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1、工作任务1 PLC的数值运算 工作任务2 基于PLC和变频器的恒压供水系统,模块四 恒压供水系统的设计、安装与调试,上一页,下一页,返回,任务导入 在PLC控制的恒压供水系统中，要用到模拟量采集和数据处理，为了使控制系统稳定工作，要运用PID运算（比例、积分、微分）；为了满足这些需求，实现过程控制、数据处理等，需要算术运算指令、逻辑运算指令和转换指令等特殊功能的指令，这些功能指令的出现，极大地拓宽了PLC的应用范围，增强了PLC编程的灵活性。 任务分析 将拨码器X和Y输入的数值按下面公式进行运算，然后显示结果中个位上的数值。 (X+Y)X-Y/Y,工作任务1 PLC的数值运算,上一页,下一页,
2、返回,知识链接 一、算术运行指令 1. 加法指令 加法指令（Add）是对有符号数进行相加操作。它包括整数加法、双整数加法和实数加法。 指令格式：LAD及STL，格式如图4-1所示。 功能描述：在LAD中，IN1+IN2=OUT；在STL中IN1+OUT=OUT。 数据类型：整数加法时，输入/输出均为INT；双整数加法时，输入/输出均为DINT；实数加法时，输入输出均为REAL。 【例4-1】加法指令ADD的应用举例，如图4-2所示。在网络1中，当I0.1接通时，常数-100传送到变量存储器VW10；在网络2中，当I0.2接通时，常数500传送到VW20；,工作任务1 PLC的数值运算,上一页,
3、下一页,返回,在网络3中，当I0.3接通时，执行加法指令，VW10中的数据-100与VW20中的数据500相加，运算结果400存储到VW30中。 2. 减法指令 减法指令（Subtract）是对有符号数进行相减操作。它包括整数减法、双整数减法和实数减法。 功能描述：在LAD中，IN1-IN2=OUT；在STL中OUT-IN2=OUT。 指令格式：LAD及STL格式如图4-3所示。 数据类型：整数减法时，输入/输出均为INT；双整数减法时，输入/输出均为DINT；实数减法时，输入/输出均为REAL。 【例4-2】减法指令SUB的应用举例，如图4-4所示，在网络1中，当I0.1接通，常数300传送
4、到变量存储器VW10，常数1 200传送到VW20；在网络2中，当I0.2接通时，执行减法指令，VW10中的数据300与VW20中的数据1 200相减，运算结果-900存储到变量存储器VW30。由于运算结果为负，影响负数标志位SM1.2置1，输出继电器Q0.0通电。,工作任务1 PLC的数值运算,上一页,下一页,返回,3.乘法指令 （1）一般乘法指令 一般乘法指令（Multiply）是对有符号数进行相乘运算。它包括整数乘法、双整数乘法和实数乘法。 指令格式：LAD及STL，格式如图4-5所示。 功能描述：在LAD中，IN1*IN2=OUT；在STL中，IN2*OUT=OUT。 数据类型：整数乘
5、法时，输入/输出均为INT；双整数乘法时，输入/输出均为DINT；实数乘法时，输入/输出均为REAL。 （2）完全整数乘法 完全整数乘法（Multiply Integer to Double Integer）将两个单字长（16位）的符号整数IN1和IN2相乘，产生一个32位双整数结果OUT。,工作任务1 PLC的数值运算,上一页,下一页,返回,指令格式：LAD及STL，格式如图4-6所示。 功能描述：在LAD中，IN1*IN2=OUT；在STL中IN2*OUT= OUT，32位运算结果存储单元的低16位运算前用于存放被乘数。 数据类型：输入为INT，输出为DINT。 【例4-3】乘法指令MUL
6、的举例，如图4-7所示，当I0.0触点接通时，执行乘法指令，乘法运算的结果（10 92312=131 076）存储在VD30目标操作数中，其二进制格式为0000 0000 0000 0010 0000 0000 0000 0100。 VD30中各字节存储的数据分别是VB30=0、VB31=2、VB32=0、VB33=4；VD30中各字存储的数据分别是VW30=+2、VW32=+4。,工作任务1 PLC的数值运算,上一页,下一页,返回,4. 除法指令 （1）一般除法指令 一般除法指令（Divide）是对有符号数进行相除操作。它包括整数除法、双整数除法和实数除法。 指令格式：LAD及STL，格式如
7、图4-8所示。 功能描述：在LAD中，IN1/IN2=OUT；在STL中OUT/IN2=OUT。不保留余数。 数据类型：整数除法时，输入/输出均为INT；双整数除法时，输入/输出均为DINT；实数除法时，输入/输出均为REAL。 两个16位、32位数除运算，除法余数不保留。,工作任务1 PLC的数值运算,上一页,下一页,返回,（2）完全整数除法 完全整数除法（Divide Integer to Double Integer）将两个单字长（16位）的符号整数IN1和IN2相除，产生一个32位结果，其中，低16位为商，高16位为余数。 指令格式：LAD及STL，格式如图4-9所示。 功能描述：在L
8、AD中，IN1/IN2=OUT；在STL中OUT/IN2=OUT，32位运算结果存储单元的低16位运算前被兼用存放被除数。除法运算结果：商放在OUT的低16位字中，余数放在OUT的高16位字中。 数据类型：输入为INT，输出为DINT。 【例4-4】除法指令DIV的举例，如图4-10所示。如果I0.0触点接通，执行除法指令。除法运算的结果（15/2=商7余1）存储在VD20的目标操作数中，其中商7存储在VW22，余数1存储在VW20。其二进制格式为0000 0000 0000 0001 0000 0000 0000 0111。,工作任务1 PLC的数值运算,上一页,下一页,返回,VD20中各字
9、节存储的数据分别是VB20=0、VB21=1、VB22=0、VB23=7；各字存储的数据分别是VW20=+1、VW22=+7。 利用除2取余法，可以判断数据的奇偶性，如果余数为1是奇数，为0则是偶数。 二、逻辑运算指令 “与、或、异或”逻辑是开关量控制的基本逻辑关系，逻辑运算指令是对无符号数进行处理，主要包括逻辑“与”、“或”、“取反”、“异或”等指令。按操作数长度可分为字节、字、双字逻辑运算。 1. 逻辑“与”指令WAND 图4-11所示是与指令。 说明：,工作任务1 PLC的数值运算,上一页,下一页,返回, INl、IN2为两个相“与”的源操作数，OUT为存储“与”逻辑结果的目标操作数。
10、逻辑“与”指令的功能是将两个源操作数的数据进行二进制按位相“与”，并将运算结果存入目标操作数中。 【例4-5】逻辑“与”指令WAND的举例，要求用输入继电器I0.010.4的位状态去控制输出继电器Q0.0Q0.4，可用输入字节IB0去控制输出字节QB0。对字节多余的控制位I0.5、I0.6和I0.7，可与0相“与”进行屏蔽。程序如图4-12所示。 2. 逻辑“或”指令WOR 逻辑或指令WOR如图4-13所示。 说明：,工作任务1 PLC的数值运算,上一页,下一页,返回, IN1和IN2为两个相“或”的源操作数，OUT为存储“或”运算结果的目标操作数。 逻辑“或”指令的功能是将两个源操作数的数据
11、进行二进制按位相“或”，并将运算结果存入目标操作数中。 【例4-6】逻辑“或”指令WOR的举例，要求用输入继电器字节IB0去控制输出继电器字节QB0，但Q0.3、Q0.4两位不受字节IB0的控制始终处于ON状态。可用逻辑“或”指令屏蔽I0.3、I0.4位，程序如图4-14所示。 由此可得出结论：某位数据与0相“或”状态保持，与1相“或”状态置1 3. 逻辑“异或”指令WXOR 图4-15所示是异或指令。,工作任务1 PLC的数值运算,上一页,下一页,返回,说明： IN1和IN2为两个相“异或”的源操作数，OUT为存储“异或”运算结果的目标操作数。 逻辑“异或”指令的功能是将两个源操作数的数据进
12、行二进制按位相“异或”，输入相同时，“异或”运算结果为0；输入相异时，运算结果为1。 【例4-7】逻辑“异或”指令WXOR的举例，如图4-16所示，如果想知道IB0在10 s后有哪些位发生了变化，可用下面的程序实现。VB0和VB1存放的是两次采集的8位数字量状态，将它们进行异或的结果存入VB0，如果VB0不是全0，那就说明其中某些位发生了变化。,工作任务1 PLC的数值运算,上一页,下一页,返回,三、数据类型转换指令 转换指令是指对操作数的类型进行转换，包括数据的类型转换、码的类型转换以及数据和码之间的类型转换。 PLC中的主要数据类型包括字节、整数、双整数和实数。主要的码制有BCD码、ASK
13、II码、十进制数和十六进制数等。不同性质的指令对操作数的类型要求不同，因此在指令使用之前需要将操作数转化成相应的类型，转换指令可以完成这样的任务。 1. 字节与整数 （1）字节到整数 指令格式：LAD及STL，格式如图4-17所示。 功能描述：将字节型输入数据IN转换成整数类型，并将结果送到OUT输出。字节型是无符号的，所以没有符号扩展位。,工作任务1 PLC的数值运算,上一页,下一页,返回,数据类型：输入为字节，输出为INT。 （2）整数到字节 指令格式：LAD及STL，格式如图4-18所示。 功能描述：将整数输入数据IN转换成字节类型，并将结果送到OUT输出。输入数据超出字节范围（0255
14、）时产生溢出。 数据类型：输入为INT，输出为字节。 2. 整数与双整数 （1）整数到双整数 指令格式：LAD及STL，格式如图4-19（a）所示。 功能描述：将整数输入数据IN转换成双整数类型（符号进行扩展），并将结果送到OUT输出。,工作任务1 PLC的数值运算,上一页,下一页,返回,数据类型：输入为INT，输出为DIND。 （2）双整数到整数 指令格式：LAD及STL，格式如图4-19（b）所示。 功能描述：将双整数输入数据IN转换成整数类型，并将结果送到OUT输出。 输出数据超出整数范围时产生溢出。 数据类型：输入为DINT，输出为IND。 3. 双整数与实数 （1）实数到双整数 实数
15、转换到双整数，有两条指令：ROUND和TRUNC。 指令格式：LAD及STL，格式如图4-20（a）、（b）所示。,工作任务1 PLC的数值运算,上一页,下一页,返回,功能描述：将实数输入数据IN转换成双整数类型，并将结果送到OUT输出。输出数据超出整数范围时产生溢出。两条指令的区别是：前者小数点部分4舍5入，而后者小数部分直接舍去。 数据类型：输入为REAL，输出为DIND。 （2）双整数到实数 指令格式：LAD及STL格式如图4-20（b）所示。 功能描述：将双整数输入数据IN转换成实数，并将结果送到OUT输出。 数据类型：输入为DINT，输出为REAL。 （3）整数到实数 没有直接的整数
16、到实数转换指令。转换时，先使用I-DI（整数到双整数）指令，然后再使用DTR（双整数到实数）指令即可，如图4-20（c）所示。,工作任务1 PLC的数值运算,上一页,下一页,返回,4. 整数与BCD码 BCD码：用二进制代表十进制数。 8421BCD码是用二进制代表一位十进制数。 在PLC中，存储的数据无论是以十进制格式输入还是以十六进制的格式输入，都是以二进制的格式存在的。如果直接使用SEG指令对两位以上的十进制数据进行编码，则会出现差错。 如十进制数21的二进制存储格式是0001 0101，对高4位应用SEG指令编码，则得到“1”的七段显示码；对低4位应用SEG指令编码，则得到“5”的七段显示码，显示的数码“15”，是十六进制，而不是十进制数码“21”。显然，要想显示“21”，就要先将二进制数0001 0101转换成反映十进制进位关系（即逢十进一）的代码0010 0001，然后对高4位“2”和低4位“1”分别用SEG指令编出七段显示码。,工作任务1 PLC的数值运算,上一页,下一页,返回,这种用二进制形式反映十进制数码的代码称为BCD码，其中最常用
