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Uebung_202b: Interlock: ILOCK_BLOCK_PROTECT (Motor Reversierung mit Schutzzeit)

Uebung_202b_network

Einleitung

Diese Übung implementiert eine Motorreversierung mit Interlock und Schutzzeit (ILOCK_BLOCK_PROTECT). Über zwei digitale Eingänge wird die Drehrichtung (Rechts- oder Linkslauf) angesteuert, wobei der Interlock-Block verhindert, dass beide Ausgänge gleichzeitig aktiv werden. Ein Low-Side-Treiber wird über eine ODER-Verknüpfung in beiden Fällen mitgeschaltet. Zusätzlich ist eine Schutzzeit (DT_PROTECT = 1 s) integriert, die einen Richtungswechsel erst nach Ablauf dieser Zeit erlaubt.

Verwendete Funktionsbausteine (FBs)

Die Übung besteht aus folgenden Funktionsbausteinen (FB-Instanzen), die alle in der SubApp Uebung_202b enthalten sind.

  • DigitalInput_I1: Typ logiBUS::io::DI::logiBUS_IX
    Lest den digitalen Eingang Input_I1 ein.
  • Parameter: QI = TRUE, Input = Input_I1
  • Ereignisausgang: IND (Indication)

  • Datenausgang: IN (Wert des Eingangs)

  • DigitalInput_I2: Typ logiBUS::io::DI::logiBUS_IX
    Lest den digitalen Eingang Input_I2 ein.

  • Parameter: QI = TRUE, Input = Input_I2
  • Ereignisausgang: IND

  • Datenausgang: IN

  • ILOCK: Typ logiBUS::signalprocessing::interlock::ILOCK_BLOCK_PROTECT
    Kernbaustein der Interlock-Funktion mit Schutzzeit.

  • Parameter: DT_PROTECT = T#1s (Schutzzeit 1 Sekunde)
  • Ereigniseingänge: EI_UP, EI_DOWN
  • Ereignisausgänge: EO_UP, EO_DOWN
  • Dateneingänge: DI_UP, DI_DOWN
  • Datenausgänge: DO_UP, DO_DOWN

  • Adapterschnittstelle: timeOut (verbunden mit E_TimeOut)

  • Rechtslauf: Typ logiBUS::io::DQ::logiBUS_QX
    Steuert den digitalen Ausgang Output_Q5 (Rechtslauf).

  • Parameter: QI = TRUE, Output = Output_Q5
  • Ereigniseingang: REQ

  • Dateneingang: OUT

  • Linkslauf: Typ logiBUS::io::DQ::logiBUS_QX
    Steuert den digitalen Ausgang Output_Q6 (Linkslauf).

  • Parameter: QI = TRUE, Output = Output_Q6
  • Ereigniseingang: REQ

  • Dateneingang: OUT

  • LowSide_Treiber: Typ logiBUS::io::DQ::logiBUS_QX
    Steuert den gemeinsamen Low-Side-Ausgang Output_Q56.

  • Parameter: QI = TRUE, Output = Output_Q56
  • Ereigniseingang: REQ

  • Dateneingang: OUT

  • OR_2_BOOL: Typ iec61131::bitwiseOperators::OR_2_BOOL
    Logische ODER-Verknüpfung zweier Boolescher Werte.

  • Ereigniseingang: REQ
  • Ereignisausgang: CNF
  • Dateneingänge: IN1, IN2

  • Datenausgang: OUT

  • E_TimeOut: Typ iec61499::events::E_TimeOut
    Zeitgeber, der die Schutzzeit des ILOCK überwacht.

  • Adapterschnittstelle: TimeOutSocket (verbunden mit ILOCK.timeOut)

Programmablauf und Verbindungen

Die Komponenten sind wie folgt verschaltet:

  1. Eingangssignale:
  2. DigitalInput_I1 (Taster/Sensor für Rechtslauf) sendet über seinen Ereignisausgang IND ein Ereignis an den Ereigniseingang EI_UP des ILOCK. Gleichzeitig wird der Datenwert IN an den Dateneingang DI_UP übergeben.

  3. DigitalInput_I2 (Taster/Sensor für Linkslauf) sendet analog an EI_DOWN und DI_DOWN.

  4. Interlock mit Schutzzeit (ILOCK):
    Der ILOCK-Block wertet die Eingangssignale aus. Bei einem gültigen Befehl (z. B. DI_UP = TRUE und Ereignis an EI_UP) wird der entsprechende Ausgang (DO_UP) aktiviert und ein Ereignis an EO_UP ausgegeben. Gleichzeitig wird der andere Ausgang (DO_DOWN) deaktiviert. Die Schutzzeit DT_PROTECT = 1s verhindert einen sofortigen Richtungswechsel; erst nach Ablauf der Zeit darf die Gegenrichtung angenommen werden. Der Adapter timeOut ist mit dem E_TimeOut-Baustein verbunden, der die Zeitüberwachung realisiert.

  5. Ausgangsansteuerung:

  6. Das Ereignis EO_UP des ILOCK triggert den Rechtslauf-Baustein (Eingang REQ) und übergibt den Datenwert DO_UP an den Dateneingang OUT. Somit wird der Ausgang Output_Q5 gesetzt.
  7. Analog wird bei EO_DOWN der Linkslauf-Baustein aktiviert und Output_Q6 gesetzt.

  8. Beide Ereignisse (EO_UP und EO_DOWN) werden auch an den Ereigniseingang REQ des OR_2_BOOL-Bausteins weitergeleitet. Der Datenwertausgang DO_UP geht auf IN1, DO_DOWN auf IN2 des ODER-Bausteins. Der Ausgang OUT des ODER-Bausteins wird an den LowSide_Treiber übergeben, sodass der gemeinsame Ausgang Output_Q56 immer dann aktiv ist, wenn entweder Rechts- oder Linkslauf aktiv ist.

  9. Zeitüberwachung:
    Der E_TimeOut-Baustein ist über eine Adapterverbindung mit dem ILOCK verbunden und stellt die notwendige Timing-Funktionalität für die Schutzzeit bereit.

Zusammenfassend ergibt sich folgender Ablauf:
- Betätigung von Eingang I1 → Rechtslauf wird eingeschaltet, Linkslauf ist gesperrt, Low-Side-Treiber wird aktiv.
- Bei Wechsel auf I2: die Schutzzeit von 1s muss abgelaufen sein, bevor der Linkslauf aktiv wird. Während der Schutzzeit bleibt der letzte Zustand erhalten.
- Der Low-Side-Treiber folgt dem aktuell aktiven Laufbefehl.

Zusammenfassung

Die Übung Uebung_202b vermittelt den Einsatz des Interlock-Bausteins ILOCK_BLOCK_PROTECT zur sicheren Motorreversierung. Durch die Integration einer Schutzzeit wird ein zu schneller Richtungswechsel verhindert, was Bauteilschäden vorbeugt. Die Verknüpfung mit einem ODER-Gatter zur gemeinsamen Low-Side-Ansteuerung sowie die klare Trennung von Ereignis- und Datenflüssen verdeutlichen die typische Struktur einer 4diac-IDE-Steuerung für logiBUS-Hardware.