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Uebung_205: Interlock: ILOCK_SWITCH_PROTECT (Umschalt-Priorität mit Schutzzeit)

Uebung_205_network

Einleitung

Diese Übung demonstriert den Einsatz des Funktionsbausteins ILOCK_SWITCH_PROTECT zur Realisierung einer Umschalt-Priorität mit Schutzzeit (Interlock). Zwei digitale Eingänge (I1, I2) steuern zwei digitale Ausgänge (Q1, Q2) über eine verriegelte Logik. Der ILOCK_SWITCH_PROTECT stellt sicher, dass nach einer Umschaltung eine konfigurierbare Schutzzeit (DT_PROTECT) eingehalten wird, bevor erneut umgeschaltet werden kann. Dies verhindert ein schnelles, unerwünschtes Hin- und Herschalten (Pendeln). Die Ausgänge werden über ereignisgesteuerte Ausgangsbausteine angesteuert. Ein E_TimeOut-Baustein ist über einen Adapter an den ILOCK angeschlossen und ermöglicht eine Zeitüberwachung der Schutzzeit.

Verwendete Funktionsbausteine (FBs)

Bausteine der SubApplikation Uebung_205

Bausteinname Typ Parameter Beschreibung
DigitalInput_I1 logiBUS::io::DI::logiBUS_IX QI = TRUE, Input = Input_I1 Liest den ersten digitalen Eingang (Hardwareadresse Input_I1). Das Ereignis IND signalisiert eine Wertänderung.
DigitalInput_I2 logiBUS::io::DI::logiBUS_IX QI = TRUE, Input = Input_I2 Liest den zweiten digitalen Eingang. Das Ereignis IND signalisiert eine Wertänderung.
ILOCK logiBUS::signalprocessing::interlock::ILOCK_SWITCH_PROTECT DT_PROTECT = T#1s Kernbaustein: Realisiert die Umschalt-Priorität mit Schutzzeit von 1 Sekunde.
DigitalOutput_Q1 logiBUS::io::DQ::logiBUS_QX QI = TRUE, Output = Output_Q1 Setzt den ersten digitalen Ausgang (Hardwareadresse Output_Q1) auf den Wert des Dateneingangs OUT, wenn das Ereignis REQ eintrifft.
DigitalOutput_Q2 logiBUS::io::DQ::logiBUS_QX QI = TRUE, Output = Output_Q2 Setzt den zweiten digitalen Ausgang (Hardwareadresse Output_Q2) auf den Wert des Dateneingangs OUT, wenn das Ereignis REQ eintrifft.
E_TimeOut iec61499::events::E_TimeOut – Zeitgeber-Baustein, der über den Adapter timeOut mit dem ILOCK verbunden ist. Er überwacht die Einhaltung der Schutzzeit.

Programmablauf und Verbindungen

  1. Ereignissteuerung:
  2. Eine steigende/fallende Flanke an DigitalInput_I1 löst das Ereignis DigitalInput_I1.IND aus → verbunden mit ILOCK.EI_UP.
  3. Eine Flanke an DigitalInput_I2 löst DigitalInput_I2.IND aus → verbunden mit ILOCK.EI_DOWN.
  4. Der ILOCK generiert bei erfolgreicher Umschaltung das Ereignis EO_UP (für den oberen Ausgang) bzw. EO_DOWN (für den unteren Ausgang).
  5. ILOCK.EO_UP ist mit DigitalOutput_Q1.REQ verbunden (Ausgang Q1 schaltet).

  6. ILOCK.EO_DOWN ist mit DigitalOutput_Q2.REQ verbunden (Ausgang Q2 schaltet).

  7. Datenpfad:

  8. Der Wert des Eingangs DigitalInput_I1.IN wird auf ILOCK.DI_UP übertragen.
  9. Der Wert von DigitalInput_I2.IN wird auf ILOCK.DI_DOWN übertragen.
  10. Der ILOCK gibt über DO_UP den Zustand für den oberen Ausgang (1 = aktiv) an DigitalOutput_Q1.OUT weiter.

  11. Entsprechend gibt DO_DOWN den Zustand an DigitalOutput_Q2.OUT weiter.

  12. Schutzzeit-Überwachung:

  13. Der ILOCK_SWITCH_PROTECT verfügt über einen Adapteranschluss timeOut, der mit dem E_TimeOut.TimeOutSocket verbunden ist. Dieser Adapter erlaubt es dem E_TimeOut, die Schutzzeit (hier 1 Sekunde) zu überwachen und bei Ablauf ein Ereignis zu erzeugen, falls nötig.

  14. Funktionsweise des Interlocks:

  15. Der ILOCK_SWITCH_PROTECT arbeitet mit Priorität: Welcher Eingang zuerst aktiv wird, setzt den entsprechenden Ausgang. Solange die Schutzzeit (DT_PROTECT = 1s) läuft, wird der andere Eingang ignoriert. Erst nach Ablauf der Schutzzeit kann wieder umgeschaltet werden.
  16. Dies verhindert ein schnelles Hin- und Herschalten zwischen den beiden Ausgängen (z.B. bei mechanischen Prellern oder schnellen Tastern).

Lernziele: - Verwendung des Interlock-Bausteins ILOCK_SWITCH_PROTECT mit Schutzzeit. - Verständnis für ereignisgesteuerte Kommunikation (IND → EI, EO → REQ). - Einbindung eines Zeitgeber-Adapters zur Überwachung der Schutzzeit. - Konfiguration von Hardware-Ein-/Ausgängen (logiBUS_IX, logiBUS_QX).

Schwierigkeitsgrad: Mittel
Vorkenntnisse: Grundlagen der Ereignissteuerung in 4diac, Umgang mit Ein-/Ausgangsbausteinen.

Zusammenfassung

Die Übung Uebung_205 zeigt die praktische Anwendung eines Interlocks mit Schutzzeit mithilfe des ILOCK_SWITCH_PROTECT-Bausteins. Zwei digitale Eingänge steuern zwei Ausgänge, wobei eine Umschaltung nur nach Ablauf einer konfigurierbaren Schutzzeit möglich ist. Der Aufbau verdeutlicht die Trennung von Ereignis- und Datenpfaden sowie die Integration von Zeitüberwachung über Adapter. Diese Schaltung eignet sich typischerweise für Anwendungen, bei denen zwei Aktoren nicht gleichzeitig aktiv sein dürfen und ein schnelles Umschalten vermieden werden muss (z.B. Motor-Richtungsumkehr, Ventilsteuerung).