ILOCK_FB_RS_AX¶
Einleitung¶
Der Funktionsbaustein ILOCK_FB_RS_AX realisiert ein bistabiles, reset-dominantes RS-Latch mit einer AX-Schnittstelle für Set- und Reset-Signale sowie einer bidirektionalen AX2-Schnittstelle zur Verkettung mehrerer Interlock-Bausteine in einer Hierarchie. Der Baustein ist für den Einsatz in sicherheitsgerichteten und verriegelungsbasierten Steuerungsumgebungen konzipiert.
Schnittstellenstruktur¶
Der Baustein verfügt über keine klassischen separaten Event- oder Datenports, sondern kapselt sämtliche Signalarten über Adapter. Die folgende Auflistung gruppiert die Ereignisse und Daten, die über die einzelnen Adapter anliegen.
Ereignis-Eingänge¶
- SET1.E1 (über Socket-Adapter
SET1): Set-Event, triggert die Latch-Funktion. - RESET.E1 (über Socket-Adapter
RESET): Reset-Event, triggert die rücksetzende Logik. - ILOCK_IN.EO1 (über Socket-Adapter
ILOCK_IN): Ereignis von einer übergeordneten oder benachbarten Interlock-Instanz (bidirektionale Seite). - ILOCK_OUT.EI1 (über Plug-Adapter
ILOCK_OUT): Ereignis von einer untergeordneten Interlock-Instanz.
Ereignis-Ausgänge¶
- Q1.E1 (über Plug-Adapter
Q1): Ausgabe-Ereignis nach jeder Aktualisierung des Latch-Zustands. - ILOCK_IN.EI1 (über Socket-Adapter
ILOCK_IN): Ereignis, das an den verbundenen Partneradapter desILOCK_INgesendet wird. - ILOCK_OUT.EO1 (über Plug-Adapter
ILOCK_OUT): Ereignis, das an den verbundenen Partneradapter desILOCK_OUTgesendet wird.
Daten-Eingänge¶
- SET1.D1 (über Socket-Adapter
SET1): Set-Signal (Boolescher Wert, TRUE setzt den Latch). - RESET.D1 (über Socket-Adapter
RESET): Reset-Signal (Boolescher Wert, TRUE setzt den Latch zurück, dominiert über Set). - ILOCK_IN.DO1 (über Socket-Adapter
ILOCK_IN): Interlock-Status von oben (Boolescher Wert, TRUE blockiert den Latch). - ILOCK_OUT.DI1 (über Plug-Adapter
ILOCK_OUT): Interlock-Status von unten (Boolescher Wert, TRUE blockiert den Latch).
Daten-Ausgänge¶
- Q1.D1 (über Plug-Adapter
Q1): Ausgangszustand des Latches (Boolescher Wert). - ILOCK_IN.DI1 (über Socket-Adapter
ILOCK_IN): Weiterleitung des Reset-Signals nach oben. - ILOCK_OUT.DO1 (über Plug-Adapter
ILOCK_OUT): Weiterleitung des Reset-Signals nach unten.
Adapter¶
| Adapter | Typ | Richtung | Beschreibung |
|---|---|---|---|
SET1 |
unidirectional AX | Socket | Set-Eingang |
RESET |
unidirectional AX | Socket | Reset-Eingang |
ILOCK_IN |
bidirectional AX2 | Socket | Interlock-Eingang (von oben) |
Q1 |
unidirectional AX | Plug | Latch-Ausgang |
ILOCK_OUT |
bidirectional AX2 | Plug | Interlock-Ausgang (nach unten) |
Funktionsweise¶
Der Funktionsblock führt bei jedem eintreffenden Ereignis (über SET1.E1, RESET.E1, ILOCK_IN.EO1 oder ILOCK_OUT.EI1) den Algorithmus REQ aus. Die interne Logik berechnet den neuen Ausgangswert Q1.D1 nach der reset-dominanten Formel:
Q1.D1 := (SET1.D1 OR Q1.D1) AND NOT (RESET.D1 OR ILOCK_IN.DO1 OR ILOCK_OUT.DI1);
- Ist das Reset-Signal (
RESET.D1) oder einer der Interlock-Eingänge (ILOCK_IN.DO1oderILOCK_OUT.DI1) TRUE, wird der Latch sofort zurückgesetzt (Q = FALSE), unabhängig vom Set-Signal. - Liegt kein Reset und keine Interlock-Blockade an, wird der Latch durch ein Set-Signal (
SET1.D1= TRUE) gesetzt und bleibt selbsthaltend. - Die Interlock-Signale der AX2-Schnittstelle werden propagiert:
ILOCK_IN.DI1(nach oben) =RESET.D1 OR ILOCK_OUT.DI1ILOCK_OUT.DO1(nach unten) =RESET.D1 OR ILOCK_IN.DO1
Dadurch entsteht eine Kaskade, in der ein Reset-Signal in beide Richtungen (nach oben und nach unten) weitergegeben wird und alle untergeordneten sowie übergeordneten Latch-Bausteine blockiert.
Technische Besonderheiten¶
- Adapterbasierte Schnittstellen: Statt einzelner Ports verwendet der Baustein standardisierte AX/AX2-Adapter, die eine modulare und wiederverwendbare Verbindung mit anderen Komponenten ermöglichen.
- Kaskadierbare Interlock-Kette: Über die bidirektionalen
ILOCK_IN/ILOCK_OUT-Adapter können mehrere ILOCK_FB_RS_AX-Instanzen in Reihe geschaltet werden. Ein Reset-Signal wird automatisch in beide Richtungen propagiert, sodass eine gesamte Kette blockiert wird. - Reset-Dominanz: Der Reset hat stets Vorrang vor dem Set-Signal. Dies entspricht typischen Anforderungen an Sicherheitsverriegelungen, die einen definierten Vorrang des Rücksetzsignals verlangen.
- Durchgehende Ereignisverarbeitung: Der Baustein reagiert auf jedes eingehende Ereignis (Set, Reset, Interlock oben/unten) und aktualisiert sofort alle Ausgänge. Es gibt keine Zustandswechsel im ECC (nur ein Zustand
REQ), die Logik ist rein kombinatorisch mit Rückkopplung über den gespeicherten Latch-Wert.
Zustandsübersicht¶
Der Baustein besitzt in seinem ECC nur einen Zustand REQ, der stets aktiv ist. Der innere Latch-Zustand wird durch den booleschen Wert Q1.D1 repräsentiert. Die Zustandsübersicht beschreibt daher das Verhalten der internen Speicherzelle:
| Aktuelles Q | SET1.D1 | RESET.D1 | Interlock aktiv? | Nächstes Q | Beschreibung |
|---|---|---|---|---|---|
| FALSE | FALSE | FALSE | NEIN | FALSE | Latch bleibt zurückgesetzt |
| FALSE | TRUE | FALSE | NEIN | TRUE | Latch wird gesetzt |
| FALSE | TRUE | TRUE | JA/NEIN | FALSE | Reset dominiert |
| TRUE | FALSE | FALSE | NEIN | TRUE | Latch bleibt gesetzt (Selbsthaltung) |
| TRUE | TRUE | FALSE | NEIN | TRUE | Latch bleibt gesetzt |
| TRUE | FALSE | TRUE | JA/NEIN | FALSE | Reset dominiert |
| TRUE | TRUE | TRUE | JA/NEIN | FALSE | Reset dominiert |
| beliebig | beliebig | beliebig | JA (ILOCK) | FALSE | Interlock-Blockade setzt oder hält Latch zurück |
Anwendungsszenarien¶
- Maschinensicherheit: Verriegelung von Antrieben oder Werkzeugen, bei denen ein Reset-Signal (z. B. Not-Halt) Vorrang hat und zusätzlich benachbarte Module blockiert.
- Prozesssteuerung mit Hierarchie: In einer Kaskade von Steuerungsmodulen kann ein übergeordnetes Signal die untergeordneten Blöcke in den Grundzustand versetzen.
- Redundante Verriegelung: Mehrere ILOCK_FB_RS_AX-Instanzen können in einem Ring oder einer Linie angeordnet werden, um ein verteiltes Verriegelungssystem ohne zentrale Logik aufzubauen.
- Latch mit externer Blockierung: Über die Interlock-Adapter können externe Bedingungen (z. B. Sensorwerte oder Freigaben) den Latch blockieren, ohne die Set/Reset-Funktion zu beeinträchtigen.
Vergleich mit ähnlichen Bausteinen¶
- Standard RS-Latch (z. B. SR_FF): Ein typisches RS-Latch hat gleichberechtigte Set- und Reset-Eingänge. Der ILOCK_FB_RS_AX ist reset-dominant und bietet zusätzlich eine Interlock-Funktion zur Kaskadierung.
- Reset-Dominantes Latch ohne Interlock: Ein einfacher RS-Latch mit Reset-Dominanz hat nur Set/Reset-Ports. Der hier beschriebene Baustein erweitert dies um die bidirektionale Verriegelung über AX2-Adapter.
- Interlock-Bausteine mit dedizierten Ports: Manche Bibliotheken bieten Interlock-FBs mit einzelnen booleschen Eingängen für „InterlockFromAbove“ und „InterlockFromBelow“. Der ILOCK_FB_RS_AX kapselt diese Kanäle in Adaptern und vereinfacht so die Verbindung zwischen den Instanzen.
Fazit¶
Der ILOCK_FB_RS_AX ist ein spezialisierter Funktionsbaustein für verriegelungsbasierte Steuerungsaufgaben. Seine reset-dominante Logik gewährleistet eine definierte Priorität des Rücksetzsignals. Die Verwendung von AX/AX2-Adaptern ermöglicht eine saubere modulare Struktur und die einfache Kaskadierung mehrerer Bausteine. Dadurch eignet er sich besonders für hierarchische oder verteilte Sicherheits- und Verriegelungssysteme in der Automatisierungstechnik.