Wiki-Quellcode von Entwurfsmuster für die Steuerungstechnik

Version 66.1 von Malik Ruzic am 2024/01/22 17:33

version	line-number	content
42.1	1	{{info}}
	2	Auf dieser Wiki-Seite werden Entwurfsmuster für steuerungstechnische Anwendungen vorgestellt.
	3	{{/info}}
	4
	5	{{box title="Entwurfsmuster"}}
	6	{{toc/}}
	7	{{/box}}
	8
	9	----
	10
	11	= Verhalten =
	12
	13	== Weiche Verriegelung ==
	14
	15	(% class="table-bordered" style="margin-right:auto" %)
	16	\|(% style="width:178px" %)(((
	17	Name
	18	)))\|(% style="width:837px" %)Weiche Verriegelung
	19	\|(% style="width:178px" %)Problem\|(% style="width:837px" %)(((
	20	(((
	21	Bestimmte Speicherglieder dürfen nicht gleichzeitig gesetzt sein
	22	)))
	23	)))
	24	\|(% style="width:178px" %)(((
	25	Ziel
	26	)))\|(% style="width:837px" %)(((
	27	(((
	28	Gegenseitiges Verriegeln der Speicherglieder über den Setz- oder Rücksetzeingang durch die Setzbedingungen
	29	)))
	30	)))
	31	\|(% style="width:178px" %)Lösungsprinzip\|(% style="width:837px" %)(((
	32	(((
	33	Verriegelung über Setzeingang: Die Setzbedingung für #A1 verhindert, dass #A2 gesetzt wird. Die Setzbedingung für #A2 verhindert, dass #A1 gesetzt wird.
	34	)))
	35
	36	(((
	37	Verriegelung über Rücksetzeingang: Die Setzbedingung für #A1 unterdrückt #A2. Die Setzbedingung für #A2 unterdrückt #A1.
	38	)))
	39	)))
	40	\|(% style="width:178px" %)Vorteile\|(% style="width:837px" %)(((
	41	(((
	42	Steuerung von komplexen Abläufen durch Verknüpfung von mehreren weichen Verriegelungen möglich
	43	)))
	44	)))
	45	\|(% style="width:178px" %)Nachteile\|(% style="width:837px" %)(((
	46	(((
	47	Verriegelung über Setzeingang: Wenn #A1 gesetzt wurde und #S1 nicht mehr aktiv ist, dann kann #A2 gesetzt werden (s. Zeitdiagramm). Dadurch sind zwei Speicherglieder gleichzeitig aktiv (Fehleranfälligkeit).
	48	)))
	49
	50	(((
	51	Wenn sich die Setzbedingung eines Speichergliedes ändert, dann muss das andere Speicherglied ebenfalls angepasst werden (Begrenzte Flexibilität).
	52
	53	Das Hinzufügen oder Entfernen von Bedingungen erfordert möglicherweise umfangreiche Änderungen an der Verknüpfung der Bausteine.
	54	)))
	55	)))
	56
63.1	57	[[image:Weiche Verriegelung Setz.png\|\|data-xwiki-image-style-alignment="center" style="max-width:750px"]]
42.1	58
63.1	59	[[image:Weiche Verriegelung Rücksetz.png\|\|data-xwiki-image-style-alignment="center" style="max-width:750px"]]
42.1	60
	61	----
	62
	63	== Harte Verriegelung ==
	64
	65	=== Wechselseitiger Ausschluss ===
	66
	67	(% class="table-bordered" style="margin-right:auto" %)
	68	\|(% style="width:178px" %)(((
	69	Name
	70	)))\|(% style="width:837px" %)Wechselseitiger Ausschluss
	71	\|(% style="width:178px" %)Problem\|(% style="width:837px" %)(((
	72	(((
	73	Mehrere Anlagenteile oder Komponenten arbeiten gleichzeitig und führen so zu Überlastung gemeinsam genutzter Ressourcen, widersprüchlichen Aktivitäten, mechanischer Verklemmung, und im weiteren Verlauf gefährlichen Zuständen.
	74
	75	Beispiele: Tür auf/zu, vorwärts/rückwärts, Laden/Entladen, Befüllen und Entleeren ..
	76	)))
	77	)))
	78	\|(% style="width:178px" %)(((
	79	Ziel
	80	)))\|(% style="width:837px" %)(((
	81	(((
	82	Verhinderung des gleichzeitigen Betriebes mehrere Anlagenteile, wechselseitiger Ausschluss bei Nutzung einer gemeinsamen Ressource
	83	)))
	84	)))
	85	\|(% style="width:178px" %)Lösungsprinzip\|(% style="width:837px" %)(((
	86	(((
	87	SR-FlipFlops, die sich gegenseitig deaktivieren/verriegeln über Rückkopplung ihrer Zustände auf die Setz- oder Rücksetzeingänge, Zustandswechsel nur durch RESET des aktiven Zustands möglich (harte Verriegelung)
	88	)))
	89
	90	(((
	91	Umsetzung OHNE Rückkopplung mit inversen Setz/Rücksetzbedingungen (weiche Verriegelung , fehleranfällig).
	92	)))
	93	)))
	94	\|(% style="width:178px" %)Vorteile\|(% style="width:837px" %)(((
	95	(((
	96	Es wird zugesichert, dass beim Einschalten einer Maschine die restlichen Teilnehmer nicht betriebsbereit sind und verriegelt werden.
	97	)))
	98
	99	(((
	100	Reduktion von Code durch Wiederverwendung (Setzbedingung des einen Teilnehmers ist gleichzeitig die Bedingung zur Stilllegung des „Konkurrenten“ und muss nur einmal programmiert werden) und Konsistenz bei Änderung einer Setz- oder Rücksetzbedingung.
	101	)))
	102	)))
	103	\|(% style="width:178px" %)Nachteile\|(% style="width:837px" %)(((
	104	(((
	105	Umsetzung über den RESET Eingang nur mit rücksetzdominantem FlipFlop möglich
	106	)))
	107
	108	(((
	109	Anlaufverhalten mit beiden Setzbedingungen aktiv für zu einer "race condition", d.h. resultierendes Verhalten ist abhängig von Aufrufreihenfolge!
	110	)))
	111	)))
	112
63.1	113	[[image:Harte Verriegelung Setz 2.png\|\|data-xwiki-image-style-alignment="center" style="max-width:750px"]]
42.1	114
63.1	115	[[image:Harte Verriegelung Rücksetz.png\|\|data-xwiki-image-style-alignment="center" style="max-width:750px"]]
42.1	116
	117	----
	118
	119	=== Einseitige Verriegelung ===
	120
	121	(% class="table-bordered" style="margin-right:auto" %)
	122	\|(% style="width:178px" %)(((
	123	Name
	124	)))\|(% style="width:837px" %)Einseitige Verriegelung
	125	\|(% style="width:178px" %)Problem\|(% style="width:837px" %)(((
	126	(((
	127	Bestimmte Speicherglieder dürfen nicht gleichzeitig gesetzt sein. Zum Beispiel darf bei einer Wendeschützschaltung das Rechts- und Linkslaufschütz niemals gleichzeitig aktiv sein.
	128	)))
	129	)))
	130	\|(% style="width:178px" %)(((
	131	Ziel
	132	)))\|(% style="width:837px" %)(((
	133	(((
	134	Ein höherpriorer Zustand (Speicherglied) unterbricht bzw. unterdrückt einen niederprioren Zustand.
	135	)))
	136	)))
	137	\|(% style="width:178px" %)Lösungsprinzip\|(% style="width:837px" %)(((
	138	(((
	139	Verriegelung über Rücksetzeingang: Der niederpriore Zustand wird rückgesetzt oder kann nicht gesetzt werden, wenn der hochpriore Zustand gesetzt ist.
	140	)))
	141
	142	(((
	143	Verriegelung über Setzeingang: Der niederpriore Zustand kann nur gesetzt werden, wenn der hochpriore Zustand nicht aktiv ist.
	144	)))
	145	)))
	146	\|(% style="width:178px" %)Vorteile\|(% style="width:837px" %)(((
	147	(((
	148	Priorität eines Zustandes frei wählbar (Hoch bzw. Niedrig)
	149	)))
	150	)))
	151	\|(% style="width:178px" %)Nachteile\|(% style="width:837px" %)(((
	152	(((
	153	Verriegelung über den Rücksetzeingang: funktioniert nur mit einem rücksetzdominanten SR-FlipFlop
	154	)))
	155
	156	(((
	157	Verriegelung über Setzeingang: Ein hochpriorer Zustand unterdrückt einen niederprioren Zustand, aber eine Unterbrechung ist nicht möglich.
	158	)))
	159	)))
	160
63.1	161	[[image:Einseitige Verriegelung Setz.png\|\|data-xwiki-image-style-alignment="center" style="max-width:750px"]]
42.1	162
63.1	163	[[image:Einseitige Verriegelung Rücksetz.png\|\|data-xwiki-image-style-alignment="center" style="max-width:750px"]]
42.1	164
	165	----
	166
	167	=== Reihenfolgeverriegelung ===
	168
	169	(% class="table-bordered" style="margin-right:auto" %)
	170	\|(% style="width:178px" %)(((
	171	Name
	172	)))\|(% style="width:837px" %)Reihenfolgeverriegelung
	173	\|(% style="width:178px" %)Problem\|(% style="width:837px" %)(((
63.1	174	(((
42.1	175	Zur Sicherung der Maschinen muss eine bestimmte Reihenfolge beim Einschalten gehalten werden.
	176	)))
	177	)))
	178	\|(% style="width:178px" %)(((
	179	Ziel
	180	)))\|(% style="width:837px" %)(((
63.1	181	(((
42.1	182	Eine Maschine soll erst betriebsbereit sein, wenn die vorhergehende Maschine eingeschaltet ist.
	183	)))
	184	)))
	185	\|(% style="width:178px" %)Lösungsprinzip\|(% style="width:837px" %)(((
63.1	186	(((
42.1	187	Eine Reihenfolgeverriegelung liegt vor, wenn Speicherfunktionen nur in einer ganz bestimmten festgelegten Reihenfolge gesetzt werden dürfen.
	188	)))
63.1	189
	190	(((
42.1	191	Damit eine Speicherfunktion gesetzt werden kann, muss zuvor ein anderer Speicher gesetzt sein.
	192	)))
	193	)))
	194	\|(% style="width:178px" %)Vorteile\|(% style="width:837px" %)(((
	195	(((
63.1	196	Die Einschaltreihenfolge ist frei wählbar
	197
	198	Die Abfolge der Schritte kann flexibel angepasst und geändert werden. Dies ermöglicht eine einfache Anpassung an unterschiedliche Anforderungen und Bedingungen.
42.1	199	)))
	200	)))
	201	\|(% style="width:178px" %)Nachteile\|(% style="width:837px" %)(((
63.1	202	(((
42.1	203	Beim Ausschalten ist nur eine Reihenfolge möglich
	204	)))
	205	)))
	206
63.1	207	[[image:Reihenfolgeverriegelung Setz.png\|\|data-xwiki-image-style-alignment="center" style="max-width:750px"]]
42.1	208
63.1	209	[[image:Reihenfolgeverriegelung Rücksetz.png\|\|data-xwiki-image-style-alignment="center" style="max-width:750px"]]
42.1	210
63.1	211	[[image:Reihenfolgeverriegelung Rücksetz u Setz.png\|\|data-xwiki-image-style-alignment="center" style="max-width:750px"]]
42.1	212
	213	----
	214
	215	== Bedienanforderung ==
	216
	217	=== Verzögerte Bedienanforderung ===
	218
	219	(% class="table-bordered" style="margin-right:auto" %)
	220	\|(% style="width:178px" %)(((
	221	Name
	222	)))\|(% style="width:837px" %)Verzögerte Bedienanforderung
	223	\|(% style="width:178px" %)Problem\|(% style="width:837px" %)(((
63.1	224	(((
42.1	225	Eine Bedienanforderung soll verspätet starten.
	226	)))
	227	)))
	228	\|(% style="width:178px" %)(((
	229	Ziel
	230	)))\|(% style="width:837px" %)(((
63.1	231	(((
42.1	232	Nach dem Betätigen der Bedienanforderung wird eine gewisse Zeit gewartet bevor es übertragen wird.
	233	)))
	234	)))
	235	\|(% style="width:178px" %)Lösungsprinzip\|(% style="width:837px" %)(((
63.1	236	(((
42.1	237	Mit einem TON wird das Signal aufgenommen und gewartet bis die zuvor festgelegte Zeit abgelaufen ist, erst dann wird das Signal übertragen.
	238	)))
	239	)))
	240	\|(% style="width:178px" %)Vorteile\|(% style="width:837px" %)(((
	241	(((
63.1	242	Unbeabsichtigte oder versehentliche Aktivierungen von Bedienanforderungen werden nicht wahrgenommen. Somit wird die Sicherheit des Systems und der Anlagen erhöht.
42.1	243	)))
	244	)))
	245	\|(% style="width:178px" %)Nachteile\|(% style="width:837px" %)(((
	246	(((
63.1	247	Wenn die Bedienanforderung zu kurz ist, wird sie nicht übertragen.
42.1	248	)))
	249	)))
	250
63.1	251	[[image:vBA Mus.png\|\|data-xwiki-image-style-alignment="center" style="max-width:750px"]]
42.1	252
	253	----
	254
	255	=== Verzögerte Bedienanforderung mit Nachlauf ===
	256
	257	(% class="table-bordered" style="margin-right:auto" %)
	258	\|(% style="width:178px" %)(((
	259	Name
	260	)))\|(% style="width:837px" %)Verzögerte Bedienanforderung mit Nachlauf
	261	\|(% style="width:178px" %)Problem\|(% style="width:837px" %)(((
63.1	262	(((
42.1	263	Verzögerte Übertragung und Verlängerung der Bedienanforderung
	264	)))
	265	)))
	266	\|(% style="width:178px" %)(((
	267	Ziel
	268	)))\|(% style="width:837px" %)(((
63.1	269	(((
42.1	270	Die Bedienanforderung beginnt später und endet verzögert (mit Nachlauf)
	271	)))
	272	)))
	273	\|(% style="width:178px" %)Lösungsprinzip\|(% style="width:837px" %)(((
	274	(((
63.1	275	Die BA wird zwischengespeichert, solange der TON nicht abgelaufen ist.
	276
	277	Danach wird das Signal an den TOF übertragen.
	278
	279	Somit wird für XXXs ein Signal an den Ausgang angelegt und gleichzeitig der zwischengespeicherte Wert gelöscht.
42.1	280	)))
	281	)))
	282	\|(% style="width:178px" %)Vorteile\|(% style="width:837px" %)(((
	283	(((
63.1	284	Kurz gedrückte BA werden auch übertragen
	285
	286	Lang gedrückte BA werden nach Ablauf der Zeit unterdrückt
42.1	287	)))
	288	)))
	289	\|(% style="width:178px" %)Nachteile\|(% style="width:837px" %)(((
	290	(((
63.1	291	Die Bedienanforderung kann nicht rückgängig gemacht werden.
42.1	292	)))
	293	)))
	294
63.1	295	[[image:vBA mit Nachlauf Mus.png\|\|data-xwiki-image-style-alignment="center" style="max-width:750px"]]
42.1	296
	297	----
	298
	299	=== Selbstlöschung ===
	300
	301	(% class="table-bordered" style="margin-right:auto" %)
	302	\|(% style="width:178px" %)(((
	303	Name
	304	)))\|(% style="width:837px" %)Selbstlöschung
	305	\|(% style="width:178px" %)Problem\|(% style="width:837px" %)(((
63.1	306	(((
42.1	307	Entwicklung eines befristeten Betriebszustand
	308	)))
	309	)))
	310	\|(% style="width:178px" %)(((
	311	Ziel
	312	)))\|(% style="width:837px" %)(((
63.1	313	(((
42.1	314	Nach dem Einschalten wird das Gerät für eine bestimmte Zeit laufen und dann automatisch ausgeschaltet.
	315	)))
	316	)))
	317	\|(% style="width:178px" %)Lösungsprinzip\|(% style="width:837px" %)(((
63.1	318	(((
42.1	319	Nach Ablauf der Zeit xxx wird durch den RESET-Eingang das Signal unterbrochen.
	320	)))
	321	)))
	322	\|(% style="width:178px" %)Vorteile\|(% style="width:837px" %)(((
	323	(((
63.1	324	Die Dauer der Verzögerung kann flexibel angepasst werden. Dadurch kann das Muster an unterschiedliche Anforderungen und Bedingungen angepasst werden.
42.1	325	)))
	326	)))
	327	\|(% style="width:178px" %)Nachteile\|(% style="width:837px" %)(((
	328	(((
63.1	329	Wenn eine Bedienanforderung deutlich länger als xxx Sekunden aktiv ist, dann wird #A1 nur für einen Zyklus rückgesetzt und ist danach wieder aktiv. Die Selbstlöschung verliert an Wirkung.
42.1	330	)))
	331	)))
	332
63.1	333	[[image:Selbstlöschung Mus.png\|\|data-xwiki-image-style-alignment="center" style="max-width:750px"]]
42.1	334
	335	----
	336
	337	=== Verlängerter Impuls ===
	338
	339	(% class="table-bordered" style="margin-right:auto" %)
	340	\|(% style="width:178px" %)(((
	341	Name
	342	)))\|(% style="width:837px" %)Verlängerter Impuls
	343	\|(% style="width:178px" %)Problem\|(% style="width:837px" %)(((
63.1	344	(((
42.1	345	Manche Funktionen nehmen nur Impulse wahr wenn sie eine bestimmte Länge haben. Kurze Impulse werden ignoriert.
	346	)))
	347	)))
	348	\|(% style="width:178px" %)(((
	349	Ziel
	350	)))\|(% style="width:837px" %)(((
63.1	351	(((
42.1	352	Einen Impuls für eine Zeit XXX verlängern
	353	)))
	354	)))
	355	\|(% style="width:178px" %)Lösungsprinzip\|(% style="width:837px" %)(((
63.1	356	(((
42.1	357	Mit eine TP-Baustein wird der Impuls zwischengespeichert und für eine Zeit XXXs übertragen.
	358	)))
	359	)))
	360	\|(% style="width:178px" %)Vorteile\|(% style="width:837px" %)(((
	361	(((
63.1	362	Kurze Impulse werden verlängert, um von anderen Funktionen wahrgenommen werden zu können.
42.1	363	)))
	364	)))
	365	\|(% style="width:178px" %)Nachteile\|(% style="width:837px" %)(((
	366	(((
63.1	367	Wenn der Eingangsimpuls länger als XXX s ist, wird das Ausgangssignal genau XXX s lang aktiv sein.
42.1	368	)))
	369	)))
	370
63.1	371	[[image:Verlängerter Impuls Mus 2.png\|\|data-xwiki-image-style-alignment="center" style="max-width:750px"]]
42.1	372
	373	----
	374
	375	== Dienst ==
	376
	377	=== PWM-Generator ===
	378
	379	(% class="table-bordered" style="margin-right:auto" %)
	380	\|(% style="width:178px" %)(((
	381	Name
	382	)))\|(% style="width:837px" %)PWM-Generator
	383	\|(% style="width:178px" %)Problem\|(% style="width:837px" %)(((
63.1	384	(((
42.1	385	Für einige Anwendungen wird ein pulsweitenmoduliertes Signal benötigt.
	386	)))
	387	)))
	388	\|(% style="width:178px" %)(((
	389	Ziel
	390	)))\|(% style="width:837px" %)(((
63.1	391	(((
42.1	392	Erstellung eines pulsweitenmodulierten Signals durch die Verwendung von Zeitgebern
	393	)))
	394	)))
	395	\|(% style="width:178px" %)Lösungsprinzip\|(% style="width:837px" %)(((
63.1	396	TP erzeugt einen t,,puls,, langen Impuls, welcher negiert am Eingang des TONs anliegt.
	397
	398	Nach Ablauf der Zeit t,,puls,,, wird der TON aktiv
	399
	400	Nach einer Nachlaufzeit von t,,pause,,, wird ein neuer t,,puls,, langer Impuls von TP erzeugt
42.1	401	)))
	402	\|(% style="width:178px" %)Vorteile\|(% style="width:837px" %)(((
63.1	403	Unterschiedliche Modulationsgrade und Frequenzen sind einstellbar
42.1	404	)))
	405	\|(% style="width:178px" %)Nachteile\|(% style="width:837px" %)(((
	406
	407	)))
	408
63.1	409	[[image:PWM Mus.png\|\|data-xwiki-image-style-alignment="center" style="max-width:750px"]]
42.1	410
	411	----
	412
	413	== Binäre Filter ==
	414
	415	=== Binärer Hochpassfilter ===
	416
	417	(% class="table-bordered" style="margin-right:auto" %)
	418	\|(% style="width:178px" %)(((
	419	Name
	420	)))\|(% style="width:837px" %)Binärer Hochpassfilter
	421	\|(% style="width:178px" %)Problem\|(% style="width:837px" %)(((
63.1	422	(((
42.1	423	Die Wirkung von niederfrequenten binären Signalen soll unterdrückt werden.
	424	)))
	425	)))
	426	\|(% style="width:178px" %)(((
	427	Ziel
	428	)))\|(% style="width:837px" %)(((
	429	(((
63.1	430	Signale mit einer niedrigen Frequenz herausfiltern
	431
	432	Signale mit einer hohen Frequenz zulassen
42.1	433	)))
	434	)))
	435	\|(% style="width:178px" %)Lösungsprinzip\|(% style="width:837px" %)(((
63.1	436	Ein hochfrequentes Signal am Eingang des TOFs erzeugt ein konstant aktives Ausgangssignal des TOFs. Der TON übermittelt das Signal nach Ablauf der vorher festgelegten Zeit.
	437
	438	Ein niederfrequentes Signal am Eingang des TOFs führt zu einem Ausgangssignal, welches nicht permanent aktiv ist. Der TON gibt kein Signal nach Ablauf der festgelegten Zeit weiter, weil das Signal am Eingang vom TON inaktiv wird, bevor die Verzögerungszeit abgelaufen ist.
42.1	439	)))
	440	\|(% style="width:178px" %)Vorteile\|(% style="width:837px" %)(((
63.1	441	Unterschiedliche Grenzfrequenzen sind einstellbar
42.1	442	)))
	443	\|(% style="width:178px" %)Nachteile\|(% style="width:837px" %)(((
	444	(((
63.1	445	Dauer/Länge von Puls und Pause müssen bekannt sein … oder Tastverhältnis und Periode.
	446
	447	Bei Nadelimpulsen auch eine Zeitschranke, wie lange die Grenzfrequenz überschritten wird. Alternative: Geschwindigkeitsermittlung mit Zähler
42.1	448	)))
	449	)))
	450
63.1	451	[[image:HP Mus.png\|\|data-xwiki-image-style-alignment="center" style="max-width:750px"]]
42.1	452
63.1	453	[[image:HP Alt.png\|\|data-xwiki-image-style-alignment="center" style="max-width:750px"]]
42.1	454
	455	----
	456
	457	=== Binärer Tiefpassfilter ===
	458
	459	(% class="table-bordered" style="margin-right:auto" %)
	460	\|(% style="width:178px" %)(((
	461	Name
	462	)))\|(% style="width:837px" %)Binärer Tiefpassfilter
	463	\|(% style="width:178px" %)Problem\|(% style="width:837px" %)(((
63.1	464	(((
42.1	465	Die Wirkung von hochfrequenten binären Signalen soll unterdrückt werden.
	466	)))
	467	)))
	468	\|(% style="width:178px" %)(((
	469	Ziel
	470	)))\|(% style="width:837px" %)(((
	471	(((
63.1	472	Signale mit einer hohen Frequenz herausfiltern
	473
	474	Signale mit einer niedrigen Frequenz zulassen
42.1	475	)))
	476	)))
	477	\|(% style="width:178px" %)Lösungsprinzip\|(% style="width:837px" %)(((
63.1	478	Ein hochfrequentes Signal am Eingang des TOFs erzeugt ein konstant aktives Ausgangssignal des TOFs. Der Ausgang des TONs ist negiert, wodurch nach Ablauf der Verzögerungszeit kein Signal übermittelt wird.
	479
	480	Ein niederfrequentes Signal am Eingang des TOFs führt zu einem Ausgangssignal, welches nicht permanent aktiv ist. Durch die Negation am Ausgang des TONs wird ein konstantes Signal übermittelt.
42.1	481	)))
	482	\|(% style="width:178px" %)Vorteile\|(% style="width:837px" %)(((
63.1	483	Unterschiedliche Grenzfrequenzen sind einstellbar
42.1	484	)))
	485	\|(% style="width:178px" %)Nachteile\|(% style="width:837px" %)(((
	486	(((
63.1	487	Dauer/Länge von Puls und Pause müssen bekannt sein … oder Tastverhältnis und Periode.
	488
	489	Bei Nadelimpulsen auch eine Zeitschranke, wie lange die Grenzfrequenz überschritten wird. Alternative: Geschwindigkeitsermittlung mit Zähler
	490
	491	Bei hochfrequenten Signalen liefert der Tiefpass für t,,D,,-Sekunden ein High-Signal. Bei der Tiefpass-Alternative ist dieses kurzzeitige High-Signal nicht vorhanden.
42.1	492	)))
	493	)))
	494
63.1	495	[[image:TP Mus.png\|\|data-xwiki-image-style-alignment="center" style="max-width:750px"]]
42.1	496
63.1	497	[[image:TP Alt.png\|\|data-xwiki-image-style-alignment="center" style="max-width:750px"]]
42.1	498
	499	----
	500
	501	=== Binärer Bandpassfilter ===
	502
	503	(% class="table-bordered" style="margin-right:auto" %)
	504	\|(% style="width:178px" %)(((
	505	Name
	506	)))\|(% style="width:837px" %)Binärer Bandpassfilter
	507	\|(% style="width:178px" %)Problem\|(% style="width:837px" %)(((
63.1	508	(((
42.1	509	Binäre Signale, welche in einem bestimmten Frequenzband liegen, sollen zugelassen werden.
	510	)))
	511	)))
	512	\|(% style="width:178px" %)(((
	513	Ziel
	514	)))\|(% style="width:837px" %)(((
	515	(((
63.1	516	Frequenzen, welche oberhalb der unteren Grenzfrequenz und unterhalb der oberen Grenzfrequenz liegen, werden zugelassen
	517
	518	Frequenzen unter- und oberhalb des Frequenzbands werden herausgefiltert
42.1	519	)))
	520	)))
	521	\|(% style="width:178px" %)Lösungsprinzip\|(% style="width:837px" %)(((
63.1	522	Der Hochpass lässt alle Frequenzen oberhalb der unteren Grenzfrequenz (f,,Low,,) zu
	523
	524	Der Tiefpass lässt alle Frequenzen unterhalb der oberen Grenzfrequenz (f,,High,,) zu
	525
	526	Die Ausgänge des Hoch- und Tiefpasses werden UND-verknüpft, sodass nur Frequenzen zugelassen werden, welche im Frequenzband liegen.
42.1	527	)))
	528	\|(% style="width:178px" %)Vorteile\|(% style="width:837px" %)(((
63.1	529	Man kann verschiedene Frequenzbänder einstellen.
42.1	530	)))
	531	\|(% style="width:178px" %)Nachteile\|(% style="width:837px" %)(((
63.1	532	Es ergeben sich dieselben Nachteile wie beim Hoch- und Tiefpass.
42.1	533	)))
	534
63.1	535	[[image:BP Mus.png\|\|data-xwiki-image-style-alignment="center" style="max-width:750px"]]
42.1	536
	537
	538	(% style="font-size:20px" %)Bestimmung der Nachlauf- und Verzögerungszeiten
	539
	540	(% class="table-hover" %)
	541	\|(((
	542	Hochpass: Auslegung für gewünschtes f,,Low,,
	543
	544	* f,,Low,, wird frei gewählt, T,,Low,, = 1/f,,Low,,
	545
	546	1. t,,N,Hp,, ≥ t,,pause,,
	547	1. T,,Low,, = t,,puls,, + t,,N,Hp,, → t,,N,Hp,, = T,,Low,, – t,,puls,,
	548
	549	* t,,N,Hp,, muss Ungleichung 1 und Gleichung 2 erfüllen
	550
	551	3. t,,D,Hp,, ≥ t,,puls,, + t,,N,Hp,, = T,,Low,,
	552
	553	* t,,D,Hp,, muss Ungleichung 3 erfüllen
	554	)))\|(((
	555	Tiefpass: Auslegung für gewünschtes f,,High,,
	556
	557	* f,,High,, wird frei gewählt, T,,High,, = 1/f,,High,,
	558
	559	1. t,,N,TP,, < t,,pause,,
	560	1. T,,High,, = t,,puls,, + t,,N,TP,, → t,,N,TP,, = T,,High,, – t,,puls,,
	561
	562	* t,,N,TP,, muss Ungleichung 1 und Gleichung 2 erfüllen
	563
	564	3. t,,D,TP,, ≥ t,,puls,, + t,,N,TP,, = T,,High,,
	565
	566	* t,,D,TP,, muss Ungleichung 3 erfüllen
	567	)))
	568
	569	----
	570
	571	== Geschwindigkeitsberechnung ==
	572
	573	(% class="table-bordered" style="margin-right:auto" %)
	574	\|(% style="width:178px" %)(((
	575	Name
	576	)))\|(% style="width:837px" %)Geschwindigkeitsberechnung
	577	\|(% style="width:178px" %)Problem\|(% style="width:837px" %)(((
63.1	578	(((
42.1	579	Bestimmung der Geschwindigkeit eines Signals
	580	)))
	581	)))
	582	\|(% style="width:178px" %)(((
	583	Ziel
	584	)))\|(% style="width:837px" %)(((
63.1	585	Geschwindigkeitsmessung über Zählen der Flanken in einem festen Intervall
42.1	586	)))
	587	\|(% style="width:178px" %)Lösungsprinzip\|(% style="width:837px" %)(((
63.1	588	Das Eingangssignal wird auf positive Flanken überwacht.
	589
	590	Der Timer wird gestartet, wenn eine positive Flanke erkannt und #Start aktiviert wurde.
	591
	592	Der Timer läuft für das festgelegte Intervall.
	593
	594	Der Zähler wird um 1 erhöht, wenn innerhalb des Intervalls eine Flanke erkannt wird.
	595
	596	Der Zählerstand wird durch das Intervall dividiert und das Ergebnis wird in die Variable #Speed geschrieben.
42.1	597	)))
	598	\|(% style="width:178px" %)Vorteile\|(% style="width:837px" %)(((
63.1	599	Die Geschwindigkeitsberechnung trägt zur Sicherheit bei. Durch die Überwachung der Geschwindigkeit können potenziell gefährliche Situationen erkannt und Sicherheitsmaßnahmen aktiviert werden, um Verletzungen oder Schäden zu vermeiden.
42.1	600	)))
	601	\|(% style="width:178px" %)Nachteile\|(% style="width:837px" %)(((
63.1	602	#Start und #Reset müssen manuell aktiviert werden
	603
	604	Ungenaue Messungen können zu falschen Berechnungen führen
42.1	605	)))
	606
63.1	607	[[image:Geschwindigkeitsberechnung Mus.png\|\|data-xwiki-image-style-alignment="center" style="max-width:750px"]]
42.1	608
	609	----
	610
	611	= Struktur =
	612
	613
	614	----
	615
	616	= Kooperation =
	617
	618
	619	----

Wiki-Quellcode von Entwurfsmuster für die Steuerungstechnik

Suchen

Navigation