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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化
S7-400型控制器的內存按照功能的不同，可以分為：
系統內存（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 |
系統數據/System Data |
硬件組態數據 |
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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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系統數據/System Data |
硬件組態信息，非裝載內存中的全部硬件組態數據 |
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SFC動態創建的DB塊/DBs Created by SFC |
通過SFC21/22等動態創建的數據塊 |
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本地數據/Local Data |
各優先級中斷所需的臨時數據存儲區 |
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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（動態分配） |
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通信作業數據/Communication jobs Data ( 72字節/每作業) |
通信功能塊占用的通信作業數據區 |
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輸入輸出映像區/PII/PIQ (12 字節/每映像區字節) |
輸入/輸出過程映像區所占用的數據空間 |
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診斷緩沖區/Diagnostic Buffer ( 32字節/每記錄) |
CPU診斷消息 |
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系統內存 |
M區間、定時器T、計數器C 功能塊/中斷堆棧 |
M存儲區間、定時器/計數器存儲區間 堆棧區級通信/診斷/本地數據緩沖區 |
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域，對于內存空間有限的CPU，例如S7-412H，內存優化顯得非常必要。
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、擴展本地數據區等。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用于存儲各優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，可以優化內存的分配。
v 如何分配合理Local data
輸入/輸出映像區為控制器預留的、用于存儲I/O的映像數據的區間，控制器按照一定的機制進行I/O數據的動態更新，可以優化程序讀取I/O的速度和性能。PCS 7中要求必須基于映像區的方式進行I/O信號的讀取，冗余控制系統中也要求基于映像區的方式進行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 input/1000 Process image output，參考表格1中的數據，每個映像區字節需要分配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范圍后，預留一定余量后對上圖進行設置，可以優化內存的分配。
查詢I/O地址范圍
如上圖紅色標識所示，輸入地址為0~515，則輸入映像區范圍最小設置為516字節，輸出地址為0~515，則輸出映像區范圍最小設置為516字節。
診斷緩沖區用于存儲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。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。該消息存儲區間為Ring型存儲區間，如果消息條數充滿，例如，此處120條，則系統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。
