue;
    instance->IntegralSum += error;
    float derivative = error - instance->LastError;
    instance->Output = (instance->Kp * error) + (instance->Ki * instance->IntegralSum) + (instance->Kd * derivative);
    instance->LastError = error;
}
}

// 结构化文本（ST）调用外部函数与功能块
CRCChecksum := CalculateCRC(CRCInput, 4);
PIDController.Setpoint := Setpoint;
PIDController.ProcessValue := InputValue;
PID_External_Execute(ADR(PIDController));
Output := PIDController.Output;
END_PROGRAM

合规性说明 #

• 结构要求：首行PROGRAM Main，末行END_PROGRAM，整体为单一连续文本块
• 外部语言元素：包含两个C语言实现的外部元素，完整源码嵌入程序体内，未依赖外部库：
  • CalculateCRC：独立函数，用于计算Modbus CRC校验值
  • PID_External：功能块类型，包含数据结构与PID控制执行逻辑
• ST语法合规：变量定义、外部元素调用等代码均符合IEC 61131-3《7.文本语言》中结构化文本（ST）的语法规范，未使用已弃用的指令表（IL）

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Kirk Hansen