AQ_FIELDBUS_QUARTER_TO_SIGNAL¶

AQ_FIELDBUS_QUARTER_TO_SIGNAL

Einleitung¶

Der Funktionsbaustein AQ_FIELDBUS_QUARTER_TO_SIGNAL dient dazu, ein über einen Feldbusadapter eingehendes Signal (vom Typ AQ) auf einen Ausgangsadapter zu spiegeln – jedoch nur, wenn das Signal als gültig (valid) gekennzeichnet ist. Er kombiniert einen feldbusspezifischen Verarbeitungsbaustein mit einem flankengesteuerten D-Flipflop, um den Gültigkeitsstatus zu puffern und als separates Ausgangssignal bereitzustellen.

Schnittstellenstruktur¶

Ereignis-Eingänge¶

Der Baustein besitzt keine direkten Ereignis-Eingänge auf oberster Ebene. Stattdessen werden Ereignisse über den Socket-Adapter IN (Typ AQ) bereitgestellt. Der Ereignisausgang IN.E1 startet die Verarbeitung des eingehenden Signals.

Ereignis-Ausgänge¶

Auch Ereignis-Ausgänge werden ausschließlich über die Plug-Adapter OUT und VALID geführt:

OUT.E1: Wird nach erfolgreicher Spiegelung des Signals ausgelöst. (Ergebnis liegt am Datenausgang OUT.D1 an.)
VALID.E1: Wird ausgelöst, sobald der Gültigkeitsstatus des Signals aktualisiert wurde (steigende Flanke des internen D-Flipflops).

Daten-Eingänge¶

Daten werden ebenfalls über den Socket-Adapter IN übernommen:

IN.D1: Empfängt das analoge oder digitale Eingangssignal (Typ des Adapters AQ).

Daten-Ausgänge¶

OUT.D1: Gibt das gespiegelte Eingangssignal aus – aber nur, wenn es als gültig erkannt wurde. (Bei ungültigem Signal kann ein definierter Wert oder letzter gültiger Wert ausgegeben werden; dies hängt von der internen Implementierung von FIELDBUS_QUARTER_TO_SIGNAL ab.)
VALID.D1: Gibt den aktuellen Gültigkeitsstatus aus (TRUE = gültig, FALSE = ungültig). Dieser Wert ist das Ausgangssignal Q des D-Flipflops.

Adapter¶

Name	Typ	Richtung	Beschreibung
`IN`	`adapter::types::unidirectional::AQ`	Socket (Eingang)	Feldbussignal (Ereignis und Daten)
`OUT`	`adapter::types::unidirectional::AQ`	Plug (Ausgang)	Gefiltertes / gespiegeltes Ausgangssignal
`VALID`	`adapter::types::unidirectional::AX`	Plug (Ausgang)	Gültigkeitsstatus des Signals

Hinweis: Die Adaptertypen AQ und AX sind eindirektionale Protokolle, die üblicherweise ein Ereignis‑ und ein Datenfeld kombinieren.

Funktionsweise¶

Der Baustein arbeitet wie folgt:

Ein eingehendes Ereignis auf IN.E1 triggert den internen Funktionsbaustein FIELDBUS_QUARTER_TO_SIGNAL (Aufruf über REQ).
Dieser interne Baustein verarbeitet den Datenwert (IN.D1) und erzeugt zwei Ausgaben:
OUT – das aufbereitete Signal (z. B. gespiegelt, normiert, gefiltert).
VALID – ein Boolescher Wert (TRUE, wenn das Signal gültig ist).
Das verarbeitete Signal wird direkt an den Ausgangsadapter OUT weitergeleitet (über OUT.D1) und gleichzeitig das Ereignis OUT.E1 ausgelöst.
Der Gültigkeitsstatus (VALID) wird dem D‑Eingang eines flankengesteuerten D‑Flipflops (E_D_FF) zugeführt. Die Taktflanke wird durch dasselbe Ereignis (CNF) erzeugt, das auch OUT.E1 triggert. Somit wird der Gültigkeitsstatus bei jedem Zyklus in das Flipflop übernommen.
Der Flipflop-Ausgang Q wird über den Adapter VALID.D1 ausgegeben. Das dazugehörige Ereignis VALID.E1 wird durch den Flipflop-Ausgang EO ausgelöst.

Der Baustein stellt sicher, dass das Ausgangssignal stets mit dem aktuell verarbeiteten Gültigkeitsstatus synchronisiert ist.

Technische Besonderheiten¶

Der Baustein ist als Komposition zweier interner Funktionsbausteine realisiert: FIELDBUS_QUARTER_TO_SIGNAL und E_D_FF. Dies bietet eine hohe Wiederverwendbarkeit und klare Trennung von Verarbeitungslogik und Zustandsspeicherung.
Die Verwendung eines D‑Flipflops puffert den Gültigkeitsstatus zwischen den Ereigniszyklen. Dadurch bleibt der Status auch dann erhalten, wenn das Eingangssignal zwischenzeitlich ausfällt.
Die Adapter‑Schnittstellen folgen dem unidirektionalen Muster, das für Feldbusprotokolle typisch ist. Ein Ereignis transportiert sowohl einen Datenwert als auch eine Ausführungsflanke.
Die interne Verarbeitung (FIELDBUS_QUARTER_TO_SIGNAL) kann je nach Anwendung angepasst werden (z. B. Skalierung, Formatierung oder Plausibilitätsprüfung), ohne die äußere Schnittstelle zu ändern.

Zustandsübersicht¶

Der Baustein besitzt keinen eigenen sichtbaren Zustandsautomaten. Der innere Zustand wird maßgeblich durch das D‑Flipflop bestimmt:

Zustand 0: Flipflop‑Ausgang Q = FALSE → Signal gilt als ungültig.
Zustand 1: Flipflop‑Ausgang Q = TRUE → Signal gilt als gültig.

Der Zustandswechsel erfolgt taktflankengesteuert bei jedem Verarbeitungszyklus (Ereignis auf IN.E1). Der aktuelle Zustand ist über den Adapter VALID.D1 ablesbar.

Anwendungsszenarien¶

Feldbusanbindung in der Landtechnik: Übernahme eines analogen Sensorsignals (z. B. Drehmoment, Druck) von einem Feldbus, das nur bei gültiger Kommunikation weitergegeben wird.
Signalqualitätsfilterung: Einbindung in eine Kette von Verarbeitungsbausteinen, bei der nur als gültig markierte Werte in die Regelung oder Visualisierung einfließen.
Redundanzprüfung: Kombination mit einem zweiten Signalweg, wobei der Gültigkeitsstatus als Umschaltkriterium dient.

Vergleich mit ähnlichen Bausteinen¶

AQ_FIELDBUS_SIGNAL_TO_QUARTER (hypothetisch): Würde den umgekehrten Weg – Umwandlung eines allgemeinen Signals in ein Feldbusformat – abbilden.
AQ_BUFFER: Ein reiner Puffer ohne Gültigkeitsprüfung; der vorliegende Baustein erweitert diese Funktion um eine Validierung und Zustandsspeicherung.
AQ_SELECT: Wählt zwischen zwei Eingängen aus; im vorliegenden Baustein wird stattdessen die Gültigkeit eines einzelnen Signals bewertet.

Fazit¶

AQ_FIELDBUS_QUARTER_TO_SIGNAL ist ein kompakter, adapterbasierter Funktionsbaustein zur zuverlässigen Spiegelung von Feldbussignalen unter Berücksichtigung der Signalvalidität. Durch die Kombination von Verarbeitungslogik und ﬂankengesteuertem Zustandsspeicher eignet er sich besonders für sicherheitskritische oder qualitätsüberwachte Anwendungen im industriellen Umfeld. Die klare Trennung der internen Komponenten erleichtert Wartung und Anpassung.