C135 PCS 7 (PCS7)
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Cómo calcular la memoria de carga y la memoria de trabajo para CPU SIMATIC S7 en proyectos PCS 7

Para determinar el tamaño adecuado de una CPU SIMATIC S7 en un proyecto PCS 7, es necesario diferenciar el rol funcional de la memoria de carga frente a la memoria de trabajo. La memoria de carga almacena todo el proyecto de ingeniería (bloques de código, datos de configuración y valores de parámetros) sin ejecutarlo directamente. Por su parte, la memoria de trabajo es un área volátil integrada en la CPU donde únicamente se ejecutan los bloques de código y datos relevantes para el ciclo de control en Runtime. El cálculo antes del pedido depende de la cantidad de objetos de proceso (como bucles PID) y de las tablas de estimación del sistema.

Tabla de contenido

Diferencias técnicas entre memoria de carga y memoria de trabajo

En la arquitectura de automatización de SIMATIC S7, la memoria no se gestiona como un bloque único. La separación entre el almacenamiento del proyecto y la ejecución del programa determina el tipo de tarjeta o CPU que se debe seleccionar antes de la adquisición.

Tipo de memoriaUbicación y tipoContenido principalImpacto en la dimensión de la CPUMemoria de cargaTarjeta de memoria (MMC/Micro Memory Card) o Flash no volátil.Bloques de programa (OB, FC, FB), bloques de datos (DB), configuración de hardware y comentarios de red.Define la capacidad física requerida para descargar el proyecto desde la estación de ingeniería (ES).Memoria de trabajoRAM integrada en la CPU (RAM rápida de alta velocidad).Partes ejecutables del programa de usuario, datos locales y DB de instancia activos.Se divide en memoria de trabajo de código y de datos. Determina la cantidad máxima de bloques en Runtime.

Requisitos previos

  • Acceso a las especificaciones técnicas del proyecto PCS 7 y a la lista de señales o instrumentación.
  • Manuales de referencia de la librería de bloques PCS 7 (como la Advanced Process Library o APL).
  • Definición preliminar de la arquitectura del sistema y del número de objetos de proceso (PO) previstos.

Estimación de memoria de carga para la CPU S7

Se utiliza mejor cuando: Se dimensiona la tarjeta de memoria física (MMC o tarjeta Flash) que mantendrá la copia completa del proyecto dentro de la CPU.

Procedimiento

  1. Reúna el total de bloques de función (FB), funciones (FC) y bloques de datos (DB) que conformarán el proyecto de control.
  2. Sume el tamaño en kilobytes del código ejecutable y la información de configuración del proyecto de ingeniería.
  3. Añada un margen de seguridad de al menos un 20 % a un 30 % sobre el valor base calculado para permitir modificaciones de software sin detener el controlador.
  4. Seleccione una tarjeta de memoria cuya capacidad nominal supere el valor final ajustado.

Resultado esperado: Definición del tamaño comercial de la tarjeta de memoria de carga en megabytes o gigabytes según la familia de CPU S7 elegida.

Verificación: Compruebe mediante las herramientas del entorno de ingeniería que el tamaño total del programa descargable no exceda el límite físico de la tarjeta de memoria seleccionada.

Limitación: Una memoria de carga de gran capacidad no compensa una memoria de trabajo insuficiente para la ejecución del sistema.

Estimación de memoria de trabajo para bucles de control y objetos de proceso

Se utiliza mejor cuando: Se requiere determinar si el hardware de la CPU seleccionada puede procesar en memoria RAM la cantidad total de lógica, funciones de diagnóstico y bucles PID requeridos por el proceso.

Procedimiento

  1. Identifique los tipos de bloques de la librería PCS 7 que se van a instanciar (por ejemplo, bloques de control de válvulas, motores y controladores PID).
  2. Obtenga de las tablas de la librería el consumo específico de memoria de trabajo por bloque (código ejecutable e instancia de datos). Por ejemplo, un bucle de control PID típico basado en bloques estándar o APL consume aproximadamente entre 2 KB y 5 KB de memoria de trabajo, dependiendo de las funciones auxiliares asociadas (alarmas, interlock y diagnóstico).
  3. Multiplique el consumo individual de cada tipo de bloque por el número total de instancias planificadas en la planta.
  4. Incluya el consumo de memoria de trabajo básico del sistema operativo de la CPU y los bloques organizativos (OB) de tiempo real.
  5. Verifique que la memoria de trabajo total calculada permanezca dentro del límite utilizable de la CPU seleccionada (considerando tanto el área de datos como la de código).

Resultado esperado: Selección de un modelo específico de CPU SIMATIC S7 capaz de ejecutar en RAM la totalidad de la lógica de proceso.

Verificación: Compare la suma de consumo de memoria de trabajo frente a la especificación técnica dada por el fabricante para el modelo de CPU pretendido.

Limitación: La memoria de trabajo integrada en la CPU no se puede ampliar externamente mediante tarjetas de memoria en la mayoría de los modelos S7; si el cálculo excede la capacidad, se debe elegir un modelo de CPU superior.

Verificación

El dimensionamiento de la memoria se considera correcto cuando:

  • El valor calculado para la memoria de carga no excede la capacidad de la tarjeta de memoria o memoria no volátil seleccionada.
  • El consumo total proyectado para la memoria de trabajo deja un margen libre disponible para ampliaciones futuras.
  • El modelo de CPU SIMATIC S7 elegido cumple simultáneamente con los límites de ejecución en memoria RAM y almacenamiento del proyecto descargado.

Limitaciones y precauciones operativas

  • La memoria de trabajo está fija en la hardware de la CPU en la mayoría de los controladores SIMATIC S7; no es posible expandirla cambiando la tarjeta de memoria.
  • Modificar un proyecto en caliente durante la fase de puesta en marcha requiere capacidad de memoria de trabajo adicional de forma temporal mientras se realiza la descarga de los nuevos bloques.
  • La utilización de librerías avanzadas como APL incrementa el consumo de memoria de trabajo por cada objeto de proceso en comparación con bloques sencillos de la librería estándar.

Preguntas frecuentes

¿Puedo ampliar la memoria de trabajo insertando una tarjeta de memoria de mayor capacidad?

No. La tarjeta de memoria solo expande la memoria de carga. La memoria de trabajo es RAM interna de la CPU y está fijada por el diseño del hardware.

¿Qué ocurre si la memoria de carga es más pequeña que el proyecto de PCS 7?

La estación de ingeniería no podrá realizar la descarga completa del programa y de la configuración de hardware hacia la CPU, devolviendo un error de almacenamiento durante la transferencia.

¿Cuánta memoria requiere típicamente un bucle PID en PCS 7?

Un bucle PID completo varía según la estructura de bloques utilizada, requiriendo generalmente entre 2 KB y 5 KB de memoria de trabajo al considerar el bloque de control, las alarmas asociadas y las interconexiones de canal.

¿Se divide la memoria de trabajo en distintas áreas?

Sí, en la arquitectura SIMATIC S7 la memoria de trabajo suele dividirse internamente en memoria de trabajo para código (instrucciones ejecutables) y memoria de trabajo para datos (bloques de datos y estructuras del sistema).

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