Das lernst du heute
- Zustandsautomat und Ringpuffer als Bausteine
- PI-Regler und Geräteprüfung als Bausteine
- Bausteine kombinieren
Ein Profi schreibt nicht jeden Chip von vorn. Er hat ein paar erprobte Bausteine im Kopf und steckt sie zusammen. Diese vier hast du in den letzten Monaten gebaut:
Zustandsautomat und Ringpuffer
| Baustein | Kern | Wofür |
|---|---|---|
| Zustandsautomat | Zustandsnummer im Register, Übergänge je Takt | Abläufe, Störungen, Schleusen |
| Ringpuffer | poke an Index, mod für den Kreis, get db zum Lesen | Mittelwert, Verlauf, Trend |
Der Ringpuffer glättet, der Automat entscheidet. Hintereinander geschaltet bekommst du eine Entscheidung, die nicht bei jedem Ausreißer kippt:
poke i p
add i i 1
mod i i LAENGE # 0, 1, 2, 3, 0, ...PI-Regler und Geräteprüfung
| Baustein | Kern | Wofür |
|---|---|---|
| PI-Regler | P aus der Abweichung, I aufsummiert mit clamp | stufenlose Stellglieder |
| Geräteprüfung | NaN bei Average, Count, bnan vor dem Rechnen | sicherer Zustand bei Ausfall |
Die Geräteprüfung gehört vor jeden anderen Baustein: bnan p fehler springt, bevor ein NaN in den Ringpuffer oder ins Integral gelangt.
Bausteine kombinieren
Die Reihenfolge ist fast immer gleich: prüfen → glätten → entscheiden → ausgeben. Jeder Baustein bekommt einen eigenen Abschnitt # --- … --- und seine eigenen Register. Der Automat hier hält den Alarm, bis der Mittelwert wieder über der Warnschwelle liegt – nicht nur über der Alarmschwelle:
seq tmp zustand Z_ALARM
and tmp tmp neu # im Alarm und noch unter WARN?
select neu tmp Z_ALARM neuEin leerer Ringpuffer enthält Nullen. Ohne Vorfüllen meldet der Mittelwert direkt nach dem Start 25 kPa – und der Automat geht in den Alarm. Deshalb füllt der Chip den Puffer vor dem start-Label einmal mit dem ersten Messwert.
and tmp tmp neu funktioniert hier, weil neu nur 0, 1 oder 2 ist und der Alarmfall tmp = 1 braucht: 1 AND 1 = 1, 1 AND 2 = 0. Bei Bitbefehlen immer prüfen, welche Werte wirklich vorkommen.
Schaubild
Übung
Aufgabe
Ein Druckwächter aus zwei Bausteinen. Vorfüllen und Geräteprüfung sind fertig.
- Baustein 1: Ringpuffer über die letzten 4 Druckwerte, Mittelwert auf Anzeige „Mittel“
- Baustein 2: Zustand 0 normal, 1 Warnung (Mittel unter 90 kPa), 2 Alarm (unter 50 kPa); der Alarm bleibt, bis das Mittel wieder mindestens 90 kPa erreicht
- Sensor weg: Zustand 3. Anzeige „Zustand“
Hinweise
Hinweis 1
Ringpuffer: poke i p, add i i 1, mod i i LAENGE, dann eine Schleife mit get tmp db k über alle 4 Plätze.
Hinweis 2
Neuer Zustand ohne Gedächtnis: slt neu mittel WARN plus slt tmp mittel ALARM.
Hinweis 3
Alarm halten: war der Zustand Alarm und ist neu noch 1, bleibt es bei Z_ALARM.
Quiz
4 Fragen. Ab 60 % ist das Quiz bestanden – die Auswertung macht der Server.
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