PLC Control with ST，V3版本学习笔记08—变量赋值（除零问题，数据类型转换问题，Real类型的精度问题等）

变量是编程的重要组成部分。本章将介绍变量赋值的基础知识，以及在操作时的重要信息和提示。在某些PLC类型中，变量被称为标签或PLC标签。

变量指向（链接）内存中的一个存储空间，该存储空间含可以写入数值的位置。存储空间的大小取决于数据类型，这一点非常重要。那么，变量赋值，实际就是往这个空间里写入具体值！

变量赋值

下面的示例展示了名为VarA的变量如何获取变量VarB中存在的数值副本。这意味着VarA被赋值为VarB所持有的值。

VarA:= VarB;

注意的是：符号 := 和 ;（冒号：、等号=和分号；）的使用。

如果往VarB里面赋值：

VarB := 17.6 ;

如果VarB为INT类型，大部分PLC基本上会提示报错：

默认有小数点的数值当作是LREAL类型，所以报错：不能把LREAL类型直接转为INT类型。

当然原作者在这里举例HeartBeat：

Count:= Count + 1;
IF Count > 99 THEN //To avoid overrun
Count:= 0; //Reset counter
END_IF;

利用Count的赋值判断程序是否在运行中，这个是很好的机制，常常用来判断PLC是否是在正常运行中，或者该程序、FB等在执行！

同样的，这种方式也可以用来做延时，由于每个周期会执行+1的操作，如果一个周期是1ms，当Count=100的时候，说明执行了100次循环，也可以精准的做延时！

除零问题

接下来主要介绍赋值里面几种问题，首先最开始的是除零问题：

出现这类问题，就是致命的故障！基本上程序只要有一处，PLC就会死机，从RUN模式自动切换到STOP模式！所以，除零是必须要在程序设计时候避免掉的！

VarC:= VarA / Temperature;

书中主要用温度来举例说明，把传感器的值链接到Temperature变量，但是这类变量也确实存在Temperature为0的情况，一旦出现，PLC运行内核就会故障而STOP！

当然，也有解决的办法：

方法1：加条件判断

//Ensure temperature is not zero when calculating
IF Temperature <> 0 THEN
VarC:= VarA / Temperature;
END_IF;

方法2：强制赋值一个不为0的值

//Ensure temperature is not zero when calculating
IF Temperature = 0 THEN
Temperature:= 0.0001;
END_IF;
VarC:= VarA / Temperature;

需要注意的是：LN (x) and LOG (x)这两类数学函数的参数x不能为0.

图片

INT和REAL实数类型的转换

在PLC编程中，既可以使用整数(INT)也可以使用浮点数(REAL)进行计算。当需要进行两个整数的除法运算时，必须特别注意变量的数据类型以及运算的执行方式。

下面简单举例说明：（三个INT变量类型的变量做除法运算）

我们预期的结果正常是8.8，由于iVar这个目标结果变量是INT类型，所以最终的结果是8.相当于对8.8做了取整数操作，只是这个是隐式结果，实际上显示的过程：

要得到预期结果，并不是把iVar类型定义为REAL就能成功的：

上图的rVar已经是REAL类型，但是结果依然是8.所以，我们正确的做法是：

这种方式实际就是把赋值中的表达式中其中一个变量iVar2，强制转换为REAL类型，最后参与到除法运算中!

还需要注意的是，下图的写法：

这种直接用数字做除法运算，默认和我们上面提到的定义两个INT类型数据结果是一样的，解决方法很简单：

所以，PLC里面的数学计算和我们日常的计算是不一样的，务必在进行交付前进行校验和调试！

REAL类型的精度

当使用REAL（浮点）数据类型进行计算时，有时会出现结果并非整数的情况。例如，预期变量结果应为规整的整数（如11），但实际计算结果却显示为10.999999。这种现象源于计算机底层只能处理整数数据类型，而REAL值实际上是经过调整的近似值。

关于REAL类型的数据怎么存储在计算机内部的演示视频，这里以圆周率Π来进行示例演示，详情请点击下述视频：

那了解到这个原理后，在处理下面类似这种应用的时候，就要避免这种情况导致非预期的结果：

这种写法，我们知道可能Sensor这个值不会刚好是11.0；所以，Lamp1的状态不会置TRUE。怎么解决呢？请看下面的例子：

当然，还有一种方式可以使用TRUNC转换成整数再比较。

数据传输问题

在设计自动化解决方案时，经常需要将变量传输至其他计算机设备。本章重点阐述与变量数据传输相关的关键问题。

浮点数精度问题

不同设备在传输REAL（实数）型变量时可能产生问题，无论是传输至其他PLC、工控机、电气设备还是自动化仪表。这是由于不同计算机系统对REAL/FLOAT（浮点数）值的定义存在差异（计算机本质上更精确处理整数运算）。此外，不同编程版本、16/32/64/128位系统对浮点数的处理方式差异也会引发问题。

解决方案是将所有数值转换为整数传输：发送方可将数值乘以100转换为保留两位小数的整数，接收方再除以100还原原始值。具体的步骤：

VAR CONSTANT
    DecimalFactor : REAL := 100; //10 for 1 digits, 100 for 2 digits,1000 for 3 digits
    RealNumberBegin : REAL := 50.7172;
END_VAR
VAR
    INTNumber: INT; 
    RealNumber: REAL ;
END_VAR

RealNumberRealNumber:= RealNumberBegin;
IF DecimalFactor > 0 THEN //Avoid division by zero (0)
    RealNumber:= (RealNumber * DecimalFactor) + 0.5; //+ 0.5 to round up #1)
    INTNumber:= REAL_TO_INT(RealNumber); // Convert tointeger #2)
    RealNumber:= INT_TO_REAL(INTNumber); // Convert todecimal #3)
    RealNumber:= RealNumber/DecimalFactor; // Add decimal #4)
END_IF;

DecimalFactor是一个常数，一般定义常数是适用于经常要用的值和变量，当然如果直接用100，也是可以的，但是，当遇到这个系数需要变更那改动的位置就太多了，工作量剧增，所以用常量是一个很好的方式！

字符串(STRING)传输问题

字符串(STRING)传输同样存在挑战，这源于不同系统对字符串的处理方式差异——包括位宽标准不同（如Unicode与ASCII字符集选择差异）。特别需要注意的是，某些编程语言的字符串起始索引为0，而另一些则从1开始。将字符串转换为字节(BYTE)数组可简化传输过程。

数据传输时应始终以字(WORD)为单位进行读取。需注意某些计算机系统会交换字的高/低字节（最低8位与最高8位互换）。

若数值以0X开头则表示十六进制值。在某些PLC系统中，布尔型(BOOL)变量可能占用16位存储空间，因此也可能被识别为整型(INT)数据。

其他问题

结构体(STRUCT)不能直接传输，因其本质是模板化的数据结构。若PLC需要接收布尔变量（如报警信号、计数值、触发信号或启动信号），通常需要在PLC程序中配置为单触发(one-shot)模式。

建议为所有跨设备传输的变量建立协议文档，形成类似I/O清单的通信文档，以确保传输过程的可追溯性。

类型转换问题

我们在上面的例子里实际已经用到了类型的转换，INT转换成REAL类型，基本的格式：

TYPE1_TO_TYPE2（）

TYPE1是（）里面参数的类型，转换源；

TYPE2是转换目标类型，最终返回的结果。

有些PLC提供上100多种类型转换函数，非常方便。下面是一些常用的数据类型转换：

对于最后一项角度和弧度的转换，有些PLC就没有，可以自定义。需要注意的是有些运算必须加转换，例如REAL_TO_INT，将范围空间大的变量类型转换成更小的类型，是必须显式调用相应的转换函数，但是仍然要确保这种转换是PLC所支持的。

而INT_TO_REAL这类可以不用显式写出来，可以忽略，建议初学者还是写上最好：

DATE 由 PLC 硬件内部的电子电路转换而来。该电路从 UTC 时间 1970 年 1 月 1 日 00:00:00（UTC，原子钟基准）开始以秒为单位计时。

请注意，下一次 Y2K（千年虫）类似问题 将发生在 2038 年。具体参考：

我就搞个PLC，“Y2K”（千年虫问题）是个啥？跟我有啥关系？

如何在读取整形数据中的Bit的状态

对于一些数据通信中，往往要获取WORD中的0-15个Bit位的状态，到底是TRUE或者FALSE。

我们知道WORD是由两个字节BYTE，共计16Bit组成，那么要获取每一位的状态值，可以怎么操作呢？

第一种方式最直接，用.即可：

这是最直接的方式，直接用.，后面需要第几位就写多少。本例就是MyUINT的第0位，但是代码有一处不那么仔细看的错误！留言区请给答案哦！

第二种方式是用AND指令：

实际是INT和第0位为TRUE的数值做“与”运算，如果该位的值是TRUE，那么结果自然是TRUE，反之亦然。下图应该更清晰：

明显，运算结果只有两种可能：2#0001和2#0000 ，再转换成BOOL就得出对于Bit位的结果。进一步的

除了上述两种方式，当然还有其他的实现方式，这里留给大家自行思考！

数组Array类型赋值

原书用下图示例展示了如何使用变量控制阀门矩阵。在啤酒厂和乳品厂中，阀门矩阵用于将多个储罐中的液体排入共享管道系统。本示例采用5储罐3管道的阀门矩阵配置（如图所示）：

假如第2条管道的第3排罐体没有液体，那么：

上述根据实际的管道ID（1，2，3）和罐体排数（1，2，3，4，5）共同形成一个二维数组，很方便把上述15个罐体的状态指示灯的亮灭表述出来。

如果用一维数组来表述的话，可以这样的定义，下图：

但是原书下面的表述，我个人认为是有问题的：

如果仍然要获取第2条管道的第3排罐体有没有，按照上面这个表述：

PipeMatrix[3,2] := PipeMatrixUINT[3] = 2#010;

最终的结果当然也是对的，因为目前：

PipeMatrixUINT[3]:= 2#010; //Tank 3

假如是下图这种情况：

此时，

PipeMatrixUINT[3]:= 2#110; //Tank 3

如果，再用下面的表达式赋值就不对了：

PipeMatrix[3,2] := PipeMatrixUINT[3] = 2#010;

下图监控的结果是FALSE：（错误结果）

正确的做法：

PipeMatrix[3,2]:=UINT_TO_BOOL(PipeMatrixUINT[3] AND 2#010);

下图监控的结果是TRUE：（正确结果）