sequence_E_05

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sequence_E_05_ecc

Einleitung

Der Funktionsblock sequence_E_05 ist ein sequenzieller Zustandsautomat, der eine feste Abfolge von fünf Zuständen durchläuft. Der Übergang zwischen den einzelnen Zuständen erfolgt ausschließlich durch externe Ereignisse. Der Baustein ist für Steuerungsaufgaben konzipiert, bei denen eine schrittweise Abarbeitung einer Prozesssequenz erforderlich ist, wie z.B. in Handhabungs- oder Verpackungsanlagen. Jeder aktive Zustand setzt einen eigenen binären Ausgang und bestätigt die Ausführung.

sequence_E_05

Schnittstellenstruktur

Der Funktionsblock besitzt eine reine Ereignisschnittstelle. Zustandsübergänge werden durch Eingangsereignisse ausgelöst, und der aktive Zustand wird über Ausgangsereignisse und Datenausgänge signalisiert.

Ereignis-Eingänge

  • START_S1: Wechselt vom initialen START-Zustand oder vom Zustand sState_00 in den ersten Zustand State_01.

  • S1_S2: Wechselt von State_01 zu State_02.

  • S2_S3: Wechselt von State_02 zu State_03.

  • S3_S4: Wechselt von State_03 zu State_04.

  • S4_S5: Wechselt von State_04 zu State_05.

  • S5_START: Wechselt von State_05 zurück in den inaktiven Zustand sState_00.

  • RESET: Setzt den Automaten von jedem beliebigen Zustand sofort in den inaktiven Zustand sState_00 zurück.

Ereignis-Ausgänge

  • CNF: Allgemeines Bestätigungsereignis. Wird bei jedem Zustandswechsel ausgelöst und liefert die aktuelle Zustandsnummer STATE_NR.

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

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

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

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

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

Daten-Eingänge

Es sind keine Dateneingänge vorhanden.

Daten-Ausgänge

  • STATE_NR (SINT): Numerische Kennung des aktuellen Zustands. START = 0, State_01 = 1, State_02 = 2, …, State_05 = 5.

  • DO_S1 (BOOL): Ist TRUE, wenn Zustand State_01 aktiv ist.

  • DO_S2 (BOOL): Ist TRUE, wenn Zustand State_02 aktiv ist.

  • DO_S3 (BOOL): Ist TRUE, wenn Zustand State_03 aktiv ist.

  • DO_S4 (BOOL): Ist TRUE, wenn Zustand State_04 aktiv ist.

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

Adapter

Es sind keine Adapterschnittstellen vorhanden.

Funktionsweise

Der FB ist als Basic Function Block (BFB) mit einem Execution Control Chart (ECC) implementiert. Das ECC besteht aus sieben Zuständen: einem initialen xSTART, fünf aktiven Zuständen (sState_01 bis sState_05), einem inaktiven Endzustand (sState_00) und einem speziellen Reset-Zustand (sRESET).

Bei Eintritt in einen aktiven Zustand (z.B. sState_01) werden zwei Algorithmen nacheinander ausgeführt:

  1. Ein Confirmation Step (z.B. State_01_C), der die STATE_NR auf die entsprechende Konstante setzt und das CNF-Ereignis auslöst.

  2. Ein Entry Step (z.B. State_01_E), der den zugehörigen binären Ausgang (z.B. DO_S1) auf TRUE setzt und das entsprechende Ereignis (z.B. EO_S1) auslöst.

Beim Verlassen eines aktiven Zustands wird ein Exit Step (z.B. State_01_X) ausgeführt, der den zugehörigen binären Ausgang auf FALSE zurücksetzt. Die Zustandsübergänge werden strikt durch die anliegenden Ereignisseingänge gesteuert. Ein RESET-Ereignis führt über den Zwischenzustand sRESET dazu, dass alle aktiven Ausgänge (DO_S1 bis DO_S5) deaktiviert werden, bevor der Automat in den inaktiven Zustand sState_00 wechselt.

Technische Besonderheiten

  • Ereignisgesteuerte Transitionen: Im Gegensatz zu zeit- oder bedingungsgesteuerten Sequenzern erfolgen die Zustandswechsel hier ausschließlich durch externe Ereignisse. Dies ermöglicht eine enge Kopplung an andere Prozessschritte oder Bedieneraktionen.

  • Explizite Reset-Logik: Der Reset-Vorgang ist als eigener ECC-Zustand (sRESET) modelliert, der sicherstellt, dass beim Zurücksetzen alle fünf Ausgänge (DO_S1 bis DO_S5) ordnungsgemäß deaktiviert werden, unabhängig vom aktuellen Zustand.

  • Separate Entry/Exit-Aktionen: Die Logik zum Setzen und Rücksetzen der Ausgänge ist in separate Algorithmen aufgeteilt (E für Entry, X für Exit). Dies fördert eine klare und wartbare Struktur.

  • Konstanten für Zustandsnummern: Die Werte für STATE_NR werden aus einer importierten Bibliothek (sequence::State_01, etc.) bezogen, was die Wiederverwendbarkeit und zentrale Pflege erleichtert.

Zustandsübersicht

  1. xSTART: Initialer Zustand nach dem Start. Wartet auf START_S1.

  2. sState_01: Erster aktiver Schritt. Setzt DO_S1=TRUE und STATE_NR=1. Wartet auf S1_S2 oder RESET.

  3. sState_02: Zweiter aktiver Schritt. Setzt DO_S2=TRUE und STATE_NR=2. Wartet auf S2_S3 oder RESET.

  4. sState_03: Dritter aktiver Schritt. Setzt DO_S3=TRUE und STATE_NR=3. Wartet auf S3_S4 oder RESET.

  5. sState_04: Vierter aktiver Schritt. Setzt DO_S4=TRUE und STATE_NR=4. Wartet auf S4_S5 oder RESET.

  6. sState_05: Fünfter aktiver Schritt. Setzt DO_S5=TRUE und STATE_NR=5. Wartet auf S5_START oder RESET.

  7. sState_00: Inaktiver Endzustand. Alle Ausgänge sind FALSE, STATE_NR=0. Wartet auf START_S1 für einen neuen Zyklus.

  8. sRESET: Temporärer Reset-Zustand. Deaktiviert alle aktiven Ausgänge und wechselt dann zu sState_00.

Anwendungsszenarien

  • Schrittkette in Handhabungsgeräten: Steuerung eines Pick-and-Place Roboters (Greifen → Anheben → Bewegen → Absenken → Loslassen), wobei jeder Schritt durch ein Sensorereignis (z.B. „Teil erkannt“, „Position erreicht“) ausgelöst wird.

  • Manuelle Bediensequenzen: Abarbeitung einer vom Bediener vorgegebenen Reihenfolge, z.B. in einer Maschineneinrichtung („Schritt 1 freigeben“ → „Schritt 2 freigeben“).

  • Synchronisation mit übergeordneten Steuerungen: Die Sequenz dient als Unterprogramm einer Hauptsteuerung, die den Fortschritt über die Ereignisse vorgibt.

⚖️ Vergleich mit ähnlichen Bausteinen

Im Gegensatz zu einem zyklisch ablaufenden Sequenzer (z.B. CYCLE_5), der nach einer festen Zeit automatisch weiter schaltet, verharrt sequence_E_05 in jedem Zustand, bis das entsprechende Weitereignis eintrifft. Dies macht ihn deterministischer in Bezug auf externe Bedingungen, erfordert aber eine zuverlässige Ereignisgenerierung durch die Peripherie oder übergeordnete Logik. Er ist einfacher und transparenter als ein kompletter Schrittkettenbaustein (SFC) für feste, lineare Abfolgen.

Fazit

Der sequence_E_05 ist ein robuster und einfach zu konfigurierender Funktionsblock für ereignisgesteuerte Schrittketten mit fester Länge. Seine klare Trennung von Zustandslogik und Ausgangsaktionen sowie der integrierte Reset-Mechanismus machen ihn zu einer zuverlässigen Komponente für sequentielle Steuerungsaufgaben in 4diac-basierten Automatisierungssystemen. Die fehlende Flexibilität in der Anzahl der Schritte oder der Übergangsbedingungen ist für definierte, lineare Prozesse ein Vorteil in Bezug auf Übersichtlichkeit und Vorhersagbarkeit.