Zum Inhalt

Uebung_080e4: Beispiel für E_CTU mit Eventbremse durch E_D_FF_ANY

Uebung_080e4_network

Einleitung

Diese Übung demonstriert den Einsatz eines E_CTU (Event-Zählers) in Kombination mit einer Eventbremse, realisiert durch einen E_D_FF_ANY (E_D_FlipFlop mit Hysterese und Minimalzeit). Ziel ist es, das Zählergebnis nur dann an eine numerische Ausgabe weiterzuleiten, wenn der Zählwert für eine bestimmte Zeit stabil ist. Dadurch werden Prellen oder kurzzeitige Änderungen unterdrückt.

Verwendete Funktionsbausteine (FBs)

Bausteinname Typ Parameter / Bemerkung
DigitalInput_CLK_I1 logiBUS::io::DI::logiBUS_IE Input = Input_I1, InputEvent = BUTTON_SINGLE_CLICK
DigitalInput_CLK_I2 logiBUS::io::DI::logiBUS_IE Input = Input_I2, InputEvent = BUTTON_SINGLE_CLICK
E_CYCLE iec61499::events::E_CYCLE DT = T#1ms (Taktgeber für Zählimpulse)
E_CTU iec61499::events::E_CTU PV = UINT#5 (Zählschwelle)
E_SPLIT_4 iec61499::events::E_SPLIT_4 Verteilt ein Ereignis auf vier Ausgänge
E_MERGE_4 iec61499::events::E_MERGE_4 Sammelt Ereignisse von vier Eingängen zu einem Ausgang
E_D_FF_ANY logiBUS::signalprocessing::hysteresis::E_D_FF_ANY_HYS_TMIN HYSTERESIS = UINT#25, Tmin = T#1s (Hysterese und Mindestzeit für stabilen Zustand)
E_D_FF iec61499::events::E_D_FF Standard-D-Flipflop für binäre Ausgabe
Q_NumericValue isobus::UT::Q::Q_NumericValue u16ObjId = OutputNumber_N1 (Ausgabe eines numerischen Wertes)
DigitalOutput_Q1 logiBUS::io::DQ::logiBUS_QX Output = Output_Q1 (digitaler Ausgang)

Programmablauf und Verbindungen

Ereignis- und Datenfluss

  1. Zählimpulse generieren
    Der Taktgeber E_CYCLE wird gestartet, sobald DigitalInput_CLK_I1 ein Ereignis (IND) sendet. Stoppt wird er durch ein Ereignis von DigitalInput_CLK_I2.
    Der zyklische Ereignisausgang EO von E_CYCLE triggert den Zähleingang CU von E_CTU.

  2. Zähler rücksetzen
    Ein Ereignis von DigitalInput_CLK_I2 wird zusätzlich an den Reset-Eingang R von E_CTU geleitet.

  3. Zählerausgänge
    Der Zähler gibt zwei Ereignisse aus:

  4. CUO (Counter Overflow) – wird aktiv, wenn der Zählerstand CV den Parameter PV (hier 5) erreicht.

  5. RO (Reset Overflow) – wird aktiv, wenn der Zähler zurückgesetzt wird und dabei den Bereich übersteigt (hier nicht relevant, aber beide Ereignisse werden verwendet).

  6. Ereignisverteilung und -zusammenführung
    CUO und RO werden gemeinsam auf den Eingang EI von E_SPLIT_4 geschaltet.
    E_SPLIT_4 verteilt jedes ankommende Ereignis auf alle vier Ausgänge EO1…EO4. Diese vier Ausgänge sind mit den vier Eingängen EI1…EI4 von E_MERGE_4 verbunden.
    Effekt: Jedes Ereignis von E_CTU (egal ob CUO oder RO) wird sofort an den Ausgang EO von E_MERGE_4 weitergegeben – es entsteht eine logische ODER-Verknüpfung der beiden Ereignisse.

  7. Eventbremse durch E_D_FF_ANY
    Das zusammengeführte Ereignis speist den Taktingang CLK von E_D_FF_ANY. Dieser Baustein übernimmt den Datenwert D (den aktuellen Zählerstand CV) nur dann an den Ausgang Q, wenn der Wert für mindestens Tmin = 1s stabil bleibt (Hysterese von 25 Einheiten).
    Dadurch werden kurze Spitzen auf dem Zählerstand gefiltert.

  8. Numerische Ausgabe
    Der stabile Zählerstand Q von E_D_FF_ANY wird über die Datenverbindung an den Eingang u32NewValue von Q_NumericValue übergeben. Das Ereignis EO von E_D_FF_ANY triggert die Ausgabe über den REQ-Eingang.

  9. Digitaler Ausgang
    Parallel dazu wird das gleiche zusammengeführte Ereignis von E_MERGE_4 auch an den Taktingang CLK eines normalen E_D_FF geleitet. Dieser übernimmt den binären Datenwert Q von E_CTU (den Zählerstatus: ob Schwelle erreicht) und gibt ihn über EO an DigitalOutput_Q1 weiter.
    Der Ausgang DigitalOutput_Q1 schaltet also immer dann ein, wenn der Zähler gerade seinen Endwert erreicht oder zurückgesetzt wird.

Lernziele

  • Verständnis von E_CTU (Event Counter) und seinen Ereignisausgängen CUO und RO.
  • Einsatz von E_SPLIT_4 und E_MERGE_4 zur Ereignissteuerung.
  • Anwendung eines E_D_FF_ANY mit Hysterese und Mindestzeit zur Unterdrückung kurzzeitiger Änderungen (Eventbremse).
  • Zusammenspiel von numerischen und digitalen Ausgaben basierend auf Zählerereignissen.

Schwierigkeitsgrad

Fortgeschritten – Grundkenntnisse in 4diac-IDE und IEC 61499 Ereignis-/Datenflüssen werden vorausgesetzt.

Benötigte Vorkenntnisse

  • Grundlagen der 4diac-IDE: Erstellen von Subapplikationen, Verbinden von Bausteinen.
  • Verständnis von Ereignis- und Datenkanten.
  • Umgang mit logiBUS- bzw. isobus-Bibliotheken (bei Verwendung der Hardware-Simulation).

Starten der Übung

  1. Importieren Sie die Subapplikation Uebung_080e4 in Ihr 4diac-Projekt.
  2. Stellen Sie sicher, dass die benötigten Bibliotheken (logiBUS, iec61499, isobus) verfügbar sind.
  3. Weisen Sie die Ein-/Ausgänge Input_I1, Input_I2, Output_Q1 und OutputNumber_N1 passenden Hardware- oder Simulationsadressen zu.
  4. Starten Sie die Ausführung und beobachten Sie das Verhalten beim Drücken der Taster (I1 Takt starten/stoppen, I2 Reset).

Zusammenfassung

Die Übung veranschaulicht, wie ein E_CTU mit Hilfe von E_D_FF_ANY und E_D_FF sowohl einen stabilisierten Zählwert als auch einen sofortigen Binärstatus ausgeben kann. Die Ereignisverarbeitung über Split/Merge sorgt dafür, dass sowohl Überlauf- als auch Rücksetzereignisse gleichberechtigt behandelt werden. Dies ist typisch für Anwendungen, bei denen ein Zählerwert erst nach einer gewissen Beruhigungszeit weiterverarbeitet werden soll (z. B. Entprellung von Sensordaten).