CODESYS 实战：查找 “ 完美数 ”
引言
在工业自动化中，PLC（可编程逻辑控制器）通过使用编程语言来实现复杂的逻辑控制。其中，ST（结构化文本）语言因其接近高级语言的语法而被广泛使用。本篇文章将展示如何使用 ST 语言在 CoDeSys 平台上编写一个程序，计算并寻找给定范围内的完数。通过解决一个经典的数学问题，帮助您在实践中提高 ST 语言编程能力。
1 问题描述
完数是指这样一种数，它等于除自身外所有正因子的和。例如，6 是一个完数，因为其因子 1、2 和 3 的和等于 6。本文的目标是编写一个程序，找出给定范围内的所有完数。
2 程序设计思路
输入输出变量：定义输入变量指定范围，输出变量存储完数及其计数。
初始化：初始化完数计数器和存储数组。
主循环：遍历范围内的每个数字，计算其因子和，判断是否为完数。
存储结果：如果找到完数，存储在数组中并更新计数器。
3 程序代码
- PROGRAM FindPerfectNumbers
- VAR_INPUT
- MinValue: INT := 1; // 范围下限
- MaxValue: INT := 10000; // 范围上限
- END_VAR
- VAR_OUTPUT
- PerfectCount: INT := 0; // 完数计数器
- PerfectNumbers: ARRAY[1..100] OF INT; // 存储完数的数组
- END_VAR
- VAR
- CurrentNumber: INT; // 当前检查的数字
- DivisorSum: INT; // 当前数字的因子和
- Divisor: INT; // 当前因子
- I: INT; // 循环计数器
- J: INT; // 初始化计数器
- END_VAR
- (*
- 版本记录：
- 版本 日期 作者
- V1 2024-10-3 工控老王
- *)
- // 初始化完数计数器和数组
- PerfectCount := 0;
- FOR J := 1 TO 100 BY 1 DO
- PerfectNumbers[J] := 0;
- END_FOR;
- // 主循环
- FOR CurrentNumber := MinValue TO MaxValue DO
- DivisorSum := 0; // 重置因子和
- // 计算因子和
- FOR Divisor := 1 TO CurrentNumber / 2 DO
- IF CurrentNumber MOD Divisor = 0 THEN
- DivisorSum := DivisorSum + Divisor; // 加入因子
- END_IF;
- END_FOR;
- // 检查是否为完数
- IF DivisorSum = CurrentNumber THEN
- PerfectCount := PerfectCount + 1; // 增加完数计数
- // 存储完数
- IF PerfectCount <= 100 THEN
- PerfectNumbers[PerfectCount] := CurrentNumber;
- END_IF;
- END_IF;
- END_FOR;
4 代码解释
输入输出变量：
使用 VAR_INPUT 声明输入变量 MinValue 和 MaxValue。
使用 VAR_OUTPUT 声明输出变量 PerfectCount 和 PerfectNumbers。
变量初始化：
在主程序开始时，将 PerfectCount 初始化为 0，并将 PerfectNumbers 数组的所有元素设置为 0。
计算完数：
使用两个嵌套的循环，外层遍历当前数字，内层计算因子和，并检查完数条件。
注意事项：
数组大小限制为 100，如需存储更多完数，请相应调整数组的大小。
输入范围上限的数据类型为 INT，最大值为：32767，如果需要测试更大的数，需要调整数据类型。
确保输入范围适合你的实际需求。
5 运行结果
运行程序后，PerfectNumbers 数组将存储在指定范围内找到的所有完数，而 PerfectCount 将表示找到的完数数量。对于 MinValue 为 1，MaxValue 为 10000，程序将发现完数为： 6、28、496、8128 。
6 开源版本说明
该程序遵循开源原则，任何人都可以使用、修改和分发此代码。在使用前应进行充分的测试，修改代码时，请秉持分享精神，将您的改进和成果进行分享，以便更多人受益。
总结
本文展示了如何使用 CoDeSys 平台上的 ST 语言编写一个简单的完数查找程序。通过定义输入输出变量，初始化程序，使用循环和条件判断，我们能够有效地计算出给定范围内的完数。通过这一练习，您不仅熟悉了如何在 CODESYS 中使用 ST 语言进行条件判断和循环控制，还在实践中提升了逻辑思维和问题解决能力。
往期回顾
CODESYS 的ST语言实战 - 主备切换及保养提示解决方案
2025年01月
