Tworzenie programów PLC dla sterowania sekwencyjnego i współbieżnego

Jak zapewne Czytelnik zauważył, rozbudowane sterowanie sekwencyjne wykorzystuje m.in. tryb pracy cyklicznej,  w którym następuje wykonywanie od początku do końca tylko pojedynczego cyklu procesu przemysłowego i jego samoczynne zatrzymanie w pozycji początkowej, od której de facto cykl te się rozpoczął. Nie oszukujmy się, za odpowiedni moment rozpoczęcia i zakończenia tegoż odpowiada nie operator procesu tylko układ sterowania PLC. Ten z kolei operuje na informacjach dostarczonych mu tylko w postaci odpowiednich znaczników, czyli Markerów. 
Należy zaznaczyć, że tzw. pozycja początkowa dla układu sterowania jest wytworem projektanta algorytmu (czytaj: algorytmu SFC) i określana jest indywidulanie przy szacowaniu domniemanego sposobu działania procesu przemysłowego. W jednym przypadku pozycją początkową będzie stan siłownika pneumatycznego: wsunięty, co pokaże odpowiedni czujnik obiektowy, (np. kontaktronowy w postaci sygnału „1”), zaś innym razem może to być odwrotność: tłoczysko wysunięte przy kontroli sygnałowej tego stanu tłoczyska. Ogólnie istotnym powinno być, aby określone pozycje urządzeń lub elementów procesowych i/lub stany sygnałów, świadczących o tych pozycjach odzwierciedlały zasadny i bezpieczny początek działania procesu przemysłowego. Często warunkiem bezpiecznego działania tegoż jest zajmowanie przez jego elementy pozycji początkowej po przywróceniu napięcia zasilania układu sterowania, które zostało awaryjnie wyłączone. Trudno bowiem uznać za zasadne przyjęcie tezy, że w każdym przypadku ponowne załączenie procesu przemysłowego po momencie jego awaryjnego wyłączenia powinno odbywać się od chwili, w której się on awaryjnie zatrzymał. W jednym przypadku powyższe poskutkuje prawidłową kontynuacją przerwanego procesu, zaś w innym narazi go na straty. Zilustrowano to na rysunku 40.  

Rysunek 40: Przypadek ponownego uruchomienia procesu przemysłowego

Awaryjne zatrzymanie procesu przemysłowego zilustrowanego na rysunku 40 wywoła samoczynny powrót do pozycji początkowej dwóch tłoczysk siłowników S1 i S2 (na skutek działania sprężyny powrotnej) oraz zatrzymanie w pozycji: wysunięty tłoczyska siłownika S3, ponieważ jest to siłownik dwustronnego działania, którego tłoczysko w obu kierunkach (dół-góra) sterowane jest zaworami odpowiednio Z3 i Z4. Ponowne załączenie sterowania tym procesem może spowodować to, iż na skutek szybszego zadziałania NAPĘDU zawór Z4 „nie zdąży” wycofać wrzeciona W3 z nawiercanego otworu przed ruchem obrabianego przedmiotu i wiertło lub/i tłoczysko ulegną uszkodzeniu (skrzywieniu lub złamaniu). Zatem przed ponownym uruchomieniem (normalnym) procesu z rysunku 40 należy zadbać, aby wrzeciono W3 znalazło się w pozycji początkowej: wsunięty tłoczyska siłownika S3. 
Należy zaznaczyć, że hipotetyczna sytuacja pozycji początkowej w odniesieniu do siłownika S3 dała tylko namiastkę problemu, który związany jest z sygnałami świadczącymi o pozycji początkowej w rozumieniu rozbudowanego sterowania sekwencyjnego. O pozycji początkowej w tym rozumieniu mogą świadczyć tylko sygnały informujące o zajęciu położeń, jak na rysunku 40 lub/i sygnałów sterujących z pulpitu sterującego.
Bez względu na rodzaj sygnałów obiektowych, które informują o pozycji początkowej przyjmuje się w algorytmie SFC dla rozbudowanego sterowania sekwencyjnego, że reprezentantem „zbiorczej” informacji (tzn. czy pozycja początkowa wszystkich elementów wystąpiła czy też nie) jest Marker o przyjętym przez projektanta algorytmu adresie z puli adresów przestrzeni adresowej sterownika PLC, czyli Mx.x. To znaczy, że jeżeli wszystkie sygnały obiektowe mają stan „1”, to Mx.x = „1”, w przeciwnym wypadku Mx.x = „0”.
Należy zaznaczyć, że nawet pobieżna analiza rysunku 40 pod kątem przyjmowania przez tłoczyska siłowników pozycji początkowej informuje o kilku sprawach. Po pierwsze przyjęcie przez tłoczyska poszczególnych pozycji początkowych (np. wsunięcie) odbędzie się w różnym czasie, dalej po drugie zajęcie przez każde tłoczysko swojej pozycji początkowej może wygenerować zmiany sygnału z ich czujników obiektowych (była już o tym mowa), oraz po trzecie wszystkie trzy tłoczyska mogą zająć swoje górne położenia mniej więcej w tym samym czasie. Aby zatem wyeliminować powyższe tworząc de facto już Marker IMP POZ-POCZ należy to uczynić programowo według pokazanych wcześniej zasad przyjmując np. czas ustalania się sygnałów od czujników obiektowych na 150ms. Rysunek 41 ilustruje zatem sieci programowe w metodzie programowania LAD tworzące Marker IMP POZ-POCZ o przydzielonym adresie M1.6. Ponieważ bieżące wyjaśnienia nie dotyczą rozpatrywania przez autora konkretnego procesu przemysłowego, to w sieci Network 1 nie wystąpiły konkretne sygnały tylko znaki ??.?. Konkretne adresy pojawią się w omawianych przez autora przykładach w module czwartym.

Rysunek 41: Sieci programowe dla realizacji Markera IMP POZ-POCZ o adresie M1.6 

    Należy zaznaczyć, że te wszystkie sygnały ze znakami ??.? na rysunku 41 mogą sterować markerem pomocniczym, który można nazwać np. Markerem POZ-POCZ o adresie M1.0, który nota bene nam się może przydać w dalszych wyjaśnieniach dotyczących bloku wyboru trybów pracy. Zmodyfikowany program PLC dla omówionego przypadku zilustrowano na rysunku 42. 

Rysunek 42: Sieci programowe dla realizacji Markera IMP POZ-POCZ ale z Markerem POZ-POCZ o adresie M1.0