结合电厂应用分析PLC存储器

结合电厂应用分析PLC存储器

妙博

妙博（大唐鲁北发电有限责任公司山东滨州251909）

【摘要】PLC的储存器是用来存放程序和数据的，分为系统程序存储器和用户程序存储器。系统程序存储器用来存放不需要干预的系统程序。用户程序存储器是用来存储用户程序，通常分为程序存储区和数据存储区，程序存储区用来存储用户程序，数据存储区用来存储运算数据、中间运算结果和各种软元件的状态等。本文通过对PLC的存储器的介绍，以西门子7-300/400的具体应用进行了深入分析和研究。

【关键词】PLC存储器类型存储空间分配存储容量7-300/400

中图分类号：Ｇ71文献标识码：Ａ文章编号：ISSN1004-1621（2013）08-013-02

PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。而PLC的存储器更是尤为重要.

一、PLC常用的存储器类型

1.RAM(RandomAssessMemory)，这是一种读/写存储器(随机存储器)，其存取速度最快，由锂电池支持。

2.EPROM(ErasableProgrammableReadOnlyMemory)，这是一种可擦除的只读存储器，在断电情况下存储器内的所有内容保持不变(在紫外线连续照射下可擦除存储器内容)。

3.EEPROM(ElectricalErasableProgrammableReadOnlyMemory)，这是一种电可擦除的只读存储器，使用编程器就能很容易地对其所存储的内容进行修改。

二、PLC存储空间的分配

虽然各种PLC的CPU的最大寻址空间各不相同，但是根据PLC的工作原理其存储空间一般包括以下三个区域：

1.系统程序存储区；

系统RAM存储区(包括I/O映象区和系统软设备等)；

2.用户程序存储区。

(1)系统程序存储区

在系统程序存储区中存放着相当于计算机操作系统的系统程序，包括监控程序、管理程序、命令解释程序、功能子程序、系统诊断子程序、等由制造厂商将其固化在EPROM中，用户不能直接存取，它和硬件一起决定了该PLC的性能。

(2)系统RAM存储区

系统RAM存储区包括I/O映象区以及各类软设备如：逻辑线圈、数据寄存器、计时器、计数器、变址寄存器、累加器、等存储器。

(3)I/O映象区，由于PLC投入运行后只是在输入采样阶段才依次读入各输入状态和数据在输出刷新阶段才将输出的状态和数据送至相应的外设，因此它需要一定数量的存储单元(RAM)以存放I/O的状态和数据，这些单元称作I/O映象区，一个开关量I/O占用存储单元中的一个位(bit)，一个模拟量I/O占用存储单元中的一个字(16个bit)，因此整个I/O映象区可看作两个部分组成：开关量I/O映象区，模拟量I/O映象区。

3.系统软设备存储区

除了I/O映象区区以外，系统RAM存储区还包括PLC内部各类软设备(逻辑线圈、计时器、计数器、数据寄存器和累加器等)的存储区，该存储区又分为具有失电保持的存储区域和无失电保持的存储区域，前者在PLC断电时由内部的锂电池供电，数据不会遗失，后者当PLC断电时数据被清零

(1)逻辑线圈

与开关输出一样，每个逻辑线圈占用系统RAM存储区中的一个位，但不能直接驱动外设，只供用户在编程中使用，其作用类似于电器控制线路中的继电器，另外不同的PLC还提供数量不等的特殊逻辑线圈，具有不同的功能。

(2)数据寄存器

与模拟量I/O一样，每个数据寄存器占用系统RAM存储区中的一个字(16bits)，另外PLC还提供数量不的特殊数据寄存器，具有不同的功能。

(3)计时器

(4)计数器

三、PLC存储器容量

存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。设计阶段，由于用户应用程序还未编制，因此，程序容量在设计阶段是未知的，需在程序调试之后才知道。为了设计选型时能对程序容量有一定估算，通常采用存储器容量的估算来替代。

存储器内存容量的估算没有固定的公式，许多文献资料中给出了不同公式，大体上都是按数字量I/O点数的10～15倍，加上模拟I/O点数的100倍，以此数为内存的总字数（16位为一个字），另外再按此数的25%考虑余量。

ＰＬＣ系统所用的存储器基本上由ＰＲＯＭ、Ｅ-ＰＲＯＭ及ＰＡＭ三种类型组成，存储容量则随机器的大小变化，一般小型机的最大存储能力低于６ｋＢ，中型机的最大存储能力可达６４ｋＢ，大型机的最大存储能力可上兆字节。使用时可以根据程序及数据的存储需要来选用合适的机型，必要时也可专门进行存储器的扩充设计。

四、7-300/400存储区介绍

1.系统存储器：

系统存储器用于存放输入输出过程映像区（PII,PIQ）、位存储器(M)、定时器(T)和计数器(C))、块堆栈和中断堆栈以及临时存储器(本地数据堆栈)。

2.工作存储器：

工作存储器仅包含运行时使用的程序和数据。RAM工作存储器集成在CPU中，RAM中的内容通过电源模块供电或后备电池保持。除了S7417-4CPU可以通过插入专用的存储卡来扩展工作存储器外，其他PLC的工作存储器都无法扩展。

3.装载存储器：

装载存储器是用于存放不包含符号地址分配或注释(这些保留在编程设备的存储器中)的用户程序。装载存储器可以是存储器卡、内部集成的RAM或内部集成的EPROM.

4.保持存储器：保持存储器是非易失性的RAM，通过组态可以在PLC掉电后即使没有安装后备电池的情况下，保存一部分位存储器（M）、定时器(T)、计数器（C）和数据块(DB)。在设置CPU参数时一定要指定要保持的区域。（注意：由于S7-400PLC没有非易失性RAM，即使组态了保持区域，再掉电时若没有后备电池，也将丢失所有数据。这是S7-300PLC与S7-400的重要区别）

五、结论：

大唐鲁北发电有限责任公司两台330MW机组PLC控制系统中共使用了施耐德昆腾140系列，欧姆龙c2000系列，西门子7-200，7-300系列等，其中西门子S7-200PLC的程序块、数据块、系统块都存在EEPROM中，所以永远也不会丢失，不用考虑失电组态丢失等问题，从工作方便角度考虑建议选择存储在EEPROM的存储方式类型的PLC控制系统。