ILOCK_FB_SR¶
Einleitung¶
Der Funktionsblock ILOCK_FB_SR realisiert ein bistabiles set-dominantes SR-Latch (Set-Dominant Latch), das speziell für die Verwendung in Verriegelungsschaltungen (Interlocks) ausgelegt ist. Er erweitert ein einfaches SR-Latch um bidirektionale Adapter zur Kopplung mit anderen FB, sodass komplexe Verschaltungen und Prioritätslogiken abgebildet werden können.
Schnittstellenstruktur¶
Ereignis-Eingänge¶
| Ereignis | Beschreibung | Mitgeführte Daten |
|---|---|---|
REQ |
Ausführungsanforderung zur Verarbeitung der Set- und Reset-Signale | S1, R |
Ereignis-Ausgänge¶
| Ereignis | Beschreibung | Mitgeführte Daten |
|---|---|---|
CNF |
Bestätigung der Ausführung, gibt den aktuellen Ausgangswert aus | Q1 |
Daten-Eingänge¶
| Name | Datentyp | Beschreibung |
|---|---|---|
S1 |
BOOL |
Set-Eingang |
R |
BOOL |
Reset-Eingang |
Daten-Ausgänge¶
| Name | Datentyp | Beschreibung |
|---|---|---|
Q1 |
BOOL |
Ausgang des Latches (set-dominant) |
Adapter¶
| Adapter | Typ | Richtung | Beschreibung |
|---|---|---|---|
ILOCK_IN |
adapter::types::bidirectional::AX2 |
Socket | Empfängt Daten und Ereignisse von einem vorgelagerten Interlock-Baustein |
ILOCK_OUT |
adapter::types::bidirectional::AX2 |
Plug | Sendet Daten und Ereignisse an einen nachgelagerten Interlock-Baustein |
Die Adapter ermöglichen eine bidirektionale Verkettung von Interlock-Bausteinen, indem sie sowohl den Empfang von Freigabe-/Verriegelungssignalen als auch die Weitergabe von Zuständen erlauben.
Funktionsweise¶
Der Kern des Bausteins ist ein internes SR-Latch (FB_SR), das set-dominant arbeitet: Wenn sowohl Set (S1) als auch Reset (R) gleichzeitig aktiv sind, setzt der Baustein den Ausgang Q1 auf TRUE.
Die Logik wird durch drei OR-Gatter ergänzt:
- OR_3_BOOL vereint die Signale des Set-Eingangs (S1) mit den Rückmeldungen der benachbarten Interlock-Bausteine (ILOCK_IN.DO1 und ILOCK_OUT.DI1). Das Ergebnis wird dem Set-Eingang des internen SR-Latches zugeführt.
- OR_2_BOOL_IN verknüpft das Set-Signal (S1) und das Signal des nachgeschalteten Interlock-Bausteins (ILOCK_OUT.DI1). Das Ergebnis wird über den Adapter ILOCK_IN.DI1 an den vorgelagerten Baustein gesendet.
- OR_2_BOOL_OUT verknüpft das Set-Signal (S1) und das Signal des vorgelagerten Interlock-Bausteins (ILOCK_IN.DO1). Das Ergebnis wird über den Adapter ILOCK_OUT.DO1 an den nachgelagerten Baustein gesendet.
Durch diese Struktur können mehrere Interlock-Bausteine kaskadiert werden: Ein Set-Signal kann durch einen vorgelagerten Baustein blockiert oder weitergeleitet werden. Gleichzeitig wird die Freigabe des eigenen Latches an die benachbarten Bausteine gemeldet.
Technische Besonderheiten¶
- Set-dominantes Verhalten: Im Konfliktfall (S1=TRUE, R=TRUE) hat das Set-Signal Vorrang.
- Adapterbasierte Kopplung: Die bidirektionalen Adapter
ILOCK_INundILOCK_OUTerlauben eine modulare Verschaltung, ohne dass direkte Daten- oder Ereignisverbindungen zwischen den Bausteinen manuell gezogen werden müssen. - Rückkopplung: Die interne Logik verarbeitet sowohl externe Set- und Reset-Signale als auch Zustände benachbarter Bausteine, wodurch eine dynamische Verriegelungskette entsteht.
Zustandsübersicht¶
Das interne SR-Latch kennt vier Zustände basierend auf den (kombinierten) Eingängen:
| S1 (nach Logik) | R | Q1 (vorheriger) | Q1 (neuer) |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 1 |
Die effektiven Werte für S1 (Set) ergeben sich aus der ODER-Verknüpfung von S1, ILOCK_IN.DO1 und ILOCK_OUT.DI1.
Anwendungsszenarien¶
- Sicherheitsverriegelungen: In Anlagen, bei denen mehrere Bedingungen gleichzeitig erfüllt sein müssen, bevor ein Vorgang freigegeben wird (z. B. Schutztüren, Not-Halt).
- Kaskadierte Steuerungen: Über- und untergeordnete Verriegelungseinheiten, die sich gegenseitig über Adapter beeinflussen (z. B. in Produktionslinien).
- Prioritätsbasierte Setzungen: Einsatz in Systemen, in denen ein Set-Signal Vorrang vor einem Reset haben muss, um sicherheitskritische Zustände zu erzwingen.
Vergleich mit ähnlichen Bausteinen¶
- IEC 61131 SR (reset-dominant): Standard-SR-Latch, bei dem im Konfliktfall der Reset gewinnt. Der ILOCK_FB_SR kehrt diese Priorität um.
- IEC 61131 RS (set-dominant): Ähnliches Verhalten im Kern, jedoch ohne die adapterbasierte Verschaltung und die Logik zur Verkettung mehrerer Bausteine.
- D-Flipflop: Getaktete Speicherzelle, die nur bei einer Flanke übernimmt – hier liegt ein asynchrones, taktunabhängiges Latch vor.
Der ILOCK_FB_SR ist speziell für Interlock-Ketten optimiert, während einfache SR-Latches isoliert arbeiten.
Fazit¶
Der ILOCK_FB_SR bietet eine flexible und robuste Lösung für set-dominante Verriegelungsschaltungen. Durch die Kombination eines SR-Latches mit bidirektionalen Adaptern und OR-Logik lassen sich beliebig komplexe Verkettungen aufbauen, ohne dass eine aufwändige Verdrahtung der Signale zwischen den Bausteinen erforderlich ist. Das set-dominante Verhalten ist insbesondere in sicherheitskritischen Anwendungen von Vorteil, wenn ein Set-Signal Vorrang haben muss.