AUS_TO_AI¶

AUS_TO_AI

Einleitung¶

Der Funktionsblock AUS_TO_AI ist ein Composite-Baustein, der einen Adapter des Typs AUS (USINT-basiert) in einen Adapter des Typs AI (INT-basiert) umwandelt. Er dient als unidirektionale Schnittstelle zwischen Systemteilen, die unterschiedliche Datentypen für analoge Eingänge verwenden. Der Baustein kapselt die Konvertierungslogik und erleichtert die Integration von Komponenten, die auf USINT-Adaptern basieren, in Umgebungen, die INT-Adapter erwarten.

Schnittstellenstruktur¶

Der FB besitzt keine direkten Ereignis- oder Dateneingänge bzw. -ausgänge. Die gesamte Signalkommunikation erfolgt über die beiden eingebauten Adapter:

Ereignis-Eingänge¶

Keine.

Ereignis-Ausgänge¶

Keine.

Daten-Eingänge¶

Keine.

Daten-Ausgänge¶

Keine.

Adapter¶

Adapter	Richtung	Typ	Beschreibung
`AUS_IN`	Socket	`adapter::types::unidirectional::AUS`	USINT-basierter Adaptereingang (Quelle des zu konvertierenden Werts)
`AI_OUT`	Plug	`adapter::types::unidirectional::AI`	INT-basierter Adapterausgang (Ziel des konvertierten Werts)

Der Socket AUS_IN empfängt ein Ereignissignal und einen USINT-Datenwert. Der Plug AI_OUT gibt nach erfolgter Konvertierung ein Ereignissignal und den dazugehörigen INT-Wert aus.

Funktionsweise¶

Der Baustein arbeitet rein kombinatorisch auf Basis einer internen Instanz des IEC‑61131‑Funktionsbausteins F_USINT_TO_INT. Die Ablaufsteuerung wird über die Ereignisverbindungen der Adapter realisiert:

Ereignis E1 am AUS_IN-Adapter wird auf den REQ-Eingang des Konvertierungsbausteins Convert geleitet.
Der Konvertierungsbaustein führt die Wandlung des an seinem IN-Eingang anliegenden USINT-Werts in einen INT-Wert durch und signalisiert die Fertigstellung mit dem Ereignis CNF.
Das CNF-Ereignis wird an den E1-Eingang des AI_OUT-Adapters weitergegeben, gleichzeitig wird der konvertierte INT-Wert an den D1-Datenausgang des AI_OUT-Adapter gelegt.

Somit entsteht eine kausale Kette: Ein eingehendes Ereignis am AUS_IN-Adapter löst die Umwandlung aus und führt zur Ausgabe eines entsprechenden Ereignisses und des konvertierten Datenwerts am AI_OUT-Adapter.

Technische Besonderheiten¶

Reine Adapterkopplung – Der Baustein besitzt keine eigenen Ein‑/Ausgangsvariablen, sondern definiert nur Adapter-Schnittstellen (Socket/Plug). Dies folgt dem Konzept der adapterbasierten Kommunikation in IEC 61499.
Unidirektionale Konvertierung – Die Richtung ist festgelegt: von USINT nach INT. Eine Rückwärtskonvertierung ist nicht vorgesehen.
Nutzung eines Standard‑IEC‑61131‑Bausteins – Die eigentliche Typkonvertierung erfolgt durch den etablierten FB F_USINT_TO_INT, der bereits in vielen Laufzeitumgebungen verfügbar ist.
Kein interner Zustand – Der Composite-Baustein ist zustandslos; die Konvertierung wird bei jedem eingehenden Ereignis neu ausgelöst.

Zustandsübersicht¶

Da der FB keine eigene Zustandsmaschine besitzt, existieren nur die impliziten Zustände des eingebetteten F_USINT_TO_INT. In der Praxis verhält sich der Baustein wie eine kombinatorische Funktion: Nach dem Eingang eines Ereignisses steht das Ausgangssignal zum nächsten Ausführungszyklus zur Verfügung. Ein definierter Fehlerzustand liegt nicht vor – die Konvertierung erfolgt gemäß der Spezifikation des IEC‑Bausteins.

Anwendungsszenarien¶

Migration von USINT-basierter Hardware auf INT-basierte Steuerungen – Ein System, das ursprünglich mit 8‑Bit‑Werten (USINT) arbeitet, kann über diesen Adapter an Komponenten angebunden werden, die 16‑Bit‑Analogwerte (INT) erwarten.
Kopplung unterschiedlicher Subsysteme – In einer modularen Anlage nutzt ein Sensoradapter USINT, während die übergeordnete Steuerungseinheit INT‑Schnittstellen bereitstellt.
Prototypen und Testumgebungen – Schnelle Integration von Komponenten mit abweichenden Datentypen ohne separate Konvertierungslogik in der Anwendungsebene.

Vergleich mit ähnlichen Bausteinen¶

Direkte Konvertierungsbausteine – FBs wie F_USINT_TO_INT oder F_INT_TO_USINT bieten die reine Typumwandlung, erfordern aber eine manuelle Verkabelung von Ereignissen und Daten. AUS_TO_AI kapselt dies in einem Adapter‑to‑Adapter‑Konzept, wodurch die Integration in adapterbasierte Architekturen vereinfacht wird.
Andere Adapter‑Converter – Denkbar sind symmetrische Bausteine wie AI_TO_AUS (INT nach USINT) oder bidirektionale Varianten. AUS_TO_AI ist spezifisch für die unidirektionale Umwandlung von AUS nach AI ausgelegt.

Fazit¶

Der Composite-Baustein AUS_TO_AI bietet eine saubere, adapterbasierte Lösung zur Konvertierung eines USINT-Werts in einen INT-Wert. Durch die Verkapselung des Standard‑Bausteins F_USINT_TO_INT und die klare Ereignis‑/Datenflusssteuerung eignet er sich hervorragend für die Integration heterogener Komponenten in IEC‑61499‑Systemen. Der Baustein ist wartungsarm, zustandslos und folgt den etablierten Konventionen der Adapter‑Schnittstellen.