SchieberVerriegelung

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SchieberVerriegelung_ecc

Einleitung

Der Funktionsblock SchieberVerriegelung dient der koordinierten Steuerung und Verriegelung von drei Schiebern: einem Hauptschieber sowie einem linken und einem rechten Seitenschieber. Sein primärer Zweck ist es, basierend auf externen Anforderungen (Ereignisse) und Sperrzuständen, gültige und kollisionsfreie Schieber-Kombinationen zu gewährleisten. Der Baustein ist besonders für Anwendungen geeignet, bei denen die Bewegung eines Schiebers die Bewegung eines anderen verhindern oder erzwingen muss.

SchieberVerriegelung

Schnittstellenstruktur

Ereignis-Eingänge

  • INIT: Initialisierungsanforderung. Löst den Übergang in den initialisierten Zustand aus. Wird mit den Daten QI, DI_LINKS_GESPERRT und DI_RECHTS_GESPERRT verknüpft.

  • EI_Hauptschieber_Open: Fordert das Öffnen des Hauptschiebers an.

  • EI_Hauptschieber_Close: Fordert das Schließen des Hauptschiebers an.

  • EI_SchieberLinks_Open: Fordert das Öffnen des linken Seitenschiebers an.

  • EI_SchieberLinks_Close: Fordert das Schließen des linken Seitenschiebers an.

  • EI_SchieberRechts_Open: Fordert das Öffnen des rechten Seitenschiebers an.

  • EI_SchieberRechts_Close: Fordert das Schließen des rechten Seitenschiebers an.

Ereignis-Ausgänge

  • INITO: Initialisierungsbestätigung. Wird nach Abschluss der Initialisierung (INIT) oder Deinitialisierung ausgelöst. Ist mit den Daten QO, DO_LINKS_GESPERRT und DO_RECHTS_GESPERRT verknüpft.

  • EO_Hauptschieber_Open: Signalisiert den Befehl zum Öffnen des Hauptschiebers.

  • EO_Hauptschieber_Close: Signalisiert den Befehl zum Schließen des Hauptschiebers.

  • EO_SchieberLinks_Open: Signalisiert den Befehl zum Öffnen des linken Seitenschiebers.

  • EO_SchieberLinks_Close: Signalisiert den Befehl zum Schließen des linken Seitenschiebers.

  • EO_SchieberRechts_Open: Signalisiert den Befehl zum Öffnen des rechten Seitenschiebers.

  • EO_SchieberRechts_Close: Signalisiert den Befehl zum Schließen des rechten Seitenschiebers.

Daten-Eingänge

  • QI (BOOL): Qualifiziert das INIT-Ereignis. TRUE startet die Initialisierung, FALSE die Deinitialisierung.

  • DI_LINKS_GESPERRT (BOOL): Signalisiert den Sperrzustand des linken Seitenschiebers (TRUE = gesperrt).

  • DI_RECHTS_GESPERRT (BOOL): Signalisiert den Sperrzustand des rechten Seitenschiebers (TRUE = gesperrt).

Daten-Ausgänge

  • QO (BOOL): Statusausgabe, die den Erfolg der Initialisierung/Deinitialisierung widerspiegelt.

  • DO_LINKS_GESPERRT (BOOL): Gibt den intern verarbeiteten oder weitergeleiteten Sperrzustand für den linken Schieber aus.

  • DO_RECHTS_GESPERRT (BOOL): Gibt den intern verarbeiteten oder weitergeleiteten Sperrzustand für den rechten Schieber aus.

Adapter

Dieser Funktionsblock verwendet keine Adapter-Schnittstellen.

Funktionsweise

Der SchieberVerriegelung-FB ist als BasicFB implementiert und folgt einer definierten Zustandsmaschine (ECC). Nach der Initialisierung startet der Baustein im Zustand AlleZu (alle Schieber geschlossen). Von hier aus können je nach eintreffendem Ereignis und den aktuellen Sperrzuständen (DI_LINKS_GESPERRT, DI_RECHTS_GESPERRT) Übergänge in andere Zustände erfolgen.

Die zentrale Logik liegt in der Interpretation des EI_Hauptschieber_Open-Ereignisses im Zustand AlleZu:

  1. Wenn kein Seitenschieber gesperrt ist (DI_LINKS_GESPERRT = FALSE und DI_RECHTS_GESPERRT = FALSE), geht der FB in den Zustand AlleAuf über (alle Schieber öffnen).

  2. Wenn nur der rechte Schieber gesperrt ist (DI_RECHTS_GESPERRT = TRUE), geht der FB in den Zustand LinksAuf über (Haupt- und linker Schieber öffnen, rechter bleibt geschlossen).

  3. Wenn nur der linke Schieber gesperrt ist (DI_LINKS_GESPERRT = TRUE), geht der FB in den Zustand rechtsAuf über (Haupt- und rechter Schieber öffnen, linker bleibt geschlossen).

Die Zustände LinksAuf und rechtsAuf repräsentieren die verriegelten Betriebszustände. Von ihnen aus kann durch gezieltes Öffnen/Schließen der Seitenschieber in den Zustand AlleAuf gewechselt oder durch Schließen des Hauptschiebers zurück zu AlleZu gegangen werden.

Der Algorithmus normalOperation kopiert bei aktiviertem Betrieb (QI=TRUE) die Sperrzustände von den Eingängen (DI_*_GESPERRT) auf die Ausgänge (DO_*_GESPERRT).

Technische Besonderheiten

  • Zustandsgesteuerte Ausgabe: Jeder operative Zustand (AlleZu, AlleAuf, LinksAuf, rechtsAuf) löst sofort eine feste Kombination von Ausgabeereignissen (EO_*) aus, die die gewünschte Schieberposition definieren.

  • Bedingte Transitionen: Die Transition von AlleZu zu LinksAuf/rechtsAuf ist an den EI_Hauptschieber_Open-Event und den entsprechenden Sperrzustand (DI_*_GESPERRT) geknüpft. Dies stellt eine hardwarenahe Verriegelungslogik dar.

  • Explizite Deinitialisierung: Ein INIT-Event mit QI=FALSE führt von jedem Zustand aus in den DeInit-Zustand und setzt den Ausgang QO auf FALSE.

Zustandsübersicht

  1. START: Inaktiver Ausgangszustand vor der Initialisierung.

  2. Init: Wird bei INIT mit QI=TRUE angesprungen. Führt den initialize-Algorithmus aus und bestätigt mit INITO.

  3. AlleZu (Standard-Betriebszustand): Alle drei Schieber sind geschlossen. Sendet Close-Befehle für alle Schieber.

  4. AlleAuf: Alle drei Schieber sind geöffnet. Sendet Open-Befehle für alle Schieber.

  5. LinksAuf: Hauptschieber und linker Seitenschieber sind geöffnet, der rechte ist geschlossen (verriegelt). Sendet entsprechende Open/Close-Befehle.

  6. rechtsAuf: Hauptschieber und rechter Seitenschieber sind geöffnet, der linke ist geschlossen (verriegelt). Sendet entsprechende Open/Close-Befehle.

  7. DeInit: Deinitialisierungszustand. Setzt QO auf FALSE und geht dann zurück zu START.

Anwendungsszenarien

Typische Anwendungen finden sich in Verteil- und Förderanlagen, beispielsweise in der Landtechnik oder Materiallogistik:

  • Korn- oder Schüttgutförderer: Der Hauptschieber leitet den Strom. Die Seitenschieber können je nach Bedarf geöffnet werden, um z.B. in verschiedene Silos zu verteilen. Die Verriegelung verhindert, dass beide Seiten gleichzeitig geöffnet sind, wenn dies mechanisch oder prozessbedingt unzulässig ist.

  • Weichensteuerung: Analog zu einer mechanischen Weiche, bei der die Stellung eines Weichenschuhs die andere Position blockiert.

⚖️ Vergleich mit ähnlichen Bausteinen

Im Vergleich zu einfachen Schieber-Steuerungsbausteinen (z.B. einzelnen E_SR-FlipFlops pro Schieber) bietet der SchieberVerriegelung-FB:

  • Integrierte Kollisionsvermeidung: Die Verriegelungslogik ist fest im Zustandsautomaten hinterlegt und muss nicht extern verdrahtet werden.

  • Zustandsbasierte Koordination: Die Ausgangsbefehle sind immer konsistente Sets (Open/Close-Kombinationen für alle drei Schieber).

  • Explizite Sperreingänge: Die Berücksichtigung externer Sperrsignale (DI_*_GESPERRT) ist integraler Bestandteil der Steuerlogik.

Ein Nachteil ist die geringere Flexibilität. Die Logik ist spezifisch für genau drei Schieber mit dieser speziellen Verriegelungsbeziehung. Für andere Anzahlen oder Abhängigkeiten muss ein neuer Baustein erstellt werden.

Fazit

Der SchieberVerriegelung-Funktionsblock ist ein spezialisierter Steuerbaustein für die koordinierte Ansteuerung von drei mechanisch oder prozesslich gekoppelten Schiebern. Seine Stärke liegt in der robusten, zustandsbasierten Implementierung der Verriegelungslogik, die sichere und konsistente Schieberstellungen garantiert. Er eignet sich ideal für fest definierte Anlagenabschnitte mit klaren Abhängigkeiten zwischen den Aktoren und entlastet den übergeordneten Steuerungsentwurf von der Verdrahtung dieser Sicherheitslogik.