Podręcznik
1. Sekwencyjność procesów przemysłowych
Dla wyjaśnienia Czytelnikowi tego pojęcia wprowadźmy najpierw następującą definicję:.
Analizując tę powyższą definicję zauważamy dwie kluczowe sprawy, które ta definicja wprowadza: pierwszą jest to, że występuje realizacja operacji składowych procesu przemysłowego, które możemy nazwać tzw. etapami procesu (krokami), zaś drugą jest to, że te operacje składowe muszą być realizowane w określonej kolejności, czyli nie wszystkie na raz (czytaj: „na huraa!”), tylko sekwencyjnie na podstawie spełnionych warunków dla takiej realizacji, czyli tzw. warunków przejścia (tranzycji). Aby powyższe lepiej sobie wyobrazić posłużmy się rysunkiem 4 ilustrującym prosty proces przemysłowy.
Rysunek 5: Przykład procesu przemysłowego napełniania wagoników mieszaniną cieczy A i B
Widoczne na rysunku 4 puste wagoniki przemieszczane są pod otwór wylotowy mieszalnika, do którego dopływają dwie różne ciecze A i B. W momencie zajęcia przez pojedynczy wagonik pozycji do jego napełnienia, uruchamiane są zawory nr 1 i nr 2 dla napełnienia wagonika odpowiednią mieszaniną tych dwóch cieczy. Nawet przyjęcie założenia, że widoczne na rysunku 4 pokrętła sterujące otwieraniem i zamykaniem zaworów uruchamiane są przez obsługę, to bezspornym jest, że proces napełniania pustego wagonika powinien być podzielony m.in. na następujące poniższe etapy procesu:
1. Zajęcie przez pusty wagonik położenia do jego napełnienia do założonej tym procesem objętości/wagi;
2. Napełnianie wagonika do określonej objętości/wagi wagonika lub odmierzenie ustalonego czasu postoju wagonika związane z jego napełnianiem;
3. „Odjazd” napełnionego wagonika dla powtórzenia operacji technologicznej.
Proces z rysunku 4 można poddać pewnej automatyzacji, czyli uzupełnić przynajmniej o elementy wykonawcze, przemieszczające wagoniki po platformie załadunkowej (można przyjąć, iż zawory A i B otwiera/zamyka personel obsługujący) oraz uzupełnić o czujniki informujące (układ sterowania) o osiągnięciu poszczególnego etapu tego procesu. Rysunek 5 pokazuje „sensowniejszy” już schemat procesu napełniania z rysunku 4 uzupełniony o „brakujące” elementy sterowania.
Rysunek 6: Proces przemysłowy z rysunku 4 uzupełniony o elementy kontrolno-sterujące
W nawiązaniu do podanych wyżej etapów 1 do 3 proces napełniania pustego wagonika z rysunku 5 powinien teraz przebiegać „mniej więcej” tak, jak poniżej:
1. uruchomienie napędu N i wizualizacja optyczna jego działania za pomocą sygnalizatora Ż3, powodujące „odjazd” napełnionego wagonika, zanik (wtedy) sygnału od czujnika napełnienia Cw i wyłączenie Ż2;
2. pojawienie się pustego wagonika w polu działania czujnika Cp, czyli stwierdzenie przez ten czujnik, czy wagonik jest całkowicie opróżniony, jeżeli nie, to napęd N oraz Ż3 są wyłączane na okres 2 minut poprzez użycie Timera T1 i następuje wtedy ręczne opróżnienie wagonika, po czym po tych 2 minutach oczekiwania napęd N i sygnalizator Ż3 są samoczynnie włączane, powodując dalszy ruch wagonika;
3. zajęcie przez pusty wagonik położenia Cw dla jego napełnienia, czyli wyłączenie napędu N oraz sygnalizatora Ż3 przy jednoczesnym uruchomieniu Timera T2 na okres 10 minut dla operacji napełniania;
4. ręczne otwarcie zaworu nr 1 do pozycji czujnika Cz1 co uruchamia Timer T3 na okres 3 minut dla napełnienia wagonika cieczą A, przy czym upływ tego czasu pokaże sygnalizator Ż1 co powinno wywołać zamykanie zaworu nr 1;
5. ręczne otwarcie zaworu nr 2 do pozycji czujnika Cz2 co uruchamia Timer T4 na okres 4 minut dla dopełnienia wagonika cieczą B, przy czym upływ tego czasu pokaże sygnalizator Ż2 jednocześnie następuje wyłączenie sygnalizatora Ż1; w tym momencie powinno odbyć się zamknięcie zaworu nr 2;
6. ponowne uruchomienie napędu N po upływie czasu od Timera T2 przy wizualizacji optycznej jego działania za pomocą sygnalizatora Ż3 (przyjęto, że czas 10 minut jest wystarczającym dla pracowników czasem dla uruchamiania i zamykania zaworów), co wywoła odjazd napełnionego mieszaniną cieczy wagonika, zanik sygnału od czujnika napełnienia Cw oraz wyłączenie Ż2. Operacje mogą się powtarzać.
Widać z powyższego opisu procesu napełniania wagoników, że te wszystkie operacje umieszczone w punktach 1 do 6 realizowane są sekwencyjnie. Oczywiście należy natychmiast zwrócić uwagę Czytelnika, iż opis tego procesu nie podzielono jawnie na etapy procesu (kroki) i warunki przejścia (tranzycje), tylko wszystko „to” zawarto razem w pojedynczych punktach. Np. punkt 1-szy opisuje zarówno działanie napędu N i sygnalizatorów optycznych Ż2 i Ż3, jak również i działanie czujnika Cw, czyli w jednym punkcie mamy działanie w danym etapie procesu jak i warunek przejścia. Takie podejście jest to dopuszczalne, ponieważ opis słowny procesu przemysłowego nie jest algorytmem procesu jako takim (algorytm procesu wprowadzono dalej). Zamiarem autora było tylko zwrócenie Czytelnikowi uwagi na występującą sekwencyjność procesu przemysłowego, która ze względów na sterowanie sekwencyjne musi zaistnieć lub proces przemysłowy powinien być tak zaprojektowany, aby można było przeprowadzać jego działanie sekwencyjnie zgodnie z podaną wcześniej definicją. Jest to warunkiem utworzenia prawidłowego algorytmu procesu, o czym będzie mowa w następnym punkcie. W tym miejscu podajmy jedynie definicję sterowania sekwencyjnego jako następstwo sekwencyjności procesu przemysłowego: