S7-CPU过程映像区的功能探析

在用户程序中访问输入（I）、输出（Q）地址信息时，通常不直接扫描数字量模块的端口，而是通过位于CPU系统存储器的一个存储区域对数字量模块进行访问，这个存储区域就是过程映像区，该过程映像区被分为两部分：过程映像输入区和过程映像输出区。

系统更新过程映像区的过程如图2-6所示。

图2-6中，OS为操作系统的一个内部任务，将过程映像输出区（PIQ）的数据输出到数字量输出模块，并将输入模块的信息读到过程映像输入区（PII），过程映像区更新完成后开始执行用户程序的调用，过程映像区被操作系统独立控制，自动更新。

采用过程映像区处理输入、输出信号有两点好处：

1）在CPU一个扫描周期中，过程映像区向用户程序提供一个始终一致的过程信号映像，如果在一个扫描周期中，输入模块上的信号状态发生变化，过程映像区中的信号状态保持不变，直到下一个CPU扫描周期过程映像区被更新，这样保证CPU在执行用户程序过程中数据的一致性。

2）由于过程映像区位于CPU的系统存储区中，访问速度比直接访问信号模块显著加快。(www.xing528.com)

S7-300系列PLC的过程映像区是固定的，128个字节输入和128个字节输出；S7-400系列PLC的过程映像区的大小可以在软件中设置。访问过程映像区外的地址，如S7-300系列PLC地址256，在地址区前加P。一些信号模块的信号不需要过程映像区的处理，如模拟量模块采样的温度信号，是一个连续变化的数值，在一个程序扫描周期的任意时刻处理都不会影响程序的运算结果，所以模拟量模块默认的地址区分配在过程映像区以外（也可以将地址配置在过程映像区内）。为了减小过程的响应时间，在用户程序中也可以不经过过程映像区直接访问某个I/O端口，端口扫描将在指令运行期间执行，由此可获得较快的响应时间，这样只需要在地址区前加P，例如在程序中可以一次或多次使用L PIB2或T PQW2指令替代L IB2或T QW2，使用P快速读写数字量I/O端口也称为立即读、立即写。直接访问I/O端口，允许最小的数据类型为字节，如果对一个位信号进行操作，需要使用指令转换。

图2-6 循环程序执行

注意：

在用户程序中/过多使用立即读、立即写操作也会影响CPU的程序扫描时间。