Programmable Logic Controller เครื่องควบคุมเชิงตรรกที่สามารถโปรแกรมได้
ความหมายของ PC/PLC
PC(Programmable Controller)หรือ PLC(Programmable Logic Controller) เป็นอุปกรณ์ควบคุมการทำงานของเครื่องจักร หรือระบบกระบวนการต่างๆ โดยที่ภายในมีไมโครโปรเซสเซอร์เป็นมันสมองสั่งการ
การควบคุมการทำงานสามารถทำได้โดยการป้อนเป็นโปรแกรมคำสั่งเข้าไปในPC/PLC ใน PC/PLC จะมีอุปกรณ์ต่างๆให้ใช้เช่น รีเลย์ ตัวตั้งเวลา ตัวนับ ฯลฯ ซึ่งอุปกรณ์เหล่านี้อยู่ในรูปแบบของซอฟท์แวร์ ไม่มีตัวตนในรูปของวัตถุ แต่จะอยู่ในรูปแบบของฟังก์ชั่นการทำงานที่ตรงกับของจริง
ส่วนประกอบของ PLC
- หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit)
- หน่วยความจำที่เก็บโปรแกรม (Proram Memory)
- หน่วยอินพุท/เอาท์พุท (Input/Output unit)
หน่วยประมวลผลกลาง (Central processing unit)
หน่วย ประมวลผลกลาง คือส่วนที่ทำหน้าที่ควบคุมการทำงานของ PLC โดยทั่วไปแล้วจะใช้ไมโครโปรเซสเซอร์ชนิด 8 บิทเป็นตัวประเมินผล ปกติหน้าที่ของหน่วยประมวลผลกลางคือรับข้อมูลอินพุทเข้ามาประมวลผลร่วมกับคำ สั่ง แล้วส่งผลที่ได้ออกไปยังเอาท์พุท จากนั้นจะวนกลับไปรับข้อมูลอินพุทเข้ามาอีก แล้วทำซ้ำลักษณะนี้ไปเรื่อยๆ ซึ่งเรียกกันว่าการสแกน (Scan) การทำงานของหน่วยประมวลผลกลางจะอยู่ภายใต้การควบคุมของโปรแกรมคำสั่งที่ผู้ ใช้ป้อนเข้า
หน่วยความจำที่เก็บโปรแกรม (Program memory)
ชนิดของหน่วยความจำที่จัดเก็บโปรแกรม มีอยู่ 4 ชนิดคือ1. ROM (Read Only Memory) เป็นหน่วยความจำที่ไม่อนุญาตให้ผู้ใช้เปลี่ยนข้อมูลภายใน แต่สามารถเก็บรักษาข้อมูลไว้ได้แม้จะไม่มีกระแสไฟฟ้า
2. RAM (Random Access Memory) หน่วยความจำนี้จะมีแบตเตอรี่เล็กๆต่อไว้เพื่อใช้เลี้ยงข้อมูลเมื่อไฟดับ การอ่านและเขียนโปรแกรมทำได้ง่ายมาก จึงเหมาะกับการใช้งานในระยะทดลองเครื่องที่มีการเปลี่ยนแปลงแก้ไขโปรแกรม บ่อย
3. EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory)หน่วยความจำนี้จะต้องใช้เครื่องมือพิเศษในการเขียนและลบโปรแกรม มีข้อดีคือโปรแกรมจะไม่สูญหายแม้ไฟจะดับ จึงเหมาะกับการใช้งานที่ไม่ต้องการเปลี่ยนโปรแกรม
4. EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) หน่วยความจำชนิดนี้ไม่ต้องใช้เครื่องมือพิเศษในการเขียนและลบโปรแกรม ซึ่งได้รวมเอาคุณสมบัติที่ดีของ ROMและ EPROM เข้าไว้ด้วยกัน
หน่วยอินพุท/เอาท์พุท (Input/Output unit)
หน่วยอินพุท ทำหน้าที่เชื่อมต่อระหว่าง CPU กับอุปกรณ์ภายนอก จากอุปกรณ์ตรวจวัดของเครื่องจักรหรือกระบวนการที่เป็นสัญญาณทางไฟฟ้าแล้วส่ง ค่าต่างๆเหล่านี้ไปยัง CPU เพื่อประมวลผลตามคำสั่งของผู้ใช้ต่อไปปัจจุบันหน่วยอินพุท/เอาท์พุทสามารถแบ่งออกได้ 3 ประเภท คือ
หน่วยเอาท์พุท ทำหน้าที่รับค่าสัญญาณ ที่ได้จากการประมวลผลไปขยายสัญญาณออกให้มีขนาดใหญ่พอที่จะขับอุปกรณ์ภายนอก เช่นคอนแทคเตอร์ โซลีนอยด์วาล์ว หลอดไฟฯลฯ
1. หน่วยอินพุท/เอาท์พุทแบบลอจิก หน่วยอินพุท/เอาท์พุทแบบนี้นิยมใช้กันมากที่สุด โดยข้อมูลมีค่าสภาวะ 2 สภาวะเท่านั้นคือ on กับ offPLC สามารถควบคุมงานได้ 3 ลักษณะคือ
2. หน่วยอินพุท/เอาท์พุทแบบอนาลอก หน่วยอินพุท/เอาท์พุทแบบ นี้ทำหน้าที่รับสัญญาณอินพุทจากอุปกรณ์ภายนอกที่ให้สัญญาณแบบอนาลอก แล้วเปลี่ยนเป็นสัญญาณดิจิตอล ส่งให้ CPU อุปกรณ์ที่ใช้ทำหน้าที่เปลี่ยนสัญญาณดังกล่าวเรียกว่า ADC (Analog to Digital Converter) หลังจากประมวลผลแล้ว ก็จะส่งผลที่ได้โดยการเปลี่ยนสัญญาณดิจิตอลกลับเป็นสัญญาณอนาลอกสู่เอาท์พุท อุปกรณ์ที่ใช้ทำหน้าที่เปลี่ยนสัญญาณดังกล่าวเรียกว่า DAC (Digital to Analog Converter)
3. หน่วยอินพุท/เอาท์พุทแบบพิเศษ ใน งานควบคุมบางอย่างอาจต้องการใช้หน่วยเชื่อมต่อแบบพิเศษ เพื่อความสะดวกรวดเร็ว ซึ่งอินพุท/เอาท์พุททั้ง2แบบที่ผ่านมาไม่สามารถตอบสนองได้ เช่น หน่วยอินพุทความเร็วสูง หน่วยควบคุมแบบPID หน่วยควบคุมตำแหน่ง ฯลฯ
1.งานที่ทำตามลำดับก่อนหลัง (Sequence Control) ตัวอย่างเช่น
(1) การทำงานของระบบรีเลย์
(2) การทำงานของไทเมอร์ เคาน์เตอร์
(3) การทำงานของ P.C.B. Card
(4) การทำงานในระบบกึ่งอัตโนมัติ ระบบอัตโนมัติ หรืองานที่เป็นกระบวนการทำงานของเครื่องจักรกลต่างๆ
2.งานควบคุมสมัยใหม่ (Sophisticated Control) ตัวอย่างเช่น
(1) การทำงานทางคณิตศาสตร์ เช่น บวก ลบ คูณ หาร
(2) การควบคุมแบบอนาล็อก (Analog Control) เช่น การควบคุมอุณหภูมิ (Temperature) การควบคุมความดัน (Pressure) เป็นต้น
(3) การควบคุม P.I.D. (Proportional-Intergral-Derivation)
(4) การควบคุมเซอร์โวมอเตอร์ (Sevo-motor Control)
(5) การควบคุม Stepper-motor
(6) Information Handling
3.การควบคุมเกี่ยวกับงานอำนวยการ (Supervisory Control) ตัวอย่างเช่น
(1) งานสัญญาณเตือน (Alarm) และ Process Monitoring
(2) Fault Diagnostic and Monitoring
(3) งานต่อร่วมกับคอมพิวเตอร์ (RS-232C/RS422)
(4) Printer/ASCII Interfacing
(5) งานควบคุมอัตโนมัติในโรงงานอุตสาหกรรม (Factory Automation Networking)
(6) LAN (Local Area Network)
(7) WAN (Wide Area Network)
(8) FA. , FMS., CIM. เป็นต้น
ข้อแตกต่างระหว่าง PLC กับ COMPUTER
1. PLC ถูกออกแบบ และสร้างขึ้นเพื่อให้ทนต่อสภาพแวดล้อมในโรงงานอุตสาหกรรมโดยเฉพาะ2. การโปรแกรมและการใช้งาน PLC ทำได้ง่ายไม่ยุ่งยากเหมือนคอมพิวเตอร์ทั่วไป PLC มีระบบการตรวจสอบตัวเองตั้งแต่ช่วงติดตั้ง
จนถึงช่วงการใช้งานทำให้การบำรุงรักษาทำได้ง่าย
3. PLCถูกพัฒนาให้มีความสามารถในการตัดสินใจสูงขึ้นเรื่อยๆทำให้การใช้งานสะดวกขณะที่วิธีใช้คอมพิวเตอร์ยุ่งยากและซับซ้อนขึ้น
ข้อดีของการสร้างระบบควบคุมด้วย PLC
- ทำให้ขนาดของระบบควบคุมเล็กลง ภายในของ PLC จะใช้อุปกรณ์ทางอิเล็กทรอนิกส์และซอฟแวร์แทนรีเลย์,ตัวตั้งเวลา,ตัวนับจำนวน และองค์ประกอบของวงจรซีเคว็นซ์อื่นๆ อีกมากมาย ซึ่งจำนวนของอุปกรณ์ต่างๆเหล่านี้อยู่ในรูปของซอฟแวร์โดยไม่ขึ้นอยู่กับขนาด ของ PLC
- ใช้โปรแกรมแทนการเดินสาย
- เปลี่ยนวงจรและขยายระบบได้ง่าย
- ลดเวลาในการออกแบบและสร้าง PLC จะเป็นเครื่องควบคุมที่เป็นมาตรฐานสามารถประกอบใส่ตู้ควบคุมได้รวดเร็ว การออกแบบวงจรและการโปรแกรมทำได้รวดเร็ว นอกจากนั้นยังสามารถทดสอบวงจรโดยทดลองในPLC ได้ด้วย
- PLC มีเสถียรภาพดีกว่ารีเลย์
- มีหน่วยอินพุท /เอาท์พุทหลายแบบ
- สามารถติดต่อกับอุปกรณ์สนับสนุนภายนอก เช่นเครื่องพิมพ์ เครื่องไมโครคอมพิวเตอร์
เทคนิคการเขียนโปรแกรมเข้าเครื่อง PLC
เทคนิค ที่นิยมกันโดยทั่วไป ซึ่งใช้สำหรับการเขียนโปรแกรมเข้าเครื่อง PLC ขั้นตอนแรกจะเริ่มด้วยการออกแบบวงจรไฟฟ้าและเขียนแลดเดอร์ไดอะแกรมมาก่อน หลังจากนั้นจึงทำการแปลงแลดเดอร์ไดอะแกรมที่ออกแบบขึ้นมาได้เป็นชุดคำสั่ง ทางลอจิก( อาจจะเรียกว่าภาษาบูลลีน) แล้วนำชุดคำสั่งที่แปลงได้ป้อนเข้าเครื่อง PLC โดยเครื่องป้อนโปรแกรมต่อไปตัวอย่างการใช้ PLC ในอุตสาหกรรมต่างๆ
เครื่องผสมวัตถุดิบที่ใช้ PLC ในการควบคุม
การขนถ่ายผลิตภัณฑ์ที่ใช้ PLC ในการควบคุม
หุ่นยนต์ประกอบชิ้นส่วนรถยนต์ที่ใช้ PLC ในการควบคุม
การพ่นสีรถยนต์ที่ใช้ PLC ในการควบคุม
การตรวจสอบคุณภาพที่ใช้ PLC ในการควบคุม
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น