TwinCAT-Modul Zustandsmaschine

Neben den Zuständen (INIT, PREOP, SAFEOP und OP) gibt es entsprechende Zustandsübergänge, innerhalb derer allgemeine oder modulspezifische Aktionen auszuführen sind oder ausgeführt werden können. Die Zustandsmaschine ist sehr einfach konzipiert; in jedem Falle gibt es nur Übergänge zum nächsten oder vorherigen Schritt.

Hieraus ergeben sich die Zustandsübergänge: INIT zu PREOP (IP), PREOP zu SAFEOP (PS) und SAFEOP zu OP (SO). In umgekehrter Richtung bestehen die folgenden Zustandsübergänge: OP zu SAFEOP (OS), SAFEOP zu PREOP (SP) und PREOP zu INIT (PI). Einschließlich bis zum SAFEOP-Zustand finden alle Zustände und Zustandsübergänge innerhalb des Nicht-Echtzeitkontextes statt. Nur der Übergang SAFEOP zu OP, der Zustand OP und der Übergang OP zu SAFEOP finden im Echtzeitkontext statt. Diese Differenzierung hat einen Einfluss, wenn Ressourcen allokiert oder freigegeben werden, oder wenn Module sich bei anderen Modulen an- oder abmelden.

Zustand: INIT

Der INIT-Zustand ist nur ein virtueller Zustand. Sofort nach Erstellung eines Moduls wechselt das Modul von INIT zu PREOP, d.h. der IP-Zustandsübergang wird ausgeführt. Die Instanziierung und der IP-Zustandsübergang erfolgen immer zusammen, so dass das Modul nie im INIT-Zustand bleibt. Nur beim Entfernen des Moduls, bleibt es kurzzeitig im INIT-Zustand.

Transition: INIT zu PREOP (IP)

Während des IP-Zustandsübergangs meldet sich das Modul mit seiner eindeutigen ObjectID beim ObjectServer an. Die Initialisierungsparameter, die auch während der Objekterstellung allokiert werden, werden an das Modul weitergegeben. Bei diesem Übergang kann das Modul keine Verbindung zu anderen Modulen herstellen, weil nicht sicher ist, ob die anderen Module bereits bestehen und beim ObjectServer angemeldet sind. Wenn das Modul Systemressourcen benötigt (z.B. Speicherplatz), können diese während des Zustandsübergangs allokiert werden. Alle allokierten Ressourcen müssen dann entsprechend beim Übergang PREOP zu INIT (PI) wieder freigegeben werden.

Zustand: PREOP

Im PREOP-Zustand ist das Modul vollständig erstellt und auch normalerweise vollständig parametriert, auch wenn möglicherweise beim Übergang von PREOP zu SAFEOP weitere Parameter hinzukommen. Das Modul ist im ObjectServer angemeldet, es wurden aber noch keine Verbindungen mit anderen Modulen herstellt.

Transition: PREOP zu SAFEOP (PS)

In diesem Zustandsübergang kann das Modul Verbindungen mit anderen Modulen herstellen. Zu diesem Zweck hat es normalerweise, neben anderen Dingen, ObjectIDs von anderen Modulen mit den Initialisierungsdaten erhalten, die nun über den ObjectServer in reale Verbindungen mit diesen Modulen umgewandelt werden.

Der Übergang kann sowohl im Allgemeinen vom System, gemäß dem Konfigurator, als auch von einem anderen Modul (z.B. dem Parent-Modul) veranlasst werden. Im Verlauf dieses Zustandsübergangs können auch weitere Parameter übergeben werden. So kann z. B. das Parent-Modul eigene Parameter an das Child-Modul übergeben.

Zustand: SAFEOP

Das Modul ist noch im Nicht-Echtzeitkontext und wartet darauf, vom System oder von anderen Modulen in den OP-Zustand geschaltet zu werden.

Transition: SAFEOP zu OP (SO)

Sowohl der Zustandsübergang von SAFEOP zu OP als auch der Zustand OP, als auch der Übergang von OP zu SAFEOP finden im Echtzeitkontext statt! Ressourcen des Systems dürfen nicht mehr allokiert werden. Auf der anderen Seite können nun Ressourcen von anderen Modulen angefordert werden und Module können sich bei anderen Modulen anmelden, z. B. im Verlauf von Tasks, um einen zyklischen Aufruf zu erhalten.

Diese Transition sollte nicht für langlaufende Aufgaben verwendet werden. So sollten z. B. Dateioperationen schon im PS ausgeführt werden.

Zustand: OP

Im OP-Zustand nimmt das Modul seine Arbeit auf und ist im Sinne des TwinCAT-Systems voll aktiv.

Transition: OP zu SAFEOP (OS)

Dieser Zustandsübergang findet im Echtzeitkontext statt. Alle Aktionen aus dem SO-Übergang werden umgekehrt und alle beim SO-Übergang angeforderten Ressourcen werden wieder freigegeben.

Transition: SAFEOP zu PREOP (SP)

Alle Aktionen vom PS-Übergang werden umgekehrt und alle beim PS-Übergang angeforderten Ressourcen werden wieder freigegeben.

Transition: PREOP zu INIT (PI)

Alle Aktionen vom IP-Übergang werden umgekehrt und alle beim IP-Übergang angeforderten Ressourcen werden wieder freigegeben. Das Modul meldet sich beim ObjectServer ab und löscht sich normalerweise selbst (siehe „Lebensdauer“).