AUDI_FIELDBUS_UDINT_TO_SIGNAL

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Einleitung

Der Funktionsblock AUDI_FIELDBUS_UDINT_TO_SIGNAL spiegelt einen eingehenden UDINT-Wert (über den IN-Adapter) auf den OUT-Adapter, sofern das anliegende Signal als gültig erkannt wurde. Zusätzlich wird das Gültigkeitssignal über den VALID-Adapter ausgegeben. Der Baustein dient als Filter, der nur valide Datenpakete durchlässt und deren Status synchronisiert bereitstellt.

Schnittstellenstruktur

Der Baustein besitzt keine direkten Ein-/Ausgangs-Ereignisse oder Daten, sondern arbeitet ausschließlich über Adapter, die sowohl Ereignisse als auch Daten transportieren.

Ereignis-Eingänge

• IN.E1 (über den IN-Adapter) – Startet die Verarbeitung des eingehenden Signals.

Ereignis-Ausgänge

• OUT.E1 (über den OUT-Adapter) – Wird ausgelöst, nachdem der IN-Wert aufbereitet und an OUT.D1 weitergegeben wurde.
• VALID.E1 (über den VALID-Adapter) – Wird ausgelöst, sobald die Gültigkeit des Signals aktualisiert wurde (siehe Funktionsweise).

Daten-Eingänge

• IN.D1 (über den IN-Adapter) – Der eingehende UDINT-Wert (z. B. aus einem Feldbus).

Daten-Ausgänge

• OUT.D1 (über den OUT-Adapter) – Der gefilterte UDINT-Wert (identisch mit IN.D1, wenn gültig).
• VALID.D1 (über den VALID-Adapter) – Boolescher Wert, der TRUE signalisiert, sofern das anliegende Signal gültig ist.

Adapter

Adapter	Typ	Richtung	Beschreibung
IN	adapter::types::unidirectional::AUDI	Socket	Signal-Eingang (liest Daten und Ereignisse)
OUT	adapter::types::unidirectional::AUDI	Plug	Gefilterter Signal-Ausgang
VALID	adapter::types::unidirectional::AX	Plug	Gültigkeitsanzeige (Ausgang für Bool & Ereignis)

Funktionsweise

Der Baustein enthält zwei interne Funktionsblöcke:

1. FIELDBUS_UDINT_TO_SIGNAL – Wandelt den eingehenden UDINT-Wert in ein Signal um und bestimmt dessen Gültigkeit.
2. E_D_FF – Ein flankengesteuertes D‑Flipflop, das das Gültigkeitssignal synchronisiert.

Der Ablauf: - Ein Ereignis auf IN.E1 triggert den Verarbeitungsblock FIELDBUS_UDINT_TO_SIGNAL (Eingang REQ). - Dieser block liest IN.D1 und gibt nach Abschluss auf CNF ein Ereignis aus. - Das Ereignis CNF wird an drei Stellen weitergeleitet: - An OUT.E1 → der Ausgangswert (FIELDBUS_UDINT_TO_SIGNAL.OUT) wird an OUT.D1 gegeben. - An den Takteingang CLK des Flipflops (E_D_FF). - Gleichzeitig wird der Gültigkeitsstatus (FIELDBUS_UDINT_TO_SIGNAL.VALID) auf den Dateneingang D des Flipflops gelegt. - Mit der steigenden Flanke von CLK übernimmt das Flipflop den Wert von D nach Q und gibt auf EO ein Ereignis aus. - Der Flipflop-Ausgang Q speist VALID.D1, und das Ereignis EO löst VALID.E1 aus.

Somit wird das Gültigkeitssignal erst nach Abschluss der Signalverarbeitung aktualisiert und ausgegeben.

Technische Besonderheiten

• Synchronisation der Gültigkeit: Durch das D‑Flipflop wird sichergestellt, dass der Gültigkeitstatus erst im nächsten Takt nach der Datenverarbeitung zur Verfügung steht – dies vermeidet inkonsistente Zustände.
• Adapterbasierte Schnittstelle: Alle Daten und Ereignisse werden über standardisierte unidirektionale Adapter ausgetauscht, was die Wiederverwendung in hierarchischen Projekten erleichtert.
• Lizenzhinweis: Der Baustein unterliegt der Eclipse Public License 2.0 und enthält einen Copyright‑Vermerk (HR Agrartechnik GmbH).

Zustandsübersicht

Der FB besitzt keinen eigenen Zustandsautomaten; das Verhalten wird durch das interne D‑Flipflop bestimmt. Dieses kennt zwei Zustände:

Zustand	Q (Ausgang)	Bedeutung
0	FALSE	Signal derzeit ungültig
1	TRUE	Signal gültig

Der Zustandswechsel erfolgt bei jeder steigenden Taktflanke (CLK) auf den aktuellen Wert von D. Ein Zurücksetzen (Reset) ist nicht vorgesehen – bei ungültigem Signal bleibt Q auf dem letzten bekannten gültigen Wert, bis ein neuer Takt mit D = FALSE eintrifft.

Anwendungsszenarien

• Feldbus‑Signalaufbereitung: Ein Sensor liefert über einen Feldbus (z. B. CANopen, PROFIBUS) einen UDINT‑Wert samt Gültigkeitsflag. Der Baustein filtert ungültige Werte aus und stellt nur valide Daten der Steuerung zur Verfügung.
• Datenvalidierung in sicherheitskritischen Umgebungen: Wenn eine übergeordnete Anwendung nur verarbeitete, gültige Messwerte erhalten soll, kann dieser Baustein zwischen Bus und Logik geschaltet werden.
• Synchronisation mehrerer paralleler Signale: Das separate Gültigkeitssignal kann genutzt werden, um nachgeschaltete Bausteine zu takten oder Alarme auszulösen.

Vergleich mit ähnlichen Bausteinen

Baustein	Merkmal
FIELDBUS_UDINT_TO_SIGNAL allein	Gibt das Signal sofort ungültig weiter – ohne Synchronisation der Gültigkeit.
AUDI_FIELDBUS_UDINT_TO_SIGNAL (dieser FB)	Zusätzliche Synchronisation des Gültigkeitssignals über ein D‑Flipflop, sodass VALID erst mit dem nächsten Takt aktualisiert wird.
Andere Validierungs‑Bausteine	Oft ohne dynamische Synchronisation; dieser Baustein eignet sich besonders für zyklische Bus‑Systeme, bei denen Daten und Gültigkeit zeitlich versetzt ankommen können.

Fazit

AUDI_FIELDBUS_UDINT_TO_SIGNAL ist ein spezialisierter Filterbaustein für Feldbus‑Signale, der eingehende UDINT‑Werte nur bei Gültigkeit an den Ausgang weiterleitet und den Status über einen synchronisierten Pfad ausgibt. Die Verwendung eines internen Flipflops vermeidet inkonsistente Zustände und eignet sich ideal für den Einsatz in zeitkritischen Automatisierungsumgebungen. Durch die adapterbasierte Schnittstelle ist er leicht in größere 4diac‑Projekte integrierbar.