ILOCK_BLOCK_PROTECT

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Einleitung

Der Funktionsblock ILOCK_BLOCK_PROTECT realisiert eine interlock-geschützte Richtungssteuerung mit einstellbarer Totzeit. Sobald ein aktiver Eingang (z. B. EI_UP mit DI_UP = TRUE) erkannt wird, wird dieser priorisiert und alle gegensätzlichen Signale werden solange ignoriert, bis der aktive Eingang zurückgesetzt wird. Nach dem Rücksetzen läuft eine konfigurierbare Schutzzeit (DT_PROTECT) ab, bevor eine neue Richtung aktiviert werden kann. Dadurch werden unerwünschte Richtungswechsel oder Kurzschlusszustände sicher verhindert.

Schnittstellenstruktur

Ereignis-Eingänge

Ereignis	mit Variablen	Beschreibung
EI_UP	DI_UP, DT_PROTECT	Ereignis zur Aktivierung der Vorwärts-Richtung
EI_DOWN	DI_DOWN, DT_PROTECT	Ereignis zur Aktivierung der Rückwärts-Richtung

Ereignis-Ausgänge

Ereignis	mit Variablen	Beschreibung
EO_UP	DO_UP	Quittierung der aktiven Vorwärts-Richtung
EO_DOWN	DO_DOWN	Quittierung der aktiven Rückwärts-Richtung

Daten-Eingänge

Variable	Typ	Initialwert	Beschreibung
DI_UP	BOOL	–	TRUE = vorwärts, aufwärts, rechts, im Uhrzeigersinn
DI_DOWN	BOOL	–	TRUE = rückwärts, abwärts, links, gegen Uhrzeigersinn
DT_PROTECT	TIME	T#50ms	Schutzzeit (Totzeit) nach Rücksetzen einer Richtung

Daten-Ausgänge

Variable	Typ	Beschreibung
DO_UP	BOOL	TRUE = Vorwärts-Richtung aktiv
DO_DOWN	BOOL	TRUE = Rückwärts-Richtung aktiv

Adapter

Adapter	Typ	Beschreibung
timeOut	iec61499::events::ATimeOut	Adapter für die zeitliche Steuerung der Totzeit

Funktionsweise

Der Baustein arbeitet nach dem Prinzip der ersten Priorität:

1. Initialzustand (STOP)
   Beide Ausgänge sind FALSE. Wird ein Ereignis mit gültiger Bedingung empfangen (z. B. EI_UP bei DI_UP = TRUE), wechselt der Zustand in die entsprechende Richtung (UP oder DOWN).

2. Richtungszustände (UP / DOWN)
   Der zugehörige Ausgang (DO_UP oder DO_DOWN) wird auf TRUE gesetzt, der andere auf FALSE.
   Solange der aktive Eingang bestehen bleibt, werden neue Ereignisse ignoriert (insbesondere gegensätzliche).
   Ein neues Ereignis mit demselben Eingang wird nur dann verarbeitet, wenn der Eingang zuvor auf FALSE gefallen ist (negative Flanke) – siehe UP_STOP/DOWN_STOP.

3. Rückstellen in die Schutzphase (UP_STOP / DOWN_STOP)
   Wird der aktive Eingang zurückgesetzt (z. B. DI_UP von TRUE auf FALSE), so wird der Ausgang sofort auf FALSE gesetzt und der Timer timeOut gestartet. Die Totzeit DT_PROTECT beginnt zu laufen.

4. Auswertungszustand (EVAL)
   Nach Ablauf der Totzeit verlässt der Baustein die Schutzphase und geht in den EVAL-Zustand. Hier wird anhand der aktuellen Eingänge entschieden:

5. DI_UP = TRUE und DI_DOWN = FALSE → Übergang nach UP
6. DI_DOWN = TRUE und DI_UP = FALSE → Übergang nach DOWN
7. Beide FALSE oder beide TRUE → Rückkehr in STOP

Wichtig: Solange im Zustand UP/DOWN ein neues Ereignis eintrifft, während der zugehörige Eingang noch TRUE ist, wird dieses Ereignis ignoriert (kein Zustandswechsel). Erst bei negativer Flanke wird die Stopp-Phase eingeleitet.

Technische Besonderheiten

• Interner Zeitgeber über den Adapter timeOut (Typ ATimeOut) – die Schutzzeit wird durch jeden Zustandsübergang, der eine Richtung deaktiviert, gestartet.
• Keine gleichzeitigen Ausgänge – zu keiner Zeit sind DO_UP und DO_DOWN gleichzeitig TRUE. Im EVAL-Zustand sind beide Ausgänge FALSE.
• Konfigurierbare Totzeit über den Eingang DT_PROTECT (Werksvorgabe 50 ms).
• Kompakte Implementierung als Basic Function Block mit endlicher Zustandsmaschine (6 Zustände).
• Die Verriegelung verhindert nicht nur gegensätzliche Kommandos, sondern erzwingt auch eine Mindestpause zwischen zwei Richtungswechseln.

Zustandsübersicht

Zustand	Beschreibung
STOP	Ruhezustand: beide Ausgänge FALSE, warten auf erstes gültiges Ereignis
UP	Vorwärts-Richtung aktiv: DO_UP = TRUE, DO_DOWN = FALSE
DOWN	Rückwärts-Richtung aktiv: DO_DOWN = TRUE, DO_UP = FALSE
UP_STOP	Schutzphase nach Rücksetzen der Vorwärts-Richtung: DO_UP auf FALSE, Timer läuft
DOWN_STOP	Schutzphase nach Rücksetzen der Rückwärts-Richtung: DO_DOWN auf FALSE, Timer läuft
EVAL	Auswertungszustand nach Timerablauf: Entscheidung über nächste Richtung oder Rückkehr zu STOP

Anwendungsszenarien

• Richtungssteuerung von Motoren (z. B. Förderbänder, Hubwerke, Drehtore) – verhindert gleichzeitige Ansteuerung in beide Richtungen und erzwungene Totzeit für den mechanischen Richtungswechsel.
• Verriegelung von Ventilen oder Klappen – z. B. Auf/Zu-Steuerung mit Schutz vor schnellem Wechsel, um mechanische Belastung zu vermeiden.
• Sicherheitsgerichtete Steuerungen – als Teil einer einfachen Interlock-Logik, wenn kein sicherheitszertifizierter Baustein erforderlich ist.
• Steuerung von Zuführungen in der Agrartechnik (siehe Copyright HR Agrartechnik GmbH) oder in der Fördertechnik.

Vergleich mit ähnlichen Bausteinen

Baustein	Eigenschaften
SR-Flipflop	Einfache Set/Reset-Logik, keine Totzeit, kein Schutz gegen gleichzeitige Signale
ILOCK_BLOCK_PROTECT	Priorisierung des ersten aktiven Eingangs, Totzeit nach jedem Richtungswechsel, beide Ausgänge nie gleichzeitig TRUE
Interlock-Baustein ohne Timer	Nur Sperrlogik, sofortige Umschaltung möglich, keine Schutzzeit
RS-Sperre mit Zeitverzögerung	Ähnlich, aber oft weniger konfigurierbar und ereignisgesteuert

Der ILOCK_BLOCK_PROTECT bietet eine integrierte, konfigurierbare Totzeit und ist speziell für ereignisgesteuerte Systeme nach IEC 61499 optimiert.

Fazit

Der ILOCK_BLOCK_PROTECT eignet sich ideal für Anwendungen, die eine zuverlässige Richtungsverriegelung mit einstellbarer Schutzzeit erfordern. Durch die klare Zustandsmaschine und die Nutzung des Standard-ATimeOut-Adapters ist er einfach in größere Steuerungsprojekte integrierbar. Die Priorisierung des ersten aktiven Eingangs sorgt für deterministisches Verhalten, und die erzwungene Totzeit schützt sowohl Mechanik als auch Steuerungslogik vor unerwünschten Zuständen.