High-Speed-Analogmodule; Grundlagen; Taktsynchronität - Siemens S7-1500 Handbuch

High-Speed-Analogmodule

8.1

Grundlagen

Für hohe Anforderungen bezüglich Leistung und Geschwindigkeit stehen dem Anwender
High-Speed-Analogmodule (HS) zur Verfügung. Hauptmerkmal dieser HS-Analogmodule
gegenüber Standard-Analogmodulen (ST) sind kürzere Zykluszeiten. Um das zu erreichen,
verfügen die Ein- und Ausgabemodule über Bauelemente mit extrem kurzen Durchlauf- und
Wandlungszeiten. Zudem ist die gesamte Architektur der Module auf eine schnelle
Signalverarbeitung ausgelegt.
HS-Analogmodule wandeln die Mess- und Ausgabewerte parallel. Jeder Kanal innerhalb des
Moduls besitzt einen eigenen A/D- bzw. D/A-Umsetzer. So entspricht die Zykluszeit im
Wesentlichen der Wandlungszeit und ist unabhängig von der Anzahl der aktivierten Kanäle.
Das gilt sowohl für die Analogein- als auch für die Analogausgabe. Somit ist es möglich, HS-
Module im schnellen taktsynchronen Betrieb einzusetzen.
Neben der Taktsynchronität bieten HS-Analogmodule auch im nicht-taktsynchronen
(freilaufenden) Betrieb Vorteile. Durch die schnelle Verarbeitung der Prozesssignale sind
HS-Analogmodule in der Lage, Änderungen in den Prozesswerten schneller zu erfassen und
auf diese Ereignisse mit den geeigneten Programmbausteinen (z. B. Prozessalarm- oder
Weckalarm-Organisationsbausteine) zu reagieren. Weitere Informationen zu den
verschiedenen Organisationsbausteinen finden Sie in der STEP 7 Online-Hilfe.
Taktsynchronität
Unter Taktsynchronität versteht man die synchrone Kopplung
● der Signalerfassung und -ausgabe durch die dezentrale Peripherie
● der Signalübertragung via PROFIBUS bzw. PROFINET
● der Programmbearbeitung an den Sendetakt des äquidistanten PROFIBUS bzw.
Somit entsteht ein System, das in konstanten Zeitabständen seine Eingangssignale erfasst,
bearbeitet und die Ausgangssignale ausgibt. Taktsynchronität gewährleistet genau
reproduzierbare und definierte Prozessreaktionszeiten sowie äquidistante und synchrone
Signalverarbeitung bei dezentraler Peripherie.
Bei projektierter Taktsynchronität arbeiten das Bussystem und die Peripheriemodule
synchron. Die übertragenen Ein- und Ausgabedaten sind an eine "taktsynchrone Task" in
der CPU gekoppelt. Dadurch sind die Daten eines Zyklus immer konsistent. Alle Daten des
Prozessabbildes gehören logisch und zeitlich zusammen. Jitter im Anwenderprogramm, die
sich durch eine Erfassung unterschiedlich alter Werte ergeben, sind somit nahezu
ausgeschlossen.
Durch die genaue zeitliche Reproduzierbarkeit aller Abläufe lassen sich auch schnelle
Vorgänge sicher beherrschen. Taktsynchronität trägt zu einer hohen Regelungsgüte und
damit zu einer größeren Fertigungsgenauigkeit bei. Gleichzeitig werden mögliche
Schwankungen der Prozessreaktionszeiten drastisch reduziert. Die zeitlich gesicherte
Bearbeitung kann für einen höheren Maschinentakt genutzt werden. Kürzere Taktzeiten
erhöhen die Verarbeitungsgeschwindigkeit und tragen somit auch zu einer Reduzierung der
Produktkosten bei.
112
PROFINET.
Analogwertverarbeitung
Funktionshandbuch, 06/2014, A5E03461438-AC
8