รายชื่อสมาชิกในห้อง

อาจารย์ ธภัทร  ชัยชูโชค      อาจารย์ผู้สอน

piyanoet087.blgsport.com  น.ส ปิยะนุช โพธิ์ถึง

chayagon 2533. 0836596670

siwa khon 098. 081-3282383

kensirin 118. 0899133981

anucha 555. blogspot.com

ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับเรื่อง PLC

2.1 ความหมายของ PLC

                โปรแกรมเมเบิลลอจิกคอลโทรลเลอร์ (Programmable logic Control : PLC) เป็นอุปกรณ์ควบคุมการทำงานของเครื่องจักรหรือกระบวนการทำงานต่างๆ โดยภายในมี Microprocessor เป็นมันสมองสั่งการที่สำคัญ PLC จะมีส่วนที่เป็นอินพุตและเอาต์พุตที่สามารถต่อออกไปใช้งานได้ทันที ตัวตรวจวัดหรือสวิทตช์ต่างๆ จะต่อเข้ากับอินพุต ส่วนเอาต์พุตจะใช้ต่อออกไปควบคุมการทำงานของอุปกรณ์หรือเครื่องจักรที่เป็นเป้าหมาย เราสามารถสร้างวงจรหรือแบบของการควบคุมได้โดยการป้อนเป็นโปรแกรมคำสั่งเข้าไปใน PLC นอกจากนี้ยังสามารถใช้งานร่วมกับอุปกรณ์อื่นเช่นเครื่องอ่านบาร์โค๊ด (Barcode Reader) เครื่องพิมพ์ (Printer) ซึ่งในปัจจุบันนอกจากเครื่อง PLC จะใช้งานแบบเดี่ยว (Stand alone) แล้วยังสามารถต่อ PLC หลายๆ ตัวเข้าด้วยกัน (Network) เพื่อควบคุมการทำงานของระบบให้มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้นด้วยจะเห็นได้ว่าการใช้งาน PLC มีความยืดหยุ่นมากดังนั้นในโรงงานอุตสาหกรรมต่างๆ จึงเปลี่ยนมาใช้ PLC มากขึ้น

2.2  โปรแกรมเมเบิล ลอจิก คอนโทรลเลอร์ (PLC)

                PLC เป็นอุปกรณ์ชนิดโซลิด – สเตท (Solid State) ที่ทำงานแบบลอจิก (Logic Functions) การออกแบบการทำงานของ PLC จะคล้ายกับหลักการทำงานของคอมพิวเตอร์ จากหลักการพื้นฐานแล้ว PLCจะประกอบด้วยอุปกรณ์ที่เรียกว่า Solid-State Digital Logic Elements เพื่อให้ทำงานและตัดสินใจแบบลอจิก PLC ใช้สำหรับควบคุมกระบวนการทำงานของเครื่องจักรและอุปกรณ์ในโรงงานอุตสาหกรรม

                การใช้ PLC สำหรับควบคุมเครื่องจักรหรืออุปกรณ์ต่างๆ ในโรงงานอุตสาหกรรมจะมีข้อได้เปรียบกว่าการใช้ระบบของรีเลย์ (Relay) ซึ่งจำเป็นจะต้องเดินสายไฟฟ้า หรือที่เรียกว่า Hard- Wiredฉะนั้นเมื่อมีความจำเป็นที่ต้องเปลี่ยนกระบวนการผลิต หรือลำดับการทำงานใหม่ ก็ต้องเดินสายไฟฟ้าใหม่ ซึ่งเสียเวลาและเสียค่าใช้จ่ายสูง แต่เมื่อเปลี่ยนมาใช้ PLC  แล้ว การเปลี่ยนกระบวนการผลิตหรือลำดับการทำงานใหม่นั้นทำได้โดยการเปลี่ยนโปรแกรมใหม่เท่านั้น นอกจากนี้แล้ว PLC  ยังใช้ระบบโซลิด – สเตท ซึ่งน่าเชื่อถือกว่าระบบเดิม การกินกระแสไฟฟ้าน้อยกว่า และสะดวกกว่าเมื่อต้องการขยายขั้นตอนการทำงานของเครื่องจักร

2.3  โครงสร้างของ PLC

        PLC เป็นอุปกรณ์คอมพิวเตอร์สำหรับใช้ในงานอุตสาหกรรม PLC ประกอบด้วย หน่วยประมวลผลกลาง หน่วยความจำ หน่วยรับข้อมูล หน่วยส่งข้อมูล และหน่วยป้อนโปรแกรม PLC ขนาดเล็กส่วนประกอบทั้งหมดของ PLC จะรวมกันเป็นเครื่องเดียว แต่ถ้าเป็นขนาดใหญ่สามารถแยกออกเป็นส่วนประกอบย่อยๆได้
         หน่วยความจำของ PLC ประกอบด้วย หน่วยความจำชนิด RAM และ ROM หน่วยความจำชนิดRAM ทำหน้าที่เก็บโปรแกรมของผู้ใช้และข้อมูลสำหรับใช้ในการปฏิบัติงานของ PLC ส่วน ROM ทำหน้าที่เก็บโปรแกรมสำหรับใช้ในการปฏิบัติงานของ PLC  ตามโปรแกรมของผู้ใช้ ROM ย่อมาจาก         Read Only Memory สามารถโปรแกรมได้แต่ลบไม่ได้ ถ้าชำรุดแล้วซ่อมไม่ได้

                1.  RAM (Random Access Memory) หน่วยความจำประเภทนี้จะมีแบตเตอรี่เล็กๆ ต่อไว้ เพื่อใช้เลี้ยงข้อมูลเมื่อเกิดไฟดับ การอ่านและเขียนโปรแกรมลงใน RAM ทำได้ง่ายมาก จึงเหมาะกับการใช้งานในระยะทดลองเครื่องที่มีการเปลี่ยนแปลงแก้ไขโปรแกรมบ่อยๆ

                2.  EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) หน่วยความจำชนิด EPROM นี้จะต้องใช้เครื่องมือพิเศษในการเขียนโปรแกรม การลบโปรแกรมทำได้โดยใช้แสงอัลตราไวโอเลตหรือตากแดดร้อนๆ นานๆ มีข้อดีตรงที่โปรแกรมจะไม่สูญหายแม้ไฟดับ จึงเหมาะกับการใช้งานที่ไม่ต้องเปลี่ยนโปรแกรม

                3.  EEPROM (Electrical Erasable Programmable Read Only Memory) หน่วยความจำชนิดนี้ไม่ต้องใช้เครื่องมือพิเศษในการเขียนและลบโปรแกรม โดยใช้วิธีการทางไฟฟ้าเหมือนกับ RAM นอกจากนั้นก็ไม่จำเป็นต้องมีแบตเตอรี่สำรองไฟเมื่อไฟดับ ราคาจะแพงกว่า แต่จะรวมคุณสมบัติที่ดีของทั้ง RAMและ EPROM เอาไว้ด้วยกัน

รูปที่ 2.1 โครงสร้างของ PLC

2.4  ส่วนประกอบของ PLC
        PLC  แบ่งออกได้ 3 ส่วนด้วยกันคือ
                1.ส่วนที่เป็นหน่วยประมวลผลกลาง (Control Processing Unit : CPU)
                2.ส่วนที่เป็นอินพุต/เอาต์พุต (Input Output : I/O)
                3.ส่วนที่เป็นอุปกรณ์การโปรแกรม (Programming Device)

           2.4.1   CPU

           CPU เป็นส่วนมันสมองของระบบ ภายใน CPU จะประกอบไปด้วยวงจร Logic Gate ชนิดต่างๆ หลายชนิด และมี Microprocessor-based ใช้สำหรับแทนอุปกรณ์จำพวกรีเลย์ (Relay) เคาน์เตอร์(Counter) ไทเมอร์ (Timer) และซีเควนเซอร์ (Sequencers) เพื่อให้ผู้ใช้ได้ออกแบบใช้วงจรรีเลย์แลดเดอร์ ลอจิก (Relay Ladder Logic) เข้าไปได้

รูปที่ 2.2 ส่วนประกอบของ CPU

             CPU จะยอมรับ (Read) อินพุต เดต้า (Input Data) จากอุปกรณ์ให้สัญญาณ (Sensing  Device)ต่างๆ จากนั้นจะปฏิบัติการและเก็บข้อมูลโดยใช้โปรแกรมจากหน่วยความจำ และส่งข้อมูลที่เหมาะสมถูกต้องไปยังอุปกรณ์ควบคุม (Control Device) แหล่งของกระแสไฟฟ้าตรง (DC  Current) สำรับใช้สร้างโวลต์ต่ำ (Low Level Voltage) ซึ่งใช้โดยโปรเซสเซอร์ (Processor) และไอโอ โมดูล (I/O Modules) และแหล่งจ่ายไฟนี้จะเก็บไว้ที่ CPU หรือแยกออกไปติดตั้งที่จุดอื่นก็ได้ขึ้นอยู่กับผู้ผลิตแต่ละราย

             การประมวลผลของ CPU จากโปรแกรมทำได้โดยรับข้อมูลจากหน่วยอินพุทและเอาท์พุท และส่งข้อมูลสุดท้ายที่ได้จากการประมวลผลไปยังหน่วยเอาท์พุท เรียกว่า การสแกน (Scan) ซึ่งใช้เวลาจำนวนหนึ่ง เรียกว่า เวลาสแกน (Scan Time) เวลาในการสแกนแต่ละรอบใช้เวลาประมาณ 1 ถึง 100 msec.(0.001-0.1วินาที) ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับข้อมูลและความยาวของโปรแกรม หรือจำนวนอินพุท/เอาท์พุทหรือจำนวนอุปกรณ์ที่ต่อจาก PLC เช่น เครื่องพิมพ์ จอภาพ เป็นต้น อุปกรณ์เหล่านี้จะทำให้เวลาในการสแกนยาวนานขึ้น การเริ่มต้นการสแกนเริ่มจากรับคำสั่งของสภาวะของอุปกรณ์จากหน่วยอินพุทมาเก็บไว้ในหน่วยความจำ (Memory) เสร็จแล้วจะทำการปฏิบัติการตามโปรแกรมที่เขียนไว้ทีละคำสั่งจากหน่วยความจำนั้นจนสิ้นสุด แล้วส่งไปที่หน่วยเอาท์พุท ซึ่งการสแกนของ PLC ประกอบด้วย

              1.  I/O Scan คือ การบันทึกสภาวะข้อมูลของอุปกรณ์ที่เป็นอินพุท และให้อุปกรณ์เอาท์พุททำงาน
              2.  Program Scan คือ การให้โปรแกรมทำงานตามลำดับก่อนหลัง

                  2.4.2 ส่วนของอินพุตและเอาต์พุต (I/O Unit)

                        ส่วนของอินพุตและเอาต์พุต (I/O Unit) จะต่อร่วมกับชุดควบคุมเพื่อรับสภาวะและสัญญาณต่างๆ เช่น หน่วยอินพุตรับสัญญาณหรือสภาวะแล้วส่งไปยัง CPU เพื่อประมวลผล เมื่อ CPU ประมวลผลแล้วจะส่งให้ส่วนของเอาต์พุต เพื่อให้อุปกรณ์ทำงานตามที่โปรแกรมเอาไว้

                        สัญญาณอินพุตจากภายนอกที่เป็นสวิตช์และตัวตรวจจับชนิดต่างๆ จะถูกแปลงให้เป็นสัญญาณที่เหมาะสมถูกต้อง ไม่ว่าจะเป็น AC หรือ DC เพื่อส่งให้ CPU ดังนั้น สัญญาณเหล่านี้จึงต้องมีความถูกต้องไม่เช่นนั้นแล้ว CPU จะเสียหายได้

                        สัญญาณอินพุตที่ดีจะต้องมีคุณสมบัติและหน้าที่ดังนี้
                        1.  ทำให้สัญญาณเข้า ได้ระดับที่เหมาะสมกับ PLC
                        2.  การส่งสัญญาณระหว่างอินพุตกับ CPU จะติดต่อกันด้วยลำแสง ซึ่งอาศัยอุปกรณ์ประเภทโฟโตทรานซิสเตอร์เพื่อต้องการแยกสัญญาณ (Isolate) ทางไฟฟ้าให้ออกจากกัน เป็นการป้องกันไม่ให้CPU เสียหายเมื่ออินพุตเกิดลัดวงจร               
                        3.  หน้าสัมผัสจะต้องไม่สั่นสะเทือน (Contact Chattering)

        ในส่วนของเอาต์พุต จะทำหน้าที่รับค่าสภาวะที่ได้จากการประมวลผลของ CPU แล้วนำค่าเหล่านี้ไปควบคุมอุปกรณ์ทำงาน เช่น รีเลย์ โซลีนอยด์ หรือหลอดไฟ เป็นต้น นอกจากนั้นแล้ว ยังทำหน้าที่แยกสัญญาณของหน่วยประมวลผลกลาง (CPU) ออกจากอุปกรณ์เอาต์พุต โดยปกติเอาต์พุตนี้จะมีความสามารถขับโหลดด้วยกระแสไฟฟ้าประมาณ 1-2 แอมแปร์ แต่ถ้าโหลดต้องการกระแสไฟฟ้ามากกว่านี้ จะต้องต่อเข้ากับอุปกรณ์ขับอื่นเพื่อขยายให้รับกระแสไฟฟ้ามากขึ้น เช่น รีเลย์หรือคอนแทคเตอร์ เป็นต้น       
           อุปกรณ์ที่ใช้เป็นสัญญาณอินพุท ได้แก่ พรอกซิมิตี้สวิตช์(Proximility Switch)  ลิมิตสวิตช์  (Limit Switch) ไทเมอร์(Timer) โฟโตอิเล็กืริกสวิตช์(Photoelectric Switch) เอนโค้ดเดอร์(Encoder)เคาน์เตอร์(Counter) เป็นต้น    
           อุปกรณ์ที่ใช้เป็นสัญญาณเอาท์พุท ได้แก่ รีเลย์(Relay)  มอเตอร์ไฟฟ้า(Electric Motor) โซลินอยด์(Solenoid)  ขดลวดความร้อน(Heat Coil) หลอดไฟ(Lamp) เป็นต้น  

           2.4.3.เครื่องป้อนโปรแกรม (Programming Device)
          เครื่องป้อนโปรแกรม (Hand Held) ทำหน้าที่ ควบคุมโปรแกรมของผู้ใช้ลงในหน่วยความจำของPLC นอกจากนี้ยังทำหน้าที่ติดต่อระหว่างผู้ใช้กับ PLC เพื่อให้ผู้ใช้สามารถตรวจการปฏิบัติงานของ PLCและผลการควบคุมเครื่องจักรและกระบวนการตามโปรแกรมควบคุมที่ผู้ใช้เขียนขึ้นได้อีกด้วย
          เครื่องป้อนโปรแกรม (Hand Held) แต่ละยี่ห้อจะไม่เหมือนกันแต่มีจุดประสงค์ในการใช้งานที่เหมือนกัน

2.5  การเรียกชื่ออุปกรณ์ควบคุม

                จะเรียกชื่อตัวควบคุมตัวนี้ว่า PLC หรือ PC ถูกต้องกว่า ?

                จากหลักการพื้นฐานแล้ว อุปกรณ์ควบคุมตัวนี้จะทำงานในลักษณะเลขฐานสอง คือ “ปิด” หรือ“เปิด” “ON” หรือ “OFF” หรือสัญญาณลอจิก (Logic) เท่านั้น แต่ปัจจุบันนี้ไม่ได้เป็นเช่นนั้นต่อไปอีกแล้วคือ สามารถรับและส่งสัญญาณอินพุต (Input) แบบต่อเนื่อง หรือสัญญาณอนาล็อก (Analog)ได้ ดังนั้นการเรียกชื่อว่า PLC จึงไม่น่าถูกต้อง ควรเรียกว่า PC ถึงจะถูกต้องกว่า (ตัว L ในตัวย่อ PLC มาจากคำว่าLogic) อย่างไรก็ตาม เพื่อไม่ให้เกิดความสับสนของคำว่า PC ที่เป็นชื่อเรียกของ Personal Computer จึงยังคงเรียกเป็น PLC เช่นเดิม

2.6  คอมพิวเตอร์กับ PLC

                PLC เป็นคอมพิวเตอร์เฉพาะประเภทหนึ่ง จึงมีโครงสร้างเหมือนคอมพิวเตอร์ แต่มีข้อแตกต่างกันดังต่อไปนี้คือ
                1.  PLC ถูกออกแบบให้มีความทนทานต่อสภาพแวดล้อมของโรงงานอุตสาหกรรม เช่น ความร้อน ความหนาว ระบบไฟฟ้ารบกวน การสั่นสะเทือน การกระแทก
                2.  การใช้โปรแกรมของ PLC จะไม่ยุ่งยากเหมือนของคอมพิวเตอร์ PLC จะมีระบบตรวจสอบตัวเอง ทำให้ใช้งานได้ง่ายและบำรุงรักษาง่าย
                3.  PLC ทำงานตามที่โปรแกรมเอาไว้เพียงโปรแกรมเดียว ทำให้ไม่ยุ่งยาก ส่วนคอมพิวเตอร์จะทำงานที่โปรแกรมหลายๆ โปรแกรมพร้อมกัน จึงมีความยุ่งยากกว่า
                4.  PLC  ใช้ควบคุมกระบวนการผลิตทุกชนิด ทั้งแบบอนาล็อก และแบบลอจิก (ON-OFF)

2.7      ความสามารถของ PLC
                PLC สามารถควบคุมงานได้ 3 ลักษณะคือ

                2.7.1.งานที่ทำตามลำดับก่อนหลัง (Sequence Control) ตัวอย่างเช่น

                        (1)  การทำงานของระบบรีเลย์
                        (2)  การทำงานของไทเมอร์ เคาน์เตอร์
                        (3)  การทำงานของ P.C.B. Card
                        (4)  การทำงานในระบบกึ่งอัตโนมัติ ระบบอัตโนมัติ หรืองานที่เป็นกระบวนการทำงานของเครื่องจักรกลต่างๆ

                2.7.2.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

                2.7.3.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

2.8      ขนาดของ PLC

                1.     ขนาดเล็ก มีจำนวนอินพุต/เอาต์พุตไม่เกิน 128 จุด
                2.     ขนาดกลาง มีจำนวนอินพุต/เอาต์พุตไม่เกิน 1024 จุด
                3.     ขนาดใหญ่ มีจำนวนอินพุต/เอาต์พุตไม่เกิน 4096 จุด
                4.     ขนาดใหญ่มาก มีจำนวนอินพุต/เอาต์พุต ไม่เกิน 8192 จุด

2.9      การติดตั้ง PLC

                2.9.1.ข้อควรพิจารณาก่อนติดตั้ง PLC

                        (1)  พื้นที่ในการติดตั้งมีเพียงพอหรือไม่
                        (2)  จะต้องเผื่อไว้ขยายในอนาคตหรือไม่
                        (3)  การซ่อมบำรุงต้องทำได้ง่าย
                        (4)  อุณหภูมิที่เกิดขึ้นจากเครื่องจักรมีผลกระทบกับ PLC หรือไม่
                        (5)  วิธีการป้องกัน PLC จากสภาพแวดล้อมที่ไม่ปลอดภัย

                2.9.2.สภาพแวดล้อมหรือสถานที่ที่ไม่ควรติดตั้ง PLC

                        (1)  มีแสงแดดส่องโดยตรง
                        (2)  มีอุณหภูมิต่ำกว่า 0° C หรือสูงกว่า 55° C
                        (3)  มีฝุ่น หรือไอเกลือ
                        (4)  มีความชื้นมาก
                        (5)  มีก๊าซที่มีคุณสมบัติกัดกร่อน หรือไวไฟ
                        (6)  สั่นสะเทือนมาก

2.10.ตู้ควบคุมสำหรับ PLC

                1.  ต้องป้องกันไม่ให้ PLC เสียหายจากการใช้งานหรือจากส่วนอื่นๆ เช่น จากสิ่งแวดล้อมหรือสิ่งปนเปื้อนในอากาศ เช่น ความชื้น น้ำมัน ฝุ่นผง ก๊าซที่มีฤทธิ์การกัดกร่อน
                2.  มีขนาดใหญ่เพียงพอ สะดวกในการเดินสายไฟต่างๆ
                3.  ควรติดตั้งตู้ PLC ห่างจากแผงควบคุมไฟฟ้าแรงสูงอย่างน้อย 8 นิ้ว
                4.  มีสายดิน
                5.  ควรแยกการติดตั้งอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูง
                6.  ควรแยกการติดตั้งกับอุปกรณ์ที่มีความร้อนสูง เช่น ฮีทเตอร์ หม้อแปลง หรือตัวต้านทานขนาดใหญ่
                7.  ไม่ควรให้ PLC ติดตั้งอยู่บนเพดาน หรืออยู่กับพื้น
                8.  ถ้ามีอุณหภูมิสูงกว่า 60° C ควรติดพัดลมเป่าระบายความร้อน
                9.  ควรต่อสายดินแยกออกจากอุปกรณ์ไฟฟ้าตัวอื่น คือ สายดินควรมีขนาด 2 ตารางมิลลิเมตร หรือใหญ่กว่า และค่าความต้านทานของสายดินไม่ควรเกิน 100 โอห์ม

2.11    ตัวอย่างการใช้ PLC ในอุตสาหกรรมต่างๆ

รูปที่ 2.3 ภาพเครื่องผสมวัตถุดิบที่ใช้ PLC ในการควบคุม

รูปที่ 2.4 ภาพการขนถ่ายผลิตภัณฑ์ที่ใช้ PLC ในการควบคุม

รูปที่ 2.5 ภาพหุ่นยนต์ประกอบชิ้นส่วนรถยนต์ที่ใช้ PLC ในการควบคุม

รูปที่ 2.6 ภาพการพ่นสีรถยนต์ที่ใช้ PLC ในการควบคุม

รูปที่ 2.7 ภาพการตรวจสอบคุณภาพที่ใช้ PLC ในการควบคุม

2.12 เลขฐานต่างๆ

PLC ใช้เลขฐานในการประมวลผลหรือติดต่อกับผู้ใช้ดังต่อไปนี้

                2.12.1 เลขฐานสิบ (Decimal System)

                        เลขที่แตกต่างกัน 10 จำนวน คือ เลข 0 ถึงเลข 9 ซึ่งเลข 0 เป็นเลขค่าน้อยที่สุด และเลข 9 เป็นเลขค่าสูงที่สุดของเลขฐานนี้ โดย PLC ใช้เลขฐานสิบนี้ในการติดต่อกับผู้ใช้

การคำนวณหาค่าของเลขฐานสิบทำได้โดยคูณแต่ตัวเลขในละดิจิต คือเลข 1962 ด้วยค่าน้ำหนัก (Weight)ในแต่ละตำแหน่ง (Position) ตัวเลข 3210 (สีแดง) เรียกว่า ดิจิต (Digit) ตัวเลข1962 เป็นเลขฐานสิบ ค่าน้ำหนัก(Weight) คือ 1,10,100และ1000 ซึ่งก็คือค่าของ 10 ยกกำลังด้วยดิจิตนั่นเอง เช่น ตัวเลข 6 อยู่ที่ดิจิต 1 มีค่าน้ำหนักเท่ากับ 10¹ นั่นเอง ดังตัวอย่างต่อไปนี้ 

                ผลรวมทั้งหมดเท่ากับ 1962  ซึ่งเท่ากับเลขฐานสิบที่กำหนดให้

                2.12.2 เลขฐานสอง (Binary System)

                เป็นเลขฐานที่มีตัวเลข 2 ตัว คือ 0 และ 1 ค่าน้ำหนักแต่ละหลัก คือ 1,2,4,6,8และ16 เป็นต้น PLCใช้เลขฐานนี้ในการประมวลผล

ตัวอย่าง การเปลี่ยนเลขฐานสองเป็นฐานสิบ

เลขฐานสอง 1101 เท่ากับ เลข 13 ในเลขฐานสิบ

          แต่ละดิจิตของเลขฐานสองเรียกว่า บิต (Bit) ใน PLC ขนาดทั่วๆไปคือ แปดบิตและสิบหกบิต เป็นต้น สามารถรวมบิตให้เป็นกรุ๊ป เรียกว่า ไบต์ (Bytes) กรุ๊ปของ 8 บิต คือ 1 ไบต์ และกรุ๊ปของ 1 หรือมากกว่าไบต์ เรียกว่า เวิร์ด (Word) ดังรูปต่อไปนี้แสดงค่า 16 บิต หรือ 2 ไบต์

LSB (Least Significant Bit) คือ ค่าที่น้อยที่สุดของบิต และ MSB (Most Significant Bit) คือ ค่าที่มากที่สุดของบิต ถ้ามีความจำเท่ากับ 884 เวิร์ดก็สามารถเก็บความจำได้เท่ากับ 7072  (884 X 8)  เมื่อใช้ 8- bit word  และเท่ากับ 14,144 (884 X 16)  เมื่อใช้ 16-bit word ดังนั้น เมื่อต้องการทราบค่าความแตกต่างของ PLC จึงควรพิจารณาบิตต่อเวิร์ดของหน่วยความจำ

ตัวอย่างการเปลี่ยนเลขฐานสิบเป็นฐานสอง

                                   

                                                       เท่ากับเลขฐานสอง             111101

1.12.3 เลขฐานแปด (Octal System)

เป็นเลขฐานที่มีตัวเลข 8 ตัว คือ 0 ถึง 7 ค่าน้ำหนักแต่ละหลัก คือ 1, 8, 64 และ512 เป็นต้นPLCใช้เลขฐานแปดสำหรับอ้างอิง I/O และ Memory Address

ตัวอย่าง การเปลี่ยนเลขฐานแปดเป็นฐานสิบ

เลขฐานแปด 462 เท่ากับ เลข 306 ในเลขฐานสิบ 

ตารางที่2.1 ตารางเปรียบเทียบค่าฐานสองกับฐานแปด

เลขฐานแปด 462 เท่ากับ เลข 100110010 ในเลขฐานสอง

                2.12.4 เลขฐานสิบหก (Hexadecimal System)

 เป็นเลขฐานที่มีตัวเลข 16 ตัว คือ 0 ถึง 15 ค่าน้ำหนักแต่ละหลัก คือ 1, 16, 256 และ4,096 เป็นต้น

ตารางที่2.2 การเปรียบเทียบค่าฐานสิบหกกับฐานสองและฐานแปด

ตัวอย่าง การเปลี่ยนเลขฐานสิบหกเป็นฐานสิบ

เลขฐานสิบหก 1B7 เท่ากับ เลข 439 ในเลขฐานสิบ

          2.12.5 เลขฐาน BCD (Binary Code Decimal)

                        เป็นเลขฐานที่ใช้เมื่อต้องใช้จำนวนอินพุทและเอาท์พุท จาก PLC จำนวนมากๆ แทนค่าเลขฐานสิบ คือ ใช้เลขฐานสองจำนวน 4 บิต แทนตัวเลข 1 ถึง 9 เช่น 0001 คือ 1, 0100 คือ 4 เป็นต้น

ตารางที่2.3 การเปรียบเทียบค่าฐานBCDกับฐานสิบ

เลขฐานสิบ 7863 เท่ากับ 0111100001100011 ในเลขฐาน BCD

2.13 วงจรตรรก (Logic)

                PLC ใช้วงจรตรรก เพื่อให้เกิดเอาท์พุทที่มีเงื่อนไข (สัญญาณอินพุท) ชนิดต่างๆ หลักการของวงจรตรรก มีดังต่อไปนี้

                วงจรตรรก หมายถึง วงจรไฟฟ้าที่ประกอบด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ หรือระบบรีเลย์ที่มีสัญญาณเพียง 2 ระดับ หรือ 2 สภาวะเท่านั้น PLC ใช้สัญญาณไฟฟ้า 2 ระดับ แทน 2 เหตุการณ์ที่ต่างกัน เช่น การปิดเปิดวาล์ว การปิดเปิดสวิตช์ เป็นต้น วงจรตรรกมี 2 ชนิด คือ แบบบวก (Positive Logic) ที่ใช้สัญญาณไฟฟ้าระดับสูง แทนสภาวะลอจิก “1” และใช้สัญญาณไฟฟ้าระดับต่ำ แทนสภาวะลอจิก “0” และอีกแบบ คือ  แบบลบ (Negative Logic) ที่ใช้สัญญาณไฟฟ้าระดับต่ำ แทนสภาวะลอจิก   และใช้สัญญาณไฟฟ้าระดับสูง แทนสภาวะลอจิก “0”

                สภาวะทางลอจิก คือ สภาวะ “1” หรือ “0” แทนการทำงานของอุปกรณ์ที่เปลี่ยนแปลง 2 สภาวะ ระบบควบคุมที่ใช้ระบบรีเลย์ และ PLC จะนำเอาสภาวะของอุปกรณ์เหล่านี้มาปฏิบัติลิจิกด้วยกัน เพื่อให้เข้ากันกับเงื่อนไขการควบคุม ปฏิบัติการลอจิกประกอบด้วย AND OR และ NOT เพื่อทำให้สภาวะอินพุทต่างๆ เช่น A,B ทำให้เกิดเอาท์พุท Y เป็นต้น

2.14 ภาษาที่ใช้สำหรับ PLC

                ก)    ภาษาแลดเดอร์ (Ladder Language)

                ภาษาแลดเดอร์ประกอบด้วยสัญลักษณ์หน้าสัมผัส ซึ่งรูปแบบจะมีลักษณะคล้ายวงจรของรีเลย์จึงทำให้ การเขียนโปแกรมด้วยภาษาแลดเดอร์จะมีความสะดวกในการเขียนและตรวจได้ง่ายจึงทำให้การเขียนแบบนี้เป็นที่นิยม ระดับงานที่ใช้ควบคุมจะมีทั้งจากวงจรแบบธรรมดาจนถึงแบบซีเคว็นซ์ในลักษณะเปิด-ปิด ภาษาแลดเดอร์จะเป็นภาษาพื้นฐานที่ใช้งานตั้งแต่ PLC ขนาดเล็กเป็นต้นไป

                ข)   ภาษาบูลลีน

                 ภาษาบูลลีนเป็นภาษาที่มีไว้สำหรับอธิบายความสัมพันธ์ทางลอจิก ทำให้เข้าใจง่าย ตัวอย่างสมการบูลลีนอย่างง่าย

                        Y(แสงไฟฟ้า) = A(สวิตช์).B(หลอดไฟ)

                ภาษาบูลลีน จะสัมพันธ์กับ AND, OR, และ NOT Gate สัญญาณอินพุทจะเขียนด้วยตัวอักษร A B C เป็นต้น ส่วนสัญญาณเอาท์พุทจะแทนด้วย Y และเครื่องหมายคูณหรือจุด หมายถึง AND เครื่องหมายบวก หมายถึง OR และขีดข้างบน หมายถึง NOT

ตารางที่2.4  สัญลักษณ์ของลอจิกและสมการบูลลีน

สัญลักษณ์ลอจิก	คำอธิบายลอจิก	สมการบูลลีน
AND	Y เป็น “1” ถ้า A และ B เป็น “1”	Y = A.B หรือ Y = AB
OR	Y เป็น “1” ถ้า A หรือ B เป็น “1”	Y = A+B
NOT	Y เป็น “1” ถ้า A  เป็น “0” Y เป็น “0” ถ้า A เป็น “1”
NOT AND	Y เป็น “1” ถ้า A และ B เป็น “0” หรือ A หรือ B เป็น “1” หรือ ทั้ง A และ B เป็น “1”	Y = A.B หรือ Y = AB และ Y = A+B
NOT OR	Y เป็น “1” ถ้า A และ B เป็น “0”	Y = A+B

                ค)   ภาษาสเตจ (Stage)

                ภาษาสเตจเป็นภาษาที่พัฒนาขึ้นโดยบริษัท Koyo Electronic ในปี ค.ศ.1977 โดยที่ผู้ออกแบบวงจรไม่จำเป็นต้องมีความรู้เรื่องการออกแบบวงจรไฟฟ้าแต่ต้องเข้าใจขั้นตอนการทำงานของเครื่องจักรอย่างลึกซึ่ง ดังนั้นโปรแกรมที่ถูกสร้างให้ทำงานได้ถูกต้องมาน้อยเพียงไรจึงขึ้นอยู่กับการเข้าใจลำดับการทำงานของเครื่องจักร ซึ่งภาษาสเตจมีข้อดีดังนี้

                        1. ลดเวลาการออกแบบวงจรได้ 1 ใน 3 ถ้าเปรียบเทียบกับภาษาแลดเดอร์
                        2. ให้ความแม่นยำในการสั่งการทำงานสูง
                        3. แก้ไขโปรแกรมระหว่างขั้นตอนการทำงานได้ง่าย

                ภาษาสเตจประกอบด้วยองค์ประกอบสำคัญ 4 ประการ คือ
                        1.  การกำหนดหมายเลขสเตจ (Stage Number Registration, SG) ต้องไม่ซ้ำกันในหนึ่งโปรแกรม ปกติแล้วจะมี 2 สถานะ คือ 
                        “ ON”  เมื่อถูกเลือกให้ทำงานจากสเตจอื่น ๆ
                       “OFF”  เมื่อมีเงื่อนไขการทำงาน หรือเงื่อนไขการเปลี่ยนแปลงสเตจ หรือที่เรียกว่า  Jump Condition
                        2.  Transaction  เป็นการกำหนดรายละเอียดของการทำงาน  หรือเอาต์พุตของสเตจ หรือกระบวนการทำงานนั้น ๆ เอาต์พุตของสเตจหนึ่ง ๆ จะทำงานเมื่อสเตจนั้นมีสภาวะ “NO”
                        3.  Jump Condition  เป็นการกำหนดเงื่อนไขหรืออินพุตที่จะทำให้มีการเปลี่ยนสเตจจากสเตจที่ทำงานอออยู่ไปยังสเตจอื่น ๆ เมื่อเงื่อนไขหรืออินพุตเป็นจริง จะทำให้สเตจนั้นจะมีสถานะเป็น“OFF” และมีผลทำให้เอาต์พุตของสเตจนั้นหยุดการทำงาน
                        4.  Jump Destination หมายถึง สเตจที่ถูกเลือกหรือถูกเปลี่ยน จะมีสถานะเป็น “NO” เมื่อเงื่อนไขหรืออินพุตเป็นจริง

                2.14.1.  การเลือกใช้ภาษา PLC
                ภาษา PLC ทุกภาษามักมีข้อดีและขีดจำกัดแตกต่างกัน การเลือกใช้ภาษาและคำสั่งในการเขียนโปรแกรมควรพิจารณาสิ่งต่อไปนี้

                ก)    ความถนัดของผู้ใช้
                การเลือกใช้ภาษาที่ใช้เขียนโปรแกรม ต้องพิจารณาความถนัดและความคุ้นเคยของผู้ใช้เป็นอันดับแรก เช่น ผู้ใช้คุ้นเคยกับวงจรรีเลย์ควรใช้ภาษาแลดเดอร์ในการเขียนโปรแกรม เพราะจะทำให้เรียนรู้เร็วและปรับตัวเร็วกว่าการใช้ภาษาอื่น

                ข)   ลักษณะของภาษาที่ใช้เขียน
                คำสั่งของ PLC แต่ละภาษามีข้อดีเหมาะที่จะใช้แก้ปัญหาต่างกันภาษาแลดเดอร์และภาษาบลูลีน เหมาะสำหรับการทดแทนอุปกรณ์รีเลย์ ตัวตั้งเวลา และตัวนับเป็นการควบคุมงานในลักษณะ ON-OFF ภาษาบล็อคเหมาะสำหรับการควบคุมที่ค่อนข้างจะซับซ้อนมีการใช้ข้อมูลที่เป็นตัวเลข เป็นการควบคุมแบบอนาล็อก, การควบคุมตำแหน่งเครื่องจักร คำสั่งของข้อความภาษาอังกฤษเหมาะสำหรับการควบคุมที่ยุ่งยากซับซ้อนมีการคำนวณทางคณิตศาสตร์และให้ข้อมูลจำนวนมาก

                 ค)  ลักษณะขนาดของ PLC
                 การสำรวจหรือทำความเข้าใจเกี่ยวกับประสิทธิภาพของ PLC ที่จะนำมาใช้ดูว่า อินพุต/เอาต์พุต เท่าไร มีฟังก์ชันพิเศษอะไรบ้าง

                ง)    ลักษณะงานที่ต้องการควบคุม
                การใช้ภาษา PLC เพื่อให้เกิดประสิทธิภาพมากที่ดีนั้นต้องรู้อุปกรณ์ลำดับขั้นตอนการทำงานเบื้องต้น จนถึงสิ้นสุดการทำงาน

                2.14.2.ภาษที่ใช้กับหน่วยลอจิกอินพุต/เอาต์พุต
                 ในปัจจุบันคำสั่งภาษาแลดเดอร์และภาษาบูลลีนจะเป็นคำสั่งที่นิยมใช้เขียนกันมากซึ่งประกอบด้วย 6 กลุ่มคำสั่งคือ วงจรรีเลย์และปฏิบัติลอจิก, การหน่วยเวลาและจำนวนนับ, การคำนวณทางคณิตศาสตร์,การจัดการข้อมูล และคำสั่งควบคุมการทำงานของโปรแกรมข้อสังเกตความแตกต่างระหว่างภาษาบูลลีนและภาษาแลดเดอร์ คือ ภาษาบูลลีนจะอยู่ในรูปของคำสั่ง ส่วนภาษาแลดเดอร์จะอยู่ในรูปของสัญลักษณ์

12.15.วงจรรีเลย์และปฏิบัติลอจิก

                1.คำสั่ง  LOAD

ตารางที่ 2.5 แสดงรายละเอียดของคำสั่ง LOAD

คำสั่ง	LOAD
สัญลักษณ์
ความหมาย	เป็นการนำค่าสภาวะของอินพุต เอาต์พุต ตัวตั้งเวลา ตัวนับ ซีพต์รีจิสเตอร์ หรือรีเลย์ภายใน ที่กำหนดเข้ามา
หมายเหตุ	คำสั่งนี้ PLC บางเครื่องอาจใช้เป็นคำสั่ง  STORE หรือ ORIGIN

                2.คำสั่ง AND

ตารางที่ 2.6 แสดงรายละเอียดของคำสั่ง AND

คำสั่ง	AND
สัญลักษณ์
ความหมาย	เป็นการนำค่าสภาวะของอินพุต เอาต์พุต ตัวตั้งเวลา ตัวนับ ซีพต์รีจิสเตอร์ หรือรีเลย์ภายใน ที่กำหนดมาทำลอจิก AND กับค่าสภาวะปัจจุบัน

                3.คำสั่ง OR

 ตารางที่ 2.7 แสดงรายละเอียดของคำสั่ง OR

คำสั่ง	OR
สัญลักษณ์
ความหมาย	เป็นการนำค่าสภาวะของอินพุต เอาต์พุต ตัวตั้งเวลา ตัวนับ ซีฟท์รีจิสเตอร์หรือรีเลย์ภายใน ที่กำหนดเข้ามาทำลอจิก OR กับค่าสภาวะปัจจุบัน

                4.คำสั่ง NOT

ตารางที่ 2.8 แสดงรายละเอียดของคำสั่ง NOT

คำสั่ง	NOT
สัญลักษณ์
ความหมาย	เป็นการกระทำลอจิก NOT กับค่าสภาวะปัจจุบัน โดยปกติแล้วคำสั่งนี้จะหมายถึงหน้าสัมผัสปกติปิดของอุปกรณ์ต่างๆ ของ PLC โดยจะใช้ร่วมกับLOAD,AND และ OR
ความหมาย	เป็นการกระทำลอจิก NOT กับค่าสภาวะปัจจุบัน โดยปกติแล้วคำสั่งนี้จะหมายถึงหน้าสัมผัสปกติปิดของอุปกรณ์ต่างๆ ของ PLC โดยจะใช้ร่วมกับLOAD, AND และ OR
หมายเหตุ	คำสั่งนี้ PLC บางเครื่องอาจใช้เป็นคำสั่ง INVERSE

                5.คำสั่ง OUT

ตารางที่ 2.9  แสดงรายละเอียดของคำสั่ง OUT

คำสั่ง	OUT
สัญลักษณ์
ความหมาย	เป็นการให้ค่าสภาวะแก่อุปกรณ์ทางเอาต์พุตต่างๆ โดยทั่วไปจะได้แก่OUT PUT, INTERNAL RELAY, SPECIAL RELAY

                 6.คำสั่ง END

ตารางที่ 2.10 แสดงรายละเอียดของคำสั่ง END

คำสั่ง	END
สัญลักษณ์
ความหมาย	คำสั่งนี้จะถูกใช้เมื่อสิ้นสุดการเขียนโปรแกรมหรืออาจกล่าวได้ว่าเป็นส่วนสุดท้ายของโปรแกรมนั่นเอง

                7.คำสั่ง AND LOAD

ตารางที่ 2.11 แสดงรายละเอียดของคำสั่ง AND LOAD

คำสั่ง	AND LOAD
สัญลักษณ์
ความหมาย	เป็นการนำค่าสภาวะที่เก็บรักษาไว้มากระทำลอจิก AND
	คำสั่งนี้ PLC บางเครื่องอาจใช้เป็นคำสั่ง AND BLOCK หรือ AND STORE

                8.คำสั่ง OR LOAD

                ตารางที่ 2.12 แสดงรายละเอียดของคำสั่ง OR LOAD

คำสั่ง	OR LOAD
สัญลักษณ์
ความหมาย	เป็นการนำค่าสภาวะที่เก็บรักษาไว้มากระทำลอจิก OR กับค่าสภาวะปัจจุบัน
	คำสั่งนี้ PLC บางเครื่องอาจใช้เป็นคำสั่ง OR BLOCK หรือ OR STORE

2.16.ข้อกำหนดในการเขียนโปรแกรม

                2.16.1.ไม่สามารถเชื่อมโยงหน้าสัมผัสใน 2 บรรทัดเข้าด้วยกันได้

รูปที่ 2.8 แลดเดอร์ไดอะแกรมที่ผิด

สามารถเขียนใหม่และวงจรทำงานเหมือนเดิม ดังนี้

รูปที่ 2.9 แลดเดอร์ไดอะแกรมที่ถูก

2.16.2.เมื่อต้องการให้เอาต์พุต ON ตลอดเวลาให้ใช้ FLAG ที่เป็นแบบ Normally ON (25313) ใน SR Area มาเป็นตัวสร้างเงื่อนไข โดยไม่สามารถต่อเอาต์พุตโดยตรง เพราะผิดเงื่อนไข

รูปที่ 2.10 แลดเดอร์ไดอะแกรมที่ผิด

รูปที่ 2.11 แลดเดอร์ไดอะแกรมที่ถูก

                แต่ก็มีข้อยกเว้นเป็นบางคำสั่ง เช่น INTERLOCK CLEAR JUMP END และ STEP

                2.16.3.จำนวนคอนแทค (Contact) ของ I/O Internal Auxiliary Relay TIM/CNT จะมีการโหลดเพื่อนำมาเขียนโปรแกรมเป็นจำนวนเท่าใดก็ได้ตามความประสงค์ของผู้ใช้ อย่างไรก็ตาม การเขียนโปรแกรมที่ดีจะต้องพยายามประหยัดให้มากเท่าที่จะสามารถทำได้ ซึ่งเปรียบเทียบให้เห็นในไดอะแกรมA และไดอะแกรม B จะสังเกตเห็นได้ว่าการเขียนในไดอะแกรม B จะประหยัดคำสั่งได้ 2 คำสั่ง ในขณะที่โปรแกรมทำงานได้เหมือนกัน

รูปที่ 2.12 คำสั่งที่เขียนแบบไดอะแกรม A

รูปที่ 2.13 คำสั่งที่เขียนแบบไดอะแกรม B

2.16.4.สำหรับแลดเดอร์ไดอะแกรม การพิจารณาจะกระทำจากซ้ายไปขวาเท่านั้น ดัง

ตัวอย่างเช่น

รูปที่ 2.14 การทำงานของวงจรจากซ้ายไปขวาเท่านั้น

                จากไดอะแกรม A ถ้า คอนแทค 00, 02 และ 03 มีสภาวะ “ON” ก็ไม่สามารถทำให้เอาต์พุต 01001 “ON” ได้เลย จะต้องทำการจัดโปรแกรมเสียใหม่เพื่อให้การพิจารณากระทำจากซ้ายไปขวา ดังรูปที่ 2.11

รูปที่ 2.15 การทำงานของวงจรในไดอะแกรม B

                2.16.5. จำนวนคอนแทคที่ใช้ในการต่ออันดับ (Series) หรือ ขนาน (Parallel) ไม่มีขีดจำกัด จะใช้เท่าใดก็ได้ขึ้นอยู่กับความต้องการของผู้ใช้

                2.16.6.เอาต์พุตทุกๆ ตัวมีคอนแทคช่วย (Auxiliary Contact) เพื่อใช้ในการเขียนโปรแกรมและไม่มีขีดจำกัดจำนวนเช่นกัน

                2.16.7.ไม่สามารถเขียนโปรแกรมให้คอนแทคอยู่ทางด้านขวาของคอยล์ (Coil) ได้

รูปที่ 2.16 โปรแกรมที่ไม่ถูกต้อง

รูปที่ 2.17โปรแกรมที่ถูกต้อง

                2.16.8.ไม่สามารถเขียนโปรแกรมให้มีเอาต์พุต คอยล์ (Output Coil) หมายเลขเดียวกันซ้ำกันหลายๆ ครั้งได้ ต้องจัดรูปเสียใหม่

รูปที่ 2.18 โปรแกรมที่ไม่ถูกต้อง

รูปที่ 2.19โปรแกรมที่ถูกต้อง

                2.16.9.เอาต์พุต คอยล์สามารถเขียนโปรแกรมแบบขนาน (Parallel) ได้ เพื่อรับเงื่อนไขของคอนแทคชุดเดียวกัน

รูปที่ 2.20 เอาต์พุต คอยล์ เขียนแบบขนาดได้

                2.16.10. โปรแกรมจะถูกสั่งการ (Executed) จากบรรทัด (Address) แรกจนกระทั่งถึงคำสั่ง End ที่เป็นคำสั่งแรก เพราะว่าคำสั่ง End อาจจะมีหลายตำแหน่งก็เป็นไปได้ ที่เป็นเช่นนี้เพื่อจุดประสงค์สำหรับการทดสอบการทำงาน (Test Run) กรณีแยกโปรแกรมออกเป็นส่วนๆ และง่ายต่อการตรวจสอบและแก้ไขโปรแกรม

<< Previous

Home