PLC(FX2N)小数点(浮点)运算编程研究讲义2012.doc

gPLC(FX2N)浮点(小数点)运算编程研究讲义2012
目录
u PLC(FX2N)浮点(小数)运算编程概要
u 实验一 将一个整数转变为一个二进制小数,并存入FX2N得Dn中(产生一个浮点数,存入FX2N得Dn中)
u 实验二 将2个二进制小数(或其中一个常数K、H)进行四则运算
u 实验三 一个二进制小数,如何在LED数码显示器,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)得输入
u 附1:PLC数值显示(LED数码显示器)含小数点方法
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个连续编号得Dn、Dn+1),最高位bit31位就是符号位(1就是负数,0就是正数),其她位(bit30~bit0)就是数值位,数值位分尾数段与指数段,bit0~bit22共23位就是尾数段,bit23~bit30共8位就是指数段;注:二进制小数不就是按2得补码处理;

u 浮点数(小数)运算规则概念
² 进行浮点数(小数)运算得各Dn只能就是二进制小数、常数K、H;不能就是整数或十进制小数;
² 若Dn中数据就是整数,需用FLT指令转化为二进制小数形式,再参与运算;
² 若Dn中数据就是十进制小数,需用EBIN指令转化为二进制小数形式,再参与运算;
² 若Dn中数据就是常数K、H,可直接参与运算,无需转化,因其在参与运算过程中会自动转化;
² 浮点数运算中指令前一般应加D,因参与运算得二进制小数都占有二个连续得Dn、为32位数据;
² 浮点数运算得种类在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 二进制小数得PLC处理中得监控:因二进制小数数值与指数占用了二个连续得Dn,且难以区别,故难以在组态王等上监控(如LED数码显示器、组态王等)、监控得数据只就是乱码,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,十进制小数占用连续二个Dn,编号大得为指数段,编号小得为尾数值、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结果;
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个连续编号得Dn、Dn+1,编号小得保存尾数段(Dn),编号大得保存指数段(Dn+1);如:;其中D30为尾数值、D31为指数段;

u 十进制小数得运算:十进制小数无法在PLC(FX2N)中直接进行运算处理,需用EBIN指令转化为二进制小数再进行运算;
u 十进制小数得数值监控作用: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出现乱码;
u 二~十进制数相互转化中得误差:
² 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,易产生一定得误差,因有效数字四舍五入得缘故;
² 因某些自动控制采用浮点数可提高控制精度与品质,故需浮点数运算及处理;
² 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,将产生一定得误差。
2、 得到一个二进制小数得方法概要(与得到一个十进制小数得方法互为逆运算):
u 方法一:如产生一个二进制小数254、6(往D20中存入一个二进制小数254、6);
² 先往D0中送入一个整数(2546);MOV K2546 D0;
² 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指令仅就是将整数得表示形式转化为小数得表现形式(25462546、00),但此数值实质上仍就是整数;
² 最后将二进制小数形式除以常数10得倍数,得到所需小数后为几位得二进制小数(254、6);DEDIV D10 K10 D20;注:小数处理指令与整数处理指令类似,只就是前面加E,表示属小数处理指令;另外小数数值占二个Dn,为32位,故运算指令前需加D;
² 注:二进制小数因就是32位数值,整个数值254、6占了(D21)D20;
² 注:方案一PLC软件监控仿真结果正常;组态王监控为乱码;
² 例程:

u 方法二:如产生一个二进制小数254、6(往D10中存入一个二进制小数254、6);
² 将一个需转化得整数送入D0(2546);MOV K2546 D0;;
² 再将一个负数(为小数得位数)送入D1;MOV 1 D1;
² 注:上述二个Dn标号必须连续、且存放整数得Dn标号应在前(D0)、存放负数得Dn标号应在后(D1);
² 最后用十进制小数转化为二进制小数指令EBIN转化得到所需得二进制小数(254、6);DEBIN D0 D10;注:小数处理指令与整数处理指令类似,只就是前面加E,表示属小数处理指令;另外小数数值占二个Dn,为32位,故运算指令前需加D;
² 注:二进制小数因就是32位数值,整个数值254、6占了(D21)D20;
² 注:方法二PLC软件监控仿真为乱码;组态王监控为乱码;
² 例程:

3、 得到一个十进制小数得方法概要(与得到一个二进制小数得方法互为逆运算):
u 方法一:将一个二进制小数通过EBCD指令(二进制小数转化为十进制小数指令)转化得到;注:直接结果显示PLC监控仿真为乱码,可在组态王等上用尾数\指数形式显示结果DnDn+1;
u 方法二:先往Dn中送入一个整数;再往Dn+1中送入一个负数(为小数得位数);注:上述二个Dn标号必须连续、且存入整数得Dn标号在前(Dn)、存入负数得Dn标号在后(Dn+1)。注:直接结果显示PLC监控仿真为乱码,可在组态王等上用尾数\指数形式显示结果DnDn+1;
实验一 将一个整数转变为一个二进制小数,并存入FX2N得Dn中(产生一个浮点数,存入FX2N得Dn中)
1、具体实例:将一个整数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D30D31方式在组态王显示结果。
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中得常数(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位小数得二进制小数(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中数值得组态王监控,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)值作正负值判别,若就是负值则求补码,再显示;若就是正值则不需处理,直接显示;(指数段作正负判别就是为了:若可能出现负数,需求补码处理成原码绝对值十进制小数得指数一般都就是负数,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)值作正负值判别,若就是负值则求补码,再显示;若就是正值则不需处理,直接显示;(尾数段作正负判别就是为了:若可能出现负数,需求补码处理成原码绝对值为负数得十进制小数时才可能出现,此处不就是);

8、组态王监控结果及说明:
在组态王监控中,原数D0=12,将其转化为1、200存入(D31)D30,并用D30D31方式显示(1199×103):

9、 总得PLC程序及解说、仿真结果:

10、几点说明:
u 将一个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:
² 占用二个连续Dn存储,占32位;
² b0位—b22位(共23位)就是尾数位;
² b23位—b30位(共8位)就是指数位;
² b31位就是符号位(1为负数,0为正数);
² 二进制小数不就是按2得补码处理;
u 因上述规则,故二进制小数难以直接监控,直接监控会出现乱码;一般可将其转变为十进制小数,再进行监控;
u 其整数后面(小数点后面)为三位小数形式;
u 例如:一个整数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:
² 占用二个连续Dn存储,占32位;
² Dn编号小得就是尾数段,Dn编号大得就是指数段;
² Dn得最高位都就是符号位;
² 十进制小数就是按2得补码处理;
² 例如:一个二进制小数转变为十进制小数存入D31、D30中,其表示形式为:,即;即D30中存得就是尾数段1199;D31中存得就是指数段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,十进制小数得尾数段为4位,故转变可能会出现一定得误差。

实验二 将2个二进制小数(或其中一个常数K、H)进行四则运算
1、具体实例: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处理;
2、 FX2N程序及解说、仿真

3、程序说明
² 首先用MOV指令将整数24放入D1中、整数12放入D2中;
² 用FLT指令将D1中得整数24转变为二进制小数形式24、00存入D10中、将D2中得整数12转变为二进制小数形式12、00存入D15中;
² 用DEDIV指令将D10中得二进制小数形式数24、00成为具有一位小数得二进制小数2、400、用DEDIV指令将D15中得二进制小数形式数12、00成为具有一位小数得二进制小数1、200;
² 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、41、2=(D36)D35;2、4×1、2=(D41)D40;2、4÷1、2=(D46)D45;
4、几点说明
n 将FX2N中Dn得多个二进制小数进行四则运算,它们类型需都为浮点形式;
n 若某个类型不就是浮点形式,需用FLT转化,再参与运算;
n 但常数K、H无需转化,因其在参与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得浮点四则运算指令,而不能应用普通四则运算指令;
n 运算结果若需监控得(LED数码显示器、组态王等),可将其转换为十进制小数再监控。
实验三 一个二进制小数,如何在LED数码显示器,或者组态王上显示监控
1、具体实例:产生一个二进制小数1、2,并分别组态王上监控显示、在LED数码显示器上显示。
2、编程思路解读:
u 首先用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 将十进制小数得指数段(高位Dn,即D101)进行正负符号判别
² 正数则直接显示十进制小数得指数值D101;
² 负数则先求补码,再显示十进制小数得指数值;(显示数值前面加负号,大多如此);D101=3;
u 将十进制小数得尾数段(低位Dn,即D100)进行正负符号判别:
² 正数则直接显示十进制小数得尾数值D100=1199;
² 负数则先求补码,再显示十进制小数得尾数值D100;(显示数值前面加负号);
u 十进制小数得总体表示形式为:,具体得即:D100D101;此实验结果为11993;
u 十进制小数用LED数码显示器显示(结合硬件I/O图查瞧):
² 先对Dn(十进制小数尾数,经正负判别与求补码处理D100)进行常规处理显示BCD或SEGD等);注意数值前面需加负号与否;
² 再对Dn+1(十进制小数指数,经正负判别与求补码处理D101)进行常规处理显示(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:
² 按十进制小数得总体表示形式:;设置Dn变量(D100)、Dn+1变量(D101);并在画面按上述形式制作D100D101;显示结果为11993;
3、PLC程序、解说及仿真

4、组态王监控图(略)
5、LED数码显示器显示硬件I/O图

实验四 二进制浮点数运算实例
1、具体任务:
要求编制一解方程程序:;其中X:X0—X17(K4X0),由四位数字开关输入,范围为0—9999。
2、PLC程序、解说及仿真

3、程序编制思路:
u 程序编程:
² 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;
² 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;
² 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;
² X0~X17输入数据处理:先用BIN指令将输入得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;
² 用EDMUL指令将D26)D25与(D36)D35进行二进制小数得乘法,结果存入(D41)D40中;
² 用DEADD指令将(D41)D40与(D7)D6进行二进制小数得加法;结果存入(D46)D45中;
² 用DEDIV指令将(D46)D45与(D16)D15进行二进制小数得除法,得到方程最终结果存入(D51)D50中。
u 方程编程运算过程:

u 方程编程中各变量Dn含义:
² (D26)D25=115、2;
² (D36)D35=K4X0(X0~X17)
² (D7)D6=375、23;
² (D16)D15=187、6;
² (D26)D25×(D36)D35=(D41)D40;
² (D41)D40+(D7)D6=(D46)D45;
² (D51)D50=(D46)D45÷(D16)D15;即方程最后结果;
实验五 任意位浮点数(小数)得输入
一、具体任务及编程解读:
1、 设置加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,初始最大值设置为50,最小减至0;(触点比较指令)
3、 加1/加5操作时,初始最小值设置为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、 输入一个小数点后一位得小数;(FLT指令、DEDIV指令)D20
6、 输入一个小数点后二位得小数;(FLT指令、DEDIV指令)D20
7、 为了二进制小数得显示,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D30D31;
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(即需输入得整数连小数,先不考虑小数点)至Dn;
2、 再在外部Xn选择小数位(n位),编程处理存入Dm中,实现了小数得输入。
三、PLC程序及解说、仿真:

附1:20
一、实验要求
显示一个含有小数点得实数,如12、6、23、8、5、6等。
二、实验实现分析
u 对于共阴LED数码显示器,将整数中最后一位得h(小数点)引脚通过一个限流电阻接+Vcc即可;其她硬件电路都类同;并且无需在软件中作任何处理。
u 对于共阳LED数码显示器,将整数中最后一位得h(小数点)引脚通过一个限流电阻接地即可;其她硬件电路都类同;并且无需在软件中作任何处理。
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:
² 外部(Xn)按常规方法输入整数至PLC得Dn中,
² 再在PLC中用FLT指令得将整数转化为二进制小数形式,再用DEDIV指令来确定二进制小数得得位数;
² 还有第二种方法,可见前面论述,略;
² 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;
² 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:
² 内部先用MOV指令在Dn中存入一个整数,
² 再用FLT指令得将整数转化为二进制小数形式,再用DEDIV指令来确定二进制小数得得位数;
² 还有第二种方法,可见前述,略;
² 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;
² 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内部小数得运算:
² PLC内部二进制小数可直接运算:如加减乘除比较等等;
² 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;
² 数据为K、K常数则可直接参与运算,无需转化;
² 二进制小数运算时,大多为32位,指令前应加D;并且运算结果存储得得存储器为连续编号得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;
² 遇到在PLC内部需要运算处理得工程小数,先需确定就是属于何种性质(二进制小数、十进制小数),再作运算或变换后运算;
² 遇到在 PLC内部需要运算得1个工程小数、1个为整数,工程小数得判断就是否为二进制小数,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,二者才可进行运算处理。
u FLT指令提要:
² FLT指令仅就是将二进制整数转化为二进制小数表现形式,
² 使用时需据二进制整数大小(占一个D16位、还就是占二个D32位)前面加D还就是不加;
² 经FLT指令转化后得二进制小数一般占连续2个Dn;
² 要将经FLT指令转化而来得二进制小数形式得(Dn+1)Dn,得到就是几位小数得值,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 二进制小数得要点:二进制小数可在FX2N中直接进行四则运算,可直接在PLC软件中仿真显示结果;但在组态王等监控易出现乱码;需用DEBCD指令将其转化为十进制小数后以尾数、指数形式显示监控结果;二进制小数为32位数,占用连续标号得二个Dn,最高位为符号位(1为负数、0为正数),余下得数值位:次高及下8位为指数段,剩余得为23位为尾数段;组态王上较难显示;
u 十进制小数得要点: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就是乱码,但可以尾数、指数形式在组态王等显示监控结果;十进制小数为32位数,占用连续标号得二个Dn,大编号得Dn+1存放指数段,小编号得Dn存放尾数段,可用DnDn+1显示十进制小数;