F_ADD

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Einführung

Der F_ADD ist ein standardkonformer arithmetischer Funktionsbaustein nach IEC 61131-3, entwickelt von der TU Wien ACIN unter EPL-2.0 Lizenz. Version 1.0 ermöglicht eine typsichere Addition von Werten (ANY_MAGNITUDE) für industrielle Steuerungsanwendungen.

Schnittstellenstruktur

Ereignis-Eingänge

• REQ: Berechnungsanforderung (mit Eingabewerten)

Ereignis-Ausgänge

• CNF: Berechnungsbestätigung (mit Ergebnis)

Daten-Eingänge

• IN1 (ANY_MAGNITUDE): Erster Operand

• IN2 (ANY_MAGNITUDE): Zweiter Operand

Daten-Ausgänge

• OUT (ANY_MAGNITUDE): Summe von IN1 und IN2

Funktionsweise

1. Aktivierung:

   • Durch REQ-Ereignis ausgelöst

   • Verarbeitet beide Eingabewerte gleichzeitig

2. Typenbehandlung:

   • Unterstützt alle ANY_MAGNITUDE-Typen:

     • Numerische Typen (INT, DINT, REAL, LREAL)

     • Zeittypen (TIME, LTIME)

   • Automatische Typkonvertierung

3. Berechnung:

   • Führt IN1 + IN2 aus

   • Behält höchste Eingabegenauigkeit bei

4. Ergebnisausgabe:

   • CNF-Ereignis mit Berechnungsergebnis

   • Latenz: Ein Ausführungszyklus

Technische Spezifikationen

✔ Generische Typunterstützung (ANY_MAGNITUDE) ✔ Deterministische Ausführung ✔ Überlaufschutz ✔ IEC 61131-3 konform

Unterstützte Datentypen

Kategorie	Beispiele
Ganzzahlen	INT, DINT, UINT, UDINT
Fließkomma	REAL, LREAL
Zeit	TIME, LTIME
Gemischt	INT + REAL → REAL

Anwendungsbeispiele

• Prozessregelung: Signalaufbereitung

• Messsysteme: Sensorwertaggregation

• Bewegungssteuerung: Positionsberechnungen

• Energiemanagement: Verbrauchssummierung

⚖️ Vergleich mit ähnlichen Bausteinen

Merkmal	F_ADD	F_SUB	F_MUL
Operation	Addition	Subtraktion	Multiplikation
Eingangstypen	ANY_MAGNITUDE	ANY_MAGNITUDE	ANY_NUM
Ausgangstyp	Entspricht Eingangstyp	Gleich	Gleich

Fehlerbehandlung

• Überlauf: Wrap-around bei Ganzzahlen, ±INF bei Fließkomma

• Typenkonflikt: Automatische Typanpassung

• Ungültige Eingaben: Gibt 0/Standardwert zurück

Besondere Hinweise

• Für Zeitberechnungen: TIME + TIME → TIME

• Gemischte Operationen verwenden „höheren“ Typ

• Keine implizite Skalierung (z.B. 100ms + 1s = 1100ms)

Fazit

Der F_ADD-Baustein bietet wesentliche Rechenfunktionen:

• Robuste typsichere Addition

• Konsistentes Verhalten über alle Datentypen

• Nahtlose Integration in Steuerungsalgorithmen

Die standardisierte Implementierung macht ihn zu einer zuverlässigen Komponente für Industrieautomatisierungssysteme, die präzise Rechenoperationen mit verschiedenen Datentypen erfordern.