2.7　数学运算类指令

PLC普遍具有较强的运算功能，其中数学运算指令是实现运算的主体，它包括四则运算指令、数学功能指令和递增、递减指令。其中四则运算指令包括整数四则运算指令、双整数四则运算指令、实数四则运算指令；数学功能指令包括三角函数指令、对数函数指令和平方根指令等。S7-200PLC对于数学运算指令来说，在使用时需注意存储单元的分配，在梯形图中，源操作数IN1、IN2和目标操作数OUT可以使用不一样的存储单元，这样编写程序比较清晰且容易理解。在使用语句表时，其中的一个源操作数需要和目标操作数OUT的存储单元一致，因此给理解和阅读带来不便，在使用数学运算指令时，建议读者使用梯形图。

2.7.1　四则运算指令

（1）加法/乘法运算

整数、双整数、实数的加法/乘法运算是将源操作数运算后产生的结果，存储在目标操作数OUT中，操作数数据类型不变。常规乘法两个16位整数相乘，产生一个32位的结果。

梯形图表示：IN1+IN2=OUT（IN1×IN2=OUT），其含义为当加法（乘法）允许信号EN=1时，被加数（被乘数）IN1与加数（乘数）IN2相加（乘）送到OUT中。

语句表表示：IN1+OUT=OUT（IN1×OUT=OUT），其含义为先将加数（乘数）送到OUT中，然后把OUT中的数据和IN1中的数据进行相加（乘），并将其结果传送到OUT中。

① 指令格式　加法运算指令格式如表2-24所示，乘法运算指令格式如表2-25所示。

② 应用举例　按下启动按钮，小灯Q0.0会点亮吗？加法/乘法指令应用举例如图2-77所示。

（2）减法/除法运算

整数、双整数、实数的减法/除法运算是将源操作数运算后产生的结果，存储在目标操作数OUT中，整数、双整数除法不保留小数。而常规除法两个16位整数相除，产生一个32位的结果，其中高16位存储余数，低16位存储商。

梯形图表示：IN1-IN2=OUT（IN1/IN2=OUT），其含义为当减法（除法）允许信号EN=1时，被减数（被除数）IN1与减数（除数）IN2相减（除）送到OUT中。

语句表表示：IN1-OUT=OUT（IN1/OUT=OUT），其含义为先将减数（除数）送到OUT中，然后把OUT中的数据和IN1中的数据进行相减（除），并将其结果传送到OUT中。

① 指令格式　减法运算指令格式如表2-26所示，除法运算指令格式如表2-27所示。

② 应用举例　按下启动按钮，小灯Q0.0会点亮吗？减法/除法指令应用实例如图2-78所示。

2.7.2　数学功能指令

S7-200PLC的数学函数指令有平方根指令、自然对数指令、指数指令、正弦指令、余弦指令和正切指令。平方根指令是将一个双字长（32位）的实数IN开平方，得到32位的实数结果送到OUT；自然对数指令是将一个双字长（32位）的实数IN取自然对数，得到32位的实数结果送到OUT；指数指令是将一个双字长（32位）的实数IN取以e为底的指数，得到32位的实数结果送到OUT；正弦、余弦和正切指令是将一个弧度值IN分别求正弦、余弦和正切，得到32位的实数结果送到OUT。以上运算输入/输出数据都为实数，结果大于32位二进制数表示的范围时产生溢出。

（1）指令格式

数学功能指令的指令格式如表2-28所示。

（2）应用举例

按下启动按钮，观察哪些灯亮，哪些灯不亮，为什么？三角函数指令应用举例如图2-79所示。

2.7.3　递增、递减指令

（1）指令简介

字节、字、双字的递增/递减指令是源操作数加1或减1，并将结果存放到OUT中，其中字节增减是无符号的数，字和双字增减是有符号的数。

① 梯形图表示　IN+1=OUT，IN-1=OUT。

② 语句表表示　OUT+1=OUT，OUT-1=OUT。

值得说明的是，IN和OUT使用相同的存储单元。递增、递减指令格式如表2-29所示。

（2）应用举例

按下启动按钮，观察Q0.0灯是否会点亮？递增/递减指令应用举例如图2-80所示。

2.7.4　综合应用举例

例1：试用编程计算(9+1)×10-19，再开方的值。

具体程序如图2-81所示。程序编制并不难，按照数学(9+1)×10-19，一步步地用数学运算指令表达出来即可。这里考虑到SQRT指令输入/输出操作数均为实数，故加、减和乘指令也都选择了实数型。如果结果等于9，Q0.0灯会亮。

例2：控制1台3相异步电动机，要求电动机按正转30s→停止30s→反转30s→停止30s的顺序并自动循环运行，直到按下停止按钮，电动机方停止。

具体程序如图2-82所示。需要注意的是，递增指令前面习惯上加一个脉冲P，否则每个扫描周期都会加1。