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Uebung_210b: Standard IEC 61131-3 FB_CTU (Vorwärtszähler, INT) mit Terminal-Ausgabe

Uebung_210b_network

Einleitung

Diese Übung implementiert einen Vorwärtszähler (Counter Up) nach IEC 61131‑3 (FB_CTU) mit dem Datentyp INT. Der Zähler wird über zwei digitale Eingänge gesteuert: ein Zählimpuls-Eingang (CU) und ein Rücksetz-Eingang (R). Der aktuelle Zählerstand wird sowohl auf einen digitalen Ausgang (Grenzwert erreicht) als auch über ein Terminal-Objekt zur numerischen Anzeige ausgegeben.

Die Übung demonstriert die grundlegende Funktionsweise eines industriellen Zählers, die Einbindung von Hardware-Ein‑/Ausgängen (logiBUS) sowie die Ausgabe von Werten auf eine numerische Anzeige (Terminal).

Verwendete Funktionsbausteine (FBs)

In dieser Übung werden folgende Funktionsbausteine eingesetzt:

FB-Name Typ Parameter Kurzbeschreibung
FB_CTU iec61131::counters::FB_CTU PV = INT#5 IEC 61131‑3 Vorwärtszähler, Zählbereich INT, Preset-Wert 5.
Input_CU logiBUS::io::DI::logiBUS_IX QI = TRUE, Input = Input_I1 Digitaler Eingang, liefert den Zählimpuls (CU).
Input_R logiBUS::io::DI::logiBUS_IX QI = TRUE, Input = Input_I2 Digitaler Eingang, liefert das Rücksetzsignal (R).
Output_Q1 logiBUS::io::DQ::logiBUS_QX QI = TRUE, Output = Output_Q1 Digitaler Ausgang, wird aktiviert wenn der Zähler seinen Endwert erreicht hat (Q).
Q_NumericValue_PHYS isobus::UT::Q::Q_NumericValue_PHYS stObj = OutputNumber_N3 Terminal-Ausgabe: Zeigt den aktuellen Zählerstand (CV) numerisch an.

Hinweise zu den Hardware‑FBs:
Die Eingänge Input_I1 und Input_I2 sowie der Ausgang Output_Q1 sind physische logiBUS‑Kanäle. Das Terminal‑Objekt OutputNumber_N3 ist ein vordefiniertes numerisches Anzeigeelement, das den Zählerwert darstellt.

Programmablauf und Verbindungen

Ereignis‑ und Datenverbindungen

Die nachfolgende Grafik zeigt die logischen Verbindungen zwischen den Bausteinen (basierend auf dem XML‑Netzwerk):

[Input_Cu]  ─── IND ──→ REQ [FB_CTU]
[Input_R ]  ─── IND ──→ REQ [FB_CTU]
[FB_CTU ]  ─── CNF ──→ REQ [Output_Q1]
[FB_CTU ]  ─── CNF ──→ REQ [Q_NumericValue_PHYS]

Daten:
[Input_Cu.IN]  ──→ FB_CTU.CU
[Input_R.IN]   ──→ FB_CTU.R
[FB_CTU.Q]     ──→ Output_Q1.OUT
[FB_CTU.CV]    ──→ Q_NumericValue_PHYS.rPhys

Erklärung:

  • Zählereingänge:
    Die beiden digitalen Eingänge Input_CU und Input_R werden über ihre IND‑Ereignisse mit dem REQ‑Eingang des Zählers FB_CTU verbunden. Dadurch wird der Zähler bei jeder positiven Flanke der Eingänge bearbeitet. Der Datenwert des jeweiligen Eingangs (IN) wird auf den entsprechenden Zähleingang (CU bzw. R) gelegt.

  • Zählerverhalten:
    Der FB_CTU zählt bei jeder steigenden Flanke an CU hoch. Der aktuelle Zählerstand ist auf dem Datenausgang CV verfügbar. Ist der Zählerstand größer oder gleich dem Preset-Wert PV (hier INT#5), wird der Ausgang Q auf TRUE gesetzt. Ein TRUE-Signal an R setzt den Zähler zurück (CV = 0, Q = FALSE).

  • Ausgabe:
    Nach jedem Zählvorgang wird das CNF-Ereignis des Zählers an den digitalen Ausgang Output_Q1 und an die Terminal‑Ausgabe Q_NumericValue_PHYS weitergeleitet.

  • Der Q-Wert wird auf den Ausgang Output_Q1 geschrieben.
  • Der CV-Wert wird als physikalische Größe (rPhys) an das Terminal übergeben und dort numerisch dargestellt.

Anmerkungen aus dem Quellcode

  • Der Kommentar „INT kann ohne Konvertierung auf REAL geschlossen werden“ bezieht sich darauf, dass der Zählerwert vom Typ INT direkt an den rPhys-Eingang (Typ REAL) angeschlossen werden kann – eine automatische Typkonvertierung findet statt.
  • Der Hinweis „hier gegebenenfalls einen E_D_FF einbauen, damit die Events reduziert werden“ empfiehlt, bei schnellen Impulsen einen Flanken‑Detektor vorzuschalten, um Fehlauslösungen zu vermeiden.
  • Der Kommentar „F_INT_TO_REAL kann man weglassen“ bestätigt die direkte Konvertierung ohne expliziten Baustein.

Lernziele und Vorkenntnisse

  • Lernziele:
  • Einbindung eines IEC‑61131-3‑Zählers in eine 4diac‑Applikation.
  • Verknüpfung digitaler Ein‑ und Ausgänge mit logiBUS‑Hardware.
  • Ausgabe von numerischen Werten auf einem Terminal.
  • Schwierigkeitsgrad: Einfach
  • Vorkenntnisse: Grundlegende Kenntnisse der 4diac‑IDE, Verständnis von Ereignis‑ und Datenverbindungen.
  • Start der Übung: Die Übung kann direkt in einer laufenden 4diac‑Umgebung mit angeschlossener logiBUS‑Hardware ausgeführt werden. Die Eingänge Input_I1 (Taster) und Input_I2 (Taster) steuern den Zähler; Output_Q1 kann z.B. eine Lampe ansteuern.

Zusammenfassung

Die Übung Uebung_210b realisiert einen vollständigen IEC‑61131-3 Vorwärtszähler (FB_CTU) mit zwei digitalen Steuereingängen und einer Ausgabe des Zählerstands auf ein Terminal. Der Preset-Wert ist auf 5 gesetzt. Die Applikation verdeutlicht die Verbindung von Hardware‑E/A mit einem Standardfunktionsbaustein und die unkomplizierte Datenausgabe mittels Terminal‑Objekt. Sie eignet sich als Einstiegsübung in die industrielle Zählerprogrammierung mit 4diac.