數(shù)據(jù)類型（Data type）是數(shù)據(jù)在PLC（計(jì)算機(jī)）中的組織形式，它包含了數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度及數(shù)據(jù)所支持的操作方式（支持哪些指令）。編程時(shí)給變量（Varibale）指定數(shù)據(jù)類型后，編譯器會(huì)給該變量分配一定長(zhǎng)度的內(nèi)存并明確該變量的操作方式。透徹的理解數(shù)據(jù)類型是程序設(shè)計(jì)的基本要求。

不同廠家的PLC對(duì)數(shù)據(jù)類型的支持可能會(huì)略有出入，但是基本數(shù)據(jù)類型幾乎相同（不僅僅是PLC的編程，在計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言的編程中，基本數(shù)據(jù)類型也相同）。這篇文章以西門子S7系列PLC為例，講解下PLC的基本數(shù)據(jù)類型。

首先說(shuō)一說(shuō)“位（bit）”。前一篇文章在講解數(shù)制的時(shí)候（參考：PLC基礎(chǔ)篇之?dāng)?shù)制及其表示方法），曾多次提到“位”的概念。“位”，英文名稱為“bit”，它是PLC（計(jì)算機(jī)）的最小存儲(chǔ)單位，其取值范圍為“0”和“1”兩種。

“位”是存儲(chǔ)單位，按位存放的數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)類型中，被稱為“布爾型”（Bool）。布爾型數(shù)據(jù)的取值范圍為“0”和“1”，可用英文“TRUE”（真）和“FALSE”（假）表示。

在PLC的編程中，布爾型的數(shù)據(jù)使用頻率是很高的。對(duì)于數(shù)字量的輸入或輸出，都是以“位”（布爾型）的方式進(jìn)行操作。比如“I0.0”就是一個(gè)布爾型變量，它表示輸入緩沖區(qū)（Input）的第0個(gè)字節(jié)的第0位。“位”，也俗稱“點(diǎn)”，常把輸入通道稱為“I點(diǎn)”，把輸出通道稱為“Q點(diǎn)”。

第二種類型：字節(jié)（Byte）。八個(gè)“位”組成一個(gè)“字節(jié)（Byte）”，如下圖：

在PLC中，輸入模塊和輸出模塊的通道也是按照字節(jié)的順序來(lái)存放的。比如“I0.0~I0.7”，這8個(gè)輸入“位”組成“IB0”。對(duì)于S7-300/400的PLC，Byte類型是無(wú)符號(hào)數(shù)，其取值范圍內(nèi)為 0~255（0xFF）。對(duì)于S7-1200/1500PLC的編程（博途平臺(tái)），Byte類型可以作為有符號(hào)數(shù)或者無(wú)符號(hào)數(shù)。當(dāng)作為有符號(hào)數(shù)時(shí)，其取值范圍為“-128~+127”；當(dāng)作為無(wú)符號(hào)數(shù)時(shí)，其取值范圍為0~255（0xFF）。

第三種類型：字符型（CHAR）。字符型類型的數(shù)據(jù)也占用一個(gè)字節(jié)，它內(nèi)部存放的是該字符的ASCII碼值。比如字符“A”，其ASCII碼值為66（0x42）。當(dāng)程序查詢到該數(shù)據(jù)屬于字符型，并且內(nèi)部存儲(chǔ)的值為66時(shí)，將會(huì)在屏幕上顯示大寫的字符：“A”。

第四種類型：整型（INT）。整型數(shù)據(jù)占用兩個(gè)字節(jié)（Byte），屬于有符號(hào)數(shù)，其取值范圍為：-32768~+32767。整形數(shù)據(jù)的最高位為符號(hào)位，“0”表示正數(shù)，“1”表示負(fù)數(shù)。既然整形數(shù)據(jù)由兩個(gè)字節(jié)組成，就有字節(jié)順序的問(wèn)題，哪個(gè)字節(jié)是高字節(jié)呢？西門子S7系列PLC采用大端（Big-Enidan）的存放方式，如下圖（關(guān)于字節(jié)序，請(qǐng)參考文章：給你講個(gè)來(lái)自《格列佛游記》的計(jì)算機(jī)故事）：

第五種類型：字（WORD）。“字”類型也占用兩個(gè)字節(jié)，但是它表示無(wú)符號(hào)數(shù)，其取值范圍為：0~65535（0xFFFF）。與整型數(shù)據(jù)一樣，也采用Big-Endina的方式存放。

在PLC中，用“W”來(lái)表示一個(gè)“字”類型的變量。比如變量“MW0”，其中“M”表示該變量存放在“M”區(qū)，“W”表示它是一個(gè)“字”類型的變量，“0”表示其起始地址為0。“MW0”由“MB0”和“MB1”組成，其中“MB0”為高字節(jié)（Big-Endian字節(jié)序）。

第六種類型：雙字（Double WORD）。“雙字”由兩個(gè)“字”組成，因此它包含四個(gè)字節(jié)，其取值范圍為：0~4294967295（0xFFFFFFFF）。在PLC中，“雙字”用“D”表示。比如“MD0”，它表示M存儲(chǔ)區(qū)從地址0開(kāi)始的4個(gè)字節(jié)，即：MB0、MB1、MB2和MB3，字節(jié)序依然為大端（Big-Endina）。

第六種類型：雙整型（Double INT）。“雙整型”類型由兩個(gè)“整型”組成，也占用四個(gè)字節(jié)，不過(guò)它表示的是有符號(hào)數(shù)，其取值范圍為：-2147483648~+2147483648。在PLC中，表示為“DINT”。

第七種類型：實(shí)型（Real）。“實(shí)型”數(shù)據(jù)占用四個(gè)字節(jié)，用來(lái)表示浮點(diǎn)數(shù)。實(shí)型數(shù)據(jù)總計(jì)32個(gè)“位”，被分成三個(gè)部分：

1）符號(hào)位（Sign）：最高位（第31位），正數(shù)為“0”，負(fù)數(shù)為“1”。

2）指數(shù)位（Exponent）：第23位到第30位，用于存儲(chǔ)科學(xué)計(jì)數(shù)法中的指數(shù)數(shù)據(jù)，并且采用移位存儲(chǔ)；

3）尾數(shù)部分（Mantissa）：第0位到第22位，表示浮點(diǎn)數(shù)的尾數(shù)部分；

對(duì)于“指數(shù)位”，為了處理負(fù)指數(shù)的需要，其存儲(chǔ)的值為實(shí)際指數(shù)加上偏移量“127”。比如，若實(shí)際指數(shù)為“0”，則存儲(chǔ)值為“127”；若實(shí)際指數(shù)為“-64”，則存儲(chǔ)值為“63”。

實(shí)型數(shù)據(jù)（浮點(diǎn)數(shù)）可以使用4個(gè)字節(jié)的空間，可以表示非常大（10的38次方）和非常?。?0的負(fù)38次方）的數(shù)，但是浮點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算速度相對(duì)整型會(huì)慢一些。在PLC編程中，可以輸入小數(shù)點(diǎn)來(lái)表示浮點(diǎn)數(shù)。比如“10”表示整數(shù)，“10.0”表示浮點(diǎn)數(shù)。

對(duì)于S7-1200/1500系列PLC，博途開(kāi)發(fā)環(huán)境支持更多的數(shù)據(jù)類型。比如：UDINT表示無(wú)符號(hào)雙整型；SDINT表示有符號(hào)雙整型；SINT表示有符號(hào)整型；LReal表示雙精度浮點(diǎn)數(shù)（64位，8個(gè)字節(jié)）。本文介紹的基本數(shù)據(jù)類型主要針對(duì)S7系列PLC，對(duì)其它PLC產(chǎn)品或計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)可能會(huì)略有出入。在某些高級(jí)語(yǔ)言中（比如：VB），布爾型變量的取值范圍雖然也是“0”和“1”，但是要占用2個(gè)字節(jié)（Byte），不同的操作系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)類型的定義也會(huì)有所不同（比如32位的Windows和64位的Windows）。為了防止初學(xué)者混淆，建議先搞清楚西門子PLC編程環(huán)境下的基本數(shù)據(jù)類型，如果以后需要在其它開(kāi)發(fā)環(huán)境下編程，只要查詢下相關(guān)手冊(cè)，便可觸類旁通。

關(guān)于基本數(shù)據(jù)類型就先講到這里了，西門子PLC還支持復(fù)雜數(shù)據(jù)類型，我們后續(xù)的文章再介紹。相關(guān)參考文章：

PLC基礎(chǔ)篇之?dāng)?shù)制及其表示方法

給你講個(gè)來(lái)自《格列佛游記》的計(jì)算機(jī)故事

官網(wǎng)提供本文PDF版本下載：