FIELDBUS_UDINT_TO_SIGNAL_SCALED

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Einleitung

Der Funktionsblock FIELDBUS_UDINT_TO_SIGNAL_SCALED dient der Aufbereitung eines über den Feldbus empfangenen UDINT-Wertes. Er spiegelt den Eingang IN auf den Ausgang OUT wider, jedoch nur dann, wenn das eingehende Signal als gültig erkannt wird. Zusätzlich wird der Wert mit einem Faktor skaliert und einem Offset versehen. Dieser Baustein wird typischerweise in der Signalverarbeitungskette von Feldbusprotokollen eingesetzt, um rohe Integer-Werte in physikalische Größen (z. B. als LREAL) umzurechnen.

Schnittstellenstruktur

Ereignis-Eingänge

Ereignis	Typ	Mit Parametern	Beschreibung
INIT	EInit	SCALE, OFFSET	Initialisierung – setzt Skalierungsfaktor und Offset.
REQ	Event	IN	Normales Ausführungsereignis – verarbeitet den aktuellen Eingangswert.

Ereignis-Ausgänge

Ereignis	Typ	Mit Parametern	Beschreibung
INITO	EInit	–	Bestätigung der erfolgreichen Initialisierung.
CNF	Event	OUT, VALID	Bestätigung der Verarbeitung – liefert den skalierten Wert und das Gültigkeitssignal.

Daten-Eingänge

Name	Typ	Initialwert	Beschreibung
IN	UDINT	DWORD_TO_UDINT(NOT_AVAILABLE_DWM)	Rohwert aus dem Feldbus.
SCALE	LREAL	LREAL#1.0	Multiplikativer Skalierungsfaktor.
OFFSET	DINT	DINT#0	Additiver Offset (nach Skalierung).

Daten-Ausgänge

Name	Typ	Initialwert	Beschreibung
OUT	LREAL	LREAL#0.0	Skalierter Ausgabewert.
VALID	BOOL	FALSE	TRUE, wenn der Eingangswert als gültig erkannt wurde.

Adapter

Keine Adapter vorhanden.

Funktionsweise

Der Baustein besitzt zwei Zustände: INIT und REQ.

• INIT-Zustand: Bei einem INIT-Ereignis wird der leere Algorithmus ausgeführt (keine Aktion) und anschließend INITO ausgegeben. Die Parameter SCALE und OFFSET werden dabei an den Baustein übergeben, aber erst bei der nächsten REQ-Verarbeitung verwendet.

• REQ-Zustand: Bei einem REQ-Ereignis wird folgende Logik ausgeführt:

• Der eingehende Wert IN wird mit einem vordefinierten Schwellwert VALID_SIGNAL_DW (aus dem Import eclipse4diac::signalprocessing::FIELDBUS_SIGNAL::VALID_SIGNAL_DW) verglichen.
• Wenn IN <= DWORD_TO_UDINT(VALID_SIGNAL_DW) gilt, wird der Eingang als gültig betrachtet. Dann wird OUT berechnet als:
  OUT := UDINT_TO_LREAL(IN) * SCALE + DINT_TO_LREAL(OFFSET)
  und VALID auf TRUE gesetzt.
• Andernfalls wird OUT auf 0.0 und VALID auf FALSE gesetzt. Dies signalisiert, dass der übergebene Feldbuswert ungültig ist (z. B. Fehlerwert oder Kommunikationsabbruch).

Der Initialwert von IN ist voreingestellt auf DWORD_TO_UDINT(NOT_AVAILABLE_DWM), einer Konstanten aus demselben Import, die einen speziellen „nicht verfügbar“-Wert repräsentiert.

Technische Besonderheiten

• Die Gültigkeitsprüfung basiert auf zwei importierten Konstanten:
• VALID_SIGNAL_DW: Obergrenze für gültige Werte.
• NOT_AVAILABLE_DWM: Standardwert für nicht verfügbare Signale (wird als Initialwert für IN verwendet).
• Die Skalierung erfolgt in LREAL (doppelte Genauigkeit), sodass auch sehr große oder kleine Eingangswerte präzise verarbeitet werden können.
• Der Offset ist als DINT definiert, wird aber vor der Addition in LREAL konvertiert. Der gesamte Berechnungsbereich wird durch die LREAL-Darstellung abgedeckt.

Zustandsübersicht

Der Baustein verwendet ein einfaches Zustandsdiagramm mit zwei Zuständen:

• INIT: Wird nach dem INIT-Ereignis durchlaufen. Der Algorithmus INIT ist leer, der Ausgang INITO wird getriggert.
• REQ: Wird nach dem REQ-Ereignis durchlaufen. Hier wird der Algorithmus REQ ausgeführt, der die Skalierung und Gültigkeitsprüfung vornimmt, und anschließend CNF ausgegeben.

Es gibt keine weiteren Zustände oder Schleifen.

Anwendungsszenarien

• Skalierung von Sensorwerten: Ein Feldbusgerät liefert einen UDINT-Rohwert (z. B. 0 … 65535). Mit SCALE wird eine physikalische Größe (z. B. Druck in bar) umgerechnet, der Offset berücksichtigt Nullpunktverschiebungen.
• Gültigkeitsprüfung: Typische Feldbusprotokolle definieren bestimmte Bitmuster als „ungültig“. Der Baustein filtert diese Werte automatisch heraus und setzt VALID = FALSE.
• Initialisierung: Beim Systemstart kann über INIT der Skalierungsfaktor gesetzt werden, während der REQ-Zyklus regelmäßig die aktuellen Prozesswerte verarbeitet.

Vergleich mit ähnlichen Bausteinen

Ähnliche Bausteine sind oft allgemeine SCALE-Funktionen, die keine Gültigkeitsprüfung enthalten. Dieser Baustein fügt eine explizite Validierung des Feldbussignals hinzu. Andere Implementierungen könnten den Gültigkeitsbereich als Parameter oder über separate Schwellwerte konfigurierbar machen. Der vorliegende Baustein setzt feste, in der Import-Bibliothek definierte Konstanten ein, was die Konfiguration vereinfacht, aber weniger flexibel ist.

Fazit

Der FIELDBUS_UDINT_TO_SIGNAL_SCALED-Funktionsblock bietet eine robuste und einfache Möglichkeit, Rohdaten aus einem Feldbus zu skalieren und gleichzeitig die Signalqualität zu bewerten. Durch die Kombination von Skalierungsfaktor und Offset sowie der integrierten Gültigkeitserkennung eignet er sich besonders für industrielle Automatisierungsanwendungen, bei denen sowohl die Umrechnung als auch die Plausibilitätsprüfung der Messwerte erforderlich ist.