Prozessautomatisierung 1

Ein Prozess¹ (abgeleitet vom lateinischen procedere = voranschreiten) ist ein Vorgang, ein Geschehen, also etwas Dynamisches. Ein Vorgang, der in einem technischen System abläuft, bewirkt eine Zustandsänderung von materiellen „Dingen“, von Energien oder von Informationen. Damit lautet eine erste Definition des Begriffs „Technischer Prozess“:

Ein technischer Prozess ist ein Vorgang, durch den Materie, Energie oder Information in ihrem Zustand verändert wird. Diese Zustandsänderung kann beinhalten, dass ein Anfangszustand in einen Endzustand überführt wird.

Wie in Abschnitt 1.4.2 erläutert, erfüllen die Sensoren und Aktoren die Anpassungsaufgabe, physikalische Größen des technischen Prozesses in elektrische oder optische Prozess-Signale umzuformen bzw. aus elektrischen oder optischen Signalen wieder Steilsignale für den technischen Prozess zu erzeugen.

Wie in Kapitel 1 erläutert, ist es ein Kennzeichen eines Automatisierungs-Computers, dass er mit einem technischen Prozess gekoppelt werden kann. Er muss einerseits die im technischen Prozess auftretenden physikalischen Prozessgrößen (z.B. Temperaturen, Drücke, Geschwindigkeiten usw.) „verstehen“ und andererseits selbst Informationen in einer für den technischen Prozess oder dessen Bedienungspersonal geeigneten Form ausgeben können. Seiner Natur nach „versteht“ und verarbeitet ein Automatisierungs-Computer (als Digitalrechner) aber nur diskrete digitale Werte, und zwar zeitlich nacheinander. Daher ist zwischen dem Automatisierungs-Computersystem und dem technischen Prozess eine Adaptierung der Informationsdarstellung erforderlich. Außerdem müssen bei der Erfassung der Vielzahl von Prozessgrößen die parallelen Wege zusammengeführt und die Informationen zeitlich nacheinander durchgeschaltet werden. Umgekehrt müssen in der Ausgaberichtung die vom Computer zeitlich nacheinander ankommenden Informationen auf die verschiedenen Eingriffsstellen des technischen Prozesses verteilt werden.

Bei der Anwendung von Computern zur Lösung von Aufgabenstellungen aus dem Bereich der kommerziellen oder der technisch-wissenschaftlichen Datenverarbeitung werden Daten eingelesen, der Computer verarbeitet diese Eingangsdaten gemäß dem in seinem Programmspeicher vorhandenen Programm und berechnet daraus Ausgangsdaten. Das gleiche gilt bei der Anwendung eines Taschenrechners zur Multiplikation von zwei Zahlen: Die Zahlen (Daten) werden mit Hilfe der Tastatur eingegeben, der Taschenrechner führt eine funktionale Verknüpfung (in diesem Falle eine multiplikative Verknüpfung) durch und zeigt das Resultat (die Ausgangsdaten) in dem Anzeigenfeld an.

Wie bereits in Abschnitt 1.4.5 erläutert, werden die Programme eines Computersystems eingeteilt in:

In ähnlicher Weise, wie sich die für die vielfältigen Prozessautomatisierungsaufgaben eingesetzten Automatisierungs-Computersysteme unterscheiden (siehe Abschnitt 1.4.4), sind auch die Vorgehensweisen bei der Erstellung der Programme für die Prozessautomatisierung entsprechend unterschiedlich.

Die Begriffe Zuverlässigkeit und Sicherheit werden im täglichen Leben oft fast synonym gebraucht¹⁰². Bei technischen Systemen und besonders in der Prozessautomatisierung müssen sie deutlich auseinandergehalten werden: