Uebung_074_AUI: RPTO auf UT ausgeben (Adapter Version) mit Fendt-Schaltung¶

Uebung_074_AUI_network

Einleitung¶

Diese Übung demonstriert die Ausgabe der Drehzahl der hinteren Zapfwelle (Rear PTO) auf ein User Terminal (UT) unter Verwendung von Adaptern. Sie implementiert eine sogenannte „Fendt-Schaltung“, die bei einem Timeout des PTO-Signals auf dem UT den Wert 0 anzeigt. Dadurch wird ein sicheres Verhalten bei Sensorausfall oder Kommunikationsstörungen erreicht.

Die Übung basiert auf dem Einsatz von ISOBUS-Komponenten (insbesondere des TECU‑Interfaces) und zeigt den Umgang mit Adapter‑Baugruppen zur Typumwandlung und Signalauswahl.

Verwendete Funktionsbausteine (FBs)¶

Die SubApp enthält folgende Funktionsbausteine, die im Netzwerk miteinander verbunden sind:

Sub-Bausteine: IA_RPTO¶

Typ: isobus::tecu::IA_RPTO
Verwendete interne FBs: keine (primitiver Baustein)
Parameter: QI = TRUE (Initialisierungsqualität aktiv)
Ereignisausgänge: INITO
Adapterausgänge: SPEED (aktuelle Drehzahl als AUI‑Wert), TIMEOUT (Signal bei Timeout)
Funktionsweise: Stellt die Schnittstelle zum TECU‑System für die hintere Zapfwelle dar. Liefert die gemessene Drehzahl und ein Timeout‑Flag.

Sub-Bausteine: Q_NumericValue_PTO¶

Typ: isobus::UT::Q::Q_NumericValue_AUDI
Verwendete interne FBs: keine
Parameter: u16ObjId = NumberVariable_Rear_PTO_output_shaft_speed (Identifikation des anzuzeigenden Objekts)
Ereigniseingänge: INIT
Dateneingänge: u32NewValue (AUDI‑kodierter Wert)
Funktionsweise: Empfängt einen numerischen Wert im AUDI‑Format und zeigt ihn auf dem User Terminal unter der vorgegebenen Objekt‑ID an.

Sub-Bausteine: AUI_AX_SEL_AUI¶

Typ: adapter::iec61131::selection::AUI_AX_SEL_AUI
Verwendete interne FBs: keine
Parameter: keine
Adaptereingänge: IN0, IN1, G
Adapterausgang: OUT
Funktionsweise: Ein 2‑zu‑1‑Auswahlbaustein. Wenn das Gate‑Signal G TRUE ist, wird der Wert von IN1 an OUT durchgeschaltet; andernfalls der Wert von IN0. Dient hier der Realisierung der Fendt‑Schaltung.

Sub-Bausteine: CONST_ZERO¶

Typ: adapter::conversion::unidirectional::AUI_UINT_TO_UI
Verwendete interne FBs: keine
Parameter: OUT = UINT#0 (konstanter Ausgangswert)
Ereigniseingänge: REQ
Adapterausgang: AUI_OUT
Funktionsweise: Liefert als Antwort auf ein REQ‑Ereignis einen konstanten AUI‑Wert von 0. Wird als Ersatzsignal bei Timeout verwendet.

Sub-Bausteine: CONV_AUI_AUDI¶

Typ: adapter::conversion::unidirectional::AUI_TO_AUDI
Verwendete interne FBs: keine
Parameter: keine
Adaptereingang: AUI_IN
Adapterausgang: AUDI_OUT
Funktionsweise: Wandelt einen AUI‑Wert in das AUDI‑Format um, das vom Anzeigebaustein Q_NumericValue_PTO erwartet wird.

Programmablauf und Verbindungen¶

Die Übung wird als SubApp in einer größeren Anwendung eingesetzt, typischerweise in einem ISOBUS‑Steuergerät für Traktoren.

Signalfluss: 1. Nach der Initialisierung (Ereignis INITO von IA_RPTO) werden die Bausteine Q_NumericValue_PTO und CONST_ZERO aktiviert (INIT bzw. REQ). 2. Der aktuelle Drehzahlwert der Zapfwelle wird als AUI‑Wert über IA_RPTO.SPEED an den Eingang IN0 des Selektors AUI_AX_SEL_AUI gesendet. 3. Gleichzeitig wird das Timeout‑Flag IA_RPTO.TIMEOUT an den Gate‑Eingang G des Selektors angelegt. Bei normalem Betrieb ist TIMEOUT = FALSE, sodass der Selektor den Wert von IN0 (die gemessene Drehzahl) durchschaltet. 4. Bei einem Timeout (z.B. durch Sensorausfall) wird TIMEOUT = TRUE. Der Selektor schaltet dann auf den zweiten Eingang IN1 um, der über CONST_ZERO mit dem konstanten Wert 0 belegt wird. 5. Der ausgewählte AUI‑Wert wird über AUI_AX_SEL_AUI.OUT an CONV_AUI_AUDI.AUI_IN übergeben, dort in das AUDI‑Format konvertiert und schließlich als u32NewValue dem Anzeigebaustein zugeführt. 6. Q_NumericValue_PTO stellt den Wert auf dem User Terminal dar – im Normalbetrieb die tatsächliche Drehzahl, bei Timeout eine 0.

Lernziele: - Verständnis der Verwendung von Adaptern zur Kommunikation zwischen unterschiedlichen Protokollen (AUI, AUDI). - Implementierung einer einfachen Fallback‑Logik (Fendt‑Schaltung) mit einem 2‑Kanal‑Selektor. - Umgang mit ISOBUS‑TECU‑Befehlen und UT‑Anzeigebausteinen in 4diac. - Erkennen und Behandeln von Timeout‑Situationen in der Feldbuskommunikation.

Schwierigkeitsgrad: Mittel
Vorkenntnisse: Grundlagen der 4diac‑IDE, Aufbau von SubApp‑Typen, Verständnis von Adapter‑Schnittstellen und ereignisgesteuerter Programmierung.

Hinweise zur Einrichtung:
Die Übung benötigt die Projekt‑Bibliotheken mit den verwendeten FPGA‑Bausteinen (z.B. isobus, adapter). Die Symbol‑ und Objekt‑ID (NumberVariable_Rear_PTO_output_shaft_speed) muss im verwendeten ISOBUS‑System definiert sein.

Zusammenfassung¶

Die Übung Uebung_074_AUI realisiert eine sichere Anzeige der Zapfwellendrehzahl auf einem User Terminal. Durch die Kombination eines Adapter‑Selektors mit einem konstanten Nullwert im Fehlerfall wird eine einfache, aber robuste Fendt‑Schaltung umgesetzt. Sie vermittelt grundlegende Konzepte des ISOBUS‑Protokolls, der Adapter‑Kommunikation und der ereignisbasierten Datenvorverarbeitung in 4diac.