Grundlagen

Anwendungsfall

Ein Zustandsdiagramm wird verwendet, um zeitdiskrete Systeme zu programmieren. Programme, Funktionsbausteine, Funktionen, Methoden oder Aktionen können mit der Implementierungssprache Zustandsdiagramm als Graph aus Zuständen und Transitionen erstellt werden.

Funktionen/Methoden und ihre Daten sind üblicherweise temporär. Wenn Sie eine Funktion/Methode mit der Implementierungssprache UML Zustandsdiagramm implementieren, beinhaltet das Diagramm zyklusinterne Zustände und initialisiert am Anfang des Taskzyklus die Daten neu.

Bei Methoden gibt es hingegen die Möglichkeit, die Methode als VAR_INST zu deklarieren. Dann werden die Daten wie bei einem Funktionsbaustein gehalten und sind nicht mehr temporär, sodass das Zustandsdiagramm wie gewohnt in mehreren Taskzyklen durchlaufen wird. Sehen Sie hierzu auch die Option VarInstNutzen (UseVarInst). Bei Funktionen steht diese Option nicht zur Verfügung.

Syntax

Die Syntax wird vom Compiler überprüft:

• Eine Transition zwischen Zuständen, die in unterschiedlichen Regionen liegen, ist nicht erlaubt
• Orthogonale Zustände können nicht in anderen Zuständen verschachtelt werden
• Genau eine Abschlusstransition und/oder eine Ausnahmetransition geht von einem zusammengesetzten Zustand ab
• Eine bedingte Transition in einen orthogonalen Zustand hinein ist nicht erlaubt. Dann ist zusätzlich eine Gabelung oder Verbindung erforderlich

Befehle

Für das Zustandsdiagramm stehen folgende Befehle bzw. Aktionsmöglichkeiten zur Verfügung:

• Neues Zustandsdiagramm anlegen
• Zustandsdiagramm bearbeiten
• Gehe zur Definition

Beachten Sie außerdem die Befehle, die für alle UML-Diagramme verfügbar sind: Gemeinsame Befehle aller UML-Diagramme.

Implizite Variablen eines Zustandsdiagramms

Die impliziten Variablen befinden sich in der Programmeinheit, die das Zustandsdiagramm abbildet (z.B. in der Instanz des Funktionsbaustein oder in einem Programm). Die internen Variablen befinden sich innerhalb der Programmeinheit unter dem Elementnamen „UML_SC_<POU-Name>“ mit dem Datentyp „UML_SC_<id>“.

Für den Funktionsbaustein „FB_UML“ lautet der Elementname der impliziten Variablen beispielsweise „UML_SC_FB_UML“. Sie befinden sich in der Funktionsbausteininstanz „fbUml“.

„UML_SC_<POU-Name>“ vom Datentyp _UML_SC_<id>:

Einige implizite Variablen geben den Status des Objekts während der Laufzeit wieder (InFinalState, States), andere dienen zur Verhaltenssteuerung zur Laufzeit (Reinit, Abort, AutoReInit).

„UML_SC_<POU-Name>.States“ vom Datentyp ARRAY[<Anzahl der Zustände>] OF _UML_SC_State:

Die Variablen der Struktur _UML_SC_State dienen der Beschreibung eines Zustands. Dieser Datentyp ist der Basistyp eines Arrays mit dem Namen „States“, das in den impliziten Variablen deklariert ist und die einzelnen Zustände des Zustandsdiagramms beschreibt.

In der nachfolgenden Tabelle sind die einzelnen Variablen der Struktur _UML_SC_State beschrieben.

„UML_SC_<POU-Name>.Names“ vom Datentyp _UML_SC_<id>_Names:

Der Datentyp _UML_SC_<id>_Names enthält für jeden Zustand des Zustandsdiagramms eine INT-Variable, die mit dem Namen des Zustands deklariert ist und deren Wert die ID des Zustands repräsentiert. Die ID des Zustands entspricht dem Index, an dem der Zustand im „States“-Array beschrieben ist.

Beispiel:

Es wird ein Funktionsbaustein mit der Implementierungssprache UML SC und dem Namen „FB_UML“ angelegt. Das Statechart-Diagramm verfügt über einen Zustand mit dem Namen „MyStateName“. Der FB beinhaltet zusätzlich die Methode „MyMethod“ in der Sprache ST. In dem folgenden Beispiel wird von innerhalb sowie von außerhalb des FBs abgefragt, ob sich das Statechart-Diagramm aktuell in dem Zustand „MyStateName“ befindet.

Zugriff von innerhalb des FBs / in FB_UML.MyMethod:

FUNCTION_BLOCK FB_UML
VAR
    bInSpecificState : BOOL;
    …
END_VAR

METHOD MyMethod : BOOL
bInSpecificState := UML_SC_FB_UML.States[UML_SC_FB_UML.Names.MyStateName].Active;

Zugriff von außerhalb des FBs / in MAIN:

PROGRAM MAIN
VAR
    fbInstance       : FB_UML;
    bInSpecificState : BOOL;    
END_VAR

fbInstance();
fbInstance.MyMethod();
 
bInSpecificState := fbInstance.UML_SC_FB_UML.States[fbInstance.UML_SC_FB_UML.Names.MyStateName].Active;