PROFIBUS-DP的等时模式与中央I/O相比，分布式I/O的过程响应时间不稳定，这是由于PROFIBUS-DP协议可用于PLC与现场级分散的I/O设备之间的通信，在这种分布式的自动化体系中有许多小的循环，这些小循环的执行时间是不一致的，每个循环周期不能保持同步。主站CPU轮询两个从站的循环，如图5-93所示。
由图5-93可以看出，它包括非等时过程循环T1～T7：
T1：读入输入信号的转换时间
T2和T6：在从站模块背板总线上的循环时间
T4：主站CPU程序扫描时间
T3和T5：PROFIBUS-DP总线上的轮询时间
T7：输出信号转换到端子的时间
从T1～T7的各个循环时间决定了整个过程的响应时间。如果CPU从ET200S读入一个输入信号再发送给ET200M的一个输出，要经过7个循环，由于各循环的运行时间不相等且不同步，循环之间可能有间隔，假设在ET200S上接入一个恒定的频率信号，经过T1～T4，CPU中读到的数据可能不是一个恒定值，这是由于整个过程的响应时间是不固定的。各个循环大体可分为三个循环，即用户程序循环、DP循环和I/O循环，非等时模式如图5-94所示。
图5-93 主站CPU轮询两个从站的循环示意图
图5-94 非等时模式
然而，当今的生产和过程操作（比如运动控制和闭环控制）要求更加迅速且更加准确的响应时间，特别是对于PROFIBUS-DP这种分布式I/O体系，用户需要从输入的响应到CPU的处理，最后输出到端子上有一个确定的时间和相等的时间，通过PROFIBUS的等时模式可以实现这样的功能，时间响应效果甚至比中央I/O还要好。在等时模式下，整个过程的响应时间是由恒定的DP总线循环和同步的单个循环时间构成的，如图5-95所示。
等时模式的实现是将DP主站发送给从站一个时钟脉冲作为一个全局控制帧（GC），由它来同步接收和发送从站数据。系统时钟贯穿整个系统，使其有一个恒定的时间间隔，总线循环时间的固定和各个循环的同步保证了过程响应时间是恒定的。不仅如此，与非等时模式相比，由于各个循环的同步不存在数据读取或发送的周期等待，所以使响应变得更加迅速。
在图5-95中，Ti输入时间可以在STEP7软件中进行设置，它设定了数据输入过程时间，包括输入信号的转换时间以及数据在背板总线上的传送时间，在这个时间内所有的输入数据刚好传送到从站的接口模块，然后DP主站发送全局控制帧（GC）开始DP轮询从站，当所有从站上的数据已经准备好后，触发同步循环中断OB61，此时开始执行OB61中的程序，与此同时进行上一个周期的To过程和下一个周期的Ti过程，程序执行完毕，启动新的全局控制帧，开始新的DP循环周期，在To时间内输出所有数据到从站的端子上，这样保证主站给所有从站一个连续等时响应，这个时间包含了所有主从之间的数据交换时间，以及从站上信号转换和背板总线上数据的传送时间。下面通过一个具体的实例说明PROFIBUS-DP等时模式通信的配置。
（1）软件和硬件需求
软件：STEP7 V5.2。
硬件：PROFIBUS-DP主站选用S7-400 CPU414-3DP V3.1；DP接口模块选用ET200S IM151-1 High Feature；DP接口模块选用ET200M IM153-2（带有等时功能）；分布I/O模块选用DI2xDC24V和DO2xDC24V/2A；MPI网卡为CP5611；PROFIBUS电缆及接头，网络配置如图5-96所示。
图5-95 等时模式下整个过程的响应时间构成
图5-96 网络配置图
按上图将CPU414-3DP集成的DP接口、IM153-2及ET200S IM151-1的PROFIBUS-DP接口连接好。
（2）组态S7-400主站
打开SIMATIC Manager软件，在File菜单下选择New新建一个项目，该实例中项目命名为PROFIBUS Isochrone，在项目屏幕的左侧窗口选中该项目，单击右键选择Insert New Object插入一个SIMATIC 400 Station。可以看到400主站已经在项目屏幕的右侧，如图5-97所示。
图5-97 插入一个SIMATIC 400 Station
双击Hardware，在HW Configuration窗口中按硬件的实际安装顺序组态硬件系统，分别插入S7-400机架、电源和CPU模块，在配置CPU时，会弹出对话框，可对PROFIBUS网络属性进行组态，通过单击New新建一条PROFIBUS网络，即PROFIBUS（1），在本例中，将其地址设为2＃站，单击Properties→Network Setting将传输速率设置成1.5Mbit/s，并将总线行规设置成为DP，单击OK确定。配置好的S7-400主站如图5-98所示。
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图5-98 配置好的S7-400主站窗口
（3）组态从站
首先组态ET200S IM151-1 High Feature从站，从右侧硬件列表中选择与产品号相同的硬件，将其拖动到DP总线上，在弹出的对话框中为其设置站地址为6，按照和组态ET200S相同的方法组态ET200M，按照硬件顺序和产品号配置ET200M，然后配置站地址为4。组态好的整个系统如图5-99所示。
图5-99 组态好的整个系统
（4）组态等时模式参数
组态完毕后，双击HW Configuration系统组态窗口中的CPU414-3DP一栏，设置CPU属性，具体步骤如下：
1）选择顶部按钮中的Synchronous Cycle Interrupt按钮。设置每一个同步循环中断，如果有3个网段，可将OB61～OB63都进行配置，在该实例中，只配置OB61即可，指定DP主站系统为1，为了快速更新过程映象区，设置过程映象区分区为1，然后为S7-400 CPU设置时间延迟，这个延迟是启动OB块和全局控制之间的延迟，它指的是PROFIBUS-DP轮询时间中的循环数据交换时间，即刚好与从站数据交换完毕的时间，如图5-100所示。
图5-100 设置每一个同步循环中断窗口
2）设置DP主站系统。在HW Configuration系统组态窗口中双击DP栏，在DP主站系统中激活The Constant Bus Cycle Time，如图5-101所示。
图5-101 设置DP主站系统
双击DP主站系统，在General标签下单击Properties按钮，在弹出的Properties-PROFI-BUS对话框中，选择Network Settings标签，单击Options按钮，如图5-102所示。
图5-102 选择Network Settings标签窗口
在Options对话框中，选择Constant Bus Cycle Time标签进行如下设置：激活Activate Constant Bus Cycle选项使PROFIBUS-DP主站轮询从站的时间是一个固定值，这也是等时模式下的DP轮询方式。激活Times Ti and To Same for all Slaves选项，使所有从站的Ti和To时间保持一致，如果此处不选择，则要在各个从站上设置，这样各个从站的Ti和To时间可能不一致，其他的保持缺省设置，单击OK确认。参数设置如图5-103所示。
图5-103 参数设置
3）设置DP从站系统。在OB61中定义的过程映象区分区为1，在这里把与等时模式相关的I/O模块放在过程映象区分区为1，这样做的目的是为了快速更新I/O的映象区。以ET200M为例，设置I/O的过程映象区分区，双击I/O模块，如图5-104所示。
图5-104 设置DP从站系统
选择Addresses标签，选择过程映象区分区，如图5-105所示。完成I/O过程映象区分区的设置后，组态每个从站的等时模式，双击DP从站图标（如IM153-2），在Properties-DP Slave对话框中，选则Isochrone Mode标签进行设置，如图5-106所示。
激活Synchronize DP Slave to Constant Bus Cycle Time选项，同时激活支持等时模式的I/O模块，不支持等时模式的模块将不可选。如果在DP主站不选Times Ti and To Same for all Slaves选项，则上图每个从站的Ti和To时间要单独设置，Ti和To时间可以不一样，本例中选择Times Ti and To Same for all Slaves。
图5-105 选择过程映象区分区
图5-106 激活Synchronize DP Slave to Constant DP Bus Cycle Time选项窗口
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