2022年AS控制器內(nèi)存分配及優(yōu)化

1、AS 掌握器內(nèi)存安排及優(yōu)化顯示訂貨號0前言西門子 SIMATIC S7 家族中的掌握器依據(jù)料用場合、性能等分為 S7-1200 、S7-200 、S7-300 、S7-400 等各種不同的系列；而每一系列中又細分不同的型號,例如,S7-400 系列中有 S7-412 、S7-414 、S7-416 、S7-417 等型號；不同系列、不同型號的掌握器對應(yīng)不同的掌握性能（運算速度、內(nèi)存容量等）；本文基于 S7-400 系列掌握器,具體介紹內(nèi)存的類型、安排情形及實際使用過程中可能的內(nèi)存優(yōu)化方法；1內(nèi)存類型S7-400 型掌握器的內(nèi)存依據(jù)功能的不同,可以分為： 系統(tǒng)內(nèi)存（ System Memory）

2、- 掌握器的自身功能（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；其中,工作內(nèi)存部分又可以細分為： 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 型掌握器的內(nèi)存依據(jù)集成方式的不同,可以分為： 集成內(nèi)存（ Integrated ）- 直接集成在掌握器內(nèi)部隨掌握器一起供應(yīng),無需額外訂購；1 / 15 擴展內(nèi)存（ Expanded ）- 通過擴展儲備卡的方式擴展供應(yīng),需要額外訂購；一般情形下,掌握器的工作內(nèi)存不行擴展

3、,而裝載內(nèi)存就可以通過 FEPROM 或 RAM 的方式進行擴展； 假如期望和集成的 RAM 裝載內(nèi)存無縫擴展使用,就擴展的裝載內(nèi)存必需選用 RAM類型；下圖為 CPU 412 的性能參數(shù)示例；圖 1 CPU 412 的性能參數(shù)示例掌握器內(nèi)存信息也可參考如下鏈接內(nèi)容：226101572內(nèi)存安排掌握器內(nèi)存具體安排情形如下表所示；# 注釋信息 硬件組態(tài)數(shù)據(jù) 程序塊內(nèi)存類型內(nèi)容裝載內(nèi)存系統(tǒng)數(shù)據(jù) /System Data 程序塊 /Program Blocks2 / 15 工作內(nèi)存數(shù)據(jù)塊 /Data Blocks FBs,FCs,OBs,Symbols 1,Comments 1數(shù)據(jù)塊 DBs（數(shù)據(jù)部分

4、）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本地數(shù)據(jù) /Local Data通過 SFC21/22 等動態(tài)創(chuàng)建的數(shù)據(jù)塊 各優(yōu)先級中斷所需的暫時數(shù)據(jù)儲備 區(qū)工作內(nèi)存 規(guī)律功能塊 /Logic Blocks 規(guī)律功能塊 FBs,FCs（代碼部分）/Communication Data Buffer 通信數(shù)據(jù)緩沖 2通信功能所需的暫時緩沖區(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) 輸入輸出映像區(qū) /PII/PIQ 12通信功能塊占用的通信作業(yè)

5、數(shù)據(jù)區(qū) 輸入/輸出過程映像區(qū)所占用的數(shù)據(jù)字節(jié)/每映像區(qū)字節(jié) 診斷緩沖區(qū) /Diagnostic Buffer 32 字節(jié)/每記錄 空間 CPU 診斷消息M 儲備區(qū)間、定時器 /計數(shù)器儲備區(qū)系統(tǒng)內(nèi)存M 區(qū)間、定時器 T、計數(shù)器 C間功能塊 /中斷堆棧表格 1 掌握器內(nèi)存安排祥表堆棧區(qū)級通信 /診斷/本地數(shù)據(jù)緩沖區(qū)1.通過PLCSave to Memory Card EPROM菜單才會下載到裝載內(nèi)存中2.運行時動態(tài)安排Memory頁面查詢到,如下圖所示；3 / 15 圖 2 掌握器內(nèi)存在線安排情形從該圖中可以看到內(nèi)存被劃分為四個部分：Load Memory RAM（裝載內(nèi)存RAM ）、 Load

6、Memory EPROM （裝載內(nèi)存 EPROM ）、Work Memory Code （工作內(nèi)存 Code ）和 Work Memory Data（工作內(nèi)存 Data ）；每個部分的實際占用狀況可以通過下側(cè)的 Free（閑暇內(nèi)存） 、Assigned（已安排內(nèi)存）、Total （總內(nèi)存）、Largest Free Block（最大連續(xù)閑暇內(nèi)存空間）和 Max. Pluggable （最大可安插內(nèi)存量）看到；而每個部分具體的內(nèi)部安排情形可以通過挑選相應(yīng)內(nèi)存列后,點擊右側(cè)的Details Memory Area按鈕查詢到,如下圖所示；4 / 15 圖 3 裝載內(nèi)存具體安排情形5 / 15 圖 4

7、 工作內(nèi)存 Code 部分具體安排情形圖 5 工作內(nèi)存 Data 部分具體安排情形3內(nèi)存優(yōu)化依據(jù)上述介紹的內(nèi)容可以查看到實際掌握器內(nèi)存的安排和使用情形,同時在項目組態(tài)階段,也可以參考表格 1 中的內(nèi)容,依據(jù)如下方式運算、檢查各部分的內(nèi)存需求情形,并對其進行相應(yīng)優(yōu)化；3.1 用戶程序內(nèi)存需求在 Simatic Manager中右鍵點擊BlocksObject 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)存需求情形；6 / 15 圖 6 用戶程序內(nèi)存需求情形從上圖中可以看到,用戶程序所需裝載內(nèi)存為 5354 bytes ,系統(tǒng)數(shù)據(jù)（硬件組態(tài)）所需裝載內(nèi)存

8、為 7616 bytes ,總和為12970 bytes,和 CPU 在線內(nèi)存安排情形吻合（見上圖3 裝載內(nèi)存7 / 15 具體安排情形中 load objects 所示）；用戶程序所需工作內(nèi)存代碼部分為 2682 bytes ,所需工作內(nèi)存數(shù)據(jù)部分為 630 bytes ,和 CPU 在線內(nèi)存安排情形吻合（見上圖 4 工作內(nèi)存 Code 部分具體安排情形中 logic blocks 部分所示和上圖 5 工作內(nèi)存 Data 部分具體安排情形中 data blocks 部分所示）；3.2 本地數(shù)據(jù)內(nèi)存需求掌握器中的本地數(shù)據(jù)區(qū)用于儲備各優(yōu)先級中斷運行的程序所需的暫時數(shù)據(jù),這部分儲備空間是在掌握器啟

9、動初始化時完成預(yù)留安排；各功能塊所需的暫時數(shù)據(jù)儲備區(qū)大小可以通過功能塊屬General Part2中的 Local data查詢到,如下圖所示；圖 7 功能塊所需本地數(shù)據(jù)大小掌握器中依據(jù)中斷的優(yōu)先級的方式安排本地數(shù)據(jù)的大小,通過CPUMemory中設(shè)置, 下圖所示本地數(shù)據(jù)離線設(shè)置為8192 bytes ,與上圖5 工作內(nèi)存Data 部分具體安排情8 / 15 況中在線的Local data安排吻合；離線程序中實際所需的本地數(shù)據(jù)可以參考如下連接文檔進行運算：80027837依據(jù)實際程序所需的本地數(shù)據(jù)進行下圖8 所示的 Local data的設(shè)置,可以優(yōu)化內(nèi)存的安排；圖 8 CPU 本地數(shù)據(jù)安排3

10、.3 通信作業(yè)內(nèi)存需求通信作業(yè)用于實現(xiàn)掌握器和外圍設(shè)備的通信功能,每個通信作業(yè)在內(nèi)存中需要占用肯定的儲備空間,這部分儲備空間是在掌握器啟動初始化時完成預(yù)留安排；離線的通信作業(yè)數(shù)可以參考上圖 8 CPU 本地數(shù)據(jù)安排中的Communication resources進行設(shè)置；此處為300 個,參考表格9 / 15 1 中的數(shù)據(jù),每個通信作業(yè)需要安排 72 bytes 的空間,總共所需 300*72 = 21600 bytes,與上圖 4 工作內(nèi)存 Code 部分具體安排情形中在線的 Communication jobs 內(nèi)存安排吻合；PCS 7 系統(tǒng)中可以通過 Chart reference d

11、ata 的統(tǒng)計數(shù)據(jù)查詢到離線程序所需的通信作業(yè)數(shù),Step 7 系統(tǒng)下就只有下載程序后通過上圖 4 查詢到；查詢到實際程序所需的通信作業(yè)數(shù)后,預(yù)留肯定余量后對圖 8 進行設(shè)置,可以優(yōu)化內(nèi)存的安排；3.4 輸入 /輸出映像區(qū)內(nèi)存需求輸入 /輸出映像區(qū)為掌握器預(yù)留的、用于儲備 I/O 的映像數(shù)據(jù)的區(qū)間,掌握器依據(jù)肯定的機制進行 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 中要求必需基于映像區(qū)的方式進行 I/O 信號的讀取,冗余掌握系統(tǒng)中也要求基于映像區(qū)的方式進行 I/O 信號的讀??；這部分儲備空間是在掌握器啟動初始化時完成預(yù)留安排；通過 CPUCycle/Clock

12、 Memory頁面進行設(shè)置,如下圖所示；10 / 15 圖 9 CPU 過程映像區(qū)安排此處為 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)需要安排 12 bytes 的空間,總共所需 1000*12 = 12000 bytes 輸入 /輸出,與上圖 4 工作內(nèi)存 Code 部分具體安排情形中 Process-image inputs、Process-image outputs 內(nèi)存安排吻合；實際程序中所需的映像區(qū)范疇可以通過像區(qū)范疇后,預(yù)留肯定余量后對圖I/O 卡件的地址范疇查詢到,查詢到實際程序所需

13、的映9 進行設(shè)置,可以優(yōu)化內(nèi)存的安排；11 / 15 圖 10 查詢 I/O 地址范疇如上圖紅色標(biāo)識所示,輸入地址為0515 ,就輸入映像區(qū)范疇最小設(shè)置為516 字節(jié),輸出地址為 0515 ,就輸出映像區(qū)范疇最小設(shè)置為 516 字節(jié)；注：地址范疇查詢時不用關(guān)懷上圖 10 中 Type 列中帶 *的輸入地址（卡件診斷地址）；此外圖9 中的映像區(qū)范疇必需設(shè)置為偶數(shù)；3.5 工作內(nèi) 診斷緩沖區(qū)內(nèi)存需求12 / 15 診斷緩沖區(qū)用于儲備 CPU 在線的診斷信息,以便用于診斷保護等；CPU 在線信息中的Diagnose buffer 即為此處所說的診斷緩沖區(qū)；這部分儲備空間是在掌握器啟動初始化時完成預(yù)留安排；圖 11 CPU 在線診斷信息通過 CPUDiagnostics/Clock頁面進行設(shè)置,如下圖所示；13 / 15 圖 12 CPU 診斷緩沖區(qū)設(shè)置此處為 120 條,參考表格1 中的數(shù)據(jù), 每條消息需要安排32 bytes 的空間, 總共所需120*32 = 3840 bytes ,與上圖 4 工作內(nèi)存 Code 部分具體安排情形中 Diagnose buffer 內(nèi)存安排吻合；該消息儲備區(qū)間為 Ring 型儲備區(qū)間,假如消息條數(shù)