Uebung_080e2_AX: Beispiel für E_CTU mit Eventbremse durch AX_D_FF / AUI_D_FF_TMIN

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Einleitung

Diese Übung zeigt den Einsatz eines ereignisgesteuerten Zählers (E_CTU) in Kombination mit einer Eventbremse, die mit den Funktionsbausteinen AX_D_FF und AUI_D_FF_TMIN realisiert wird.
Der Zähler wird über einen zyklischen Ereignisgeber (E_CYCLE) gesteuert, der durch einen externen digitalen Eingang (CLK) freigegeben wird. Ein zweiter digitaler Eingang (RST) setzt den Zähler zurück und stoppt den Zyklus. Der Zählerstand wird über eine minimale Haltezeit (Tmin = 1 s) auf einen numerischen Ausgang N1 übertragen. Zusätzlich wird ein digitaler Ausgang Q1 bei Erreichen des Zählerendwerts aktiviert.

Verwendete Funktionsbausteine (FBs)

Die Übung besteht aus einer Sub-Applikation, die folgende Bausteine enthält:

• DigitalInput_CLK_I1 – logiBUS_IXA
  Digitaler Eingang Input_I1 (CLK) als Quelle für die Freigabe des Zyklus.

• DigitalInput_RST_I2 – logiBUS_IXA
  Digitaler Eingang Input_I2 (RST) zum Zurücksetzen des Zählers und Stoppen des Zyklus.

• X_TO_B_I1 – AX_X_TO_BOOL
  Konvertiert den Adapterwert von DigitalInput_CLK_I1 in einen booleschen Wert.

• X_TO_B_I2 – AX_X_TO_BOOL
  Konvertiert den Adapterwert von DigitalInput_RST_I2 in einen booleschen Wert.

• E_CYCLE – E_CYCLE
  Erzeugt periodisch alle 1 ms ein Ereignis (EO). Wird über START/STOP gesteuert.

• E_CTU – AUI_CTU
  Ereignisgesteuerter Vorwärtszähler. Der Zähleingang CU erhöht den internen Zählerstand CV. Bei Erreichen des maximalen Werts wird der Ausgang Q gesetzt. Der Eingang R setzt CV zurück.

• AX_D_FF – AX_D_FF
  D-Flipflop auf Ereignisbasis. Speichert ein Ereignis (über I) und gibt es am Ausgang Q weiter. Dient als Puffer für das Zählersignal Q.

• AUI_D_FF_TMIN – AUI_D_FF_TMIN
  D-Flipflop mit einstellbarer Mindestzeit (Tmin = 1 s). Ein anliegendes Ereignis wird erst nach Ablauf der Mindestzeit am Ausgang Q weitergegeben. Dient als Eventbremse für den Zählerstand CV.

• UI_TO_UDI_N1 – AUI_TO_AUDI
  Konvertiert das ereignisbasierte Signal des Flipflops AUI_D_FF_TMIN in ein datenorientiertes Signal.

• Q_NumericValue – Q_NumericValue_AUDI
  Schreibt den konvertierten Zählerstand auf den numerischen Ausgang OutputNumber_N1.

• DigitalOutput_Q1 – logiBUS_QXA
  Digitaler Ausgang Output_Q1, gesteuert durch das Flipflop AX_D_FF.

Programmablauf und Verbindungen

Der Ablauf wird über Ereignis- und Adapterverbindungen gesteuert:

1. Eingangsverarbeitung
2. DigitalInput_CLK_I1 liefert den Taktgeber (CLK) über X_TO_B_I1 an den E_CYCLE.START (Ereignis CNF).

3. DigitalInput_RST_I2 liefert den Reset (RST) über X_TO_B_I2 an E_CTU.R und gleichzeitig an E_CYCLE.STOP.

4. Zyklischer Zähler

5. E_CYCLE erzeugt alle 1 ms ein Ereignis EO, sobald START aktiv ist. Dieses wird an E_CTU.CU geleitet. Der Zähler erhöht seinen Stand CV bei jedem Ereignis.

6. Bei Aktivierung des Reset-Eingangs (RST) wird der Zähler zurückgesetzt und der Zyklus gestoppt.

7. Ausgabe des Zählerstands

8. Der aktuelle Zählerstand CV von E_CTU wird über den Adapter an AUI_D_FF_TMIN.I übergeben.
9. AUI_D_FF_TMIN gibt diesen Wert nach einer Verzögerung von mindestens 1 s als Ereignis an AUI_D_FF_TMIN.Q weiter (Eventbremse).

10. Über UI_TO_UDI_N1 (Konvertierung) gelangt der Wert an Q_NumericValue und wird auf den numerischen Ausgang N1 ausgegeben.

11. Digitaler Ausgang

12. Wenn der Zähler seinen Endwert erreicht hat, setzt E_CTU.Q ein Ereignis. Dieses wird vom AX_D_FF gespeichert und an den Digitalausgang DigitalOutput_Q1 weitergegeben.

13. Der Ausgang bleibt solange gesetzt, bis ein neues Ereignis (z. B. durch Reset) den Zustand ändert.

14. Lernziele: Verständnis für ereignisgesteuerte Zähler, Steuerung von Zyklen mit externen Eingängen, Einsatz von Flipflops als Entprellung oder Mindesthaltezeit (Eventbremse).

15. Schwierigkeitsgrad: Fortgeschritten
16. Vorkenntnisse: Grundlagen der Ereignisverarbeitung in 4diac, Umgang mit Ein‑/Ausgangsbausteinen, Konzepte von Zählern und Flipflops.
17. Hinweis: Die Übung kann direkt in einer 4diac-IDE geladen und ausgeführt werden, sofern die benötigten Bibliotheken (logiBUS, isobus, adapter) verfügbar sind.

Zusammenfassung

Die Übung Uebung_080e2_AX demonstriert, wie ein ereignisgesteuerter Zähler (E_CTU) mit einer Eventbremse aus zwei unterschiedlichen Flipflops (AX_D_FF, AUI_D_FF_TMIN) kombiniert wird. Durch die Mindestzeit des Flipflops wird eine ungewollt schnelle Aktualisierung des Ausgangswerts verhindert. Der Zähler wird von einem zyklischen Ereignisgeber getaktet, der über einen externen Eingang freigegeben und zurückgesetzt werden kann. Das Zusammenspiel der Bausteine vermittelt wichtige Konzepte der ereignisbasierten Steuerung in der Automatisierungstechnik.