如何在CODESYS中调用外部函数？- 一步步教程

文章大纲：

一、前言

二、外部函数的概念与应用

    1. 外部函数的定义
    2. 外部函数的应用场景
    3. 对比内部函数与外部函数的优缺点

三、CODESYS中如何调用外部函数？

    1. 准备工作
        a. 安装相应的外部函数库
        b. 配置CODESYS工程的编译选项
    2. 在代码中使用外部函数
        a. 声明外部函数
        b. 使用外部函数

四、案例分析：如何在CODESYS中调用C++编写的外部函数？

    1. 准备工作
        a. 安装外部函数库
        b. 配置CODESYS工程的编译选项
    2. 在C++中实现外部函数

    3. 在CODESYS中使用C++编写的外部函数

五、注意事项及常见问题解决方案

六、总结

文章内容：

一、前言

在工业自动化领域，PLC编程是非常重要的一环。在实际的开发中，往往需要借助外部函数来完成一些特定的功能。本文将介绍如何在CODESYS中调用外部函数，以及相关的准备工作、注意事项和常见问题的解决方案。

二、外部函数的概念与应用

1. 外部函数的定义

外部函数是指在程序中调用的函数，其实现并不在当前的代码文件中，而是在同一工程中的其他代码文件或者外部的库文件中。

2. 外部函数的应用场景

在PLC编程中，外部函数常用于完成一些特定的功能，例如数据加密、通信协议处理等。通过调用外部函数，可以让PLC程序更加灵活和高效。

3. 对比内部函数与外部函数的优缺点

相较于内部函数，外部函数具有以下优点：

a. 提高了代码的复用性；
b. 可以使用高级语言实现特定的功能，比如C++、C#等；
c. 可以更好地实现代码的模块化，方便维护和升级。

然而，对于小型项目，内部函数的开销会比外部函数小，在性能和开发效率上可能更优秀。

三、CODESYS中如何调用外部函数？

1. 准备工作

a. 安装相应的外部函数库

在CODESYS中调用外部函数，首先需要安装相应的函数库。这里以MATHLIB库为例，介绍安装步骤：

第一步，在网上下载mathlib.h和mathlib.lib文件；

第二步，将这两个文件复制到CODESYS安装目录下的“ProjectsLibraryCAT_5”目录下；

第三步，打开CODESYS工程，将“LibraryCAT_5mathlib.lib”拖到工程中。

b. 配置CODESYS工程的编译选项

CODESYS默认使用ST语言进行编程，如果需要在代码中调用外部函数，需要修改编译选项：

第一步，打开CODESYS工程中的“Project Settings”窗口；

第二步，找到“Compiler”标签，将“Language subset”选项改为“C99”，将“Target language”选项改为“C”；

第三步，找到“Linker”标签，将“Link libraries”选项设为“all”.

2. 在代码中使用外部函数

a. 声明外部函数

在代码中声明外部函数时，需要指明函数的返回类型、函数名和参数列表。以调用MATHLIB库中的sin()函数为例：

```
#include "mathlib.h"

double sin(double x);
```

引入头文件后，需要声明函数名和参数列表。

b. 使用外部函数

在使用外部函数时，需要将其放在代码的适当位置。例如，在ST语言的主程序中，可以添加如下代码：

```
PROGRAM Main
VAR
    x: REAL;
END_VAR

x := sin(3.14);

```

这里，我们将外部函数sin()用于计算圆的面积。

四、案例分析：如何在CODESYS中调用C++编写的外部函数？

1. 准备工作

a. 安装外部函数库

在调用C++编写的外部函数时，需要将其编译成动态链接库（DLL）或静态链接库（LIB）。以使用BOOST库中的正则表达式库为例，介绍安装步骤：

第一步，下载BOOST库源码，并进行编译；

第二步，将编译生成的libboost_regex.a文件复制到CODESYS安装目录下的“ProjectsLibraryCAT_5”目录下；

第三步，打开CODESYS工程，将“LibraryCAT_5libboost_regex.a”拖到工程中。

b. 配置CODESYS工程的编译选项

与前面的步骤一样。

2. 在C++中实现外部函数

在C++中实现外部函数时，需要注意以下几点：

a. 函数必须使用C语言的命名规范，即extern "C"关键字需要加在函数声明或定义之前；

b. 函数的参数类型不能使用C++特有的类型，比如string和vector等；

c. 需要导出函数，以便在外部被调用。

以BOOST库中的regex_search()函数为例：

```
#include "boost/regex.hpp"

extern "C"
{
    int regex_search(const char* str, const char* pattern)
    {
        boost::regex reg(pattern);
        return boost::regex_search(str, reg) ? 1 : 0;
    }
}
```

通过extern "C"关键字，我们将该函数作为C语言风格的函数来实现。

3. 在CODESYS中使用C++编写的外部函数

在ST语言的主程序中，可以添加如下代码：

```
PROGRAM Main
VAR
    result: INT;
END_VAR

result := regex_search("Hello, World!", "World");

```

这里，我们调用了BOOST库中的regex_search()函数，搜索字符串中是否包含"World"。

五、注意事项及常见问题解决方案

1. 在使用外部函数时，需要确保其库文件已经正确导入，并且在编译选项中正确配置；

2. 当调用外部函数失败时，可以使用gdb调试工具来查找错误原因；

3. 在调用C++编写的外部函数时，需要遵循C语言的命名规范，并将函数声明为extern "C"风格的函数。

六、总结

在本文中，我们介绍了如何在CODESYS中调用外部函数，并给出了具体的操作步骤。希望读者可以借此掌握更加高效和灵活的PLC编程技巧。

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总结关键词：外部函数、CODESYS、调用、准备工作、声明、使用、C++、安装、配置、注意事项。

本文介绍了如何在CODESYS中调用外部函数的步骤，并以MATHLIB库和BOOST库为例进行了具体说明。在CODESYS中调用外部函数的过程中，需要进行一些准备工作，如安装相应的外部函数库和配置CODESYS工程的编译选项。然后，在代码中使用外部函数时，需要先声明外部函数并指明返回类型、函数名和参数列表，然后在适当的位置使用这些外部函数。

对于C++编写的外部函数，还需要注意一些细节，如使用C语言的命名规范、导出函数以便在外部调用等。同时，本文也提供了一些注意事项和常见问题的解决方案，帮助读者更好地理解和应用外部函数。

通过掌握在CODESYS中调用外部函数的方法，读者可以提高PLC程序的灵活性和效率，实现更加高效的工业自动化系统。
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