Instruction List 编辑器

概述

Instruction List (IL) 是 IEC 61131-3 中类汇编的文本语言，也是历史上 IEC 五种语言中的第一个。程序是一系列操作内部单一累加器寄存器 —— 即当前结果（CR）—— 的指令。每行都是如下形式的语句：

[Label:] Operator [Modifier] [Operand] (* Comment *)

每行要么从累加器或外部变量读取，要么向其写入。

在 ForgeIEC 中 IL 通过 FIlEditor 编辑 —— 布局和工具与 ST 编辑器类似。

编辑器布局

+----------------------------------------+
| Variable table                         |  <- FVariablesPanel
| (VAR/VAR_INPUT/VAR_OUTPUT)             |
+========================================+  <- QSplitter (vertical)
| Code area                              |  <- FStCodeEdit
| (tree-sitter-il grammar) |
+----------------------------------------+

区域	内容
变量表（顶部）	包含 Name、Type、Initial value、Address、Comment 的声明 —— 与 `VAR ... END_VAR` 块同步。
代码区（底部）	带 tree-sitter 高亮（`tree-sitter-il` 语法）的 IL 源代码。
搜索栏（Ctrl-F / Ctrl-H）	查找替换栏。

在线模式和内联值覆盖与 ST 编辑器工作方式相同。

累加器模型

累加器（CR）保存正在进行的求值的中间结果。典型序列：

LD x —— 把 x 装入累加器（CR := x）
AND y —— 累加器与 y 相组合（CR := CR AND y）
ST z —— 把累加器存入 z（z := CR）

这使得 IL 成为无栈的单寄存器机器 —— 非常贴近该语言 1993 年标准化时占主导地位的微控制器平台。

关键运算符

分组	运算符	效果
Load / Store	`LD`、`LDN`、`ST`、`STN`	设置累加器 / 存储累加器（`N` = 取反）
Set / Reset	`S`、`R`	置位 / 复位（当 `CR` = TRUE 时对 BOOL 变量操作）
位逻辑	`AND`、`OR`、`XOR`、`NOT`	累加器与操作数组合
算术	`ADD`、`SUB`、`MUL`、`DIV`、`MOD`	累加器 + 操作数 → 累加器
比较	`GT`、`GE`、`EQ`、`NE`、`LE`、`LT`	比较结果存入 `CR`
跳转	`JMP`、`JMPC`、`JMPCN`	跳到标签（`C` = 当 `CR` = TRUE 时）
调用	`CAL`、`CALC`、`CALCN`	调用功能块实例
返回	`RET`、`RETC`、`RETCN`	离开 POU

修饰符

可通过后缀修饰符细化运算符：

修饰符	含义
`N`	操作数取反（`LDN x` 装入 `NOT x`）
`C`	条件 —— 仅当 `CR` = TRUE 时执行（`JMPC label`）
`(`…`)`	括号修饰符 —— 推迟求值直到 `)` 关闭

括号形式可在不使用中间变量的情况下实现复合表达式：

LD   a
AND( b
OR   c
)
ST   result            (* result := a AND (b OR c) *)

何时使用 IL 而非 ST

如今 ST 是默认选择。在以下场景下 IL 仍有意义：

微控制器性能至关重要 —— 在大多数 matiec 后端中 IL 与机器指令一一对应，没有中间优化。
必须保持兼容的遗留系统（源自 S5/S7 AWL 的逻辑、较旧的 ABB / Beckhoff 装机基础）。
非常紧凑的逻辑块 —— 互锁、自保持、边沿条件在 IL 中往往比 ST 短两行。

对于其他所有情况，ST 更易读、更易维护。

代码示例 —— 使用 NO/NC 触点的自保持接触器

经典的 IL 写法的接触器自保持：按下 start 使接触器 K1 通电，stop 按钮（NC，低有效）将其释放。逻辑：

K1 := (start OR K1) AND NOT stop

IL 写法：

PROGRAM Selbsthaltung
VAR
    start  AT %IX0.0 : BOOL;       (* NO push-button *)
    stop   AT %IX0.1 : BOOL;       (* NC push-button, low-active *)
    K1     AT %QX0.0 : BOOL;       (* contactor *)
END_VAR

    LD    start
    OR    K1                    (* CR := start OR K1 *)
    ANDN  stop                  (* CR := CR AND NOT stop *)
    ST    K1                    (* K1 := CR *)
END_PROGRAM

四条指令、一个寄存器、无临时存储。正是 IL 最初设计要解决的那种结构。