探究PLC程序中负数的奥秘与处理方法 (plc的实验原理)

探究PLC程序中负数的奥秘与处理方法（PLC实验原理）

一、引言

在现代工业自动化领域，PLC（可编程逻辑控制器）扮演着至关重要的角色。
PLC系统能够实现复杂的控制逻辑，处理各种信号，包括负数。
本文将深入探讨PLC程序中负数的奥秘及其处理方法，帮助读者更好地理解PLC实验原理。

二、PLC程序中负数的奥秘

在PLC程序中，负数是一个重要的数据类型，用于表示各种实际场景中的参数，如温度、压力、流量等。
PLC能够处理这些负数数据，从而实现精确的控制。
负数的处理和表示方式有其特殊之处。

在PLC中，负数的表示通常采用二进制补码形式。
补码是一种计算机中表示负数的方法，通过将负数的绝对值进行二进制转换，再取反加1得到。
这种表示方式使得PLC能够高效地处理负数，实现精确的控制。

三、PLC程序中负数的处理方法

在PLC程序中，处理负数的方法与正数有所不同。以下是一些常见的处理方法：

1. 输入处理：在PLC程序中，需要对输入的负数数据进行处理。通常，PLC的输入模块会将现场的模拟信号（如4-20mA电流信号）转换为数字信号，并标识出信号的极性（正负）。在接收到的数据中，PLC需要识别出负数，并进行相应的处理。
2. 数据类型转换：在PLC程序中，经常需要进行数据类型的转换，包括将整数转换为实数（或浮点数），或将有符号数转换为无符号数等。在处理负数时，需要注意数据类型的转换可能会导致数值的变化。例如，将一个有符号整数转换为无符号整数时，负数可能会被转换为较大的正数。因此，在进行数据类型转换时，需要确保转换后的数据仍然能够表示原来的数值范围。
3. 运算处理：PLC程序中的运算处理包括加减乘除等基本运算。在处理负数时，需要考虑运算的优先级和结果的溢出问题。例如，在进行负数减法运算时，需要考虑结果的符号和数值大小。为了避免运算结果溢出，需要根据实际的数值范围选择合适的运算方式。
4. 输出控制：在PLC程序中，输出控制是根据计算结果对现场设备进行控制的关键环节。在处理负数时，需要根据实际的工程需求设置输出信号的极性。例如，对于需要控制电机正反转的场景，可以通过改变输出信号的极性来实现。

四、PLC实验原理及案例分析

为了更深入地理解PLC程序中负数的处理方法，我们可以通过实验来验证相关原理。以下是一个简单的实验案例：

假设我们有一个温度控制系统，其中传感器输出的信号为4-20mA电流信号，表示温度的变化。
当温度为负数时，电流信号的极性也会发生变化。
我们可以通过PLC的输入模块接收这个信号，并在程序中处理这个负数信号。

在实验过程中，我们首先通过PLC的输入模块接收传感器的信号，并将信号转换为数字信号。
在PLC程序中进行数据类型的转换和运算处理。
最后，根据计算结果控制执行机构的动作，从而实现温度的控制。

通过这个实验案例，我们可以更好地理解PLC程序中负数的处理方法，并验证相关原理。

五、结论

本文深入探讨了PLC程序中负数的奥秘与处理方法，包括负数的表示方式、处理方法以及实验原理。
通过了解这些原理和方法，我们能够更好地理解和应用PLC技术，实现更精确的控制。
在实际应用中，我们需要根据具体的工程需求和处理场景选择合适的处理方法，确保PLC系统的稳定性和可靠性。

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plc的工作原理是什么?

PLC的工作原理为：当PLC控制器投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。 完成上述三个阶段称作一个扫描周期。

1、输入采样阶段

在输入采样阶段，PLC控制器以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。 输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。

2、用户程序执行阶段

在用户程序执行阶段，PLC控制器总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。

3、输出刷新阶段

当扫描用户程序结束后，PLC控制器就进入输出刷新阶段。 在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。

扩展资料：

PLC的基本结构为：

1、中央处理单元

中央处理单元(CPU)是PLC控制器的控制中枢。 它按照PLC控制器系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。

2、存储器

存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。 存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。

3、电源

PLC控制器的电源在整个系统中起着十分重要得作用。 如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。

4、程式输入装置

负责提供操作者输入、修改、监视程式用作的功能。

5、输入\输出回路

负责接收外部输入元件信号和负责接收外部输出元件信号。

从plc中写入负数，通过rs485通讯中写入，负数是否仍按照正数方式写入接收设备中,校验码怎么处理负数，

负数和正数只是一个符号位的差别，写入方式还是按整数就好了，由于通讯中不存在负的概念（例如ASCII协议就是00-FF），因此效验码照样计算，具体怎么处理，要看你协议的校验规则。

plc工作原理是怎样

PLC的工作原理最初研制生产的 PLC主要用于代替传统的由继电器接触器构成的控制装置，但这两者的运行方式是不相同的： (1)继电器控制装置采用硬逻辑并行运行的方式，即如果这个继电器的线圈通电或断电，该继电器所有的触点（包括其常开或常闭触点）在继电器控制线路的哪个位置上都会立即同时动作。 (2)PLC的CPU则采用顺序逻辑扫描用户程序的运行方式，即如果一个输出线圈或逻辑线圈被接通或断开，该线圈的所有触点(包括其常开或常闭触点)不会立即动作，必须等扫描到该触点时才会动作。 为了消除二者之间由于运行方式不同而造成的差异，考虑到继电器控制装置各类触点的动作时间一般在 100ms以上，而PLC扫描用户程序的时间一般均小于100ms，因此，PLC采用了一种不同于一般微型计算机的运行方式---扫描技术。 这样在对于I/O响应要求不高的场合，PLC与继电器控制装置的处理结果上就没有什么区别了。 1、扫描技术 当 PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。 完成上述三个阶段称作一个扫描周期。 在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。 (1)输入采样阶段 在输入采样阶段， PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。 输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。 在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。 因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。 (2)用户程序执行阶段 在用户程序执行阶段， PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。 在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。 即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。 (1)输出刷新阶段 当扫描用户程序结束后， PLC就进入输出刷新阶段。 在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。 这时，才是PLC的真正输出。 比较下二个程序的异同：程序 1：程序 2： 这两段程序执行的结果完全一样，但在 PLC中执行的过程却不一样。 程序1只用一次扫描周期，就可完成对%M4的刷新； 程序2要用四次扫描周期，才能完成对%M4的刷新。 这两个例子说明：同样的若干条梯形图，其排列次序不同，执行的结果也不同。 另外，也可以看到：采用扫描用户程序的运行结果与继电器控制装置的硬逻辑并行运行的结果有所区别。 当然，如果扫描周期所占用的时间对整个运行来说可以忽略，那么二者之间就没有什么区别了。 一般来说， PLC的扫描周期包括自诊断、通讯等，如下图所示，即一个扫描周期等于自诊断、通讯、输入采样、用户程序执行、输出刷新等所有时间的总和。 2、PLC的I/O响应时间 为了增强 PLC的抗干扰能力，提高其可靠性，PLC的每个开关量输入端都采用光电隔离等技术。 为了能实现继电器控制线路的硬逻辑并行控制， PLC采用了不同于一般微型计算机的运行方式（扫描技术）。 以上两个主要原因，使得 PLC得I/O响应比一般微型计算机构成的工业控制系统满的多，其响应时间至少等于一个扫描周期，一般均大于一个扫描周期甚至更长。 所谓 I/O响应时间指从PLC的某一输入信号变化开始到系统有关输出端信号的改变所需的时间。 其最短的I/O响应时间与最长的I/O响应时间如图所示： 最短 I/O响应时间： 最长 I/O响应时间： 以上是一般的 PLC的工作原理，但在现代出现的比较先进的PLC中，输入映像刷新循环、程序执行循环和输出映像刷新循环已经各自独立的工作，提高了PLC的执行效率。 在实际的工控应用之中，编程人员应当知道以上的工作原理，才能编写出质量好、效率高的工艺程序。