AUS_FIELDBUS_USINT_TO_SIGNAL¶

AUS_FIELDBUS_USINT_TO_SIGNAL

Einleitung¶

Der Funktionsblock AUS_FIELDBUS_USINT_TO_SIGNAL dient der Weitergabe eines USINT-Signals von einem Feldbus-Adapter unter Berücksichtigung einer Gültigkeitsprüfung. Er spiegelt den Eingangswert auf den Ausgang, sofern das Signal als gültig erkannt wird. Ein zusätzlicher Adapter gibt den Gültigkeitsstatus aus. Die interne Logik verwendet einen dedizierten Fieldbus-Umwandlungsbaustein und ein flankengesteuertes D-Flip-Flop zur Synchronisation.

Schnittstellenstruktur¶

Ereignis-Eingänge¶

Bezeichnung	Beschreibung
`IN.E1`	Über den Adapter `IN` (Socket) eingehendes Ereignis, das die Verarbeitung anstößt.

Ereignis-Ausgänge¶

Bezeichnung	Beschreibung
`OUT.E1`	Über den Adapter `OUT` (Plug) ausgegebenes Ereignis nach erfolgreicher Spiegelung des gültigen Signals.
`VALID.E1`	Über den Adapter `VALID` (Plug) ausgegebenes Ereignis nach Aktualisierung des Gültigkeitsstatus.

Daten-Eingänge¶

Bezeichnung	Typ	Beschreibung
`IN.D1`	USINT (implizit)	Eingangsdatenwert, der auf Gültigkeit geprüft und gespiegelt wird.

Daten-Ausgänge¶

Bezeichnung	Typ	Beschreibung
`OUT.D1`	(analog zu IN)	Ausgangsdatenwert, der bei gültigem Signal den Eingangswert widerspiegelt.
`VALID.D1`	BOOL	Gültigkeitsflag: `TRUE` wenn das Eingangssignal als gültig erkannt wurde, sonst `FALSE`.

Adapter¶

Name	Typ	Richtung	Beschreibung
`IN`	`adapter::types::unidirectional::AUS`	Socket	Empfängt das Rohsignal (Ereignis + Daten) vom Feldbus.
`OUT`	`adapter::types::unidirectional::AUS`	Plug	Gibt das validierte Signal an nachgelagerte Komponenten weiter.
`VALID`	`adapter::types::unidirectional::AX`	Plug	Stellt den Gültigkeitsstatus (Ereignis + BOOL) zur Verfügung.

Funktionsweise¶

Der FB reagiert auf ein eingehendes Ereignis IN.E1. Dieses triggert den internen Baustein FIELDBUS_USINT_TO_SIGNAL, der den Datenwert IN.D1 verarbeitet und zwei Ergebnisse liefert: - Einen Ausgangswert (OUT) - Ein Gültigkeitssignal (VALID)

Der Ausgangswert wird direkt auf OUT.D1 durchgeschaltet und über OUT.E1 quittiert. Gleichzeitig wird das Gültigkeitssignal dem Daten-Eingang D des D-Flip-Flops E_D_FF zugeführt. Das Flip-Flop wird durch dasselbe Ereignis (über CFN) getaktet, sodass der Gültigkeitsstatus stabil auf Q gehalten und auf VALID.D1 ausgegeben wird. Erst nach dem Taktimpuls wird VALID.E1 ausgelöst.

Zusammengefasst: Der Ausgang OUT spiegelt den Eingang IN, sofern das Signal im Feldbus-Baustein als gültig erkannt wird. Der Gültigkeitsstatus wird flankengetriggert gespeichert.

Technische Besonderheiten¶

Adapterbasierte Kommunikation: Alle Ein- und Ausgänge sind über standardisierte unidirektionale Adapter (AUS, AX) realisiert, die eine klare Trennung zwischen Ereignis- und Datenpfaden ermöglichen.
Flankengesteuerte Gültigkeitsspeicherung: Ein D-Flip-Flop sorgt dafür, dass der Gültigkeitszustand nur bei einem Ereignis (steigende Flanke) übernommen wird – dies verhindert Glitches und asynchrone Zustandswechsel.
Wiederverwendete interne FB: Der Baustein FIELDBUS_USINT_TO_SIGNAL übernimmt die eigentliche Feldbus-spezifische Konvertierung und Gültigkeitsprüfung; der äußere FB dient als reine Hüll- und Synchronisationslogik.

Zustandsübersicht¶

Der interne Zustand wird durch das D-Flip-Flop E_D_FF definiert. Es besitzt zwei Zustände:

Zustand	Beschreibung
`Q = FALSE` (Initial)	Ausgang `VALID.D1` zeigt „ungültig“ an. Nach jedem Ereignis wird der aktuelle `VALID`-Wert (`D`) übernommen.
`Q = TRUE`	Ausgang `VALID.D1` zeigt „gültig“ an. Der Zustand bleibt bis zum nächsten Ereignis stabil.

Zustandsübergänge erfolgen ausschließlich bei jeder steigenden Flanke des Taktsignals (Ereignis CNF des Fieldbus-Bausteins).

Anwendungsszenarien¶

Feldbus-Signalaufbereitung: Ein Sensor sendet USINT-Werte über einen Feldbus; der FB filtert ungültige Werte heraus und gibt nur valide Daten sowie einen klaren Gültigkeitszustand weiter.
Sicherheitsgerichtete Datenweitergabe: In Steuerungen, die auf gültige Signale angewiesen sind (z. B. in der Agrartechnik), kann dieser FB als einfache Validierungsstufe eingesetzt werden.
Schnittstellenanpassung: Der Baustein verbindet einen feldbusspezifischen Adapter (z. B. CANopen, PROFIBUS) mit einem einheitlichen Logik-Adapter, der nur bei gültigen Daten Ereignisse auslöst.

Vergleich mit ähnlichen Bausteinen¶

Einfache Mirror-FBs (z. B. MOVE oder AUS_MIRROR): Diese geben das Signal ohne Gültigkeitsprüfung weiter. Der vorliegende FB bietet zusätzlich eine Validierungslogik und einen separaten Gültigkeitsausgang.
Fieldbus-Konverter ohne Speicher: Manche Bausteine geben das Gültigkeitssignal direkt und ungetaktet aus. Der Einsatz eines Flip-Flops hier vermeidet metastabile Zustände und sorgt für deterministische Ausgaben.

Fazit¶

Der AUS_FIELDBUS_USINT_TO_SIGNAL ist ein nützlicher Funktionsblock für die saubere, validierte Weiterleitung von USINT-Signalen aus Feldbussystemen. Durch die Kombination aus einem spezialisierten Fieldbus-Baustein und einem flankengesteuerten Flip-Flop wird eine zuverlässige Trennung von gültigen und ungültigen Daten erreicht. Die adapterbasierte Schnittstelle erleichtert die Integration in modulare Steuerungsarchitekturen.