64位浮点数转32位浮点数PLC程序的开发

我们的S7-200SMART PLC不支持doublefloat数据类型，需要转换成float型才能计算使用。

浮点数的定义

在编写转换程序之前，我们需要先了解IEEE浮点数的定义：

浮点数的二进制信息包括了符号（sign），指数（exponent），尾数（fraction）这三类信息

浮点数的解析

通过二进制值按规则解析出浮点数

64位浮点数

32位浮点数

当指数位不全为0或不全为1时，m=1+M

m的计算规则如下图：

不论是32位浮点数还是64位浮点数，都是按照上面的规则进行计算解析出浮点数的实际值。

编程实现转换

目标

流量计读取到的负累计流量，64位浮点数实际值如下

利用在线计算器输入十六进制，得到转换出的Float64十进制实际值。

需要将64位浮点数转换成32为浮点数，在计算器中输入十进制数值，得到转换后的十六进制数值。

思路

逆向思考，要想得到同样的结果

符号位功能相同可直接对应过来

指数E需解析出同样的e（由于32位浮点数指数只有8个位，表示的最大无符号整数为255，如果将64位浮点数指数对应过来超过255，就会发生溢出错误）

尾数直接截取（仅影响精度）。

子程序

变量表

1. 初始化，复位错误位，浮点数输出清零

2. 取出指数部分，并排列成PLC可运算的整数，根据双精度浮点数的偏置和单精度浮点数的偏置，得出单精度浮点数的8位指数位的整数值。

3. 单精度浮点数指数位只有八位，范围是0-255，如果指数比255大，则错误位置位，从子程序返回；如果在范围内，就将指数位排列在输出地址的最前端。

4. 对尾数位进行处理，掐头去尾并对齐位置。将尾数位拼接至输出地址中指数位的后面，并整体右移1位，空出符号位。

5. 获取双精度浮点数包含符号位的首个字节，将原符号位与输出的符号位同步.

转换过程图示

转换结果

主程序调用子程序

转换结果以双整型显示（SReal在变量表中类型定义为DWORD）

VD2700十六进制内容与上文计算器转换出的十六进制数值一致

VD2700十进制32位浮点数显示内容与64位浮点数的整数及小数点后5位相同，程序正确。

超范围错误位置位验证

输入一个较大的64位浮点数

将计算器中的十六进制输入进PLC中64位浮点数对应的地址中,

输入的64位浮点数超出了32位浮点数所能表示的范围，输出为0并且错误位M0.0被置位。

以上是一种实现64位浮点数转换为32位浮点数的一种PLC编程方法供大家参考。

总结

让我们总结一下编写64位浮点数转32位浮点数用到的PLC知识

1. 利用指针获取数据，指针的数据类型是DINT型,&VB2616代表获取VB616的地址。
2. PLC程序的执行顺序是从上到下，从左到右的顺序。
3. 变量表中OUT类型的变量Error,如果在后面的程序中有不明确状态的地方，那么使用前必须进行初始化（第一段程序）。
4. 利用逻辑运算“与”功能，保留需要的位并将不需要的位清零。（程序段2的WAND_W，利用2#111111111110000实现与指数无关的位清零。）
5. 利用SHR_W对字中的二进制数进行移位排列。
6. RET有条件返回指令，提前结束子程序。
7. 移动指针已获取不同位置的数据，指针+1，指向的字节寄存器位置+1，例如指针指向VB2616，指针+1则指针指向VB2617.*LD0代表操作指针指向的实际数据。
8. 利用MOV_B,MOV_W,MOV_DW传送指令自由排列数据。
9. 利用SHR，SHL指令掐头去尾，即移出数据会被丢弃，补进来的数据都是0.（注意使用的是移位不是循环移位）
10. 必须熟练掌握西门子PLC的字节排列顺序，遵循高字低位的原则，最左边是二进制的最高位，最右边是二进制的最低位。

11. 使用“字节地址”格式可按字节、字或双字访问多数存储区（V、I、Q、M、S、L 和 SM）中的数据。 要按字节、字或双字访问存储器中的数据，必须采用类似于指定位地址的方法指定地址。 如下所示，地址包括区域标识符、数据大小指定和字节、字或双字值的起始字节地址。