Definition und Funktion:
Ein Zyklus (oder Programm-Zyklus, Scan Cycle) ist der grundlegende Betriebsmodus einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS). Er beschreibt die kontinuierliche, wiederholende Abarbeitung des Anwenderprogramms durch die SPS-CPU. Die Zeit, die die SPS für einen kompletten Durchlauf dieses Zyklus benötigt, wird als Zykluszeit bezeichnet.
Der Zyklus ist der Kern der deterministischen Arbeitsweise einer SPS und gewährleistet, dass auf Eingangssignale zuverlässig und innerhalb vorhersagbarer Zeiten reagiert wird.
Phasen eines SPS-Zyklus (vereinfacht):
- Eingänge einlesen (Input Scan): Die SPS liest den aktuellen Zustand aller physikalischen Eingänge ein und kopiert diese Werte in ein internes Prozessabbild.
- Programm abarbeiten (Program Scan): Die SPS-CPU führt das im Programmspeicher abgelegte Anwenderprogramm Anweisung für Anweisung aus. Die Logik arbeitet dabei ausschließlich mit den Werten aus dem Prozessabbild der Eingänge und den internen Variablen.
- Ausgänge aktualisieren (Output Scan): Die vom Programm berechneten Zustände der Ausgänge werden in das Prozessabbild der Ausgänge geschrieben und dann auf die physikalischen Ausgänge übertragen.
- Kommunikations- und Diagnoseaufgaben: Die SPS führt Systemaufgaben wie die Kommunikation mit HMI/SCADA-Systemen, Feldbusteilnehmern oder die Diagnose durch.
Dieser Zyklus wiederholt sich kontinuierlich, solange sich die SPS im RUN-Modus befindet, typischerweise im Millisekundenbereich.
Relevanz in der Automatisierung:
Der Zyklus ist von entscheidender Bedeutung für die Leistungsfähigkeit und das Verhalten einer SPS:
- Reaktionszeit: Die maximale Reaktionszeit einer SPS auf ein Ereignis ist direkt von ihrer Zykluszeit abhängig.
- Determinismus: Der feste Zyklus sorgt für ein vorhersagbares und deterministisches Verhalten.
- Performance: Eine kürzere Zykluszeit bedeutet eine schnellere Reaktion und höhere Verarbeitungsgeschwindigkeit.
- Programmierpraxis: Programmierer müssen die zyklische Abarbeitung berücksichtigen, um korrekte Logik zu erstellen (z.B. Flankenauswertungen, um Aktionen nur einmal pro Ereignis auszulösen).
- Systemauslegung: Bei der Auswahl einer SPS muss die Zykluszeit den Anforderungen des Prozesses entsprechen.
→ Siehe auch: Programm-Zyklus, Zykluszeit, Echtzeitfähigkeit, SPS, Prozessabbild, Task
