PLC 必須處理三種主要類型的值:布爾值、整數和浮點數。這些最后的浮點值會給程序員和技術人員帶來最大的困惑。
任何包含處理器的數字控制系統都旨在接收輸入值,使用這些值計算解決方案,然后使用這些計算向其他設備提供輸出。必須仔細選擇此過程中每個步驟使用的數字——不僅要足夠精確以提供正確的輸出值,而且要足夠小,以免占用太多有限的可用內存空間。
數字的主要類別
數字數字適合三個主要類別的值:
一位“布爾”數字
多位整數
“浮點小數”數字
一位布爾數字只能保存 0 或 1 的值。這些布爾值非常適合傳感器和開關輸入以及線圈輸出。
多位整數通常是 8、16 或 32 個連續位,并且只能保存整數值。可以使用這些數字存儲或計算的最大值受位數限制。較大的數字需要更多的位,但也會消耗更多的內存。
最后一個類別經常出現在表示實際值時,例如溫度、速度或壓力。這些類型的值不限于整數,因為以某種精度知道值通常至關重要。
例如,測量壓力時,了解 15.1 psi 和 15.8 psi 之間的變化可能很重要。如果我們將值限制為整數,它們都將顯示為 15 psi,失去該精度。
這種數據類型的名稱是“浮點十進制”數字,在編程軟件中通常稱為“浮點”或“實數”數據類型。
浮點數的結構
通常沒有必要理解在實際值和二進制浮點等效值之間進行轉換所涉及的每個數學運算。與許多數字轉換一樣,這是一個復雜的過程,可以根據需要進行研究。但這并不意味著應該忽略整個概念。
在本文中,這些數字將被稱為浮點數。但是,如果您是 RSLogix 用戶或該術語的任何其他適當頭銜,則可以在心理上將其轉換為真實的。
浮點數由 PLC 中的 32 位組成。在許多現代計算機處理器中,可能使用 64 位,但對于幾乎所有 PLC,32 位是標準。這意味著就內存容量而言,浮點數不會比 32 位整數(例如 double 或 DINT)消耗更多空間。有時,兩個 32 位數字可以組合成一個 64 位浮點值。
浮標的一部分
浮點數由三個部分組成,每個部分使用 32 位的一部分。第一位是符號位,用于標識它是正值還是負值。如果將真空表示為儀表值,則溫度很容易為負數,壓力也可以為負數。速度可能是正的/負的,也可能是使用 CW/CCW 或類似的術語來區分的。第一位標識正面或負面。
下表顯示了 32 位浮點數的示例分解。此示例顯示可能的最小正值,指數為 1,尾數為 0。
浮點數的限制
與整數值相比,浮點數的主要注意事項可能是計算解的額外時間。在一個具體示例中,根據羅克韋爾自動化針對 ControlLogix 處理器的文檔,使用 REAL 數據類型的 ADD 計算的執行時間比 DINT 的相同 ADD 長約 6.5 倍。
圖 2.數據表摘錄比較使用 32 位 DINT 和 32 位 REAL 數據類型的 ADD 指令時間。
有時,浮點數是必要的,但處理指令的額外時間應該是一個堅定的提醒,在合理的情況下考慮使用整數。
某些情況下的另一個潛在問題是無法真正處理絕對精確的值。對于整數,比如數數,你可以數 100 個項目,但你永遠不會數到 100.5 個項目。因此,它可以很容易地顯示為 100,沒有理由顯示 100.0000000 個項目。
但是,對于需要非常大精度的值(這意味著尾數非常大),該值可能會被四舍五入。對于許多系統來說這可能不是問題,但是當系統必須定期測量大的模擬值時,舍入誤差可能會導致問題。
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