In der heutigen Folge unseres Automatisierungs-Podcasts tauchen wir tief in die Welt der SPS-Programmierung ein. Wir nehmen die Standardfunktionsbausteine für Zeitgeber unter die Lupe, wie sie in der internationalen Norm DIN EN 61131-3 (beziehungsweise IEC 61131-3) festgelegt sind.

Timer sind das Herzstück fast jeder Steuerung, aber wie funktionieren sie im Detail? Wir entschlüsseln für euch die drei wesentlichen Typen und ihre spezifischen Zeitdiagramme:

• TP (Puls): Der klassische Impulsgeber. Erfahrt, warum der Ausgang Q hier für eine voreingestellte Zeit PT aktiv bleibt, sobald eine steigende Flanke am Eingang erkannt wird – völlig unabhängig davon, wie lange das Eingangssignal ansteht.
• TON (Einschaltverzögerung): Warum schaltet der Ausgang erst nach Ablauf der Zeit durch? Wir klären, warum der Eingang für die gesamte Dauer von PT auf TRUE bleiben muss und was passiert, wenn das Signal vorzeitig abbricht.
• TOF (Ausschaltverzögerung): Das Gegenstück zur Einschaltverzögerung. Wir besprechen, wie der Ausgang sofort auf TRUE geht und erst nach dem Abfallen des Eingangssignals die Zeit PT zu laufen beginnt.

Außerdem werfen wir einen Blick auf die technischen Feinheiten:

• Datentypen: Was ist der Unterschied zwischen TIME und dem hochauflösenden LTIME (64-Bit-Ganzzahl in Nanosekunden)?.
• Überladen: Wir erklären das Konzept, warum Standard-Zeitgeber sowohl mit Standard-Zeitwerten als auch mit Langzeitwerten arbeiten können.
• Schnittstellen: Ein Blick auf die Belegung mit IN, PT, Q und die abgelaufene Zeit ET.
• Verhalten bei Systemstart: Was passiert mit den Timer-Werten bei einem Kaltstart oder Warmstart der Ressource?.

Egal ob ihr mit Strukturiertem Text (ST), Kontaktplan (KOP) oder der Funktionsbausteinsprache (FBS) arbeitet – diese Grundlagen sind für jeden SPS-Programmierer unverzichtbar.

Hört rein und werdet zum Experten für Zeitabläufe in der Automatisierungstechnik!

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IEC 61499 vs. 61131: Notwendige Evolution oder überflüssige Komplikation für das IIoT?

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IEC 61499: So gewinnt die moderne Automation – Strategien für mehr Reichweite und Business-Impact

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Der ECTU in der IEC 61499: Ereignisgesteuertes Zählen und warum der Minimalist im Maschinenbau überzeugt

Quelle: Diverse, auf Anfrage, basierend auf IEC 61499.

Der E_CTU (Event-driven Counter Up) ist ein Kernbestandteil der Standard-Bibliotheken in der IEC 61499 und veranschaulicht das Prinzip des ereignisgesteuerten Zählens. Diese Funktionalität ist typisch für die IEC 61499, welche das zyklische Ausführungsmodell der IEC 61131 durch ein ereignisorientiertes Ausführungsmodell ersetzt, um verteilte industrielle Leitsysteme zu definieren.

Kurzbeschreibung: E_CTU und Event-gesteuertes Zählen

Der E_CTU ist ein Funktionsbaustein (Function Block, FB), der speziell für die reaktive und ressourceneffiziente Umgebung der IEC 61499 konzipiert ist. Er wird nur dann aktiv, wenn ein spezifisches Ereignis eintrifft (Ereignis-getriebene Invokation).

Die Funktionalität des E_CTU basiert auf klaren Ereigniseingängen und Statusausgängen:

1. CU-Ereignis: Löst das Hochzählen aus, inkrementiert den aktuellen Zählwert (CV) um eins, erfasst den Vorgabewert (PV, Preset Value) und sendet das CUO-Ausgangsereignis.
2. R-Ereignis: Setzt den aktuellen Zählwert (CV) sofort auf Null (0), setzt den Ziel-erreicht-Ausgang (Q) auf FALSE und löst das RO-Ausgangsereignis aus.
3. Q-Ausgang: Wird auf TRUE gesetzt, sobald der aktuelle Zählwert (CV) den Vorgabewert (PV) erreicht oder überschreitet.

Warum der Minimalist überzeugt:

Das ereignisgesteuerte Paradigma der IEC 61499, wie es der E_CTU nutzt, bietet signifikante Vorteile im modernen Maschinenbau und für modulare Anlagen:

• Ressourceneffizienz: Der Baustein reagiert ganz gezielt auf Impulse und wird nicht, wie in zyklisch gescannten Systemen, ständig abgefragt. Dies spart Ressourcen und macht die gesamte Steuerung reaktiver.
• Klare Ausführungskontrolle: Im Gegensatz zur IEC 61131-3, die keine explizite Festlegung der Ausführungsreihenfolge ermöglicht, erlaubt die IEC 61499 dem Entwickler, die Abarbeitungsreihenfolge explizit festzulegen und dadurch eine gezielte Planung der Ausführung in verteilten Systemen zu realisieren.
• Kapselung und Wiederverwendbarkeit: Die IEC 61499 erzwingt die Anwendung von gekapselten Softwarekomponenten mit klar definierten Schnittstellen, was die Wiederverwendbarkeit von Funktionen wie dem E_CTU enorm erhöht und die Abhängigkeit von spezifischer Zielhardware minimiert.

Der E_CTU ist somit ein mächtiges, standardisiertes Werkzeug für Zähleraufgaben in der Automatisierung, das durch sein ereignisgesteuertes Design zur Leistungssteigerung und Ressourcenschonung in verteilten Systemen beiträgt.

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Meisterwissen 61499: Der Ereignisgesteuerte Aufwärtszähler (E_CTU) – Robustes Zählen in Landmaschinen-Steuerungen

Quelle:

DIN EN 61499-1:2014-09

Funktionsbausteine für industrielle Leitsysteme -

Teil 1: Architektur (IEC 61499-1:2012); Deutsche Fassung EN 61499-1:2013

IEC - International Electrotechnical CommissionDeutsches Institut für Normung

Podcast-Beschreibung: Meisterwissen 61499: Der Ereignisgesteuerte Aufwärtszähler (ECTU) – Robustes Zählen in Landmaschinen-Steuerungen

Willkommen zu einer neuen Ausgabe von "Meisterwissen 61499"! In dieser spezialisierten Episode beleuchten wir den Ereignisgesteuerten Aufwärtszähler (E_CTU), einen zentralen Baustein, der für das robuste Zählen in komplexen industriellen Leitsystemen konzipiert wurde.

Der E_CTU ist ein Basisfunktionsbausteintyp, dessen Verhalten durch einen Plan der Ausführungssteuerung (ECC) definiert ist. Wir erklären detailliert, wie dieser ereignisgesteuerte Funktionsbaustein arbeitet.

Kernfunktionen des E_CTU:

Der Zähler verfügt über spezifische Ereigniseingänge und Datenschnittstellen.

• Zählen und Rücksetzen: Der Baustein besitzt Eingänge für das Aufwärtszählen (CU) und das Rücksetzen (R). Das Auftreten eines CU-Ereignisses löst die Zählfunktion aus (CV := CV + 1), sofern der maximale Wert (CV < 65535) noch nicht erreicht ist. Das R-Ereignis setzt den Zähler (CV) und den Booleschen Ausgang (Q) auf Null zurück.
• Werte und Ausgänge: Der E_CTU verwendet den Einstellwert PV (Preset Value) als Eingabe und liefert den aktuellen Zählerwert CV (Current Value). Zusätzlich wird der boolesche Ausgang Q ausgegeben, der TRUE ist, wenn der aktuelle Wert den Einstellwert erreicht oder überschreitet (CV >= PV). Die Zählerwerte (CV und Q) sowie die Zählereignisse (CUO und RO) werden über die Ereignisausgänge des Bausteins ausgegeben.

DIN EN 61499 im Kontext:

Der E_CTU ist ein exemplarisches Element der Architektur nach DIN EN 61499-1. Diese Norm definiert Regeln für die Deklaration von Funktionsbausteintypen und deren Verwendung in verteilten industriellen Leitsystemen. Die Architektur stellt die Grundlage für Anwendungen dar, bei denen Interoperabilität und Portabilität zwischen Systemen verschiedener Lieferanten gewährleistet werden müssen.

Hören Sie, wie diese robusten, ereignisgesteuerten Zählmechanismen entscheidend für die zuverlässige Steuerung und Automatisierung in kritischen Anwendungen sind.

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Industrielle Automatisierung: Die Unsichtbaren Kräfte Hinter Deinem Alltag – Von Koffern bis zum Perfekten Apfel

Module 1.1 Software in Industrial Automation: Einführung in die Industrielle Automatisierung mit IEC 61499

Quelle: Module 1.1 Software in Industrial Automation.mp4 aus: UniversalAutomation.org, IEC 61499: primer course, Module 1: Software for industrial automation, Valeriy Vyatkin, Luleå University of Technology and Aalto University

IEC 61499: Fabrikautomation im Umbruch – Von der Vision zur industriellen Realität?

Quelle: ⁠https://universalautomation.org/ieee-etfa-2025/