Podręcznik

1.2. Blok wyboru trybu pracy procesu przemysłowego

Jak pamiętamy z p.1.3.2. w bloku wyborów trybu pracy dokonywana jest analiza warunków wstępnych do uruchomienia procesu przemysłowego. Blok wyboru trybu pracy jest zatem początkowym fragmentem programu PLC, który odpowiada za „przyjęcie” m.in. sygnałów od pulpitu sterującego, takich jak:
•    sygnał od wyłącznika awaryjnego;
•    sygnał od załącznika START czy wyłącznika STOP;
•    sygnały dla dokonanego wyboru pracy krokowej, cyklicznej, automatycznej lub ręcznej, 
oraz generację sygnałów informujących operatora procesu o stanie jego realizacji, które widoczne są na pulpicie sterującym. Do takich z kolei zaliczamy:
•    sygnał informujący o uruchomieniu, zatrzymaniu lub pracy awaryjne układu sterowania (procesu);
•    sygnały informujące o dokonanym wyborze trybów pracy układu sterowania. 
Wynika z powyższego, że do większości z tych informacji dostęp posiada operator procesu, jak również niektóre z nich generuje on sam poprzez używanie przycisków pulpitu sterującego. Jednak blok wyboru trybu pracy otrzymuje oraz generuje również sygnały, których „nie widać”. Są to sygnały przeznaczone dla oraz pochodzące z samego jądra algorytmu oraz sygnały zezwoleń na działanie niektórych urządzeń wykonawczych w sterowaniu ręcznym. Strukturę logiczną układu sterowania z blokiem wyboru trybów pracy ilustruje rysunek 35.

Rysunek 35: Struktura logiczna układu sterowania z blokiem wyboru trybów pracy

Należy zaznaczyć, że nie przez przypadek liczba sygnałów generowanych przez pulpit sterujący jest tak duża. Inaczej nie mówilibyśmy o rozbudowanym sterowaniu sekwencyjnym procesem przemysłowym. Opiszmy zatem bardziej szczegółowo najważniejsze z nich:
•    sygnał pochodzący od wyłącznika awaryjnego (WA) – sygnał posiadający wpływ na układ sterowania PLC na poziomie hardware oraz software i odpowiedzialny za eliminację stanów niebezpiecznych dla personelu oraz układu sterowania. Na poziomie hardware, niezależnym od układu sterowania PLC wyłącza pracujące urządzenia procesu przemysłowego, zaś na poziomie software ma wpływ na zachowanie się programu PLC podczas wystąpienia stanów niebezpiecznych, które mogą wystąpić w procesie przemysłowym. Wykorzystanie wyłącznika awaryjnego w układzie sterowania PLC musi odpowiadać normie EN 61508. (Polski odpowiednik to norma o oznaczeniu PN-EN 61508). Pobudzenie wyłącznika awaryjnego (WA) wywołuje trwałe przestawienie jego funkcji do z pozycji: zamknięty do pozycji: otwarty (NC – ang. Normal Closed). Wywołuje to zatrzymanie realizacji programu PLC. W zależności od stopnia skomplikowania procesu przemysłowego późniejsze „odkluczenie” wyłącznika awaryjnego (WA) (czyli przywrócenie jego stanu do pozycji: zamknięty) może umożliwić tylko sterowanie ręczne układami wykonawczymi lub wywołanie funkcji tzw. samonaprowadzania po podaniu sygnału START, nie zaś normalną pracę układu sterowania.
•    sygnał pochodzący od załącznika (START) – sygnał posiadający wpływ na układ sterowania PLC tylko na poziomie software. Pobudzenie załącznika (START) wywołuje monostabilne (nietrwałe) przejście tego załącznika z pozycji: otwarty do pozycji: zamknięty (NO – ang. Normal Open). Rozpoczyna to działanie układu sterowania PLC zgodnie z algorytmem SFC. Ponowne pobudzenie załącznika (START) pozostaje bez wpływu na działanie procesu chyba, że wybrano tryb pracy krokowej; wtedy proces funkcjonuje krok po kroku.
•    sygnał pochodzący od wyłącznika (STOP) – sygnał posiadający wpływ na układ sterowania PLC tylko na poziomie software. Pobudzenie wyłącznika (STOP) wywołuje monostabilne przejście załącznika z pozycji: zamknięty do pozycji: otwarty (NC). Zatrzymuje to działanie układu sterowania PLC. Pobudzenie po tym zatrzymaniu załącznika START (tzn. po usunięciu ewentualnych przyczyn zatrzymania procesu) wywołuje ponowne uruchomienie układu sterowania PLC.
•    sygnał pochodzący od załącznika pozycja początkowa (STOP PZ) – sygnał posiadający wpływ na układ sterowania PLC tylko na poziomie software. Pobudzenie załącznika pozycja początkowa (STOP PZ) po uruchomieniu układu sterowania wywołuje monostabilne przejście tego załącznika z pozycji: otwarty do pozycji: zamknięty (NO). Pozwala to na „dokończenie” działania procesu do momentu osiągniecia tzw. pozycji początkowej, czyli po zakończeniu pełnego cyklu tego procesu według algorytmu SFC. Ponowne uruchomienie procesu przemysłowego jest możliwe na normalnych warunkach jak po włączeniu układu sterowania.
•    sygnał pochodzący od załącznika praca automatyczna (P-AUT) - sygnał posiadający wpływ na układ sterowania PLC tylko na poziomie software. Pobudzenie załącznika praca automatyczna (P-AUT) wywołuje monostabilne przejście tego załącznika z pozycji: otwarty do pozycji: zamknięty (NO) i posiada wpływ na działanie układu sterowania tylko wtedy, gdy pobudzenie to nastąpiło w pozycji początkowej układu. Uruchomi to pracę automatyczną układu, czyli realizację procesu przemysłowego do momentu jego zatrzymania. Dezaktywacja (P-AUT) następuje poprzez użycie załączników (P-CY), (P-KR) lub (P-RC). 
•    sygnał pochodzący od załącznika praca cykliczna (P-CY) - sygnał posiadający wpływ na układ sterowania PLC tylko na poziomie software. Pobudzenie załącznika praca cykliczna (P-CY) wywołuje monostabilne przejście tego załącznika z pozycji: otwarty do pozycji: zamknięty (NO) i poskutkuje wpływem na działanie układu sterowania dopiero od momentu zajęcia przez układ tzw. pozycji początkowej. Wtedy to nastąpi wykonanie od początku do końca tylko pojedynczego cyklu procesu przemysłowego i jego samoczynne zatrzymanie ponownie w pozycji początkowej. Dezaktywacja (P-CY) następuje poprzez (P-AUT), (P-KR) lub (P-RC).
•    sygnał pochodzący od załącznika praca krokowa (P-KR) - sygnał posiadający wpływ na układ sterowania PLC tylko na poziomie software. Pobudzenie załącznika praca krokowa (P-KR) wywołuje monostabilne przejście tego załącznika z pozycji: otwarty do pozycji: zamknięty (NO) i natychmiast uruchamia tzw. pracę krokową procesu przemysłowego, czyli wykonywanie czynności procesowych krok po kroku poprzez każdorazowe użycie załącznika (START). Dezaktywacja (P-KR) następuje poprzez użycie (P-AUT), (P-CY) lub (P-RC).
•    sygnał pochodzący od załącznika praca ręczna (P-RC) - sygnał posiadający wpływ na układ sterowania PLC tylko na poziomie software. Pobudzenie załącznika praca ręczna (P-RC) wywołuje monostabilne przejście tego załącznika z pozycji: otwarty do pozycji: zamknięty (NO) i stwarza natychmiastową możliwość sterowania układami wykonawczymi procesu przemysłowego przy użyciu dodatkowych załączników, które znajdują się zazwyczaj na pulpicie sterującym i są również sygnałami dla bloku wyboru trybów pracy. Dezaktywacja (P-RC) następuje poprzez użycie załączników (P-AUT), (P-CY) lub (P-KR).
Rysunek 36 ilustruje omówione wyżej sygnały wprowadzone do modułu wejść sterownika PLC z zachowaniem funkcji zestyków roboczych tych załączników, tzn. NC lub NO.

Rysunek 36: Zaproponowane adresy dla sygnałów w rozbudowanym sterowaniu sekwencyjnym

Należy zaznaczyć, że liczba sygnałów doprowadzonych do kart wejść sterownika PLC, który realizuje rozbudowane sterowanie sekwencyjne może być nie tylko znacznie, ale również wielokrotnie większa, bowiem do bloku wyboru trybów pracy mogą być doprowadzone nie tylko sygnały z pulpitu sterującego ale również sygnały obiektowe. Wtedy takich kart wejść w konfiguracji sterownika PLC (już modułowego, nie zaś typu COMPACT) będzie więcej. Przyjmuje się, że pojedyncza karta wejść może umożliwić podłączenie 8 sygnałów wejściowych (jak na rysunku 36) lub więcej, może umożliwić podłączenie 16 lub nawet 32 sygnałów wejściowych. 
Należy zaznaczyć dalej, że w rozbudowanym sterowaniu sekwencyjnym do bloku wyboru trybów pracy można wprowadzić również sygnały, które informują układ sterowania o m.in.:
•    prawidłowości napięcia zasilającego urządzenia wejścia/wyjścia sterownika PLC;
•    prawidłowości napięcia dla obwodów mocy układów wykonawczych;
•    braku „przegrzania się” urządzeń wykonawczych (sygnały z tzw. „termików”);
•    braku obecności pracowników w miejscach niebezpiecznych jako sytuacji prawidłowej.