Zum Inhalt

F_NOT_BOOL_INIT

F_NOT_BOOL_INIT

Einleitung

Der Funktionsbaustein F_NOT_BOOL_INIT realisiert die logische Negation (NOT) eines booleschen Eingangssignals und erweitert die reine NOT-Funktion um einen Initialisierungsmechanismus. Er ist als standardisierter Baustein gemäß IEC 61131-3 für den Einsatz in speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) konzipiert. Der FB ermöglicht es, bei der Initialisierung eine erste Negation auszulösen und den Ergebniswert am Ausgang bereitzustellen, bevor der normale zyklische Betrieb beginnt.

Schnittstellenstruktur

Ereignis-Eingänge

Ereignis Typ Mit Variablen Beschreibung
INIT EInit IN Initialisierungsanforderung – der FB wird einmalig initialisiert und der Eingang negiert.
REQ Event IN Normale Verarbeitungsanforderung – die logische Negation wird auf den aktuellen Eingangswert angewendet.

Ereignis-Ausgänge

Ereignis Typ Mit Variablen Beschreibung
INITO EInit OUT Bestätigung der Initialisierung – wird nach erfolgreicher Initialisierung ausgegeben.
CNF Event OUT Bestätigung der normalen Verarbeitung – wird nach jeder Ausführung auf REQ gesendet.

Daten-Eingänge

Variable Typ Beschreibung
IN BOOL Eingangswert, der negiert werden soll.

Daten-Ausgänge

Variable Typ Beschreibung
OUT BOOL Negierter Wert des Eingangs (NOT IN).

Adapter

Keine.

Funktionsweise

Der Baustein delegiert die eigentliche Negationsfunktion an den internen FB F_NOT (aus der Bibliothek iec61131::bitwiseOperators). Die Verarbeitung erfolgt ereignisgesteuert:

  • Bei INIT: Der Eingangswert IN wird sofort über die Datenverbindung an den internen F_NOT übergeben. Gleichzeitig wird das Ereignis REQ an den internen FB gesendet, der die Negation berechnet und das Ergebnis an den Ausgang OUT weitergibt. Nach Abschluss dieser Operation wird das Ereignis INITO am Ausgang des Hauptbausteins ausgegeben. Dadurch wird der Ausgang OUT mit dem negierten Initialwert gesetzt.
  • Bei REQ (im laufenden Betrieb): Der aktuelle Wert von IN wird an den internen F_NOT übergeben und negiert. Das Ergebnis wird auf OUT geschrieben, und anschließend wird das Ereignis CNF ausgelöst.

Somit führt sowohl INIT als auch REQ zur gleichen Kernfunktionalität (Negation), unterscheiden sich jedoch im ausgelösten Ereignis: INIT erzeugt INITO, REQ erzeugt CNF.

Technische Besonderheiten

  • Der Baustein enthält keine eigene algorithmische Logik, sondern nutzt einen internen Unterbaustein (F_NOT). Dies fördert die Wiederverwendung und Konsistenz.
  • Der Initialisierungsmechanismus erlaubt es, den Ausgang bereits vor dem ersten „normalen“ Aufruf mit dem negierten Eingang zu belegen – nützlich in SPS-Programmen, bei denen Startwerte definiert werden müssen.
  • Die gleichzeitige Verwendung von INIT und REQ ermöglicht eine klare Trennung zwischen Startverhalten und zyklischem Betrieb.
  • Durch die Mitnahme der Eingangsvariablen in den Ereignissen (WITH) wird sichergestellt, dass die Daten immer aktuell zur Verfügung stehen.

Zustandsübersicht

Der FB besitzt keinen expliziten Zustandsautomaten, da die gesamte Logik im internen Netzwerk abgebildet ist. Es liegt implizit folgendes Verhalten vor:

  1. Initialzustand: Nach dem Start der SPS sind Ausgänge und interne Werte undefiniert.
  2. Nach INIT: Der Ausgang OUT wird auf den negierten Wert von IN gesetzt; der FB ist betriebsbereit.
  3. Nach REQ: Für jeden REQ-Impuls wird die Negation erneut ausgeführt und OUT aktualisiert.

Eine wiederholte Auslösung von INIT (z. B. nach einem Reset) führt erneut zur Initialisierung und setzt OUT auf den negierten aktuellen Eingangswert.

Anwendungsszenarien

  • Initialisierung eines Steuerausgangs: Ein Ausgang soll in der Startphase den negierten Wert eines Sensorsignals annehmen, bevor das zyklische Programm startet.
  • Fehlerüberwachung: Bei einer Startsequenz wird geprüft, ob ein Eingangssignal den negierten Zustand eines Freigabesignals aufweist.
  • Sicherheitslogik: Verwendung in Sicherheitsfunktionen, bei denen ein initialer Negationsschritt zwingend erforderlich ist (z. B. NOT-Verknüpfung nach Systemhochlauf).

Vergleich mit ähnlichen Bausteinen

Baustein Beschreibung Unterschied zu F_NOT_BOOL_INIT
F_NOT (Standard) Reine Negation ohne Initialisierungsereignis. Fehlt das INIT/INITO-Paar; nach Systemstart ist der Ausgang nicht definiert.
F_NOT_BOOL_INIT Wie F_NOT, aber mit explizitem Initialisierungsereignis. Bietet definiertes Startverhalten und gibt bei Initialisierung ein separates Quittungsereignis aus.

Der Standard F_NOT ist ausreichend, wenn das Startverhalten durch den übergeordneten Steuerungsablauf geregelt wird. Der initialisierbare Baustein ist dann vorteilhaft, wenn der FB selbst die Kontrolle über seine erste Ausführung besitzen soll.

Fazit

F_NOT_BOOL_INIT ist ein nützlicher Baustein, der die einfache NOT-Operation um eine Initialisierungsfazilität ergänzt. Er eignet sich besonders für SPS-Anwendungen, bei denen ein definierter Startwert des negierten Ausgangs erforderlich ist. Durch die klare Ereignissteuerung und die interne Nutzung des bewährten F_NOT-Bausteins bleibt die Implementierung robust und übersichtlich. Der FB stellt eine sinnvolle Erweiterung der IEC-61131-Bitoperatoren dar.