Uebung_224: Standard IEC 61131-3 FB_CTUD_ULINT (Vor-/Rückwärtszähler, ULINT) mit Terminal-Ausgabe

---

Einleitung

Diese Übung implementiert einen kombinierten Vor-/Rückwärtszähler nach IEC 61131-3 (Typ FB_CTUD_ULINT) mit 64‑Bit‑Vorwahl (ULINT). Der Zählerstand wird über den Terminal‑Baustein Q_NumericValue auf einer numerischen Anzeige ausgegeben. Die Eingänge werden über logiBUS‑Digitaleingänge bereitgestellt, die Ausgänge über logiBUS‑Digitalausgänge.

Verwendete Funktionsbausteine (FBs)

• FB_CTUD_ULINT – Typ: iec61131::counters::FB_CTUD_ULINT

  • Parameter: PV = ULINT#10 (Vorwahlwert)
  • Eingänge: CU (Vorwärts zählen), CD (Rückwärts zählen), R (Reset), LD (Laden von PV)
  • Ausgänge: QU (Vorwahl erreicht, vorwärts), QD (Vorwahl erreicht, rückwärts), CV (aktueller Zählerwert)
  • Ereignisse: REQ (Aufruf), CNF (Bestätigung)
  • Funktionsweise: Der Baustein zählt bei jedem positiven Flanke an CU (vorwärts) bzw. CD (rückwärts). Bei R=TRUE wird der Zähler auf 0 gesetzt, bei LD=TRUE wird der Wert von PV geladen. Bei Erreichen des Vorwahlwerts werden die Ausgänge QU/QD gesetzt.

• Input_CU – Typ: logiBUS::io::DI::logiBUS_IX

  • Parameter: QI = TRUE, Input = Input_I1
  • Eingänge: IND (Ereignis bei Änderung), IN (Datenwert)
  • Funktionsweise: digitaler Eingang, der den physischen Eingang Input_I1 auf den Zähleingang CU legt.

• Input_CD – Typ: logiBUS::io::DI::logiBUS_IX

  • Parameter: QI = TRUE, Input = Input_I2
  • Funktionsweise: digitaler Eingang für den Rückwärtszähleingang CD.

• Input_R – Typ: logiBUS::io::DI::logiBUS_IX

  • Parameter: QI = TRUE, Input = Input_I3
  • Funktionsweise: digitaler Eingang für den Reseteingang R.

• Input_LD – Typ: logiBUS::io::DI::logiBUS_IX

  • Parameter: QI = TRUE, Input = Input_I4
  • Funktionsweise: digitaler Eingang für den Ladeeingang LD.

• Output_QU – Typ: logiBUS::io::DQ::logiBUS_QX

  • Parameter: QI = TRUE, Output = Output_Q1
  • Funktionsweise: digitaler Ausgang, der den Zustand von QU an den physischen Ausgang Output_Q1 weitergibt.

• Output_QD – Typ: logiBUS::io::DQ::logiBUS_QX

  • Parameter: QI = TRUE, Output = Output_Q2
  • Funktionsweise: digitaler Ausgang, der den Zustand von QD an den physischen Ausgang Output_Q2 weitergibt.

• F_ULINT_TO_UDINT – Typ: iec61131::conversion::F_ULINT_TO_UDINT

  • Eingänge: IN (ULINT), Ausgänge: OUT (UDINT)
  • Ereignisse: REQ, CNF
  • Funktionsweise: konvertiert den 64‑Bit‑Zählerwert (CV) in einen 32‑Bit‑Wert. Achtung: bei Werten > 2³² kann es zum Überlauf kommen (siehe Kommentar).

• Q_NumericValue – Typ: isobus::UT::Q::Q_NumericValue

  • Parameter: u16ObjId = OutputNumber_N1
  • Eingänge: REQ, u32NewValue
  • Funktionsweise: gibt den übergebenen Zahlenwert auf dem Terminal (numerische Anzeige) aus.

Programmablauf und Verbindungen

1. Ereignissteuerung
   Jeder digitale Eingang (Input_CU…Input_LD) erzeugt bei Zustandsänderung ein Ereignis (IND). Alle diese Ereignisse sind auf den REQ‑Eingang des Zählers FB_CTUD_ULINT geschaltet. Dadurch wird der Zähler bei jedem Tastendruck an einem der vier Eingänge aufgerufen.
   Hinweis: Da gleichzeitige Ereignisse mehrerer Eingänge zu einem einzigen Aufruf zusammengefasst werden (oder auch nicht), kann es zu unerwünschtem Verhalten kommen. Im Kommentar wird daher empfohlen, ggf. einen oder zwei E_D_FF (Event‑DFlipFlop) einzubauen, um die Ereignisse zu reduzieren.

2. Datenverbindungen

3. Die digitalen Eingangswerte (IN) werden direkt auf die entsprechenden Zählereingänge (CU, CD, R, LD) geführt.
4. Die Ausgänge QU und QD des Zählers sind mit den Digitalausgängen (Output_QU, Output_QD) verbunden.
5. Der aktuelle Zählerwert CV wird über den Konvertierungsbaustein F_ULINT_TO_UDINT auf 32 Bit reduziert und an den Terminal‑Baustein Q_NumericValue übergeben.

6. Die Ereigniskette: FB_CTUD_ULINT.CNF löst gleichzeitig die Ausgangs‑FBs und die Konvertierung aus. Nach der Konvertierung wird Q_NumericValue aktualisiert.

7. Parameter
   Der Vorwahlwert PV ist auf ULINT#10 gesetzt – ein Vergleich mit diesem Wert setzt die Ausgänge QU/QD.

8. Lernziele

9. Kennenlernen des IEC‑61131‑3‑Zählers FB_CTUD_ULINT.
10. Umgang mit digitalen Ein‑/Ausgängen über logiBUS.
11. Verwendung von Konvertierungsbausteinen und Terminalausgabe.

12. Bewusstsein für Ereigniskollisionen und mögliche Abhilfe durch E_D_FF.

13. Schwierigkeitsgrad: Mittel
    Voraussetzungen: Grundlegende Kenntnisse der 4diac‑IDE, Umgang mit logiBUS‑E/A‑Bausteinen und Ereignisverkabelung.

Zusammenfassung

Die Übung 224 realisiert einen vollständigen Vor‑/Rückwärtszähler mit 64‑Bit‑Auflösung und Terminalanzeige. Vier digitale Eingänge steuern Zählen, Reset und Laden eines Vorwahlwerts. Die Ausgänge signalisieren das Erreichen der Vorwahl. Die optionalen E_D_FF dienen der Stabilisierung bei mehreren gleichzeitigen Ereignissen. Dieses Beispiel vermittelt den praktischen Einsatz von Zählern, E/A‑Anbindung und Datentypkonvertierung in 4diac.