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Hier ist die Dokumentation für die Übung Uebung_035a1_AX basierend auf den bereitgestellten Daten.

Uebung_035a1_AX: Ampelsteuerung mit Pattern Sequencer (AX)

Uebung_035a1_AX_network

Einleitung

Diese Übung implementiert eine Ampelsteuerung unter Verwendung eines Pattern Sequencers (Muster-Ablaufsteuerung). Das Ziel ist es, eine klassische Verkehrsampel-Sequenz (Rot -> Rot/Gelb -> Grün -> Gelb -> Rot) durch definierte Zeitintervalle und Bitmuster zu steuern. Die Übung nutzt die Adapter-Technologie (AX) für die Anbindung der Ausgänge und des Timings.

Verwendete Funktionsbausteine (FBs)

In dieser Übung werden verschiedene Bausteine innerhalb des SubAppNetwork verschaltet. Nachfolgend sind die wichtigsten Komponenten detailliert beschrieben.

Sub-Bausteine: PatternSeq

Dieser Baustein ist das Herzstück der Steuerung und regelt den zeitlichen Ablauf sowie die Ausgabemuster der Ampelphasen.

  • Typ: logiBUS::utils::sequence::pattern::sequence_Pattern_04_04_loop_AX
  • Verwendete interne Parameter:
    • DT_S1_S2 = T#3s (Dauer der Phase 1: Rot)
    • DT_S2_S3 = T#1s (Dauer der Phase 2: Rot-Gelb)
    • DT_S3_S4 = T#3s (Dauer der Phase 3: Grün)
    • DT_S4_S1 = T#1s (Dauer der Phase 4: Gelb)
    • P_S1 = 1 (Muster Phase 1: 001 -> Q1 aktiv)
    • P_S2 = 3 (Muster Phase 2: 011 -> Q1 & Q2 aktiv)
    • P_S3 = 4 (Muster Phase 3: 100 -> Q3 aktiv)
    • P_S4 = 2 (Muster Phase 4: 010 -> Q2 aktiv)
  • Ereignis-/Adapteranschlüsse:
    • START_S1: Startet die Sequenz bei Schritt 1.
    • Q1, Q2, Q3: Adapter-Ausgänge zur Steuerung der Lampen.
    • timeOut: Adapter für die Verbindung zum Timer-Service.
  • Funktionsweise: Der Baustein durchläuft zyklisch 4 Schritte. Für jeden Schritt wird ein Bitmuster (P_SX) an den Ausgängen angelegt und für die definierte Zeit (DT_SX_SY) gehalten.

Sub-Bausteine: DigitalInput_I1

Dieser Baustein verarbeitet das Eingangssignal zum Starten der Ampelsequenz.

  • Typ: logiBUS::io::DI::logiBUS_IE
  • Konfiguration:
    • Parameter: Input = Input_I1
    • Parameter: InputEvent = BUTTON_SINGLE_CLICK
  • Funktionsweise: Erfasst einen Einzelklick auf dem Eingang I1 und löst ein Event (IND) aus.

Sub-Bausteine: Ausgänge (Light_Red, Light_Yellow, Light_Green)

Diese Bausteine stellen die physischen Ausgänge der Ampel dar.

  • Typ: logiBUS::io::DQ::logiBUS_QXA
  • Instanzen:
    • Light_Red_Q1: Verbunden mit Output_Q1 (Rot)
    • Light_Yellow_Q2: Verbunden mit Output_Q2 (Gelb)
    • Light_Green_Q3: Verbunden mit Output_Q3 (Grün)
  • Funktionsweise: Sie empfangen Signale über Adapterverbindungen und schalten die entsprechenden Hardware-Ausgänge.

Sub-Bausteine: E_TimeOut

Stellt die Timer-Funktionalität für den Sequenzer bereit.

  • Typ: iec61499::events::E_TimeOut
  • Funktionsweise: Dient als Service-Interface, um die Zeitverzögerungen der Sequenzschritte zu realisieren.

Programmablauf und Verbindungen

Der Ablauf der Ampelsteuerung gestaltet sich wie folgt:

  1. Startbedingung: Das Programm wartet auf ein Signal vom Baustein DigitalInput_I1. Wenn der Taster an Input_I1 einfach geklickt wird (BUTTON_SINGLE_CLICK), sendet der Ausgang IND ein Event an den Eingang START_S1 des PatternSeq-Bausteins.

  2. Sequenzablauf (Pattern Sequencer): Der PatternSeq Baustein steuert die Ampelphasen basierend auf den konfigurierten Parametern. Die Ausgänge werden binär kodiert angesteuert (Q3, Q2, Q1):

    • Phase 1 (Rot): Dauer 3s (DT_S1_S2). Parameter P_S1 = 1 (Binär 001) aktiviert Adapter-Ausgang Q1 -> Rote Lampe.
    • Phase 2 (Rot-Gelb): Dauer 1s (DT_S2_S3). Parameter P_S2 = 3 (Binär 011) aktiviert Q1 und Q2 -> Rote und Gelbe Lampen.
    • Phase 3 (Grün): Dauer 3s (DT_S3_S4). Parameter P_S3 = 4 (Binär 100) aktiviert Q3 -> Grüne Lampe.
    • Phase 4 (Gelb): Dauer 1s (DT_S4_S1). Parameter P_S4 = 2 (Binär 010) aktiviert Q2 -> Gelbe Lampe.

  3. Verbindungen:

    • Die Logik verwendet Adapter-Connections (erkennbar am logiBUS_QXA Typ und den verschachtelten Verbindungen), was die Verdrahtung im Diagramm übersichtlicher macht, da Daten und Events gebündelt übertragen werden.
    • Der E_TimeOut Baustein ist über den Adapter timeOut mit dem Sequenzer verbunden, um die Timer-Events (T#3s, T#1s etc.) intern zu verarbeiten.

Zusammenfassung

Die Übung Uebung_035a1_AX demonstriert effizient, wie komplexe Zustandsautomaten wie eine Ampelsteuerung mit Hilfe eines Pattern Sequencers vereinfacht werden können. Anstatt jeden Zustandsübergang einzeln zu programmieren, werden Phasenzeiten und Ausgabemuster parametriert. Die Verwendung von logiBUS Adaptern (AX/QXA) zeigt zudem eine moderne Art der Baustein-Kommunikation in 4diac.