Explicación del concepto de memoria de Siemens S7-300/400: Memoria de carga, memoria de trabajo y datos retentivos.
La arquitectura de memoria del Siemens Los controladores lógicos programables S7-300 y S7-400 se organizan en tres capas distintas: memoria de carga, memoria de trabajo y memoria del sistema. Cualquier fallo relacionado con la memoria, ya sea una CPU que se niega a salir del estado STOP, un programa que desaparece tras un corte de energía o una alarma de batería en un S7-400, puede atribuirse a una de estas capas y a las reglas que rigen la transferencia de datos entre ellas. Este artículo define cada capa con precisión, explica cómo las implementan de forma diferente las dos familias de controladores, proporciona los parámetros concretos de CPU representativas y concluye con el diagnóstico de fallos, las prácticas de mantenimiento y las preguntas más frecuentes de los ingenieros. El material presupone un conocimiento práctico de STEP 7 y de la estructura general de un programa PLC, pero no requiere conocimientos previos de gestión de memoria.
La memoria de carga almacena el programa de usuario completo, incluyendo bloques de código (OB, FB, FC), bloques de datos (DB), símbolos, comentarios y datos técnicos. Es el repositorio no volátil, o con respaldo de batería, desde el cual la CPU restaura su copia de trabajo en cada arranque. La memoria de trabajo es el área de RAM integrada donde la CPU ejecuta el programa; contiene únicamente el código y los datos necesarios para la ejecución. La memoria del sistema es el conjunto de áreas de direcciones sobre las que opera el conjunto de instrucciones: entradas de proceso (I), salidas de proceso (Q), memoria de bits (M), temporizadores (T), contadores (C), datos locales (L) y bloques de datos (DB).
La distinción entre las tres capas no es meramente teórica. Un bloque que solo reside en la memoria de carga no se ejecuta. Un bloque que solo reside en la memoria de trabajo se ejecuta, pero no se puede cargar a un dispositivo de programación. Un indicador de retención que no se guarda en la memoria de carga se restablece en cada reinicio. Cada capa presenta su propia volatilidad, sus propios límites de capacidad y su propio comportamiento ante fallos, como se resume en la Tabla 1.
Tabla 1: Las tres capas de memoria de un vistazo
Capa | Contenido | Implementación S7-300 | Implementación S7-400 | Comportamiento ante pérdida de energía
Cargar memoria | Programa completo: bloques, símbolos, comentarios, datos técnicos | Tarjeta de memoria micro (MMC) | RAM con respaldo de batería; tarjeta Flash EPROM opcional | S7-300: se conserva en la MMC. S7-400: se conserva en la RAM mientras la batería esté en buen estado; de lo contrario, se restaura desde la EPROM o se pierde.
Memoria de trabajo | Solo código ejecutable y datos | RAM integrada | RAM integrada | Contenido perdido; se reconstruye desde la memoria de carga en el siguiente arranque
Memoria del sistema | Direccionamiento I, Q, M, T, C, L, DB | Circuitos internos de la CPU | Circuitos internos de la CPU | Las partes no retentivas se reinician; las partes retentivas se restauran desde la memoria de carga
Un segundo eje fundamental en la arquitectura es la diferencia entre el almacenamiento volátil y el no volátil. En el S7-300, la no volatilidad se logra mediante memoria flash (MMC) y no requiere batería. En el S7-400, la no volatilidad se logra mediante una RAM con respaldo de batería y, opcionalmente, con una tarjeta Flash EPROM. Esta única diferencia explica la mayor parte de la divergencia práctica entre ambas familias, desde el LED de batería baja en el S7-400 hasta el hecho de que una CPU S7-300 sin MMC no arrancará.
La memoria de carga es la capa de mayor capacidad. Almacena el programa completo, incluyendo datos que la CPU nunca ejecuta directamente: comentarios de bloque, información de símbolos y objetos tecnológicos. Al compilar y descargar un proyecto, cada bloque se transfiere primero a la memoria de carga. A continuación, la CPU copia las partes ejecutables a la memoria de trabajo. Dado que la memoria de carga almacena el proyecto completo, también es la capa que se lee al transferir un programa de la CPU a un dispositivo de programación.
Todas las CPU S7-300 actuales almacenan la memoria de carga en una tarjeta de memoria micro (MMC). La MMC es una tarjeta flash que se inserta en una ranura en la parte frontal de la CPU. No requiere batería, por lo que una planta S7-300 puede permanecer sin alimentación durante años y aun así arrancar con su programa intacto. Los números de pedido representativos para la familia MMC son 6ES7953-8LL31-0AA0 (512 KB) y 6ES7953-8LM31-0AA0 (2 MB); la misma familia abarca desde 64 KB hasta 8 MB, y el tamaño máximo aceptable depende de la CPU.
La tarjeta MMC no es un accesorio opcional. Una CPU S7-300 moderna sin MMC no puede ejecutar un programa: la CPU se detiene y solicita una tarjeta de memoria en el búfer de diagnóstico. Esta es una decisión de diseño deliberada. Dado que la MMC es el único almacenamiento no volátil del sistema, contiene no solo el programa, sino también los datos retentivos y, en algunas CPU, el firmware. Si falta la tarjeta, la CPU no tiene ni un programa que ejecutar ni un lugar donde almacenar el estado retentivo.
La tarjeta MMC incorpora un pequeño interruptor de protección contra escritura en su carcasa. Cuando este interruptor está bloqueado, la CPU rechaza las descargas y muestra un mensaje indicando que la tarjeta de memoria está protegida contra escritura. El interruptor protege la tarjeta contra sobrescrituras accidentales durante su uso, pero es una causa común de fallos en las descargas tras el mantenimiento, por lo que su posición debe ser lo primero que se compruebe cuando se rechace una descarga.
Si la memoria de carga se pierde o está vacía: en el S7-300, una MMC vacía o ausente provoca que la CPU se detenga y no pueda arrancar. En el S7-400, una memoria de carga RAM vacía sin tarjeta EPROM provoca que la CPU arranque en estado STOP sin programa de usuario; si hay una tarjeta EPROM presente, la CPU copia el programa de la EPROM a la RAM al arrancar y funciona con normalidad.
El S7-400 implementa la memoria de carga en dos etapas. La etapa primaria es una RAM integrada en el módulo de la CPU, que almacena la copia de trabajo de la memoria de carga. Esta RAM se mantiene activa mediante una batería de respaldo, por ejemplo, la 6ES7971-0BA00, instalada en la fuente de alimentación o en el compartimento de la CPU. La etapa secundaria es una tarjeta Flash EPROM enchufable, por ejemplo, la 6ES7952-1KM00-0AA0, que proporciona almacenamiento no volátil que se mantiene incluso en caso de una pérdida total de la batería.
Al encenderse, el S7-400 se comporta de la siguiente manera: si la memoria RAM contiene un programa, la CPU lo copia a la memoria de trabajo y se inicia. Si la RAM está vacía, pero hay una tarjeta Flash EPROM insertada, la CPU copia el programa de la EPROM a la memoria RAM y luego a la memoria de trabajo. Si ambas están vacías, la CPU se detiene. Esta secuencia de arranque es la razón por la que un S7-400 bien mantenido puede recuperarse de un fallo de batería sin ninguna intervención, siempre que la EPROM se haya mantenido actualizada.
Si se pierde o se vacía la memoria de carga: en el S7-400, la pérdida de la memoria RAM de carga se produce cuando la batería falla durante un corte de energía y no hay ninguna tarjeta EPROM instalada. En ese caso, el programa se pierde y debe descargarse de nuevo o restaurarse desde un archivo de copia de seguridad. Este escenario, más que ningún otro, justifica la práctica de guardar el programa en la EPROM después de cada cambio de configuración.
La memoria de trabajo es la RAM integrada donde la CPU ejecuta el programa. Se divide internamente en un área de código y un área de datos. Al descargar los datos, la CPU copia los bloques ejecutables de la memoria de carga a la memoria de trabajo; durante la ejecución, la CPU obtiene las instrucciones y los datos exclusivamente de la memoria de trabajo. La memoria de trabajo es siempre volátil. En ambas familias de procesadores, se reconstruye a partir de la memoria de carga cada vez que se enciende el sistema, por lo que un programa que "sobrevive" a un ciclo de encendido lo hace porque la memoria de carga se mantuvo, no porque lo hiciera la memoria de trabajo.
La memoria de trabajo es la capa que determina si un programa cabe en la CPU. Un bloque de datos grande, un OB extenso o un FB con mucha estructura anidada pueden agotar la memoria de trabajo incluso cuando la memoria de carga aún tiene espacio libre. En ese caso, la descarga se rechaza con un mensaje como "No hay memoria de usuario disponible", y la solución consiste en reducir el tamaño del programa o utilizar una CPU con más memoria de trabajo. La memoria de trabajo no se puede ampliar añadiendo tarjetas; es una propiedad fija del propio módulo de la CPU. Por eso, el valor de la memoria de trabajo en los datos técnicos de la CPU es el dato más importante que hay que comprobar cuando un proyecto supera la capacidad de su controlador.
Si la memoria de trabajo se pierde o se vacía, la CPU se detiene o no arranca. Dado que la memoria de trabajo se reconstruye cada vez que se enciende el equipo, su pérdida suele ser transitoria e imperceptible: la CPU simplemente se recarga desde la memoria de carga. La pérdida se vuelve permanente solo cuando también se pierde la memoria de carga, como en el caso de la batería del S7-400 descrito anteriormente.
La memoria del sistema es el término que engloba las áreas de datos direccionables sobre las que opera el conjunto de instrucciones. Estas áreas se implementan en los circuitos internos de la CPU, no en ningún medio extraíble, y su tamaño es una propiedad fija de cada modelo de CPU. La Tabla 2 enumera las áreas y sus funciones.
Tabla 2: Áreas de direcciones de memoria del sistema
Área | Símbolo | Contenido | Notas
Imagen de procesamiento de entradas | I | Estados de entrada copiados de los módulos de E/S al inicio de cada escaneo OB 1 | Direccionamiento de bytes y bits, por ejemplo, I0.0 a I0.7 en el byte de entrada IB0; rango predeterminado de 128 bytes, configurable hasta un máximo específico de la CPU (2048 bytes en la mayoría de las CPU S7-300)
Imagen de proceso de salidas | Q | Estados de salida escritos en los módulos de E/S al final de cada escaneo OB 1 | Direccionamiento de byte y bit, por ejemplo, Q0.0 a Q0.7 en el byte de salida QB0
E/S periféricas | PI, PQ | Acceso directo a módulos de E/S que omite la imagen de proceso | Se utiliza para E/S de alta velocidad o críticas en el tiempo; se direccionan como palabras PIW/PQW
Memoria de bits | M | Indicadores para estados lógicos intermedios | Direccionamiento de bytes y bits, por ejemplo, de M0.0 a M0.7 en el byte de indicador MB0; el tamaño depende de la CPU; en algunas CPU, los primeros 256 bytes están reservados para datos del sistema y no se pueden usar libremente.
Bloques de datos | DB | Almacenamiento de datos estructurados para el programa de usuario | El atributo Retain controla si el contenido de la base de datos se conserva tras un reinicio.
Temporizadores | T | Funciones del temporizador S5 | El número de temporizadores depende de la CPU
Contadores | C | Funciones de contador | El número de contadores depende de la CPU
Datos locales | L | Variables temporales de la llamada OB, FB o FC actualmente activa | Basado en pila; la profundidad está limitada por clase de prioridad
Las áreas I y Q se actualizan mediante la imagen del proceso. Al inicio del programa cíclico, la CPU copia los estados de los módulos de entrada en el área I; durante el ciclo, el programa lee estas instantáneas consistentes; al final del ciclo, la CPU copia el área Q a los módulos de salida. Este mecanismo garantiza que todas las secciones del programa vean los mismos estados de entrada dentro de un ciclo. El acceso directo a periféricos (PIW, PQW) omite la imagen y lee o escribe directamente en el módulo, lo que resulta más rápido pero no consistente dentro del ciclo. Una imagen de proceso demasiado pequeña para la E/S instalada puede ampliarse en las propiedades de la CPU en STEP 7, hasta el máximo especificado por la CPU.
La memoria de bits, históricamente llamada indicadores, es el área de trabajo del programa. Un solo bit de indicador, por ejemplo M0.0, contiene un estado booleano; ocho bits consecutivos forman el byte de indicador MB0, direccionado como M0.0 a M0.7. Las palabras de indicador (MW) y las palabras dobles de indicador (MD) se forman agrupando bytes. El tamaño del área M difiere según la CPU: una CPU 314 proporciona 256 bytes, una CPU 315-2 DP proporciona 2048 bytes y una CPU 319-3 PN/DP proporciona 8192 bytes. En varias CPU S7-300, parte del área M, por ejemplo los primeros 256 bytes, está reservada para datos del sistema utilizados por el sistema operativo y las funciones del sistema; el uso de estas direcciones en el programa de usuario puede producir un comportamiento errático, por lo que se deben consultar los datos técnicos de la CPU específica antes de asignar libremente el área M.
Los temporizadores (T) y los contadores (C) son elementos funcionales con un estado interno: un temporizador almacena el tiempo restante, un contador almacena el valor de conteo. Su número es fijo por CPU, por ejemplo, 256 temporizadores y 256 contadores en una CPU 314 y 2048 de cada uno en una CPU 319-3 PN/DP. Los datos locales (L) son el área de la pila que contiene las variables temporales de la llamada actualmente activa. Cada vez que se llama a un FB o FC, la CPU reserva una porción de la pila de datos locales para los temporales de ese bloque; el anidamiento profundo o las estructuras temporales grandes pueden agotar la pila, lo que produce un error de programación y, si no se maneja, una parada. En las CPU S7-300, la pila de datos locales suele ser de 32 KB compartida entre las clases de prioridad; en las CPU S7-400, la capacidad es mayor y, en los modelos más nuevos, se asigna por clase de prioridad.
Si se pierde o se reinicia la memoria del sistema, las áreas I, Q, M, T, C y L no retentivas se inicializan en cada reinicio, y las bases de datos no retentivas se restablecen a sus valores de carga. Las áreas retentivas se restauran desde la memoria de carga, mecanismo que se analiza en las siguientes secciones.
La característica definitoria del concepto de memoria S7-300 es la ausencia de una batería. El programa reside en la MMC, la memoria de trabajo se recarga desde la MMC en cada encendido, y los datos retentivos también se almacenan en la MMC. Cuando la CPU detecta un apagado, guarda los valores actuales de las áreas retentivas configuradas en la MMC; en el siguiente encendido, los restaura. Este diseño tiene tres consecuencias prácticas.
En primer lugar, la MMC es un componente de desgaste en sentido estricto. La memoria flash tiene una vida útil limitada de borrado/escritura, y cada apagado sobrescribe las áreas retentivas. En condiciones normales de funcionamiento cíclico, esto no supone un problema, pero los programas que modifican datos retentivos en ciclos rápidos, o que utilizan las funciones del sistema SFC 82 a SFC 84 para escribir bloques de datos en la MMC de forma iterativa, reducen la vida útil de la tarjeta. El número nominal de ciclos de escritura se especifica en la documentación de Siemens para la tarjeta.
En segundo lugar, la configuración de retención es explícita. En STEP 7, el cuadro de diálogo de propiedades de la CPU (Configuración de hardware, pestaña Memoria retentiva) define cuántos bytes de M, cuántos temporizadores y cuántos contadores son retentivos. El rango predeterminado de indicadores de retención en la mayoría de las CPU S7-300 es de M 0.0 a M 15.7. Los bloques de datos se configuran como retentivos individualmente marcándolos con el atributo Retener en las propiedades del bloque. Solo los rangos configurados sobreviven a un ciclo de encendido; todo lo demás se inicializa.
En tercer lugar, el comportamiento de descarga es simple y uniforme. Una descarga normal en STEP 7 escribe el bloque en la MMC (memoria de carga) y lo copia en la memoria de trabajo. No existe una ruta separada de "descarga solo a RAM" en el S7-300: con una MMC instalada, cada descarga es automáticamente no volátil. La dirección de carga funciona de la misma manera: una carga lee desde la MMC. Las tarjetas MMC de repuesto en todas las capacidades se encuentran en el catálogo de repuestos de PLC de Siemens, lo cual es importante para las plantas que deben mantener una tarjeta de repuesto programada en stock.
La cuestión de la batería, que predomina en las discusiones sobre el S7-400, simplemente no se plantea en el S7-300. Si una CPU S7-300 no tiene batería, el programa no puede perderse por un fallo de la misma. Los modos de fallo más probables son una tarjeta MMC ausente, llena, protegida contra escritura o defectuosa, y cada una de ellas se analiza en la Sección 9.
El concepto de memoria del S7-400 se basa en una RAM con respaldo de batería, con la EPROM Flash como medida de seguridad. La batería de respaldo, por ejemplo la 6ES7971-0BA00, mantiene la memoria de carga basada en RAM y los datos retentivos mientras el controlador está apagado. El módulo de CPU también incorpora una batería de reserva recargable, que mantiene la RAM durante un tiempo limitado (del orden de decenas de minutos cuando está completamente cargada) durante el cambio de la batería principal. Esta reserva permite cambiar la batería con el equipo apagado, pero nunca debe utilizarse durante más tiempo del especificado en el manual.
La tarjeta Flash EPROM, por ejemplo la 6ES7952-1KM00-0AA0, es la capa no volátil del S7-400. No es indispensable para su funcionamiento, pero marca la diferencia entre un fallo de batería recuperable y uno catastrófico. La familia de tarjetas abarca desde 64 KB hasta 64 MB, y el tamaño máximo depende de la CPU. La cadena de arranque descrita en la Sección 2.2 implica que una CPU con una tarjeta EPROM instalada se recupera automáticamente de una batería descargada; una CPU sin ella arranca en estado STOP y requiere una nueva descarga.
El comportamiento de descarga en el S7-400 tiene dos niveles, y confundirlos es una fuente común de problemas en el campo:
1. Una descarga normal escribe el bloque en la memoria RAM de carga y en la memoria de trabajo. El cambio se activa inmediatamente, pero es volátil: solo se conserva tras un ciclo de encendido mientras la batería mantenga la RAM activa.
2. La función "Descargar a EPROM" (o "Copiar RAM a ROM") escribe el contenido actual de la memoria de carga en la tarjeta Flash EPROM. De esta forma, el cambio se conserva incluso si la batería se descarga por completo.
La secuencia de fallos clásica del S7-400 es la siguiente: se descarga una modificación por la tarde, nunca se copia la RAM a la ROM y, dos semanas después, tras un corte de energía con la batería descargada, se descubre que la CPU se reinicia con el programa antiguo de la EPROM. La modificación solo existía en la RAM y se perdió. Mantener la EPROM actualizada después de cada cambio de configuración es la regla de mantenimiento de memoria más eficaz para el S7-400.
El S7-400 informa continuamente del estado de su batería. Si la batería está baja, se enciende el LED BATF en la parte frontal de la CPU o la fuente de alimentación y se registra una entrada en el búfer de diagnóstico. El paso 7 muestra el estado detallado en Diagnóstico de hardware / Información del módulo, en la pestaña Batería, donde se indica el estado de la batería y, en muchas CPU, la capacidad de respaldo restante estimada. Las baterías de respaldo, como la 6ES7971-0BA00, se incluyen en el catálogo de repuestos para PLC precisamente porque son un consumible con una vida útil de años, no de décadas.
La pregunta práctica en cualquier debate sobre proyectos relacionados con la memoria es la misma: ¿cuánta memoria de trabajo y cuánta memoria de carga tiene realmente la CPU? La Tabla 3 muestra cifras representativas para cinco CPU de uso común. La cifra de memoria de trabajo es fija; la cifra de memoria de carga corresponde al tamaño máximo de la tarjeta MMC o EPROM que admite la CPU.
Tabla 3: CPU representativas y su memoria
CPU | Número de pedido | Memoria de trabajo | Memoria de carga (máx.) | Uso típico
CPU 314 | 6ES7314-1AG14-0AB0 | 128 KB | MMC de hasta 8 MB | Máquinas medianas, aplicaciones estándar S7-300
CPU 315-2 DP | 6ES7315-2EH14-0AB0 | 256 KB | MMC de hasta 8 MB | E/S distribuidas mediante PROFIBUS DP
CPU 319-3 PN/DP | 6ES7318-3EL01-0AB0 | 2 MB | MMC hasta 8 MB | Aplicaciones grandes S7-300 con PROFINET
CPU 414-2 | 6ES7414-2XK05-0AB0 | 512 KB | RAM más EPROM de hasta 64 MB | Aplicaciones S7-400 de gama media
CPU 417-4 | 6ES7417-4XT05-0AB0 | 4 MB | RAM más EPROM de hasta 64 MB | Aplicaciones S7-400 de alto rendimiento
De la tabla se desprenden dos reglas de dimensionamiento. En primer lugar, la memoria de trabajo es la restricción principal para la lógica del programa. Un proyecto con grandes bloques de datos o muchos bloques en la ruta cíclica necesita suficiente memoria de trabajo, ya que la CPU se ejecuta desde la memoria de trabajo y no puede cargar código desde la memoria de carga bajo demanda. En segundo lugar, la memoria de carga es la restricción principal para los datos del proyecto: los símbolos, los comentarios y los objetos tecnológicos se almacenan únicamente en la memoria de carga. Un proyecto que se compila a 300 KB de código aún podría necesitar una MMC de 2 MB una vez que se incluyan los comentarios y la información de los símbolos. La práctica general es dimensionar la MMC generosamente durante la puesta en marcha, ya que un cambio de tarjeta posterior requiere una descarga completa y una breve interrupción de la producción.
Los datos retentivos son aquellos que deben conservarse tras un ciclo de encendido/apagado: contadores de piezas terminadas, selecciones de recetas, indicadores de modo y totales acumulados. El procedimiento de configuración tiene una estructura idéntica en ambas familias, aunque el mecanismo de almacenamiento subyacente difiere.
En el S7-300, abra las propiedades de la CPU en Configuración de hardware y seleccione la pestaña Memoria retentiva. Allí, defina los rangos de retención para la memoria de bits (por ejemplo, 16 bytes de M por defecto), el número de temporizadores de retención y el número de contadores de retención. Los bloques de datos se gestionan individualmente: en las propiedades de la base de datos, marque el bloque como Retener. Los datos retentivos se almacenan en la MMC al apagar el equipo y se restauran al encenderlo, por lo que no requieren batería.
En el S7-400, el mismo cuadro de diálogo define los rangos de retención, pero el mecanismo de almacenamiento es la RAM con respaldo de batería. Los valores de retención se conservan tras un ciclo de encendido siempre que la batería esté en buen estado. Si la batería falla mientras el controlador está apagado, se pierden los datos de retención y las bases de datos afectadas se reinicializan a sus valores de carga en el siguiente arranque. Por este motivo, el estado de la batería de un S7-400 es un tema de mantenimiento, no un detalle operativo.
La mayoría de las quejas sobre la retención de datos se deben a tres errores de configuración. El rango de retención no está configurado, por lo que los indicadores se restablecen con cada reinicio. El rango está configurado, pero la base de datos carece del atributo Retain, por lo que el contenido de la base de datos se restablece aunque los indicadores M se mantengan. O bien, el rango está configurado en la CPU incorrecta en un proyecto con múltiples CPU, por lo que la CPU prevista se restablece mientras que una no utilizada conserva los datos. Los tres errores se diagnostican en minutos comparando la pestaña Memoria Retentiva con el comportamiento observado tras un ciclo de encendido de prueba.
Los fallos de memoria en los S7-300/400 se manifiestan a través de los LED, el búfer de diagnóstico y el comportamiento de las descargas y cargas. La tabla 4 recoge los modos de fallo más comunes, sus causas y la ruta de diagnóstico para cada uno.
Tabla 4: Modos de fallo y diagnósticos relacionados con la memoria
Síntoma | Causa probable | Vía diagnóstica | Remedio
CPU en estado STOP; LEDs SF y STOP encendidos; entrada de diagnóstico "STOP debido a error de memoria" | MMC ausente o defectuosa (S7-300), o memoria de carga corrupta | Lea el búfer de diagnóstico a través de STEP 7 (nodos accesibles, información del módulo); verifique la correcta colocación de la MMC | Inserte una MMC en buen estado con una copia de seguridad del programa; vuelva a descargarlo; reemplace la tarjeta si está defectuosa.
Descarga rechazada con el mensaje "No hay memoria de usuario disponible" | Memoria de trabajo o capacidad de memoria de carga agotada | Compare el tamaño de los bloques del proyecto con la memoria de trabajo de la CPU; compruebe la memoria de carga libre | Elimine los bloques no utilizados; reduzca el tamaño de la base de datos; cambie a una CPU con más memoria de trabajo o una MMC más grande.
Descarga rechazada con el mensaje "la tarjeta de memoria está protegida contra escritura" | El deslizador MMC está bloqueado | Inspeccione el deslizador en la carcasa de la tarjeta | Abra el deslizador; repita la descarga.
Descarga rechazada en un S7-300 sin tarjeta insertada | MMC ausente | Compruebe la ranura de la tarjeta; lea el búfer de diagnóstico | Inserte la MMC; la CPU aceptará entonces la descarga.
El LED S7-400 BATF está encendido; entrada de diagnóstico "batería baja" | Batería de respaldo agotada o faltante | Información del módulo, pestaña Batería; verifique el voltaje y el estado | Reemplace la batería según el procedimiento de la Sección 11; verifique el contenido de la RAM posteriormente.
El S7-400 se reinicia con un programa antiguo después de un corte de energía | La batería está agotada y la tarjeta EPROM contiene una versión anterior a la última descarga de RAM | Compare la fecha de la EPROM con el último cambio de puesta en marcha | Copie la RAM a la ROM / descargue a la EPROM después de cada cambio; reemplace la batería
La carga no devuelve bloques o el proyecto está incompleto | Los bloques solo existen en la memoria de trabajo o la MMC contiene una versión anterior (S7-300) | Intente cargar desde la CPU; compruebe qué bloques aparecen en la lista | Descargue primero el programa actual a la MMC; luego cárguelo
Pérdida de datos retentivos tras un reinicio | Rangos retentivos no configurados, base de datos sin atributo Retain o MMC eliminada al apagar el equipo (S7-300) | Revise la pestaña Memoria retentiva; realice un ciclo de encendido de prueba controlado | Configure los rangos retentivos y los atributos Retain; vuelva a descargar.
Informes de llamada SFC 82/83/84: "No hay memoria de usuario disponible" | Se ha alcanzado el límite de ciclos de escritura o de memoria MMC llena durante el registro de datos en tiempo de ejecución | Compruebe el espacio libre en la MMC; revise los parámetros de la llamada | Libere espacio en la tarjeta; archive y elimine los bloques de datos registrados antiguos.
Dos reglas generales agilizan estos diagnósticos. Primero, el búfer de diagnóstico es la evidencia principal: registra la causa de la detención, la marca de tiempo y el módulo que desencadenó el evento, y se puede leer incluso desde una CPU en estado STOP. Segundo, la distinción entre memoria de carga y memoria de trabajo explica la mayoría de las sorpresas en las operaciones de carga/descarga: si un bloque no está en la memoria de carga, no se puede cargar; si no está en la memoria de trabajo, no se puede ejecutar.
El mantenimiento de la memoria en los equipos S7-300/400 antiguos sigue un pequeño conjunto de reglas que previenen casi todos los modos de falla que se muestran en la Tabla 4.
Realice una copia de seguridad antes de tocar nada. Es fundamental cargar completamente el programa y la configuración del hardware en la estación de ingeniería antes de cualquier descarga, operación con tarjeta de memoria o manipulación de la batería. El archivo de copia de seguridad es la garantía que permite revertir cualquier paso posterior. Muchas plantas programan una nueva copia de seguridad después de cada cambio de puesta en marcha y guardan el archivo en un servidor con la fecha en el nombre del archivo.
Compruebe la batería del S7-400 periódicamente. El estado de la batería se muestra en el paso 7, Diagnóstico de hardware / Información del módulo, en la pestaña Batería, y el LED BATF proporciona una indicación local. Una comprobación mensual del LED BATF durante las rondas de mantenimiento rutinarias, junto con una revisión trimestral de la pestaña Batería, permite detectar una batería débil mucho antes de que afecte a la producción. La vida útil de la batería se mide en años, pero varía según la temperatura ambiente y la duración de los cortes de energía, por lo que el reemplazo basado en el calendario es menos fiable que el reemplazo basado en el estado.
Maneje las tarjetas MMC según las instrucciones. La tarjeta MMC solo se puede insertar o extraer con la CPU apagada. Extraer una tarjeta durante el funcionamiento o durante una descarga puede dañarla y obligar a formatearla y volver a descargarla por completo. Las tarjetas deben almacenarse en embalaje antiestático, etiquetadas con el nombre del proyecto y la versión del firmware, y protegidas contra escritura con el deslizador una vez que el contenido esté finalizado. Una tarjeta de repuesto programada en el almacén es la forma más rápida de recuperación ante desastres que puede tener una planta S7-300; la gama de repuestos para PLC de Siemens cubre la familia de tarjetas desde 512 KB hasta 8 MB.
Consideremos la fuente de alimentación. El S7-300 se alimenta mediante la PS 307 y el S7-400 mediante la PS 407, ambas disponibles para redes de 120 V/60 Hz y 230 V/50 Hz; el rango de entrada está impreso en la placa de características de cada módulo. Los módulos cuentan con la marca CE para el mercado europeo y las certificaciones UL/CSA para instalaciones en Norteamérica. Una fuente de alimentación defectuosa produce síntomas de memoria antes de provocar una falla total, ya que las caídas de tensión corrompen el contenido de la RAM y activan secuencias de reinicio. Las mediciones de voltaje en los terminales de carga deben realizarse en la misma ronda de mantenimiento que la comprobación de la batería.
Almacene repuestos para plantas antiguas. Las plantas que utilizan hardware S7-300/400 más allá de su vida útil original deben contar, como mínimo, con una tarjeta MMC programada por tipo de CPU, una batería de respaldo de repuesto por S7-400 y una CPU de repuesto de cada tipo en uso. Las CPU antiguas son cada vez más difíciles de conseguir, por lo que se recomienda adquirir la CPU de repuesto mientras el tipo aún esté disponible. Si la planta utiliza tarjetas Flash EPROM, una tarjeta de repuesto con el programa actual completa el conjunto. El costo de una tarjeta programada y una batería es pequeño en comparación con el costo de una parada de producción imprevista, y los precios en USD varían según la región y la disponibilidad.
¿Pierde el programa el S7-300 cuando se agota la batería? No, porque el S7-300 no tiene batería para almacenar el programa. El programa reside en la MMC, y la memoria de trabajo se recarga desde la MMC cada vez que se enciende. Por lo tanto, una batería descargada no causa la pérdida del programa en el S7-300; la mayoría de las CPU S7-300 ni siquiera tienen compartimento para la batería. La cuestión de la batería se aplica al S7-400, donde la memoria de carga basada en RAM depende de la batería de respaldo mientras el controlador está apagado.
¿Qué ocurre si se extrae la tarjeta MMC mientras la CPU está en funcionamiento? La CPU puede detenerse y la tarjeta puede dañarse, ya que la CPU escribe en la MMC al apagar el equipo y durante las descargas. Siemens especifica que la MMC solo debe insertarse o extraerse con el equipo apagado. Si se extrajo la tarjeta mientras el equipo estaba en funcionamiento, apague la CPU, vuelva a insertarla y revise el búfer de diagnóstico. Si la tarjeta está dañada, formatéela y vuelva a descargar el programa desde la copia de seguridad.
¿Cómo puedo configurar la retención de datos en un S7-300? Abra las propiedades de la CPU en Configuración de hardware y seleccione la pestaña Memoria retentiva. Defina los rangos de retención para la memoria de bits (por defecto M 0.0 a M 15.7), el número de temporizadores y el número de contadores. Para los bloques de datos, marque el bloque con el atributo Retener en sus propiedades. Los datos retentivos se guardan en la MMC al apagar el equipo y se restauran al encenderlo, sin necesidad de batería. Tenga en cuenta que solo los rangos configurados conservan sus valores; todo lo demás se inicializa al reiniciar.
¿Cuál es el procedimiento para cambiar la batería del S7-400? Primero, confirme que el programa actual esté almacenado en una tarjeta Flash EPROM o en un archivo de respaldo en la estación de ingeniería; este paso es obligatorio. Luego, con la CPU encendida, abra el compartimento de la batería y reemplace la celda por una nueva del mismo tipo (6ES7971-0BA00), dentro del tiempo de búfer que proporciona la batería recargable integrada, que suele ser de decenas de minutos cuando está completamente cargada. Después de insertarla, confirme que el LED BATF se apague y verifique el estado en la pestaña Batería de Información del Módulo. Si la CPU se apagó y se perdió la RAM, restaure el programa desde la EPROM o desde el respaldo antes de reiniciar la producción.
¿Puedo descargar solo a la memoria de trabajo? En el S7-300, no: con una MMC instalada, cada descarga escribe en la MMC y copia en la memoria de trabajo, por lo que cada descarga es automáticamente no volátil. En el S7-400, una descarga normal escribe en la memoria de carga RAM y en la memoria de trabajo; el cambio es volátil a menos que luego se descargue en la EPROM o se copie la RAM a la ROM. Un cambio que existe solo en la RAM sobrevive a un ciclo de encendido solo mientras la batería mantiene la RAM activa. Si la batería falla durante un corte de energía, el cambio se pierde y la CPU se reinicia con la versión de la EPROM.
¿Por qué no se muestran bloques en mi carga? La carga lee desde la memoria de carga. En el S7-300, los bloques que solo existen en la memoria de trabajo no se pueden cargar, lo que suele ocurrir cuando se reemplaza o formatea la MMC después de la última descarga. Primero, descargue el programa actual a la MMC y luego realice la carga. En el S7-400, verifique que la memoria de carga RAM, no solo la memoria de trabajo, contenga el programa; si la CPU se reinició desde la EPROM después de una pérdida de batería, la carga devolverá la versión de la EPROM.
¿Cuánto dura la batería del S7-400 y cuándo debe reemplazarse? La vida útil depende de la composición química de la batería, la temperatura ambiente y la frecuencia y duración de los cortes de energía. El método más fiable es el reemplazo según el estado: reemplace la celda cuando se encienda el LED BATF o cuando la información del módulo indique un nivel bajo. En un rack con alimentación, la vida útil suele ser de varios años. La batería de reserva recargable de la CPU limita el tiempo de reemplazo de la batería principal, por lo que conviene tener una celda de repuesto a mano antes de comenzar el procedimiento.
El concepto de memoria del S7-300/400 es un modelo de tres capas. La memoria de carga almacena el programa completo y es no volátil (MMC en el S7-300, RAM con respaldo de batería y EPROM Flash opcional en el S7-400). La memoria de trabajo es la RAM integrada volátil desde la cual se ejecuta la CPU, y se reconstruye a partir de la memoria de carga en cada arranque. La memoria del sistema proporciona las áreas de direcciones I, Q, M, T, C, L y DB, con subconjuntos retentivos configurados en STEP 7 y restaurados desde la memoria de carga al reiniciar.
La mayoría de los problemas en campo se reducen a unas pocas causas: una tarjeta MMC faltante o protegida contra escritura en el S7-300, una batería descargada o una EPROM desactualizada en el S7-400, un rango de retención que nunca se configuró o un programa que excede la memoria de trabajo. Cada una tiene una ruta de diagnóstico definida a través de los LED, el búfer de diagnóstico y la información del módulo, y cada una tiene una solución definida. Las reglas de mantenimiento para prevenirlos son igualmente pocas: realizar una copia de seguridad antes de cualquier descarga, mantener actualizada la EPROM en el S7-400, revisar la batería según un cronograma, manipular las tarjetas MMC solo con la alimentación apagada y tener una tarjeta de repuesto programada y una batería de repuesto en el estante. Para las plantas que utilizan hardware S7-300/400 heredado, estas reglas no son una diligencia opcional; son la diferencia entre una intervención breve y una puesta en marcha completa.
· [ ] Se realiza una copia de seguridad completa del programa y la configuración del hardware en la estación de ingeniería después de cada cambio de puesta en marcha.
· [ ] MMC insertada en cada CPU S7-300; MMC programada de repuesto almacenada por tipo de CPU (deslizador de protección contra escritura cerrado)
· [ ] Se verifica la posición del deslizador MMC antes de las descargas; las tarjetas se insertan y extraen solo con la alimentación apagada.
· [ ] Los LED S7-400 de la BATF se revisan durante las rondas de rutina (mensuales).
· [ ] El estado de la batería del S7-400 se revisa en la pestaña Batería de la Información del módulo (trimestralmente); hay batería de repuesto en stock.
· [ ] Actualizar las tarjetas EPROM después de cada descarga (Copiar RAM a ROM / Descargar a EPROM)
· [ ] Los rangos retentivos y los atributos Retain se verifican según los requisitos del proceso después de cualquier cambio de configuración.
· ETIQUETAS CALIENTES : S7-300 S7-400 Siemens S7-300 Siemens S7-400 Cargar memoria Memoria de trabajo
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