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AUI_FIELDBUS_UINT_TO_SIGNAL

AUI_FIELDBUS_UINT_TO_SIGNAL

Einleitung

Der Funktionsblock AUI_FIELDBUS_UINT_TO_SIGNAL dient der Weiterleitung eines als UINT kodierten Feldbussignals an einen nachgeschalteten AUI‑Adapter, sofern das Signal als gültig erkannt wurde. Er stellt zusätzlich einen separaten Gültigkeitsindikator (VALID) bereit. Der Baustein kapselt einen Datenumsetzer und ein flankengesteuertes D‑Flip‑Flop, das das Gültigkeitssignal bis zum nächsten Ereignis zwischenspeichert.

Schnittstellenstruktur

Ereignis-Eingänge

Der Funktionsblock besitzt keine separaten Ereignis-Eingänge. Alle ereignisgesteuerten Abläufe werden über den Adapter‑Socket IN abgewickelt.

Ereignis-Ausgänge

Der Funktionsblock besitzt keine separaten Ereignis-Ausgänge. Ereignisse werden über die Adapter‑Plugs OUT und VALID ausgegeben.

Daten-Eingänge

Der Funktionsblock besitzt keine separaten Daten-Eingänge. Der Eingangswert wird über den Adapter‑Socket IN als Daten‑Signal D1 bereitgestellt.

Daten-Ausgänge

Der Funktionsblock besitzt keine separaten Daten-Ausgänge. Ausgangsdaten werden über die Adapter‑Plugs OUT und VALID als Daten‑Signale D1 übertragen.

Adapter

Bezeichnung Typ Richtung Beschreibung
IN AUI (unidirectional) Socket Empfängt das rohe Feldbussignal als UINT. Stellt Ereignis E1 und Daten D1 bereit.
OUT AUI (unidirectional) Plug Gibt das gefilterte Signal als UINT aus. Ereignis E1 signalisiert anliegende Daten.
VALID AX (unidirectional) Plug Liefert ein Gültigkeitssignal (TRUE/FALSE) über D1; Ereignis E1 zeigt Aktualisierung an.

Funktionsweise

  1. Ein externes Ereignis am Socket IN (über dessen Ereignis‑Eingang E1) triggert den Ablauf.
  2. Der eingehende Datenwert (IN.D1) wird durch den internen FB FIELDBUS_UINT_TO_SIGNAL verarbeitet. Dies erzeugt einen Ausgangswert (OUT) sowie ein Gültigkeitsflag (VALID).
  3. Der verarbeitete Wert wird sofort an den Plug OUT (Daten‑Signal D1) weitergegeben und ein Ereignis an OUT.E1 ausgelöst.
  4. Gleichzeitig wird das Gültigkeitsflag des internen FB in das D‑Flip‑Flop E_D_FF übernommen (getaktet durch dasselbe Ereignis).
  5. Der Ausgang des Flip‑Flops (Q) wird an den Plug VALID (Daten‑Signal D1) gelegt; gleichzeitig wird ein Ereignis an VALID.E1 gesendet.
  6. Der Zustand des Gültigkeitssignals bleibt bis zum nächsten Verarbeitungszyklus erhalten.

Technische Besonderheiten

  • Der Baustein ist als Composite FB realisiert; seine Funktionalität setzt sich aus zwei internen FBs zusammen:
  • FIELDBUS_UINT_TO_SIGNAL (Datenumsetzer)
  • E_D_FF (flankengesteuertes D‑Flip‑Flop)
  • Die Gültigkeitsanzeige ist ereignisgetaktet und wird über ein Flip‑Flop zwischengespeichert. Dadurch ist sie auch dann stabil, wenn das Eingangssignal für mehrere Zyklen ausbleibt.
  • Die Signal‑ und Gültigkeitsausgabe erfolgen quasi‑parallel (beide über dasselbe Ereignis des internen FB).
  • Die Schnittstellen sind ausschließlich als Adapter definiert, was eine modulare Einbindung in Feldbussysteme erleichtert.

Zustandsübersicht

Der FB selbst besitzt keine explizite Zustandsmaschine. Sein Verhalten kann jedoch durch die interne Logik beschrieben werden:

Zustand Beschreibung
Idle Kein Eingangsereignis; die Ausgänge OUT und VALID behalten ihre letzten Werte.
Processing Ein Ereignis an IN.E1 startet die Verarbeitung.
Output Nach Abschluss werden OUT.D1 und VALID.D1 aktualisiert und die Ereignisse an OUT.E1 und VALID.E1 gesendet.
Hold Der Gültigkeitswert wird im Flip‑Flop gehalten, bis das nächste Ereignis eintrifft.

Anwendungsszenarien

  • Feldbus‑Schnittstelle: Ein von einem Feldbus stammender UINT‑Wert soll in ein standardisiertes AUI‑Signal umgewandelt und nur bei Datenintegrität weitergereicht werden.
  • Gültigkeitsgeprüfte Weiterleitung: Anwendungen, bei denen das Ausgangssignal erst dann als gültig betrachtet werden soll, wenn eine interne Validierung (z. B. CRC‑Prüfung) erfolgreich war.
  • Einkanal‑Signalaufbereitung: Der Baustein kann in sicherheitsgerichteten Ketten eingesetzt werden, um das Ergebnis einer Plausibilitätsprüfung separat zu signalisieren.

Vergleich mit ähnlichen Bausteinen

Baustein Unterschied / Gemeinsamkeit
FIELDBUS_UINT_TO_SIGNAL Enthält nur die reine Datenumsetzung ohne Gültigkeits‑Zwischenspeicher.
AUI_SIGNAL_FILTER Filtert Signale, bietet aber keine explizite Gültigkeitsanzeige.
E_D_FF Reines Flip‑Flop ohne Datenumsetzung – hier als Hilfsbaustein genutzt.

Der vorliegende FB kombiniert die Umsetzung mit einer ereignisgesteuerten Gültigkeitshaltung, was ihn für sequenzielle Feldbusprotokolle besonders geeignet macht.

Fazit

Der Funktionsblock AUI_FIELDBUS_UINT_TO_SIGNAL ist ein kompakter, adapterbasierter Baustein zur geprüften Signalweiterleitung in Feldbussystemen. Durch die interne Kopplung von Datenumsetzung und flankengesteuerter Gültigkeitsanzeige bietet er eine robuste und nachvollziehbare Schnittstelle für die industrielle Automatisierung. Die Verwendung von Adaptern ermöglicht eine einfache Integration in bestehende 4diac‑Netzwerke.