sequence_ET_08_loop

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sequence_ET_08_loop_ecc

Einleitung

Der Funktionsblock sequence_ET_08_loop ist ein Sequenzer mit acht Ausgangszuständen, der in einer Schleife arbeitet. Er ermöglicht den Übergang zwischen den Zuständen entweder durch ein externes Ereignis oder zeitgesteuert nach einem einstellbaren Zeitintervall. Der Baustein ist für Steuerungsaufgaben konzipiert, bei denen eine festgelegte Abfolge von Aktionen (repräsentiert durch die Ausgänge DO_S1 bis DO_S8) durchlaufen werden muss. Ein zentrales Merkmal ist die Möglichkeit, jeden Zustandsübergang individuell als ereignis- oder zeitgesteuert zu konfigurieren.

sequence_ET_08_loop

Schnittstellenstruktur

Ereignis-Eingänge

  • START_S1: Startet die Sequenz und führt vom START-Zustand in den Zustand State_01. Überträgt alle Zeitdaten (DT_S1_S2 bis DT_S8_S1).

  • S1_S2 bis S8_S1: Führen den Übergang vom entsprechenden Quell- zum nächsten Zielzustand durch (z.B. S1_S2 von State_01 nach State_02). Diese Übergänge sind nur wirksam, wenn die Zeitsteuerung für diesen Schritt deaktiviert ist.

  • RESET: Setzt die Sequenz aus jedem beliebigen Zustand zurück in den initialen START-Zustand.

Ereignis-Ausgänge

  • CNF: Allgemeines Bestätigungsereignis (Execution Confirmation), das bei jedem Zustandswechsel ausgelöst wird. Überträgt die aktuelle Zustandsnummer STATE_NR.

  • EO_S1 bis EO_S8: Zustandsspezifische Ausgangsereignisse, die beim Eintritt in den entsprechenden Zustand (State_01 bis State_08) ausgelöst werden. Jedes Ereignis überträgt den zugehörigen booleschen Datenausgang (DO_Sx).

Daten-Eingänge

  • DT_S1_S2 bis DT_S8_S1 (Typ: TIME): Definieren die Zeitdauer, für die der jeweilige Zustand aktiv bleibt, bevor ein automatischer, zeitgesteuerter Übergang zum nächsten Zustand erfolgt. Um die Zeitsteuerung für einen bestimmten Übergang zu deaktivieren und auf rein ereignisgesteuerte Übergänge umzuschalten, muss der Wert auf die Konstante NO_TIME gesetzt werden. Initial sind alle Zeiteingänge auf NO_TIME voreingestellt.

Daten-Ausgänge

  • STATE_NR (Typ: SINT): Gibt die Nummer des aktuell aktiven Zustands aus (START = 0, State_01 = 1, …, State_08 = 8).

  • DO_S1 bis DO_S8 (Typ: BOOL): Die physischen Ausgänge der Sequenz. Jeder Ausgang wird auf TRUE gesetzt, wenn sich der FB im entsprechenden Zustand befindet (DO_S1 in State_01, usw.), andernfalls ist er FALSE.

Adapter

  • timeOut (Typ: ATimeOut): Ein eingesteckter (Plug) Timeout-Adapter, der für die Realisierung der zeitgesteuerten Zustandsübergänge genutzt wird. Der FB startet und stoppt den Timer und übergibt ihm die jeweilige Zeiteinstellung (DT_Sx_Sy).

Funktionsweise

Der FB ist als Basic Function Block (BFB) mit einer Execution Control Chart (ECC) implementiert. Die ECC besteht aus den Zuständen xSTART (Initialzustand), sState_01 bis sState_08 (aktive Sequenzzustände) und sRESET (Reset-Zustand).

Beim Eintritt in einen aktiven Zustand (z.B. sState_01) werden nacheinander folgende Aktionen ausgeführt:

  1. Der timeOut-Timer wird gestoppt.

  2. Der Exit-Algorithmus (X) des vorherigen Zustands wird ausgeführt (setzt den vorherigen Ausgang DO_Sx auf FALSE).

  3. Der Confirmation-Algorithmus (C) des neuen Zustands wird ausgeführt (setzt STATE_NR und konfiguriert den timeOut-Adapter mit der für diesen Zustand eingestellten Zeit DT).

  4. Der Entry-Algorithmus (E) des neuen Zustands wird ausgeführt (setzt den zugehörigen Ausgang DO_Sx auf TRUE und löst das Ereignis EO_Sx aus).

  5. Der timeOut-Timer wird mit der eingestellten Zeit gestartet.

Ein Zustandswechsel kann auf zwei Arten ausgelöst werden:

  1. Ereignisgesteuert: Durch das entsprechende Ereignis Sx_Sy, sofern der Timer für diesen Übergang deaktiviert (DT = NO_TIME) ist.

  2. Zeitgesteuert: Durch das TimeOut-Ereignis des Adapters, sofern eine gültige Zeit (DT != NO_TIME) eingestellt ist.

Das RESET-Ereignis führt in den sRESET-Zustand, deaktiviert alle Ausgänge und bestätigt den Zustand 0 (START), bevor der FB zurück in xSTART wechselt.

Technische Besonderheiten

  • Hybride Triggerung: Jeder Zustandsübergang kann individuell konfiguriert werden. Dies bietet maximale Flexibilität für Sequenzen, die teils sensor-, teils zeitgesteuert ablaufen.

  • Initiale Konfiguration: Standardmäßig sind alle Übergänge ereignisgesteuert (NO_TIME), was eine explizite Konfiguration der Zeitwerte erforderlich macht, um Zeitsteuerung zu nutzen.

  • Zustandsbestätigung: Das CNF-Ereignis mit STATE_NR ermöglicht eine einfache Überwachung und Visualisierung der aktuellen Sequenzposition.

  • Geschlossene Schleife: Die Sequenz läuft von State_08 automatisch zurück zu State_01, wodurch zyklische Prozesse realisiert werden können.

Zustandsübersicht

Der FB durchläuft folgende Zustände in der ECC:

  • xSTART: Inaktiver Initialzustand. Wartet auf START_S1.

  • sState_01 bis sState_08: Aktive Arbeitszustände. Jeder Zustand aktiviert seinen spezifischen Ausgang (DO_Sx) und wartet auf Trigger für den Übergang zum nächsten Zustand.

  • sRESET: Reset-Zustand. Wird bei RESET-Ereignis aus jedem Zustand angesprungen, deaktiviert alle Ausgänge und führt zurück zu xSTART.

Die Übergangsbedingungen sind in der ECC definiert und kombinieren die Ereignisse Sx_Sy, timeOut.TimeOut und RESET.

Anwendungsszenarien

  • Steuerung von Batch-Prozessen: Ablaufsteuerung für Misch-, Heiz- oder Abfüllvorgänge, bei denen einzelne Schritte unterschiedlich lange dauern.

  • Verkettete Maschinenabläufe: Steuerung einer Maschine, deren Arbeitszyklus aus mehreren nacheinander geschalteten Positionen oder Funktionen besteht (z.B. Drehen, Bohren, Fräsen).

  • Teststände: Automatisierte Durchführung von Testsequenzen, bei denen Prüfungen (ereignisgesteuert) mit Wartezeiten (zeitgesteuert) kombiniert werden.

  • Verpackungsmaschinen: Steuerung des Zyklus „Produkt zuführen - Verpackung schließen - Etikettieren - Austragen“.

⚖️ Vergleich mit ähnlichen Bausteinen

Im Vergleich zu einfacheren Timern oder Flip-Flops bietet dieser FB eine vordefinierte, robuste Zustandsmaschine für 8-Schritt-Sequenzen. Gegenüber einer individuell programmierten SFC (Sequential Function Chart) in einem Service- oder Composite-FB stellt sequence_ET_08_loop eine sofort einsatzbereite, getestete und wiederverwendbare Komponente dar, die die Entwicklung beschleunigt und die Fehleranfälligkeit verringert. Bausteine mit fester Zustandsanzahl sind oft performanter und einfacher zu konfigurieren als vollständig frei programmierbare Sequenzer.

Fazit

Der sequence_ET_08_loop ist ein leistungsstarker und flexibler Funktionsblock für die Steuerung zyklischer 8-Stufen-Sequenzen. Seine Stärke liegt in der hybriden Triggerung, die für jede Stufe frei wählbar ist, und der klaren, ereignisbasierten Schnittstelle nach IEC 61499. Durch die integrierte Zeitsteuerung und die direkten booleschen Ausgänge eignet er sich ideal für die direkte Ansteuerung von Aktoren in einem übergeordneten Steuerungsnetzwerk.