3.5 比较指令

本节将介绍PLC的数据比较指令

学习目标

掌握各种比较指令的用法
理解比较指令的应用场景
能够使用比较指令进行条件判断

1. 比较指令概述

1.1 什么是比较指令

比较指令用于比较两个数据的大小关系，根据比较结果输出ON或OFF状态。

比较指令工作原理：

┌───────────────────────────────────────────────────┐
│      ┌───────┐     比较      ┌───────┐           │
│      │ 数据1 │  ───────────→ │ 结果  │           │
│      └───────┘     运算符    └───────┘           │
│                      ↑           │               │
│      ┌───────┐       │           ▼               │
│      │ 数据2 │ ──────┘       成立=ON            │
│      └───────┘               不成立=OFF          │
└───────────────────────────────────────────────────┘

1.2 比较运算符

运算符	名称	含义	示例
==	等于	相等时成立	D0 == 100
<>	不等于	不相等时成立	D0 <> 0
>	大于	大于时成立	D0 > 50
<	小于	小于时成立	D0 < 100
>=	大于等于	大于或等于时成立	D0 >= 0
<=	小于等于	小于或等于时成立	D0 <= 255

1.3 比较指令通用形式

比较指令在各品牌PLC中的通用表示：

功能	符号	说明
等于	== 或 =	相等时成立
不等于	<> 或 !=	不相等时成立
大于	>	大于时成立
小于	<	小于时成立
大于等于	>=	大于或等于时成立
小于等于	<=	小于或等于时成立

2. 比较触点形式

2.1 比较触点梯形图

比较指令（触点形式）：

【等于比较】
       ┌──────┐
    ───┤ ==   ├───
       │ D0   │
       │ 100  │
       └──────┘
当D0=100时，触点闭合

【大于比较】
       ┌──────┐
    ───┤ >    ├───
       │ D0   │
       │ 50   │
       └──────┘
当D0>50时，触点闭合

【范围组合】(50 < D0 < 100)
       ┌──────┐    ┌──────┐
    ───┤ >    ├────┤ <    ├───
       │ D0   │    │ D0   │
       │ 50   │    │ 100  │
       └──────┘    └──────┘

2.2 简化梯形图表示

【简化表示】
       [D0 == 100]
    ──────┤├──────────( 输出 )───

       [D0 > 50]      [D0 < 100]
    ──────┤├─────────────┤├────────( 输出 )───

说明：当条件满足时，触点闭合

2.3 比较指令块形式

【梯形图】
              ┌──────────┐
   条件 ──────┤  CMP     │──── 结果输出
              │          │
   数据1 ─────┤IN1       │
   数据2 ─────┤IN2       │
              └──────────┘

【逻辑表达】
IF 数据1 == 数据2 THEN
    结果输出 := TRUE;
ELSE
    结果输出 := FALSE;
END_IF;

3. 比较指令编程形式

3.1 触点比较指令

触点比较指令形式：

【装载等于】
       [D0 == 100]
    ──────┤├──────────( 输出 )───
当D0=100时，输出有效

【串联大于】
       输入    [D0 > 50]
    ───┤├────────┤├──────( 输出 )───
当输入=ON且D0>50时，输出有效

【并联小于】
       输入
    ───┤├────┬────────────( 输出 )───
             │
    [D0<100] │
    ─────┤├──┘

3.2 比较指令块

【CMP比较指令】
       条件          源1    源2    结果
    ───┤├───────[CMP 源1 源2 结果]───

结果存储（连续3个标志位）：
· 源1 > 源2 → 结果+0 = ON
· 源1 = 源2 → 结果+1 = ON
· 源1 < 源2 → 结果+2 = ON

【区间比较指令】
       条件          下限   上限   源    结果
    ───┤├───────[ZCP 下限 上限 源 结果]───

结果：
· 源 < 下限  → 结果+0 = ON（小于下限）
· 下限≤源≤上限 → 结果+1 = ON（在区间内）
· 源 > 上限 → 结果+2 = ON（大于上限）

3.3 数据类型与位数

比较指令支持的数据位数：

┌────────────────────────────────────────────────────┐
│  位数        │  数据范围                           │
├────────────────────────────────────────────────────┤
│  8位(字节)   │  0 ~ 255                           │
│  16位(字)    │  -32768 ~ 32767 或 0 ~ 65535       │
│  32位(双字)  │  -21亿 ~ 21亿 或 0 ~ 42亿          │
│  浮点数      │  ±3.4×10^38                        │
└────────────────────────────────────────────────────┘

比较指令形式对照：
┌────────────────────────────────────────────────────┐
│  功能        │  16位指令      │  32位指令         │
├────────────────────────────────────────────────────┤
│  比较        │  CMP          │  DCMP             │
│  区间比较    │  ZCP          │  DZCP             │
│  触点形式    │  ==, >, <等    │  D==, D>, D<等   │
└────────────────────────────────────────────────────┘

4. 各种比较指令详解

4.1 等于比较（==）

等于比较：当两个值相等时成立

应用场景：
· 检测特定值
· 状态判断
· 位置到达检测

【梯形图】
       [温度 == 设定值]
    ──────┤├──────────( 到达指示 )───

说明：当温度等于设定值时，触点闭合，到达指示输出

4.2 不等于比较（<>）

不等于比较：当两个值不相等时成立

应用场景：
· 检测异常值
· 变化检测
· 非正常状态判断

【梯形图】
       [故障码 <> 0]
    ──────┤├──────────( 故障指示 )───

说明：当故障码不等于0时，表示有故障，触发报警

4.3 大于比较（>）

大于比较：当第一个值大于第二个值时成立

应用场景：
· 上限报警
· 超量检测
· 速度过快判断

【梯形图】
       [温度 > 300]
    ──────┤├──────────( 超温报警 )───

说明：当温度超过300时，触发超高温报警

4.4 小于比较（<）

小于比较：当第一个值小于第二个值时成立

应用场景：
· 下限报警
· 不足检测
· 速度过慢判断

【梯形图】
       [液位 < 100]
    ──────┤├──────────( 液位过低 )───

说明：当液位低于100时，触发液位过低报警

4.5 大于等于比较（>=）

大于等于比较：当第一个值≥第二个值时成立

应用场景：
· 达到条件判断
· 计数完成检测
· 位置到达判断

【梯形图】
       [计数值 >= 100]
    ──────┤├──────────( 批次完成 )───

说明：当计数值达到或超过目标值时，表示批次完成

4.6 小于等于比较（<=）

小于等于比较：当第一个值≤第二个值时成立

应用场景：
· 范围内判断
· 安全限值检测
· 余量不足提示

【梯形图】
       [库存 <= 10]
    ──────┤├──────────( 库存不足 )───

说明：当库存数量≤10时，提示库存不足

5. 范围比较

5.1 范围比较原理

范围比较：判断数据是否在指定范围内

          下限        上限
           │           │
           ▼           ▼
   ────────┼───────────┼────────
        ┌─────────────┐
        │  有效范围   │
        └─────────────┘

判断公式：下限 ≤ 数据 ≤ 上限

5.2 组合比较实现

用两个比较指令组合：

【判断 50 ≤ 数据 ≤ 100】

梯形图：
       ┌──────┐    ┌──────┐
    ───┤ >=   ├────┤ <=   ├──────( 在范围内 )───
       │ 数据 │    │ 数据 │
       │ 50   │    │ 100  │
       └──────┘    └──────┘

简化表示：
       [数据>=50]   [数据<=100]
    ──────┤├──────────┤├────────( 在范围内 )───

逻辑表达：
IF (数据 >= 50) AND (数据 <= 100) THEN
    在范围内 := TRUE;
END_IF;

5.3 区间比较指令

【区间比较指令】
       条件
    ───┤├───────[ZCP 下限 上限 源 结果]───

功能：比较源数据与区间[下限, 上限]的关系

结果输出：
┌────────────────────────────────────────────────────┐
│  条件                  │  结果+0 │  结果+1 │  结果+2 │
├────────────────────────────────────────────────────┤
│  源 < 下限（小于下限） │   ON    │   OFF   │   OFF   │
│  下限≤源≤上限（在区间）│   OFF   │   ON    │   OFF   │
│  源 > 上限（大于上限） │   OFF   │   OFF   │   ON    │
└────────────────────────────────────────────────────┘

应用示例：温度区间判断
· 结果+0=ON：温度过低，需要加热
· 结果+1=ON：温度正常，保持状态
· 结果+2=ON：温度过高，需要降温

6. 比较指令应用实例

6.1 温度控制

需求：
· 温度<200℃：加热
· 200℃≤温度≤250℃：保温
· 温度>250℃：停止加热

【使用区间比较】
       始终
    ───┤├───────[ZCP 200 250 温度 结果]───

结果解析：
· 结果+0=ON：温度<200（需要加热）
· 结果+1=ON：200≤温度≤250（保温）
· 结果+2=ON：温度>250（过热）

【输出控制】
// 加热输出
       结果+0
    ───┤├───────( 加热器 )───

// 保温输出
       结果+1
    ───┤├───────( 保温加热 )───

// 过热报警
       结果+2
    ───┤├───────( 报警 )───

6.2 速度分档

需求：根据设定值分3档速度

分档标准：
· 设定<30：低速
· 30≤设定<70：中速
· 设定≥70：高速

【梯形图】
// 低速判断
       [设定值 < 30]
    ──────┤├──────────( 低速标志 )───

// 中速判断
       [设定值>=30]  [设定值<70]
    ──────┤├─────────┤├────────( 中速标志 )───

// 高速判断
       [设定值 >= 70]
    ──────┤├──────────( 高速标志 )───

// 速度输出
       低速标志
    ───┤├───────[MOV 500 速度输出]───

       中速标志
    ───┤├───────[MOV 1000 速度输出]───

       高速标志
    ───┤├───────[MOV 2000 速度输出]───

6.3 计数比较控制

需求：
· 计数<50：显示正常
· 计数=50：提示即将完成
· 计数≥100：停止并报警

【梯形图】
// 产品计数
       计数信号        100
    ───┤├───────[OUT 计数器]───

// 即将完成提示（=50时）
       [计数器 == 50]
    ──────┤├──────────( 提示灯 )───

// 完成停止（≥100时）
       [计数器 >= 100]
    ──────┤├──────────( 停止 )───
               ────────( 完成指示 )───

6.4 液位控制

需求：水箱液位自动控制
· 液位<20%：启动进水
· 液位>80%：启动排水
· 20%≤液位≤80%：保持

【梯形图】(液位值范围0-1000)
// 检测低液位（带自保持）
       [液位 < 200]
    ──────┤├────┬─────────( 低液位标志 )──
               │
       低液位标志│
    ───┤├──────┘

// 检测高液位（带自保持）
       [液位 > 800]
    ──────┤├────┬─────────( 高液位标志 )──
               │
       高液位标志│
    ───┤├──────┘

// 进水阀（低液位且非高液位时进水）
       低液位标志    高液位标志
    ───┤├─────────┤/├─────( 进水阀 )──

// 排水阀（高液位时排水）
       高液位标志
    ───┤├─────────────────( 排水阀 )──

6.5 故障代码判断

需求：根据故障代码显示不同故障

故障代码表：
· 0：无故障
· 1：过热
· 2：过流
· 3：欠压
· 4：通信故障

【梯形图】
// 无故障
       [故障码 == 0]
    ──────┤├──────────( 正常指示 )───

// 过热故障
       [故障码 == 1]
    ──────┤├──────────( 过热指示 )───

// 过流故障
       [故障码 == 2]
    ──────┤├──────────( 过流指示 )───

// 欠压故障
       [故障码 == 3]
    ──────┤├──────────( 欠压指示 )───

// 通信故障
       [故障码 == 4]
    ──────┤├──────────( 通信故障 )───

// 有任何故障时总报警
       [故障码 <> 0]
    ──────┤├──────────( 总报警 )───

7. 比较指令使用注意事项

7.1 数据类型匹配

注意事项：比较的两个数据类型应一致

┌────────────────────────────────────────────────────┐
│  错误示例：                                        │
│  比较 D0（整数）与 浮点数                         │
│  → 可能产生意外结果                               │
│                                                    │
│  正确做法：                                        │
│  · 整数与整数比较                                 │
│  · 浮点数与浮点数比较                             │
│  · 必要时进行类型转换                             │
└────────────────────────────────────────────────────┘

7.2 有符号与无符号

有符号数与无符号数比较：

有符号数：数据 = -1 (二进制: 0xFFFF)
无符号数：比较时被视为 65535

示例：
[数据 > 0]    // 有符号比较：-1 > 0 = FALSE
[数据 > 0]    // 无符号比较：65535 > 0 = TRUE

建议：
· 明确数据的符号属性
· 使用对应类型的比较指令
· 必要时进行数据转换

7.3 浮点数比较

浮点数比较注意事项：

由于浮点数精度问题，不建议直接用==比较

错误示例：
IF RealValue = 3.14 THEN  // 可能永远不相等

正确做法：使用范围判断
IF ABS(RealValue - 3.14) < 0.001 THEN
    // 认为相等
END_IF;

或使用>=和<=组合：
IF (RealValue >= 3.139) AND (RealValue <= 3.141) THEN
    // 在可接受范围内
END_IF;

本节小结

比较指令要点：

┌────────────────────────────────────────────────────┐
│  基本比较运算符                                    │
│  · ==（等于）  <>（不等于）                       │
│  · >（大于）   <（小于）                          │
│  · >=（大于等于）  <=（小于等于）                 │
├────────────────────────────────────────────────────┤
│  触点形式比较                                      │
│  · 可直接作为触点使用                             │
│  · 串联、并联灵活组合                             │
│  · 适合简单条件判断                               │
├────────────────────────────────────────────────────┤
│  范围比较                                          │
│  · 组合使用>=和<=                                 │
│  · 可用区间比较指令(ZCP)                          │
│  · 一次判断三种结果                               │
├────────────────────────────────────────────────────┤
│  注意事项                                          │
│  · 数据类型要匹配                                 │
│  · 有符号/无符号要明确                            │
│  · 浮点数比较用范围判断                           │
└────────────────────────────────────────────────────┘

练习题

编写程序判断D0是否在50~100范围内。
根据温度值（D10）控制风扇：>30℃开启，<25℃关闭。
设计一个故障诊断程序，根据故障代码（1-5）点亮对应指示灯。
说明为什么浮点数不宜直接用==比较。

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3.5 比较指令 ​

学习目标 ​

1. 比较指令概述 ​

1.1 什么是比较指令 ​

1.2 比较运算符 ​

1.3 比较指令通用形式 ​

2. 比较触点形式 ​

2.1 比较触点梯形图 ​

2.2 简化梯形图表示 ​

2.3 比较指令块形式 ​

3. 比较指令编程形式 ​

3.1 触点比较指令 ​

3.2 比较指令块 ​

3.3 数据类型与位数 ​

4. 各种比较指令详解 ​

4.1 等于比较（==） ​

4.2 不等于比较（<>） ​

4.3 大于比较（>） ​

4.4 小于比较（<） ​

4.5 大于等于比较（>=） ​

4.6 小于等于比较（<=） ​

5. 范围比较 ​

5.1 范围比较原理 ​

5.2 组合比较实现 ​

5.3 区间比较指令 ​

6. 比较指令应用实例 ​

6.1 温度控制 ​

6.2 速度分档 ​

6.3 计数比较控制 ​

6.4 液位控制 ​

6.5 故障代码判断 ​

7. 比较指令使用注意事项 ​

7.1 数据类型匹配 ​

7.2 有符号与无符号 ​

7.3 浮点数比较 ​

本节小结 ​

练习题 ​

3.5 比较指令

学习目标

1. 比较指令概述

1.1 什么是比较指令

1.2 比较运算符

1.3 比较指令通用形式

2. 比较触点形式

2.1 比较触点梯形图

2.2 简化梯形图表示

2.3 比较指令块形式

3. 比较指令编程形式

3.1 触点比较指令

3.2 比较指令块

3.3 数据类型与位数

4. 各种比较指令详解

4.1 等于比较（==）

4.2 不等于比较（<>）

4.3 大于比较（>）

4.4 小于比较（<）

4.5 大于等于比较（>=）

4.6 小于等于比较（<=）

5. 范围比较

5.1 范围比较原理

5.2 组合比较实现

5.3 区间比较指令

6. 比较指令应用实例

6.1 温度控制

6.2 速度分档

6.3 计数比较控制

6.4 液位控制

6.5 故障代码判断

7. 比较指令使用注意事项

7.1 数据类型匹配

7.2 有符号与无符号

7.3 浮点数比较

本节小结

练习题