ILOCK_T_FF_SR_AX

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Einleitung

Der Funktionsblock ILOCK_T_FF_SR_AX ist ein zusammengesetzter Baustein (Composite FB) für ein verriegelbares Toggle-Flipflop mit Set-Reset-Funktionalität und einer AE2-Adapter-Schnittstelle. Er ermöglicht das gezielte Setzen, Rücksetzen und Takten eines Ausgangssignals unter Berücksichtigung von Verriegelungszuständen, die über bidirektionale Adapter eingelesen und ausgegeben werden.

Schnittstellenstruktur

Ereignis-Eingänge

Name	Typ	Kommentar
S	Event	Setzt den Ausgang Q (sofern nicht verriegelt)
R	Event	Setzt den Ausgang Q zurück
CLK	Event	Takt-Eingang zum Umschalten (Toggle) des Ausgangs

Ereignis-Ausgänge

Der Baustein besitzt keine expliziten Ereignis-Ausgänge. Die Ausgabe erfolgt über Adapter.

Daten-Eingänge

Es sind keine direkten Dateneingänge vorhanden. Die Verriegelungsinformationen werden über die Adapter ILOCK_IN und ILOCK_OUT ausgetauscht.

Daten-Ausgänge

Name	Typ	Kommentar
Q	Adapter AX (unidirektional)	Ausgangssignal des internen SR-Flipflops

Adapter

Richtung	Name	Typ	Kommentar
Socket	ILOCK_IN	AE2 (bidirektional)	Empfängt Verriegelungssignale von externen Bausteinen
Plug	ILOCK_OUT	AE2 (bidirektional)	Sendet Verriegelungssignale an externe Bausteine
Plug	Q	AX (unidirektional)	Gibt den aktuellen Zustand des Flipflops aus

Funktionsweise

Der Baustein realisiert ein SR-Flipflop mit Toggle-Funktion und Verriegelungsmechanismus.

• Setzen (S): Ein Ereignis an S bewirkt über eine Zusammenführung (E_MERGE_2) ein Setzen des internen SR-Flipflops E_SR. Der Ausgang Q wird auf true gesetzt, sofern keine verriegelnde Rücksetzung von ILOCK_IN oder ILOCK_OUT vorliegt.
• Rücksetzen (R): Ein Ereignis an R setzt den Ausgang Q auf false. Zusätzlich können sowohl der Eingangsadapter ILOCK_IN als auch der Ausgangsadapter ILOCK_OUT ebenfalls ein Rücksetzen auslösen – dies dient der Verriegelung (Interlock).
• Toggle (CLK): Bei jedem Takt-Ereignis an CLK wird der aktuelle Zustand von Q ausgewertet. Über einen Schalter (E_SWITCH) wird:
• Bei Q = false ein Setz-Impuls erzeugt (Q → true).
• Bei Q = true ein Rücksetz-Impuls erzeugt (Q → false). Somit wird der Ausgang bei jedem CLK-Ereignis umgeschaltet, sofern keine Verriegelung dies unterbindet.

Die Verriegelung erfolgt über das bidirektionale AE2-Protokoll: Die Signale von ILOCK_IN und ILOCK_OUT werden gegenseitig durchgeschliffen und können sowohl das interne Flipflop rücksetzen als auch untereinander ausgetauscht werden. Dadurch lässt sich eine sichere Sperre (z. B. gegenseitiger Ausschluss) realisieren.

Technische Besonderheiten

• Composite-Architektur: Der FB besteht aus den eingebetteten Funktionen E_SR, E_SWITCH und E_MERGE_2, die logisch verknüpft sind.
• Bidirektionale Verriegelung: Die Adapter ILOCK_IN und ILOCK_OUT sind vom Typ AE2, der einen bidirektionalen Austausch von Ereignissen und Daten ermöglicht. Dies erlaubt eine verschränkte Verriegelung mit anderen Bausteinen.
• Toggle nur bei Zustandsänderung: Der Toggle-Mechanismus wertet den Ausgang Q aus, sodass nur dann ein Umschalten erfolgt, wenn das Flipflop nicht bereits durch S oder R gesetzt wurde.
• Keine direkten Dateneingänge: Die Steuerung erfolgt ausschließlich über Ereignisse und Adapter, was die Integration in ereignisgesteuerte Systeme erleichtert.

Zustandsübersicht

Der interne Zustand des Flipflops kann die Werte false (0) oder true (1) annehmen. Die möglichen Übergänge:

Aktuell	Ereignis	Neuer Zustand	Bedingungen
0	S	1	Keine Verriegelung durch ILOCK
0	R	0	–
0	CLK	1	Keine Verriegelung
0	ILOCK_IN/ILOCK_OUT	0	–
1	S	1	–
1	R	0	Keine Verriegelung (Vorrang von R)
1	CLK	0	Keine Verriegelung
1	ILOCK_IN/ILOCK_OUT	0	–

Anwendungsszenarien

• Maschinensteuerung: Schalten eines Ausgangs (z. B. Ventil oder Motor) im Takt, wobei eine übergeordnete Sicherheitssteuerung den Ausgang bei Gefahr sperren kann.
• Gegenseitige Verriegelung (Interlock): Mehrere Bausteine des Typs ILOCK_T_FF_SR_AX können über die bidirektionalen Adapter so verschaltet werden, dass immer nur einer seiner Ausgang gesetzt hat (z. B. bei Weichen- oder Antriebssteuerung).
• Taktgesteuerte Signalgenerierung: Erzeugen eines periodischen Rechtecksignals durch Anlegen eines Takts an CLK, wobei Setzen und Rücksetzen extern eingreifen können.

Vergleich mit ähnlichen Bausteinen

• Einfaches SR-Flipflop: Besitzt keine Toggle-Funktion und keine Adapter für Verriegelung.
• TcFF (Toggle-Flipflop): Erlaubt nur das Umschalten bei einem Taktereignis, hat aber keine getrennten Set-/Reset-Eingänge und keine Verriegelungsschnittstelle.
• Standard-Interlock-Bausteine: Oft auf binäre Signale beschränkt, während ILOCK_T_FF_SR_AX die Kombination aus Toggle, SR und bidirektionaler Verriegelung in einem Baustein vereint.

Fazit

Der Funktionsblock ILOCK_T_FF_SR_AX bietet eine flexible und sichere Möglichkeit, einen Ausgang zu steuern, der sowohl getaktet umschalten als auch über separate Set-/Reset-Eingänge sowie über eine erweiterbare Verriegelungsschnittstelle beeinflusst werden kann. Durch die Kombination von SR-Flipflop und Toggle-Logik eignet er sich besonders für sicherheitskritische Anwendungen in der Automatisierungstechnik.