SchieberControl_AX¶

SchieberControl_AX

SchieberControl_AX_ecc

Einleitung¶

Der Funktionsbaustein SchieberControl_AX dient zur Steuerung eines Schiebers (Ventil, Klappe oder ähnliche Aktorik) innerhalb eines 61499-basierten Steuerungssystems. Er implementiert eine Zustandsmaschine, die nicht nur die logischen Zustände (Offen, Geschlossen, Öffnend, Schließend) verwaltet, sondern auch die Zeitsteuerung für die Bewegungen übernimmt und entsprechende Visualisierungsdaten (Buttons, Softkeys) für ein HMI bereitstellt.

Diese Version des Bausteins („AX Adapter Version“) nutzt spezielle Adapter (adapter::types::unidirectional::AX) zur Ansteuerung der physikalischen Ventile.

Schnittstellenstruktur¶

Ereignis-Eingänge¶

Ereignis	Typ	Kommentar
INIT	EInit	Initialisierungsanfrage. Setzt alle Werte und Parameter.
Open	Event	Befehl zum Öffnen des Schiebers.
Close	Event	Befehl zum Schließen des Schiebers.
RESET	Event	Setzt den Baustein in einen unbekannten Zustand („Unknown“) zurück.
INPUT_DATA	Event	Aktualisiert die Konfigurationsdaten für UI-Elemente (Button, Softkey, Aux).

Ereignis-Ausgänge¶

Ereignis	Typ	Kommentar
INITO	EInit	Bestätigung der Initialisierung.
EO	EInit	Ereignis bei Zustandsänderung oder Aktualisierung der Ausgänge (Button, Softkey, Status).
EO1	Event	Internes Ereignis (oft genutzt nach dem initialen Starten).

Daten-Eingänge¶

Variable	Datentyp	Kommentar
QI	BOOL	Input Event Qualifier (True = Normalbetrieb, False = De-Init).
BT	SchieberStruct	Konfigurationsstruktur für Button-Zustände (je nach Schieberstatus).
SK	SchieberStruct	Konfigurationsstruktur für Softkey-Zustände.
AUXC	SchieberAuxInStruct	Konfigurationsstruktur für Hilfssteuerungen (Bilder/Farben).
DT_Opening	TIME	Zeitdauer für den Öffnungsvorgang.
DT_Closing	TIME	Zeitdauer für den Schließvorgang.
START	UINT	Startkonfiguration (Definiert, in welchem Zustand der Baustein startet). Standard: `STARTUnknown`.

Daten-Ausgänge¶

Variable	Datentyp	Kommentar
QO	BOOL	Output Event Qualifier.
Button	UINT	Aktueller Button-Status (basierend auf dem internen Zustand).
Softkey	UINT	Aktueller Softkey-Status.
Auxiliary	SchieberAuxOutStruct	Aktuelle Hilfsdaten (z.B. Bild-ID, Farbe) für die Visualisierung.
STATE	STRING	Textuelle Repräsentation des aktuellen Zustands (z.B. "Opened", "Closing").

Adapter¶

Name	Typ	Kommentar
POWERED	AX	Adapter zur Ansteuerung des „Öffnen“-Ventils (Pneumatik/Hauptversorgung). Aktiv während des Öffnens und im offenen Zustand.
OPEN	AX	Adapter zur Ansteuerung des „Öffnen“-Signals.
CLOSE	AX	Adapter zur Ansteuerung des „Schließen“-Signals.
timeOut	ATimeOut	Adapter für Timer-Funktionalität (überwacht die Öffnungs-/Schließzeiten).

Funktionsweise¶

Der Baustein arbeitet als Zustandsautomat (ECC), der Übergänge basierend auf den Ereignissen Open und Close sowie dem Timer-Adapter timeOut steuert.

Initialisierung: Beim Start (INIT) wird geprüft, in welchem Zustand der Schieber beginnen soll (definiert durch START). Möglich sind z.B. direkt „Closed“, „Opened“ oder „Unknown“.
Bewegungsablauf:
- Erfolgt der Befehl Open, wechselt der Baustein in den Zustand Opening. Dabei werden die Adapter POWERED und OPEN aktiviert und der Timer mit DT_Opening gestartet.
- Nach Ablauf der Zeit (timeOut.TimeOut) wechselt der Zustand automatisch zu Opened.
- Erfolgt der Befehl Close, wechselt der Baustein zu Closing. Der Adapter CLOSE wird aktiviert (während POWERED und OPEN deaktiviert werden) und der Timer mit DT_Closing gestartet.
- Nach Ablauf der Zeit wechselt der Zustand zu Closed.
Unterbrechung: Wird während des Öffnens der Befehl Close (oder umgekehrt) gegeben, wird der Vorgang gestoppt (STOP-Zustände), die Ausgänge zurückgesetzt und der entgegengesetzte Vorgang eingeleitet.
Visualisierung: In jedem Zustand (Closed, Opening, Opened, Closing, Unknown) werden die Ausgänge Button, Softkey und Auxiliary mit den Werten aus den Eingangsstrukturen (BT, SK, AUXC) befüllt, die dem jeweiligen Zustand entsprechen. Dies ermöglicht eine dynamische Anpassung der Benutzeroberfläche.

Technische Besonderheiten¶

AX-Adapter Integration: Die direkte Nutzung von adapter::types::unidirectional::AX deutet auf eine standardisierte Schnittstelle zur Hardware-Abstraktion hin, was den Baustein wiederverwendbar für verschiedene Ventiltypen macht, solange der Adapter passt.
Struktur-Mapping: Der Baustein fungiert als "Mapper". Er nimmt komplexe Konfigurationsstrukturen (SchieberStruct) entgegen und gibt zur Laufzeit nur die für den aktuellen Zustand relevanten Einzelwerte aus. Das reduziert die Logik im HMI.
Stop-Logik: Es sind explizite STOP-Zustände implementiert, die sicherstellen, dass bei einem Richtungswechsel die Ausgänge kurzzeitig definiert abgeschaltet werden (timeOut.STOP, Ventile aus), bevor die neue Richtung eingeschlagen wird.

Zustandsübersicht¶

Die wichtigsten Zustände im ECC (Execution Control Chart) sind:

START / Init / DeInit: Verwaltungszustände für den Lebenszyklus des Bausteins.
Unknown: Fehler- oder Initialzustand, wenn die Position nicht bekannt ist.
Closed: Der Schieber ist vollständig geschlossen. (CLOSE=False, OPEN=False).
Opening: Der Schieber öffnet sich gerade. (POWERED=True, OPEN=True, Timer läuft).
Opened: Der Schieber ist vollständig offen. (POWERED=True, OPEN=False).
Closing: Der Schieber schließt sich gerade. (CLOSE=True, POWERED=False, Timer läuft).
..._STOP: Zwischenzustände zum sauberen Abbrechen von Bewegungen.

Anwendungsszenarien¶

Landwirtschaftliche Maschinen: Steuerung von Gülle-Schiebern, Dosierklappen oder hydraulischen Auslegern.
Prozessautomatisierung: Einfache Ventilsteuerungen, bei denen keine Endlagensensoren vorhanden sind, sondern über Zeit (DT_Opening/DT_Closing) gefahren wird.
HMI-Integration: Systeme, bei denen sich das Symbol oder die Tastenfarbe auf dem Display ändern muss, je nachdem, ob das Ventil gerade fährt, offen oder geschlossen ist.

Vergleich mit ähnlichen Bausteinen¶

Im Gegensatz zu einem einfachen SR-Flipflop zur Ventilsteuerung bietet der SchieberControl_AX: 1. Zeitüberwachung: Integrierte Timer simulieren die Laufzeit. 2. HMI-Mapping: Eingebaute Logik zur Umschaltung von UI-Informationen. 3. Hardware-Abstraktion: Nutzung von Adaptern statt direkter boolescher Ausgänge für die Ventile. 4. Zwischenzustände: Explizite Darstellung von „Öffnet“ und „Schließt“, nicht nur „Auf“ und „Zu“.

Fazit¶

Der SchieberControl_AX ist ein spezialisierter, robuster Funktionsbaustein für die zeitgesteuerte Aktorik. Er kapselt die Komplexität von Zustandsübergängen, Timer-Handling und UI-Statusverwaltung in einer einzigen Komponente und erleichtert so die Entwicklung von Steuerungssoftware für Maschinen mit hydraulischen oder pneumatischen Schiebern erheblich.