Zum Inhalt

Uebung_215: Standard IEC 61131-3 FB_CTD (Rückwärtszähler, INT) mit Terminal-Ausgabe

Uebung_215_network

Einleitung

Diese Übung realisiert einen Rückwärtszähler (FB_CTD) gemäß IEC 61131-3. Der Zähler zählt bei jedem Ereignis an seinem CD-Eingang (Count Down) von einem vorgegebenen PV-Wert (Preset Value) herunter. Mit dem LD-Eingang (Load) kann der Zähler jederzeit auf den Preset-Wert zurückgesetzt werden. Der aktuelle Zählerstand wird auf einem numerischen Ausgabefeld (Terminal) dargestellt, und ein binärer Ausgang (Q1) wird gesetzt, sobald der Zählerstand 0 erreicht.

Die Übung bildet einen typischen Anwendungsfall eines IEC-Zählbausteins ab und zeigt dessen Anbindung an Hardwareeingänge sowie die Ausgabe des Zählerwertes über einen isobus‑Terminalbaustein.

Verwendete Funktionsbausteine (FBs)

Die gesamte Schaltung besteht aus einem SubApp‑Typ (SubAppType) mit der Bezeichnung "Uebung_215". Im FBNetzwerk sind folgende Bausteine enthalten:

Sub-Bausteine:

FB_CTD (Typ: iec61131::counters::FB_CTD)

  • Typ: IEC 61131-3 Funktionbaustein – Abwärtszähler (Counter Down)
  • Parameter:
  • PV = INT#10 → Preset‑Wert = 10 (als Integer‑Konstante)
  • Ereigniseingänge:
  • REQ → wird bei steigender Flanke an CD oder LD angesteuert
  • Ereignisausgänge:
  • CNF → wird ausgelöst, sobald der Baustein eine neue Berechnung abgeschlossen hat
  • Dateneingänge:
  • CD (BOOL) → Zählimpuls (Count Down)
  • LD (BOOL) → Laden des Preset‑Wertes
  • PV (INT) → Voreinstellwert (hier fest auf 10 gesetzt)
  • Datenausgänge:
  • Q (BOOL) → wird TRUE, wenn der Zählerstand 0 erreicht hat
  • CV (INT) → aktueller Zählerstand

Funktionsweise:
Der Baustein zählt bei jedem positiven Flankenwechsel an CD den internen Zähler um 1 herunter. Ein positiver Flanke an LD setzt den Zähler zurück auf den Wert von PV. Der Ausgang Q ist TRUE, solange der Zählerstand = 0 ist. Der aktuelle Zählerstand wird über CV ausgegeben.

Input_CD (Typ: logiBUS::io::DI::logiBUS_IX)

  • Typ: Digitaleingang – physikalischer Eingang Input_I1
  • Parameter:
  • QI = TRUE → Eingang aktiviert
  • Input = Input_I1 → realer Eingang (z.B. Taster oder Sensor)
  • Ausgänge:
  • IND (Ereignis) → wird bei Änderung des Eingangssignals ausgelöst
  • IN (BOOL) → aktueller Zustand des Eingangs

Input_LD (Typ: logiBUS::io::DI::logiBUS_IX)

  • Typ: Digitaleingang – physikalischer Eingang Input_I2
  • Parameter:
  • QI = TRUE
  • Input = Input_I2
  • Ausgänge: wie Input_CD

Output_Q1 (Typ: logiBUS::io::DQ::logiBUS_QX)

  • Typ: Digitalausgang – physikalischer Ausgang Output_Q1
  • Parameter:
  • QI = TRUE
  • Output = Output_Q1 → realer Ausgang (z.B. Lampe oder Relais)
  • Eingänge:
  • REQ (Ereignis) → wird bei neuem Zählergebnis ausgelöst
  • OUT (BOOL) → Wert für den Ausgang

F_INT_TO_UDINT (Typ: iec61131::conversion::F_INT_TO_UDINT)

  • Typ: IEC‑Konvertierungsfunktion von INT nach UDINT
  • Dateneingänge:
  • IN (INT) → Eingangswert (hier der aktuelle Zählerstand)
  • Datenausgänge:
  • OUT (UDINT) → konvertierter Wert (vorzeichenloser 32‑Bit‑Integer)

Hinweis: Die Verwendung dieses Bausteins ist aus technischer Sicht nicht optimal, da der Zählerstand CV eines Rückwärtszählers nicht negativ werden kann (er stoppt bei 0). Eine direkte Kopplung ohne Typkonvertierung wäre möglich, der Baustein dient hier aber als didaktisches Beispiel für die Umwandlung von Datentypen.

Q_NumericValue (Typ: isobus::UT::Q::Q_NumericValue)

  • Typ: Terminal‑Ausgabebaustein zur Darstellung eines numerischen Wertes
  • Parameter:
  • u16ObjId = OutputNumber_N1 → Objekt‑ID des numerischen Anzeigefeldes auf dem Terminal
  • Eingänge:
  • REQ (Ereignis) → löst die Aktualisierung der Anzeige aus
  • u32NewValue (UDINT) → neuer darzustellender Wert
  • Funktionsweise: Der Baustein sendet den übergebenen Wert an das konfigurierte Terminal‑Feld, sodass der Benutzer den aktuellen Zählerstand auf einem Display ablesen kann.

Programmablauf und Verbindungen

Der Ablauf der Übung wird durch die Ereignis‑ und Datenverbindungen im FBNetzwerk bestimmt:

  1. Ereignisauslösung
  2. Die beiden Digitaleingänge Input_CD und Input_LD erzeugen bei einem Signalwechsel das Ereignis IND.

  3. Beide Ereignisse werden auf den gleichen Ereigniseingang REQ des Zählers FB_CTD geschaltet. Das bedeutet: Jeder Tastendruck (egal ob CD oder LD) triggert eine Neuberechnung des Zählers.

  4. Datenkopplung

  5. Der Zählimpuls (CD) wird direkt vom Ausgang IN des Eingangsbausteins Input_CD an den Dateneingang FB_CTD.CD geführt.
  6. Der Ladeimpuls (LD) wird vom Ausgang IN des Input_LD an FB_CTD.LD angeschlossen.
  7. Der Zählerausgang Q wird an den Ausgabebaustein Output_Q1.OUT weitergegeben.

  8. Der aktuelle Zählerstand CV wird über den Konvertierungsbaustein F_INT_TO_UDINT an das Terminal Q_NumericValue.u32NewValue gesendet.

  9. Terminal‑Aktualisierung

  10. Sobald die Berechnung des Zählers abgeschlossen ist, wird das Ereignis CNF von FB_CTD ausgelöst.
  11. Dieses Ereignis triggert sowohl den Ausgabebaustein Output_Q1 als auch den Konvertierungsbaustein F_INT_TO_UDINT.
  12. Nach der Konvertierung feuert F_INT_TO_UDINT.CNF und aktualisiert die numerische Anzeige auf dem Terminal.

Lernziele dieser Übung: - Einsatz des IEC‑Rückwärtszählers FB_CTD (Abwärtszähler) in 4diac. - Kopplung von Hardwareeingängen und -ausgängen über logiBUS‑Bausteine. - Ausgabe eines Zählerwerts auf einem Terminal mithilfe eines isobus‑Bausteins. - Verständnis der Ereignis‑ und Datenflusssteuerung in einer SubApplikation.

Schwierigkeitsgrad: Einfach
Benötigte Vorkenntnisse: Grundlegende Bedienung der 4diac‑IDE, Verständnis von IEC 61131‑3 Funktionbausteinen.

Starten der Übung:
Laden Sie die Übung Uebung_215 aus dem Paket Uebungen in ein leeres Projekt. Verbinden Sie die Hardwareeingänge Input_I1 (CD) und Input_I2 (LD) mit Tastern und den Ausgang Output_Q1 mit einer Anzeige (z.B. Lampe). Das Terminal‑Objekt OutputNumber_N1 muss im Pool konfiguriert sein.

Zusammenfassung

In dieser Übung wurde ein vollständiger Rückwärtszähler gemäß IEC 61131‑3 aufgebaut. Der Zähler zählt bei Tastendruck an I1 von 10 abwärts, setzt sich bei Tastendruck an I2 zurück und aktiviert den Ausgang Q1, sobald der Wert 0 erreicht ist. Der aktuelle Zählerstand wird auf einem Terminal ausgegeben. Die Übung demonstriert die Integration von IEC‑Bausteinen mit logiBUS‑Hardware und isobus‑Visualisierung und vermittelt ein grundlegendes Verständnis für ereignisgesteuerte Automatisierungssysteme.