AND_3_BOOL

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Einleitung

Der Funktionsblock AND_3_BOOL ist ein standardisierter Baustein zur Berechnung der logischen UND-Verknüpfung für drei boolesche Eingangssignale. Er folgt dem IEC 61131-3 Standard für grundlegende boolesche Funktionen und arbeitet nach dem Echtzeit-Execution-Control-Modell von 4diac, bei dem die Berechnung durch ein eingehendes Ereignis gestartet wird.

AND_3_BOOL

Schnittstellenstruktur

Die Schnittstelle des AND_3_BOOL-Blocks ist klar und einfach aufgebaut, bestehend aus einem Ereigniseingang, einem Ereignisausgang, drei Dateneingängen und einem Datenausgang.

Ereignis-Eingänge

  • REQ (Normal Execution Request): Dieses eingehende Ereignis löst die Ausführung des Funktionsblocks aus. Beim Eintreffen von REQ werden die aktuellen Werte an den Dateneingängen IN1, IN2 und IN3 gelesen und die logische UND-Operation durchgeführt.

Ereignis-Ausgänge

  • CNF (Execution Confirmation): Dieses Ereignis wird nach Abschluss der Berechnung erzeugt. Es signalisiert, dass das Ergebnis an den Datenausgang OUT ausgegeben wurde und nun gültig ist.

Daten-Eingänge

  • IN1 (BOOL): Erstes boolesches Eingangssignal für die UND-Verknüpfung.

  • IN2 (BOOL): Zweites boolesches Eingangssignal für die UND-Verknüpfung.

  • IN3 (BOOL): Drittes boolesches Eingangssignal für die UND-Verknüpfung.

Daten-Ausgänge

  • OUT (BOOL): Das Ergebnis der logischen UND-Verknüpfung aller drei Eingänge. OUT ist nur dann TRUE (1), wenn alle Eingänge IN1, IN2 und IN3 gleichzeitig TRUE sind. In allen anderen Fällen ist OUT FALSE (0).

Adapter

Dieser Funktionsblock verfügt über keine Adapter-Schnittstellen.

Funktionsweise

Die Funktionsweise ist deterministisch und folgt einer einfachen Abfolge:

  1. Auslösung: Das eingehende Ereignis REQ aktiviert den Block.

  2. Lesen der Eingänge: Die aktuellen Werte der drei booleschen Dateneingänge (IN1, IN2, IN3) werden eingelesen.

  3. Berechnung: Die logische UND-Operation wird ausgeführt: OUT := IN1 AND IN2 AND IN3.

  4. Ausgabe: Das berechnete Ergebnis wird an den Datenausgang OUT geschrieben.

  5. Bestätigung: Das Ausgangsereignis CNF wird erzeugt, um den erfolgreichen Abschluss der Operation an nachfolgende Blöcke zu signalisieren.

Technische Besonderheiten

  • Generischer FB: Der Block ist als generischer Funktionsblock (GEN_AND) gekennzeichnet, was bedeutet, dass er als Basis für die Erstellung ähnlicher UND-Bausteine mit einer anderen Anzahl von Eingängen dienen kann.

  • Echtzeitfähig: Durch das Execution-Control-Modell (Ereignissteuerung) ist der Block für deterministische Echtzeitanwendungen geeignet.

  • Einfache Logik: Enthält keine internen Zustände oder Speicher. Die Ausgabe ist eine reine Kombinatorikfunktion der aktuellen Eingänge.

Zustandsübersicht

Der AND_3_BOOL-Block ist ein kombinatorischer Funktionsblock ohne internen Zustand (zustandslos). Sein Verhalten ist bei jedem Aufruf (REQ) ausschließlich von den aktuellen Werten an den Dateneingängen abhängig. Es gibt keine vorherigen Berechnungen oder Zustände, die das Ergebnis beeinflussen.

Anwendungsszenarien

Typische Anwendungen sind Steuerungslogiken, bei denen eine Aktion nur dann ausgeführt werden darf, wenn mehrere Sicherheits- oder Freigabebedingungen gleichzeitig erfüllt sind:

  • Zweihand-Bedienung: Eine Maschine startet nur, wenn drei separate Taster gleichzeitig gedrückt werden (IN1, IN2, IN3).

  • Sicherheitskreis: Aktivierung eines Prozesses nur bei geschützter Schutztür (IN1), aktivierter Not-Aus-Umgehung (IN2) und vorhandener Materialzufuhr (IN3).

  • Verkettung von Bedingungen: Als Teil einer komplexeren logischen Gleichung innerhalb eines Algorithmus.

⚖️ Vergleich mit ähnlichen Bausteinen

  • AND_2_BOOL: Führt die UND-Verknüpfung für nur zwei Eingänge durch. AND_3_BOOL ist eine direkte Erweiterung für drei Eingänge.

  • AND_n_BOOL (theoretisch): Ein generischer Block für eine variable Anzahl n von Eingängen. AND_3_BOOL ist eine spezifische, fest verdrahtete Instanz für n=3. Siehe: AND_3

  • OR_3_BOOL: Berechnet die logische ODER-Verknüpfung (Ausgang ist TRUE, wenn mindestens ein Eingang TRUE ist). Dies ist die komplementäre Funktion.

  • Kombinatorische Logik in SFC/ST: Die gleiche Funktion könnte auch in Structured Text (ST) als OUT := IN1 & IN2 & IN3; oder in einer SFC-Aktion implementiert werden. Der Vorteil des FB ist die Wiederverwendbarkeit, klare Kapselung und die einfache Integration in das 4diac-Ereignissystem.

Fazit

Der AND_3_BOOL ist ein fundamentaler, zuverlässiger und einfach zu verwendender Baustein für die boolesche Logik in 4diac-basierten Steuerungsanwendungen. Seine strenge Ereignissteuerung gewährleistet deterministisches Verhalten, und die klare Schnittstelle ermöglicht eine intuitive Integration in Funktionsbaustein-Netzwerke. Für alle Steuerungsaufgaben, die eine dreifache UND-Verknüpfung erfordern, ist dieser Block die Standardlösung.