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ILOCK_FB_SR

ILOCK_FB_SR


Einleitung

Der Funktionsblock ILOCK_FB_SR realisiert ein bistabiles set-dominantes SR-Latch (Set-Dominant Latch), das speziell für die Verwendung in Verriegelungsschaltungen (Interlocks) ausgelegt ist. Er erweitert ein einfaches SR-Latch um bidirektionale Adapter zur Kopplung mit anderen FB, sodass komplexe Verschaltungen und Prioritätslogiken abgebildet werden können.

Schnittstellenstruktur

Ereignis-Eingänge

Ereignis Beschreibung Mitgeführte Daten
REQ Ausführungsanforderung zur Verarbeitung der Set- und Reset-Signale S1, R

Ereignis-Ausgänge

Ereignis Beschreibung Mitgeführte Daten
CNF Bestätigung der Ausführung, gibt den aktuellen Ausgangswert aus Q1

Daten-Eingänge

Name Datentyp Beschreibung
S1 BOOL Set-Eingang
R BOOL Reset-Eingang

Daten-Ausgänge

Name Datentyp Beschreibung
Q1 BOOL Ausgang des Latches (set-dominant)

Adapter

Adapter Typ Richtung Beschreibung
ILOCK_IN adapter::types::bidirectional::AX2 Socket Empfängt Daten und Ereignisse von einem vorgelagerten Interlock-Baustein
ILOCK_OUT adapter::types::bidirectional::AX2 Plug Sendet Daten und Ereignisse an einen nachgelagerten Interlock-Baustein

Die Adapter ermöglichen eine bidirektionale Verkettung von Interlock-Bausteinen, indem sie sowohl den Empfang von Freigabe-/Verriegelungssignalen als auch die Weitergabe von Zuständen erlauben.

Funktionsweise

Der Kern des Bausteins ist ein internes SR-Latch (FB_SR), das set-dominant arbeitet: Wenn sowohl Set (S1) als auch Reset (R) gleichzeitig aktiv sind, setzt der Baustein den Ausgang Q1 auf TRUE.

Die Logik wird durch drei OR-Gatter ergänzt: - OR_3_BOOL vereint die Signale des Set-Eingangs (S1) mit den Rückmeldungen der benachbarten Interlock-Bausteine (ILOCK_IN.DO1 und ILOCK_OUT.DI1). Das Ergebnis wird dem Set-Eingang des internen SR-Latches zugeführt. - OR_2_BOOL_IN verknüpft das Set-Signal (S1) und das Signal des nachgeschalteten Interlock-Bausteins (ILOCK_OUT.DI1). Das Ergebnis wird über den Adapter ILOCK_IN.DI1 an den vorgelagerten Baustein gesendet. - OR_2_BOOL_OUT verknüpft das Set-Signal (S1) und das Signal des vorgelagerten Interlock-Bausteins (ILOCK_IN.DO1). Das Ergebnis wird über den Adapter ILOCK_OUT.DO1 an den nachgelagerten Baustein gesendet.

Durch diese Struktur können mehrere Interlock-Bausteine kaskadiert werden: Ein Set-Signal kann durch einen vorgelagerten Baustein blockiert oder weitergeleitet werden. Gleichzeitig wird die Freigabe des eigenen Latches an die benachbarten Bausteine gemeldet.

Technische Besonderheiten

  • Set-dominantes Verhalten: Im Konfliktfall (S1=TRUE, R=TRUE) hat das Set-Signal Vorrang.
  • Adapterbasierte Kopplung: Die bidirektionalen Adapter ILOCK_IN und ILOCK_OUT erlauben eine modulare Verschaltung, ohne dass direkte Daten- oder Ereignisverbindungen zwischen den Bausteinen manuell gezogen werden müssen.
  • Rückkopplung: Die interne Logik verarbeitet sowohl externe Set- und Reset-Signale als auch Zustände benachbarter Bausteine, wodurch eine dynamische Verriegelungskette entsteht.

Zustandsübersicht

Das interne SR-Latch kennt vier Zustände basierend auf den (kombinierten) Eingängen:

S1 (nach Logik) R Q1 (vorheriger) Q1 (neuer)
0 0 0 0
0 0 1 1
0 1 0 0
0 1 1 0
1 0 0 1
1 0 1 1
1 1 0 1
1 1 1 1

Die effektiven Werte für S1 (Set) ergeben sich aus der ODER-Verknüpfung von S1, ILOCK_IN.DO1 und ILOCK_OUT.DI1.

Anwendungsszenarien

  • Sicherheitsverriegelungen: In Anlagen, bei denen mehrere Bedingungen gleichzeitig erfüllt sein müssen, bevor ein Vorgang freigegeben wird (z. B. Schutztüren, Not-Halt).
  • Kaskadierte Steuerungen: Über- und untergeordnete Verriegelungseinheiten, die sich gegenseitig über Adapter beeinflussen (z. B. in Produktionslinien).
  • Prioritätsbasierte Setzungen: Einsatz in Systemen, in denen ein Set-Signal Vorrang vor einem Reset haben muss, um sicherheitskritische Zustände zu erzwingen.

Vergleich mit ähnlichen Bausteinen

  • IEC 61131 SR (reset-dominant): Standard-SR-Latch, bei dem im Konfliktfall der Reset gewinnt. Der ILOCK_FB_SR kehrt diese Priorität um.
  • IEC 61131 RS (set-dominant): Ähnliches Verhalten im Kern, jedoch ohne die adapterbasierte Verschaltung und die Logik zur Verkettung mehrerer Bausteine.
  • D-Flipflop: Getaktete Speicherzelle, die nur bei einer Flanke übernimmt – hier liegt ein asynchrones, taktunabhängiges Latch vor.

Der ILOCK_FB_SR ist speziell für Interlock-Ketten optimiert, während einfache SR-Latches isoliert arbeiten.

Fazit

Der ILOCK_FB_SR bietet eine flexible und robuste Lösung für set-dominante Verriegelungsschaltungen. Durch die Kombination eines SR-Latches mit bidirektionalen Adaptern und OR-Logik lassen sich beliebig komplexe Verkettungen aufbauen, ohne dass eine aufwändige Verdrahtung der Signale zwischen den Bausteinen erforderlich ist. Das set-dominante Verhalten ist insbesondere in sicherheitskritischen Anwendungen von Vorteil, wenn ein Set-Signal Vorrang haben muss.