实训十九：数据转换指令的仿真实验优化

数据转换指令见表3-9。语句表中的数据转换指令将累加器1中的数据进行数据类型的转换，转换的结果仍然在累加器1。

DTR指令将32位双整数转换为32位浮点数。有4条将浮点数转换为32位双整数的指令，使用得最多的是四舍五入的ROUND指令，向上取整和向下取整指令极少使用。

表3-9 数据转换指令

1.BCD码

BCD码是二进制编码的十进制数的英语缩写，用4位二进制数表示一位十进制数（见表3-5），每一位BCD码的数值范围为2#0000～2#1001，对应于十进制数0～9。

BCD码的最高4位二进制数用来表示符号，负数的最高位为1，正数为0，其余3位一般与符号位相同。BCD码字（16位二进制数）的范围为–999～＋999。BCD码双字（32位二进制数）的范围为–9999999～＋9999999。BCD码相邻两位之间的关系是逢十进一，图3-75 中的BCD码为−829，图3-76是7位BCD码的格式。

图3-75 3位BCD码的格式

图3-76 7位BCD码的格式

拨码开关（见图3-77）的圆盘圆周面上有0～9这10个数字，用按钮来增、减各位要输入的数字。它用内部的硬件将显示的数字转换为4位二进制数。PLC用数字量输入点读取的多位拨码开关的输出值就是BCD码，需要用数据转换指令将它转换为整数或双整数。

用PLC的4个输出点给一片译码驱动芯片4547提供输入信号（见图3-78），可以用LED七段显示器显示一位十进制数。需要用数据转换指令，将PLC中的整数转换为BCD码，然后分别送给各个译码驱动芯片。

图3-77 拨码开关

图3-78 LED七段显示器电路

BCD码主要用于PLC的输入和输出，定时器的剩余时间值、计数器的当前计数值和日期、时间值都使用BCD码。

BCD码的表示方式与十六进制数相同，例如用数字量输入模块读取的图3-77中的拨码开关的数值为16#829。到底是BCD码还是十六进制数，取决于数据的来源或用途。

2.BCD码与整数相互转换的仿真实验

打开OB1，执行菜单命令“视图”→“LAD”，切换到梯形图语言，输入图3-79和图3-80中的梯形图程序。

图3-79 BCD码转换为整数

(www.xing528.com)

图3-80 整数转换为BCD码

用鼠标右键单击SIMATIC管理器左边窗口中的“块”，执行出现的快捷菜单中的命令“插入新对象”→“变量表”，生成变量表VAT_1（见图3-81）。显示格式HEX和DEC分别是十六进制数和十进制数。

打开PLCSIM，将OB1下载到仿真PLC，将仿真PLC切换到RUN-P模式。打开OB1，单击工具栏上的 按钮，启动程序状态监控功能。

在变量表第1行的“修改数值”列输入十六进制数W#16#8123（低12位二进制数是从拨码开关读取的BCD码），二进制数的最高位（符号位）为1，表示负数。单击工具栏上的按钮 ，“修改数值”被写入PLC内的MW2，并在“状态值”列显示出来。图3-79中的指令将它转换为十进制数-123。

图3-81 变量表

将MW2中的数分别修改为W#16#F123（最高4位二进制数均为1）和W#16#0123，观察转换后的MW4中的十进制数。

在变量表第3行的“修改数值”列输入十进制数-456，单击工具栏上的“激活修改数值”按钮 ，“修改数值”被写入PLC内的MW6。图3-80中的指令将它转换为MW8中的BCD码W#16#F456。二进制数的最高4位均为l，表示该数是负数。将MW6中的数修改为456，观察转换后的MW8中的BCD码。

执行菜单命令“视图”→“STL”，切换到语句表语言，观察图3-79和图3-80对应的语句表程序。

3．BCD码转换的仿真练习

将图3-79和图3-80中的程序改为BCD码与双字的转换指令，修改变量表中的地址。

打开PLCSIM，将修改后的程序下载到仿真PLC，将仿真PLC切换到RUN-P模式。用变量表设置指令的输入值，观察转换后的结果是否正确。

4．压力计算程序中的数据转换

某压力变送器的量程为0～l0MPa，输出的4～20mA电流被AI模块转换为数字0～27648。设AI模块的输出值为N，压力计算公式为

P=(10000×N)/27648=0.36169×N (kPa) (3-1)

米自AI模块的PIW320的原始数据Ⅳ为16位整数，首先用l_DI指令将整数转换为双整数（见图3-82），然后用DI_R指令转换为实数(Real)，再用实数乘法指令MUL_R完成式(3-1)的运算。最后用四舍五入的ROUND指令，将运算结果转换为以kPa为单位的整数。图中的程序在随书光盘的例程“数据处理”中。

图3-82 使用浮点数运算指令的压力测量值计算程序

打开PLCSIM，将程序下载到仿真PLC，将仿真PLC切换到RUN-P模式。将0和27648分别输入PIW320，观察MD24中的计算结果是否是0和10000kPa。将0～27648之间的任意数值输入PIW320，观察计算结果是否与计算器计算的相同。

指令ROUND的运算结果为双字，但是由式(3-1)可知最终的运算结果实际上不会超过一个字，保存运算结果的MD24的高位字MW24的值为0，运算结果的有效部分在低位字MW26中。观察MW24和MW26的值，验证上述结论是否正确。

5.数据转换指令的仿真练习

半径（小于10000的整数）在MW10中，圆周率为3.1416，用浮点数运算指令计算圆的周长，将运算结果转换为整数，存放在MD14中。将程序输入到OB1后下载到仿真PLC，调试程序直到满足要求。