西門子6SE7090-0XX84-0KA0

0．前言
西門子SIMATIC S7家族中的控制器按照應用場合、性能等分為S7-1200、S7-200、S7-300、S7-400等各種不同的系列。而每一系列中又細分不同的型號，例如，S7-400系列中有S7-412、S7-414、S7-416、S7-417等型號。不同系列、不同型號的控制器對應不同的控制性能（運算速度、內存容量等）。本文基于S7-400系列控制器，詳細介紹內存的類型、分配情況及實際使用過程中可能的內存優化方法。

1．內存類型

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；
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，*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。

圖 1 CPU 412的性能參數示例

說明：
液壓裝置功能的控制器參數使用下列物理單位：
 

控制器參數	S7T config 中的單位	常規術語
Kp	1/s	增益通常為無量綱。
Ki	1/s2	在此，通常以秒為單位指示復位時間 Tn。
Kd	無量綱	與以秒為單位指示的額定時間 Tv 相對應的參數。

下面公式通常適用于 PID 控制器，其控制器輸入變量為 e(t) 和輸出變量為 y(t)：

圖 1

變量 e(t) 是目標值與實際值之差。信號 y(t) 表示控制器輸出。通常給出復位時間 T_n = 1/K_i，而不是積分常數 K_i。微分動作時間常數 K_d 與通常使用的額定時間 T_v 相等。

來自液壓裝置功能控制器的輸入信號 e(t) 表示所測量的位置差，單位為 mm。控制器輸出信號 y(t) 為所測量的速度，單位為 mm/s。從 mm → mm/s  的必需轉換影響控制器參數的物理單位。這分為 P、I 和 D 部分：

增益(P 部分)：

圖 2

積分(I 部分)：

圖 3

微分(D 部分)：

圖 4

由于液壓裝置功能的控制器參數與時間相關，因此可修改控制器的采樣時間，而*調整參數。

由KUKA機器人有限公司提供的KUKA.PLC mxAutomation功能包，可以讓用戶通過SIMATIC控制器，用KR C4控制系統在基本運動命令級控制KUKA機器人。

機器人或者說機器人控制器作為PROFINET IO 設備通過的GSDML文件加載在SIMATIC控制器的硬件組態中。這會使得在機器人和SIMATIC控制器之間做數據交換的時候，能獲得PROFINET標準所有的優勢。 

  

圖. 01

機器人的地址在PLC編程中通過功能塊分配，此功能塊是跟KUKA.PLC mxAutomation功能包一起作為一個模塊指令庫提供的。這些功能塊的作用與已被廣泛應用的PLCopen標準相似，也集成在SIMATIC CPU中的運動功能中。可以通過模塊指令庫和基本運動指令的功能塊打開和監視機器人，比如點對點運動和線性運動或圓周運動，都可以傳送給機器人。

對于機器人控制器，是負責控制機器人運動的，KUKA.PLC mxAutomation功能包包括一個命令解釋器，這個命令解釋器安裝在機器人控制器上并將從PLC程序發出的機器人指令轉換為機器人的路徑規劃。因此KR C4機器人控制器能夠使用所有運動相關和安全相關的功能，機器人控制器使用常規精度執行機器人的運動，與SIMATIC CPU負載無關。

KUKA.PLC mxAutomation可以運行在所有使用KR C4控制器的KUKA機器人上，因此可以支持全部全系列性能的機器人，從有效負載較小的KR AGILUS可支持到6kg，到有效負載較大的KR 1000 titan可支持1300kg。

  

圖. 02

當機器人的運動是面向事件的以及要靈活適應將要處理的任務時，KUKA.PLC mxAutomation 功能包特別適用于各種類型的應用處理和簡單的線性運動。

使用KUKA.PLC mxAutomation時有以下優點：

通過PROFINET連接所有功能組件，例如SIMATIC CPU和機器人控制器。

通過mxAutomation功能庫，機器人編程僅需要PLC編程的知識。

機械和機器人控制融合成一個單元，以便機器人能夠完全的集成到機器的操作理念。甚至機器人學習過程，也就是手動巡回到機器人的位置并將目標點存儲在SIMATIC控制器中，也可以通過SIMATIC控制器（單點操作）的人機交互界面（HMI）實現。

來自KUKA Roboter有限公司的帶有控制器特殊模塊庫的KUKA.PLC mxAutomation功能包支持以下SIMATIC系列：

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

這些所有不同系列的控制器都能對每個機器人用一個至少254字節的IO地址區。取決于IO地址，一個SIMATIC控制器通過KUKA.PLC mxAutomation功能包較多可以控制5個機器人。KUKA.PLC mxAutomation功能包的命令解釋器可以通過軟件版本為V8.3的KR C4控制器 應用在所有的KUKA機器人上。

另外，產品SINUMERIK Integrate Run MyRobot可供SINUMERIK數控系統使用，KUKA機器人的控制和操作可以通過KUKA.PLC 

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