​PLC的底层逻辑——数据的表示与运算

电气工程师项目设计流程：一个项目中，电气工程师要做的设计思路三菱Q-PLC，QD62D高速计数器基础步进电机定位系统的一些常识，做为电气工程师的你应该懂得三菱FX3U PLC步进电动机的闭环定位控制PLC程序设计（二）PLC定位控制基础：原点回归的方式有哪些？PLC定位控制基础：电子齿轮比对脉冲当量和电机转速的调整作用伺服、步进电机定位控制十条基础知识步进电动机与交流伺服电动机的性能比较，来看看跟你知道的一样吗？松下A5系列伺服驱动器的恢复出厂参数、点动运行设置和报警解除怎样用软件进行交流伺服驱动器的增益自动调整？变频器的常见故障诊断与处理，码了五千字，一篇文章搞定变频器的种类多种多样，根据负载特性怎么选择变频器呢？三菱Q系列PLC，用CC-Link控制变频器正反转和多段速三菱Q系列PLC，用Modbus RTU通信控制施耐德变频器运行三菱PLC基本编程练习（12）：电工会编的三台电动机顺序启动，同时停止程序电工最基础、最核心的知识是掌握电的回路（九）：二次控制回路什么是ST语言，三菱PLC两种ST语言创建方法及注意事项举个输送带运转控制的例子，说明三菱PLC的SFC编程方法PLC通信基础知识三菱FX5U PLC，用计算机链接协议通信控制变频器运行PLC的底层逻辑——数据的表示与运算PLC的模拟量控制必然要对数值的处理，是否拥有强大的数据处理能力是衡量PLC模拟量处理能力强弱的的标志之一。PLC是怎样对数值和非数值信息处理的呢？首先应该了解下面一些概念。1、数制数制是指数的计数方法，或者说数的进位方法。如，二进制、八进制、十进制、十六进制。数制的三要素：基数、位权、复位与进位。基数， 是指数制一共有多少个数码，超过此个数就要进位。位权，每个位的权重，一个位的位权，也就是这个位为1时所表示的数值大小。PLC的晶体管开关只有两种状态，刚好可用二进制数0，1表示关和开。数的位数越大表示的数越多，多数PLC的数位表示范围有：字节，8位二进制整数，0~255；字，16位二进制整数，0~65535；双字，32位二进制整数，0~4294967295。

2、原码、反码、补码PLC表示负数的方法为把最高位作为符号位，0为正数，1为负数，其余位为数值位，表示数值的范围缩小了。原码，就是二进制数的整数表示，把最高位作为符号位。原码表示中+0与-0，两数不相等，计算机识别困难。把原码的二进制数按位求反，所得的二进制数为反码。正数用原码表示，负数就用反码表示。反码表示中+0与-0，两数也不相等，计算机同样识别困难。补码，即求得反码后再加上1。负数用正数的补码表示，解决了+0与-0不相等的问题，验正了正数和负数互为相反数，同时符号位和数值位能一起参与运算，这是它的优点。如：00000000=±0；00000001=+1；11111111=-1；01111111=+127；10000001=-127；10000000=-128。二进制负数表示的整数再反过来转换成十进制数负数，也是要“求反再加1”。

3、科学计数法与浮点数任何一个绝对值大于10或小于1的数都可以写成a×10^n，a为基数（1<a<10），n为指数（整数）。科学计数法的计数方法运用到PLC中就可以计数小数（又叫浮点数、实数）。二进制小数的表示用32位数表示，如：符号位S，b31位，指数位N，b30~b23，8位（2^7~2^0），尾数位A，b22~b0，23位(2^-1~2^-23)。

4、逻辑运算逻辑运算有与、或、非三种基本逻辑运算。与，全部条件具备后，结果才会发生；见0为0，全1为1。或，只要一个条件具备，结果就会发生；见1为1，全0为0。非，具备条件，结果就不会发生，不具备条件，结果就会发生。异或，是上面逻辑运算的引申，同为0，异为1。两个n位二进制数，相对应位之间的逻辑运算叫逻辑位运算。5、信息处理数字系统所处理的信息有数值信息与非数值信息。用二进制数表示非数值信息称为编码。BCD码，用4位二进制数组合中用10种组合来表示10进制数的10个符号（0~9）。BCD码有很多种，其中8421BCD码最常用。

ASCII码，用7/8位二进制数组合来表示英文字母等符号。总之，PLC是一种工业计算机，他的底层运算逻辑，就是普通计算机原理的扩展和应用。将来量子计算机运用到工业控制上，也许PLC的算法就要改变了。

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