ST语言与C#语言数据类型对比详解

📊 一、ST语言数据类型概览

1. 基本数据类型

类型	大小	范围	说明
BOOL	1位	TRUE/FALSE	布尔值
BYTE	8位	0..255	无符号字节
WORD	16位	0..65535	无符号字
DWORD	32位	0..4.29e9	无符号双字
LWORD	64位	0..1.84e19	无符号四字
SINT	8位	-128..127	有符号短整型
USINT	8位	0..255	无符号短整型
INT	16位	-32768..32767	有符号整型
UINT	16位	0..65535	无符号整型
DINT	32位	-2.14e9..2.14e9	有符号双整型
UDINT	32位	0..4.29e9	无符号双整型
LINT	64位	-9.22e18..9.22e18	有符号长整型
ULINT	64位	0..1.84e19	无符号长整型
REAL	32位	±3.4e±38	单精度浮点数
LREAL	64位	±1.7e±308	双精度浮点数
TIME	-	-	时间间隔（如 T#5s）
DATE	-	-	日期（如 D#2024-01-01）
TIME_OF_DAY	-	-	时间点（如 TOD#10:30:00）
STRING	可变	0..255字符	字符串
WSTRING	可变	0..16383字符	宽字符串（Unicode）

2. 复合数据类型

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 // 数组
 VAR
     arr1: ARRAY[1..10] OF INT;      // 一维数组
     arr2: ARRAY[1..5, 1..3] OF REAL; // 二维数组
 END_VAR
 
 // 结构体
 TYPE MyStruct:
 STRUCT
     x: INT;
     y: REAL;
     flag: BOOL;
 END_STRUCT
 END_TYPE
 
 // 枚举
 TYPE Colors:
 (
     Red := 0,
     Green := 1,
     Blue := 2
 );
 END_TYPE

💻 二、C#语言数据类型概览

1. 基本值类型

类型	大小	范围	对应 .NET 类型
bool	1字节	true/false	System.Boolean
byte	1字节	0..255	System.Byte
sbyte	1字节	-128..127	System.SByte
short	2字节	-32768..32767	System.Int16
ushort	2字节	0..65535	System.UInt16
int	4字节	-2.14e9..2.14e9	System.Int32
uint	4字节	0..4.29e9	System.UInt32
long	8字节	-9.22e18..9.22e18	System.Int64
ulong	8字节	0..1.84e19	System.UInt64
float	4字节	±3.4e±38	System.Single
double	8字节	±1.7e±308	System.Double
decimal	16字节	±7.9e28	System.Decimal
char	2字节	U+0000..U+FFFF	System.Char

2. 引用类型

csharp

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 string str = "Hello";      // 字符串
 object obj = new object(); // 对象
 dynamic dyn;              // 动态类型

🔄 三、核心区别对比

1. 设计哲学差异

方面	ST语言 (PLC)	C# (.NET)
设计目标	实时控制，确定性	通用应用开发
运行环境	PLC硬件，资源受限	CLR/.NET，资源丰富
执行模型	扫描周期，硬实时	事件驱动，软实时
内存管理	静态分配为主	垃圾回收，动态管理
安全要求	功能安全 (IEC 61508)	类型安全，内存安全

2. 数据类型具体对比

a) 布尔类型

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 // ST: 1位，严格TRUE/FALSE
 VAR
     b1: BOOL := TRUE;
 END_VAR

csharp

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 // C#: 1字节，true/false小写
 bool b1 = true;

b) 整型类型**

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 // ST: 明确位宽，多种选择
 VAR
     a: SINT := 127;     // 8位有符号
     b: INT := 32000;    // 16位有符号
     c: DINT := 1000000; // 32位有符号
 END_VAR

csharp

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 // C#: 使用short/int/long等
 sbyte a = 127;      // 8位有符号
 short b = 32000;    // 16位有符号
 int c = 1000000;    // 32位有符号
 long d = 1000000000; // 64位有符号

c) 浮点类型**

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 // ST: REAL (单精度) 和 LREAL (双精度)
 VAR
     f1: REAL := 3.14;
     f2: LREAL := 3.14159265359;
 END_VAR

csharp

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 // C#: float (单精度) 和 double (双精度)
 float f1 = 3.14f;      // 需要f后缀
 double f2 = 3.14159265359;
 decimal f3 = 123.456m; // 高精度十进制，ST无对应类型

d) 时间类型**

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 // ST: 专门的时间数据类型
 VAR
     t1: TIME := T#5s;        // 5秒时间间隔
     d1: DATE := D#2024-01-01; // 日期
     tod1: TIME_OF_DAY := TOD#10:30:00; // 时间点
 END_VAR

csharp

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 // C#: 使用DateTime和TimeSpan
 TimeSpan t1 = TimeSpan.FromSeconds(5);
 DateTime d1 = new DateTime(2024, 1, 1);
 TimeSpan tod1 = new TimeSpan(10, 30, 0);

e) 字符串类型

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 // ST: 定长或可变长，通常有长度限制
 VAR
     s1: STRING(20) := 'Hello';  // 最大20字符
     s2: WSTRING(50) := "世界";  // Unicode字符串
 END_VAR

csharp

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 // C#: 动态长度，内存中管理
 string s1 = "Hello";
 string s2 = "世界";
 // C#字符串长度几乎无限制

f) 数组类型**

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 // ST: 索引范围可自定义，多维
 VAR
     arr1: ARRAY[1..10] OF INT;       // 索引1-10
     arr2: ARRAY[0..4, 0..2] OF REAL; // 二维数组
 END_VAR

csharp

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 // C#: 索引从0开始
 int[] arr1 = new int[10];        // 索引0-9
 int[,] arr2 = new int[5, 3];     // 二维数组
 int[][] jagged = new int[5][];   // 交错数组（ST无）

g) 结构体**

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 // ST: STRUCT（类似C语言）
 TYPE Point:
 STRUCT
     x: INT;
     y: INT;
 END_STRUCT
 END_TYPE

csharp

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 // C#: struct（值类型）或class（引用类型）
 // 值类型结构体
 public struct Point
 {
     public int X;
     public int Y;
 }
 
 // 引用类型类
 public class PointClass
 {
     public int X { get; set; }
     public int Y { get; set; }
 }

3. 类型转换对比**

ST：显式转换函数

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 VAR
     i: INT := 100;
     r: REAL;
 END_VAR
 
 r := INT_TO_REAL(i);  // 必须使用转换函数

C#：隐式和显式转换

csharp

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 int i = 100;
 float f1 = i;          // 隐式转换
 float f2 = (float)i;   // 显式转换
 float f3 = Convert.ToSingle(i);  // 使用Convert类

4. 特殊类型对比

类型	ST语言	C#语言	说明
枚举	基于整数，类型安全	基于整数，类型安全	两者相似
指针	支持，但少用	unsafe支持指针	ST用于硬件访问
函数块	特殊数据类型	无直接对应	PLC特有
任务	特殊数据类型	Thread/Task类	PLC任务 vs .NET任务
引用	REFERENCE类型	ref/out参数	概念相似

⚠️ 四、关键注意事项

1. 数值范围陷阱

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 // ST: 溢出可能不会被检测
 VAR
     a: INT := 32767;
     b: INT;
 END_VAR
 b := a + 1;  // 可能变为-32768（无异常）

csharp

复制代码

 // C#: 默认不检查，但可配置
 int a = int.MaxValue;
 int b = a + 1;  // 溢出，结果为负数
 int c = checked(a + 1); // 抛出OverflowException

2. 字符串处理

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 // ST: 字符串操作函数有限
 s1 := CONCAT('Hello', 'World');
 len := LEN(s1);

csharp

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 // C#: 丰富的字符串API
 string s1 = "Hello" + "World";
 int len = s1.Length;
 string sub = s1.Substring(0, 5);

3. 时间处理

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 // ST: 时间直接参与运算
 t1 := T#5s + T#10s;  // 结果为T#15s

csharp

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 // C#: 使用TimeSpan方法
 TimeSpan t1 = TimeSpan.FromSeconds(5) + TimeSpan.FromSeconds(10);

4. 空值概念

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 // ST: 没有null概念（除字符串）
 VAR
     b: BOOL;  // 默认FALSE
     i: INT;   // 默认0
 END_VAR

csharp

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 // C#: 可空类型
 bool? b = null;    // 可空布尔
 int? i = null;     // 可空整数

🔧 五、跨平台数据交互

数据映射表（PLC ↔ C#）

PLC (ST)	C# (.NET)	OPC UA 类型	备注
BOOL	bool	Boolean
SINT	sbyte	SByte
INT	short	Int16
DINT	int	Int32
LINT	long	Int64
REAL	float	Float
LREAL	double	Double
STRING	string	String	注意编码
TIME	TimeSpan	Duration
DATE	DateTime	DateTime
ARRAY	Array	Array

通信示例

csharp

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 // C#读取PLC数据（通过OPC UA或ADS）
 // PLC端：定义变量
 VAR_GLOBAL
     gTemperature: REAL := 25.5;
     gRunning: BOOL := TRUE;
 END_VAR
 
 // C#端：读取数据
 float temperature = opcClient.ReadValue<float>("gTemperature");
 bool isRunning = opcClient.ReadValue<bool>("gRunning");

📚 六、学习建议

从ST到C#：注意类型范围和转换问题
从C#到ST：简化思维，PLC更接近硬件
交互设计：定义清晰的数据接口规范
测试验证：边界值测试非常重要

💡 总结

特性	ST语言 (PLC)	C#语言 (.NET)
目标	实时控制	通用编程
类型系统	简单，确定	丰富，灵活
内存	静态分配	动态管理
实时性	硬实时	软实时
安全性	功能安全	类型安全
扩展性	有限	无限

核心区别 ：ST是领域特定语言 ，为工业控制优化；C#是通用语言，为应用开发设计。理解这些区别有助于在自动化项目中正确选择和使用数据类型。