ATM_D_FF_TMIN

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Einleitung

Der Funktionsblock ATM_D_FF_TMIN realisiert ein taktgesteuertes D‑Flipflop (Data Latch), das den anliegenden Datenwert bei einem Taktereignis übernimmt und als gespeicherten Wert ausgibt. Eine Besonderheit ist die einstellbare Mindestzeit (Tmin) zwischen zwei aufeinanderfolgenden Ausgangsereignissen, die eine definierte Totzeit garantiert.

Schnittstellenstruktur

Ereignis-Eingänge

Name	Typ	Kommentar
INIT	EInit	Initialisierungsanforderung (mit Tmin)

Ereignis-Ausgänge

Name	Typ	Kommentar
INITO	EInit	Initialisierungsbestätigung

Daten-Eingänge

Name	Typ	Kommentar
Tmin	TIME	Minimaler zeitlicher Abstand zwischen zwei EO-Ereignissen

Daten-Ausgänge

Der Baustein besitzt keine direkten Datenausgänge. Der gespeicherte Wert wird über den Adapter-Ausgang Q.D1 bereitgestellt.

Adapter

Richtung	Name	Typ	Kommentar
Eingang (Socket)	I	adapter::types::unidirectional::ATM	Zu übernehmender Wert
Ausgang (Plug)	Q	adapter::types::unidirectional::ATM	Gespeicherter Wert

Der Adapter ATM bietet je einen Ereignis- und einen Datenkanal (E1, D1 für Eingang; E1, D1 für Ausgang).

Funktionsweise

1. Initialisierung: Durch ein Ereignis an INIT wird der Baustein initialisiert und der Parameter Tmin übernommen.
2. Takten: Ein Ereignis am Adapter-Eingang I.E1 (Takt) veranlasst den Baustein, den aktuellen Datenwert von I.D1 zu übernehmen. Bei gültiger Übernahme wird der Wert am Adapter-Ausgang Q.D1 ausgegeben und gleichzeitig ein Ereignis an Q.E1 gesendet.
3. Minimale Ausgangsverzögerung: Nach jedem ausgegebenen Ereignis (Q.E1) wird eine interne Sperre aktiviert. Erst nach Ablauf der Zeit Tmin kann ein weiteres Taktereignis zu einer erneuten Ausgabe führen. Geht innerhalb der Sperrzeit ein neues Taktsignal ein, wird es ignoriert oder die Ausgabe bis zum Ablauf von Tmin verzögert (abhängig von der Implementierung des internen FB E_D_FF_ANY_TMIN).

Technische Besonderheiten

• Totzeit-Regelung: Der Parameter Tmin erzwingt eine minimale Pause zwischen zwei Ausgangsereignissen – nützlich, um nachgeschaltete Komponenten zu schützen oder Signalflanken zu entprellen.
• Interne Realisierung: Der Baustein verwendet intern den FB iec61499::events::E_D_FF_ANY_TMIN, der die eigentliche Flipflop-Logik mit Zeitüberwachung bereitstellt. Der ATM_D_FF_TMIN fungiert als Schnittstellenanpassung für den Adapter ATM.
• Adapter-Schnittstelle: Sowohl Eingangs- als auch Ausgangsdaten werden über unidirektionale Adapter ausgetauscht, was eine lose Kopplung in der Applikation ermöglicht.

Zustandsübersicht

Obwohl kein explizites Zustandsdiagramm vorliegt, lassen sich folgende logische Zustände ableiten: 1. Bereit: Wartet auf ein Taktereignis, keine Sperre aktiv. 2. Gesetzt: Wert wurde übernommen und ausgegeben, die Sperre Tmin läuft. 3. Gesperrt: Während Tmin werden eingehende Taktereignisse ignoriert oder zurückgehalten.

Nach Ablauf der Sperre kehrt der Baustein in den Zustand Bereit zurück.

Anwendungsszenarien

• Signalaufbereitung in der Automatisierungstechnik, bei der ein Schaltsignal nach einer definierten Mindestpause erneut ausgewertet werden soll (z. B. Totzeit bei Ventilumschaltungen).
• Entprellung von binären Sensoren, bei denen ein nachgeschalteter Ausgang nur nach einer stabilen Zeit von Tmin erzeugt werden darf.
• Synchronisation von Datenströmen, bei denen eine minimale Paketlücke eingehalten werden muss.

Vergleich mit ähnlichen Bausteinen

• Standard‑D‑Flipflop (z. B. E_D_FF): Liefert sofort nach jedem Takt einen Ausgang – ohne zeitliche Einschränkung. Der ATM_D_FF_TMIN erweitert dies um die Totzeit Tmin.
• Monostabile Kippglieder (Timer): Erzeugen einen Impuls definierter Länge. Der ATM_D_FF_TMIN hingegen sperrt nur die Ausgabe, ohne den Ausgangspegel zurückzusetzen.

Der vorliegende Baustein vereint die Eigenschaften eines Flipflops mit einer einstellbaren Mindestausblendzeit und ist daher für zeitkritische Steuerungsaufgaben besonders geeignet.

Fazit

ATM_D_FF_TMIN ist ein spezialisierter D‑Flipflop‑Baustein, der die minimale Verweilzeit zwischen zwei Ausgangsereignissen garantiert. Die Nutzung von Adaptern vereinfacht die Integration in modulare Steuerungsanwendungen, während die einstellbare Totzeit hohe Flexibilität für unterschiedliche physikalische Randbedingungen bietet. Er ist eine sinnvolle Erweiterung der IEC‑61499‑Bibliothek für zeitdiskrete Signalverarbeitung.