XOR_2_BOOL

Einleitung

Der Funktionsblock XOR_2_BOOL ist ein Standardbaustein zur Berechnung der logischen Exklusiv-ODER-Verknüpfung (XOR) zweier boolescher Eingangssignale. Er gehört zur Kategorie der bitweisen Operatoren und ist als generischer Funktionsblock implementiert, der in Steuerungsanwendungen nach IEC 61131-3 eingesetzt wird. Der Baustein wartet auf eine Ausführungsanforderung, berechnet das Ergebnis und gibt dieses zusammen mit einer Bestätigung zurück.

XOR_2_BOOL

Schnittstellenstruktur

Ereignis-Eingänge

REQ: Normale Ausführungsanforderung. Löst die Berechnung der XOR-Verknüpfung aus. Die mit diesem Ereignis verknüpften Daten (IN1, IN2) werden bei der Verarbeitung gelesen.

Ereignis-Ausgänge

CNF: Ausführungsbestätigung. Dieses Ereignis wird nach der Berechnung generiert und signalisiert die Verfügbarkeit des Ergebnisses. Es ist mit dem Datenausgang OUT verknüpft.

Daten-Eingänge

IN1: Boolescher Eingang 1 für die XOR-Operation.
IN2: Boolescher Eingang 2 für die XOR-Operation.

Daten-Ausgänge

OUT: Boolesches Ergebnis der XOR-Verknüpfung von IN1 und IN2.

Adapter

Dieser Funktionsblock verfügt über keine Adapterschnittstellen.

Funktionsweise

Der XOR_2_BOOL-Block arbeitet ereignisgesteuert. Bei Eintreffen des Ereignisses REQ werden die aktuellen Werte an den Daten-Eingängen IN1 und IN2 gelesen. Anschließend wird die logische XOR-Operation (OUT = (IN1 AND NOT IN2) OR (NOT IN1 AND IN2)) durchgeführt. Das berechnete Ergebnis wird am Datenausgang OUT ausgegeben und gleichzeitig wird das Bestätigungsereignis CNF aktiviert, um den Abschluss der Operation an nachfolgende Blöcke zu signalisieren.

Die Wahrheitstabelle der Operation ist:

IN1	IN2	OUT
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	0

Technische Besonderheiten

Generischer Baustein: Der Block ist mit dem generischen Klassennamen 'GEN_XOR' gekennzeichnet, was seine Wiederverwendbarkeit und mögliche Integration in übergeordnete Strukturen erleichtert.
Ereignisgesteuerte Ausführung: Die Funktionalität ist strikt an die Eingangsereignisse gekoppelt, was eine deterministische und energieeffiziente Abarbeitung in Echtzeitsystemen ermöglicht.
Einfache Schnittstelle: Der Block besitzt eine minimale und intuitive Schnittstelle, die der klassischen, in der Digitaltechnik üblichen XOR-Funktion entspricht.

Zustandsübersicht

Der Funktionsblock besitzt keinen internen Zustand im Sinne eines Speichers. Sein Verhalten ist kombinatorisch und ausschließlich von den aktuellen Eingangswerten bei Eintreffen des REQ-Ereignisses abhängig. Der Block verharrt nach der Ausgabe von CNF in einem wartenden Zustand, bis das nächste REQ-Ereignis eintrifft.

Anwendungsszenarien

Vergleich und Änderungserkennung: Erkennung, wenn sich genau einer von zwei Zuständen (z.B. zwei Endschalter) geändert hat.
Paritätsprüfung: Einfache Prüfung auf eine ungerade Anzahl von TRUE-Signalen bei zwei Eingängen.
Steuerungslogik: Implementierung von speziellen Verzweigungen in Ablaufsteuerungen, bei denen eine Entscheidung getroffen werden muss, wenn die Eingänge unterschiedlich sind.
Sicherheitskritische Schaltungen: Erzeugung von Signalen, die nur aktiv sind, wenn sich zwei überwachte Größen widersprechen (z.B. in Not-Halt-Schaltungen).

⚖️ Vergleich mit ähnlichen Bausteinen

Im Vergleich zu anderen logischen Grundfunktionsblöcken wie AND_2_BOOL oder OR_2_BOOL ist XOR_2_BOOL der einzige, der ein TRUE-Ergebnis liefert, wenn die Eingänge unterschiedlich sind. Blöcke wie NOT invertieren nur einen einzelnen Eingang. Der XOR_2_BOOL kann als Spezialfall eines Ungleichheitsvergleichs (NE_BOOL) für zwei boolesche Werte betrachtet werden. Siehe: XOR_2

Fazit

Der XOR_2_BOOL ist ein grundlegender, zuverlässiger und einfach zu verwendender Baustein für die logische Verknüpfung in IEC 61131-3-basierten Steuerungsapplikationen. Seine ereignisgesteuerte, zustandslose Architektur macht ihn besonders geeignet für die Integration in komplexe, deterministische Steuerungsnetzwerke. Durch seine klare Funktionsweise und minimale Schnittstelle ist er ein unverzichtbares Werkzeug für jeden Steuerungsentwickler.