sequence_ET_05

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sequence_ET_05_ecc

Einleitung

Der Funktionsblock sequence_ET_05 implementiert eine sequenzielle Steuerung mit fünf definierten Zuständen (State_01 bis State_05) und einem Startzustand (START). Der Übergang zwischen den Zuständen kann entweder durch ein externes Ereignis oder nach Ablauf einer einstellbaren Zeit erfolgen. Der Baustein ist für Anwendungen konzipiert, die eine schrittweise Abfolge von Aktionen mit flexiblen Übergangsbedingungen erfordern.

sequence_ET_05

Schnittstellenstruktur

Ereignis-Eingänge

  • START_S1: Wechselt vom Zustand START oder State_00 in den Zustand State_01. Überträgt die Zeitparameter für alle Zustandsübergänge.

  • S1_S2: Manueller Übergang von State_01 zu State_02.

  • S2_S3: Manueller Übergang von State_02 zu State_03.

  • S3_S4: Manueller Übergang von State_03 zu State_04.

  • S4_S5: Manueller Übergang von State_04 zu State_05.

  • S5_START: Manueller Übergang von State_05 zurück in den Zustand State_00 (repräsentiert START).

  • RESET: Führt von jedem beliebigen Zustand sofort zum Zustand State_00 (START) zurück und deaktiviert alle Ausgänge.

Ereignis-Ausgänge

  • CNF: Ausführungsbestätigung. Wird bei jedem Zustandswechsel ausgelöst und liefert die neue Zustandsnummer (STATE_NR).

  • EO_S1: Wird beim Eintritt in State_01 ausgelöst und liefert den aktiven Ausgang DO_S1.

  • EO_S2: Wird beim Eintritt in State_02 ausgelöst und liefert den aktiven Ausgang DO_S2.

  • EO_S3: Wird beim Eintritt in State_03 ausgelöst und liefert den aktiven Ausgang DO_S3.

  • EO_S4: Wird beim Eintritt in State_04 ausgelöst und liefert den aktiven Ausgang DO_S4.

  • EO_S5: Wird beim Eintritt in State_05 ausgelöst und liefert den aktiven Ausgang DO_S5.

Daten-Eingänge

  • DT_S1_S2 (TIME): Verweilzeit in State_01 vor automatischem Übergang zu State_02. Initialwert: NO_TIME (deaktiviert).

  • DT_S2_S3 (TIME): Verweilzeit in State_02 vor automatischem Übergang zu State_03. Initialwert: NO_TIME (deaktiviert).

  • DT_S3_S4 (TIME): Verweilzeit in State_03 vor automatischem Übergang zu State_04. Initialwert: NO_TIME (deaktiviert).

  • DT_S4_S5 (TIME): Verweilzeit in State_04 vor automatischem Übergang zu State_05. Initialwert: NO_TIME (deaktiviert).

  • DT_S5_START (TIME): Verweilzeit in State_05 vor automatischem Übergang zurück zu State_00 (START). Initialwert: NO_TIME (deaktiviert).

Daten-Ausgänge

  • STATE_NR (SINT): Aktuelle Zustandsnummer (START = 0, State_01 = 1, …, State_05 = 5).

  • 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.

  • DO_S5 (BOOL): Ist TRUE, wenn State_05 aktiv ist.

Adapter

  • timeOut (Plug, Typ: iec61499::events::ATimeOut): Wird intern für die zeitgesteuerten Zustandsübergänge verwendet. Der FB startet und stoppt den Timer und setzt dessen Laufzeit (DT).

Funktionsweise

Der FB arbeitet als Basic-FB mit einer ECC (Execution Control Chart). Der initiale Zustand ist xSTART. Bei einem START_S1-Ereignis wechselt der FB in den Zustand sState_01. In jedem aktiven Zustand (sState_01 bis sState_05) werden folgende Aktionen ausgeführt:

  1. Der timeOut-Adapter wird gestoppt.

  2. Der Ausgang des vorherigen Zustands wird deaktiviert (Exit-Algorithmus X).

  3. Die Zustandsnummer STATE_NR wird aktualisiert und die Verweilzeit für den nächsten Übergang an den Timer übergeben (Confirmation-Algorithmus C). Das CNF-Ereignis wird ausgelöst.

  4. Der Ausgang des aktuellen Zustands wird aktiviert (Entry-Algorithmus E). Das entsprechende EO_Sx-Ereignis wird ausgelöst.

  5. Der timeOut-Adapter mit der zuvor gesetzten Zeit wird gestartet.

Ein Zustandswechsel kann nun auf zwei Arten erfolgen:

  1. Ereignisgesteuert: Durch das entsprechende manuelle Ereignis (z.B. S1_S2).

  2. Zeitgesteuert: Durch das timeOut.TimeOut-Ereignis des Adapters, sofern die Zeit (DT_Sx_Sy) nicht auf NO_TIME gesetzt ist.

Das RESET-Ereignis führt immer in den speziellen Zustand sRESET, in dem alle Ausgänge deaktiviert werden, und von dort sofort in den Zustand sState_00 (repräsentiert den logischen START-Zustand mit STATE_NR = 0).

Technische Besonderheiten

  • Flexible Übergänge: Jeder Zustandsübergang kann unabhängig als ereignis- oder zeitgesteuert konfiguriert werden. Die Zeitsteuerung wird deaktiviert, indem der entsprechende DT_-Eingang auf die Konstante NO_TIME gesetzt wird.

  • Sofortiger Reset: Der RESET-Eingang hat jederzeit Priorität und unterbricht die aktuelle Sequenz sofort.

  • Klar definierte Schnittstelle: Die Zustandsnummer und die aktiven Ausgänge sind stets als Datenausgänge verfügbar und werden bei jedem Schritt per Ereignis bestätigt.

  • Adapter-basierte Zeitsteuerung: Die Nutzung eines standardisierten TimeOut-Adapters macht die interne Zeitverwaltung robust und wiederverwendbar.

Zustandsübersicht

Die ECC umfasst folgende Zustände:

  • xSTART: Initialer Idle-Zustand.

  • sState_01 … sState_05: Die fünf sequenziellen Arbeitszustände.

  • sState_00: Repräsentiert den logischen START-Zustand nach Abschluss der Sequenz oder nach einem Reset. Hier ist kein Ausgang aktiv.

  • sRESET: Zwischenzustand zur Deaktivierung aller Ausgänge während einer Reset-Operation.

Anwendungsszenarien

  • Steuerung von Batch-Prozessen: Schrittweise Abarbeitung von Rezepten in Misch- oder Füllanlagen, wobei ein Schritt manuell quittiert oder nach einer definierten Zeit automatisch weiter geschaltet wird.

  • Verkettete Maschinenabläufe: Steuerung einer Maschine, deren Zyklus aus mehreren nacheinander geschalteten Aktionen besteht (z.B. Einlegen, Bearbeiten, Prüfen, Auswerfen).

  • Testsequenzen: Automatisierte Prüfstände, die eine Reihe von Tests nacheinander durchführen, wobei jeder Test eine feste Dauer haben oder manuell bestätigt werden kann.

⚖️ Vergleich mit ähnlichen Bausteinen

Im Vergleich zu einfachen Timer-Ketten oder Zählern bietet sequence_ET_05 eine vollständig gekapselte Zustandsmaschine mit klaren Eingangs-/Ausgangsereignissen und der flexiblen Kombination aus Zeit- und Ereignissteuerung. Gegenüber einem generischen E_SR- oder E_CTUD-Baustein in einer Ad-hoc-Verknüpfung stellt er eine vordefinierte, getestete und leicht zu parametrierende Lösung für eine häufige Steuerungsaufgabe dar.

🛠️ Zugehörige Übungen

Fazit

Der sequence_ET_05 ist ein gut strukturierter und flexibler Funktionsblock zur Implementierung von 5-stufigen Sequenzen. Die klare Trennung von Steuerfluss (Ereignisse) und Parametern (Zeiten) sowie die Möglichkeit, jeden Übergang wahlweise manuell oder automatisch zu gestalten, machen ihn für eine Vielzahl von Steuerungsaufgaben in der Automatisierungstechnik geeignet. Die Nutzung standardisierter Adapter und die ausführliche Dokumentation der Schnittstellen erleichtern die Integration in größere Anwendungen.