STEP7 v5.3 Программирование с помощью STEP7 V5.3. Руководство

Подождите немного. Документ загружается.

Приложение

Программирование с помощью STEP 7 v5.3

A5E00261405-01 A-33

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; «бесконечность»

представляется посредством e = 255 и m = 0.

Формат Диапазон

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

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)

переполнение

0 1 1 1

результат > 3.402823E+38 (положительное)

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:

Приложение

Программирование с помощью STEP 7 v5.3

A-34 A5E00261405-01

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 является

допустимым числом.

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 с помощью STEP 7 v5.3

A5E00261405-01 A-35

037481112

Биты

Знак

мантиссы:

(

1 бит)

151619202324272831

порядок: е

(

8 битов)

e = 2

+ 2

= 130

1.f ∗ 2

e-bias

= 1.25 ∗ 2

= 10.0

[1.25

∗

(130-127)

= 1.25

∗

= 10.0]

мантисса: m

(23 бита)

f = 2

-2

= 0.25

000 1 100 00 0 0000000000000000000

1200 00

037481112

Биты

Знак

мантиссы:

151619202324272831

порядок: e

(8 битов)

мантисса: m

(23 бита)

01 000 0 00 0 01 0 0010000 111111011100

40 4 9 0 FD C

037481112

Биты

151619202324272831

показатель: e

(8 битов)

мантисса: m

(

23 бита)

00 111 1 11 1 10 1 1010000 010011110111

3F B 5 0 4 F 7

Десятичное значение 3.141593

Десятичное значение: 1.414214

Знак

мантиссы: s

(1 бит)

Десятичное значение 10.0

Шестнадцатеричное значение

(

1 бит)

Шестнадцатеричное значение

Приложение

Программирование с помощью STEP 7 v5.3

A-36 A5E00261405-01

A.3.2.5 Формат типов данных WORD и DWORD для двоично-

десятичных чисел

Двоично-десятичный формат (BCD) представляет десятичное число

посредством групп двоичных цифр (битов). Одна группа из 4 битов

представляет одну цифру десятичного числа со знаком или знак десятичного

числа. Группы по 4 бита объединяются, чтобы сформировать слово (16

битов) или двойное слово (32 бита). Четыре старших значащих бита

показывают знак числа (1111 обозначает «минус», а 0000 обозначает

«плюс»).

Команды с адресами в двоично-десятичном коде оценивают только

самый старший бит (бит 15 в слове, бит 31 в двойном слове). Следующая

таблица показывает формат и диапазон BCD-чисел двух типов.

Формат Диапазон

Слово

(16 битов, 3-разрядное BCD-число со

знаком)

от –999 до +999

Двойное слово

(32 бита, 7-разрядное BCD-число со знаком)

от –9 999 999 до +9 999 999

Следующие рисунки представляют пример двоично-десятичного числа в

следующих форматах:

• Формат слова

+310

(

есятичный формат

)

0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0

03748111215

Биты

Знак

Сотни

(10

)

есятки

(10

)

Единицы

(10

)

• Формат двойного слова

-9 999 999 (десятичный формат)

1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1

037481112

Биты

Знак

Сотни

(10

)

есятки

(10

)

Единицы

(10

)

Тысячи

(10

)

есятки

тысяч

(

)

Сотни

тысяч

(

)

Миллионы

(10

)

1 1 1 1

151619202324272831

1 0 0 11 0 0 11 0 0 11 0 0 1

Приложение

Программирование с помощью STEP 7 v5.3

A5E00261405-01 A-37

A.3.2.6 Формат типа данных S5TIME (продолжительность времени)

Когда Вы вводите продолжительность времени, используя тип данных

S5TIME, введенные вами значения запоминаются в двоично-десятичном

формате. Следующий рисунок показывает содержимое ячейки таймера со

значением времени 127 и базой времени 1 с.

Значение времени

в формате BCD (от 0 до 999)

15... ...8 7... ...0

127

x x10 00 0100100111

База времени

1 секунда

Несущественно: Эти биты при запуске таймера игнорируются.

При работе с типом S5TIME Вы вводите значение времени в диапазоне от 0

до 999 и указываете базу времени (см. следующую таблицу). База времени

обозначает интервал времени, через который таймер уменьшает значение

времени на одну единицу до тех пор, пока оно не достигнет 0.

База времени для S5TIME:

База времени Двоичный код базы времени

10 мс 00

100 мс 01

1 с 10

10 с 11

Вы можете предварительно загружать значение времени, используя любой из

следующих синтаксических форматов:

• L

W#16#wxyz,

где w = база времени (т.е. интервал времени или разрешение)

xyz = значение времени в двоично-десятичном формате

• L

S5T#aH_bbM_ccS_dddMS,

где a = часы, bb = минуты, cc = секунды и dd = миллисекунды

База времени выбирается автоматически, и значение округляется до

ближайшего меньшего числа с такой базой времени.

Максимальное значение времени, которое Вы можете ввести, равно 9 990

секунд или 2H_46M_30S.

= L нужно задавать только при программировании в форме STL

Приложение

Программирование с помощью STEP 7 v5.3

A-38 A5E00261405-01

A.3.3 Составные типы данных

A.3.3.1 Составные типы данных

Составные типы данных определяют группы данных, занимающих более 32

битов, или группы данных, состоящие из других типов данных. STEP 7

допускает следующие составные типы данных:

• DATE_AND_TIME

• STRING

• ARRAY

• STRUCT

• UDT (типы данных, определяемые пользователем)

• FB и SFB

Следующая таблица описывает составные типы данных. Вы определяете

структуры и массивы либо в разделе описания переменных логического

блока

, либо в блоке данных.

Тип данных Описание

DATE_AND_TIME

Определяет область с 64 битами (8 байтов). Этот тип данных сохраняет

данные в двоично-десятичном формате.

STRING

Определяет группу из максимум 254 символов (тип данных CHAR).

Стандартная область, зарезервированная для символьной строки, имеет

длину 256 байтов. Это пространство, требующееся для сохранения 254

символов и заголовка длиной 2 байта. Вы можете уменьшить память,

требующуюся для строки, определяя число символов, которое будет

сохраняться в символьной строке (например: string[9] 'Siemens').

ARRAY

Определяет многомерную группу данных одного типа (элементарного или

составного). Например, ”ARRAY [1..2,1..3] OF INT" определяет массив

размерности 2 x 3, состоящий из целых чисел. Вы обращаетесь к данным,

хранимым в массиве, используя индекс (”[2,2]"). В одном массиве Вы

можете определить максимум 6 измерений. Индекс может быть любым

целым числом (от -32768 до 32767).

STRUCT

Определяет группирование данных с любой комбинацией типов данных.

Например, Вы можете определить массив структур или структуру из

структур и массивов.

UDT

Упрощает структурирование больших объемов данных и типов вводимых

данных при создании блоков данных или описании переменных в разделе

описания переменных. В STEP 7 Вы можете комбинировать составные и

элементарные типы данных, чтобы создать Ваш собственный,

"определяемый пользователем", тип данных. UDT имеют свое собственное

имя и поэтому могут использоваться более одного раза.

FB, SFB

Вы определяете структуру из назначенных экземплярных блоков данных и

разрешаете для нескольких вызовов FB передачу экземплярных данных в

один экземплярный DB.

Структурированные типы данных хранятся в памяти с соблюдением границ

слов (выравнивание по WORD).

Приложение

Программирование с помощью STEP 7 v5.3

A5E00261405-01 A-39

A.3.3.2 Формат типа данных DATE_AND_TIME

Когда Вы вводите дату и время, используя тип данных DATE_AND_TIME (DT),

вводимые вами данные сохраняются в двоично-десятичном формате в 8

байтах. Тип данных DATE_AND_TIME имеет следующий диапазон значений:

от DT#1990-1-1-0:0:0.0 до DT#2089-12-31-23:59:59.999

Следующие примеры показывают синтаксис даты и времени для четверга 25

декабря 1993 года, утром в 8 часов 01 минуту и 1.23 секунды. Возможны два

следующих формата:

• DATE_AND_TIME#1993–12–25–8:01:1.23

• DT#1993-12-25-8:01:1.23

Для

работы с типом данных DATE_AND_TIME имеются в распоряжении

следующие специальные функции стандарта IEC (International Electrotechnical

Commission [Международная электротехническая комиссия]):

• Преобразование даты и времени суток в формат DATE_AND_TIME

FC3: D_TOD_DT

• Извлечение даты из формата DATE_AND_TIME

FC6: DT_DATE

• Извлечение дня недели из формата DATE_AND_TIME

FC7: DT_DAY

• Извлечение времени суток из формата DATE_AND_TIME

FC8: DT_TOD

Следующая таблица показывает содержимое байтов, которые содержат

информацию о дате и

времени для примера «четверг 25 декабря 1993 года,

утром в 8 часов 01 минуту и 1.23 секунды»..

Байт Содержимое Пример

0 Год B#16#93

1 Месяц B#16#12

2 День B#16#25

3 Часы B#16#08

4 Минуты B#16#01

5 Секунды B#16#01

6 Два старших значащих разряда мсек B#16#23

(4MSB)

Два младших значащих разряда мсек

B#16#0

(4LSB)

День недели

1 = воскресенье

2 = понедельник

...

7 = суббота

B#16#5

Приложение

Программирование с помощью STEP 7 v5.3

A-40 A5E00261405-01

Допустимый диапазон значений для типа данных DATE_AND_TIME:

• min.: DT#1990-1-1-0:0:0.0

• max.: DT#2089-12-31-23:59:59.999

Возможный диапазон

значений

Двоично-десятичный код

(BCD)

Год 1990 – 1999

2000 – 2089

90h – 99h

Месяц 1 – 12 01h – 12h

День 1 – 31 01h – 31h

Часы 00 – 23 00h – 23h

Минуты 00 – 59 00h – 59h

Секунды 00 – 59 00h – 59h

Миллисекунды 0 – 999 000h – 999h

День недели воскресенье – суббота 1h – 7h

A.3.3.3 Использование составных типов данных

Вы можете формировать новые типы данных, объединяя элементарные и

составные типы данных, чтобы создать следующие составные типы данных:

• Массив (тип данных ARRAY): массив объединяет группу данных одного

типа, образуя одно целое.

• Структура (тип данных STRUCT): структура объединяет данные разного

типа, образуя одно целое.

• Символьная строка (тип данных STRING): символьная строка определяет

одномерный

массив длиной максимум 254 символа (тип данных CHAR).

Символьная строка может передаваться только как одно целое. Длина

символьной строки должна соответствовать формальному и фактическому

параметру блока.

• Дата и время (тип данных DATE_AND_TIME): тип данных «дата и время»

хранит год, месяц, день, часы, минуты, секунды, миллисекунды и день

недели.

Приложение

Программирование с помощью STEP 7 v5.3

A5E00261405-01 A-41

Следующий рисунок показывает, как массивы и структуры могут

структурировать типы данных в одной области памяти и хранить

информацию. Вы определяете массив или структуру либо в DB, либо в

разделе описания переменных FB, OB или FC.

1,1

1,2

1,3

2,1

2,2

2,3

RRAY [1..2,1..3]

INTEGER

STRUCT

Символ

Байт

INT

BYTE

CHAR

REAL

BOOL

Массивы

Структуры

Вещественное

число

Булево значение

Целое число

A.3.3.4 Использование массивов для доступа к данным

A.3.3.5 Массивы

Массив объединяет группу данных одного типа (элементарного или

составного), образуя одно целое. Вы можете создавать массив, состоящий из

массивов. Определяя массив, Вы должны сделать следующее:

• Присвоить массиву имя.

• Описать массив с помощью ключевого слова ARRAY.

• Определить размер массива, используя индекс. Вы определяете номер

первого и последнего элемента по отдельным измерениям

массива

(максимум 6 измерений). Индекс вводят в квадратных скобках, разделяя

измерения посредством запятой, а номера первого и последнего элемента

измерения – двумя точками. Например, следующий индекс определяет,

трехмерный массив:

[1..5,–2..3,30..32]

• Вы указываете тип данных, которые должны содержаться в массиве.

Приложение

Программирование с помощью STEP 7 v5.3

A-42 A5E00261405-01

Пример 1

Следующий рисунок показывает массив с тремя целыми числами. Вы

обращаетесь к данным, хранимым в массиве, используя индекс. Индекс – это

номер в квадратных скобках. Например, вторым целым числом является

Op_temp[2]".

Индекс может быть любым целым числом (от -32768 до 32767), включая

отрицательные значения. Массив на следующем рисунке можно было бы

определить также как ARRAY [-1 .. 1]. Тогда

первым целым числом было бы

Op_temp[-1], вторым целым числом – Op_temp[0] и третьим целым числом –

Op_temp[1].

Op_Temp = ARRAY

[1..3]

INTEGER

Op_Temp[1]

Op _Temp[2]

Op _Temp[3

]

Address

Name

Type

Init. Value Comment

Op_Temp

STRUCT

ARRAY[1..3]

INT

0.0

+0.0

*2.0

=3.0 END_STRUCT

Пример 2

Массив может также описывать многомерную группу типов данных.

Следующий рисунок показывает двумерный массив целых чисел.

1,1

1,2

1,3

2,1

2,2

2,3

Op_Temp = ARRAY [1..2,1..3]

INTEGER

Integer

Вы обращаетесь к данным в многомерном массиве, используя индекс. В этом

примере первым целым числом является Op_temp[1,1]", третьим –

Op_temp[1,3]", четвертым – Op_temp[2,1]" и шестым – Op_temp [2,3]".

Вы можете определять в массиве до 6 измерений (6 индексов). Например, Вы

могли бы определить переменную Op_temp как шестимерный массив

следующим образом:

ARRAY [1..3,1..2,1..3,1..4,1..3,1..4]

Индексом первого элемента в этом массиве является [1,1,1,1,1,1]. Индексом

последнего элемента

является [3,2,3,4,3,4].