-
-
上海朕锌电气设备有限公司
- 咨询热线：郑鑫
13585754803
热门搜索：
西门子C98043-A7014-L2
0．前言
西门子SIMATIC S7家族中的控制器按照应用场合、性能等分为S7-1200、S7-200、S7-300、S7-400等各种不同的系列。而每一系列中又细分不同的型号，例如，S7-400系列中有S7-412、S7-414、S7-416、S7-417等型号。不同系列、不同型号的控制器对应不同的控制性能（运算速度、内存容量等）。本文基于S7-400系列控制器，详细介绍内存的类型、分配情况及实际使用过程中可能的内存优化方法。
1．内存类型
S7-400型控制器的内存按照功能的不同，可以分为：
√ 系统内存（System Memory）--- 控制器的自身功能（M、T、C等）
√ 工作内存（work Memory）--- 用于运行程序；
√ 装载内存（Load Memory）--- 用于装载程序；
其中，工作内存部分又可以细分为：
√ 代码工作内存（Code Memory）--- 用于运行程序的代码部分；
√ 数据工作内存（Data Memory）--- 用于运行程序的数据部分；
S7-400型控制器的内存按照集成方式的不同，可以分为：
√ 集成内存（Integrated）--- 直接集成在控制器内部随控制器一起提供，*额外订购；
√ 扩展内存（Expanded）--- 通过扩展存储卡的方式扩展提供，需要额外订购；
一般情况下，控制器的工作内存不可扩展，而装载内存则可以通过FEPROM或RAM的方式进行扩展。如果希望和集成的RAM装载内存无缝扩展使用，则扩展的装载内存必须选用RAM类型。下图为CPU 412的性能参数示例。
图 1 CPU 412的性能参数示例
说明：
液压装置功能的控制器参数使用下列物理单位：
| 控制器参数 | S7T config 中的单位 | 常规术语 |
| Kp | 1/s | 增益通常为无量纲。 |
| Ki | 1/s2 | 在此，通常以秒为单位指示复位时间 Tn。 |
| Kd | 无量纲 | 与以秒为单位指示的额定时间 Tv 相对应的参数。 |
下面公式通常适用于 PID 控制器，其控制器输入变量为 e(t) 和输出变量为 y(t)：
西门子C98043-A7014-L2
图 1
变量 e(t) 是目标值与实际值之差。信号 y(t) 表示控制器输出。通常给出复位时间 Tn = 1/Ki，而不是积分常数 Ki。微分动作时间常数 Kd 与通常使用的额定时间 Tv 相等。
来自液压装置功能控制器的输入信号 e(t) 表示所测量的位置差，单位为 mm。控制器输出信号 y(t) 为所测量的速度，单位为 mm/s。从 mm → mm/s 的必需转换影响控制器参数的物理单位。这分为 P、I 和 D 部分：
增益(P 部分)：
图 2
积分(I 部分)：
图 3
微分(D 部分)：
图 4
由于液压装置功能的控制器参数与时间相关，因此可修改控制器的采样时间，而*调整参数。
机器人或者说机器人控制器作为PROFINET IO 设备通过的GSDML文件加载在SIMATIC控制器的硬件组态中。这会使得在机器人和SIMATIC控制器之间做数据交换的时候，能获得PROFINET标准所有的优势。
机器人的地址在PLC编程中通过功能块分配，此功能块是跟KUKA.PLC mxAutomation功能包一起作为一个模块指令库提供的。这些功能块的作用与已被广泛应用的PLCopen标准相似，也集成在SIMATIC CPU中的运动功能中。可以通过模块指令库和基本运动指令的功能块打开和监视机器人，比如点对点运动和线性运动或圆周运动，都可以传送给机器人。
对于机器人控制器，是负责控制机器人运动的，KUKA.PLC mxAutomation功能包包括一个命令解释器，这个命令解释器安装在机器人控制器上并将从PLC程序发出的机器人指令转换为机器人的路径规划。因此KR C4机器人控制器能够使用所有运动相关和安全相关的功能，机器人控制器使用常规精度执行机器人的运动，与SIMATIC CPU负载无关。
KUKA.PLC mxAutomation可以运行在所有使用KR C4控制器的KUKA机器人上，因此可以支持全部全系列性能的机器人，从有效负载较小的KR AGILUS可支持到6kg，到有效负载较大的KR 1000 titan可支持1300kg。
当机器人的运动是面向事件的以及要灵活适应将要处理的任务时，KUKA.PLC mxAutomation 功能包特别适用于各种类型的应用处理和简单的线性运动。
使用KUKA.PLC mxAutomation时有以下优点：
通过PROFINET连接所有功能组件，例如SIMATIC CPU和机器人控制器。
通过mxAutomation功能库，机器人编程仅需要PLC编程的知识。
机械和机器人控制融合成一个单元，以便机器人能够完全的集成到机器的操作理念。甚至机器人学习过程，也就是手动巡回到机器人的位置并将目标点存储在SIMATIC控制器中，也可以通过SIMATIC控制器（单点操作）的人机交互界面（HMI）实现。
STEP 7 V5.4 用于SIMATIC S7-300和S7-400控制器系列
STEP 7 (TIA Portal)用于SIMATIC S7-300和S7-400控制器系列
STEP 7 (TIA Portal)用于the SIMATIC S7-1500控制器系列
这些所有不同系列的控制器都能对每个机器人用一个至少254字节的IO地址区。取决于IO地址，一个SIMATIC控制器通过KUKA.PLC mxAutomation功能包较多可以控制5个机器人。KUKA.PLC mxAutomation功能包的命令解释器可以通过软件版本为V8.3的KR C4控制器 应用在所有的KUKA机器人上。
另外，产品SINUMERIK Integrate Run MyRobot可供SINUMERIK数控系统使用，KUKA机器人的控制和操作可以通过KUKA.PLC