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Wischer: Negative Flanke


Ähnlich wie bei einem ansteigendem Signal, kann man einen Wischer auch bei einem fallenden Signal generieren. Hier spricht man von Erkennung einer negativen Flanke. Der Zustand tritt auf, wenn ein Signal seinen Zustand von 1 auf 0 wechselt. Auch die negative Flanke spielt in der Steuerungstechnik eine wichtige Rolle und wird häufig verwendet. Der Wischer einer negativen Flanke liefert beim Abfall des Signals einen kurzen positiven Impuls, der zum Ansteuern anderer Steuerungsabschnitte verwendet werden kann.

Die Funktion realisieren wir zunächst mit einfachen Relais. Die Grundschaltung übernehmen wir von dem Wischer der positiven Flanke. Die Schaltung wird lediglich um ein weiteres Relais erweitert, mit dem das ansteigende Signal in ein abfallendes invertiert wird. Das Schaltungs-Schema sieht dann wie folgt aus:

Negative Flanke

Mit dem Taster 1S0 simulieren wir ein konstantes Signal, dessen Abfallen (Zustandsänderung von 1 auf 0) wir mit einem Wischer-Impuls markieren wollen. Im unbetätigten Zustand des Taster 1S0 liegt das untersuchte Signal konstant an, das Relais 1K0 bleibt angezogen, die darauffolgende Schaltung ist nicht aktiv.

Sobald wir den Taster betätigen fällt das Relais 1K0 ab und durch Schließen des Kontakts 1K0 (11/12) wird unsere Schaltung aktiviert.
Zunächst zieht das Relais 1K1 an. Kurz danach wird das Relais 1K2 angezogen, da der Kontakt 1K1 (13/14) schließt. Damit geht das Relais in Selbsthaltung und hält sich mit dem Kontakt 1K2 (13/14). Folglich wird mit dem Kontakt 1K2 (23/24) das Relais 1K3 aktiviert. Das Relais schaltet uns wiederum mit dem Kontakt 1K3 (11/12) das Relais 1K1 ab.

Das Relais 1K1 liefert uns den kurzen Wischer der abfallenden (negativen) Flanke.

Um den Vorgang beobachten zu können ergänzen wir die Schaltung mit einer Leuchtdiode. Sie wird dann, sobald der Wischer ansteigt, kurz aufleuchten.

Negative Flanke mit Diode

Eine Testschaltung, ausgeführt nach dem obigen Schema, könnte dann so aussehen:

Negative Flanke - Schaltungsaufbau

In dem kurzem Video kann man sehen, dass bei jedem Betätigen (in meinem Fall, da mein Taster ein Schließer ist, bei jedem Loslassen) des Tasters 1K0 (also Zustandsänderung des Signals von 1 auf 0) die Diode kurz aufleuchtet. Das ist der Wischer, mit dem die negative Flanke des Signals markiert wird.

Wischer: negative Flanke


SPS

Eine Nachbildung der Schaltung in einer SPS würde dann wie folgt aussehen:

Negative Flanke sps

Die Merker M0.0, M0.1, M0.2, M0.3 entsprechen den Relais 1K0, 1K1, 1K2 und 1K3. Sobald der Eingang E0.0 abfällt, wird die nachfolgende Schaltung aktiviert. Für den Wischer ist der Merker M0.1 zuständig. Er wird kurz eingeschaltet und anschließend durch die Zuschaltung von 1K3 wieder abgeschaltet. Sobald wir die Zustandsänderung des Signals E0.0 simuliert haben, sieht der Zustand unserer Testschaltung so aus:

Negative Flanke sps (ein)

In der SPS gibt es für die Flankenerkennung fertige Bausteine / Anweisungen, komplizierte Netzwerke gehören der Vergangenheit an. Hier ein Beispiel (TIA Portal / Siemens) für "Operand auf negative Signalflanke abfragen":

Operand auf negative Signalflanke abfragen

Operand auf negative Signalflanke abfragen

In der Schaltung wird die abfallende (negative) Flanke vom Signal E0.0 in dem Baustein "Operand auf negative Signalflanke abfragen" untersucht. Sobald eine entsprechende Zustandsänderung erkannt wird, schaltet der Baustein durch. Folglich konnte hier der Merker M0.1, nachdem das Signal E0.0 abgeschaltet wurde, in die Selbsthaltung gehen.

Operand bei negativer Signalflanke setzen

Operand bei negativer Signalflanke setzen

Ein weiterer Baustein / Anweisung, mit dem eine negative Flanke ausgewertet werden kann, heißt "Operand bei negativer Signalflanke setzen". Das abfallende Signal am Eingang E0.0 generiert an dem Merker M0.0 einen Wischer-Impuls. Dieser Impuls dauert nur über einen SPS-Zyklus. Mit ihm konnte der Merker M0.2 in die Selbsthaltung gebracht werden.


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