Schrittkette

Dieser Funktionsbaustein arbeitet eine Liste von Schritten der Reihe nach ab. Je Schritt wird eingestellt, wie lange er dauert und wann weitergeschaltet wird: nach Ablauf der Zeit, sobald eine Bedingung erfüllt ist, bei beidem oder nur von Hand.

Typische Anwendungen sind Bewässerungskreise, die nacheinander geöffnet werden, ein Spülvorgang, ein Aufheizprogramm, ein Reinigungslauf oder eine Vorführsequenz.

Jeder Schritt hat einen eigenen Ausgang, der genau dann auf 1 steht, wenn der Schritt gerade läuft. Zusätzlich gibt es die aktuelle Schrittnummer, die Restzeit im laufenden Schritt und vier frei belegbare Schrittwerte, die je Schritt hinterlegt werden.

Funktionsweise

Starten

Eine steigende Flanke am Eingang ST startet den Ablauf beim ersten Schritt. Läuft der Ablauf bereits, wird die Flanke nicht beachtet - der laufende Ablauf wird also nicht versehentlich von vorne begonnen.

Weiterschalten

Für jeden Schritt wird in der Liste „Schritte" eingestellt, wodurch er beendet wird:

Nach Zeit: sobald die eingestellte Dauer abgelaufen ist.
Bei Bedingung: sobald der zugeordnete Bedingungseingang erfüllt ist. Die Dauer wird nicht ausgewertet.
Zeit und Bedingung: erst wenn die Dauer abgelaufen und die Bedingung erfüllt ist. Damit wartet ein Schritt mindestens die eingestellte Zeit.
Zeit oder Bedingung: sobald eines von beidem zutrifft. Damit wird eine Bedingung mit einer Höchstdauer abgesichert.
Manuell: der Schritt bleibt stehen, bis am Eingang WS weitergeschaltet wird.

Bedingung als Formel

Statt auf einen einzelnen Eingang zu warten, kann die Bedingung auch gerechnet werden. In der Schrittliste gibt es dafür je Schritt die Spalte „Formel". Die Bedingungseingänge heißen darin B1 bis B8, also genau so wie am Baustein.

Damit entfallen die Hilfsbausteine, die man sonst vor den Eingang setzen müsste. Statt einen Vergleicher zu verdrahten, schreibt man den Vergleich direkt hin:

Formel	Der Schritt endet, wenn ...
B1 > 100	der Istwert an B1 über 100 liegt
B1 >= 21.5	die Temperatur an B1 den Sollwert erreicht hat
B1 > 100 and B2 > 0	der Druck stimmt und die Freigabe der Anlage ansteht
B1 > 100 or B2 > 50	eine der beiden Grenzen überschritten ist
abs(B1 - B2) < 2	sich Vorlauf und Rücklauf auf 2 Grad angeglichen haben
not B1	der Kontakt an B1 wieder offen ist
if B3 > 0 then B1 > 50 else B1 > 100	der Grenzwert je nach Betriebsart an B3 erreicht ist

Die Formel ergibt wahr oder falsch: alles außer 0 gilt als erfüllt. Der volle Sprachumfang steht im Formel-Editor, den der Knopf neben dem Eingabefeld öffnet - dort wird die Formel auch laufend geprüft und die Fehlerstelle markiert.

Ist eine Formel eingetragen, gilt sie; die Spalte „Bedingung B1-Bx" wird dann nicht ausgewertet. Ist „Invertiert" angekreuzt, wird auch das Ergebnis der Formel umgedreht.

Wichtig: Lässt sich eine Formel nicht übersetzen - zum Beispiel weil sie B5 verwendet, der Baustein aber nur zwei Bedingungseingänge hat - gilt die Bedingung als nicht erfüllt und der Schritt bleibt stehen. Das ist die sichere Richtung; die Meldung dazu steht im Protokoll der Steuerung.

Verzweigen

Ein Ablauf muss keine reine Kette sein. In der Spalte „Formel Schritt" steht, wo es nach diesem Schritt weitergeht:

leer: der nächste Schritt, wie bei einer geraden Kette.
eine Zahl: fest zu diesem Schritt.
eine Formel, die eine Schrittnummer ergibt.

Das typische Beispiel ist eine Weiche:

Eintrag	Wirkung
if B1 > 10 then 2 else 3	ist der Istwert über 10, geht es mit Schritt 2 weiter, sonst mit Schritt 3
if B1 > 100 then 1 else if B1 > 50 then 2 else 3	drei Zweige, ineinander geschachtelt
1	zurück an den Anfang, ergibt eine Schleife

Das Ziel wird erst beim Weiterschalten gerechnet, also in dem Moment, in dem der Schritt endet. „Wann gehe ich weiter" und „wohin gehe ich" bleiben damit getrennt: die Spalten Dauer, Weiterschaltung und Bedingung bestimmen das Wann, die Spalte „Formel Schritt" das Wohin. Auch das manuelle Weiterschalten über den Eingang WS folgt dem Ziel.

Ergibt die Formel eine Nummer, die es nicht gibt, geht es mit dem nächsten Schritt weiter - ein Tippfehler hält den Ablauf also nicht an. Die Steuerung meldet das je Schritt einmal im Protokoll.

Ein Ping-Pong zwischen zwei Schritten ohne Dauer kann die Steuerung nicht blockieren: es werden nie mehr Schrittwechsel hintereinander ausgeführt, als es Schritte gibt.

Zeitmessung

Die Dauer wird über Zeitstempel gemessen und nicht heruntergezählt. Schwankungen der Zyklusdauer verschieben den Ablauf deshalb nicht, und die Abweichung summiert sich auch über viele Schritte nicht auf.

Pausieren

Solange am Eingang PA eine 1 anliegt, ist der Ablauf angehalten. Die Restzeit des laufenden Schrittes bleibt stehen und läuft nach dem Freigeben mit genau diesem Rest weiter. Der Ausgang des laufenden Schrittes bleibt während der Pause eingeschaltet.

Springen

Wechselt der Wert am Eingang ZS auf eine gültige Schrittnummer, wird sofort zu diesem Schritt gesprungen und dessen Dauer neu begonnen. Steht der Ablauf gerade, wird er durch den Sprung gestartet; ist er pausiert, läuft er weiter. Der Wert 0 und Werte größer als die Schrittanzahl werden nicht beachtet.

Ende des Ablaufs

Was nach dem letzten Schritt passiert, bestimmt der Parameter „Verhalten am Ende": stoppen, wieder beim ersten Schritt beginnen oder zu einem bestimmten Schritt springen. Beim Stoppen wird der Ausgang FE auf 1 gesetzt, alle Schrittausgänge gehen auf 0.

Abbrechen

Eine steigende Flanke am Eingang SP bricht den Ablauf ab. Alle Schrittausgänge gehen auf 0, FE bleibt dabei auf 0 - ein Abbruch ist kein regulärer Abschluss.

Schritt ohne Dauer

Ein Schritt mit der Dauer 0 und der Weiterschaltung „Nach Zeit" wird sofort wieder verlassen. Damit lassen sich Zwischenschritte bauen, die nur die Schrittwerte umstellen. Es werden nie mehr Schrittwechsel hintereinander ausgeführt, als es Schritte gibt - eine Kette aus lauter Schritten ohne Dauer kann die Steuerung also nicht blockieren.

Eingänge
ST	Start	Steigende Flanke startet den Ablauf beim ersten Schritt.
SP	Stopp	Steigende Flanke bricht den Ablauf ab.
PA	Pause	1 hält den Ablauf an, 0 setzt ihn fort.
WS	Weiterschalten	Steigende Flanke schaltet zum nächsten Schritt weiter, unabhängig von Dauer und Bedingung. Wirkt nur, solange der Ablauf läuft und nicht pausiert ist.
ZS	Zu Schritt springen	Schrittnummer 1 bis Anzahl der Schritte. Bei jeder Änderung auf eine gültige Nummer wird gesprungen.
FR	Freigabe	Bei 0 werden keine Befehle mehr angenommen und der Ablauf wird je nach Parameter pausiert oder abgebrochen. Ist der Eingang nicht verknüpft, gilt der Baustein als freigegeben. „Variablen generieren" legt für diesen Eingang deshalb keine Adresse an: eine neu angelegte Adresse steht auf 0 und würde den Baustein sofort sperren.
B1-B8	Bedingung 1 - 8	Weiterschaltbedingungen. In der Schrittliste wird je Schritt eingetragen, welche Bedingung gilt und ob sie invertiert ausgewertet wird. Die Anzahl der gezeichneten Eingänge ergibt sich aus dem Parameter „Anzahl Bedingungen". In der Spalte „Formel" der Schrittliste heißen diese Eingänge ebenfalls B1 bis B8, dort lassen sie sich frei verrechnen. Auch für diese Eingänge legt „Variablen generieren" keine Adressen an - eine neu angelegte Adresse steht auf 0, der zugehörige Schritt bliebe damit stehen. Die Bedingungen werden verdrahtet oder mit einer vorhandenen Adresse verknüpft.
Ausgänge
NR	Aktuelle Schrittnummer	Nummer des laufenden Schrittes, beginnend bei 1. Steht der Ablauf, wird 0 ausgegeben.
LF	Läuft	1, solange ein Schritt aktiv ist. Bleibt auch während einer Pause auf 1.
PS	Pausiert	1, solange der Ablauf angehalten ist.
FE	Fertig	1, wenn der Ablauf regulär bis zum Ende durchgelaufen ist. Beim nächsten Start und bei einem Abbruch geht der Ausgang wieder auf 0.
RZ	Restzeit im aktuellen Schritt	Verbleibende Sekunden des laufenden Schrittes. Bei Schritten, deren Weiterschaltung keine Zeit auswertet, steht hier 0.
W1-W4	Schrittwert 1 - 4	Bis zu vier voneinander unabhängige Ausgänge, wie viele gezeichnet werden bestimmt der Parameter „Anzahl Schrittwerte". In der Schrittliste hat jeder Schritt eigene Werte, je einen für W1, W2, W3 und W4. Ein Ausgang, je Schritt ein anderer Wert. Wer zehn Schritte hat und für jeden Schritt einen Wert vorgeben will, braucht nur W1: in der Spalte W1 steht dann in jeder der zehn Zeilen eine andere Zahl, und der Ausgang W1 führt immer die Zahl des gerade laufenden Schrittes. „Anzahl Schrittwerte" bleibt dabei auf 1. W2 bis W4 werden erst gebraucht, wenn ein Schritt mehrere Werte gleichzeitig vorgeben soll - etwa eine Temperatur und eine Drehzahl. Statt einer festen Zahl kann ein Wert auch gerechnet werden. Dafür gibt es je Wert eine Formelspalte, geschrieben über dieselben Eingänge B1 bis B8 - zum Beispiel „B1 * 2" oder „limit(B1,0,100)". Der Wert wird laufend nachgeführt, solange der Schritt aktiv ist, und folgt damit einem Istwert am Eingang. Es wird nicht einer der vier Werte ausgewählt. Solange ein Schritt läuft, stehen alle vier Werte dieses Schrittes gleichzeitig an, jeder an seinem eigenen Ausgang. Beim Wechsel zum nächsten Schritt wechseln alle vier gemeinsam auf die Werte der neuen Zeile. Die vier Ausgänge sind also vier getrennte Vorgaben, die der Ablauf Schritt für Schritt mitführt - zum Beispiel W1 als Ventilstellung, W2 als Drehzahl und W3 als Solltemperatur. Wer nur eine Vorgabe braucht, verwendet W1 und lässt die übrigen drei auf 0 stehen. Steht der Ablauf, werden alle vier Ausgänge auf 0 gesetzt.
A1-Ax	Schritt 1 - x aktiv	Je Schritt ein Ausgang. Es ist immer nur der Ausgang des gerade laufenden Schrittes auf 1, alle übrigen sind 0. Die Anzahl ergibt sich aus der Anzahl der Zeilen in der Schrittliste.

Parameter
Schritte	Öffnet die Schrittliste. Je Zeile ein Schritt mit Bezeichnung, Dauer, Weiterschaltung, Bedingung und den vier Schrittwerten. Schritte können hinzugefügt, gelöscht, verschoben und dupliziert werden. Die Anzahl der Zeilen bestimmt die Anzahl der Schrittausgänge, möglich sind 2 bis 32 Schritte. In der Spalte „Bedingung B1-Bx" steht die Nummer des Bedingungseingangs: eine 2 bedeutet, dass dieser Schritt auf den Eingang B2 wartet. 0 bedeutet „keine Bedingung". Die Überschrift zeigt, wie viele Eingänge gerade gezeichnet sind. Ist „Invertiert" angekreuzt, gilt die Bedingung als erfüllt, wenn der Eingang 0 ist. In der Spalte „Formel Bedingung" steht wahlweise eine gerechnete Bedingung über dieselben Eingänge, zum Beispiel „B1 > 100". Ist sie belegt, gilt sie anstelle der Nummer. In der Spalte „Formel Schritt" steht, wo es nach diesem Schritt weitergeht - leer bedeutet: mit dem nächsten. Und je Schrittwert gibt es neben der Zahl eine Spalte „Formel W1" bis „Formel W4"; ist sie belegt, gilt sie anstelle der Zahl. Alle Formelfelder werden gleich bedient: das Feld ist leer, solange keine Formel hinterlegt ist, sonst steht die Formel darin. Ein Klick öffnet den Editor mit Kurzreferenz, laufender Prüfung und Markierung der Fehlerstelle. Solange eine Formel fehlerhaft ist, lässt sich der Dialog nicht mit Ok schließen. In der Werkzeugleiste über der Liste steht die Anzahl der Schrittwerte. Sie bestimmt, wie viele Ausgänge W1 bis W4 der Baustein zeichnet, und blendet die zugehörigen Spalten gleich mit ein und aus. Die Spalten W1 bis W4 gehören zu den gleichnamigen Ausgängen. Jeder Schritt hat vier eigene Werte, die während dieses Schrittes alle vier gleichzeitig anstehen - es wird nicht einer davon ausgewählt.
Anzahl Bedingungen	Anzahl der gezeichneten Bedingungseingänge B1 bis B8, möglich sind 0 bis 8. Werden keine Bedingungen gebraucht, bleibt der Wert auf 0 und der Baustein bleibt schmal.
Anzahl Schrittwerte	Steht in der Werkzeugleiste der Schrittliste, nicht hier - dort hat man die Spalten dazu vor sich. Sie bestimmt die Anzahl der gezeichneten Ausgänge W1 bis W4, möglich sind 0 bis 4. Vorgabe ist 1: ein Wert je Schritt deckt den häufigsten Fall ab und hält den Baustein schmal. 0 lässt die Werteausgänge ganz weg. Wird die Anzahl verkleinert, bleiben die schon eingegebenen Werte in der Schrittliste erhalten und tauchen wieder auf, sobald die Anzahl wieder erhöht wird.
Verhalten am Ende	Stoppen: der Ablauf endet, FE wird auf 1 gesetzt. Von vorne: der Ablauf beginnt wieder beim ersten Schritt und läuft endlos weiter, bis er über SP abgebrochen wird. Zu Schritt springen: der Ablauf setzt beim Schritt fort, der unter „Startschritt bei Wiederholung" eingestellt ist. Damit lässt sich ein Vorlauf einmalig durchlaufen und der Rest wiederholen.
Startschritt bei Wiederholung	Wird nur angezeigt, wenn „Verhalten am Ende" auf „Zu Schritt springen" steht. Schritt, bei dem der Ablauf fortgesetzt wird, wenn „Verhalten am Ende" auf „Zu Schritt springen" steht. Liegt die Nummer über der Schrittanzahl, wird der letzte Schritt verwendet.
Freigabe fällt weg	Pausieren: der Ablauf wird angehalten und läuft von selbst weiter, sobald die Freigabe zurückkommt. Ist zusätzlich der Eingang PA gesetzt, bleibt er angehalten. Abbrechen: der Ablauf wird beendet, alle Schrittausgänge gehen auf 0.
Nach Neustart	Was passiert, wenn die Steuerung während eines laufenden Ablaufs neu startet: Nicht fortsetzen: der Ablauf bleibt stehen und muss neu gestartet werden. Das ist die Vorgabe. Von vorne: der Ablauf beginnt beim ersten Schritt neu. An der Unterbrechungsstelle: der Ablauf setzt bei dem Schritt und mit der Restzeit fort, die beim Ausfall zuletzt gespeichert waren. Wichtig: Ob ein Ablauf nach einem Stromausfall selbsttätig weiterlaufen soll, ist eine Entscheidung der Anlage. Ein Bewässerungslauf, der mitten im Kreis weitermacht, kann gewollt sein - bei einem Heiz- oder Reinigungsprogramm ist er es meist nicht.
Eingang Start zurücksetzen	Wird nur angezeigt, wenn „Verhalten am Ende" auf „Stoppen" steht - nur dann endet der Ablauf überhaupt. Setzt den Eingang ST am Ende des Ablaufs auf 0. Wird der Start über eine Adresse ausgelöst, ergibt das nächste Telegramm damit wieder eine steigende Flanke. Bei einer gezeichneten Verbindung zu einem anderen Baustein wirkt der Parameter nicht.

Beispiel: Bewässerung

Bewässerung mit drei Kreisen, die nacheinander für je zehn Minuten geöffnet werden. Der letzte Schritt wartet, bis der Behälter wieder voll ist.

Nr.	Bezeichnung	Dauer	Weiterschaltung	Bedingung	W1	W2
1	Kreis Süd	600	Nach Zeit	0	100	3
2	Kreis Ost	600	Nach Zeit	0	60	2
3	Kreis West	600	Nach Zeit	0	80	1
4	Nachfüllen	1800	Zeit oder Bedingung	1	0	0

„Anzahl Bedingungen" steht auf 1, der Eingang B1 wird mit der Meldung „Behälter voll" verbunden. Die Ausgänge A1 bis A3 gehen auf die drei Ventile, A4 auf das Füllventil.

W1 und W2 zeigen, wie die Schrittwerte gemeint sind: W1 führt den Pumpendruck in Prozent, W2 die Anzahl der Düsen des Kreises. Beide stehen gleichzeitig an - während Schritt 2 läuft, steht W1 auf 60 und W2 auf 2. Es wird also nicht zwischen W1 und W2 umgeschaltet, sondern beide wechseln mit jedem Schritt gemeinsam auf die Werte der neuen Zeile. W3 und W4 werden hier nicht gebraucht und bleiben auf 0.

Der vierte Schritt endet, sobald der Behälter voll ist - spätestens aber nach 30 Minuten, damit ein defekter Schwimmerschalter den Ablauf nicht dauerhaft anhält.

Mit „Verhalten am Ende" = „Zu Schritt springen" und Startschritt 1 läuft die Bewässerung anschließend endlos weiter; mit „Stoppen" wird sie einmal ausgeführt und über eine Schaltuhr am Eingang ST täglich neu gestartet.

Beispiel: Aufheizprogramm

Aufheizprogramm für einen Estrich. Die Vorlauftemperatur wird in Stufen angehoben, jede Stufe wird erst verlassen, wenn der Estrich die Temperatur auch wirklich angenommen hat - spätestens aber nach der eingestellten Höchstdauer, damit ein hängender Fühler das Programm nicht anhält.

Nr.	Bezeichnung	Dauer	Weiterschaltung	Formel	W1
1	Anwärmen 25 °C	86400	Zeit oder Bedingung	B1 >= 25	25
2	Stufe 35 °C	86400	Zeit oder Bedingung	B1 >= 35	35
3	Stufe 45 °C	86400	Zeit oder Bedingung	B1 >= 45	45
4	Halten	259200	Nach Zeit		45
5	Abkühlen	86400	Zeit oder Bedingung	B1 <= 25	20

B1 ist die gemessene Estrichtemperatur, W1 geht als Sollwert auf den Heizkreisregler. „Anzahl Bedingungen" steht auf 1. Die Dauer ist hier die Höchstdauer einer Stufe, nicht ihre feste Länge - erreicht der Estrich die Temperatur früher, geht es früher weiter.

„Nach Neustart" steht auf „An der Unterbrechungsstelle": ein Stromausfall soll ein tagelanges Programm nicht von vorne beginnen lassen.

Beispiel: Spülvorgang

Spülvorgang einer Trinkwasserleitung, gestartet von einer Schaltuhr am Eingang ST. Zwischen den Strängen liegt jeweils ein Schritt ohne Dauer, der nur die Ventilstellung umschaltet.

Nr.	Bezeichnung	Dauer	Weiterschaltung	Formel	W1
1	Umschalten Strang 1	0	Nach Zeit		1
2	Spülen Strang 1	120	Zeit und Bedingung	B1 >= 55	1
3	Umschalten Strang 2	0	Nach Zeit		2
4	Spülen Strang 2	120	Zeit und Bedingung	B1 >= 55	2
5	Ventile schließen	0	Nach Zeit		0

W1 gibt die Strangnummer an einen Wahlschalter aus, B1 ist die Ablauftemperatur. „Zeit und Bedingung" heißt hier: mindestens zwei Minuten spülen und dabei 55 Grad erreichen - beides muss erfüllt sein.

Die Schritte mit der Dauer 0 werden im selben Zyklus wieder verlassen. Sie kosten keine Zeit und dienen nur dazu, die Schrittwerte sauber umzustellen.

Beispiel: Reinigungslauf mit Quittierung

Reinigungslauf einer Anlage, der vom Bedienpersonal begleitet wird. Zwei Schritte laufen automatisch ab, der dritte wartet auf die Quittierung am Eingang WS.

Nr.	Bezeichnung	Dauer	Weiterschaltung	Formel
1	Vorspülen	60	Nach Zeit
2	Reinigungsmittel	180	Nach Zeit
3	Sichtprüfung	0	Manuell
4	Klarspülen	120	Nach Zeit

Schritt 3 bleibt stehen, bis jemand den Taster an WS betätigt. Der Ausgang NR steht dabei auf 3 - über eine Zustandsanzeige sieht der Bediener in der Visualisierung, worauf gewartet wird.

Der Eingang FR liegt auf der Sicherheitskette der Anlage. „Freigabe fällt weg" steht auf „Abbrechen", damit ein geöffneter Schutzschalter den Lauf beendet und nicht nur anhält.

Beispiel: Vorführsequenz

Vorführsequenz für einen Schauraum, die endlos läuft. Je Schritt werden Licht, Farbe und Beschattung gemeinsam gestellt.

Nr.	Bezeichnung	Dauer	Weiterschaltung	W1	W2	W3
1	Tagsituation	30	Nach Zeit	100	4000	0
2	Arbeiten	30	Nach Zeit	80	5000	50
3	Besprechung	30	Nach Zeit	40	3000	100
4	Abendstimmung	30	Nach Zeit	15	2700	100

W1 ist die Helligkeit in Prozent, W2 die Farbtemperatur in Kelvin, W3 die Behanghöhe in Prozent. Alle drei Werte stehen während des jeweiligen Schrittes gleichzeitig an und wechseln gemeinsam - genau dafür sind die vier Schrittwerte gedacht.

„Verhalten am Ende" steht auf „Von vorne", der Eingang ST wird von einem Schalter am Eingang des Schauraums bedient. Ein Druck auf den Stopp-Taster an SP beendet die Vorführung.

Siehe auch allgemeine Parameter aller Funktionsbausteine.