FIELDBUS_BYTE_TO_SIGNAL¶

FIELDBUS_BYTE_TO_SIGNAL

Einleitung¶

Der Funktionsblock FIELDBUS_BYTE_TO_SIGNAL dient der einfachen Validierung eines BYTE-Signals aus einem Feldbus. Er gibt den Eingangswert nur dann unverändert an den Ausgang weiter, wenn dieser innerhalb eines definierten gültigen Bereichs liegt. Das Ergebnis der Validierung wird über einen separaten booleschen Ausgang signalisiert.

Schnittstellenstruktur¶

Ereignis-Eingänge¶

Ereignis	Datentyp	Kommentar
REQ	Event	Normaler Ausführungsanstoß; verarbeitet den aktuellen Wert am Eingang IN.

Ereignis-Ausgänge¶

Ereignis	Datentyp	Kommentar
CNF	Event	Bestätigung der Ausführung; die Ausgänge OUT und VALID wurden aktualisiert.

Daten-Eingänge¶

Name	Datentyp	Initialwert	Kommentar
IN	BYTE	NOT_AVAILABLE_B	Eingangssignal als Byte-Wert.

Daten-Ausgänge¶

Name	Datentyp	Initialwert	Kommentar
OUT	BYTE	16#00	Gefilterter Ausgangswert; 0 wenn Signal ungültig.
VALID	BOOL	FALSE	TRUE, wenn das Eingangssignal als gültig erkannt wurde.

Adapter¶

Keine.

Funktionsweise¶

Der Block prüft bei jedem REQ-Ereignis den aktuellen BYTE-Eingangswert IN gegen eine vorgegebene Konstante VALID_SIGNAL_B (aus dem Import eclipse4diac::signalprocessing::FIELDBUS_SIGNAL).
Die Logik im Algorithmus lautet:

IF (BYTE_TO_USINT(IN) <= BYTE_TO_USINT(VALID_SIGNAL_B)) THEN
    OUT := IN;
    VALID := TRUE;
ELSE
    OUT := BYTE#0;
    VALID := FALSE;
END_IF;

Ist der Wert von IN (als vorzeichenloser Integer interpretiert) kleiner oder gleich dem Schwellwert VALID_SIGNAL_B, wird der Eingang direkt auf OUT durchgereicht und VALID auf TRUE gesetzt.
Überschreitet IN den Schwellwert, wird OUT auf 0 zurückgesetzt und VALID auf FALSE.

Nach der Berechnung wird das Ereignis CNF ausgegeben. Der Initialwert von IN liegt mit NOT_AVAILABLE_B bereits außerhalb des gültigen Bereichs, sodass der Block nach dem ersten Durchlauf standardmäßig auf „ungültig“ steht.

Technische Besonderheiten¶

Der Filter basiert auf zwei externen Konstanten aus der Bibliothek eclipse4diac::signalprocessing::FIELDBUS_SIGNAL:
NOT_AVAILABLE_B – definiert den Wert für „Signal nicht verfügbar“ (Initialwert von IN).
VALID_SIGNAL_B – definiert die obere Grenze für gültige Signale.
Die Umwandlung BYTE_TO_USINT stellt sicher, dass die Werte als Zahlen 0…255 verglichen werden können.
Der Block ist als SimpleFB mit nur einem Zustand (REQ) realisiert – keine Zustandsmaschine mit mehreren Schritten.
Lizenz: Eclipse Public License 2.0.

Zustandsübersicht¶

Der Funktionsblock besitzt genau einen Ausführungszustand:

Zustand	Aktion	Ausgabeereignis
REQ	Führt den Algorithmus REQ aus (Filterlogik)	CNF

Es gibt keine weiteren Warte- oder Initialisierungszustände.

Anwendungsszenarien¶

Feldbus-Signalvalidierung: Ein Sensor liefert einen BYTE-Wert, der nur innerhalb eines bestimmten Bereichs (z. B. 0…100) physikalisch sinnvoll ist. Der Block verhindert, dass fehlerhafte oder unplausible Werte in die Steuerungslogik gelangen.
Sicherheitsbezogene Systeme: Kann als einfacher Bereichsprüfer für analoge oder digitale Feldbussignale in der Automatisierungstechnik (z. B. Landwirtschaft, Maschinensteuerung) eingesetzt werden.
Signalweiche: Trennung von gültigen und ungültigen Datenströmen – z. B. zur Ansteuerung eines UND-Filters oder zur Fehlererkennung.

Vergleich mit ähnlichen Bausteinen¶

Im Gegensatz zu einfachen Schwellwertschaltern (z. B. HYSTERESIS oder LIMIT_ALARM) arbeitet dieser Block rein auf BYTE-Ebene und gibt den Originalwert direkt aus, solange er im Gültigkeitsbereich liegt – keine Hysterese oder Alarmfunktion.
Gegenüber einem Multiplexer (MUX) benötigt er kein zweites Steuersignal, sondern trifft die Entscheidung automatisch anhand des Eingangswertes.
Ähnliche Blöcke in IEC 61499 existieren oft als RANGE_CHECK oder VALIDATE, sind aber meist auf generische Datentypen ausgelegt. Dieser Block ist speziell auf das in Feldbussen übliche BYTE-Format zugeschnitten.

Fazit¶

FIELDBUS_BYTE_TO_SIGNAL ist ein kompakter, spezialisierter Filterbaustein zur Gültigkeitsprüfung von BYTE-Signalen. Er erfordert keine Konfiguration von Grenzen, da diese über die importierten Konstanten in der Bibliothek definiert sind. Durch die klare Trennung von Datenausgang und Gültigkeitssignal eignet er sich hervorragend für die Aufbereitung von Feldbusdaten in sicherheitskritischen oder fehlertoleranten Automatisierungssystemen.