PLC的加、减、乘、除指令有什么用？其实功能十分强大！

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今天我们要谈一谈西门子S7-1200PLC中常用的

什么是四则运算指令呢？

四则运算指令包括加法指令ADD、减法指令SUB、乘法指令MUL、除法指令DIV四种。

一、加法指令ADD

执行加法指令ADD将输入IN1的值与输入IN2的值相加，并将加得结果存储在OUT设定的寄存器中。

加法指令功能框各端口的定义如下

EN： 使能输入端，EN为1时执行加法指令，EN为0时不执行。

ENO： 使能输出端，当指令正确执行期间使能输出端ENO为1，指令结果超出输出 OUT指定数据类型的允许范围或浮点数为无效值时ENO为0。

IN1/IN2： 要相加的数值，可以是寄存器的地址或常数，单击ADD指令下的星标可以扩展输入的数目。

OUT： 加法计算结果输出，IN1+IN2=OUT，OUT端一般填写寄存器地址。

加法指令小提示： 可以从指令框的“<???>”下拉列表中选择该指令的数据类型，当地址长度与数据类型不匹配时，会将输入数值隐式转换为指定的数据类型，编译不会报错，但运行过程中可能会出错。

二、减法指令SUB

执行减法指令SUB，将由被减数IN1的值减去减数IN2的值，并将结果存入OUT设定的寄存器地址中。

减法指令功能框各端口的定义如下

EN： 使能输入端，EN为1时执行加法指令，EN为0时不执行。

ENO： 使能输出端，当指令正确执行期间使能输出端ENO为1，指令结果超出输出 OUT 指定数据类型的允许范围或浮点数为无效值时ENO为0。

IN1： 被减数，可以是寄存器地址或常数。

IN2： 减数，可以是寄存器地址或常数。

OUT： 减法计算结果输出，IN1-IN2=OUT，OUT端一般填写寄存器地址。

三、乘法指令MUL

乘法指令MUL将输入 IN1 的值与输入 IN2 的值相乘，并将乘积保存在输出 OUT指定的寄存器中。

乘法指令功能框各端口的定义如下

EN: 使能输入端，EN为1时执行加法指令，EN为0时不执行。

ENO: 使能输出端，指令正确执行期间ENO输出为1，

IN1: 乘数，可以是寄存器地址或常数。

IN2: 乘数，可以是寄存器地址或常数。

Inn: 可以添加多个相乘的数。

OUT: 输出乘积存入指定的寄存器中。

四、除法指令DIV

除法指令DIV将输入 IN1 的值除以输入 IN2 的值，并将除得的商保存在输出 OUT指定的寄存器中。DIV指令支持各种整型和实数型数据。

除法指令功能框各端口的定义如下

EN: 使能输入，EN为1时执行加法指令，EN为0时不执行。

ENO: 使能输出 ，指令正确执行期间ENO状态为1。

IN1: 被除数，可以是寄存器地址、整数或浮点数，需要与所选数据类型匹配。

IN2: 除数，可以是寄存器地址、整数或浮点数，需要与所选数据类型匹配。

OUT: 商值，输出OUT为执行除法指令得到的商，数据类型为无符号整数，余数被省略不计。

除法指令小提示

在使用除法指令DIV时，OUT输出端为除得的商值，数据类型为无符号整型，余数被省略不显示，如果需要求余数需使用MOD指令。

四则运算指令的实际应用举例

例题：温度传感器将采集到的温度值转换为电压信号输入给PLC，测量范围是0～100Co，数值经过被CPU集成的模拟量通道0（地址为IW64）转换为0～27648的数字，假设转换后的数字为T，试求以为Co单位的温度值。

解：0～100Co的温度值经A/D转换后的数字为0～27648，设转换后得到的数字为T，转换公式为

在编辑指令时，为了保证运算精度，应先乘后除。

因为公式中IW64乘以100的运算结果可能会大于16位整数的最大值32767（IW64为16位存储器，模拟值为二进制的补码，最高位为符号位，0为负，1为正），因此应将IW64中的数值数据类型转换为实数再进行乘除运算。

PLC的各种变量怎样使用？

我最早接触“静态变量”的概念是在计算机C语言的编程中，清楚的记得它需要用"static"关键字来声明。静态变量（Static Variable）其实也是一种变量（Variable），因此在介绍静态变量（Static Variable）之前，我们先来介绍下在计算机和PLC的编程中“变量（Variable） ”的概念。

1 什么是变量

所谓“变量 ”，是在程序的运行过程中，其值可以根据某些条件而发生变化的量。与“变量”相对的是“常量（Constant） ”，顾名思义，常量的值在整个程序的运行中保持不变。

变量的名字称为“变量名”，变量名通常是一个助记符，用来表示一个物理地址。在这个地址上存放着变量的值。

变量有两个特性：作用域和生命周期。

2 全局变量与局部变量

变量的作用域是指变量的作用范围，也就是在哪些范围内该变量是有效的。根据作用域的不同，变量可以分为全局变量（Global Variable）和局部变量（Local Variable）。

全局变量在整个程序范围内都有效。

在C语言中，全局变量是在函数外部声明的变量。比如下面C语言代码中的“a”和“x”都是全局变量：

注：由于C语言从上而下执行，全局变量x并不能在函数func1中访问。

在西门子S7系列PLC的编程中，那些存放在公共存储区的变量都属于全局变量。公共存储区包括输入缓存区（I）、输出缓存区（Q）、位存储区（M）、全局数据块（Global DB）、定时器（T）、计数器（C）等等。比如，位存储区的M0.0，你可以在主程序（OB）或子程序（FB、FC）中访问它，它是全局的。

局部变量（Local Variable）是只能在某个子程序（FB或FC）中访问的变量。

也就是说，局部变量是私有的，子程序（FB或FC）只能访问其自身内部定义的变量，而不能访问其它子程序内部定义的变量。

从生命周期来看，全局变量的生命周期是整个程序的运行周期。也就是说，只要PLC还运行用户程序，全局变量就一直有效。

而局部变量的生命周期则取决于其存放的位置。

2 临时变量与静态变量

对于S7系列PLC而言，局部变量有两个存放的位置：临时变量存储区 （堆栈）和背景数据块 （Instance DB）。

临时变量存储区（堆栈），也称为局部变量存储区（Local Memory），用来存放FB或FC在运行过程中的临时变量 。

在S7系列PLC中，FB、FC或者OB都被称为“程序组织单元（POU，program organizational unit）”。PLC为每个POU分配一定数量的临时变量存储区，在S7-300/400 PLC中，这个区域的大小为256字节；在S7-200 Smart PLC中，这个区域的大小为64字节。

临时变量存储区中的变量称为“临时变量 ”，它们只在当前POU运行时有效。当POU运行结束后，该变量将被释放（无法保存）。

注：当POU由于中断而被挂起时，其临时变量会被保存，以便下次中断现场恢复后继续执行。

如果想保存程序运行的中间值怎么办呢？答案是使用静态变量（Static Variable）。

在博途（TIA Portal）环境或Step7开发环境中，功能块（FB）接口有“Static(STAT)”一项。所有在“STAT”栏内定义的变量都将会被存放到背景数据块中。在FB运行结束后，“STAT”中定义的变量不会被释放。这种变量称为“静态变量 ”。如下图中的变量“STAT_test1”和“STAT_test2”：

注：FB中的IN、OUT参数也会保存到背景数据块中。背景数据块中的数据只能被拥有它的功能块（FB）访问。

说到这里，你应该明白了吧？静态变量从作用域上分属于局部变量；从生命周期上来看，它与用户程序的生命周期相同。临时变量也属于局部变量，不过其生命周期短，仅在POU运行的过程中有效。

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