算术指令属于输出指令。当梯级条件为真时，执行指定的算术运算。大多数算术指令使用三个操作数：源A、源B和目标值。使用两个源值执行数学运算，将结果存储在目标值中，如果运算结果超出控制器的极限值，则置位上溢出或下溢出状态位。
算术运算指令执行时，会根据运算结果对控制器中的系统标志位进行更新。与算术运算相关的主要标志位有：进位标志位S：0/0、溢出标志位S：0/1、零标志位S：0/2和符号标志位S：0/3。算术指令主要功能见表4-16。
表4-16 算术指令功能表
1.加法指令（ADD）
ADD指令的梯形图符号表示为
ADD指令将源A和源B的值相加，相加的结果和值存放到目的地址内。
分析图4-22所示梯形图程序，当按钮0由假变真时，执行一次加法指令，将N7：2与N7：4相加，结果放到N7：2中，如果结果大于32767，将发生溢出，S：0/1被置位。梯形图程序中，ONS指令是单触发指令，它使按钮0由假变真时，后面的输出指令只执行一次。如果去掉ONS指令，按钮0由假变真后，后面的输出指令在程序每次扫描时都会执行。
图4-22 ADD加法指令应用举例
2.减法指令（SUB）
SUB指令的梯形图符号表示为
SUB指令使源A的值减去源B的值，计算结果值存放到目的地址内。
3.乘法指令（MUL）
MUL指令的梯形图符号表示为
MUL指令使源A的值乘以源B的值，计算结果存放到目的地址内。对于浮点数运算，运算MUL运算结果不影响算术寄存器S：13和S：14；如果是整数运算，则算术运算寄存器存储乘法计算的结果；在源A和源B两数相乘发生溢出时，目的地址内的数据是32767，但算术运算寄存器是32位，其中保持的结果是有效的。
例如：如果乘数是10000，被乘数是4，计算结果存放在整数地址N7：2内，运算结果等于40000，超出16位二进制数的最大值，此时N7：2中存放的结果是32767，如果S：2/14=0，则算术运算寄存器S：14、S：13中的结果是40000。由此可见，控制器发生溢出时，运算寄存器内的结果还是有效的。
4.除法指令（DIV）
DIV指令的梯形图符号表示为
DIV指令使源A的值除以源B的值，商四舍五入存放在目的地址内。不整除的商存放在算术运算寄存器的高位字S：14中，余数存放在算术运算寄存器的低位有效字S：13中。
例如：如果A数据是5，B数据是2，则目的寄存器中是3，且是S：14中为2，S：13中为5。
例如：如果除数是100，被除数是3，商四舍五入为33放入目的地址中；不整除的商存放在算术运算寄存器的高位字S：14中，余数1存放在算术运算寄存器的低位有效字S：13中。
5.二次方根（SQR）(www.xing528.com)
SQR指令的梯形图符号表示为
SQR指令计算源值绝对值的二次方根，结果四舍五入存放在目的地址内。SQR指令在计算负数的二次方根时不会出现溢出，所以在应用时首先使用比较指令检测源值是否为正数。
6.取反指令（NEG）
NEG指令的梯形图符号表示为
NEG指令将源数据的符号改变后存放到目的地址内。例如，如果源值是8，目的数据将是-8。该指令中的两个数据都必须是地址，不能是常数。
ADD、SUB、MUL、DIV、NEG指令执行时的结果对算术标志位的影响见表4-17。
表4-17 算术标志位的变化
7.整数转换成BCD码（TOD）
TOD指令的梯形图符号表示为
TOD指令把16位整数值转换成BCD码。如果输入的整数值是负数，则转换其绝对值。
8.BCD码转换成整数（FRD）
FRD指令的梯形图符号表示为
FRD指令把BCD码转换成16位整数值。如果源数据不符合BCD码格式则发生处理器出错。
9.格雷码转换指令（GCD）
GCD指令的梯形图符号表示为
GCD指令将格雷码源数转换为整数值，并将其放到目标地址中。如果该格雷码输入是负的（高位被设置），则目标被设置为32767，溢出标志位S：0/1被置位。一些编码器的输出信号是格雷码格式的数据，使用该指令可以将采集到的编码器信号转换为常用的整数值。
绝对式编码器可以精确测量旋转角度或转速，但绝对式编码器输出的信号是格雷码，PLC采集到格雷码信号后，需要进行格式转换，变成自然二进制后才能进行运算和处理。格雷码又叫循环二进制码或反射二进制码，是一种无权码，采用绝对编码方式，典型格雷码是一种具有反射特性和循环特性的单步自补码，它的循环、单步特性消除了随机取数时出现重大误差的可能，它的反射、自补特性使得求反非常方便。格雷码属于可靠性编码，是一种错误最小化的编码方式，因为，自然二进制码可以直接由数-模转换器转换成模拟信号，但某些情况，例如从00000011转换成00000100时，3个位都发生变化，使数字电路产生很大的尖峰电流脉冲。而格雷码则没有这一缺点，它是一种数字排序系统，其中的所有相邻整数在它们的数字表示中只有一个数字不同。它在任意两个相邻的数之间转换时，只有一个数位发生变化。它大大地减少了由一个状态到下一个状态时逻辑的混淆。另外由于最大数与最小数之间也仅一个数不同，故通常又叫格雷反射码或循环码。表4-18为几种自然二进制码与格雷码的对照表。
表4-18 二进制与格雷码对照表
二进制格雷码转换成自然二进制码，其法则是保留格雷码的最高位作为自然二进制码的最高位，而次高位自然二进制码为高位自然二进制码与次高位格雷码相异或，而自然二进制码的其余各位与次高位自然二进制码的求法相类似。
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