AND_8_BOOL

image

Einleitung

Der Funktionsblock AND_8_BOOL ist ein Standardbaustein zur Berechnung der logischen UND-Verknüpfung. Er führt eine bitweise UND-Operation auf acht boolesche Eingangswerte aus und liefert das Ergebnis auf einen einzigen booleschen Ausgang. Der Baustein folgt dem ereignisgesteuerten Ausführungsmodell von IEC 61499.

AND_8_BOOL

Schnittstellenstruktur

Ereignis-Eingänge

  • REQ (Normal Execution Request): Löst die Ausführung des Funktionsblocks aus. Bei Eintreffen dieses Ereignisses werden alle acht Daten-Eingänge gelesen, die UND-Operation berechnet und das Ergebnis am Ausgang OUT bereitgestellt. Anschließend wird das Bestätigungsereignis CNF generiert.

Ereignis-Ausgänge

  • CNF (Execution Confirmation): Dieses Ereignis wird nach der erfolgreichen Berechnung und Aktualisierung des Ausgangs OUT ausgegeben. Es signalisiert, dass ein neues Ergebnis vorliegt.

Daten-Eingänge

  • IN1 (BOOL): UND-Eingang 1.

  • IN2 (BOOL): UND-Eingang 2.

  • IN3 (BOOL): UND-Eingang 3.

  • IN4 (BOOL): UND-Eingang 4.

  • IN5 (BOOL): UND-Eingang 5.

  • IN6 (BOOL): UND-Eingang 6.

  • IN7 (BOOL): UND-Eingang 7.

  • IN8 (BOOL): UND-Eingang 8.

Daten-Ausgänge

  • OUT (BOOL): Ergebnis der UND-Verknüpfung aller acht Eingänge. Der Ausgang ist nur dann TRUE (1), wenn alle Eingänge IN1 bis IN8 den Wert TRUE haben. In allen anderen Fällen ist der Ausgang FALSE (0).

Adapter

Dieser Funktionsblock verfügt über keine Adapterschnittstellen.

Funktionsweise

Die Funktionsweise ist deterministisch und folgt der klassischen booleschen Logik. Bei Auslösung durch das Ereignis REQ wertet der Block die Zustände aller acht Eingänge (IN1 bis IN8) aus. Die logische Operation wird gemäß der folgenden Wahrheitstabelle ausgeführt:

IN1

IN2

IN3

IN4

IN5

IN6

IN7

IN8

OUT

0

X

X

X

X

X

X

X

0

1

0

X

X

X

X

X

X

0

1

1

0

X

X

X

X

X

0

…

…

…

…

…

…

…

…

…

1

1

1

1

1

1

1

1

1

(X = Don’t-Care / Beliebiger Wert)

Das Ergebnis OUT = IN1 AND IN2 AND IN3 AND IN4 AND IN5 AND IN6 AND IN7 AND IN8 wird unmittelbar nach der Berechnung gesetzt. Die Ausführung wird durch das Auslösen des Bestätigungsereignisses CNF abgeschlossen, welches das neue Ergebnis am Datenausgang OUT begleitet.

Technische Besonderheiten

  • Generischer Baustein: Der Block ist als Instanz eines generischen UND-Templates (GEN_AND) implementiert, was eine konsistente Architektur innerhalb der Bibliothek gewährleistet.

  • Fest verdrahtete Eingangsanzahl: Im Gegensatz zu variablen oder konfigurierbaren Blöcken besitzt AND_8_BOOL genau acht fest definierte Eingänge. Für eine andere Anzahl von Operanden muss ein entsprechender anderer Baustein (z.B. AND_2_BOOL, AND_16_BOOL) verwendet werden.

  • Ereignisgesteuerte Ausführung: Die Berechnung findet nur bei Ankunft eines REQ-Ereignisses statt. Kontinuierliche Abtastung der Eingänge ohne Ereignis führt zu keiner Aktualisierung des Ausgangs.

Zustandsübersicht

Der Funktionsblock besitzt keinen internen Zustand (speicherfrei / kombinatorisch). Sein Verhalten hängt ausschließlich von den aktuellen Werten an den Daten-Eingängen zum Zeitpunkt des REQ-Ereignisses ab. Vorherige Berechnungen haben keinen Einfluss auf das aktuelle Ergebnis.

Anwendungsszenarien

  • Sicherheitskritische Verknüpfungen: Überwachung mehrerer Sicherheitsschalter (z.B. Not-Aus, Schutzgitter, Lichtschranken), bei denen alle Bedingungen erfüllt sein müssen, um einen sicheren Zustand (OUT=TRUE) zu signalisieren.

  • Mehrfachbedingungen in Prozessabläufen: Prüfung, ob alle Voraussetzungen für den Start eines Maschinenzyklus erfüllt sind (z.B. „Werkstück eingelegt“, „Druck erreicht“, „Temperatur erreicht“, „Schutzhaube geschlossen“).

  • Verknüpfung von Statusmeldungen: Kombination mehrerer Fehler- oder Statusbits zu einem zusammenfassenden Signal.

⚖️ Vergleich mit ähnlichen Bausteinen

  • AND_2_BOOL, AND_16_BOOL etc.: Diese Blöcke bieten die identische logische Funktion, jedoch für eine unterschiedliche Anzahl von Eingängen (2, 16, etc.). Die Wahl des Blocks richtet sich nach der benötigten Anzahl an Operanden. Siehe: AND_8

  • OR_n_BOOL: Führt eine logische ODER-Verknüpfung durch. Das Ergebnis ist TRUE, wenn mindestens ein Eingang TRUE ist.

  • XOR_n_BOOL: Führt eine exklusiv-ODER (XOR) Verknüpfung durch.

  • Kontinuierliche Funktionsbausteine (IEC 61131-3): In der IEC 61131-3 sind UND-Verknüpfungen typischerweise als kontinuierlich wirkende Kontakte oder Operationen in Sprachen wie FBD oder LD realisiert. Der AND_8_BOOL-FB hingegen ist ereignisgesteuert und benötigt explizit ein Auslöseereignis.

Fazit

Der AND_8_BOOL ist ein grundlegender, zuverlässiger und einfach zu verwendender Logikbaustein für IEC 61499-Systeme. Seine Stärke liegt in der klaren, ereignisgesteuerten Semantik und der expliziten Handhabung von acht booleschen Eingangssignalen. Er eignet sich ideal für Steuerungslogik, bei der mehrere Bedingungen gleichzeitig erfüllt sein müssen, bevor eine Aktion ausgeführt wird. Für Anwendungen mit einer von acht abweichenden Anzahl an Eingängen sollte auf die entsprechende Variante der AND_n_BOOL-Familie zurückgegriffen werden.