Uebung_204b: Interlock: ILOCK_CONFLICT_TRIP (Motor-Sicherheitsabschaltung mit Reset)¶

Uebung_204b_network

Einleitung¶

In dieser Übung wird eine Motor-Sicherheitsabschaltung mit Reset realisiert. Sie basiert auf dem Funktionsbaustein ILOCK_CONFLICT_TRIP, der eine Verriegelung (Interlock) für zwei gegenläufige Motorrichtungen (Rechts- und Linkslauf) implementiert. Tritt ein Konflikt auf (beide Richtungen gleichzeitig aktiv), wird der Motor gestoppt und ein Alarm (Trip) ausgelöst. Ein separater Reset-Eingang erlaubt das Zurücksetzen des Trip-Zustands.

Die Steuerung erfolgt über drei digitale Eingänge: - I1 – Anforderung Rechtslauf - I2 – Anforderung Linkslauf - I3 – Reset

Als Ausgänge stehen zur Verfügung: - Q5 – Rechtslauf - Q6 – Linkslauf - Q4 – Trip-Anzeige - Q56 – Low-Side-Treiber (gemeinsame Freigabe für beide Motorrichtungen)

Verwendete Funktionsbausteine (FBs)¶

Die Übung verwendet folgende Funktionsbausteine:

DigitalInput_I1 (Typ: logiBUS::io::DI::logiBUS_IX)
Parameter: QI = TRUE, Input = Input_I1
Wandelt das digitale Eingangssignal I1 in ein internes Signal um.
DigitalInput_I2 (Typ: logiBUS::io::DI::logiBUS_IX)
Parameter: QI = TRUE, Input = Input_I2
Wandelt das digitale Eingangssignal I2 in ein internes Signal um.
DigitalInput_Reset (Typ: logiBUS::io::DI::logiBUS_IX)
Parameter: QI = TRUE, Input = Input_I3
Wandelt das digitale Eingangssignal I3 (Reset) in ein internes Signal um.
ILOCK (Typ: logiBUS::signalprocessing::interlock::ILOCK_CONFLICT_TRIP)
Keine Parameter
Kernbaustein dieser Übung. Er realisiert die Verriegelungslogik mit Konflikterkennung und Trip-Funktion.
Rechtslauf (Typ: logiBUS::io::DQ::logiBUS_QX)
Parameter: QI = TRUE, Output = Output_Q5
Steuert den Ausgang Q5 für Rechtslauf des Motors.
Linkslauf (Typ: logiBUS::io::DQ::logiBUS_QX)
Parameter: QI = TRUE, Output = Output_Q6
Steuert den Ausgang Q6 für Linkslauf des Motors.
Trip_Anzeige (Typ: logiBUS::io::DQ::logiBUS_QX)
Parameter: QI = TRUE, Output = Output_Q4
Steuert den Ausgang Q4 als Anzeige für den Trip-Zustand.
LowSide_Treiber (Typ: logiBUS::io::DQ::logiBUS_QX)
Parameter: QI = TRUE, Output = Output_Q56
Steuert den Ausgang Q56 als gemeinsame Freigabe (Low-Side-Treiber) für beide Motorrichtungen.
OR_2_BOOL (Typ: iec61131::bitwiseOperators::OR_2_BOOL)
Keine Parameter
Logisches ODER-Gatter; verknüpft die Signale für Rechts- und Linkslauf, um den Low-Side-Treiber anzusteuern.

Programmablauf und Verbindungen¶

Der Ablauf gliedert sich in folgende Schritte:

Eingangserfassung:
Die drei digitalen Eingänge (I1, I2, I3) werden über die entsprechenden logiBUS_IX-Bausteine eingelesen.
DigitalInput_I1 liefert den Rechtslauf-Wunsch (BOOL) und ein Ereignis IND.
DigitalInput_I2 liefert den Linkslauf-Wunsch und ein Ereignis IND.
DigitalInput_Reset liefert das Reset-Signal und ein Ereignis IND.
Verarbeitung im ILOCK-Baustein:
Der Baustein ILOCK empfängt die Ereignisse von den Eingängen:
- EI_UP wird durch DigitalInput_I1.IND getriggert.
- EI_DOWN wird durch DigitalInput_I2.IND getriggert.
- EI_RESET wird durch DigitalInput_Reset.IND getriggert.
Die Datenwerte (BOOL) werden über die entsprechenden Datenports übertragen:
- DI_UP von DigitalInput_I1.IN
- DI_DOWN von DigitalInput_I2.IN
Der Baustein entscheidet basierend auf seiner internen Zustandslogik, ob die Anforderung gültig ist, ein Konflikt vorliegt oder ein Reset durchgeführt wird.
Ausgabe der Motorrichtungen:
Bei gültiger Rechtslauf-Anforderung erzeugt ILOCK ein Ereignis EO_UP und setzt den Datenausgang DO_UP auf TRUE.
Bei gültiger Linkslauf-Anforderung erzeugt ILOCK ein Ereignis EO_DOWN und setzt DO_DOWN auf TRUE.
Im Fehlerfall (Konflikt) erzeugt ILOCK ein Ereignis EO_TRIP und setzt DO_TRIP auf TRUE.
Die Ereignisse werden an die entsprechenden Ausgangsbausteine weitergeleitet:
- EO_UP → Rechtslauf.REQ
- EO_DOWN → Linkslauf.REQ
- EO_TRIP → Trip_Anzeige.REQ
Die Datenwerte werden über die Datenverbindungen auf die Ausgangsbausteine übertragen:
- DO_UP → Rechtslauf.OUT
- DO_DOWN → Linkslauf.OUT
- DO_TRIP → Trip_Anzeige.OUT
Low-Side-Treiber:
Der Low-Side-Treiber (Ausgang Q56) wird aktiviert, sobald entweder Rechts- oder Linkslauf aktiv ist.
Dazu werden die Ereignisse EO_UP und EO_DOWN (beide) an den Baustein OR_2_BOOL.REQ geleitet.
Die Datenwerte DO_UP und DO_DOWN werden an die Eingänge IN1 bzw. IN2 des ODER-Gatters geführt.
Der Ausgang OR_2_BOOL.OUT ist TRUE, wenn mindestens eine der beiden Anforderungen aktiv ist.
Das Ereignis OR_2_BOOL.CNF triggert den Baustein LowSide_Treiber.REQ, und der Datenwert OR_2_BOOL.OUT wird an LowSide_Treiber.OUT übergeben.

Lernziele¶

Verständnis des Interlock-Konzepts für Motorsteuerungen
Umgang mit dem Baustein ILOCK_CONFLICT_TRIP (Konflikt-/Trip-Logik)
Verknüpfung von Ereignis- und Datenflüssen in der 4diac-IDE
Anwendung eines ODER-Gatters zur gemeinsamen Freigabe
Fehlerbehandlung durch Reset-Mechanismus

Schwierigkeitsgrad¶

Fortgeschritten – Grundkenntnisse in der 4diac-IDE und im Umgang mit Funktionsbausteinen werden vorausgesetzt.

Vorkenntnisse¶

Grundlagen der IEC 61499
Ablaufsteuerungen und Verriegelungen
Ein-/Ausgabe-Konfiguration mit logiBUS-Bausteinen

Start der Übung¶

Öffnen Sie die 4diac-IDE und laden Sie die Übung Uebung_204b.
Stellen Sie sicher, dass die benötigten logiBUS-Bibliotheken importiert sind (siehe CompilerInfo).
Überprüfen Sie die Verbindungen zwischen den Bausteinen.
Simulieren Sie das Verhalten durch Anlegen der Eingangssignale I1, I2 und I3.

Zusammenfassung¶

Die Übung Uebung_204b demonstriert den Einsatz des Funktionsbausteins ILOCK_CONFLICT_TRIP für eine Motor-Sicherheitsabschaltung. Durch die Kombination von drei digitalen Eingängen (zwei Richtungswünsche und ein Reset) wird eine Verriegelung realisiert, die Konflikte erkennt und im Fehlerfall einen Trip auslöst. Die Ansteuerung der Ausgänge erfolgt über getrennte Kanäle für Rechtslauf, Linkslauf sowie eine gemeinsame Low-Side-Freigabe. Die Lösung zeigt exemplarisch, wie sicherheitsgerichtete Steuerungen mit der 4diac-IDE umgesetzt werden können.