sequence_T_08_loop

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sequence_T_08_loop_ecc

Einleitung

Der Funktionsblock sequence_T_08_loop ist ein zeitgesteuerter Sequenzer mit acht Ausgangszuständen. Er realisiert eine zyklische Abfolge von Zuständen, wobei der Übergang zwischen den einzelnen Zuständen durch einstellbare Zeitverzögerungen gesteuert wird. Der Baustein ist für Anwendungen konzipiert, in denen Prozessschritte oder Maschinenzustände nacheinander für eine definierte Dauer aktiviert werden müssen, beispielsweise in Förderanlagen, Verpackungsmaschinen oder automatisierten Montageprozessen.

sequence_T_08_loop

Schnittstellenstruktur

Ereignis-Eingänge

  • START_S1: Startet die Sequenz durch einen Sprung vom initialen START-Zustand in den ersten aktiven Zustand State_01. Löst die Ausführung der zugehörigen Algorithmen aus.

  • RESET: Setzt die Sequenz unabhängig vom aktuellen Zustand sofort in den initialen START-Zustand zurück. Alle aktiven Ausgänge werden deaktiviert.

Ereignis-Ausgänge

  • CNF (Execution Confirmation): Wird bei jedem Zustandswechsel ausgelöst und bestätigt die Ausführung. Überträgt die aktuelle Zustandsnummer STATE_NR.

  • EO_S1 bis EO_S8: Ereignisausgänge, die beim Eintritt in den jeweiligen Zustand State_01 bis State_08 ausgelöst werden. Sie übertragen den zugehörigen booleschen Datenwert (DO_S1 bis DO_S8), der auf TRUE gesetzt wird.

Daten-Eingänge

Acht Zeitdaten-Eingänge vom Typ TIME, die die Verweildauer in jedem Zustand definieren. Der Standardwert ist NO_TIME (keine Zeit, sofortiger Übergang).

  • DT_S1_S2: Verweildauer in State_01 vor Übergang zu State_02.

  • DT_S2_S3: Verweildauer in State_02 vor Übergang zu State_03.

  • DT_S3_S4: Verweildauer in State_03 vor Übergang zu State_04.

  • DT_S4_S5: Verweildauer in State_04 vor Übergang zu State_05.

  • DT_S5_S6: Verweildauer in State_05 vor Übergang zu State_06.

  • DT_S6_S7: Verweildauer in State_06 vor Übergang zu State_07.

  • DT_S7_S8: Verweildauer in State_07 vor Übergang zu State_08.

  • DT_S8_S1: Verweildauer in State_08 vor dem zyklischen Übergang zurück zu State_01.

Daten-Ausgänge

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

  • DO_S1 bis DO_S8 (BOOL): Die physischen Ausgangssignale der Sequenz. Jeder Ausgang wird auf TRUE gesetzt, wenn der entsprechende Zustand aktiv ist, ansonsten ist er FALSE.

Adapter

  • timeOut (Plug, Typ: iec61499::events::ATimeOut): Ein Zeitgeber-Adapter, der für die Realisierung der zeitgesteuerten Zustandsübergänge verwendet wird. Der FB startet den Timer beim Eintritt in einen Zustand und wechselt bei Empfang des TimeOut-Ereignisses zum nächsten Zustand.

Funktionsweise

Der FB arbeitet als Basic Function Block mit einem internen Execution Control Chart (ECC). Die Sequenz beginnt im initialen Zustand xSTART. Ein START_S1-Ereignis führt zum Zustand sState_01. Beim Eintritt in einen Zustand (z.B. sState_01) werden drei Aktionen ausgeführt:

  1. Der Exit-Algorithmus des vorherigen Zustands (z.B. State_08_X) deaktiviert dessen Ausgang.

  2. Der Confirmation-Algorithmus (z.B. State_01_C) setzt die STATE_NR und lädt die für diesen Zustand konfigurierte Zeit (DT_S1_S2) in den timeOut-Adapter.

  3. Der Entry-Algorithmus (z.B. State_01_E) setzt den zugehörigen Datenausgang (DO_S1) auf TRUE und löst das entsprechende Ereignis (EO_S1) aus.

  4. Der Timer-Adapter wird mit timeOut.START gestartet.

Nach Ablauf der eingestellten Zeit löst der Adapter das timeOut.TimeOut-Ereignis aus, was im ECC den Übergang zum nächsten Zustand (z.B. von sState_01 zu sState_02) bewirkt. Nach dem letzten Zustand (sState_08) erfolgt der Übergang zurück zum ersten Zustand (sState_01), wodurch eine Endlosschleife entsteht.

Ein RESET-Ereignis von jedem Zustand aus führt zum Zustand sRESET. Hier werden alle Ausgänge deaktiviert, der Timer gestoppt und eine Bestätigung mit STATE_NR=0 gesendet, bevor automatisch in den xSTART-Zustand zurückgekehrt wird.

Technische Besonderheiten

  • Zyklus ohne Stopp: Die Sequenz läuft nach dem Start endlos im Kreis, bis ein RESET-Signal empfangen wird. Es gibt keinen integrierten Stopp-Befehl.

  • Sofortige Zustandsübergänge: Durch Setzen der Zeitwerte auf NO_TIME (Standard) kann der FB so konfiguriert werden, dass er sofort zum nächsten Zustand wechselt, sobald der Eintrittsalgorithmus des aktuellen Zustands abgearbeitet ist.

  • Deterministische Abarbeitung: Die Algorithmen für Exit, Confirmation und Entry werden in genau dieser Reihenfolge und atomar beim Zustandseintritt ausgeführt.

  • Konstanten für Zustandsnummern: Die STATE_NR wird über Konstanten aus dem Import sequence (z.B. sequence::State_01) gesetzt, was die Wartbarkeit und Lesbarkeit verbessert.

Zustandsübersicht

Der ECC besteht aus 10 Zuständen:

  • xSTART: Initialer, inaktiver Zustand. Wartet auf START_S1.

  • sState_01 bis sState_08: Die acht aktiven Sequenzzustände. Jeder verwaltet seinen eigenen Ausgang und die Zeit bis zum nächsten Zustand.

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

Die Übergangsbedingungen sind:

  • START_S1: Von xSTART nach sState_01.

  • timeOut.TimeOut: Von jedem Zustand sState_XX zum nächsten sState_YY (zyklisch von sState_08 zu sState_01).

  • RESET: Von jedem aktiven Zustand (sState_01-sState_08) nach sRESET.

  • 1 (immer wahr): Von sRESET zurück zu xSTART.

Anwendungsszenarien

  • Steuerung von Rundtaktmaschinen: Aktivierung verschiedener Werkzeuge oder Stationen in einer rotierenden Maschine für eine genau definierte Dauer.

  • Batch-Prozesse in der Verfahrenstechnik: Schrittweise Steuerung von Ventilen, Pumpen und Heizungen in einem chemischen Prozess mit festen Zykluszeiten.

  • Automatisierte Prüfsequenzen: Nacheinander Durchführung verschiedener Messungen oder Tests an einem Bauteil.

  • Licht- oder Signalanlagen: Erzeugung von festen Blink- oder Lauflichtmustern.

⚖️ Vergleich mit ähnlichen Bausteinen

Im Gegensatz zu einem E_CYCLE- oder E_DELAY-FB, die einfache periodische oder verzögerte Ereignisse erzeugen, bietet sequence_T_08_loop eine strukturierte Zustandsmaschine mit mehreren unabhängigen Ausgängen. Im Vergleich zu einem frei programmierbaren E_CTU (Zähler) in Kombination mit SEL-Blöcken ist dieser FB vorkonfiguriert und damit einfacher und schneller für Standard-Sequenzen mit bis zu acht Schritten einsetzbar. Für komplexere oder zustandsabhängige Sequenzen müsste auf einen Service Sequence Function Block (SFC) oder eine individuelle Basic FB-Programmierung zurückgegriffen werden.

🛠️ Zugehörige Übungen

Fazit

Der sequence_T_08_loop ist ein robuster und einfach zu konfigurierender Funktionsblock für zeitgesteuerte Sequenzen mit fester Schrittanzahl. Seine klare Struktur aus Zuständen, konfigurierbaren Verweilzeiten und dedizierten Ausgängen macht ihn besonders geeignet für standardisierte Steuerungsaufgaben in der Automatisierungstechnik, bei denen Zuverlässigkeit und leichte Parametrierung im Vordergrund stehen. Die Integration eines Timer-Adapters entkoppelt die Zeitmessung von der FB-Logik und fördert die Wiederverwendbarkeit.