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AQ_MUX_4

AQ_MUX_4

Einleitung

Der Funktionsblock AQ_MUX_4 dient als Multiplexer für Adapter vom Typ AQ. Er wählt aus vier verfügbaren Adapter-Eingängen (IN1–IN4) einen aus und leitet dessen Signal an den Adapter-Ausgang OUT weiter. Die Auswahl erfolgt anhand eines numerischen Indexes K, der über den Ereignis-Eingang REQ gesetzt wird. Der Block ist als generischer Funktionsblock deklariert und kann in der Entwicklungsumgebung bei Bedarf an die Anzahl der Eingänge angepasst werden.

Schnittstellenstruktur

Ereignis-Eingänge

Name Typ Kommentar
REQ Event Setzt den Index K und löst die Umschaltung aus.

Ereignis-Ausgänge

Name Typ Kommentar
CNF Event Bestätigung der Umschaltung (Quittung).

Daten-Eingänge

Name Typ Kommentar
K UINT Index des gewünschten Eingangs (0–3).

Daten-Ausgänge

Keine eigenen Datenausgänge – die Ausgabe erfolgt über den Adapter-Ausgang OUT.

Adapter

Richtung Name Typ Kommentar
Plug OUT adapter::types::unidirectional::AQ Ausgang: Signal des ausgewählten Eingangs (IN1–IN4).
Socket IN1 adapter::types::unidirectional::AQ Erster Eingang (wird für K=0 aktiv).
Socket IN2 adapter::types::unidirectional::AQ Zweiter Eingang (wird für K=1 aktiv).
Socket IN3 adapter::types::unidirectional::AQ Dritter Eingang (wird für K=2 aktiv).
Socket IN4 adapter::types::unidirectional::AQ Vierter Eingang (wird für K=3 aktiv).

Alle Adapter sind vom Typ adapter::types::unidirectional::AQ – ein unidirektionaler Adapter für analoge Ausgabewerte (z. B. Spannungs- oder Stromsignale).

Funktionsweise

Der AQ_MUX_4 arbeitet ereignisgesteuert:

  1. Ein Ereignis am Eingang REQ triggert die Verarbeitung.
  2. Der aktuelle Wert des Daten-Eingangs K wird ausgelesen.
  3. Je nach Wert von K (0, 1, 2 oder 3) wird der entsprechende Adapter-Eingang auf den Adapter-Ausgang OUT umgeschaltet:
  4. K = 0 → OUT erhält die Daten von IN1
  5. K = 1 → OUT erhält die Daten von IN2
  6. K = 2 → OUT erhält die Daten von IN3
  7. K = 3 → OUT erhält die Daten von IN4
  8. Nach erfolgreicher Umschaltung wird das Bestätigungsereignis CNF gesendet.

Wird ein Index außerhalb des gültigen Bereichs (0–3) übergeben, so ist das Verhalten undefiniert – typischerweise wird kein Eingang aktiviert oder es erfolgt eine unbeabsichtigte Weiterleitung.

Technische Besonderheiten

  • Generischer Funktionsblock: Der AQ_MUX_4 ist als generischer Block (GenericClassName = 'GEN_AQ_MUX') definiert. In der 4diac-IDE kann er daher als Vorlage für Multiplexer mit anderer Anzahl von Eingängen (z. B. 2, 8) verwendet werden, ohne die interne Logik neu erstellen zu müssen.
  • Adapterbasierte Schnittstelle: Anders als klassische Multiplexer mit Datentypen wie INT oder REAL arbeitet dieser Block mit Adaptern, sodass ganze Signalpakete (z. B. Werte, Qualitätsflags) übertragen werden können.
  • Keine Bereichsprüfung: Die Gültigkeit von K wird nicht geprüft. Bei einer Fehlbedienung (Wert > 3) ist das Systemverhalten nicht festgelegt – dies muss in der Applikation durch geeignete Maßnahmen abgefangen werden.
  • Keine Zustandsspeicherung: Der Block hat keinen internen Zustand außer der aktuellen Verbindung. Jedes REQ-Ereignis führt sofort zur Neukonfiguration.

Zustandsübersicht

Der AQ_MUX_4 besitzt keine explizite Zustandsmaschine (State Machine). Der Ablauf lässt sich als einfache Transaktion beschreiben:

IDLE → [REQ] → Auswerten von K → Verbindung umschalten → [CNF] → IDLE

Die Zeitspanne zwischen REQ und CNF ist rein durch die Ausführungszeit der umgebenden Steuerung bestimmt.

Anwendungsszenarien

  • Umschaltung zwischen mehreren analogen Sollwerten in einer Maschinensteuerung (z. B. Landwirtschaft, Antriebstechnik).
  • Betriebsartenauswahl für Aktoren, bei denen unterschiedliche Signalquellen (Handbetrieb, Automatik, Notbetrieb) aktiv geschaltet werden müssen.
  • Redundanzumschaltung zwischen mehreren analogen Mess- oder Steuersignalen.

Vergleich mit ähnlichen Bausteinen

Baustein Schnittstelle Anzahl Eingänge Besonderheit
AQ_MUX_4 Adapter (unidirektional, AQ) 4 Generisch, für analoge Ausgangssignale optimiert
MUX Datentypen (z. B. ANY) parametrierbar Standard-Multiplexer aus IEC 61499-Bibliotheken
SEL Datentypen (zwei Eingänge) 2 Einfache Auswahl zwischen zwei Werten

Der AQ_MUX_4 hebt sich durch die Verwendung von Adaptern ab, die es erlauben, komplexe Signale über eine einzige Verbindung zu transportieren, und durch seine generische Basis, die eine einfache Wiederverwendung in verschiedenen Ausbaustufen ermöglicht.

Fazit

Der AQ_MUX_4 ist ein praktischer Baustein zur dynamischen Auswahl eines analogen Ausgangssignals aus bis zu vier Quellen. Seine adapterbasierte Schnittstelle macht ihn besonders geeignet für modulare Steuerungsarchitekturen, in denen Signale nicht nur als einzelne Werte, sondern als strukturierte Datenpakete ausgetauscht werden. Die generische Deklaration erleichtert zudem die Anpassung an abweichende Anforderungen.