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S7-300/400 PLC的存储区

西门子S7-300/400 PLC的存储区可以分为装载存储区、工作存储区和系统存储区。1.装载存储器

装载存储器用于保存不包含符号地址和注释的用户程序和系统数据（组态、连接和模块参数等）。有的CPU集成装载存储器，有的可以用微存储器卡（Multi-Media Card，MMC）来扩展，CPU 31xC的用户程序只能装入插入式的MMC。断电时数据保存在MMC存储器中，数据块的内容基本上保留。下载程序时，用户程序被下载到CPU的装载存储器，CPU把可执行部分复制到工作存储器，符号表和注释保存在编程设备中。2.工作存储器

它是集成的RAM存储器，用于存储用户程序和数据，包括组织块、功能、功能块、数据块。为了保证程序执行的快速性和不过多占用工作存储器，只有与程序执行有关的块才会被装入工作存储器。复位CPU的存储器时，工作存储器中数据会被清除，但程序不会被删除。3.系统存储器

系统存储器是CPU为用户运行程序提供的存储区。系统存储器被划分成多个地址区，常用的存储区有过程映像输入区（I）、过程映像输出区（Q）、外部设备输入区（PI）、外部设备输出区（PQ）、位存储区（M）、定时器（T）、计时器（C）、数据块寄存器（DB/DI）、本地数据寄存器（L）、累加器（ACCU）、地址寄存器（AR）和状态字寄存器等。

1）过程映像输入区（I）又称输入继电器区，在每个扫描周期开始时，CPU将输入模块外部端子的状态读入过程映像输入区，该过程称为输入刷新。在执行程序阶段，CPU不理会新状态值，直到下一个扫描周期开始才读入新状态值。

2）过程映像输出区（Q）又称输出继电器区，在执行程序阶段，产生的各种输出值不是马上送往输出模块，而是先保存在过程映像输出区，等程序执行结束后，CPU马上将过程映像输出区的这些输出值送往输出模块，使之从输出端子产生输出，该过程称为输出刷新。

3）对外部输入/输出设备进行访问，除了可以通过映像区外，还可以通过外部设备输入/输出区（PI/PQ）直接进行访问。但通过外部设备输入/输出区访问时，只能是按照字节、字、双字来存取。由于过程映像区在CPU模块中，所以访问过程映像区要比外部设备输入/输出区速度快得多。

4）位存储区（M）又称辅助继电器，辅助继电器可分为普通型和保持型，普通型继电器在CPU处于停止状态时，其状态全部复位。保持型继电器在CPU处于停止状态时，其状态保持停止前的状态。辅助继电器通常用来保存中间结果。

5）定时器（T）相当于继电器控制系统中的时间继电器。定时器是由位和字组成的复合存储单元，定时器用字单元存储定时时间值，用位单元存储定时器的触点状态。

西门子S7-300/400 PLC的S5定时器有5种，分别是脉冲定时器（SPULSE）、扩展脉冲定时器（SPEXT）、接通延时S5定时器（SODT）、保持型接通延时S5定时器（SODTS）和断开延时定时器（SOFFDT）。定时器有普通型用途和保持型之分，通过STEP7编程软件可以把普通型定义为保持型，或者将保持型定义为普通型。

6）计数器（C）用于计算计数脉冲上升沿的次数，计数器是由位和字组成的复合存储单元，计数器用字单元存储当前计数值，用位单元存储计数器的触点状态。

S7-300/400 PLC的计数器有3种，分别是加计数器、减计数器和加减计数器。

7）数据块可分为共享数据块（DB）和背景数据块（DI），共享数据块用来存放数据，和位存储区使用方法类似，唯一不同的是数据块的存储空间很大。背景数据块直接分配给函数块，作为函数块的静态变量。数据块相当于S7-200/200 SMART PLC中的V区，不同的是共享数据块相当于程序当中直接使用的V区，背景数据块相当于在一些功能配置中进行存储器分配时用到的V区，例如S7-200 SMART在做GET/PUT通信时要分配50个字节的V区地址

8）本地数据寄存器（L）用于存储逻辑块（OB、FB和FC）中使用的临时数据。

9）累加器（ACCU）是用于处理字节、字或双字的寄存器，语句表程序中为常用。S7-300 PLC有ACC1和ACC2两个累加器，S7-400 PLC有ACC1、ACC2、ACC3和ACC4四个累加器。累加器为32位，可以按字节、字或双字来存取，在按字节或字来存取时，数据都存放于累加器的低端，即以右端对齐为原则。

10）地址寄存器（AR）：西门子S7-300/400 PLC中有两个地址寄存器，分别是ARI和AR2，使用地址寄存器可以对各个存储区的存储单元进行寄存器寻址，地址存储器的内容加上偏移量形成指针。

11）状态字寄存器用于存储CPU执行指令后的状态，状态字寄存器是一个16位寄存器，但它只用到了低9位（高7位未定义），状态字寄存器各位的功能如图1-17所示。状态字寄存器的某些位用于判断某些指令是否执行和以什么样的方式执行，执行指令时可能改变状态中的某些位。

状态字寄存器的第0位为检测位（FC）。CPU对梯形图的条指令进行检查，称为检查。检查位在开始执行检查时总是为0，在逻辑串指令执行过程中检查位总是为1，逻辑执行完后会将检查位清零。检查的结果保存在RLO位（第1位），检查后的RLO位状态称为检查结果。

状态字寄存器的第1位为逻辑结果状态位（RLO）。当CPU执行逻辑指令或比较指令时，执行的结果保存在RLO位，如果RLO=1，表示有能流流到运算点；如果RLO=0，则表示无能流流到运算点。

状态字寄存器的第2位为状态位（STA）。执行位逻辑指令时，STA位值总是与该位的值一致。

状态字寄存器的第3位为或位（OR）。在先逻辑“与”后逻辑“或”的逻辑运算中，OR位暂时保存逻辑“与”的操作结果，以便进行后面的逻辑“或”运算，在执行其他指令时，OR位会被清零。

状态字寄存器的第4位为溢出位（OV）。在执行算术运算或浮点数比较指令时，如果出现错误（如溢出、非法操作和不规范的格式），溢出位被置1，后面的同类指令执行结果正常时，该位会清零。

状态字寄存器的第5位称为溢出状态保持位（OS）。溢出存储位是与OV位一起被置位的，而且在更新算术指令之后，它能够保持这种状态，也就是说，它的状态不会由于下一个算术指令的结果而改变。这样，即使是在程序的后面部分，也还有机会判断数字区域是否溢出或者指令是否含有无效实数。OS位只有通过如下命令进行复位：JOS（若OS=1，则跳转）命令、块调用命令和块结束命令。

随着计算机技术的发展，存储逻辑开始进入工业控制领域。可编程序控制器（Programmable Logic Controller，PLC）作为通用的工业控制计算机，是存储逻辑在工业应用的代表性成果。自从1969年台PLC研制成功并应用到汽车制造自动装配生产线上以来，PLC不断更新换代。特别是近二十年来，可编程序控制器技术发展迅速，功能日益强大，在生产过程中应用十分广泛，作为工业自动化技术三大支柱之一在经济领域中发挥着越来越重要的作用。

S7-200 SMART PLC结构紧凑、成本低廉且具有功能强大的指令集，使得其成为控制小型应用的完美设备。S7-200 SMART产品多种多样且提供基于Windows的编程工具，用户可以借助它们灵活地解决各种自动化问题。