西門子S7-400H的內存(Memory)結構
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S7-400H控制器的內存結構與優(yōu)化
S7-400型控制器的內存按照功能的不同，可以分為：
系統(tǒng)內存（System Memory）--- 控制器的自身功能（M、T、C等）
工作內存（work Memory）--- 用于運行程序；
裝載內存（Load Memory）--- 用于裝載程序，可以通過存儲卡擴展；
其中，工作內存部分又可以細分為：
代碼工作內存（Code Memory）--- 用于運行程序的代碼部分；
數據工作內存（Data Memory）--- 用于運行程序的數據部分；
S7-400型控制器的內存按照集成方式的不同，可以分為：
集成內存（Integrated）--- 直接集成在控制器內部隨控制器一起提供，無需額外訂購；
擴展內存（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，控制器的工作內存不可擴展，而裝載內存則可以通過FEPROM或RAM的方式進行擴展。如果希望和集成的RAM裝載內存無縫擴展使用，則擴展的裝載內存必須選用RAM類型。下圖為CPU 412的性能參數示例。
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內存類型 |
內 容 |
注釋信息 |
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裝載內存 |
系統(tǒng)數據/System Data |
硬件組態(tài)數據 |
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程序塊/Program Blocks |
程序塊 (FBs,FCs,OBs,Symbols,Comments) |
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工作內存 （數據部分） |
數據塊/Data Blocks |
數據塊 (DBs) |
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系統(tǒng)數據/System Data |
硬件組態(tài)信息，非裝載內存中的全部硬件組態(tài)數據 |
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SFC動態(tài)創(chuàng)建的DB塊/DBs Created by SFC |
通過SFC21/22等動態(tài)創(chuàng)建的數據塊 |
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本地數據/Local Data |
各優(yōu)先級中斷所需的臨時數據存儲區(qū) |
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工作內存 （代碼部分） |
邏輯功能塊/Logic Blocks |
邏輯功能塊 (FBs,FCs) |
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通信數據緩沖/Communication Data Buffer2) |
通信功能所需的臨時緩沖區(qū)（動態(tài)分配） |
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通信作業(yè)數據/Communication jobs Data ( 72字節(jié)/每作業(yè)) |
通信功能塊占用的通信作業(yè)數據區(qū) |
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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)所占用的數據空間 |
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診斷緩沖區(qū)/Diagnostic Buffer ( 32字節(jié)/每記錄) |
CPU診斷消息 |
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系統(tǒng)內存 |
M區(qū)間、定時器T、計數器C 功能塊/中斷堆棧 |
M存儲區(qū)間、定時器/計數器存儲區(qū)間 堆棧區(qū)級通信/診斷/本地數據緩沖區(qū) |
由于CPU的工作內存大小不可擴展，而各種CPU功能會共同占用這部分區(qū)域，對于內存空間有限的CPU，例如S7-412H，內存優(yōu)化顯得非常必要。
用戶可以根據項目的實際情況，調整CPU的內存分配，適放更多的空間。例如，擴展過程映像區(qū)、擴展本地數據區(qū)等。實際的CPU內存占用情況可以通過以下方式檢查：
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頁即可查詢當前用戶程序的內存需求情況。
用戶程序內存需求情況
控制器中的本地數據區(qū)用于存儲各優(yōu)先級中斷運行的程序所需的臨時數據，這部分存儲空間是在控制器啟動初始化時完成預留分配。各功能塊所需的臨時數據存儲區(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。
按照實際程序所需的本地數據進行下圖所示的Local data的設置，可以優(yōu)化內存的分配。
v 如何分配合理Local data
輸入/輸出映像區(qū)為控制器預留的、用于存儲I/O的映像數據的區(qū)間，控制器按照一定的機制進行I/O數據的動態(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留分配。
通過CPU的屬性對話框à Cycle/Clock Memory頁面進行設置，如下圖所示。
此處為1000 Process image b/1000 Process image output，參考表格1中的數據，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，預留一定余量后對上圖進行設置，可以優(yōu)化內存的分配。
查詢I/O地址范圍
如上圖紅色標識所示，輸入地址為0~515，則輸入映像區(qū)范圍最小設置為516字節(jié)，輸出地址為0~515，則輸出映像區(qū)范圍最小設置為516字節(jié)。
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留分配。
CPU在線診斷信息
通過CPU的屬性對話框à Diagnostics/Clock頁面進行設置，如下圖所示。
CPU 診斷緩沖區(qū)設置
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。根據實際項目情況進行設置，設置范圍：最大3200條，最小100條。越大存儲的消息越多、時間越長。
