在SCL中使用浮点数（REAL 和 LREAL）进行计算

说明

数据类型 REAL 的操作数长度为 32 位，用于表示浮点数。数据类型 REAL 的操作数由以下三部分组成：

符号：该符号由第 31 位的信号状态确定。第 31 位的值可以是“0”（正数）或“1”（负数）。

以 2 为底的 8 位指数：该指数按常数增加（基值 +127），因此其范围为 0 ～ 255。

23 位尾数：仅显示尾数的小数部分。尾数为标准化的浮点数，其整数部分始终为 1，且不会保存。

处理 REAL 数据类型时会精确到 6 位数。

下图显示了数据类型 REAL 的结构：

说明 使用浮点数时，将只保存由 IEEE754 标准定义的精度。另外指定的小数位数将根据 IEEE754 进行四舍五入。 小数位的位数可能会因频繁的嵌套算术计算而减少。 如果指定的小数位数多于该数据类型可存储的小数位数，则该数字会舍入到该值范围允许的精度所对应的值。

下表列出了数据类型 REAL 的属性：

长度（位）	格式	取值范围	输入值示例
32	符合 IEEE754 标准的浮点数	-3.402823e+38 到 -1.175495e-38 ±0.0 +1.175495e-38 到 +3.402823e+38	1.0e-5; REAL#1.0e-5
	浮点数		1.0; REAL#1.0

浮点数的精度表示

例如，数据类型 REAL 在程序中以 6 位小数的精度进行指定和计算。在计算浮点数（REAL 和 LREAL）时，请注意此精度通常应用于每个计算步骤。

在加减浮点数时，将会调整指数。因此在加减过程中，基数和指数将保持不变，仅增加尾数。有关浮点数结构的详细信息，请参见“另请参见”。

编程示例

在以下编程示例中，将对两个 REAL 数量类型的操作数进行相加，然后再减去一个数。在计算的下一步中，用常量 1 除以前面的结果。为执行此操作，创建一个全局数据块，在其中声明用于进行计算编程的操作数和函数。

计算公式
y = a + b - c
Z = 1/y

操作数以下列值存储：

操作数	值	REAL 值
a	100 000 000	1.000000*108
b	1	1.000000*100
c	100 000 000	1.000000*108

操作步骤

创建数据块“DB_GlobalData”：

双击“添加新块”(Add new block) 命令。 这样会打开“添加新块”(Add new block) 对话框。 单击“数据块 (DB)”(Data block (DB)) 按钮。 指定名称“DB_GlobalData”。 选择“Global DB”作为数据块的类型。 单击“确定”(OK)。 在数据块中创建以下变量，然后输入相应的起始值： 这两个变量的起始值都是 100000000.0，并根据数据类型 REAL 转换为 1.0E+8。

创建一个 SCL 函数并将其命名为“FC_Calculate”。

按如下方式声明块接口： 将以下公式写入程序代码并建立在线连接以查看结果：

SCL
#y := "DB_GlobalData".a + "DB_GlobalData".b - "DB_GlobalData".c;
#z := 1/#y;

您可以看到，操作数的运算结果为 #y = 0，即使实际期望数字 1 作为结果也是如此。

不正确的结果产生过程如下：

在第一个计算步骤中，将操作数 a 和 b 相加。在指数调整后，两个操作数（a = 1.000000*108 和 b = 1.000000*100）的 REAL 值如下所示： a = 1.000000*108 且 b = 0.00000001*108。第二个数字（操作数 b）的最后两位数将被截断，因为 6 位小数的精度无法再表示这个数。因此，该操作数将会加 0，而不是加 1。 在第二个计算步骤中，将用前面的计算步骤结果减去操作数 C（中间结果 = 1.000000*108 - c = 1.000000*108 为 0.000000e0）。 如果现在计算下一个计算步骤中的操作数 z，则尝试除以 0。

1. 可能的解决方案

要解决此类问题，可以简单地调整计算公式。将公式改为如下所示：

计算公式
y = a - c + b
Z = 1/y

由于在第一个计算步骤（操作数 a - c）后将会得到结果 0.000000e0，在第二个计算步骤中加上 REAL 值（中间结果 + b）就会得到正确的结果 (y = 0.000000*100·+ 1.000000*100 = 1.000000*100)。

在对计算进行编程之前，建议您检查如何尽量提高计算效率。

2. 可能的解决方案

要计算上述公式，请使用 LREAL 数据类型来代替 REAL 数据类型。由于此数据类型是以 15 位小数的精度进行处理，因此不会产生上述问题。

在全局数据块“DB_GlobalData”中，使用相同的值创建三个全为 LREAL 数据类型的新变量。 在 FC“FC_Calculate”的块接口中，另外声明两个 LREAL 数据类型的新变量。 在程序代码中对公式使用新的 LREAL 变量并建立在线连接以查看结果：

SCL
#y_LREAL := "DB_GlobalData".a_LREAL + "DB_GlobalData".b_LREAL - "DB_GlobalData".c_LREAL;
#z_LREAL := 1/#y_LREAL;

审核编辑：刘清