西門子S7-400H的內(nèi)存(Memory)結(jié)構(gòu)

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	上海斌勤電氣技術(shù)有限公司
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詳細(xì)介紹

西門子S7-400H的內(nèi)存(Memory)結(jié)構(gòu)

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S7-400H控制器的內(nèi)存結(jié)構(gòu)與優(yōu)化

S7-400型控制器的內(nèi)存按照功能的不同，可以分為：

系統(tǒng)內(nèi)存（System Memory）--- 控制器的自身功能（M、T、C等）

工作內(nèi)存（work Memory）--- 用于運行程序；

裝載內(nèi)存（Load Memory）--- 用于裝載程序，可以通過存儲卡擴展；

$Description: Description: C:\Users\PCS7\Desktop\PCS7_TOP1216\H_CPU\S7_400H_General_Info\S7_400H_InnerMemory\image\image001.png$

其中，工作內(nèi)存部分又可以細(xì)分為：

代碼工作內(nèi)存（Code Memory）--- 用于運行程序的代碼部分；

數(shù)據(jù)工作內(nèi)存（Data Memory）--- 用于運行程序的數(shù)據(jù)部分；

S7-400型控制器的內(nèi)存按照集成方式的不同，可以分為：

集成內(nèi)存（Integrated）--- 直接集成在控制器內(nèi)部隨控制器一起提供，無需額外訂購；

擴展內(nèi)存（Expanded）--- 通過擴展存儲卡的方式擴展提供，需要額外訂購；

一般情況下，控制器的工作內(nèi)存不可擴展，而裝載內(nèi)存則可以通過FEPROM或RAM的方式進行擴展。如果希望和集成的RAM裝載內(nèi)存無縫擴展使用，則擴展的裝載內(nèi)存必須選用RAM類型。下圖為CPU 412的性能參數(shù)示例。

$Description: Description: C:\Users\PCS7\Desktop\PCS7_TOP1216\H_CPU\S7_400H_General_Info\S7_400H_InnerMemory\image\image002.png$

控制器內(nèi)存詳細(xì)分配情況

內(nèi)存類型	內(nèi) 容	注釋信息
裝載內(nèi)存	系統(tǒng)數(shù)據(jù)/System Data	硬件組態(tài)數(shù)據(jù)
裝載內(nèi)存	程序塊/Program Blocks	程序塊 (FBs,FCs,OBs,Symbols,Comments)
工作內(nèi)存（數(shù)據(jù)部分）	數(shù)據(jù)塊/Data Blocks	數(shù)據(jù)塊 (DBs)
	系統(tǒng)數(shù)據(jù)/System Data	硬件組態(tài)信息，非裝載內(nèi)存中的全部硬件組態(tài)數(shù)據(jù)
	SFC動態(tài)創(chuàng)建的DB塊/DBs Created by SFC	通過SFC21/22等動態(tài)創(chuàng)建的數(shù)據(jù)塊
	本地數(shù)據(jù)/Local Data	各優(yōu)先級中斷所需的臨時數(shù)據(jù)存儲區(qū)
工作內(nèi)存（代碼部分）	邏輯功能塊/Logic Blocks	邏輯功能塊 (FBs,FCs)
	通信數(shù)據(jù)緩沖/Communication Data Buffer²⁾	通信功能所需的臨時緩沖區(qū)（動態(tài)分配）
	通信作業(yè)數(shù)據(jù)/Communication jobs Data ( 72字節(jié)/每作業(yè))	通信功能塊占用的通信作業(yè)數(shù)據(jù)區(qū)
	輸入輸出映像區(qū)/PII/PIQ (12 字節(jié)/每映像區(qū)字節(jié))	輸入/輸出過程映像區(qū)所占用的數(shù)據(jù)空間
	診斷緩沖區(qū)/Diagnostic Buffer ( 32字節(jié)/每記錄)	CPU診斷消息
系統(tǒng)內(nèi)存	M區(qū)間、定時器T、計數(shù)器C 功能塊/中斷堆棧	M存儲區(qū)間、定時器/計數(shù)器存儲區(qū)間堆棧區(qū)級通信/診斷/本地數(shù)據(jù)緩沖區(qū)

由于CPU的工作內(nèi)存大小不可擴展，而各種CPU功能會共同占用這部分區(qū)域，對于內(nèi)存空間有限的CPU，例如S7-412H，內(nèi)存優(yōu)化顯得非常必要。

用戶可以根據(jù)項目的實際情況，調(diào)整CPU的內(nèi)存分配，適放更多的空間。例如，擴展過程映像區(qū)、擴展本地數(shù)據(jù)區(qū)等。實際的CPU內(nèi)存占用情況可以通過以下方式檢查：

如何查看用戶程序內(nèi)存需求

在Simatic Manager中右鍵點擊Blocks文件夾à Object Properties可以打開如下對話框，切換到Blocks頁即可查詢當(dāng)前用戶程序的內(nèi)存需求情況。

$Description: Description: C:\Users\PCS7\Desktop\PCS7_TOP1216\H_CPU\S7_400H_General_Info\S7_400H_InnerMemory\image\image003.png$

$Description: Description: C:\Users\PCS7\Desktop\PCS7_TOP1216\H_CPU\S7_400H_General_Info\S7_400H_InnerMemory\image\image004.png$

用戶程序內(nèi)存需求情況

如何查看本地數(shù)據(jù)內(nèi)存需求

控制器中的本地數(shù)據(jù)區(qū)用于存儲各優(yōu)先級中斷運行的程序所需的臨時數(shù)據(jù)，這部分存儲空間是在控制器啟動初始化時完成預(yù)留分配。各功能塊所需的臨時數(shù)據(jù)存儲區(qū)大小可以通過功能塊屬性à General Part2中的Local data查詢到，如下圖所示。

$Description: Description: C:\Users\PCS7\Desktop\PCS7_TOP1216\H_CPU\S7_400H_General_Info\S7_400H_InnerMemory\image\image005.png$

按照實際程序所需的本地數(shù)據(jù)進行下圖所示的Local data的設(shè)置，可以優(yōu)化內(nèi)存的分配。

v 如何分配合理Local data

$Description: Description: C:\Users\PCS7\Desktop\PCS7_TOP1216\H_CPU\S7_400H_General_Info\S7_400H_InnerMemory\image\image006.png$

如何查看和優(yōu)化輸入/輸出映像區(qū)內(nèi)存需求

輸入/輸出映像區(qū)為控制器預(yù)留的、用于存儲I/O的映像數(shù)據(jù)的區(qū)間，控制器按照一定的機制進行I/O數(shù)據(jù)的動態(tài)更新，可以優(yōu)化程序讀取I/O的速度和性能。PCS 7中要求必須基于映像區(qū)的方式進行I/O信號的讀取，冗余控制系統(tǒng)中也要求基于映像區(qū)的方式進行I/O信號的讀取。這部分存儲空間是在控制器啟動初始化時完成預(yù)留分配。

通過CPU的屬性對話框à Cycle/Clock Memory頁面進行設(shè)置，如下圖所示。

$Description: Description: C:\Users\PCS7\Desktop\PCS7_TOP1216\H_CPU\S7_400H_General_Info\S7_400H_InnerMemory\image\image007.png$

此處為1000 Process image input/1000 Process image output，參考表格1中的數(shù)據(jù)，每個映像區(qū)字節(jié)需要分配12 bytes的空間，總共所需1000*12 = 12000 bytes輸入/輸出。實際程序中所需的映像區(qū)范圍可以通過I/O卡件的地址范圍查詢到，查詢到實際程序所需的映像區(qū)范圍后，預(yù)留一定余量后對上圖進行設(shè)置，可以優(yōu)化內(nèi)存的分配。

$Description: Description: C:\Users\PCS7\Desktop\PCS7_TOP1216\H_CPU\S7_400H_General_Info\S7_400H_InnerMemory\image\image008.png$

$Description: Description: C:\Users\PCS7\Desktop\PCS7_TOP1216\H_CPU\S7_400H_General_Info\S7_400H_InnerMemory\image\image009.png$

查詢I/O地址范圍

如上圖紅色標(biāo)識所示，輸入地址為0~515，則輸入映像區(qū)范圍最小設(shè)置為516字節(jié)，輸出地址為0~515，則輸出映像區(qū)范圍最小設(shè)置為516字節(jié)。

診斷緩沖區(qū)內(nèi)存需求

診斷緩沖區(qū)用于存儲CPU在線的診斷信息，以便用于診斷維護等。CPU在線信息中的Diagnose buffer即為此處所說的診斷緩沖區(qū)。這部分存儲空間是在控制器啟動初始化時完成預(yù)留分配。

$Description: Description: C:\Users\PCS7\Desktop\PCS7_TOP1216\H_CPU\S7_400H_General_Info\S7_400H_InnerMemory\image\image010.png$

CPU在線診斷信息

通過CPU的屬性對話框à Diagnostics/Clock頁面進行設(shè)置，如下圖所示。

$Description: Description: C:\Users\PCS7\Desktop\PCS7_TOP1216\H_CPU\S7_400H_General_Info\S7_400H_InnerMemory\image\image011.png$

CPU 診斷緩沖區(qū)設(shè)置

此處為120條，每條消息需要分配32 bytes的空間，總共所需120*32 = 3840 bytes。該消息存儲區(qū)間為Ring型存儲區(qū)間，如果消息條數(shù)充滿，例如，此處120條，則系統(tǒng)將用新的消息覆蓋最老的消息。根據(jù)實際項目情況進行設(shè)置，設(shè)置范圍：最大3200條，最小100條。越大存儲的消息越多、時間越長。

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