PLC怎样计算幂、指数、根、多项式、对数和线型值？

怎样计算幂、指数、根、多项式、对数和线型值，怎样将三角函数转换为度计算？

说明:

下面为下列计算功能提供一些示例程序：

计算幂、指数、平方根、多项式、对数函数计算三角函数转换为度计算线性值映射不同的数学函数功能块到控制器

1、幂、指数、根、多项式、对数的计算功能

在STEP7中只能使用以 e (e = 2.7182818 ...) 为底的幂（EXP指令），也可以使用自然指数结合自然对数（LN指令）求任意数的幂（例如10的X次幂或2的X次幂），唯一的限制是底数不能为0。指令LN中输入0没有定义，使用0为底数将导致不正确的运算结果。使用EXP和LN指令的数学公式定义如下：

图. 01

图. 01 为通用求幂的方程式，使用STEP 7编写的代码如下：

图. 02

注意:

幂的值和输入的值必须为32位浮点值并且符合"ANSI/IEEE Standard 754-1985, IEEE Standard for Binary Floating-Point Arithmetic"标准。

2三角函数转换到角度

在STEP7中使用三角函数sine、cosine 和 tangent 时必须以弧度(0 到 2p) 定义角度值，角度值必须为浮点值并存储于累加器1中，计算的结果再次存储于累加器1中。

角度值通常为度(0 到360 度)，在STEP7中必须转换为弧度值，两者为比例关系，180度对应 p (3.141593... .)

弧度 = 角度 * p / 180角度 = 弧度 * p / 180

1.FC1: 角度值从度数转换为弧度值。

输入参数："度数" 数据类型为：REAL输出参数："弧度值" 数据类型为：REAL

2.FC2: 角度值从弧度值转换为度数。

输入参数："弧度值" 数据类型为：REAL输出参数："度数" 数据类型为：REAL

函数FC1和FC2在OB1中调用，如果开始位I1.0出现上升沿FC1被调用，如果开始位I1.1出现上升沿FC2被调用。

3. 计算线性值

通过坐标的两个点(x0,y0) 和 (x1,y1)可以决定线性特征，在横坐标定义X参数的值，函数计算Y的坐标值。输出参数Y为整数类型，取值范围为-27648 to～+27648.

图. 03

P点坐标值通过下列公式计算：

y = ((y1-y0) / (x1-x0)) *(x-x0) +y0

图. 04

什么是线性化编程、模块化编程、结构化编程？

今天我们来说一说什么是线性化编程、模块化编程和结构化编程。

线性化编程的程序结构示意图如上图所示，线性化化编程 是将整个用户程序都放在循环组织块OB1中，也就是主程序中，CPU循环扫描时不断地依次执行OB1中的全部指令。线性化编程的特点是结构简单，不带分支，一个程序块包含了系统的所有指令。由于所有的指令都在OB1中，循环扫描工作方式下每个扫描周期都要扫描执行所有的指令，即使某些部分代码在大多数时候并不需要执行，因此，CPU效率低下，没有充分利用。另一方面，如果需要多次执行相同或者类似的操作，需要重复编写相同或类似的程序。再者，由于程序结构不清晰，会造成管理和调试的不方便。建议在编写大型程序时应尽量避免采用线性化编程。

模块化编程的程序结构示意图如上图所示，模块化编程 是将程序根据功能分为不同的逻辑块，在OB1中可以根据条件决定块的调用和执行。模块化编程的特点是控制任务被分成不同的块，易于几个人同时编程，调试也比较方便。由于OB1中根据条件只有在需要时才调用相关的程序块，因此每次循环中不是所有的块都执行，CPU的利用效率得到了提高。模块化编程中，被调用块和调用块之间没有数据交换。

结构化编程的程序结构示意图如上图所示，结构化编程 是将过程要求类似或相关的任务归类，形成通用的解决方案，在相应的程序块中编程，可以在OB1或者其它程序块中调用。该程序块编程时采用形式参数，可以通过不同的实际参数调用相同的程序块。结构化编程中，被调用块和调用块之间有数据交换，需要对数据进行管理。结构化编程必须对系统功能进行合理地分析、分解和综合，对编程设计人员的要求较高。在对西门子S7-1200 CPU编程时，推荐使用结构化编程方法。

以上，我们介绍了西门子S7-1200的几种编程方法，并给大家讲解了什么是线性化编程、模块化编程和结构化编程。想要学习更多西门子PLC编程知识，请持续关注本号内容，我们共同学习提高！

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