BasicOne_AX

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Einleitung

Der Funktionsblock BasicOne_AX ist ein grundlegender IEC 61499-Baustein des Typs Basic Function Block, der als Vorlage für einfache Steuerungsaufgaben dient. Er realisiert eine initialisierbare Durchschaltung eines booleschen Signals unter Verwendung unidirektionaler Adapter-Schnittstellen vom Typ AX. Der Baustein eignet sich für Szenarien, in denen ein Eingangssignal auf einen Ausgang kopiert und der Initialisierungszustand überwacht werden soll.

Schnittstellenstruktur

Ereignis-Eingänge

Ereignis	Typ	Mit Variablen	Kommentar
INIT	EInit	QI	Initialisierungsanforderung

Ereignis-Ausgänge

Ereignis	Typ	Mit Variablen	Kommentar
INITO	EInit	QO	Initialisierungsbestätigung

Daten-Eingänge

Variable	Typ	Kommentar
QI	BOOL	Eingangsqualifizierer (Schaltet die Initialisierung ein/aus)

Daten-Ausgänge

Variable	Typ	Kommentar
QO	BOOL	Ausgangsqualifizierer (Spiegelt den Initialisierungszustand)

Adapter

Richtung	Name	Typ	Kommentar
Plug (Ausgang)	DO1	adapter::types::unidirectional::AX	Unidirektionaler Adapter zur Datenweitergabe (AX-Schnittstelle)
Socket (Eingang)	DI1	adapter::types::unidirectional::AX	Unidirektionaler Adapter zum Empfang von Daten (AX-Schnittstelle)

Funktionsweise

Der Funktionsblock durchläuft einen endlichen Automaten (ECC) mit den Zuständen START, Init, Initialized, NormalOp und DeInit.

• START → Init: Wird beim Eintreffen des Ereignisses INIT mit QI = TRUE durchlaufen. Der Algorithmus initialize setzt QO auf den Wert von QI (also TRUE). Der Ausgang INITO signalisiert die erfolgreiche Initialisierung.
• Init → Initialized: Nach der Initialisierung wechselt der Automat sofort in den Zustand Initialized (Transition mit Bedingung 1). Hier verharrt der Baustein, bis entweder ein Ereignis am Socket DI1.E1 eintrifft oder ein erneutes INIT mit QI = FALSE die Deinitialisierung auslöst.
• Initialized → NormalOp: Beim Eintreffen des Adapter-Ereignisses DI1.E1 wechselt der Baustein in den Zustand NormalOp. Der Algorithmus normalOperation führt die eigentliche Durchschaltung durch: Sofern QI = TRUE ist, wird der Wert des Adapter-Eingangs DI1.D1 auf den Adapter-Ausgang DO1.D1 kopiert. Zudem wird QO auf den aktuellen Wert von QI gesetzt (bleibt so lange TRUE, bis QI auf FALSE gesetzt wird).
• NormalOp → Initialized: Nach der Ausführung kehrt der Baustein sofort wieder in den Zustand Initialized zurück (Transition 1), bereit für das nächste DI1.E1-Ereignis.
• Initialized → DeInit: Wird das Ereignis INIT mit QI = FALSE empfangen, erfolgt die Deinitialisierung. Der Algorithmus deInitialize setzt QO auf FALSE und den Adapter-Ausgang DO1.D1 auf FALSE. Anschließend wird INITO ausgegeben.
• DeInit → START: Nach der Deinitialisierung kehrt der Automat in den Startzustand zurück und erwartet eine erneute Initialisierung.

Zusammenfassend arbeitet der Baustein als getriggerte Durchschaltung: Der Adapter-Eingang wird bei jedem Ereignis am Socket auf den Adapter-Ausgang kopiert, jedoch nur, wenn der Baustein zuvor korrekt initialisiert wurde (QI=TRUE beim INIT).

Technische Besonderheiten

• Adapterbasierte Schnittstelle: Die Ein-/Ausgabedaten werden nicht über direkte Variablen, sondern über die unidirektionalen Adapter DI1 und DO1 (Typ AX) ausgetauscht. Dies ermöglicht flexible Kopplung mit anderen Bausteinen desselben Adaptertyps.
• Initialisierungslogik: Der Baustein unterscheidet zwischen initialisiertem (QI=TRUE) und deinitialisiertem (QI=FALSE) Zustand. Nur nach erfolgreicher Initialisierung werden eingehende Adapter-Ereignisse verarbeitet.
• Paketname: Der Baustein ist im Paket logiBUS::utils::sequence::one organisiert, was auf eine Verwendung in einer logiBUS-Umgebung hindeutet.
• Automatische Zustandswechsel: Die Transitionen von Init→Initialized, NormalOp→Initialized und DeInit→START erfolgen ohne weitere Bedingung (Transition 1), d.h. die Ausführung der Algorithmen ist jeweils abgeschlossen.

Zustandsübersicht

Der ECC (Execution Control Chart) des Bausteins umfasst fünf Zustände:

Zustand	Beschreibung
START	Wartet auf erstes INIT-Ereignis mit QI=TRUE.
Init	Führt Initialisierungsalgorithmus aus, setzt QO=QI und sendet INITO.
Initialized	Ruhezustand nach erfolgreicher Initialisierung; wartet auf DI1.E1 oder erneutes INIT (mit QI=FALSE).
NormalOp	Führt Durchschaltung durch (kopiert DI1.D1 nach DO1.D1, falls QI=TRUE).
DeInit	Führt Deinitialisierung durch (setzt QO und DO1.D1 auf FALSE), sendet INITO.

Anwendungsszenarien

• Signaldurchschaltung mit Sicherung: Ein boolesches Signal (z.B. Freigabe eines Prozesses) soll nur dann von einer Quelle zu einer Senke weitergegeben werden, wenn der Baustein zuvor initialisiert wurde. Ein erneutes INIT mit QI=FALSE unterbricht die Durchschaltung.
• Initialisierungssequenz in Fertigungsanlagen: Vor dem Start einer Produktion wird der Baustein initialisiert (z.B. Prüfung von Sicherheitsbedingungen). Erst danach dürfen Aktoren über DO1 angesteuert werden.
• Datenweitergabe in modularen Systemen: Der unidirektionale Adapter AX erlaubt die lose Kopplung zwischen Modulen – der Baustein dient als einfacher „Durchgang“ in einer Datenkette.

Vergleich mit ähnlichen Bausteinen

• BasicOne (ohne Adapter): Ein typischer BasicOne-Baustein nutzt direkte Ein-/Ausgangsvariablen. BasicOne_AX erweitert dies um eine adapterbasierte Schnittstelle, was die Wiederverwendbarkeit und Strukturierung in größeren Systemen verbessert.
• Standard E_SR (Set/Reset): Ein Set/Reset-Flipflop speichert einen Zustand, während BasicOne_AX keine Speicherfunktion besitzt – der Ausgang folgt dem Eingang nur bei aktiver Initialisierung und bei jedem Ereignis.
• Move-Funktionsbaustein: Ein MOVE-Baustein kopiert kontinuierlich Werte. BasicOne_AX kopiert hingegen nur auf Ereignis (getriggert) und nur nach erfolgter Initialisierung.

Fazit

Der BasicOne_AX ist ein minimalistischer, aber robuster IEC 61499-Baustein für initialisierungsgesteuerte Signaldurchschaltungen mit Adapter-Schnittstelle. Seine klare Zustandslogik und die Trennung von Initialisierung und Betrieb machen ihn besonders geeignet für sicherheitskritische oder sequentielle Anwendungen, in denen ein definierter Startzustand vor der Datenweitergabe erforderlich ist. Die Verwendung unidirektionaler Adapter erhöht die Modularität und erleichtert die Integration in komplexe Automatisierungssysteme.