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sequence_ET_04_loop

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sequence_ET_04_loop_ecc

Einleitung

Der Funktionsblock sequence_ET_04_loop implementiert eine zyklische Sequenz mit vier Zuständen. Der Übergang zwischen den Zuständen kann entweder durch ein externes Ereignis oder nach Ablauf einer einstellbaren Zeit erfolgen. Der Block ist darauf ausgelegt, wiederkehrende Abläufe in Steuerungsanwendungen zu realisieren, bei denen Aktionen nacheinander und in einer Schleife ausgeführt werden müssen.

sequence_ET_04_loop

Schnittstellenstruktur

Ereignis-Eingänge

  • START_S1: Startet die Sequenz und wechselt vom START-Zustand in den Zustand State_01. Überträgt die vier Zeitparameter DT_S1_S2, DT_S2_S3, DT_S3_S4 und DT_S4_S1.
  • S1_S2: Löst den Übergang von State_01 zu State_02 aus.
  • S2_S3: Löst den Übergang von State_02 zu State_03 aus.
  • S3_S4: Löst den Übergang von State_03 zu State_04 aus.
  • S4_S1: Löst den Übergang von State_04 zurück zu State_01 aus (Schleife).
  • RESET: Setzt die Sequenz von jedem beliebigen Zustand zurück in den START-Zustand.

Ereignis-Ausgänge

  • CNF: Bestätigungsereignis, das bei jedem Zustandswechsel (einschließlich Reset) ausgelöst wird. Überträgt die aktuelle Zustandsnummer STATE_NR.
  • EO_S1: Wird beim Eintritt in State_01 ausgelöst. Überträgt den Ausgangswert DO_S1.
  • EO_S2: Wird beim Eintritt in State_02 ausgelöst. Überträgt den Ausgangswert DO_S2.
  • EO_S3: Wird beim Eintritt in State_03 ausgelöst. Überträgt den Ausgangswert DO_S3.
  • EO_S4: Wird beim Eintritt in State_04 ausgelöst. Überträgt den Ausgangswert DO_S4.

Daten-Eingänge

  • DT_S1_S2 (TIME): Zeit für den automatischen Übergang von State_01 zu State_02. Wert NO_TIME deaktiviert den Zeitübergang.
  • DT_S2_S3 (TIME): Zeit für den automatischen Übergang von State_02 zu State_03. Wert NO_TIME deaktiviert den Zeitübergang.
  • DT_S3_S4 (TIME): Zeit für den automatischen Übergang von State_03 zu State_04. Wert NO_TIME deaktiviert den Zeitübergang.
  • DT_S4_S1 (TIME): Zeit für den automatischen Übergang von State_04 zurück zu State_01. Wert NO_TIME deaktiviert den Zeitübergang.

Daten-Ausgänge

  • STATE_NR (SINT): Aktuelle Zustandsnummer (0=START, 1=State_01, 2=State_02, 3=State_03, 4=State_04).
  • DO_S1 (BOOL): Ist TRUE, wenn State_01 aktiv ist.
  • DO_S2 (BOOL): Ist TRUE, wenn State_02 aktiv ist.
  • DO_S3 (BOOL): Ist TRUE, wenn State_03 aktiv ist.
  • DO_S4 (BOOL): Ist TRUE, wenn State_04 aktiv ist.

Adapter

  • timeOut (Plug, Typ: iec61499::events::ATimeOut): Wird intern für die Realisierung der zeitgesteuerten Zustandsübergänge verwendet.

Funktionsweise

Der FB arbeitet als Basic-FB mit einer endlichen Zustandsmaschine (ECC). Die Sequenz durchläuft die Zustände State_01 -> State_02 -> State_03 -> State_04 und springt dann wieder zurück zu State_01. Jeder Zustand hat drei Hauptaktionen: 1. Exit-Aktion (X): Setzt den zugehörigen booleschen Ausgang (DO_Sx) auf FALSE. 2. Confirmation-Aktion (C): Setzt die Zustandsnummer (STATE_NR) und konfiguriert den timeOut-Adapter mit der für den nächsten Übergang vorgesehenen Zeit (DT_...). Löst das CNF-Ereignis aus. 3. Entry-Aktion (E): Setzt den zugehörigen booleschen Ausgang (DO_Sx) auf TRUE und löst das entsprechende Ausgangsereignis (EO_Sx) aus.

Ein Zustandswechsel kann auf zwei Arten erfolgen: 1. Durch Ereignis: Durch das entsprechende Eingangsereignis (z.B. S1_S2). 2. Durch Zeit: Nach Ablauf der im aktuellen Zustand im timeOut-Adapter eingestellten Zeit, sofern diese nicht NO_TIME ist.

Der RESET-Eingang führt immer in den speziellen sRESET-Zustand, der alle aktiven Ausgänge ausschaltet, die Zustandsnummer auf 0 setzt und dann in den START-Zustand zurückkehrt.

Technische Besonderheiten

  • Hybride Triggerung: Jeder Zustandsübergang kann individuell entweder ereignis- oder zeitgesteuert konfiguriert werden. Dies ermöglicht maximale Flexibilität innerhalb einer Sequenz.
  • Initialwerte: Die Zeitparameter sind standardmäßig auf NO_TIME initialisiert, was bedeutet, dass alle zeitgesteuerten Übergänge zunächst deaktiviert sind und auf ein externes Ereignis warten.
  • Adapter-Nutzung: Die Zeitsteuerung wird konsequent über den standardisierten ATimeOut-Adapter abgewickelt, was die Wiederverwendbarkeit und Klarheit erhöht.
  • Zustandsrückmeldung: Die aktuelle Position in der Sequenz ist über den STATE_NR-Ausgang stets nach außen sichtbar.

Zustandsübersicht

Die ECC besteht aus sechs Zuständen: 1. xSTART: Initialer, inaktiver Zustand. Wartet auf START_S1. 2. sState_01: Aktiver Zustand 1. Setzt DO_S1. Kann via S1_S2-Ereignis oder Timeout zu sState_02 wechseln. 3. sState_02: Aktiver Zustand 2. Setzt DO_S2. Kann via S2_S3-Ereignis oder Timeout zu sState_03 wechseln. 4. sState_03: Aktiver Zustand 3. Setzt DO_S3. Kann via S3_S4-Ereignis oder Timeout zu sState_04 wechseln. 5. sState_04: Aktiver Zustand 4. Setzt DO_S4. Kann via S4_S1-Ereignis oder Timeout zurück zu sState_01 wechseln (Schleife). 6. sRESET: Reset-Zustand. Schaltet alle Ausgänge aus, setzt STATE_NR auf 0 und wechselt automatisch zurück zu xSTART.

Anwendungsszenarien

  • Steuerung zyklischer Prozesse: Steuerung von Maschinen, die einen sich wiederholenden Arbeitszyklus mit mehreren Schritten durchführen (z.B. Befüllen, Erhitzen, Mischen, Entleeren).
  • Ampelschaltungen: Modellierung einer einfachen Lichtsignalanlage mit mehreren Phasen, wobei jede Phase eine feste Zeit dauern oder vorzeitig beendet werden kann.
  • Batch-Prozesse: Abarbeitung von Chargenprozessen, bei denen einzelne Schritte entweder durch Sensoren (Ereignisse) oder nach einer Mindestzeit beendet werden.

⚖️ Vergleich mit ähnlichen Bausteinen

Im Gegensatz zu einfachen Timer-Blöcken oder Flip-Flops orchestriert dieser FB eine komplette, zustandsbasierte Sequenz. Im Vergleich zu einem E_CYCLE-Block bietet er eine explizite Zustandslogik mit klaren Übergangsbedingungen und der Möglichkeit, jeden Schritt individuell zu triggern. Er ist spezialisierter und strukturierter als eine selbst programmierte Sequenz aus E_SR- und E_DELAY-Blöcken.

🛠️ Zugehörige Übungen

Fazit

Der sequence_ET_04_loop ist ein robuster und flexibler Baustein zur Implementierung von zyklischen 4-Schritt-Sequenzen. Seine Stärke liegt in der hybriden Triggerung, die für jeden Schritt zwischen Ereignis- und Zeitsteuerung wählen lässt. Die klare Zustandsmaschine, die Rückmeldung des aktuellen Zustands und der integrierte Reset machen ihn zu einer zuverlässigen Komponente für wiederkehrende Steuerungsaufgaben in der Automatisierungstechnik.