FIELDBUS_BYTE_TO_SIGNAL_SCALED

---

Einleitung

Der Funktionsblock FIELDBUS_BYTE_TO_SIGNAL_SCALED dient der Umsetzung eines eingehenden Byte-Werts in einen skalierten Real-Wert. Dabei wird geprüft, ob das eingehende Signal gültig ist. Ist dies der Fall, wird der Eingangswert mit einem Skalierungsfaktor multipliziert und ein Offset addiert. Andernfalls wird der Ausgang auf Null gesetzt und das Gültigkeitssignal zurückgesetzt. Der Block ist für den Einsatz in Feldbussystemen konzipiert, bei denen Sensor- oder Aktordaten als Byte übertragen werden und linearisiert oder normiert werden müssen.

Schnittstellenstruktur

Ereignis-Eingänge

Event	Typ	Beschreibung	Mitgeführte Daten
INIT	EInit	Initialisierungsanforderung; setzt Skalierung und Offset	SCALE, OFFSET
REQ	Event	Normale Verarbeitungsanforderung; wertet den Eingang IN aus	IN

Ereignis-Ausgänge

Event	Typ	Beschreibung	Mitgeführte Daten
INITO	EInit	Bestätigung der Initialisierung	–
CNF	Event	Bestätigung der Verarbeitung; liefert skalierten Wert und Gültigkeit	OUT, VALID

Daten-Eingänge

Name	Datentyp	Initialwert	Beschreibung
IN	BYTE	NOT_AVAILABLE_B	Feldbus-Rohwert (Byte)
SCALE	REAL	1.0	Skalierungsfaktor (Multiplikator)
OFFSET	DINT	0	Additiver Offset (nach Skalierung)

Daten-Ausgänge

Name	Datentyp	Initialwert	Beschreibung
OUT	REAL	0.0	Skalierter Ausgangswert
VALID	BOOL	FALSE	TRUE, wenn der eingehende Byte-Wert als gültig bewertet wurde

Adapter

Keine.

Funktionsweise

Der Funktionsblock wird durch zwei Ereignisse gesteuert:

1. Initialisierung (INIT)
   Beim Eintreffen von INIT werden die Parameter SCALE und OFFSET übernommen. Der dazugehörige Algorithmus (INIT) führt keine weiteren Berechnungen durch. Nach erfolgreicher Initialisierung wird das Ereignis INITO gesendet.

2. Verarbeitung (REQ)
   Bei REQ wird der Wert von IN mit einem festen Schwellwert VALID_SIGNAL_B verglichen. Dieser Schwellwert wird aus dem importierten Paket eclipse4diac::signalprocessing::FIELDBUS_SIGNAL bezogen.

3. Signal gültig: Wenn IN <= VALID_SIGNAL_B, wird der Ausgangswert nach der Formel
   OUT := IN * SCALE + OFFSET
   berechnet und VALID auf TRUE gesetzt.
4. Signal ungültig: Andernfalls wird OUT auf 0.0 und VALID auf FALSE gesetzt.

Anschließend wird das Ereignis CNF mit den aktuellen Werten von OUT und VALID gesendet.

Der initiale Wert von IN ist NOT_AVAILABLE_B – ein weiterer importierter Konstantwert, der ein nicht verfügbares Signal kennzeichnet. Dadurch wird bei erstmaligem Aufruf von REQ (ohne vorherige gültige Eingabe) stets eine ungültige Ausgabe erzeugt.

Technische Besonderheiten

• Die Konstanten NOT_AVAILABLE_B und VALID_SIGNAL_B werden aus einem separaten Bibliothekspaket importiert und nicht lokal definiert. Dadurch sind sie projektweit einheitlich.
• Die Skalierung erfolgt linear: Multiplikation mit SCALE und Addition von OFFSET. Der Offset wird vor der Umrechnung in REAL vom Typ DINT nach REAL konvertiert.
• Der Eingang IN wird zunächst von BYTE nach USINT (unsigned short integer) gewandelt, um einen ganzzahligen Wertebereich 0…255 zu erhalten.
• Der Block besitzt einen expliziten Initialisierungsmodus (INIT), der es erlaubt, Skalierung und Offset während der Laufzeit neu zu setzen.

Zustandsübersicht

Der Funktionsblock besitzt zwei einfache Zustände, die jeweils durch das entsprechende Ereignis aktiviert werden:

Zustand	Auslösendes Event	Ausführbarer Algorithmus	Ausgehende Events
INIT	INIT	INIT (leer)	INITO
REQ	REQ	REQ (Gültigkeitsprüfung + Skalierung)	CNF

Es gibt keine automatischen Zustandsübergänge; jeder Zustand wird ausschließlich durch das zugehörige Ereignis angesprochen.

Anwendungsszenarien

• Austausch analoger Sensordaten über Feldbusse:
  Ein 8-Bit-Sensorwert (z. B. Temperatur 0…255) soll in physikalische Einheiten (z. B. °C) umgerechnet werden. Über SCALE und OFFSET wird die Kennlinie angepasst.
• Fehlererkennung bei der Datenübertragung:
  Wenn der Feldbus bestimmte Byte-Werte als ungültig definiert (z. B. 0xFF für „Sensorfehler“), erkennt der Block diese anhand der Schranke VALID_SIGNAL_B und meldet sie über VALID = FALSE.
• Initialisierung von Konfigurationsparametern:
  Vor der ersten Verarbeitung kann über INIT der gewünschte Skalierungsfaktor und Offset gesetzt werden.

Vergleich mit ähnlichen Bausteinen

• FIELDBUS_BYTE_TO_SIGNAL (ohne Skalierung):
  Dieser Baustein gibt den Byte-Wert direkt als REAL aus, ohne Multiplikation oder Addition. Er eignet sich für Signale, die bereits in der richtigen Einheit vorliegen.
• FIELDBUS_BYTE_TO_SIGNAL_SCALED (vorliegender Baustein):
  Bietet zusätzlich die lineare Skalierung und einen Offset. Der Anwender kann die Umrechnung flexibel anpassen, ohne den Algorithmus zu ändern.
• FIELDBUS_WORD_TO_SIGNAL_SCALED:
  Analoger Baustein für 16-Bit-Werte (WORD) mit identischer Skalierungslogik, jedoch anderem Eingangsdatentyp.

Fazit

Der Funktionsblock FIELDBUS_BYTE_TO_SIGNAL_SCALED ist ein praktisches Werkzeug für die Verarbeitung von Feldbus-Signalen im Byte-Format. Er kombiniert eine einfache Gültigkeitsprüfung mit einer frei konfigurierbaren linearen Skalierung. Durch die Verwendung importierter Konstanten ist er in einheitliche Signalverarbeitungspipelines integrierbar. Die klare Trennung von Initialisierung und Betrieb sowie die zwei Ereignisschnittstellen machen ihn zu einem robusten und leicht verständlichen Baustein für industrielle Automatisierungslösungen.