西门子S7-200PLC整数运算指令

1、整数与双整数加减指令

2、整数乘除指令

3、递增及递减指令

4.实数运算指令

（1） 整数与双整数加减法指令(INT /DINT)

如图

I是16位有符号数，DI是32位有符号数。ADD_I是将两个16位有符号整数相加后产生16位有符号整数，结果大于32767时产生溢出SM1.1置位。

SUB_DI是双整数减法运算，结果为双整数。如果结果为0，则SM1.0置位。

例：

1.加法指令实例

加法运算仿真，ADD_I是两个16位二进制数相加，结果也是16位二进制数。

有符号16位数值范围为

-32768~+32767之间。

如果结果超过32787则产生进位特殊功能及电器SM1.1=1

如图

2.说明：进入运行状态MW0初值为16#0000，按一下I0.0后执行一次加法指令MW0=1000，在执行一次后又变为MW0=0000，但是进位使得SM1.1=1。

重复操作实现单按钮控制。

也可以用特殊功能继电器SM1.1驱动Q0.0。

如图

（2）整数乘除法指令

如图

整数乘法指令MUL_I将两个16位有符号数相乘，产生16位积从OUT指定单元输出。

MUL则将两个16位有符号整数相乘产生32位积从OUT指定单元输出。双整数乘法则将两个32位数相乘后产生32位积从OUT指定单元输出。

除法指令亦然，其中DIV指令是将两个16位有符号数相除，结果从一个32位输出，其中高16位为余数，低16位为商。

例：用乘法运算实现单按钮控制

说明：MW0由MB0和MB1两个字节组成，MB1是低字节，MB0是高字节，M0.7是最高位。

当初始化MW0=16#5555时折合#01010101，逐次乘2，则M0.7就会出现高低电平的变化。

如图

如图

（3）递增及递减指令

递增指令每执行一次存储单元的内容加1，可以用于控制循环次数，也可以用于加法计数运算。按存储单元长度分为：字节增量指令，字增量指令，双字增量指令三种。

递减指令每执行一次存储单元的内容减1，可以用于控制循环次数，也可以用于减法计数运算。按存储单元长度分为：字节减量指令，字减量指令，双字减量指令三种。

如图

原理：

用于使能输入有效时，输入数IN加1 或减1,得到的结果通过OUT指定的存储器单元输出。

例：

食品加工厂对饮料生产线上的盒装饮料进行计数，每24盒为一箱，要求能记录生产的箱数。

如图

增/减量指令的应用

用增量指令实现单按钮控制起保停控制。

每当I0.0通断一次，M0.0奇偶变化一次，从而使得Q0.0状态随之反转一次。

如图

（4）实数运算指令

实数运算指令一般用于模拟量的运算处理，如PID控制等。常用的实数运算分为以下几种：

1、实数加减运算

2、实数乘除运算

3、函数运算

《1》实数加减乘除指令

将两个实数（32位）相加，产生32位结果从OUT输出。

MOVD IN1，OUT

+R IN2，OUT

如图

将两个实数（32位）相减，产生32位结果从OUT输出。

MOVD IN1，OUT

-R IN2，OUT

如图

实数可以理解为带符号的小数，因为是浮点数，小数的点的位置是任意的。注意的是实数是双字数，其地址单元必须是四字节。

《2》实数乘除运算

两个实数IN1和IN2相乘，产生的结果32的积从OUT输出。如果产生结果溢出SM1.1置1。

MOVD IN1，OUT

*R IN2,OUT

如图

两个实数IN1和IN2相乘，产生的结果32的积从OUT输出。如果产生结果溢出SM1.1置1。

MOVD IN1，OUT

*R IN2,OUT

如图

数学函数变换指令

函数运算的应用常常与模拟量模块相关，例如测量电路的电压有效值，电流的有效值，电功率、功率因数及电能

（1）平方根（SQRT）指令

（2）自然对数（LN）指令

（3）自然指数（EXP）指令

（4）三角函数指令(SIN、 COS、 TAN)

《3》函数运算指令

注意当使用三角函数运算指令时，输入角度为弧度值。

如图

使用函数运算指令实现电压电流有效值的测量

假设交流电压从AIW0输入，交流电流从AIW2输入（均应设置为双极性）。

通过PLC内部运行后将电压、电流的有效值、电功率、功率因数及消耗电能从PLC的文本显示器输出，构成组合参数仪表。

如图

捋一捋有功功率，无功功率，视在功率的三角关系

前阵子公司在做节能减排、碳中和的项目，用到一些互感器、电度表、西门子energy meter模块等。其中，电度表上就有有功功率的读数、无功功率的读数、视在功率的读数。做惯了EPLAN设计，PLC编程调试的你，突然看到这几个功率名词，是否也有点发懵？我们平常家里的电表，显示的又是什么？电费是按哪个功率计费的？今天，咱们就好好的捋一捋这三者之间的关系和差别吧^_^

一.在电网中，由电源供给负载的电功率有两种：一种是有功功率，另一种是无功功率

无功功率（Q）：许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的，如配电变压器、电动机 等，电动机需要建立和维持旋转磁场，使转子转动，从而带动机械运动，电动机的转子磁场就是靠从电源取得无功功率建立的。变压器也同样需要无功功率，才能使变压器的一次线圈产生磁场，在二次线圈感应出电压。因此，没有无功功率，电动机就不会转动，变压器也不能变压，交流接触器不会吸合。

有功功率（P）：所谓有功功率，即能将电能转化为其他能量形式的一种可以直接消耗掉的电功率，比如电机将电能转化为机械能，在不考虑效率的情况下，11KW的电机每小时能将11KWH的电能转化为同等的机械能；100W的白炽灯1小时能将0.1KWH的电能转化成光能；同样1KW的加热器每小时能将1KWH的电能转化成热能等等，有功功率是能直接转化成其他能量形式的电功率。

视在功率（S）：某种意义上来说，是有功功率P和无功功率Q之和；对于电源来说，视在功率是由有功和无功功率混合而成，比如变压器提供的功率既包含有功也包含无功功率，所以变压器的容量单位就是视在功率，单位为千伏安（KVar）。

二. 有功功率、无功功率、视在功率之间的关系

想说明三者的关系，我们先要了解什么是功率因数。

在交流电路中，电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数，用符号cosΦ表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，即cosΦ=P/S.

那么从这就可看出，这三者相当于直角三角形三条边，大小满足勾股定理

三相电的电功率的计算公式：

1.732*线电压U*线电流I*功率因数COSΦ【P=√3×线电压U(380V)×线电流I×功率因数COSΦ】

三相电电器的总功率等于：

3*相电压*相电流*功率因数COSΦ【P=3×相电压U(220V)×相电流I×功率因数COSΦ】

单相电中的电功率的计算公式：电压U*电流I【P=U×I】

星形的相电压是每项火线对零线为220V，线电压是ABC三相火线分别间的电压为380V。

三相电路的总功率。它等于各相功率的总和。

由于对称三相电路满足对称性，每一相功率相等，故可以取某一相功率进行计算，然后乘三倍即可得到三相电路总功率。

不对称三相电路的功率计算只能采用二表法或者分别求三相各自的功率然后线性相加，得三相总功率。

电功

国际计量单位

焦耳为1牛顿力的作用点在力的方向上移动1米距离所作的功，该单位可用于电功的测定。

非国际计量单位

焦耳这个单位很小，用起来不方便，生活中常用“度”（kwh)做电功的单位，就是平常说的用了几度电的“度”。“度”在技术中叫作千瓦时，符号是kW·h

1kW·h=3.6×10^6J

1kW·h=1度

不要小看一度电，一度电可以

电炉炼钢1.6kg，

采掘原煤105kg，

电车行驶0.85km，

灌溉农田330平方米，

洗衣机工作2.7小时，

电脑工作5小时，

所以我们要节约每一度电。

耗电量就是有功电量，无功不计电量，是限额，功率因数不足要罚款。 统计电量不是计算得出，是抄表得出。无功不损耗电量，只是电流增大，会增加线路损耗。超用无功电量的要收功率因数调整电费。

PS:

电机的功率因数通常是0.8~0.85，当然，这只是一个经验值，仅供参考。

说明

1. 凡是电热电器功率因数都是等于1，因为它们都是电阻负载。

2. 凡是带马达的家用电器(大多数白色家电)都是感性负载。

3. 凡是带变压器的家用电器(电视机、音响)也都是感性负载。

4. 24小时连续工作的电冰箱是一个耗电很大、功率因数很低的感性负载。

5. 其中的照明灯具因为主要是白炽灯，所以功率因数才会接近1。

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