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Uebung_080e3_AX: Beispiel für E_CTU mit Eventbremse durch AX_D_FF / AUI_D_FF_HYS

Uebung_080e3_AX_network

Einleitung

Diese Übung demonstriert den Einsatz des universellen Aufwärtszählers E_CTU in Kombination mit einer Eventbremse, realisiert durch die Funktionsbausteine AX_D_FF (D-Flipflop) und AUI_D_FF_HYS (D-Flipflop mit Hysterese). Ziel ist es, den Zählerstand zu stabilisieren und auszugeben, sowie einen digitalen Ausgang bei Erreichen eines Zählerüberlaufs zu setzen.

Verwendete Funktionsbausteine (FBs)

Die Übung verwendet ausschließlich primitive Funktionsbausteine (keine Sub-Applikationen). Nachfolgend sind alle eingesetzten Bausteine mit ihren Parametern und Verbindungen aufgeführt.

Bausteinname Typ Parameter Kurzbeschreibung
DigitalInput_CLK_I1 logiBUS_IXA QI = TRUE, Input = Input_I1 Digitaler Eingang für das Taktsignal (CLK)
DigitalInput_RST_I2 logiBUS_IXA QI = TRUE, Input = Input_I2 Digitaler Eingang für den Rücksetzimpuls (RST)
X_TO_B_I1 AX_X_TO_BOOL – Konvertiert den Adapter-Eingang (AX) in einen Booleschen Wert
X_TO_B_I2 AX_X_TO_BOOL – Gleiche Funktion für den Rücksetz-Eingang
E_CYCLE E_CYCLE DT = T#1ms Zyklischer Taktgeber (Periode 1 ms)
E_CTU AUI_CTU – Universeller Aufwärtszähler (Count Up)
AX_D_FF AX_D_FF – D-Flipflop (AX-Welt), speichert einen booleschen Zustand
AUI_D_FF_HYS AUI_D_FF_HYS HYSTERESIS = UINT#25 D-Flipflop mit Hysterese auf dem Zählerstand
UI_TO_UDI_N1 AUI_TO_AUDI – Konvertiert AUI (unsigned integer) nach AUDI (adapter universal data interface)
Q_NumericValue Q_NumericValue_AUDI u16ObjId = OutputNumber_N1 Ausgabe eines numerischen Wertes über den Feldbus
DigitalOutput_Q1 logiBUS_QXA QI = TRUE, Output = Output_Q1 Digitaler Ausgang

Programmablauf und Verbindungen

Der Ablauf lässt sich in mehrere Schritte gliedern:

  1. Eingangssignale erfassen
    Die beiden digitalen Eingänge DigitalInput_CLK_I1 und DigitalInput_RST_I2 wandeln die physikalischen Signale in Adapterdaten um. Die nachgeschalteten Konverter X_TO_B_I1 und X_TO_B_I2 stellen daraus Boolesche Werte bereit (Ereignisausgang CNF).

  2. Taktgenerierung starten/stoppen

  3. Das Taktsignal CLK_I1 (über X_TO_B_I1.CNF) startet den zyklischen Taktgeber E_CYCLE (START-Ereignis).

  4. Das Rücksetzsignal RST_I2 (über X_TO_B_I2.CNF) beendet den Taktgeber (STOP-Ereignis) und setzt gleichzeitig den Zähler E_CTU zurück (R-Ereignis).

  5. Zähler inkrementieren
    Der Taktgeber erzeugt alle 1 ms ein EO-Ereignis, das den Zähler E_CTU am Eingang CU (Count Up) erhöht.

  6. Ausgabe des Zählerstands

  7. Der aktuelle Zählerstand (CV) wird dem Baustein AUI_D_FF_HYS übergeben. Dieses D-Flipflop mit Hysterese (Hysteresewert = 25) stabilisiert den Wert und gibt ihn an den Konverter UI_TO_UDI_N1 weiter.

  8. Der konvertierte Wert gelangt schließlich an Q_NumericValue und wird als numerischer Ausgang zur Verfügung gestellt.

  9. Überlauf signalisieren
    Wenn der Zähler seinen Maximalwert erreicht (Überlauf, Ereignisausgang Q), wird das D-Flipflop AX_D_FF gesetzt. Dessen Ausgang Q schaltet den digitalen Ausgang DigitalOutput_Q1 ein.

Verbindungsübersicht (grafisch)
Das Bildmaterial kann aus der 4diac-IDE exportiert werden.

Zusammenfassung

Die Übung veranschaulicht die Kopplung eines zyklischen Taktgebers mit einem Aufwärtszähler, einer Ereignisbremse (zur Vermeidung von schnellen Zustandswechseln) sowie einer Hysterese zur Glättung des Zählerstands.
Nach Abschluss dieser Übung sind Sie in der Lage:
- den Baustein E_CTU zu parametrieren und in eine Steuerungslogik einzubinden,
- D-Flipflops zur Zustandsspeicherung zu verwenden,
- eine Hysterese zur Stabilisierung von Zählerwerten anzuwenden,
- und die Verbindung von Adapter-Bausteinen in der 4diac-IDE nachzuvollziehen.

Lernziele: Ereignisgesteuerte Zähler, Zustandsautomaten, Hysteresefilter.
Voraussetzungen: Grundlegende Bedienung der 4diac-IDE, Verständnis von Ereignis- und Datenflüssen.
Schwierigkeitsgrad: Mittel