STEP 7 V5.0. Программирование
Подождите немного. Документ загружается.
Приложение
Программирование в помощью STEP 7 версии 5.0
A-30 C79000-G7076-C562-02
Controllers, Module Specifications [Программируемые контроллеры S7-400, M7-
400: Спецификации модулей]”.
Приложение
Программирование в помощью STEP 7 версии 5.0
C79000-G7076-C562-02
A-31
A.2.3.9 Конфигурируемые объекты в рабочей памяти
В некоторых CPU размер объектов, таких как локальный буфер или
диагностический буфер, может устанавливаться в HW Config. Например, если
вы уменьшаете значения, заданные по умолчанию, то становится доступным
более крупный раздел рабочей памяти где-нибудь в другом месте. Параметры
настройки этих CPU могут отображаться во вкладке "Memory [Память]" окна
“Module Information” [Информация о модулях]" (кнопка "Details [Подробности]").
После того как конфигурация памяти была изменена и загружена в
программируемый контроллер, вы должны выполнить холодный рестарт,
чтобы изменения стали действующими.
Приложение
Программирование в помощью STEP 7 версии 5.0
A-32 C79000-G7076-C562-02
A.3 Типы данных и типы параметров
A.3.1 Введение в типы данных и типы параметров
Все данные в программе пользователя должны быть идентифицированы
типом данных. Доступны следующие типы данных:
• элементарные типы данных, предоставляемые STEP 7
• составные типы данных, которые вы создаете сами, комбинируя
элементарные типы данных
• типы параметров, с помощью которых вы определяете параметры,
передаваемые в FB или FC.
Общие сведения
Команды списка операторов, контактного плана и функционального плана
работают с объектами данных определенного размера. Например, команды
двоичной логики работают с битами. Команды загрузки и передачи (AWL) и
команды пересылки (KOP и FUP) работают с байтами, словами и двойными
словами.
Бит – это двоичная цифра "0" или "1". Байт состоит из восьми битов, слово –
из 16 битов, а двойное слово – из 32 битов.
Математические команды тоже работают с байтами, словами или двойными
словами. По адресам этих байтов, слов или двойных слов вы можете
закодировать числа разного формата, такие как целые числа и числа с
плавающей точкой.
Когда вы используете символическую адресацию, вы определяете символы и
задаете тип данных для этих символов (см. таблицу ниже). Разные типы
данных имеют различные варианты формата и системы записи чисел.
Эта глава описывает только некоторых из способов записи чисел и констант.
Следующая таблица перечисляет форматы чисел и констант, которые не
будут объясняться подробно.
Формат Размер в битах Запись числа
Шестнадцатеричный 8, 16 и 32 B#16#, W#16# и DW#16#
Двоичный 8, 16 и 32 2#
Дата IEC 16 D#
Время IEC 32 T#
Время суток 32 TOD#
Символ 8 'A'
Приложение
Программирование в помощью STEP 7 версии 5.0
C79000-G7076-C562-02
A-33
A.3.2 Элементарные типы данных
A.3.2.1 Элементарные типы данных
Каждый элементарный тип данных имеет определенную длину. Следующая
таблица перечисляет элементарные типы данных.
Тип и
описание
Раз-
мер в
битах
Варианты
формата
Диапазон и запись чисел
(минимальное –
максимальное значение)
Пример
BOOL
(бит)
1 Булевский
текст
TRUE/FALSE TRUE
BYTE
(байт)
8 Шестнадца-
теричное
число
от B16#0 до B16#FF L B#16#10
L byte#16#10
WORD
(слово)
16 Двоичное
число
Шестнадца-
теричное
число
BCD
Десятичное
число без
знака
от 2#0
до 2#1111_1111_1111_1111
от W#16#0 до W#16#FFFF
от C#0 до C#999
от B#(0.0) до B#(255.255)
L 2#0001_0000_0000_0000
L W#16#1000
L word#1000
L C#998
L B#(10,20)
L byte#(10,20)
DWORD
(двойное
слово)
32 Двоичное
число
Шестнадца-
теричное
число
Десятичное
число без
знака
от 2#0
до 2#1111_1111_1111_1111
1111_1111_1111_1111
от DW#16#0000_0000
до DW#16#FFFF_FFFF
от B#(0,0,0,0)
до B#(255,255,255,255)
2#1000_0001_0001_1000_
1011_1011_0111_1111
L DW#16#00A2_1234
L dword#16#00A2_1234
L B#(1, 14, 100, 120)
L byte#(1,14,100,120)
INT
(целое)
16 Десятичное
число со
знаком
от -32768 до 32767 L 1
DINT
(целое, 32
бита)
32 Десятичное
число со
знаком
от L#-2147483648
до L#2147483647
L L#1
REAL
(число с
плавающей
точкой)
32 Число с
плавающей
точкой в
формате
IEEE
Верхний предел:
±3.402823e+38
Нижний предел:
±1.175 495e-38
L 1.234567e+13
S5TIME
(время
SIMATIC)
16 Время S7 с
шагом 10 мс
(по умолч.)
от S5T#0H_0M_0S_10MS
до S5T#2H_46M_30S_0MS
и S5T#0H_0M_0S_0MS
L S5T#0H_1M_0S_0MS
L S5TIME#0H_1H_1M_0S_0MS
TIME
(время IEC)
32 Время IEC с
шагом 1 мс,
целое со
знаком
от
-#24D_20H_31M_23S_648MS
до
T#24D_20H_31M_23S_647MS
L T#0D_1H_1M_0S_0MS
L TIME#0D_1H_1M_0S_0MS
Приложение
Программирование в помощью STEP 7 версии 5.0
A-34 C79000-G7076-C562-02
Тип и
описание
Раз-
мер в
битах
Варианты
формата
Диапазон и запись чисел
(минимальное –
максимальное значение)
Пример
DATE
(дата IEC)
16 Дата IEC
с шагом 1
день
от D#1990-1-1
до D#2168-12-31
L D#1996-3-15
L DATE#1996-3-15
TIME_OF_DAY
(время)
32 Время с
шагом 1 мс
от TOD#0:0:0.0
до TOD#23:59:59.999
L TOD#1:10:3.3
L TIME_OF_DAY#1:10:3.3
CHAR
(символ)
8 Симво лы
кода ASCII
'A','B' и т.д. L 'E'
A.3.2.2 Формат типа данных INT (16-битные целые числа)
Целое число имеет знак, указывающий, является ли оно положительным или
отрицательным целым числом. Целое число (16 битов) занимает в памяти
пространство размером в одно слово. Следующая таблица показывает
диапазон целых чисел (16 битов).
Формат Диапазон
Целое число (16 битов) От –32 768 до +32 767
Следующий рисунок показывает целое число +44 как двоичное число:
1 1 0 0
03748111215
Биты
Знак Десятичные значения: 32 + 8 + 4 = 44
0 0 1 00 0 0 0
0 0 0 0
A.3.2.3 Формат типа данных DINT (32- битные целые числа)
Целое число имеет знак, указывающий, является ли оно положительным или
отрицательным целым числом. Двойное целое число занимает в памяти
пространство размером в два слова. Следующая таблица показывает
диапазон двойных целых чисел.
Формат Диапазон
Целое число (32 бита) От –2 147 483 648 до +2 147 483 647
Следующий рисунок показывает целое число -500 000 как двоичное число. В
двоичной системе исчисления отрицательное целое число представляется
дополнением положительного целого числа до 2. Вы получаете дополнение
целого числа до 2, изменяя значения всех битов на противоположные и
прибавляя затем +1 к результату.
1
037481112151619202324272831
11 11 1 1 111 11 1 00001 0 11110 11100000
Знак
Биты
Приложение
Программирование в помощью STEP 7 версии 5.0
C79000-G7076-C562-02
A-35
A.3.2.4 Формат типа данных REAL (числа с плавающей точкой)
Числа в формате с плавающей точкой представляются в общем виде как
"число = m * b, возведенное в степень E". Основание "b" и показатель "E"
являются целыми числами; мантисса "m" является рациональным числом.
Этот тип представления чисел имеет то преимущество, что он способен
представлять как очень большие, так и очень малые значения в ограниченном
пространстве памяти. При ограниченном количестве битов для мантиссы и
порядка можно охватить широкий диапазон чисел.
Недостатком является ограниченная точность вычислений. Например, при
формировании суммы двух чисел показатели нужно согласовывать, сдвигая
мантиссу (то есть плавающую десятичную точку), так как можно складывать
только числа с одинаковыми показателями степени.
Формат числа с плавающей точкой в STEP 7
Числа с плавающей точкой в STEP 7 соответствуют основному формату для
одинарной ширины, описанному в стандарте ANSI/IEEE 754–1985: IEEE
Standard for Binary Floating-Point Arithmetic [Стандарт IEEE для двоичной
арифметики с плавающей точкой]". Они состоят из следующих компонентов:
• Знак S
• Порядок e = E + смещение, увеличенный на константу (смещение = +127)
• Дробная часть мантиссы m.
Целочисленная часть мантиссы не хранится вместе с остальной частью,
потому что она всегда равна 1 в пределах допустимого диапазона чисел.
Эти три компонента вместе занимают одно двойное слово (32 бита):
034781112
Бит
Знак (1 бит)
151619202324272831
Порядок: e
(8 битов)
Мантисса: m
(23 бита)
Se f
Приложение
Программирование в помощью STEP 7 версии 5.0
A-36 C79000-G7076-C562-02
Следующая таблица показывает значения отдельных битов в формате с
плавающей точкой.
Компонент числа с плавающей
точкой
Номер бита Значение
Знак S 31
Порядок e
30 2 в степени 7
... ... ...
Порядок e
24 2 в степени 1
Порядок e
23 2 в степени 0
Мантисса m
22 2 в степени –1
... ... ...
Мантисса m
1 2 в степени –22
Мантисса m
0 2 в степени –23
С помощью этих трех компонентов S, e и m значение числа, представленного
в этой форме, определяется формулой:
Число = 1.m ∗ 2 в степени (e-смещение),
где
• e: 1 ≤ e ≤ 254
• Смещение: смещение = 127. Это означает, что дополнительный знак для
порядка не требуется.
• S: S = 0 для положительного числа, и S = 1 для отрицательного числа.
Диапазон значений чисел с плавающей точкой
Использование указанного выше формата с плавающей точкой приводит к
следующему:
• Минимальное число с плавающей точкой = 1.0 ∗ 2 в степени (1-127) =
1.0 ∗ 2 в степени (-126) = 1.175 495E–38
• Максимальное число с плавающей точкой = 2-2 в степени (-23) ∗ 2 в
степени (254-127) = 2-2 в степени (-23) ∗ 2 в степени (+127)
= 3.402 823E+38
Число «нуль» представляется посредством e = m = 0; «бесконечнос ть»
представляется посредством e = 255 и m = 0.
Формат Диапазон
1)
Числа с плавающей точкой в соответствии со
стандартом ANSI/IEEE
от –3.402 823E+38 до –1.175 495E–38
и 0 и
от +1.175 495E–38 до +3.402 823E+38
Приложение
Программирование в помощью STEP 7 версии 5.0
C79000-G7076-C562-02
A-37
Следующая таблица показывает состояния сигналов битов в слове состояния
для результатов команд над числами с плавающей точкой, которые не лежат
в пределах допустимого диапазона:
Недопустимый диапазон для результата CC1 CC0 OV OS
-1.175494E-38 < результат < -1.401298E-45
(отрицательное число) потеря значимости
0 0 1 1
+1.401298E-45 < результат < +1.175494E-38
(положительное число) потеря значимости
0 0 1 1
результат < -3.402823E+38 (отрицательное число)
переполнение
0 1 1 1
результат > 3.402823E+38 (положительное число)
переполнение
1 0 1 1
Недопустимое число с плавающей точкой или
недопустимая команда (входное значение вне
диапазона допустимых значений).
1 1 1 1
Примечание к использованию математических операций:
Результат "Недопустимое число с плавающей точкой" получается, например,
когда вы пытаетесь извлечь квадратный корень из -2. Поэтому вам всегда
следует сначала оценивать биты состояния в математических операциях
прежде, чем продолжать вычисления, основанные на результате.
Примечание к изменению переменных:
В частности, если значения для операций с плавающей точкой хранятся в
двойных словах памяти, то вы можете изменять эти значения с помощью
любых битовых комбинаций. Однако не каждая битовая комбинация являетс я
допустимым числом.
Приложение
Программирование в помощью STEP 7 версии 5.0
A-38 C79000-G7076-C562-02
Точность вычисления чисел с плавающей точкой
!
Предостережение
Вычисления, влекущие за собой длинный ряд значений, включая очень
большие и очень малые числа, могут давать неточные результаты.
Числа с плавающей точкой в STEP 7 имеют точность до 6 десятичных
разрядов. Поэтому при вводе констант с плавающей точкой вы можете
задавать только до 6 десятичных разрядов.
Примечание
Точность вычисления в 6 десятичных разрядов означает, в частности, что
число1 + число2 = число1, если число1 больше, чем число 2 * 10 в степени
y, где y> 6:
100 000 000 + 1 = 100 000 000.
Примеры чисел в формате с плавающей точкой
Следующий рисунок показывает формат с плавающей точкой для следующих
десятичных значений:
• 10.0
• π (3.141593)
• квадратный корень из 2 (√2 = 1.414214)
В первом примере число 10.0 получается из формата с плавающей точкой
(шестнадцатеричное представление: 4120 0000) следующим образом:
e = 2 в степени 1 + 2 в степени 7
= 2 + 128 = 130
m = 2 в степени (-2) = 0.25
Это приводит к следующему: 1.m ∗ 2 в степени (e – смещение) = 1.25 ∗ 2 в
степени (130 – 127) = 1.25 ∗ 2 в степени 3 = 10.0.
Приложение
Программирование в помощью STEP 7 версии 5.0
C79000-G7076-C562-02
A-39
0
037481112
Биты
Знак
мантиссы:
s
(
1 бит)
151619202324272831
порядок: е
(
8 битов)
e = 2
7
+ 2
1
= 130
1.f ∗ 2
e-bias
= 1.25 ∗ 2
3
= 10.0
[1.25 ∗ 2
(130-127)
= 1.25 ∗ 2
3
= 10.0]
мантисса: m
(23 бита)
f = 2
-2
= 0.25
0
1
000 1100 00 0 0000000 000000000000
4
1 20000
0
1
037481112
Биты
Знак
мантиссы:
s
151619202324272831
порядок: e
(8 битов)
мантисса: m
(23 бита)
0 1 000 0 000 01 0001 0000 111 111 0 11100
40 4 9 0 FD C
0
037481112
Биты
151619202324272831
показатель: e
(8 битов)
мантисса: m
(
23 бита)
00 111 1 111 10 110 1 0000 01 0011110 111
3F B 5 0 4 F 7
Д
есятичное значение 3.141593
Десятичное значение: 1.414214
Знак
мантиссы: s
(1 бит)
Десятичное значение 10.0
Шестнадцатеричное значение
(
1 бит)
Шестнадцатеричное значение
Шестнадцатеричное значение