Адресное пространство контроллера

Адресное пространство каждого программируемого контроллера содержит:

• области периферийных входов и выходов (PI и PQ, соответственно);

• области отображения процесса по входу (І) и по выходу (Q);

• область меркеров (М);

• области таймеров (Т) и счетчиков (С);

• область L-стека.

В SIMATIC S7 каждый модуль может иметь две области адресов:

· область данных пользователя, которая может быть непосредственно адресована с помощью операторов L (Load) и T (Transfer);

· область системных данных для записи данных передачи.

Область данных пользователя

Объем данных пользователя определяется типом процессорного модуля. Адресация в этой области всегда начинается от байта 0.

Свойства данных пользователя в модуле также зависят от типа модуля. Для сигнальных модулей данные являются дискретными или аналоговыми входными/выходными сигналами. Для других модулей это могут быть данные о состояниях (статусы).

В станциях S7 последовательность адресов для цифровых модулей начинается с 0 и продолжается не более чем до 68 (18-й слот). Следует учесть, что адрес 0 назначается слоту, в который установлен первый цифровой модуль.

Каждый канал цифрового модуля представляется одним битом, то есть каждый бит резервируется за отдельным входом. Адрес каждого бита определяется автоматически. Для этого система фиксирует номер слота с первым цифровым модулем, от которого начинается адресация, и определяет тип модуля. Если модуль имеет 32 канала, то ему назначается адресное поле от І 0.0 к І 3.7 (четыре байта). Следующий модуль будет иметь адресное поле от І 4.0 к І 7.7 и т.д.

Пример. Пусть модуль цифрового ввода с 32 каналами (4 байта), установлен в слоте 14. Если первый цифровой модуль был установлен в слот 4 (слоты 1 и 2 заняты блоком питания, а слот 3 – процессорным модулем), то начальной адрес модуля в слоте 14 по умолчанию равняется:

(14-3) 4 = 44.

Адреса каналов в модуле автоматически устанавливаются сверху вниз.

Последовательность адресов по умолчанию для аналоговых модулей начинается от адреса 512 и заканчивается адресом 1600 (максимум).

Учитывая то, что аналоговый модуль может иметь 2, 4, 8 и 16 каналов, а для каждого канала нужно два байта, то для расчетов адреса аналогового модуля по умолчанию необходимо перемножить количество каналов модуля на 2 и добавить 512.

Пример. Пусть в стойку установлено три модуля аналогового ввода. Первый имеет 8 каналов, второй – 4 канала, а третий – 2 канала. Тогда начальные адреса модулей равны:

Модуль АІ 8´14 bіt 512;

Модуль АІ 4´13 bіt (8´2)+512=528;

Модуль АІ 2´15 bіt (12´2)+512=536.

Для каждого канала аналогового модуля предусмотрен формат вывода информации словами (W). Поэтому адреса отдельных каналов ввода (І) и вывода (Q) увеличиваются на два байта.

Данные пользователя отображаются в области I/O адрес. В зависимости от направления передачи эта область делится на Pi-область (peripheral inputs – область периферийных входов) и Pq-область (peripheral outputs – область периферийных выходов).

Адресная область периферийных входов используется при чтении данных входных модулей. Часть адресов Pi-области отвечает области отображения данных процесса. Эта часть всегда начинается с 0-го адреса I/O, при этом размер области определяется типом CPU.

Адресная область периферийных выходов используется при записи данных выходных модулей. Часть адресов Pq-области отвечает области отображения данных процесса. Эта часть тоже всегда начинается с 0-го адреса I/O, а размер области также определяется типом CPU.

Следует учесть, что периферийные входы и периферийные выходы имеют одинаковые размеры областей, которые отличаются только символами I и Q.

Отображение процесса (образ процесса)

Отображение процесса (образ процесса) составляется из образа дискретных входных и дискретных выходных модулей и, таким образом, подразделяется на образ входов процесса и образ выходов процесса.

К образу входов процесса доступ осуществляется в адресной области входов (I), а к образу выходов процесса – в адресной области выходов (Q).

Образ входов – это отображения соответствующего бита в дискретном входном модуле при сканировании. Перед выполнением программы в каждом программном цикле операционная система CPU копирует значение сигнала из модуля в образ входов процесса, который представляется таблицей отображения.

На рисунке 1.5 представлена схема процесса на примере сканирования кнопки включения мотора. Эта кнопка подключена к модулю на 16 входов по адресу I 5.2.

Выражение "I 5.2" – это абсолютный адрес сигнала включения. В таблице символов этому адресу можно присвоить символическое имя, например, “Switch motor on”. Тогда выражение “Switch motor on” является символьным адресом.

Использование образа входов процесса имеет следующие преимущества:

1. Входы могут быть просканированы и записаны последовательно бит за битом. Благодаря этому программа выполняется быстрее потому, что отсутствует процедура получения доступа к модулю.

Рисунок 1.5 - Схема прохождения сигнала от кнопки включения в область отображения входов в Ram-памяти

2. Состояние образа входа не меняется на протяжении всего цикла программы. При изменению бита входного модуля это изменение сигнала будет перенесено на соответствующий вход образа процесса лишь в начале следующего цикла.

3. Биты дискретных входных модулей доступны только для чтения, в то время, как биты входа находятся в Ram-памяти и доступны как для чтения, так и для записи. Благодаря этому появляется возможность менять входные биты с целью наладки при тестировании программы.

Образ выходов – это отображения соответствующих бит в дискретном выходном модуле. Установка образа выхода – это то же самое, что и установка бита в самом модуле. Операционная система CPU копирует значение бита из образа выходов процесса в исходный модуль.

Использование образа выходов процесса дает следующие преимущества:

1. Выходы могут быть установлены или сброшены бит за битом. Установка выходов осуществляется быстрее, чем процедура получения доступа к выходному модулю. Поэтому программа тоже выполняется быстрее.

2. Состояние выхода может многократно меняться на протяжении всего цикла программы, при этом состояние сигнала выходного модуля остается без изменения. И лишь последнее состояние сигнала будет перенесено в соответствующий выходной модуль в начале нового программного цикла.

3. Выходы могут быть просканированы, потому что они находятся в Ram-памяти, тогда как биты дискретных выходных модулей доступны только для записи, но недоступны для чтения.