第5章-功能指令-数学运算指令

电气控制与PLC主讲教师：曾新红选用教材：《电气控制与PLC应用技术》曾新红

等主编广州航海学院5.3数学运算指令5.3.1数学运算指令5.3.2逻辑运算指令

教学目标

通过本节的学习，要学会掌握数学运算指令进行数学关系之间的运算。5.3.1数学运算指令1.四则运算指令2.其他整数数学运算指令3.浮点数函数运算指令数学运算指令中的ADD、SUB、MUL和DIV分别是加、减、乘、除。它们执行的操作见表5-5。操作数的数据类型可选SInt、Int、Dint、USInt、UInt、UDInt和Real，IN1和IN2可以是常数。IN1、IN2和OUT的数据类型应该相同。整数除法指令将得到的商截位取整后，作为整数格式的输OUT。用右键点击ADD指令，执行出现的快捷菜单中的“插入输入”命令，ADD指令将会增加一个输入变量。用鼠标右键点击某条输入短线，执行快捷菜单中的“删除”命令，将会减少一个输入变量。1．四则运算指令表5-5数学运算指令梯形图描述梯形图描述ADDSUBMULDIVMODNEGIN1+IN2=OUTIN1-IN2=OUTIN1*IN2=OUTIN1/IN2=OUT求双整数除法的余数将输入值的符号取反INCDECABSMINMAXLIMIT将参数IN/OUT的值加1将参数IN/OUT的值减1求有符号整数和实数的绝对值求两个输入中的较小的数求两个输入中的较大的数将输入IN的值限制在指定的范围内【例5-2】压力变送器的量程为0～10MPa，输出信号为0～10V，被CPU集成的模拟量输入的通道0（地址为IW64）转换为0～27648的数字。假设转换后的数字为N，试求以kPa为单位的压力值。解：0～10MPa(0～l0000kPa)对应于转换后的数字0～27648，转换公式为P=(10000×N)/27648（kPa）(式5-1)

公式中乘法运算的结果可能会大于一个字能表示的最大值，因此应使用数据类型为双整数的乘法和除法（见图5-25）。为此首先使用CONV指令，将IW64转换为双整数(DInt)。6MPa【例5-3】使用浮点数运算计算上例以kPa为单位的压力值。将式（5-1）改写为式(5-2)：P=(10000×N)/27648=0.361690×N（kPa）(5-2)

在OB1的界面区定义数据类型为Real的局部变量Temp2，用来保存运算的中间结果。首先用CONV指令将IW64转换为实数(Real)，再用实数乘法指令完成式(5-2)的运算(见图5-26)。最后使用四舍五入的ROUND指令，将运算结果转换为整数。图5-26使用浮点数运算指令的压力测量值计算程序没转换时的计算结果：转换时的计算结果：(1)MOD指令除法指令只能得到商，余数被丢掉。可以用MOD指令来求除法的余数（见图5-27）。输出OUT中的运算结果为除法运算IN1／IN2的余数。2.其他整数数学运算指令图5-27整数运算指令(2)NEG指令NEG(negation)将输入IN的值的符号取反后，保存在输出OUT中。IN和OUT的数据类型可以是SInt、Int、DInt和Real，输入IN还可以是常数。(3)INC与DEC指令执行指令INC与DEC时，参数IN/OUT的值分别被加1和减1。IN/OUT的数据类型可选是SInt、USlnt、Int、UInt、DInt和UDInt（有符号或无符号的整数）。

取反指令注意：加1指令，注意要使用上升沿触发指令。否则每扫描一次指令，便自动加1.(4)绝对值指令ABS

ABS指令（见图5-28）用来求输入IN中的有符号整数（SInt、Int、DInt）或实数(Real)的绝对值，将结果保存在输出OUT中。IN和OUT的数据类型应相同。

图5-28整数运算指令(5)MIN与MAX指令

MIN(minimum)指令比较输入INl和IN2的值，将其中较小的值送给输由OUT。MAX（maximum）指令比较输入IN1和IN2的值，将其中较大的值送给输出OUT。IN1和IN2的数据类型相同才能执行指定的操作。(6)LIMIT指令

LIMIT指令检查输入IN的值是否在参数MIN和MAX指定的范围内，如果IN的值没有超出该范围，将它直接保存在OUT指定的地址中。如果IN的值小于MIN的值或大于MAX的值，将MIN或MAX的值送给输出OUT。浮点数(实数)数学运算指令(见表5-6)的操作数IN和OUT的数据类型为Real。浮点数自然指数指令EXP和浮点数自然对数指令LN中的指数和对数的底数e=2.71828。浮点数开平方指令SQRT和LN指令的输入值如果小于0，输出OUT返回一个无效的浮点数。3．浮点数函数运算指令表5-6浮点数函数运算指令梯形图描述表达式梯形图描述表达式SQR求浮点数的平方TAN求浮点数的正切函数SQRT求浮点数的平方根ASIN求浮点数的反正弦函数LN求浮点数的自然对数ACOS求浮点数的反余弦函数EXP求浮点数的自然指数ATAN求浮点数的反正切函数SIN求浮点数的正弦函数FRAC求浮点数的小数部分_COS求浮点数的余弦函数EXPT求浮点数的普通对数【例5-4】测量远处物体的高度时，已知被测物体到测量点的距离L和以度为单位的夹角θ，求被测物体的高度H，H=Ltanθ，角度的单位为度。假设以度为单位的实数角度值在MD116，乘以π/180=0.0174533得角度的弧度值（见图5-29），运算的中间结果保存在数据类型为Real的临时局部变量Temp2中。L的实数值在MD128，运算结果在MD132。

图5-29函数运算指令的应用5.3.2逻辑运算指令1.逻辑运算指令2.解码与编码指令3.SEL与MUX指令逻辑运算指令对两个输入IN1和IN2逐位进行逻辑运算。逻辑运算的结果存放在输出OUT指定的地址(见图5-30)。图5-30逻辑运算指令1．逻辑运算指令and110010101000OR110010101110XOR110010100110“与”(AND)运算时两个操作数的同一位如果均为1，运算结果的对应位为1，否则为0（见表5-7）。“或”(OR)运算时两个操作数的同一位如果均为0，运算结果的对应位为0，否则为1。“异或”(XOR)运算时两个操作数的同一位如果不相同，运算结果的对应位为1，否则为0。以上指令的操作数IN1、IN2和OUT的数据类型为十六进制的Byte、Word和DWord。取反指令INV（见图5-31）将输入IN中的二进制整数逐位取反，即各位的二进制数由0变1，由1变0，运算结果存放在输出OUT指定的地址。表5-7字逻辑运算的结果参数数值IN10101100100111011IN2或INV指令的IN1101010010110101AND指令的OUT0101000000110001OR指令的OUT1101110110111111XOR指令的OUT1000110110001110INV指令的OUT00101011010010102#00000000110110012#11111111001001102#0000000000010000译码指令编码指令编码指令ENCO(Encode)与解码指令相反，将IN中为1的最低位的位数送给输出参数OUT指定的地址，IN的数据类型可选Byte、Word和DWord，OUT的数据类型为Int。二进制取反指令图5-31逻辑运算指令假设输入参数IN的值为n，解码（译码）指令DECO(Decode)将输出参数OUT的第n位置位为1，其余各位置0，相当于数字电路中译码电路的功能。利用解码指令，可以用输入IN的值来控制OUT中某一位的状态。编码指令ENCO(Encode)与解码指令相反，将IN中为1的最低位的位数送给输出参数OUT指定的地址，IN的数据类型可选Byte、Word和DWord，OUT的数据类型为Int。2．解码与编码指令指令SEL(Select)的Bool输入参数G为0时选中INO（见图5-32），G为1时选中IN1，并将它们保存到输出参数OUT指定的地址。图5-32SEL与MUX指令3．SEL与MUX指令