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Uebung_203b: Interlock: ILOCK_SWITCH (Motor Reversierung Priorität Last-Wins)

Uebung_203b_network

Einleitung

Diese Übung demonstriert den Einsatz eines ILOCK_SWITCH-Funktionsbausteins zur sicheren Ansteuerung eines Motors mit Reversierfunktion.
Das Prinzip der Last-Wins-Priorität sorgt dafür, dass bei gleichzeitig anliegenden Steuersignalen das zuletzt aktive Signal Vorrang hat – ein Kurzschluss durch gleichzeitige Aktivierung beider Drehrichtungen wird verhindert.
Ein zusätzlicher Low-Side-Treiber wird bei jeder aktiven Drehrichtung eingeschaltet, um die Last (z. B. Motor) mit Spannung zu versorgen.

Verwendete Funktionsbausteine (FBs)

Digitaleingänge

  • DigitalInput_I1 (Typ: logiBUS::io::DI::logiBUS_IX)
  • Parameter: QI = TRUE, Input = Input_I1
  • Ereignisausgang: IND

  • Datenausgang: IN

  • DigitalInput_I2 (Typ: logiBUS::io::DI::logiBUS_IX)

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

Interlock-Baustein

  • ILOCK (Typ: logiBUS::signalprocessing::interlock::ILOCK_SWITCH)
  • Ereigniseingänge: EI_UP, EI_DOWN
  • Dateneingänge: DI_UP, DI_DOWN
  • Ereignisausgänge: EO_UP, EO_DOWN
  • Datenausgänge: DO_UP, DO_DOWN

Digitalausgänge

  • Rechtslauf (Typ: logiBUS::io::DQ::logiBUS_QX)
  • Parameter: QI = TRUE, Output = Output_Q5

  • Eingang: REQ, Daten: OUT

  • Linkslauf (Typ: logiBUS::io::DQ::logiBUS_QX)

  • Parameter: QI = TRUE, Output = Output_Q6

  • Eingang: REQ, Daten: OUT

  • LowSide_Treiber (Typ: logiBUS::io::DQ::logiBUS_QX)

  • Parameter: QI = TRUE, Output = Output_Q56
  • Eingang: REQ, Daten: OUT

Logikgatter

  • OR_2_BOOL (Typ: iec61131::bitwiseOperators::OR_2_BOOL)
  • Ereigniseingang: REQ
  • Dateneingänge: IN1, IN2
  • Ereignisausgang: CNF
  • Datenausgang: OUT

Programmablauf und Verbindungen

  1. Die beiden digitalen Eingänge Input_I1 und Input_I2 liefern über die Bausteine DigitalInput_I1 bzw. DigitalInput_I2 die Steuersignale für die Drehrichtung (z. B. Taster für Rechts- und Linkslauf).
  2. Die Ereignisse IND sowie die Datenwerte IN werden an den Interlock-Baustein ILOCK weitergeleitet:
  3. DigitalInput_I1.IND → ILOCK.EI_UP | DigitalInput_I1.IN → ILOCK.DI_UP
  4. DigitalInput_I2.IND → ILOCK.EI_DOWN | DigitalInput_I2.IN → ILOCK.DI_DOWN
  5. Der ILOCK_SWITCH entscheidet nach der Last-Wins-Logik, welcher Ausgang aktiviert wird:
  6. Bei einem Ereignis an EI_UP wird DO_UP = DI_UP gesetzt und DO_DOWN zurückgesetzt (sofern beide Eingänge aktiv).
  7. Bei einem Ereignis an EI_DOWN wird DO_DOWN = DI_DOWN gesetzt und DO_UP zurückgesetzt.
  8. Die entsprechenden Ereignisausgänge (EO_UP, EO_DOWN) triggern die nachfolgenden Bausteine.
  9. Der Ausgang DO_UP wird auf den Datenausgang Rechtslauf (OUT) gegeben und dessen REQ-Ereignis über EO_UP aktiviert. Gleiches gilt für DO_DOWN und Linkslauf.
  10. Die Signale DO_UP und DO_DOWN werden gleichzeitig dem ODER-Gatter OR_2_BOOL zugeführt:
  11. ILOCK.DO_UP → OR_2_BOOL.IN1
  12. ILOCK.DO_DOWN → OR_2_BOOL.IN2
  13. Die Ereignisse EO_UP und EO_DOWN werden auf OR_2_BOOL.REQ zusammengeführt.
  14. Sobald mindestens einer der beiden Datenwerte TRUE ist, liefert OR_2_BOOL.OUT = TRUE. Das Bestätigungsereignis CNF aktiviert dann den LowSide_Treiber (REQ), der die gemeinsame Versorgung der Last (z. B. Motorspannung) über Output_Q56 einschaltet.

Durch diese Verschaltung wird sichergestellt: - Nie beide Drehrichtungen gleichzeitig aktiv. - Die Last wird nur bestromt, wenn eine Drehrichtung angefordert wird. - Die Last-Wins-Priorität verhindert Blockaden bei gleichzeitigen Tasterbetätigungen.

Zusammenfassung

Die Übung vermittelt die sichere Ansteuerung eines Reversiermotors mittels Interlock-Baustein und Last-Wins-Logik.
Lernziele: - Verständnis von Interlock-Mechanismen zur Vermeidung von Kurzschlüssen. - Umgang mit dem ILOCK_SWITCH-Funktionsbaustein (Ereignis-/Datenschnittstelle). - Kombination von Ereignis- und Datenflüssen in 4diac-IDE. - Realisierung einer Hilfsspannung (Low-Side-Treiber) in Abhängigkeit der Motoranforderung.

Schwierigkeitsgrad: Mittel
Vorkenntnisse: Grundlagen der 4diac-IDE, Ereignis- und Datenverbindungen, einfache Logikgatter.
Start der Übung: Öffnen Sie die Subapplikation Uebung_203b und simulieren Sie die digitalen Eingänge Input_I1 / Input_I2. Beobachten Sie die Ausgänge Output_Q5 (Rechts), Output_Q6 (Links) und Output_Q56 (Low-Side).