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Uebung_080f: Beispiel für E_CTU

Uebung_080f_network

Einleitung

Diese Übung demonstriert die Verwendung des ereignisgesteuerten Aufwärtszählers E_CTU nach IEC 61499. Mit zwei Tastern wird der Zähler erhöht bzw. zurückgesetzt. Der aktuelle Zählerstand wird auf einem numerischen Display als animiertes Pferd (Einzelframes) dargestellt. Sobald der Zähler den vorgegebenen Grenzwert erreicht, wird ein digitaler Ausgang gesetzt.

Die Übung eignet sich für Anwender, die erste Schritte mit Zählern und Ereignisverkettungen in 4diac machen möchten.

Verwendete Funktionsbausteine (FBs)

Sub-Bausteine: Eingabe-Logik (Taster)

  • DigitalInput_CLK_I1 (Typ: logiBUS::io::DI::logiBUS_IE)
    • Parameter:
      • QI = TRUE
      • Input = Input_I1
      • InputEvent = BUTTON_SINGLE_CLICK
    • Funktion: Stellt den ersten Taster (I1) als Ereignisquelle bereit. Jeder einfache Klick erzeugt ein Ereignis IND.
  • DigitalInput_CLK_I2 (Typ: logiBUS::io::DI::logiBUS_IE)
    • Parameter:
      • QI = TRUE
      • Input = Input_I2
      • InputEvent = BUTTON_SINGLE_CLICK
    • Funktion: Stellt den zweiten Taster (I2) als Ereignisquelle bereit. Jeder einfache Klick erzeugt ein Ereignis IND.

Sub-Baustein: Aufwärtszähler

  • E_CTU (Typ: iec61499::events::E_CTU)
    • Parameter:
      • PV = UINT#5 (Grenzwert)
    • Funktion: Ein ereignisgesteuerter Aufwärtszähler. Jedes Ereignis am Eingang CU erhöht den internen Zähler CV um 1 und löst CUO aus. Ein Ereignis am Eingang R setzt den Zähler auf 0 zurück und löst RO aus. Der Ausgang Q wird TRUE, sobald CV >= PV.

Sub-Baustein: Ereigniszusammenführung

  • E_MERGE_2 (Typ: iec61499::events::E_MERGE_2)
    • Funktion: Fasst zwei Ereigniseingänge (EI1, EI2) zu einem gemeinsamen Ereignisausgang EO zusammen. Sobald eines der beiden Ereignisse eintrifft, wird EO ausgelöst.

Sub-Baustein: Ausgabe-Logik (digitaler Ausgang)

  • DigitalOutput_Q1 (Typ: logiBUS::io::DQ::logiBUS_QX)
    • Parameter:
      • QI = TRUE
      • Output = Output_Q1
    • Funktion: Schaltet den digitalen Ausgang Q1. Der Wert am Dateneingang OUT wird übernommen, wenn ein Ereignis an REQ eintrifft.

Sub-Baustein: Multiplexer

  • F_MUX_32 (Typ: iec61131::selection::F_MUX_32)
    • Parameter:
      • IN1 … IN32 = Konstanten frame_00 … frame_31 (32 Einzelframes einer Pferdeanimation)
    • Funktion: Ein 32-fach Multiplexer. Je nach Wert am Auswahleingang K (0 … 31) wird der entsprechende Dateingang INx an den Ausgang OUT durchgeschaltet.

Sub-Baustein: Numerische Anzeige

  • Q_NumericValue_1 (Typ: isobus::UT::Q::Q_NumericValue)
    • Parameter:
      • u16ObjId = ObjectPointer_Horse
    • Funktion: Zeigt einen übergebenen 32-Bit-Wert (u32NewValue) numerisch an (hier: als animiertes Pferd über die Einzelframes). Ein Ereignis an REQ aktualisiert die Anzeige.

Programmablauf und Verbindungen

Der Ablauf wird durch Ereignisse gesteuert:

  1. Zählereingang
  2. Ein Klick auf Taster I1 erzeugt ein Ereignis IND am Baustein DigitalInput_CLK_I1.

  3. Dieses Ereignis wird direkt an den Eingang CU von E_CTU geleitet. Der Zähler erhöht sich um 1.

  4. Reset

  5. Ein Klick auf Taster I2 erzeugt ein Ereignis IND an DigitalInput_CLK_I2.

  6. Dieses Ereignis wird an den Eingang R von E_CTU geleitet. Der Zähler wird auf 0 zurückgesetzt.

  7. Ereigniszusammenführung

  8. Sowohl der Ausgang CUO (nach Zählererhöhung) als auch RO (nach Reset) von E_CTU werden an die Eingänge EI1 und EI2 des E_MERGE_2 gelegt.

  9. Der zusammengeführte Ausgang EO wird bei jeder Zähleränderung aktiv.

  10. Aktualisierung der Anzeige und des Ausgangs

  11. Das gemeinsame Ereignis EO wird parallel an zwei Bausteine weitergeleitet:
    • Multiplexer: Das Ereignis erreicht den REQ-Eingang von F_MUX_32. Der aktuelle Zählerstand CV (Datenverbindung von E_CTU.CV zu F_MUX_32.K) wählt das passende Frame aus. Der Multiplexer gibt das gewählte Frame an seinem Ausgang OUT aus.
    • Digitale Anzeige: Nachdem der Multiplexer fertig ist (CNF-Ereignis), wird das Ereignis an den REQ-Eingang von Q_NumericValue_1 weitergegeben. Der Datenwert OUT des Multiplexers wird als neuer Anzeigewert übernommen.

  12. Gleichzeitig wird das Ereignis EO auch an den REQ-Eingang von DigitalOutput_Q1 gelegt. Der logische Wert Q von E_CTU (TRUE wenn CV >= 5) wird auf den Ausgang Q1 geschrieben.

  13. Kommentare im Netzwerk

  14. Ein Kommentar weist darauf hin, dass eine Typkonvertierung von UINT nach UDINT bei der Verbindung CV → K nicht notwendig ist, da UDINT immer einen UINT aufnehmen kann.
  15. Ein weiterer Kommentar erklärt, dass der E_MERGE_2 zwar weggelassen werden könnte, aber die Verwendung den Code sauberer hält (Vermeidung von sich kreuzenden Leitungen).

Zusammenfassung

Die Übung veranschaulicht den praktischen Einsatz eines ereignisgesteuerten Aufwärtszählers (E_CTU) in einer 4diac-Umgebung. Lernerfekt:

  • Verständnis des Zusammenspiels von Ereignis- und Datenflüssen.
  • Anwendung eines Zählers mit Ereignis-Reset.
  • Nutzung eines Multiplexers zur Auswahl von Konstanten (Bildframes).
  • Kombination von Hardware-Eingängen (Taster) und Ausgängen (digitaler Ausgang, Display).

Voraussetzungen: Grundkenntnisse der IEC 61499 Ereignisverarbeitung und der 4diac-IDE. Die Übung kann direkt in einem Simulationsprojekt oder auf echter logiBUS-Hardware ausgeführt werden.