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ARR_MIN

ARR_MIN

Einleitung

Der Funktionsblock ARR_MIN ermittelt das Minimum aller Elemente eines eindimensionalen Arrays vom Typ INT. Der Baustein erwartet ein dynamisches Array (ARRAY[*]) als Ein-/Ausgangsparameter und gibt das kleinste gefundene Element über einen separaten Datenausgang aus. Die Berechnung wird durch das Ereignis REQ angestoßen; das Ergebnis wird nach Fertigstellung mit dem Ereignis CNF quittiert.

Schnittstellenstruktur

Ereignis-Eingänge

Ereignis Mit Daten
REQ A

Ereignis-Ausgänge

Ereignis Mit Daten
CNF A (und leerer Datenausgang)

Daten-Eingänge

Name Typ Kommentar
A ARRAY[*] OF INT Eingabearray (Ein-/Ausgang)

Daten-Ausgänge

Name Typ Kommentar
(unbenannt) INT Minimalwert des Arrays

Adapter

Keine Adapter vorhanden.

Funktionsweise

  1. Der Algorithmus initialisiert eine temporäre Variable currentMin mit dem Wert des ersten Array-Elements (ermittelt über LOWER_BOUND(A,1)).
  2. Anschließend wird das Array von Index LOWER_BOUND(A,1)+1 bis UPPER_BOUND(A,1) durchlaufen.
  3. In jeder Iteration wird der aktuelle Wert mit currentMin verglichen und das Minimum mit der Funktion MIN() aktualisiert.
  4. Nach Abschluss der Schleife wird der endgültige Minimalwert über den unbenannten Datenausgang ausgegeben und das Ereignis CNF gesendet.

Die Berechnung erfolgt rein sequenziell innerhalb eines einzigen Ausführungsschritts, die Laufzeit steigt linear mit der Array-Größe.

Technische Besonderheiten

  • Dynamisches Array: Der FB arbeitet mit ARRAY[*] OF INT, d.h. die tatsächliche Größe des Arrays wird erst zur Laufzeit über die systemeigenen Funktionen LOWER_BOUND und UPPER_BOUND bestimmt.
  • Paketzuordnung: Der Baustein gehört zum Paket logiBUS::utils::dyn_arr und ist für den Einsatz in Umgebungen vorgesehen, die dynamische Arrays unterstützen.
  • Ein-/Ausgangsparameter: Der Parameter A ist als VAR_IN_OUT deklariert – das Array wird sowohl gelesen als auch (hier nicht verändert) über den Ereignisausgang CNF weitergegeben.
  • Keine Zustandsmaschine: Der Funktionsblock arbeitet rein funktional; es gibt keine internen Zustände oder Verzögerungen.

Zustandsübersicht

Der FB kennt nur zwei implizite Zustände: - Idle: Warten auf ein REQ-Ereignis. - Processing: Nach Eintreffen von REQ wird die Berechnung ausgeführt, unmittelbar danach wird CNF gesendet und der FB kehrt in den Idle-Zustand zurück.

Es gibt keine mehrfachen Zustände, Warteschleifen oder zeitgesteuerte Abläufe.

Anwendungsszenarien

  • Sensorfeldanalyse: Ermittlung der kleinsten Temperatur in einer Reihe von Messwerten.
  • Qualitätskontrolle: Suche nach dem minimalen Ausschussmaß in einer Produktionscharge.
  • Optimierung: Bestimmung des günstigsten Preises aus einer Liste von Angeboten.
  • Vergleichsoperationen: Als Grundbaustein für weitere statistische Auswertungen (z.B. zusammen mit Maximum, Summe).

Vergleich mit ähnlichen Bausteinen

  • MIN (IEC 61131-3): Der klassische MIN-Baustein vergleicht zwei skalare Werte. ARR_MIN erweitert dieses Konzept auf ein gesamtes Array und spart so eine iterative Verkettung.
  • ARR_MAX: Ein logisches Gegenstück für das Maximum; der Algorithmus unterscheidet sich nur in der Vergleichsfunktion (MIN vs. MAX).
  • Statistische Bausteine: ARR_MIN ist ein Spezialfall allgemeiner Aggregationsfunktionen (z.B. SUM, MEAN). Der Fokus liegt auf dem Minimum, was eine einfache und schnelle Implementierung ermöglicht.

Fazit

ARR_MIN bietet eine kompakte und effiziente Lösung zur Bestimmung des Minimums in dynamischen Integer-Arrays. Dank des einfachen Request/Confirm-Protokolls und der sauberen Paketstruktur lässt er sich leicht in vorhandene 4diac-Industrieanwendungen integrieren. Die Verwendung von LOWER_BOUND/UPPER_BOUND macht ihn unabhängig von der tatsächlichen Array-Größe und erlaubt flexible Anpassungen zur Laufzeit.