งานบริการคอมพิวเตอร์ในงานอุตสาหกรม

ข้อมูลเกี่วกับPCL

ประวัติความเป็นมาของ PLC

คำว่า PLC ย่อมาจาก Programmable Logic Controller เป็นอุปกรณ์ควบคุมอิเล็คทรอนิกส์ ที่มีหน่วยความจำในการเก็บProgram สำหรับควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ หรือเครื่องควบคุมเชิงตรรกที่สามารถโปรแกรมได้ โดยการเรียกชื่อ แตกต่างกันออกไปดังนี้
PC คือ Programmable Controller มีต้นกำเนิดมาจากสหราชอณาจักร ซึ่งในปัจจุบันนี้ PLCบางยี่ห้อได้ เรียก PLC ของตัวเองว่า PCโดยตัดคำว่า Logic ออกเพราะเขาเห็นว่า PLC ของเขาทำได้มากกว่าคำว่า Logic (ON-OFF) ธรรมดา แต่เนื่องจาก PC กับไปตรงกับPersonal Computer เลยต้องเรียกว่า PLC กันต่อไป PLC คือ Programmable Logic Controller มีต้นกำเนิดมาจากประเทศสหรัฐอเมริกาPBS คือ Programmable Binary System มีต้นกำเนิดมาจากประเทศสวีเดนPLC เป็นเครื่องควบคุมอัติโนมัติที่สามารถโปรแกรมได้ PLC ถูกสร้างและพัฒนาแทนวงจรรีเลย์อันเนื่องมาจากความต้องการที่อยากได้เครื่อง ควบคุมที่มีราคาถูก สามารถใช้งานได้อย่างอเนกประสงค์และสามารถเรียนรู้การใช้งานได้ง่าย

ข้อแตกต่างระหว่าง PLC กับ COMPUTER
1. PLC ถูกออกแบบ และสร้างขึ้นเพื่อให้ทนต่อสภาพแวดล้อมในโรงงานอุตสาหกรรมโดยเฉพาะ
2. การโปรแกรมและการใช้งาน PLC ทำได้ง่ายไม่ยุ่งยากเหมือนคอมพิวเตอร์ทั่วไป PLC มีระบบตรวจสอบตัวเอง
ตั้งแต่ชวงการติดตั้งจนถึงช่วงการใช้งาน ทำให้การบำรุงรักษาทำได้ง่าย
3. PLC ถูกพัฒนาให้มีความสามารถการตัดสินใจสูงขึ้นเรื่อยๆ ทำให้การใช้งานสะดวก ขณะที่วิธีใช้คอมพิวเตอร์ยุ่งยากและซับซ้อนขึ้นเรื่อยๆ

PLC ได้ถูกพัฒนาขึ้นมาครั้งแรกโดย บริษัท Bedford Associates โดยใช้ชื่อว่า Modular Digital Controller (Modicon) ให้กับ.โรงงานผลิตรถยนต์ในอเมริกาชื่อ General Motors Hydramatic Divisionบริษัท Allen-Bradley ได้เสนอระบบควบคุมโดยใช้ชื่อว่า PLC ได้มีการพัฒนาให้ PLC มีการประมวลผลที่เร็วมากขึ้นตามการเปลี่ยนแปลงของ Micro-processorความสามารถในการติดต่อสื่อสารระหว่าง PLC กับ PLC โดยระบบแรกคือ Modbus ของ Modicon เริ่มมีการใช้อินพุท/เอาท์พุทที่เป็นสัญญาณ Analogมีความพยายามที่จะสร้างมาตรฐานในการสื่อสารข้อมูลของ PLC โดยบริษัท General Motorsได้สร้างโปรโตคอลที่เรียกว่า manufacturing automatic protocal (MAP)ขนาดของ PLC ลดลงเรื่อยๆผลิตซอฟแวร์ที่สามารถโปรแกรม PLC ด้วยภาษาsymbolic โดยสามารถโปรแกรมผ่านทาง

personal computer แทนที่จะโปรแกรมผ่านทาง handheld หรือ programing terminal

- มีความพยายามในการที่จะทำให้ภาษาที่ใช้ในการโปรแกรม PLC มีมาตรฐานเดียวกันโดยใช้มาตรฐาน IEC1131-3
- สามารถโปรแกรม PLC ได้ด้วย
- IL (Instruction List)
- LD (Ladder Diagrams)
- FBD (Function Block Diagrams)
- SFC (Sequential Function Chart)
- ST (Structured Text)

ประวัติความเป็นมา
เมื่อปี พ.ศ. 2511 ในฝ่าย Hydromatic ของบริษัท General Motors ประเทศสหรัฐอเมริกา ได้คิดค้นอุปกรณ์ควบ
คุมแบบใหม่เพื่อใช้ทดแทนวงจรไฟฟ้าแบบเดิมที่ใช้กันอยู่ในโรงงานอุตสาหกรรมของบริษัท และในปี พ.ศ. 2512 PLC ได้ถูก
ผลิตขึ้นจำ หน่ายในประเทศสหรัฐอเมริกาเป็นแห่งแรก ส่วนในประเทศญี่ปุ่น PLC ได้ถูกพัฒนาขึ้นภายหลังจากที่บริษัท ออม
รอม (OMRON Co.,Ltd) ประเทศญี่ปุ่นประสบความสำ เร็จในการผลิตโซลิต-สเตทรีเลย์ (Solid State Relay) ในปี พ.ศ.2508 หลังจากนั้น 5 ปี PLC ก็ถูกนำ ออกจำ หน่ายสู่ท้องตลาดจนเป็นที่แพร่หลายในเวลาต่อมาชื่อเรียกที่แตกต่างกันของ PLC
PLC ของแต่ละบริษัทจะมีชื่อเรียกแตกต่างกันในแต่ละประเทศดังนี้
- ในประเทศอังกฤษ เรียกว่า PC หรือ Programmable Controller (โปรแกรมเมเบิล คอนโทรเลอ)
- ในประเทศกลุ่มสแกนดิเนเวีย เรียกว่า PBS หรือ Programmable Binary System (โปรแกรมเมเบิล ไบนารี่ ซิสเทม)
- ในประเทศสหรัฐอเมริกา เรียกว่า PLC หรือ Programmable Logic Controller (โปรแกรมเมเบิล ลอจิก คอนโทรเลอ)
โครงสร้างโดยทั่วไปและส่วนประกอบ
PLC เป็นอุปกรณ์คอมพิวเตอร์สำ หรับใช้ในงานอุตสาหกรรม ซึ่งประกอบไปด้วย หน่วยประมวลผลกลาง หน่วยความจำ หน่วยรับข้อมูล หน่วยส่งข้อมูล และหน่วยป้อนโปรแกรม เครื่อง PLC ที่มีขนาดเล็กจะมีส่วนประกอบอยู่รวมเป็นเครื่องเดียวกัน แต่ถ้าเป็นขนาดใหญ่สามารถแยกออกเป็นส่วนประกอบย่อยๆ ได้

              หลักการทำ งาน
        PLC เป็นอุปกรณ์ชนิดโซลิด-สเตท (Solid State) ที่ทำ งานแบบลอจิก (Logic Functions) การออกแบบการทำ งานของ PLCคล้ายกับหลักการทำ งานของคอมพิวเตอร์ทั่วไป จากหลักการพื้นฐานแล้ว PLC จะประกอบด้วยอุปกรณ์ที่เรียกว่าSolid-State Digital Logic Elements เพื่อให้ทำ งานและติดสินใจแบบลอจิก PLC ใช้สำ หรับควบคุมกระบวนการทำ งานของเครื่องจักรและอุปกรณ์ในโรงงานอุตสาหกรรมการใช้ PLC สำ หรับควบคุมเครื่องจักรหรืออุปกรณ์ต่างๆ ในโรงงานอุตสาหกรรมจะมีข้อได้เปรียบกว่าการใช้ระบบรีเลย์ (Relay) ซึ่งจำ เป็นจะต้องเดินสายไฟฟ้า หรือที่เรียกว่า Hard-Wired ฉะนั้นเมื่อมีความจำ เป็นที่ต้องเปลี่ยนกระบวนการผลิต หรือลำ ดับการทำ งานใหม่ ก็ต้องเดินสายไฟฟ้าใหม่ ซึ่งเสียเวลาและเสียค่าใช้จ่ายสูง แต่เมื่อเปลี่ยนมาใช้ PLC แล้วการเปลี่ยนกระบวนการผลิตหรือลำ ดับการทำ งานใหม่นั้นทำ ได้โดยการเปลี่ยนโปรแกรมใหม่เท่านั้น นอกจากนี้แล้ว PLC ยัง
ใช้ระบบโซลิด-สเตท ซึ่งน่าเชื่อถือกว่าระบบเดิม การกินกระแสไฟฟ้าน้อยกว่า และสะดวกกว่าเมื่อต้องขยายขั้นตอนการทำ งานของเครื่องจักร
การทำ งานของหน่วยต่างๆ ภายใน PLCส่วนของการประมวลผลกลางหรือ CPU (Control Processing Unit) ทำ ได้โดยรับข้อมูลมาจากหน่วยอินพุตเอาต์พุต และส่งข้อมูลสุดท้ายที่ได้จากการประมวลผลไปยังหน่วยเอาต์พุต เรียกว่า การสแกน (Scan) ซึ่งใช้เวลาจำ นวนหนึ่งเรียกว่า เวลาสแกน (Scan Time) เวลาในการสแกนแต่ละรอบใช้เวลาประมาณ 1 ถึง 100 msec. (10 msec. = 100 ครั้งต่อวินาที) ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับข้อมูลและความยาวของโปรแกรม หรือจำ นวนอินพุตและเอาต์พุต หรือจำ นวนอุปกรณ์ที่ต่อจาก PLCเช่น เครื่องพิมพ์ จอภาพ เป็นต้น อุปกรณ์เหล่านี้จะทำ ให้เวลาในการสแกนยาวนานขึ้น การเริ่มต้นการสแกนเริ่มจากรับค่าของสภาวะของอุปกรณ์จากหน่วยความจำ (Memory) เสร็จแล้วจะทำ การปฏิบัติการตามโปรแกรมที่เขียนไว้ทีละคำ สั่งจากหน่วยความจำ นั้นจนสิ้นสุด แล้วส่งไปที่หน่วยเอาต์พุตส่วนของอินพุตและเอาต์พุต (I/O Unit) จะต่อร่วมกับชุดควบคุมเพื่อรับสภาวะและสัญญาณต่างๆ เช่น หน่วยอินพุตรับสัญญาณหรือสภาวะแล้วส่งไปยัง CPU เพื่อประมวลผล เมื่อ CPU ประมวลผลแล้วจะส่งให้ส่วนของเอาต์พุต เพื่อให้
อุปกรณ์ทำ งานตามโปรแกรม ที่กำ หนดไว้ สัญญาณอินพุตจากภายนอกที่เป็นสวิตช์และตัวตรวจจับชนิดต่างๆ จะถูกแปลงให้เป็นสัญญาณที่เหมาะสมถูกต้อง ไม่ว่าจะเป็น AC หรือ DC เพื่อส่งให้ CPU ดังนั้น สัญญาณเหล่านี้จึงต้องมีความถูกต้อง ไม่เช่นนั้นแล้ว CPUจะเสียหายได้
            สัญญาณอินพุตที่ดีจะต้องมีคุณสมบัติและหน้าที่ดังนี้
1. ทำ ให้สัญญาณเข้า ได้ระดับที่เหมาะสมกับ PLC
2. การส่งสัญญาณระหว่างอินพุตกับ CPU จะติดต่อกันด้วยลำ แสง ซึ่งอาศัยอุปกรณ์ประเภทโพโตทรานซิสเตอร์
เพื่อต้องการแยกสัญญาณ (Isolate) ทางไฟฟ้าให้ออกจากกัน เป็นการป้องกันไม่ให้ CPU เสียหายเมื่ออินพุต
เกิดลัดวงจร
3. หน้าสัมผัสจะต้องไม่สั่นสะเทือน (Contact Chattering)
ในส่วนของเอาต์พุต จะทำ หน้าที่รับค่าสะภาวะที่ได้จากการประมวลผลของ CPU แล้วนำ ค่าเหล่านี้ไปควบ
อุปกรณ์ทำ งานเช่น รีเลย์ โซลีนอยด์ หรือหลอดไฟ เป็นต้น นอกจากนั้นแล้วยังทำ หน้าที่แยกสัญญาณของหน่วยประมวล
ผลกลาง (CPU) ออกจากอุปกรณ์เอาต์พุต โดยปกติเอาต์พุตนี้จะมีความสามารถขับโหลดด้วยกระแสไฟฟ้าประมาณ 1-2
แอมแปร์ แต่ถ้าโหลดต้องการกระแสไฟฟ้ามากกว่านี้ จะต้องต่อเข้ากับอุปกรณ์ขับอื่นเพื่อขยายให้รับกระแสไฟฟ้ามากขึ้น
เช่น รีเลย์ หรือคอนแทคเตอร์ เป็นต้น
ส่วนป้อนโปรแกรม (Programming Device) มีหน้าที่คือควบคุมโปรแกรมของผู้ใช้ลงในหน่วยความจำ ของ PLC
นอกจากนั้นแล้วยังทำ หน้าที่ติดต่อระหว่างผู้ใช้กับ PLC เพื่อให้ผู้ใช้สามารถตรวจการปฏิบัติงานของ PLC และผลการควบ
คุมเครื่อจักรและกระบวนการตามโปรแกรมควบคุมที่ผู้ใช้เขียนขึ้นอีกด้วย
ความแตกต่างระหว่างคอมพิวเตอร์ทั่วไปกับ PLC
        PLC เป็นคอมพิวเตอร์เฉพาะประเภทหนึ่ง จึงมีโครงสร้างเหมือนคอมพิวเตอร์ทั่วไป แต่มีข้อแตกต่างกันดังนี้คือ
1. PLC ถูกออกแบบให้มีความทนทานต่อสภาพแวดล้อมของโรงงานอุตสาหกรรม เช่นความร้อน ความหนาว
ระบบไฟฟ้ารบกวน การสั่นสะเทือน การกระแทก
2. การใช้โปรแกรมของ PLC จะไม่ยุ่งยากเหมือนของคอมพิวเตอร์ทั่วไป PLC จะมีระบบตรวจสอบตัวเอง ทำ
ให้ใช้งานได้ง่ายและบำรุงรักษาง่าย
3. PLC ทำ งานตามโปรแกรมที่กำหนดไว้เพียงโปรแกรมเดียว ทำ ให้ไม่ยุ่งยาก ส่วนคอมพิวเตอร์จะทำ งานที่
โปรแกรมหลายๆ โปรแกรมพร้อมกัน จึงมีความยุ่งยากกว่า
4. PLC ใช้ควบคุมกระบวนการผลิตทุกชนิด ทั้งแบบอนาล็อก และแบบลอจิกความสามารถในการควบคุมงานต่างๆ
แบ่งได้เป็น 3 ลักษณะงานคือ
1. งานที่ทำ ตามลำ ดับก่อนหลัง (Sequence Control) เช่น การทำ งานของระบบรีเลย์ การทำ งานในระบบกึ่ง
อัตโนมัติ ระบบอัตโนมัติ หรืองานที่เป็นกระบวนการทำ งานของเครื่องจักรกลต่างๆ เป็นต้น
2. งานควบคุมสมัยใหม่ (Sophisticated Control) เช่น การทำ งานด้านคณิตศาสตร์ บวก ลบ คูณ หาร การควบ
คุมอุณหภูมิ การควบคุมความดัน การควบคุมเซอร์โวมอเตอร์ หรือ สเตปเปอร์มอเตร์
3. การควบคุมเกี่ยวกับงานอำ นวยการ (Supervisory Control) เช่น งานสัญญาณเตือน งานต่อร่วมกับ
คอมพิวเตอร์ทางพอร์ท RS-232 งานควบคุมอัติโนมัติในโรงงานอุตสาหกรรม LAN (Local Area Network)
WAN (Wide Area Network) เป็นต้น