Die Drum-Funktion ist eine der komplexesten und leistungsfähigsten Funktionen in vBuilder Ladder Logic. Die Drum-Funktion ist im Grunde eine Schrittenketten Funktion, die den Ablauf der Schrittkette vollständig Automatisiert. Eine SPS Schrittekette wird in aller Regel so programmiert, dass der nächste Ereignis erst beginnen darf wenn das vorhergegangen Ereignis abgeschlossen ist. Das ist oft Aufwendig vor allem dann wenn mit verschiedenen Freigaben (Kontakte) und Wartezeiten gearbeitet wird. 

Der Betrieb des Drum-Sequencers ist wie bei den alten Klavieren, die von ihrer Erfindung im Jahr 1876 bis zum Beginn der Weltwirtschaftskrise beliebt waren. Spieler-Klaviere waren Klaviere, die so konzipiert wurden, dass sie automatisch spielen. Sie hatten eine rotierende Trommel, auf der ein Zylinder mit der Liedermusik platziert werden konnte. Die Gesangszylinder hatten ein Lochmuster, das von mechanischen Sensoren im Klavier erfasst werden konnte. Wenn sich der Zylinder dreht, würde jedes erfasste Loch dazu führen, dass eine bestimmte Note angeschlagen wird. Der Zylinder drehte sich mit konstanter Geschwindigkeit, so dass das Lochmuster die Stimmung vollständig definieren konnte.
Die Drum-Funktion ist wie beim Playerpiano. Es steuert ein Muster von Bitausgaben, die durchlaufen werden. Die Sequenz wird nicht durch ein Rad mit konstanter Geschwindigkeit gesteuert. Der Ablauf der Ausgabemusterschritte wird stattdessen entweder durch programmierte Zeiten oder Ereignisse sequenziert.

Aus vBuilder-Manual PDF, Seite 157

Dir Drum Funktion "arbeitet" wie eine SPS von oben nach unten. Die erste Sequenz bzw. der erst Schritt beginnt in der ersten Reihe mit den "kästchen" von links nach rechts. Wenn dann die erste Bedingung erfüllt ist, "rutscht" das Programm eine Reihe nach unten, nun wird dieser Reihe von "kästchen" ausgeführt und immer so weiter. 

Weil das ganze vielleicht nicht so ganz einfach nachzuvollziehen ist können wir die DRUM Funktion ganz praktisch an der Fischertechnik Stanze programmieren und kennen lernen. Das Programm für die Stanze ist eine ganz klassische SPS Schrittkettenprogrammierung. Es folgt ein Schritt auf den anderen:

1. Lichtschrank I1 erkennt das Werkstück
   1. Motor Q1 Start
2. Lichtschrank I2 erkennt das Werkstück 
   1. Motor Q1 Stopp
   2. Motor Q3 Start
3. Schalter I4 erkennt dass die Stanze unten ist
   1. Motor Q3 Stopp
   2. Wartezeit beginn
4. Wartezeit abgelaufen 
   1. Motor Q4 Start
5. Schalter I3 erkennt dass die Stanze oben ist
   1. Motor Q4 Stopp
   2. Motor Q2 Start
6. Lichtschranke I1 erkennt das Werkstück 
   1. Motor Q2 Stopp
7. Warten bis Werkstück aus der Lichtschranke ist
8. Warten bis neues Werkstück erkannt wird.

Hier geht es zum YouTube Video mit der Stanze von Fischertechnik

Damit die Funktion DRUM überhaut "arbeitet" muss die Funktion Verbindung zur "Leiter" haben. In diesem Fall wird die DRUM Funktion über einen NO Kontakt und eine "ist gleich" Funktion aktiviert. Das ist zum einen die Freigabe vom HMI und die Prüfung ob der Stanzenmotor beim Start oben ist. Darum soll es ja aber gar nicht gehen, sondern schauen wir uns die eigentliche DRUM einmal genauer an. 

 In der DRUM ist nun ziemlich genau der Ablauf zu sehen den ich eingangs aufgezählt habe. Bei (Cause Drum to Cycle) man könnte sagen bei "was die Trommel weiter dreht" sind die Lichtschranken, die Schalter und die Delay Zeit zu sehen. Bei "outputs" sind die Ausgänge der Motoren zu sehen sehen. Bei Delay sind alle aus, da hier die Stanze für eine kurze Zeit Pressen soll. Die Zeit ist in der Variablen "Delay" hinterlegt.  

Hat die DRUM das Programm einmal von oben nach unten abgearbeitet wird der Bit "completion" auf 1 gesetzt. Damit frage ich im Programm ab, ob die Schrittkette, das DRUM fertig ist. Über einen NO Kontakt frage ich das Ende der DRUM ab und setze dann variable auf 1. 

 Damit das Programm der DRUM beim nächsten mal wieder von Anfang beginnt setze ich die die Variablen "completion und current" auf 0. Damit die DRUM wieder bei 0 und kann ihr Programm von Vorne beginnen. 

 Continuous Mode, Loop oder Completion? 

Die Schrittkettenfunktion DRUM hat zwei Modi, den Continuous Mode und den nicht Continuous Mode. Zu erkennen daran ob der Hacken bei "Continuous Mode" gesetzt ist oder nicht. Im Continuous Mode beginnt das Programm nach abarbeiten eines Durchgang wieder von vorne, es wiederholt sich ständig. Wenn im nicht Continuous Mode, ist das Programm einmal abgearbeitet, stoppt es und wartet auf einen Resett. 

Completion, nicht Continuous Mode

In diesem Mode wird das Programm von oben nach unten abgearbeitet.

• Completion Bit, ist das Programm abgearbeitet wird der Bit von 0 nach 1 gesetzt 
  • Dieser Bit muss resettete werden um das Programm erneut zu starten
• Timer Value, in dieser Variablen wird die Zeit die das Programm seit dem Start benötigt hat gespeichert
• Current Step, in dieser Variablen wird der Schritt angezeigt in der sich die DRUM gerade befindet. 
  • Diese Variable muss nach dem arbeiten resettet werden
• Um das Programm zu unterbrechen muss nicht nur die Freigabe für das Drum weggenommen werden, sondern auch die Variablen Completion und Current resettet werden. Zudem Müssen die Ausgänge auf 0 gesetzt werden, da sie 1 und 0 behalten auch wenn die DRUM resettet ist. 

• Über einen NO Kontakt (hier inBitC1) wird die Drum Freigegeben. 
• Über einen NO Kontakt der mit der Variable Completion verknüpft ist, kann im Programm das Ende der Drum Funktion weiter verarbeitet werden. 
• Die beiden Variablen Comletion und Current müssen vor einem erneuten Start resettet werden.  

Loop, Continuous Mode

In diesem Mode wird das Programm permanent wiederholt. Ist das Programm der DRUM einmal abgearbeitet, beginnt es am Anfang wieder. Die Variablen TIMER und CURRENT STEP haben die gleiche Funktion, nur die LOOP variable ändert sich. Hier werden die Progammdurchläufe gespeichert, also wie oft das Programm schon komplett von oben nach unten ausgeführt wurde. 

Analoge Signale in der DRUM Funktion

Sollen analoge Eingänge in der DRUM verwendet werden, müssen diese über Schwellschwertschalter oder ähnliches auf die digitale Signale gebracht werden und dann über Variablen 0/1 in der DRUM abgefragt werden.  

Bildnachweiß: 

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- Fischertechnik  Art.-Nr. 96785_edu aus PDF Belegungsplan