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Viele Vorgänge in einer Anlage erfordern eine zeitlich möglichst genaue Reproduzierbarkeit. Mit Time-based IO können mit zeitlich hoher Auflösung an den digitalen Eingängen Signale eingelesen und an den digitalen Ausgängen Signale ausgegeben werden. Ein Vorteil von Time-based IO liegt in der Unabhängigkeit vom Zeitraster des Applikationszyklus.

Das zeitliche Verhalten einer Standard- Technologie wird von einigen Faktoren beeinflusst. Diese sind unter anderem die Leistung der CPU, die Struktur des CPU-Programmes oder Zykluszeiten der E/A Module, Zykluszeiten der Sensoren/Aktoren oder Buszykluszeiten. Diese Faktoren machen eine Aussage, wann genau ein Eingangsereignis stattgefunden hat oder wann genau ein Ausgang schaltet relativ ungenau.
Bei der Verwendung von Time-based IO werden alle beteiligten Komponenten auf eine gemeinsame Zeitbasis (TIO_Time) geschaltet. Durch die Übergabe eines Zeitstempels bei Eintritt eines Eingangssignals kann in einer definierten Zeit mit einem mit der TIO_Time verknüpften Ausgangssignal reagiert werden. Durch Time-based IO wird die Genauigkeit der Ausgabe also unabhängig von den oben genannten Faktoren. Die TIO_Time liegt im Dateiformat LTIME vor. Beim Datenformat LTIME handelt es sich um eine 64-Bit Zahl, die den Zeitpunkt in der Einheit Nanosekunden beinhaltet.

Abhängig von der Konfiguration ergibt sich eine minimale Reaktionszeit auf ein Eingangsereignis. Die Reaktionszeit ist die Zeit zwischen Eintreten des Eingangsereignisses bis zum gewünschten Ausgangsereignis. Die minimale Reaktionszeit liegt bei Time-based IO beim dreifachen eines Applikationszyklus.

Umgesetzt werden kann Time-based IO mit den dezentralen Peripheriesystemen ET 200MP bzw. ET 200SP zusammen mit den Technologiebaugruppen TM Timer DIDQ 16x24V bzw. TM Timer DIDQ 10x24V.
Voraussetzung für Time-based IO für auf Seiten des Interfacemoduls und der CPU ist taktsynchrone Kommunikation mit PROFINET IRT oder über den taktsynchronen Rückwandbus einer S7-1500 CPU. Der taktsynchrone Betrieb ermöglicht es die TIO-Module auf eine gemeinsame Zeitbasis zu synchronisieren.

Mit speziellen TIO-Anweisungen, die in einem taktsynchronen OB vom Typ „Synchronous Cycle“ oder „MCPostServo“ aufgerufen werden, können die TIO-Module auf eine gemeinsame Zeitbasis synchronisiert, Eingangssignale mit zugehörigem Zeitstempel eingelesen oder Ausgangssignale zeitgesteuert ausgegeben werden. Diese Anweisungen sind in der Bibliothek „Time-based IO“ zu finden.
Ebenfalls können die TM Timer DIDQ Module für die beiden Technologieobjekte „Nocken“ (TO_OutputCam) und „Messtaster“ (TO_MeasuringInput) verwendet werden. Mit diesen Technologieobjekten können ohne großen Aufwand, hochgenau Eingangssignale erfasst und Ausgangssignale geschaltet werden.

Ein hilfreiches Anwendungsbeispiel für die Verwendung von Time-based IO ist das Anwendungsbeispiel „Time-based IO mit der SIMATIC S7-1500 und TM Timer“.

Erläuterungen zu möglichen Anwendungsfällen, in denen Time-based IO genutzt werden kann und weitere Anwendungsbeispiele finden Sie in dem Beitrag „Wofür kann ich Time-based IO verwenden?“

Hinweis:

Die in diesem Beitrag beschriebene Vorgehensweise bezieht sich auf den Zeitpunkt der Erstellung dieses Beitrags (Stand: Januar 2024).

Mit freundlichen Grüßen

Fachberatung Deutschland (JB)