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Uebung_206: Interlock: ILOCK_T_FF (Zwei gegenseitig verriegelte Toggle-Flip-Flops via Adapter-Kette)

Uebung_206_network

Einleitung

Diese Übung demonstriert die gegenseitige Verriegelung (Interlock) zweier Toggle-Flip-Flops. Jeder Taster (I1 und I2) steuert einen separaten Ausgang (Q1 bzw. Q2). Die Besonderheit besteht darin, dass die beiden Flip-Flops über eine Adapterverbindung („ILOCK“) miteinander verbunden sind, sodass immer nur einer der beiden Ausgänge aktiv sein kann. Wird der andere Taster betätigt, wird der zuvor aktive Ausgang zurückgesetzt und der neue Ausgang gesetzt. Es entsteht eine einfache Wechselblinkschaltung mit gegenseitiger Verriegelung.

Verwendete Funktionsbausteine (FBs)

  • DigitalInput_CLK_I1 und DigitalInput_CLK_I2: logiBUS::io::DI::logiBUS_IE
    • Parameter: QI = TRUE, Input = Input_I1 bzw. Input_I2, InputEvent = BUTTON_SINGLE_CLICK
    • Diese Bausteine wandeln das vom Hardware-Eingang (z. B. Taster) kommende Signal in ein Ereignis (IND) um, das als Takt für die Flip-Flops dient.
  • ILOCK_T_FF_1 und ILOCK_T_FF_2: logiBUS::signalprocessing::interlock::ILOCK_T_FF
    • Diese Bausteine sind spezielle Toggle-Flip-Flops mit einer Interlock-Schnittstelle (Adapter). Bei jedem Takt (Ereignis an CLK) toggelt der Ausgang Q. Zusätzlich kann der Ausgangszustand über den Adapter (ILOCK_IN) von außen zurückgesetzt werden.
  • DigitalOutput_Q1 und DigitalOutput_Q2: logiBUS::io::DQ::logiBUS_QX
    • Parameter: QI = TRUE, Output = Output_Q1 bzw. Output_Q2
    • Diese Bausteine geben den Datenwert an den Hardware-Ausgang weiter, sobald ein Ereignis an REQ anliegt.

Programmablauf und Verbindungen

  1. Eingangsverarbeitung
    Jeder Taster (I1, I2) wird über einen logiBUS_IE-Baustein eingelesen. Bei jedem Single-Click erzeugt der Baustein ein Ereignis am Ausgang IND.

  2. Toggle-Flip-Flops
    Das Ereignis von DigitalInput_CLK_I1 wird mit dem Eingang CLK von ILOCK_T_FF_1 verbunden. Analog wird DigitalInput_CLK_I2 mit ILOCK_T_FF_2 verbunden. Bei jedem Ereignis wechselt der Ausgang Q des entsprechenden Flip-Flops seinen Zustand (Toggle).

  3. Gegenseitige Verriegelung (Interlock)
    Der Adapterausgang ILOCK_OUT von ILOCK_T_FF_1 ist mit dem Adaptereingang ILOCK_IN von ILOCK_T_FF_2 verbunden (bidirektionale Kette). Dadurch wird aktiviert, sobald ILOCK_T_FF_1 gesetzt ist, der andere Baustein zurückgesetzt. Gleichzeitig wird über die Verbindung auch der umgekehrte Fall realisiert: Setzt ILOCK_T_FF_2, wird ILOCK_T_FF_1 zurückgesetzt. Somit kann immer nur einer der beiden Ausgänge den Wert TRUE (also „aktiv“) haben.

  4. Ausgangsansteuerung
    Die Ausgangsereignisse EO der Flip-Flops triggern die REQ-Eingänge der Ausgangsbausteine. Gleichzeitig werden die Datenwerte Q an die OUT-Eingänge der Ausgangsbausteine weitergeleitet. Damit werden die Hardware-Ausgänge Q1 und Q2 entsprechend dem Zustand der Flip-Flops gesetzt.

Lernziele dieser Übung: - Verständnis der Funktionsweise eines Toggle-Flip-Flops (Toggle bei jedem Takt). - Anwendung einer Adapterverbindung zur Realisierung einer gegenseitigen Verriegelung (Interlock). - Einlesen von Tastern mit Single-Click-Ereignissen und Ausgabe an digitale Ausgänge. - Aufbau einer einfachen Zustandssteuerung mit zwei sich ausschließenden Zuständen.

Schwierigkeitsgrad: Mittel
Vorkenntnisse: Grundlagen der IEC 61499, Ereignis- und Datenverbindungen, Umgang mit Adaptern.

Zusammenfassung

Die Übung 206 zeigt eine elegante Lösung für eine gegenseitig verriegelte Schaltung mit zwei Toggle-Flip-Flops. Durch die Verwendung des vorgefertigten Interlock-Bausteins ILOCK_T_FF und der Adapterverbindung zwischen beiden Instanzen wird sichergestellt, dass stets nur ein Ausgang aktiv ist. Dieses Prinzip findet sich häufig in Steuerungen, bei denen mehrere Aktoren nicht gleichzeitig aktiv sein dürfen (z. B. Richtungswechsel eines Motors, Schrankensteuerung).