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数字量输入模块具有以下机械特点:
S7-400型控制器的内存按照功能的不同,可以分为:
控制器内存信息也可参考如下链接内容:
表格 1 控制器内存分配祥表
1).通过 PLC?Save to Memory Card (EPROM)菜单才会下载到装载内存中
实际应用过程中,当前控制器的内存占有率及分配情况可以通过控制器在线信息? Memory页面查询到,如下图所示。
从该图中可以看到内存被划分为四个部分:Load Memory RAM(装载内存RAM)、Load Memory EPROM(装载内存EPROM)、Work Memory Code(工作内存Code)和Work Memory Data(工作内存Data)。每个部分的实际占用状况可以通过下侧的Free(空闲内存)、Assigned(已分配内存)、Total(总内存)、Largest Free Block(较大连续空闲内存空间)和Max. Pluggable(较大可安插内存量)看到。而每个部分详细的内部分配情况可以通过选择相应内存列后,点击右侧的Details Memory Area按钮查询到,如下图所示。
3.内存优化
3.1 用户程序内存需求
从上图中可以看到,用户程序所需装载内存为5354 bytes,系统数据(硬件组态)所需装载内存为7616 bytes,总和为12970 bytes,和CPU在线内存分配情况吻合(见上图 3 装载内存详细分配情况中load objects所示)。用户程序所需工作内存代码部分为2682 bytes,所需工作内存数据部分为630 bytes,和CPU在线内存分配情况吻合(见上图 4 工作内存 Code部分详细分配情况中logic blocks部分所示和上图 5 工作内存Data部分详细分配情况中data blocks部分所示)。
3.2 工作内存数据部分? 本地数据内存需求
控制器中按照中断的**级的方式分配本地数据的大小,通过CPU的属性对话框? Memory中设置,下图所示本地数据离线设置为8192 bytes,与上图 5 工作内存Data部分详细分配情况中在线的Local data分配吻合。
按照实际程序所需的本地数据进行下图8所示的Local data的设置,可以优化内存的分配。
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3.3 工作内存代码部分? 通信作业内存需求
3.4 工作内存代码部分? 输入/输出映像区内存需求
此处为1000 Process image input/1000 Process image output,参考表格1中的数据,每个映像区字节需要分配12 bytes的空间,总共所需1000*12 = 12000 bytes输入/输出,与上图 4 工作内存 Code部分详细分配情况中Process-image inputs、Process-image outputs内存分配吻合。
实际程序中所需的映像区范围可以通过I/O卡件的地址范围查询到,查询到实际程序所需的映像区范围后,预留一定余量后对图9进行设置,可以优化内存的分配。
如上图红色标识所示,输入地址为0~515,则输入映像区范围较小设置为516字节,输出地址为0~515,则输出映像区范围较小设置为516字节。
3.5 工作内存代码部分? 诊断缓冲区内存需求
通过CPU的属性对话框? Diagnostics/Clock页面进行设置,如下图所示。
此处为120条,参考表格1中的数据,每条消息需要分配32 bytes的空间,总共所需120*32 = 3840 bytes,与上图 4 工作内存 Code部分详细分配情况中Diagnose buffer内存分配吻合。该消息存储区间为Ring型存储区间,如果消息条数充满,例如,此处120条,则系统将用新的消息覆盖较老的消息。根据实际项目情况进行设置,设置范围:较大3200条,较小100条。越大存储的消息越多、时间越长。
1. 本例功能介绍
图 0 本例中选用一个S7-300 CPU314C-2DP, 并插入MMC 卡
A. 需要软件
4.1 方法1:在STEP7 中手动创建只存于MMC 的数据块
4.2 方法2: 在程序中创建只存于MMC 的数据块
这样M0.1 为1 时,将在MMC 中创建DB2,3,4,5,6。每个DB 块容量为16K ,当MW4 等于5 时,完成创建工作,用户应复位M0.1。
5.1 写数据到MMC 卡中,调用SFC84
M0.2 为1 时,CPU 中的数据源DB10.DBB0~9 10 个字节将写到已经在MMC 中创建好的DB2.DBB0~9 中, M1.2 为1 MW6 为W#16#7002 时,用户将复位M0.2 。
5.2 读MMC 中的数据到CPU 中,调用SFC83
M0.3 为1 时,MMC 卡中的数据源DB2.DBB0~9 10 个字节将读到CPU DB10.DBB10~19 中,M1.3 为1,MW8 为W#16#7002 时,用户将复位M0.3。
设计
坚固的塑料机壳里包括:
通过插入式前连接器来对模块接线。
1.内存类型
√ 系统内存(System Memory)--- 控制器的自身功能(M、T、C等)
√ 工作内存(work Memory)--- 用于运行程序;
√ 装载内存(Load Memory)--- 用于装载程序;
其中,工作内存部分又可以细分为:
√ 代码工作内存(Code Memory)--- 用于运行程序的代码部分;
√ 数据工作内存(Data Memory)--- 用于运行程序的数据部分;
S7-400型控制器的内存按照集成方式的不同,可以分为:
√ 集成内存(Integrated)--- 直接集成在控制器内部随控制器一起提供,*额外订购;
√ 扩展内存(Expanded)--- 通过扩展存储卡的方式扩展提供,需要额外订购;
一般情况下,控制器的工作内存不可扩展,而装载内存则可以通过FEPROM或RAM的方式进行扩展。如果希望和集成的RAM装载内存无缝扩展使用,则扩展的装载内存必须选用RAM类型。下图为CPU 412的性能参数示例。
图 1 CPU 412的性能参数示例
22610157
2.内存分配
控制器内存详细分配情况如下表所示。#
内存类型
内容
注释信息
装载内存
系统数据/System Data
硬件组态数据
程序块/Program Blocks
程序块
(FBs,FCs,OBs,Symbols1),Comments1))
工作内存
数据块/Data Blocks
数据块 (DBs)
(数据部分)
系统数据/System Data
硬件组态信息,非装载内存中的全部硬件组态数据
SFC动态创建的DB块/DBs Created by SFC
通过SFC21/22等动态创建的数据块
本地数据/Local Data
各**级中断所需的临时数据存储区
工作内存
逻辑功能块/Logic Blocks
逻辑功能块 (FBs,FCs)
(代码部分)
通信数据缓冲/Communication Data Buffer2)
通信功能所需的临时缓冲区(动态分配)
通信作业数据/Communication jobs Data ( 72字节/每作业)
通信功能块占用的通信作业数据区
输入输出映像区/PII/PIQ (12 字节/每映像区字节)
输入/输出过程映像区所占用的数据空间
诊断缓冲区/Diagnostic Buffer ( 32 字节/每记录)
CPU诊断消息
系统内存
M区间、定时器T、计数器C
M存储区间、定时器/计数器存储区间
功能块/中断堆栈
堆栈区级通信/诊断/本地数据缓冲区
2).运行时动态分配
图 2 控制器内存在线分配情况
图 3 装载内存详细分配情况
图 4 工作内存 Code部分详细分配情况
图 5 工作内存Data部分详细分配情况
根据上述介绍的内容可以查看到实际控制器内存的分配和使用情况,同时在项目组态阶段,也可以参考表格1中的内容,按照如下方式计算、检查各部分的内存需求情况,并对其进行相应优化。
在Simatic Manager中右键点击Blocks文件夹? Object Properties可以打开如下对话框,切换到Blocks页即可查询当前用户程序的内存需求情况。
图 6 用户程序内存需求情况
控制器中的本地数据区用于存储各**级中断运行的程序所需的临时数据,这部分存储空间是在控制器启动初始化时完成预留分配。各功能块所需的临时数据存储区大小可以通过功能块属性? General Part2中的Local data查询到,如下图所示。
图 7 功能块所需本地数据大小
离线程序中实际所需的本地数据可以参考如下连接文档进行计算:
80027837
图 8 CPU本地数据分配
通信作业用于实现控制器和外围设备的通信功能,每个通信作业在内存中需要占用一定的存储空间,这部分存储空间是在控制器启动初始化时完成预留分配。离线的通信作业数可以参考上图 8 CPU本地数据分配中的Communication resources进行设置。此处为300个,参考表格1中的数据,每个通信作业需要分配72 bytes的空间,总共所需300*72 = 21600 bytes,与上图 4 工作内存 Code部分详细分配情况中在线的Communication jobs内存分配吻合。
PCS 7系统中可以通过Chart reference data的统计数据查询到离线程序所需的通信作业数,Step 7系统下则只有下载程序后通过上图4查询到。查询到实际程序所需的通信作业数后,预留一定余量后对图8进行设置,可以优化内存的分配。
输入/输出映像区为控制器预留的、用于存储I/O的映像数据的区间,控制器按照一定的机制进行I/O数据的动态更新,可以优化程序读取I/O的速度和性能。PCS 7中要求必须基于映像区的方式进行I/O信号的读取,冗余控制系统中也要求基于映像区的方式进行I/O信号的读取。这部分存储空间是在控制器启动初始化时完成预留分配。
通过CPU的属性对话框? Cycle/Clock Memory页面进行设置,如下图所示。
图 9 CPU过程映像区分配
图 10 查询I/O地址范围
注:地址范围查询时不用关心上图10中Type列中带*的输入地址(卡件诊断地址)。此外图9中的映像区范围必须设置为偶数。
诊断缓冲区用于存储CPU在线的诊断信息,以便用于诊断维护等。CPU在线信息中的Diagnose buffer即为此处所说的诊断缓冲区。这部分存储空间是在控制器启动初始化时完成预留分配。
图 11 CPU在线诊断信息
图 12 CPU 诊断缓冲区设置
由于CPU 的数据容量有限,可以把CPU 的数据存放于MMC 中,并对其中数据进行读写操作,典型应用为数据配方功能,这些数据可以只存于 MMC (Load Memory) 中,而不占CPU 的容量(Working Memory),当需要使用时可通过程序读写。注意 MMC 的存储次数为100000 次。
2. 示例系统的体系结构
3. 本例需要的设备
STEP7 V5.2或以上版本
B. 需要硬件
1. 一个S7-300 CPU314C-2DP
2. 带有CP5611 的 Field PG 710
3. 512K MMC 卡
4. 只在MMC 中创建数据块
打开STEP7,创建一个新的项目,在“BLOCKS”插入数据块,例如DB1,点右键打开属性窗口,选择“Unlinked” ,这样DB1 将只存于MMC 中。
图 1
在OB1 中调用SFC82
图 2
图 3
5. 读写MMC 的数据
图 4
图 5
上海那里有卖西门子SM421模块