QUARTER_TO_BOOL

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Einleitung

Der Funktionsblock QUARTER_TO_BOOL dient der Konvertierung eines 4-Zustands-Signals (Quad-State), das in den unteren zwei Bits eines BYTE-Wertes kodiert ist, in ein einfaches BOOL-Signal. Er ist besonders für die Anbindung an Systeme nützlich, die Statusinformationen mit mehr als zwei Zuständen liefern, die jedoch in einer einfachen binären Logik weiterverarbeitet werden sollen.

QUARTER_TO_BOOL

Schnittstellenstruktur

Ereignis-Eingänge

  • REQ: Startet die Konvertierung. Mit diesem Ereignis wird der anliegende Eingangswert IB ausgewertet.

Ereignis-Ausgänge

  • CNF: Signalisiert den Abschluss der Konvertierung. Dieses Ereignis wird immer nach der Bearbeitung eines REQ-Ereignisses ausgegeben.

Daten-Eingänge

  • IB (BYTE): Enthält den zu konvertierenden 4-Zustands-Wert in seinen unteren zwei Bits. Der Initialwert ist quarter::COMMAND_DISABLE. Die erwarteten Werte sind spezifische Konstanten aus dem quarter-Namespace.

Daten-Ausgänge

  • Q (BOOL): Das Ergebnis der Konvertierung. Der Initialwert ist FALSE.

Adapter

Dieser Funktionsblock verwendet keine Adapter.

Funktionsweise

Bei Auslösung durch ein REQ-Ereignis liest der Baustein den Wert am Daten-Eingang IB. Anschließend wird dieser Wert mit vordefinierten Konstanten verglichen, um den entsprechenden internen Zustand zu ermitteln. Je nach Zustand wird ein spezifischer Algorithmus ausgeführt, der den BOOL-Ausgang Q setzt oder seinen Wert beibehält. Nach Ausführung des Algorithmus wird das CNF-Ereignis ausgelöst, und der Baustein kehrt in seinen Startzustand zurück.

Die konkrete Abbildung der Eingangswerte auf die Ausgangslogik ist wie folgt:

  • quarter::STATUS_ENABLED → Algorithmus SET → Q := TRUE

  • quarter::STATUS_DISABLED → Algorithmus RESET → Q := FALSE

  • quarter::STATUS_ERROR → Algorithmus ERROR → Q := FALSE

  • quarter::STATUS_NOT_AVAILABLE → Algorithmus NONE → Q bleibt unverändert

Technische Besonderheiten

  • Zustandsbehandlung: Der Baustein ist als Basic-FB implementiert und besitzt eine explizite Zustandsmaschine (ECC). Die Zustände SET, RESET, ERROR und none sind reine Algorithmuszustände, während der Zustand ok für die Ausgabe des Bestätigungsereignisses verantwortlich ist.

  • Wertbeibehaltung: Im Fall des Status STATUS_NOT_AVAILABLE wird der Algorithmus NONE ausgeführt, der den aktuellen Wert des Ausgangs Q explizit nicht verändert. Dies ermöglicht ein „Don’t Care“- oder „Hold“-Verhalten.

  • Initialisierung: Der Datenausgang Q wird beim Start auf FALSE initialisiert.

Zustandsübersicht

Die ECC (Execution Control Chart) besteht aus sechs Zuständen:

  1. START: Initial- und Wartezustand. Bei eintreffendem REQ erfolgt je nach Wert von IB ein Übergang zu SET, RESET, Error oder none.

  2. SET: Führt den Algorithmus SET aus (setzt Q auf TRUE).

  3. RESET: Führt den Algorithmus RESET aus (setzt Q auf FALSE).

  4. Error: Führt den Algorithmus ERROR aus (setzt Q auf FALSE).

  5. none: Führt den Algorithmus NONE aus (lässt Q unverändert).

  6. ok: Löst das CNF-Ausgangsereignis aus und wechselt anschließend zurück in den START-Zustand.

Anwendungsszenarien

  • Anbindung von Feldgeräten: Viele Sensoren oder Aktoren melden Status wie „Bereit“, „Gestört“, „Wartung“ oder „Nicht verbunden“. Dieser Baustein kann solche Meldungen in ein einfaches „Ein/Aus“- oder „OK/Nicht OK“-Signal für übergeordnete Steuerlogiken umwandeln.

  • Vereinfachung von Logik: In Steuerungen, die nur binäre Entscheidungen benötigen (z.B. „Prozess freigeben“ ja/nein), kann dieser FB komplexere Statusmeldungen auf die entscheidende binäre Information reduzieren.

  • Fehlerbehandlung: Ein einheitlicher Umgang mit Fehlerzuständen (STATUS_ERROR) durch Setzen des Ausgangs auf FALSE.

⚖️ Vergleich mit ähnlichen Bausteinen

  • Standardkonverter (z.B., BYTE_TO_BOOL): Ein einfacher BYTE_TO_BOOL-Konverter würde typischerweise einen Schwellwert verwenden (z.B., alles >0 wird zu TRUE). QUARTER_TO_BOOL hingegen interpretiert spezifische, benannte Zustände und bietet ein definiertes Verhalten für jeden einzelnen, einschließlich der Möglichkeit, den Ausgang bei einem Zustand unverändert zu lassen.

  • E_SELECT- oder E_DEMUX-Bausteine: Diese könnten verwendet werden, um basierend auf einem Eingangswert unterschiedliche Ereignispfade zu aktivieren. QUARTER_TO_BOOL kapselt diese Logik speziell für die Konvertierung von 4-Zustands-Signalen und liefert direkt das boolesche Ergebnis.

🛠️ Zugehörige Übungen

Fazit

Der QUARTER_TO_BOOL-Funktionsblock ist ein spezialisierter und nützlicher Konverter für Anwendungen, in denen kompakte Statusinformationen mit vier diskreten Zuständen in eine einfache binäre Logik integriert werden müssen. Seine klare Definition des Verhaltens für jeden Zustand, insbesondere die Beibehaltung des Ausgangswerts im „Nicht verfügbar“-Fall, macht ihn robust und gut vorhersagbar. Er eignet sich ideal für die Schnittstelle zwischen komplexeren Feldbussystemen und grundlegender binärer Steuerungslogik.