BCD编码在PLC中的应用与解析

一、BCD编码概述

BCD编码，即二进制编码的十进制数（Binary-Coded Decimal），是一种将十进制数字转换成二进制形式的方法，但保持每个数字作为一个独立的单元。这种编码方式在需要精确控制十进制数值的场合非常有用，例如金融交易系统中。

BCD编码通常采用4位二进制数来表示一个十进制数字，这被称为压缩BCD码；而未压缩BCD码则是用8位二进制数来表示一个十进制数字。

BCD码的主要优势在于其易于在计算机内部格式与人类可读格式之间转换，并能提供更高的数值精度，特别适合于需要高精度计算的应用场景，如会计和金融系统。

在PLC中，BCD码常用于存储和处理时间数据，如日期和时间，符合IEC 61131-3标准中的DATE_AND_TIME (DT) 数据类型。

例如，通过LED灯阵列展示的时间，每列LED灯表示时间的一个部分，如小时、分钟或秒，这些部分都以BCD编码的形式显示。

二、BCD编码的类型

BCD编码根据不同的应用场景分为有权码和无权码两大类：

• 有权码：包括8421码、2421码和5421码等，其中8421码最为常见，每个十进制数字由四位二进制数表示，每位二进制数的‘1’代表一个固定的数值权重，分别为8、4、2、1。
• 无权码：如余3码（Excess-3）和格雷码，这类编码不直接反映数值的大小，但具有特定的编码规则。

三、不同PLC中的BCD编码实现

不同品牌的PLC对BCD编码的支持和实现方式有所差异：

1. **西门子PLC**：在S7-300/400/1200/1500系列中，BCD16表示的十进制数范围为-999到+999，其中位15表示符号位，位12至位14未使用。BCD32表示的十进制数范围为-9999999到+9999999，位31为符号位，位28至位30未使用。

2. **西门子S7-200/200 SMART**：BCD表示的十进制数范围为0到9999，在进行数值转换时需注意其范围限制。

3. **施耐德PLC**：如Unity Pro XL平台，BCD16表示的十进制数范围为0到9999，BCD32表示的十进制数范围为0到99999999。

4. **三菱PLC**：如GX Works2平台，BCD16和BCD32的表示范围与施耐德PLC相同。