S7-200系統中的數據及其格式

S7-200 CPU收集操作指令、現場狀況等信息，把這些信息按照用戶程序指定的規律進行運算、處理，然后輸出控制、顯示等信號。

所有這些信息在S7-200 PLC中，都表示為不同格式的數據，作為數據來處理；按照其自身定義，格式不同的數據表示不同含義的信息。

在S7-200中，各種指令對數據格式都有一定要求，指令與數據之間的格式要一致才能正常工作。例如，為一個整數數據使用實數（浮點數）運算指令，顯然會得到不正確的結果。

數據有不同的長度（以二進制表示它們時，占據的位數不同），也就決定了數值的大小范圍。模擬量信號在進行模/數（A/D）和數/模（D/A）轉換時，一定會存在誤差；代表模擬量信號的數據，只能以一定的精度表示模擬量信號。

• 所有的數據在PLC中都是以二進制形式表示的
• 數據都有其特定的長度和表示方式，稱為格式
• 數據的格式與用于運算、處理它的指令相關
• 以不同的格式查看一個數據，或是使用不同格式的指令處理它，會得到不同的效果

表1. S7-200支持的數據格式

二進制、十六進制和十進制

二進制和二進制數： 所有通過S7-200 PLC處理的數據（數值、字符等等）都以二進制形式表示。在S7-200中，特別指出一個數據是二進制數并沒有什么意義。

十六進制和十六進制數：在二進制數中，每4個二進制位可以分為一組；這組二進制數值的不同變化可以表示16個狀態，正好是16進制數每一位數字的變化范圍。因此，可以用十六進制數值方便地表示二進制數。

例如，二進制數1000_1111b分為兩組來看，分別是1000b和1111b，正好可以表示16進制數字8h和Fh（0000b對應于0h，...，1111b對應于Fh）；那么這個二進制數就可以表示為8Fh。

十進制和十進制數：十進制是S7-200的數學計算的基礎，在S7-200中，一般都使用十進制的體系，除了時間（12/24或60進制）等特殊數據外。

 二進制數用于在PLC中表示十進制數值、或者其他（如字符等）數據，而16進制用來比較簡單地描述二進制數。

 在S7-200中，二進制立即數表示為2#xxxx_xxxx（1字節長度），16進制立即數表示為16#xx（1字節長度）。

 

二進制位邏輯（bit）

PLC中以二進制“位”的數據形式來表示邏輯“1”、“0”（或者“開”、“關”）。位是最基本的數據單位。

在數據字節（Byte）中，二進制邏輯只用一個位（bit）來表示。每個字節由8個位組成。

• 在S7-200中，某些類型的數據兼有成組的字節（字）訪問形式，也有位的訪問形式，如定時器、計數器等
• 在編程軟件Micro/WIN中，對位數據進行運算操作的指令都在指令樹的Bit Logic（位邏輯）分支中

 “位”的邏輯值為“1”或者“0”，但是在實際應用中，某種狀態的“有效值”可以是“1”，也可以是“0”。“有效”就是我們認為某個狀態已經“激活”

整數、無符號整數和有符號整數

字節、字、雙字都可以用來表示十進制整數，顯然它們的數據長度不同，能夠表示的數的大小范圍也不同。

無符號整數只有0和正整數；有符號整數可以有正數和負數。

有符號整數采用二進制補碼的形式來表示負數。

• 在S7-200中，字節、字、雙字都可以按照無符號、有符號整數來查看
• Micro/WIN中，整數運算指令在指令樹的Integer Math分支中
• 只有字節運算指令（帶B符號的指令，如INC_B等）是無符號整數運算指令
• 凡帶有I，或W，DW等（除字節B指令外）的數學運算指令，都是有符號整數運算指令
• 定時器、計數器的值都是有符號整數
• HSC（高速計數器）的計數當前值（HCx）和設定值都是32位的有符號整數
• 在編程軟件Micro/WIN中輸入立即數據時，如果不輸入小數點，則認作整數

在不需要高精度運算的條件下，使用整數可以簡化編程，節省處理時間。

實數（浮點數）

在S7-200中，實數（浮點數）是符合IEEE標準的32位實數，即單精度實數。實數格式按照一定的運算規律把32個二進制位分組，表示極小或極大的數。

• S7-200的實數運算指令都在指令樹的Floating-Point Math（實數運算） 分支中
• 實數當作整數運算的時候會導致數值的錯誤；而整數當作實數應用可能會使數據非法（不符合標準）
• 在編程軟件Micro/WIN中輸入帶小數點數據的數據，則認為實數（實數形式的整數值必須輸入小數點和一位為零的小數位，如10.0）

ASCII字符和String（字符串）

在S7-200中，ASCII字符是由表示字母、數字和一些特殊符號的ASCII編碼組成的二進制數據字節，一個字節存儲一個字符。

 ASCII（美國信息交換標準碼）是一種字符編碼格式，在一個字節長度中不同的二進制數值代表不同的字符。如字母A為41h（十六進制數值），以十進制看就是65；而數字5的ASCII值為35h，十進制值為53。

S7-200中新引入了String（字符串）數據格式，其結構是在ASCII字符字節串前面有一個串長度。字符串最長可以有255個數據字節。

字符串中也能包括漢字編碼，每個漢字占用兩個字節。

 這是S7-200內部對ASCII字符串的格式定義，所有與字符串有關的指令都遵照這個格式。

• 在編程軟件中，用單字節（英文）的單引號（'）將作為字符的內容括起來可以在數據塊和狀態圖中輸入ASCII數據字節
• 在單字節的雙引號（"）中間輸入文本內容可以輸入字符串
• 按上述方法輸入的字符串會自動按字符串格式排列（在起始地址中放入字符個數）
• 使用程序，或人為組合成的ASCII字符串，使用ASCII字符串指令時，必須注意是否符合格式

例如：

圖1. 在數據塊中輸入ASCII數據和字符串

下載項目到S7-200 CPU，使用狀態圖在線監控可以看到：

圖2. 狀態圖

注意ASCII字節和字符串的區別。D6D0h是漢字“中”的編碼。

 STEP 7-Micro/WIN V4.0以上版本完全支持字符串數據格式。

BCD

BCD意為“二進制編碼的十進制數”。BCD是一種編碼方式，是以二進制數對十進制數字的編碼，并因為16進制的優勢，改用十六進制數字表示。

十進制只有十個數字，所以以16進制表示的BCD碼不會出現16進制數字Ah - Fh。

十進制數39用BCD碼表示就是39h，或16#39。BCD碼數值必須用16進制查看才能得到正確結果。

BCD編碼往往在使用BCD編碼開關輸入數據時用到；S7-200中讀出的時鐘日期數據也是以BCD編碼表示。

 《S7-200系統手冊》關于PLC概念的一章非常有用，建議初學者必讀。