Definition und Funktion:
Das Prozessabbild (engl. Process Image) ist ein spezieller, temporärer Speicherbereich in einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS). Es dient als Konsistenzbereich für die Ein- und Ausgangssignale der SPS und gewährleistet, dass das SPS-Programm während eines Zyklus immer mit einem konsistenten Satz von Eingangsdaten arbeitet und seine Ausgangsbefehle ebenfalls konsistent schreibt.
Das Prozessabbild ist ein Kernkonzept der zyklischen Abarbeitung von SPS-Programmen und sorgt für Determinismus und Zuverlässigkeit.
Funktionsweise im SPS-Zyklus:
- Prozessabbild der Eingänge (PII – Process Image Input): Zu Beginn jedes SPS-Zyklus werden die aktuellen Zustände aller physikalischen Eingänge (Digitaleingänge, Analogeingänge) einmalig eingelesen und in das Prozessabbild der Eingänge kopiert. Das SPS-Programm liest dann während des gesamten Zyklus nur aus diesem Abbild, auch wenn sich die physikalischen Eingänge während des Zyklus ändern.
- Programmverarbeitung: Das SPS-Programm wird mit den Werten aus dem PII abgearbeitet. Alle Berechnungen und Logikfunktionen nutzen diese konsistenten Eingangswerte. Die Ergebnisse der Logik, die auf die Ausgänge wirken sollen, werden in das Prozessabbild der Ausgänge geschrieben.
- Prozessabbild der Ausgänge (PIO – Process Image Output): Am Ende des SPS-Zyklus werden alle Werte aus dem Prozessabbild der Ausgänge einmalig und gebündelt auf die physikalischen Digitalausgänge und Analogausgänge übertragen.
Vorteile der Prozessabbildtechnik:
- Datenkonsistenz: Gewährleistet, dass die SPS immer mit einem stabilen und konsistenten Satz von Eingangsdaten arbeitet und Ausgänge nicht inkonsistent geschaltet werden.
- Determinismus: Trägt zur Vorhersagbarkeit der SPS-Reaktion bei.
- Fehlervermeidung: Verhindert Race Conditions, die auftreten könnten, wenn Eingänge direkt während der Programmbearbeitung gelesen würden.
- Effizienz: Der Zugriff auf den Speicher (Prozessabbild) ist schneller als der direkte Zugriff auf physikalische I/O-Module.
Die Prozessabbildtechnik ist eine grundlegende Eigenschaft von modernen SPSen und ein wichtiger Aspekt für jeden SPS-Programmierer, um das Verhalten der Steuerung zu verstehen und korrekte Programme zu erstellen.
→ Siehe auch: Zyklus, SPS, Zykluszeit, Datenkonsistenz, Echtzeitfähigkeit, I/O-Module
