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Uebung_218b_ALR: Standard IEC 61131-3 AUDI_FB_CTD (Adapter Version, Rückwärtszähler, UDINT) mit Terminal-Ausgabe (PHYSA_LREAL)

Uebung_218b_ALR_network

Einleitung

Diese Übung realisiert einen Rückwärtszähler (CTD) nach IEC 61131‑3 mit einem AUDI_FB_CTD (Adapter‑Version, Datentyp UDINT). Der aktuelle Zählerstand wird über ein Terminal in PHYSA_LREAL ausgegeben. Zusätzlich ist ein digitaler Ausgang (Output_Q1) vorhanden, der den Zustand des Zählers (Q) anzeigt.

Die Implementierung erlaubt auch negative Zählwerte – ein entsprechender Hinweis im Netzwerk macht darauf aufmerksam. Um die Ereignisrate bei schnellen Zählimpulsen zu reduzieren, könnte optional ein AX_D_FF (Flip‑Flop) eingebaut werden.

Verwendete Funktionsbausteine (FBs)

Sub‑Baustein: AUDI_FB_CTD

  • Typ: adapter::iec61131::counters::AUDI_FB_CTD
  • Verwendete interne FBs (keine weiteren internen FBs)
  • Parameter: Keine eigenen Parameter (alle Daten werden über Adapter verbunden)
  • Ereigniseingänge/-ausgänge:
    • Eingänge: CD (Count Down), LD (Load)
    • Ausgänge: Q (Zählerstatus)
  • Dateneingänge/-ausgänge:
    • Eingänge: PV (Preset Value, UDINT)
    • Ausgänge: CV (Current Value, UDINT)
  • Funktionsweise: Der Baustein zählt bei jedem positiven Flanken‑Ereignis am Eingang CD den internen Zähler um eins herunter. Bei einem Ereignis am Eingang LD wird der Zähler auf den Wert von PV geladen. Der Ausgang Q wird aktiv, sobald der Zählerstand auf Null oder kleiner ist. Der aktuelle Zählerstand steht an CV zur Verfügung.

Sub‑Baustein: AUDI_UDINT_TO_UDI

  • Typ: adapter::conversion::unidirectional::AUDI_UDINT_TO_UDI
  • Verwendete interne FBs: Keine
  • Parameter:
    • OUT = UDINT#10 (fester Preset‑Wert 10)
  • Ereigniseingänge/-ausgänge:
    • Eingang: REQ (Anforderung)
    • Ausgang: CNF (Bestätigung)
  • Dateneingänge/-ausgänge:
    • Ausgang: AUDI_OUT (Ausgangswert, UDINT)
  • Funktionsweise: Bei einem Ereignis am Eingang REQ wird der parametrierte UDINT‑Wert (hier 10) zum Ausgang AUDI_OUT weitergeleitet. Dieser Wert dient als anfänglicher Preset‑Wert für den Rückwärtszähler.

Sub‑Baustein: Input_CD

  • Typ: logiBUS::io::DI::logiBUS_IXA
  • Verwendete interne FBs: Keine
  • Parameter:
    • QI = TRUE (Qualifier – Eingang aktiv)
    • Input = Input_I1 (physischer Eingangskanal)
  • Ereigniseingänge/-ausgänge:
    • Ausgang: INITO (Initialisierung abgeschlossen)
  • Dateneingänge/-ausgänge:
    • Ausgang: IN (Adapterausgang für den Zählimpuls)
  • Funktionsweise: Dieser Baustein stellt den digitalen Eingang Input_I1 (z. B. Taster oder Sensor) als Adapter‑Schnittstelle bereit. Bei Betätigung wird das Signal am Ausgang IN weitergeleitet und löst am angeschlossenen Zähler ein CD‑Ereignis aus.

Sub‑Baustein: Input_LD

  • Typ: logiBUS::io::DI::logiBUS_IXA
  • Verwendete interne FBs: Keine
  • Parameter:
    • QI = TRUE
    • Input = Input_I2 (physischer Eingangskanal)
  • Ereigniseingänge/-ausgänge:
    • Ausgang: INITO (Initialisierung abgeschlossen)
  • Dateneingänge/-ausgänge:
    • Ausgang: IN (Adapterausgang für den Ladevorgang)
  • Funktionsweise: Identisch zu Input_CD, jedoch auf Input_I2 geschaltet. Ein Signal an diesem Eingang bewirkt das Laden des Zähler‑Preset‑Wertes.

Sub‑Baustein: Output_Q1

  • Typ: logiBUS::io::DQ::logiBUS_QXA
  • Verwendete interne FBs: Keine
  • Parameter:
    • QI = TRUE
    • Output = Output_Q1 (physischer Ausgangskanal)
  • Ereigniseingänge/-ausgänge:
    • Eingang: OUT (Adaptereingang für das Ausgangssignal)
  • Dateneingänge/-ausgänge:
    • Eingang: (über Adapter)
  • Funktionsweise: Der Baustein setzt den digitalen Ausgang Output_Q1 auf den Wert, der am Adaptereingang OUT anliegt. Er dient zur Anzeige des Zähler‑Status (Q).

Sub‑Baustein: AUDI_TO_ALR

  • Typ: adapter::conversion::unidirectional::AUDI_TO_ALR
  • Verwendete interne FBs: Keine
  • Parameter: Keine eigenen Parameter
  • Ereigniseingänge/-ausgänge: (keine Ereignisse; reine Datenkonvertierung)
  • Dateneingänge/-ausgänge:
    • Eingang: AUDI_IN (UDINT‑Wert)
    • Ausgang: ALR_OUT (physikalischer LREAL‑Wert)
  • Funktionsweise: Dieser Baustein wandelt den aktuellen Zählerstand (UDINT) in einen physikalischen LREAL‑Wert um, der für die Terminalausgabe geeignet ist. Er ermöglicht die Darstellung des Zählwertes als reelle Zahl, auch negativer Werte.

Sub‑Baustein: Q_NumericValue_PHYSA_LREAL

  • Typ: isobus::UT::Q::Q_NumericValue_PHYSA_LREAL
  • Verwendete interne FBs: Keine
  • Parameter:
    • stObj = OutputNumber_N3 (Verweis auf das Terminal‑Ausgabeobjekt)
  • Ereigniseingänge/-ausgänge: (keine Ereignisse)
  • Dateneingänge/-ausgänge:
    • Eingang: lrPhys (physikalischer LREAL‑Wert)
  • Funktionsweise: Der Baustein nimmt den umgewandelten LREAL‑Wert entgegen und gibt ihn auf dem Terminal (OutputNumber_N3) aus. Er ist das Bindeglied zur grafischen/ numerischen Anzeige der Übung.

Programmablauf und Verbindungen

  1. Initialisierung
    Nach dem Start des Systems wird der Baustein Input_LD initialisiert. Dabei erzeugt er ein INITO‑Ereignis, das den Baustein AUDI_UDINT_TO_UDI anstößt (REQ). Dieser gibt den festen Wert UDINT#10 an den Preset‑Eingang des Zählers weiter.

  2. Zählbetrieb

  3. Jedes positive Signal an Input_I1 (→ Input_CD) erzeugt ein CD‑Ereignis am Zähler → Zählerstand wird um 1 dekrementiert.

  4. Ein Signal an Input_I2 (→ Input_LD) erzeugt ein LD‑Ereignis → Zähler wird auf den zuletzt geladenen Preset‑Wert (initial 10) zurückgesetzt.

  5. Ausgaben

  6. Der Zähler‑Ausgang Q wird über einen Adapter mit dem digitalen Ausgang Output_Q1 verbunden. Somit leuchtet die Ausgangslampe, wenn der Zähler ≤ 0 ist.

  7. Der aktuelle Zählerstand CV wird über AUDI_TO_ALR in einen LREAL‑Wert gewandelt und von Q_NumericValue_PHYSA_LREAL auf dem Terminal (OutputNumber_N3) ausgegeben.

  8. Hinweise aus den Kommentaren

  9. „Hier sind negative Werte möglich!“ – Der Zähler kann bei fortgesetzten CD‑Ereignissen unter Null gehen. Die Terminalausgabe stellt auch negative LREAL‑Werte dar.
  10. „Hier gegebenenfalls einen AX_D_FF einbauen, damit die Events reduziert werden.“ – Bei sehr schnellen Impulsen kann ein vorgeschalteter Flip‑Flop‑Baustein die Ereignisrate dämpfen und unerwünschte Zählungen verhindern.

Verbindungsübersicht (Auszug aus dem Netzwerk): - Input_CD.IN → AUDI_FB_CTD.CD - Input_LD.IN → AUDI_FB_CTD.LD - AUDI_FB_CTD.Q → Output_Q1.OUT - AUDI_FB_CTD.CV → AUDI_TO_ALR.AUDI_IN - AUDI_TO_ALR.ALR_OUT → Q_NumericValue_PHYSA_LREAL.lrPhys - Ereignis: Input_LD.INITO → AUDI_UDINT_TO_UDI.REQ

Zusammenfassung

Die Uebung_218b_ALR vermittelt den Umgang mit einem IEC‑61131‑3 Rückwärtszähler in der 4diac‑IDE. Der Zähler wird über zwei digitale Eingänge gesteuert (Zählen und Laden) und gibt seinen Status sowie den aktuellen Wert aus. Die Besonderheit liegt in der Umwandlung des UDINT‑Zählwertes in eine LREAL‑Terminalausgabe, sodass auch negative Zahlen dargestellt werden können.

Lernziele: - Aufbau und Parametrierung eines Adapter‑basierten CTD‑Funktionsbausteins - Einbindung digitaler Ein‑/Ausgänge über logiBUS‑Adapter - Datenkonvertierung (UDINT → LREAL) für Ausgabezwecke - Erkennung von Problemen bei hohen Ereignisraten und Lösungsansätze (AX_D_FF)

Schwierigkeitsgrad: Mittel
Vorkenntnisse: Grundlagen der 4diac‑IDE, Umgang mit IEC‑Bausteinen und Adapterverbindungen.