Uebung_222: Standard IEC 61131-3 FB_CTUD_LINT (Vor-/Rückwärtszähler, LINT) mit Terminal-Ausgabe¶

Uebung_222_network

Einleitung¶

Diese Übung implementiert einen Vor-/Rückwärtszähler gemäß IEC 61131-3 (Typ FB_CTUD_LINT) mit einem Wertebereich vom Typ LINT. Die Zählerstände werden über eine logiBUS-I/O-Kopplung an digitale Eingänge (Taster) gesteuert und an digitale Ausgänge (Signalleuchten) ausgegeben. Zusätzlich wird der aktuelle Zählerstand über einen numerischen Terminalausgang (Q_NumericValue) dargestellt. Die Übung demonstriert den Einsatz eines komplexen Zählers sowie die Umwandlung von LINT nach UDINT für die Ausgabe, wobei ein Kommentar auf die Einschränkung der Umwandlung hinweist (keine negativen Werte darstellbar).

Verwendete Funktionsbausteine (FBs)¶

Die Übung enthält folgende Funktionsbausteine direkt auf der obersten Ebene (keine Sub-Bausteine):

FB_CTUD_LINT (Typ: iec61131::counters::FB_CTUD_LINT)
- Parameter: PV = LINT#10 (Voreinstellwert 10)
- Ereigniseingänge: REQ (Anforderung)
- Ereignisausgänge: CNF (Bestätigung)
- Dateneingänge: CU (Aufwärtszählimpuls), CD (Abwärtszählimpuls), R (Rücksetzen auf 0), LD (Laden von PV)
- Datenausgänge: QU (Aufwärtszähler erreicht PV), QD (Abwärtszähler erreicht 0), CV (aktueller Zählerstand)
- Funktionsweise: Der Baustein arbeitet als vorwärts/rückwärts zählender Timer mit 64‑Bit-Zähler (LINT). Bei jedem positiven Flanke an CU wird der Zähler erhöht, bei CD verringert. Über R wird auf 0 gesetzt, über LD auf den Wert von PV geladen. QU ist aktiv, wenn CV >= PV, QD aktiv, wenn CV <= 0.
Input_CU (Typ: logiBUS::io::DI::logiBUS_IX)
- Parameter: QI = TRUE, Input = Input_I1
- Ausgang: IN (digitaler Wert), IND (Ereignis bei Flanke)
Input_CD (Typ: logiBUS::io::DI::logiBUS_IX)
- Parameter: QI = TRUE, Input = Input_I2
Input_R (Typ: logiBUS::io::DI::logiBUS_IX)
- Parameter: QI = TRUE, Input = Input_I3
Input_LD (Typ: logiBUS::io::DI::logiBUS_IX)
- Parameter: QI = TRUE, Input = Input_I4
Output_QU (Typ: logiBUS::io::DQ::logiBUS_QX)
- Parameter: QI = TRUE, Output = Output_Q1
- Eingang: OUT (Wert), REQ (Ereignis)
Output_QD (Typ: logiBUS::io::DQ::logiBUS_QX)
- Parameter: QI = TRUE, Output = Output_Q2
Q_NumericValue (Typ: isobus::UT::Q::Q_NumericValue)
- Parameter: u16ObjId = OutputNumber_N1
- Eingang: REQ (Ereignis), u32NewValue (numerischer Wert)
- Funktionsweise: Dieser Baustein gibt einen 32‑Bit‑Wert (unsigned) auf eine numerische Anzeige im Terminal aus. Die Objekt-ID verweist auf einen vordefinierten Ausgabekanal.
F_LINT_TO_UDINT (Typ: iec61131::conversion::F_LINT_TO_UDINT)
- Eingang: REQ (Ereignis), IN (Wert vom Typ LINT)
- Ausgang: CNF (Ereignis), OUT (Wert vom Typ UDINT)
- Funktionsweise: Wandelt einen 64‑Bit‑Ganzzahlwert (LINT) in einen 32‑Bit‑vorzeichenlosen Wert (UDINT) um. Hinweis: Negative Eingangswerte können nicht korrekt dargestellt werden, da der Zielbereich nur positive Zahlen zulässt. Die Übung enthält einen Kommentar, der auf diese Einschränkung hinweist.

Programmablauf und Verbindungen¶

Die Steuerung erfolgt über vier digitale Eingänge (logiBUS), die als Taster dienen:

Input_I1 (CU): Aufwärtszählen
Input_I2 (CD): Abwärtszählen
Input_I3 (R): Zähler zurücksetzen auf 0
Input_I4 (LD): Zähler auf Voreinstellwert PV (=10) laden

Jeder Eingangsbaustein erzeugt bei einer positiven Flanke ein Ereignis (IND). Diese Ereignisse werden auf den Ereigniseingang REQ des Zählerbausteins FB_CTUD_LINT geschaltet. Der Zähler reagiert dann auf den entsprechenden Dateneingang (CU, CD, R, LD).

Die Datenverbindungen übertragen die logischen Zustände der Taster:

Input_CU.IN → FB_CTUD_LINT.CU
Input_CD.IN → FB_CTUD_LINT.CD
Input_R.IN → FB_CTUD_LINT.R
Input_LD.IN → FB_CTUD_LINT.LD

Nach einer Verarbeitung des Zählers wird das Bestätigungsereignis (CNF) an mehrere Ausgänge weitergeleitet:

Output_QU.REQ und Output_QD.REQ → aktualisiert die digitalen Ausgänge
F_LINT_TO_UDINT.REQ → startet die Typumwandlung

Die Datenausgänge QU und QD steuern die digitalen Ausgänge:

FB_CTUD_LINT.QU → Output_QU.OUT (Ausgangsklemme Output_Q1)
FB_CTUD_LINT.QD → Output_QD.OUT (Ausgangsklemme Output_Q2)

Der aktuelle Zählerstand (CV) wird über die Umwandlung F_LINT_TO_UDINT geleitet:

FB_CTUD_LINT.CV → F_LINT_TO_UDINT.IN
F_LINT_TO_UDINT.OUT → Q_NumericValue.u32NewValue

Nach erfolgreicher Umwandlung löst F_LINT_TO_UDINT.CNF das Ereignis Q_NumericValue.REQ aus, wodurch der Wert auf dem Terminal angezeigt wird.

Lernziele: - Einführung in IEC 61131-3 Zählerbausteine (CTUD) mit großer Datenbreite - Verwendung von logiBUS-Ein-/Ausgabebaugruppen - Typkonvertierung und deren Fallstricke (keine negativen Zahlen bei UDINT) - Ereignisgesteuerte Ablaufsteuerung in 4diac

Hinweis: Die Übung setzt Grundkenntnisse der 4diac-IDE und der logiBUS-Konfiguration voraus. Die Eingänge müssen mit realen oder simulierten Tastern verbunden werden; die Ausgänge mit Leuchten oder Statusanzeigen.

Zusammenfassung¶

Die Übung 222 realisiert einen universellen Vor-/Rückwärtszähler (FB_CTUD_LINT) mit einem 64‑Bit-Zählbereich, gesteuert durch vier Tastereingänge. Zwei digitale Ausgänge zeigen die Zustände QU (Maximum erreicht) und QD (Minimum erreicht) an, während ein Terminal den aktuellen Zahlwert ausgibt. Die notwendige Typumwandlung von LINT nach UDINT ist bewusst als Problemfall dokumentiert, um auf die mögliche Fehlinterpretation negativer Werte hinzuweisen. Der Entwurf folgt dem IEC-61131-3-Standard und erlaubt eine einfache Erweiterung für andere Zählparameter.