Uebung_212b_ALR: Standard IEC 61131-3 ALI_FB_CTU (Adapter Version, Vorwärtszähler, LINT) mit Terminal-Ausgabe (PHYS)

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Einleitung

Diese Übung implementiert einen Vorwärtszähler (CTU) nach IEC 61131-3 als Adapter-Version. Der Zähler verwendet den Typ ALI_FB_CTU und kann auf einen vorgegebenen Preset-Wert (hier 5) voreingestellt werden. Der aktuelle Zählerstand wird über eine physikalische Terminalausgabe (Q_NumericValue_PHYSA_LREAL) auf einem Ausgabekanal ausgegeben. Zusätzlich wird ein digitaler Ausgang (Output_Q1) gesetzt, sobald der Zählwert den Preset-Wert erreicht oder überschreitet. Die Eingänge für das Zählsignal (CU) und den Reset (R) werden von digitalen Eingängen der logiBUS-Plattform gespeist. Ein Kommentar weist darauf hin, dass negative Zählerstände möglich sind und empfiehlt ggf. den Einbau eines AX_D_FF zur Reduzierung von Ereignissen.

Verwendete Funktionsbausteine (FBs)

Sub-Bausteine:

ALI_FB_CTU

• Typ: adapter::iec61131::counters::ALI_FB_CTU
• Parameter: Keine
• Ereignis-Eingänge/-Ausgänge: Keine direkten Event-Verbindungen; Ereignisse werden über die Adapter-Ports CU, R, Q, CV transportiert.
• Daten-Eingänge/-Ausgänge:
  • Eingänge: CU (Zählimpuls), R (Reset), PV (Preset-Wert, über Adapter von ALI_LINT_TO_LI)
  • Ausgänge: Q (Ziel erreicht), CV (aktueller Zählerstand, Typ LINT)
• Funktionsweise: Der Baustein ist ein Vorwärtszähler für LINT-Werte. Bei jedem steigenden Flanke am CU-Eingang wird der interne Zähler um 1 erhöht. Ein Signal am R-Eingang setzt den Zähler auf 0 zurück. Der Ausgang Q wird TRUE, sobald der aktuelle Zählerstand mindestens den Wert von PV erreicht. Der aktuelle Zählerstand ist am Ausgang CV verfügbar.

ALI_LINT_TO_LI

• Typ: adapter::conversion::unidirectional::ALI_LINT_TO_LI
• Parameter:
  • OUT = LINT#5 (konstanter Preset-Wert)
• Ereignis-Eingänge/-Ausgänge:
  • Ereignis-Eingang: REQ (wird durch INITO von Input_R getriggert)
• Daten-Eingänge/-Ausgänge:
  • Ausgang: ALI_OUT (liefert den konstanten Wert 5 als ALI-Signal an den PV-Eingang des Zählers)
• Funktionsweise: Dieser Baustein konvertiert einen konstanten LINT-Wert in das ALI-Format, das der Zähler als Preset-Eingang erwartet. Die Ausgabe wird bei einem Ereignis am REQ-Eingang aktualisiert (hier einmalig bei Initialisierung).

Input_CU

• Typ: logiBUS::io::DI::logiBUS_IXA
• Parameter:
  • QI = TRUE (Qualifier, immer aktiv)
  • Input = Input_I1 (physikalischer DI-Kanal)
• Ereignis-Eingänge/-Ausgänge: Keine direkten Event-Verbindungen
• Daten-Eingänge/-Ausgänge:
  • Ausgang: IN (Adapter, liefert das Digitaleingangssignal an den CU-Eingang des Zählers)
• Funktionsweise: Liest den Zustand des digitalen Eingangs Input_I1 und stellt ihn als Adapter-Signal bereit.

Input_R

• Typ: logiBUS::io::DI::logiBUS_IXA
• Parameter:
  • QI = TRUE
  • Input = Input_I2
• Ereignis-Eingänge/-Ausgänge:
  • Ereignis-Ausgang: INITO (wird beim ersten Einschalten aktiviert und triggert ALI_LINT_TO_LI.REQ)
• Daten-Eingänge/-Ausgänge:
  • Ausgang: IN (Adapter, liefert das Resetsignal an den R-Eingang des Zählers)
• Funktionsweise: Liest den Zustand des digitalen Eingangs Input_I2 und stellt ihn als Adapter-Signal für den Zähler-Reset bereit. Der INITO-Ereignisausgang wird für die einmalige Initialisierung des Preset-Wertes genutzt.

Output_Q1

• Typ: logiBUS::io::DQ::logiBUS_QXA
• Parameter:
  • QI = TRUE
  • Output = Output_Q1 (physikalischer DO-Kanal)
• Daten-Eingänge/-Ausgänge:
  • Eingang: OUT (Adapter, erhält das Q-Signal des Zählers)
• Funktionsweise: Setzt den digitalen Ausgang Output_Q1 auf den Wert des Zählerausgangs Q.

ALI_TO_ALR

• Typ: adapter::conversion::unidirectional::ALI_TO_ALR
• Parameter: Keine
• Daten-Eingänge/-Ausgänge:
  • Eingang: ALI_IN (erhält den aktuellen Zählerstand CV vom Zähler)
  • Ausgang: ALR_OUT (liefert den Wert als ALR-Signal an die Terminalausgabe)
• Funktionsweise: Wandelt das ALI-Signal (LINT) in ein ALR-Signal (LREAL) um, das für die physikalische Ausgabe benötigt wird.

Q_NumericValue_PHYSA_LREAL

• Typ: isobus::UT::Q::Q_NumericValue_PHYSA_LREAL
• Parameter:
  • stObj = OutputNumber_N3 (Referenz auf das Terminalausgabeobjekt)
• Daten-Eingänge/-Ausgänge:
  • Eingang: lrPhys (erhält das ALR-Signal von ALI_TO_ALR)
• Funktionsweise: Gibt den übergebenen LREAL-Wert als numerischen Wert auf der physikalischen Terminalausgabe OutputNumber_N3 aus.

Programmablauf und Verbindungen

Die Übung realisiert einen vorwärtszählenden Zähler mit Terminalausgabe. Die Verbindungen sind wie folgt aufgebaut:

1. Initialisierung: Beim Start der SPS wird das INITO-Ereignis von Input_R ausgelöst. Dieses triggert ALI_LINT_TO_LI und setzt den Preset-Wert des Zählers auf LINT#5. Der Zähler ist damit für den Zielwert 5 konfiguriert.

2. Zählbetrieb: Der digitale Eingang Input_I1 (Taster oder Sensor) wird über Input_CU an den CU-Eingang des Zählers geführt. Jede steigende Flanke erhöht den internen Zählerstand. Der digitale Eingang Input_I2 wird über Input_R an den R-Eingang geführt. Ein Signal setzt den Zähler auf 0 zurück.

3. Ausgänge:

   • Der Ausgang Q des Zählers wird über Output_Q1 auf den digitalen Ausgang Output_Q1 gegeben. Dieser wird TRUE, sobald der Zählerstand >= 5 ist.
   • Der aktuelle Zählerstand (CV) wird über ALI_TO_ALR in einen LREAL-Wert konvertiert und über Q_NumericValue_PHYSA_LREAL auf dem Terminal OutputNumber_N3 ausgegeben. Dadurch kann der Zählerstand in einer Visualisierung oder auf einem Display angezeigt werden.

4. Besonderheiten: Ein Kommentar im Netzwerk weist darauf hin, dass negative Zählerstände möglich sind (z. B. durch Überlauf oder fehlerhafte Verwendung). Zudem wird empfohlen, bei Bedarf einen AX_D_FF-Baustein einzufügen, um die Anzahl der Ereignisse (insbesondere bei schnellen Zählimpulsen) zu reduzieren und die Systemlast zu verringern.

Lernziele: Verständnis des IEC 61131-3 Zählers (CTU) in der Adapter-Version, Umgang mit Konstanten und Konvertierungsbausteinen, Anbindung digitaler Ein- und Ausgänge sowie physikalischer Terminalausgaben.

Schwierigkeitsgrad: Mittel – Grundkenntnisse der 4diac-IDE und des logiBUS-Systems werden vorausgesetzt.

Benötigte Vorkenntnisse: Umgang mit Funktionsbausteinen, Adapterverbindungen und Ereignissteuerung in 4diac.

Zusammenfassung

Die Übung Uebung_212b_ALR demonstriert einen vollständig konfigurierten Vorwärtszähler mit festem Preset-Wert und physikalischer Ausgabe. Sie kombiniert digitale Ein-/Ausgänge, einen Zählbaustein, Konvertierungsbausteine und eine Terminalausgabe zu einem funktionsfähigen Automatisierungsbeispiel. Die Kommentare geben praktische Hinweise zur Optimierung (Ereignisreduzierung) und weisen auf mögliche Randbedingungen (negative Werte) hin.