小数点浮点运算编程研究应用讲义.doc

gPLC（FX2N）浮点(小数点)运算编程研究讲义目录u PLC（FX2N)浮点（小数）运算编程概要u 实验一 将一种整数转变为一种二进制小数，并存入FX2NDn中（产生一种浮点数，存入FX2NDn中）u 实验二 将2个二进制小数（或其中一种常数K、H）进行四则运算u 实验三 一种二进制小数，如何在LED数码显示屏，或者组态王上显示监控u 实验四 二进制浮点数运算实例u 实验五 任意位浮点数（小数）输入u 附1：PLC数值显示（LED数码显示屏）含小数点办法u 附2：PLC（FX2N）中输入小数小结、要点：PLC（FX2N)浮点（小数）运算编程概要1、 PLC（FX2N）浮点数（小数）概论：u 二进制小数概念：二进制小数在PLC（FX2N）中存储占用32位(即占用2个持续编号Dn、Dn+1)，最高位bit31位是符号位（1是负数，0是正数），其她位（bit30bit0）是数值位，数值位分尾数段和指数段，bit0bit22共23位是尾数段，bit23bit30共8位是指数段；注：二进制小数不是按2补码解决；u 浮点数（小数）运算规则概念 进行浮点数（小数）运算各Dn只能是二进制小数、常数K、H；不能是整数或十进制小数； 若Dn中数据是整数，需用FLT指令转化为二进制小数形式，再参加运算； 若Dn中数据是十进制小数，需用EBIN指令转化为二进制小数形式，再参加运算； 若Dn中数据是常数K、H，可直接参加运算，无需转化，因其在参加运算过程中会自动转化； 浮点数运算中指令前普通应加D，因参加运算二进制小数都占有二个持续Dn、为32位数据； 浮点数运算种类在PLC（FX2N）中有加9EADD）、减（ESUB）、乘（EMUL）、除（EDIV）、正弦（SIN）、余弦（COS）、正切（TAN）、数类转化（FLT、INT、EBIN、EBCD）、比较（ECMP、CZCP）等等；u 二进制小数PLC解决中监控：因二进制小数数值与指数占用了二个持续Dn，且难以区别，故难以在组态王等上监控（如LED数码显示屏、组态王等）、监控数据只是乱码，故若要监控需将这些二进制小数用EBCD指令转化为十进制小数，十进制小数占用持续二个Dn，编号大为指数段，编号小为尾数值、区别明确，易于监控；如：；其中D30为尾数值、D31为指数段；注：在FX2N仿真软件上易监控仿真成果；u 十进制小数概念：十进制小数在PLC（FX2N）中占用32位，在PLC内部存储时采用2个持续编号Dn、Dn+1，编号小保存尾数段（Dn），编号大保存指数段（Dn+1）；如：；其中D30为尾数值、D31为指数段；u 十进制小数运算：十进制小数无法在PLC（FX2N）中直接进行运算解决，需用EBIN指令转化为二进制小数再进行运算；u 十进制小数数值监控作用：十进制小数易于数值监控，而二进制小数难以直接监控，直接监控数值往往为乱码，故PLC中二进制小数若需监控，可用EBCD指令将其转化为十进制小数；注：十进制小数在FX2N仿真软件上监控反而浮现乱码；u 二十进制数互相转化中误差： 在二进制小数转化为十进制小数、或十进制小数转化为二进制小数过程中，易产生一定误差，因有效数字四舍五入缘故； 因某些自动控制采用浮点数可提高控制精度与品质，故需浮点数运算及解决； 因某些自动控制部件只能采用整数，故需将浮点数转化为整数，其转化过程有四舍五入，将产生一定误差。2、 得到一种二进制小数办法概要（与得到一种十进制小数办法互为逆运算）：u 办法一：如产生一种二进制小数254.6（往D20中存入一种二进制小数254.6）； 先往D0中送入一种整数（2546）；MOV K2546 D0； 再用二进制整数转化为二进制小数指令FLT转化得到二进制小数形式，存入D10（2546.00）；FLT D0 D10；注：FLT指令仅是将整数表达形式转化为小数体现形式（2546-2546.00），但此数值实质上仍是整数； 最后将二进制小数形式除以常数10倍数，得到所需小数后为几位二进制小数（254.6）；DEDIV D10 K10 D20；注：小数解决指令与整数解决指令类似，只是前面加E，表达属小数解决指令；此外小数数值占二个Dn，为32位，故运算指令前需加D； 注：二进制小数因是32位数值，整个数值254.6占了（D21）D20； 注:方案一PLC软件监控仿真成果正常；组态王监控为乱码； 例程：u 办法二：如产生一种二进制小数254.6（往D10中存入一种二进制小数254.6）； 将一种需转化整数送入D0（2546）；MOV K2546 D0； 再将一种负数（为小数位数）送入D1；MOV -1 D1； 注：上述二个Dn标号必要持续、且存储整数Dn标号应在前（D0）、存储负数Dn标号应在后（D1）； 最后用十进制小数转化为二进制小数指令EBIN转化得到所需二进制小数（254.6）；DEBIN D0 D10；注：小数解决指令与整数解决指令类似，只是前面加E，表达属小数解决指令；此外小数数值占二个Dn，为32位，故运算指令前需加D； 注：二进制小数因是32位数值，整个数值254.6占了（D21）D20； 注:办法二PLC软件监控仿真为乱码；组态王监控为乱码； 例程：3、 得到一种十进制小数办法概要（与得到一种二进制小数办法互为逆运算）：u 办法一:将一种二进制小数通过EBCD指令(二进制小数转化为十进制小数指令)转化得到；注:直接成果显示PLC监控仿真为乱码,可在组态王等上用尾数指数形式显示成果Dn-Dn+1；u 办法二：先往Dn中送入一种整数；再往Dn+1中送入一种负数（为小数位数）；注：上述二个Dn标号必要持续、且存入整数Dn标号在前（Dn）、存入负数Dn标号在后（Dn+1）。注:直接成果显示PLC监控仿真为乱码,可在组态王等上用尾数指数形式显示成果Dn-Dn+1；实验一 将一种整数转变为一种二进制小数，并存入FX2NDn中（产生一种浮点数，存入FX2NDn中） 1、详细实例：将一种整数12，转变为二进制小数1.2，存入（D21）D20中；为了在组态王上易监控，再转化为十进制小数存入（D31）D30中；并用D30-D31方式在组态王显示成果。2、程序1段及分析：先将常数（整数）12存入D0中；再用FLT指令将D0中常数（整数）转变为二进制小数形式（12.00）存入D11（D10）中；最后用二进制小数除法指令DEDIV得到1位小数二进制小数（1.200）存入（D21）D20中；3、程序1段PLC仿真：4、程序2段及分析：为了实现（D21）D20中数值组态王监控，先用DEBCD指令将其转化为十进制小数、存入（D31）D30中；5、程序2段PLC仿真：6、程序3段及分析、PLC仿真：十进制小数（D31）D30中指数段（D31）值作正负值鉴别，若是负值则求补码，再显示；若是正值则不需解决，直接显示；（指数段作正负鉴别是为了：若也许浮现负数，需求补码解决成原码绝对值-十进制小数指数普通都是负数，如此处-3）；7、程序4段及分析、PLC仿真：十进制小数（D31）D30中尾数段（D30）值作正负值鉴别，若是负值则求补码，再显示；若是正值则不需解决，直接显示；（尾数段作正负鉴别是为了：若也许浮现负数，需求补码解决成原码绝对值-为负数十进制小数时才也许浮现，此处不是）；8、组态王监控成果及阐明： 在组态王监控中，原数D0=12，将其转化为1.200存入(D31)D30，并用D30-D31方式显示（119910-3）：9、 总PLC程序及解说、仿真成果：10、几点阐明：u 将一种整数转变为二进制小数形式，用FLT指令；u 二进制小数形式数在FX2N中： 占用二个持续Dn存储，占32位； b0位b22位（共23位）是尾数位； b23位b30位（共8位）是指数位； b31位是符号位（1为负数，0为正数）； 二进制小数不是按2补码解决；u 因上述规则，故二进制小数难以直接监控，直接监控会浮现乱码；普通可将其转变为十进制小数，再进行监控；u 其整数背面（小数点背面）为三位小数形式；u 例如：一种整数12转变为二进制小数形式数，形式为12.000； u 将二进制小数转变为十进制小数形式，用EBCD指令；u 十进制小数形式在FX2N中： 占用二个持续Dn存储，占32位； Dn编号小是尾数段，Dn编号大是指数段； Dn最高位都是符号位； 十进制小数是按2补码解决； 例如：一种二进制小数转变为十进制小数存入D31、D30中，其表达形式为：，即；即D30中存是尾数段1199；D31中存是指数段-3。u 因上述规则，故十进制小数可以用于直接监控；u 将二进制小数转变为十进制小数时，十进制小数尾数段为4位，故转变也许会浮现一定误差。实验二 将2个二进制小数（或其中一种常数K、H）进行四则运算1、详细实例：产生2个二进制小数，（D21）D20=2.4，（D26）D25=1.2，再将这2个二进制小数进行加减乘除等四则运算解决；2、 FX2N程序及解说、仿真3、程序阐明 一方面用MOV指令将整数24放入D1中、整数12放入D2中； 用FLT指令将D1中整数24转变为二进制小数形式24.00存入D10中、将D2中整数12转变为二进制小数形式12.00存入D15中； 用DEDIV指令将D10中二进制小数形式数24.00成为具备一位小数二进制小数2.400、用DEDIV指令将D15中二进制小数形式数12.00成为具备一位小数二进制小数1.200； 二进制小数2.400与12.00进行加减乘除四则运算：2.4+1.2=(D31)D30；2.4-1.2=(D36)D35；2.41.2=(D41)D40；2.41.2=(D46)D45；4、几点阐明n 将FX2N中Dn各种二进制小数进行四则运算，它们类型需都为浮点形式；n 若某个类型不是浮点形式，需用FLT转化，再参加运算；n 但常数K、H无需转化，因其在参加运算过程中会自动转化为浮点形式；n 二进制小数在进行四则运算过程中，都需应用FX2N浮点四则运算指令，而不能应用普通四则运算指令；n 运算成果若需监控（LED数码显示屏、组态王等），可将其转换为十进制小数再监控。实验三 一种二进制小数，如何在LED数码显示屏，或者组态王上显示监控1、详细实例：产生一种二进制小数1.2，并分别组态王上监控显示、在LED数码显示屏上显示。2、编程思路解读：u 一方面用FLT指令及DEDIV指令产生1个1位二进制小数1.2；存入（D11）D10中；u 用DEBCD指令将该二进制小数1.2转化为十进制小数1.2，并存入（D101）D100中；u 将十进制小数指数段（高位Dn，即D101）进行正负符号鉴别： 正数则直接显示十进制小数指数值D101； 负数则先求补码，再显示十进制小数指数值；（显示数值前面加负号，大多如此）；D101=-3；u 将十进制小数尾数段（低位Dn，即D100）进行正负符号鉴别： 正数则直接显示十进制小数尾数值D100=1199； 负数则先求补码，再显示十进制小数尾数值D100；（显示数值前面加负号）；u 十进制小数总体表达形式为：，详细即：D100-D101；此实验成果为1199-3；u 十进制小数用LED数码显示屏显示（结合硬件I/O图查看）： 先对Dn（十进制小数尾数，经正负鉴别与求补码解决D100）进行常规解决显示（BCD或SEGD等）；注意数值前面需加负号与否； 再对Dn+1（十进制小数指数，经正负鉴别与求补码解决D101）进行常规解决显示（BCD或SEGD等）；注意数值前面需加负号与否；u 十进制小数用组态王显示监控： 按十进制小数总体表达形式：；设立Dn变量（D100）、Dn+1变量（D101）；并在画面按上述形式制作D100-D101；显示成果为1199-3；3、PLC程序、解说及仿真4、组态王监控图（略）5、LED数码显示屏显示硬件I/O图实验四 二进制浮点数运算实例1、详细任务：规定编制一解方程程序：；其中X：X0X17（K4X0），由四位数字开关输入，范畴为09999。2、PLC程序、解说及仿真 3、程序编制思路：u 程序编程： 采用DMOV指令、DFLT指令及DEDIV指令先产生1个二进制小数115.2=（D26）D25； 采用DMOV指令、DFLT指令及DEDIV指令先产生1个二进制小数375.23=（D7）D6； 采用DMOV指令、DFLT指令及DEDIV指令先产生1个二进制小数187.6=（D16）D15； X0X17输入数据解决：先用BIN指令将输入16位BCD码整数转换为二进制整数；再用FLT指令将此数转换为二进制小数形式存入（D36）D35； 用EDMUL指令将（D26）D25与（D36）D35进行二进制小数乘法，成果存入（D41）D40中； 用DEADD指令将（D41）D40与（D7）D6进行二进制小数加法；成果存入（D46）D45中； 用DEDIV指令将（D46）D45与（D16）D15进行二进制小数除法，得到方程最后成果存入（D51）D50中。u 方程编程运算过程： u 方程编程中各变量Dn含义： （D26）D25=115.2； （D36）D35=K4X0（X0X17） （D7）D6=375.23； （D16）D15=187.6； （D26）D25（D36）D35=（D41）D40； （D41）D40+（D7）D6=（D46）D45； （D51）D50=（D46）D45（D16）D15；即方程最后成果；实验五 任意位浮点数（小数）输入一、详细任务及编程解读：1、 设立加1/加5键（INC指令/ADD指令），减1/减5键（DEC指令/SUB指令），复位键，小数点1位键，小数点2位键，数据存入D0中；2、 减1/减5操作时，初始最大值设立为50，最小减至0；（触点比较指令）3、 加1/加5操作时，初始最小值设立为0，最大加至50；（触点比较指令）4、 减1/减5、加1/加5操作中若D0数据需归零，可按复位键（RST指令）；5、 输入一种小数点后一位小数；（FLT指令、DEDIV指令）D206、 输入一种小数点后二位小数；（FLT指令、DEDIV指令）D207、 为了二进制小数显示，用DEBCD指令将二进制小数转变为十进制小数；再用BON指令、NEG指令将数据变换为尾数、指数显示形式D30-D31；二、编程思路1、 先用整数数据输入指令（如加1/加n、减1/减n指令，TKY指令、HKY指令、DSW指令等等）输入整数（即需输入整数连小数，先不考虑小数点）至Dn；2、 再在外部Xn选取小数位（n位），编程解决存入Dm中，实现了小数输入。三、PLC程序及解说、仿真：附1：20一、实验规定 显示一种具有小数点实数，如12.6、23.8、5.6等。二、实验实现分析u 对于共阴LED数码显示屏，将整数中最后一位h（小数点）引脚通过一种限流电阻接+Vcc即可；其她硬件电路都类同；并且无需在软件中作任何解决。u 对于共阳LED数码显示屏，将整数中最后一位h（小数点）引脚通过一种限流电阻接地即可；其她硬件电路都类同；并且无需在软件中作任何解决。三、实验电路图附2：PLC（FX2N）中输入小数小结、要点：u FX2N中可外部输入或内部产生1个二进制小数或十进制小数；u PLC外部输入小数方案： 外部（Xn）按常规办法输入整数至PLCDn中， 再在PLC中用FLT指令将整数转化为二进制小数形式，再用DEDIV指令来拟定二进制小数位数； 尚有第二种办法，可见前面阐述，略； 若需转化为十进制小数，则可用DEBCD指令将二进制小数转化为十进制小数； 注：因二进制小数在PLC内部可直接进行运算，而十进制小数则直接不行，故需要小数往往首选二进制小数；u PLC内部产生小数方案： 内部先用MOV指令在Dn中存入一种整数， 再用FLT指令将整数转化为二进制小数形式，再用DEDIV指令来拟定二进制小数位数； 尚有第二种办法，可见前述，略； 若需转化为十进制小数，则可用DEBCD指令将二进制小数转化为十进制小数； 注：因二进制小数在PLC内部可直接进行运算，而十进制小数则直接不行，故需要小数往往首选二进制小数；u PLC内部小数运算： PLC内部二进制小数可直接运算：如加减乘除比较等等； 而十进制小数则不能直接运算，需用DEBIN指令将其转化为二进制小数后进行； 数据为K、K常数则可直接参加运算，无需转化； 二进制小数运算时，大多为32位，指令前应加D；并且运算成果存储存储器为持续编号2个（Dn+1）Dn；高位在大编号、低位在小编号；程序语句上只需写小编号Dn； 遇到在PLC内部需要运算解决工程小数，先需拟定是属于何种性质（二进制小数、十进制小数），再作运算或变换后运算； 遇到在PLC内部需要运算1个工程小数、1个为整数，工程小数得判断与否为二进制小数，否则即为十进制小数，用DEBCD指令转化之、整数则需将整数用FLT指令转化为二进制小数，两者才可进行运算解决。u FLT指令提纲： FLT指令仅是将二进制整数转化为二进制小数体现形式， 使用时需据二进制整数大小（占一种D16位、还是占二个D32位）前面加D还是不加； 经FLT指令转化后二进制小数普通占持续2个Dn； 要将经FLT指令转化而来二进制小数形式（Dn+1）Dn，得到是几位小数值，可用DEDIV指令，除10得到1位小数，除100得到2位小数，以此类推；u 二进制小数要点：二进制小数可在FX2N中直接进行四则运算，可直接在PLC软件中仿真显示成果；但在组态王等监控易浮现乱码；需用DEBCD指令将其转化为十进制小数后以尾数、指数形式显示监控成果；二进制小数为32位数，占用持续标号二个Dn，最高位为符号位（1为负数、0为正数），余下数值位：次高及下8位为指数段，剩余为23位为尾数段；组态王上较难显示；u 十进制小数要点：十进制小数不能在FX2N中直接进行四则运算，需用DEBIN指令转化为二进制小数后进行；但十进制小数在PLC仿真软件中仿真显示是乱码，但可以尾数、指数形式在组态王等显示监控成果；十进制小数为32位数，占用持续标号二个Dn，大编号Dn+1存储指数段，小编号Dn存储尾数段，可用Dn-Dn+1显示十进制小数；