组态等时同步模式简介组态概述设置I/O 模块等时同步操作的参数使用相应 I/O 模块 的 I/O 地址特性执行以下功能：• 为模块设置等时同步模式。•将模块的输入和输出分配给过程映像分区和等时同步模式中断 OB。过程映像分区的数据会与已分配 OB同步更新。通过等时同步模式中断，可选择与PROFINET发送时钟等时同步地启动程序。等时同步模式的处理优先级更高。设置发送时钟发送时钟是交换数据时Zui短的传输间隔。在等时同步模式下，发送时钟对应于数据循环T_DC。在CPU 的 PROFINET 接口特性中或同步域中设置发送时钟。设置应用程序循环应用程序循环是数据循环 T_DC的倍数。如果等时同步模式中断 OB 的运行时间较短，应用程序循环可与数据循环相同（= 发送时钟）。可根据等时同步 PROFINETIO 系统的发送时钟相应地缩短等时同步模式中断 OB 的应用程序循环。将发送时钟的整数倍设置为减小系数。减小执行等时同步模式中断 OB的频率，使用该系数降低 CPU 利用率。在等时同步模式中断OB的特性中设置应用程序循环。设置延时时间延时时间是发送时钟的起始点与等时同步模式中断 OB起始点之间的时间。在此时间段内，IO控制器将与 IO 设备进行循环数据交换。STEP 7设置默认延时时间时，过程映像分区的等时模式更新将自动地处于应用程序循环的该执行窗口中。在等时同步模式中断 OB的特性中设置延时时间。延时时间越短，等时同步模式中断 OB 中用户程序的执行时间越长。208使用 STEP 7 组态PROFINET功能手册, 11/2023, A5E03444491-AN功能6.7 等时同步模式PROFINET IO上等时同步模式的其它组态：• 将已互连 PROFINET 接口的 IRT 设为 RT 等级在 PROFINET IO上进行等时同步操作的前提条件是 IRT 通信（等时同步实时通信）。IRT 表示在预留的时间间隔内进行同步数据交换。•对组态的拓扑进行组态IRT通信的前提条件是拓扑组态。除预留的带宽外，还会对来自既定传输路径的帧进行交换，对数据通信进行进一步优化。为此，可使用组态的拓扑信息对通信进行规划。•使用同步域将 IO 设备（同步从站）分配给 IO 控制器（同步主站），以进行等时同步数据交换。IRT通信的前提条件是一个可以对同步域中所有 PROFINET 设备分配共同时基的同步周期。通过此基本同步，可实现同步域中 PROFINET设备的同步传输周期操作。6.7.4.2 在 PROFINET IO 上组态等时同步模式简介在基于 ET 200MP 分布式 I/O系统的以下介绍中，模块的等时同步模式组态将作为一个 IO 设备。这一说明过程同样适用于其它分布式 I/O 系统（如，ET 200S 或ET 200SP）。IO 控制器为 S7‑1500 CPU。要求• STEP 7 网络视图已打开。• 已放置一个 S7‑1500CPU（例如，CPU 1516‑3 PN/DP）。• 已放置一个接口模块 IM 155-5 PN HF (ET 200MP) 并通过PROFINET IO 与 CPU 联网。• 满足 IRT 组态的所有要求：– CPU 的已联网 PROFINET接口与接口模块的端口已互连（拓扑组态）。– 将接口模块的 RT 等级的 PROFINET 接口设置为“IRT”（“gaoji选项> 实时设置 > 同步”(Advanced options > Real time settings >Synchronization) 区域）。– 为 CPU 和接口模块的 PROFINET 接口分配“同步主站”和“同步从站”角色（在PROFINET 接口特性中：“gaoji选项 > 实时设置 > 同步 > 域设置”(Advancedoptions > Real timesettings > Synchronization > Domainsettings) 区域）。209功能6.7 等时同步模式使用 STEP 7 组态 PROFINET功能手册, 11/2023,A5E03444491-AN操作步骤要在 I/O 和用户程序之间创建等时同步连接，请按以下步骤操作：1. 在 STEP 7的网络视图中，选择 IM 155-5 PN HF。切换到设备视图。2. 插入可等时同步操作的 I/O 模块（例如 DI 16 x24VDC HF）。3. 转至巡视窗口中所选 I/O 模块的“I/O 地址”(I/O addresses) 区域。图6-77 在 PROFINET IO 上组态等时同步模式4. 在 I/O 地址区域中进行以下设置：–选择“等时同步模式”(Isochronous mode) 选项。– 选择一个过程映像分区，如过程映像分区 1。–单击“组织块”(Organization block) 下拉列表。单击“添加”(Add)按钮，或者选择已存在的OB。将打开用于选择组织块的对话框。– 选择“同步循环”(Synchronous Cycle)OB。单击“确定”(OK) 确认选择。如果进行自动编号分配，将生成并打开 OB61。在巡视窗口中，可以继续直接在“等时同步模式”(Isochronous mode) 区域中设置应用程序循环和延时时间 (页211)，并开始在指令部分中对 OB 进行编程。5. 如有需要，可在网络视图中插入其它 IO 设备。调整等时同步模式的组态和设置。6.要获取有关计算得出的带宽信息或有关调整发送时钟的信息。请在网络视图中选择同步域，并在巡视窗口中浏览至域管理的相应区域。210使用STEP 7 组态 PROFINET功能手册, 11/2023, A5E03444491-AN功能6.7 等时同步模式参考有关STEP 7 中分布式 I/O 和驱动装置等时同步模式的参数分配与设置示例，请参见 Internet中的此FAQ设置应用程序循环和延时时间要求• 在 STEP 7 中，已创建有等时同步模式组态。• 已创建等时同步模式中断 OB 同步循环(OB 6x)。• 等时同步模式中断 OB 处于打开状态。设置应用程序循环应用程序循环是数据循环T_DC（发送时钟）的倍数。使用应用程序循环设置可减小因执行等时同步模式中断 OB 而增高的 CPU 利用率。下例中，仅会在 CPU中每执行完 2 个数据循环T_DC 之后调用 OB。要为等时同步模式应用程序设置应用程序循环，请按以下步骤操作：1.打开上述等时同步模式中断 OB 的“特性”(Properties) 对话框。2.在区域导航中，单击“等时同步模式”(Isochronous mode) 组。3. 在“应用程序循环（ms）”(Applicationcycle (ms))中设置应用程序循环。打开下拉列表框，选择应用程序循环。该下拉列表框中有多个可以作为应用程序循环的数据循环T_DC。下图中，数据循环 T_DC 设置为 2 ms。设置延时时间延时时间是发送时钟的起始点与等时同步模式中断 OB起始点之间的时间。STEP 7自动将延时时间默认设置为执行窗口的起始时间。其结果是，过程映像分区的等时模式更新将自动地处于应用程序循环的该执行窗口中。还可以手动地设置该延时时间。延时时间越短，等时同步模式中断OB中用户程序的执行时间越长。手动设置延时时间时，必须在应用程序循环的执行窗口中调用“SYNC_PI”和“SYNC_PO”指令。要为等时同步模式应用程序设置延时时间，请按以下步骤操作：1.打开上述等时同步模式中断 OB 的“特性”(Properties) 对话框。2.在区域导航中，单击“等时同步模式”(Isochronous mode) 组。3. 清除“自动设置”(Automaticsetting)复选框。4. 在“延时时间(ms)”(Delay time (ms))中，输入自己需要的延时时间。
编程等时同步模式编程的基本要素在等时同步模式中断 OB中进行编程仅可在等时同步模式中断 OB 同步循环 (OB 6x)中对程序的等时同步部分进行编程。由于按较高优先级处理等时同步模式中断，因此等时同步模式中断 OB中仅处理程序中时间相关部分。等时同步模式中断 OB 将以一个组态的延时时间来调用。通过调用指令方哪位等时同步I/O通过过程映像分区访问等时同步 I/O。也就是说，等时同步模块的地址必须位于一个过程映像分区中。使用 SYNC_PI 和SYNC_PO 指令设定对等时同步模式中断 OB 同步循环 (OB 6x) 中的等时同步IO 的访问。等时同步 I/O只能通过调用“SYNC_PI”和“SYNC_PO”指令进行更新，因此，等时同步 IO只能在相应的过程映像分区中。说明建议：为了防止返回 OB 6x 的数据不一致，请勿在等时同步模式 OB中使用“DPRD_DAT”和“DPWR_DAT”指令（直接数据访问）。“SYNC_PI”和“SYNC_PO”指令只能在允许的执行窗口中更新过程映像分区。执行窗口从循环数据交换结束一直延伸到仍可及时复制输出的T_DE结束之前的时间。必须在此时间窗口内启动数据交换。如果“SYNC_PI”和“SYNC_PO”指令在其执行窗口没有执行，指令将会以相应的错误消息指出这一问题。程序执行模型根据“SYNC_PI”和“SYNC_PO”指令在OB 6x 中的调用顺序，可将程序执行分为两个基本模型：• IPO 模型（读取输入 (Inputs) - 处理(Processing) - 写入输出 (Outputs)）• OIP 模型（写入输出 (Outputs) - 读取输入(Inputs) - 处理 (Processing)）根据的 IPO 模型进行的程序执行如果等时同步模式中断 OB的执行时间明显短于一个数据循环 T_DC，则使用 IPO 模型。在 IPO模型中，不得减小数据循环。也就是说，等时同步模式中断 OB的应用程序循环等于数据循环T_DC。IPO 模型的响应时间是Zui短的。按照 IPO 模型在等时同步模式中断 OB 中进行编程要按照IPO 模型编程：1. 在等时同步模式中断 OB 的开始处调用 SYNC_PI 指令。2. 然后调用实际用户程序。3.在等时同步模式中断 OB 的结束处调用“SYNC_PO”指令。表格 6-3 按照 IPO 模型编程步骤 操作 说明1 读入(I) SYNC_PI 指令读入过程映像分区的输入，并将输入提供给等时同步模式中断 OB。2 处理 (P) 编写等时同步模式中断 OB的实际用户程序。3 输出 (O) SYNC_PO 指令通过过程映像分区输出由用户程序更改的数据。
IPO 模型中的信号顺序下图显示了 IPO 模型中从 CPU中过程值采集和处理开始到过程值输出的信号顺序：① 执行等时同步模式中断 OB② “SYNC_PI”指令③ “SYNC_PO”指令④在时间 TI 等时同步读入 I/O 模块上的过程值⑤ 在时间 TO 等时同步输出 I/O 模块上的过程值图 6-80 IPO 模型中的信号顺序在时间 TI 等时同步读入 I/O 上的过程值。IPO 模型中数据的处理是在一个数据周期 T_DC内完成。输出数据始终在下一数据循环 T_DC 的 TO 时间在 I/O 上提供。在 IPO模型中，从“输入端子”到“输出端子”的执行时间固定为 TI + T_DC + TO。TI + 2×T_DC + TO可作为过程响应时间的保证。根据 OIP 模型执行程序如果等时同步模式中断 OB 的执行循环时长不等，应用程序循环大于数据循环T_DC，则使用OIP 模型。在 OIP 模型中，与过程的数据交换始终是确定的，也就是说，会刚好在指定时间进行数据交换。按照 OIP模型在等时同步模式中断 OB 中进行编程要按照 OIP 模型编程：1. 在等时同步模式中断 OB 的开始处调用 SYNC_PO指令。2. 然后调用 SYNC_PI 指令。3. 然后调用实际用户程序。表格 6-4 按照 OIP 模型编程步骤 操作说明1 输出 (O) SYNC_PO 指令通过过程映像分区的输出来输出上一次循环中由用户程序更改的数据。2 读入 (I)SYNC_PI 指令读入当前循环过程映像分区的输入，并将输入提供给等时同步模式中断 OB。3 处理 (P) 编写等时同步模式中断 OB的实际用户程序。