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Uebung_220_AI: Standard IEC 61131-3 AI_FB_CTUD (Adapter Version, Vorwärts-/Rückwärtszähler, INT) mit Terminal-Ausgabe

Uebung_220_AI_network

Einleitung

Diese Übung implementiert einen Vorwärts-/Rückwärtszähler nach IEC 61131-3 (CTUD) als Adapter-Version für den Datentyp INT. Der aktuelle Zählerstand wird über ein Terminal (Numerikausgabe) ausgegeben. Die Steuerung erfolgt über vier digitale Eingänge (CU, CD, R, LD) und zwei digitale Ausgänge (QU, QD). Ein Konstantwert (INT#5) wird als Voreinstellwert (PV) geladen.

Verwendete Funktionsbausteine (FBs)

  • AI_FB_CTUD (adapter::iec61131::counters::AI_FB_CTUD)
    Zentrale Zählerlogik: Ereignisgesteuerter Vorwärts-/Rückwärtszähler (CTUD) mit den Anschlüssen CU, CD, R, LD und PV. Liefert die Ausgänge QU (Überlauf), QD (Unterlauf) und CV (aktueller Zählerwert). Keine Parameter.

  • AI_INT_TO_I (adapter::conversion::unidirectional::AI_INT_TO_I)
    Konvertiert einen konstanten INT-Wert (hier: 5) in ein Adapter-Format für den Voreinstellwert (PV). Parameter: OUT = INT#5.

  • Input_CU (logiBUS::io::DI::logiBUS_IXA)
    Digitaler Eingang für das Signal „Count Up“ (Vorwärtszählen).
    Parameter: QI = TRUE, Input = Input_I1.

  • Input_CD (logiBUS::io::DI::logiBUS_IXA)
    Digitaler Eingang für das Signal „Count Down“ (Rückwärtszählen).
    Parameter: QI = TRUE, Input = Input_I2.

  • Input_R (logiBUS::io::DI::logiBUS_IXA)
    Digitaler Eingang für das Rücksetzsignal (Reset).
    Parameter: QI = TRUE, Input = Input_I3.

  • Input_LD (logiBUS::io::DI::logiBUS_IXA)
    Digitaler Eingang für das Laden des Voreinstellwerts (Load).
    Parameter: QI = TRUE, Input = Input_I4.

  • Output_QU (logiBUS::io::DQ::logiBUS_QXA)
    Digitaler Ausgang, der den Überlauf (QU) des Zählers signalisiert.
    Parameter: QI = TRUE, Output = Output_Q1.

  • Output_QD (logiBUS::io::DQ::logiBUS_QXA)
    Digitaler Ausgang, der den Unterlauf (QD) des Zählers signalisiert.
    Parameter: QI = TRUE, Output = Output_Q2.

  • AI_TO_AUDI (adapter::conversion::unidirectional::AI_TO_AUDI)
    Konvertiert den aktuellen Zählerwert (CV) vom Adapter-Format in ein numerisches Audio-Format (AUDI), das von der Ausgabe-Komponente verarbeitet werden kann.
    Hinweis: Laut Kommentar im Quelltext ist dieser Baustein für negative Zahlen nicht geeignet.

  • Q_NumericValue_AUDI (isobus::UT::Q::Q_NumericValue_AUDI)
    Terminal-Ausgabebaustein zur Anzeige des Zählerwerts auf einem numerischen Display.
    Parameter: u16ObjId = OutputNumber_N1.

Programmablauf und Verbindungen

Der Ablauf wird durch Ereignisse gesteuert. Die Verbindungen sind wie folgt realisiert:

  1. Initialisierung & Voreinstellwert laden
    Beim Start wird das Ereignis Input_LD.INITO an AI_INT_TO_I.REQ weitergeleitet. Dadurch wird der konstante Wert INT#5 über den Adapter AI_INT_TO_I an den PV-Eingang des Zählers AI_FB_CTUD.PV übergeben.

  2. Zählereingänge

  3. Input_CU.IN → AI_FB_CTUD.CU (Vorwärtszählen bei Flanke)
  4. Input_CD.IN → AI_FB_CTUD.CD (Rückwärtszählen bei Flanke)
  5. Input_R.IN → AI_FB_CTUD.R (Reset auf 0)

  6. Input_LD.IN → AI_FB_CTUD.LD (Laden des Wertes von PV)

  7. Zählerausgänge

  8. AI_FB_CTUD.QU → Output_QU.OUT (Überlauf)

  9. AI_FB_CTUD.QD → Output_QD.OUT (Unterlauf)

  10. Ausgabe des Zählerstandes
    Der aktuelle Zählerwert CV wird über AI_TO_AUDI konvertiert und an den Ausgabebaustein Q_NumericValue_AUDI.u32NewValue gesendet. Dieser zeigt den Wert auf einer konfigurierten Terminalnummer (u16ObjId = OutputNumber_N1) an.

Hinweise aus dem Quelltext:
- Der Baustein AI_TO_AUDI unterstützt keine negativen Zahlen – daher können nur Zählwerte ≥ 0 korrekt angezeigt werden.
- Es wurde angemerkt, dass zur Reduktion der Ereignisrate ggf. flankengetriggerte D-Flipflops (z.B. AX_D_FF) zwischengeschaltet werden sollten, was jedoch in dieser Version nicht umgesetzt ist.

Zusammenfassung

Die Übung demonstriert den Einsatz eines IEC-61131-3-Zählers (CTUD) in einer 4diac-Adapterumgebung. Sie zeigt die Verknüpfung digitaler Ein-/Ausgänge, die Konvertierung von Datenformaten (INT ↔ Adapter ↔ AUDI) sowie die Ausgabe eines Zahlenwerts auf einem Terminal. Der Lerneffekt liegt im Verständnis ereignisgesteuerter Zähler, der Datenfluss-Konvertierung und der Fehlerbehandlung bei negativen Werten. Die Übung ist für Fortgeschrittene geeignet und setzt Grundkenntnisse in der 4diac-IDE und in IEC 61131-3 voraus.