คัมภีร์ การใช้งาน พีแอลซีเบคฮอ ... ·...

คนหาหนังสือที่ตองการ (รวม e-book และสินคาที่นาสนใจ) ไดเร็ว ทันใจ● บน PC และ Notebook ท่ี www.se-ed.com● สำหรับ SmartPhone และ Tablet ทุกย่ีหอ ท่ี http://m.se-ed.com (ผาน browser เขาอินเทอรเน็ตแลวทำ

Bookmark บนจอ Home จะใชงานไดเหมือน App ทุกประการ) หรือติดต้ัง SE-ED Application ไดจาก Play Storeบน Android หรือจาก App Store บน iOS

ผศ.ดร. เดชฤทธิ์ มณีธรรมวิญู เลิศคำ

ศิริโรจน งามเขียววิโรจน ฤทธิ์บุญ

คัมภีรการใชงาน

PLC BECKHOFFพีแอลซี เบคฮอฟฟ

คํานํา คัมภีรการใชงาน พแีอลซีเบคฮอฟฟ iii

คาํนาํ

ปจจุบันระบบควบคุมอัตโนมัติ (Automation Control System) ไดถูกนํามาใชอยางกวางขวางในงานอุตสาหกรรม เพื่อใหการทํางานควบคุมเคร่ืองจักรกลอัตโนมัติ มีความสะดวก รวดเร็ว และแมนยําขึ้น ตลอดจนมีประสิทธิภาพสูงในการทํางาน เชน อุตสาหกรรมการผลิตรถยนต (Automotive Industry) อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส (Electronics Industry) เปนตน ทั้งนี้วัตถุประสงคของการใชระบบอัตโนมัติในโรงงานอุตสาหกรรม ก็เพื่อใหระบบการผลิตเปนไปอยางตอเนื่องแมนยํา (Accuracy) รวดเร็ว (Speed) และมีความเสถียรภาพ (Stability) ตลอดจนสามารถผลิตช้ินสวนจํานวนมาก (Mass Product) โดยที่สามารถทํางานไดตลอดเวลา ทําใหลดตนทุนการผลิต และลดจํานวนคนงานลงอีกดวย

หนังสือเร่ือง “คัมภีรการใชงาน พีแอลซีเบคฮอฟฟ (PLC Beckhoff)” เลมนี้ มีจุดมุงหมายที่ตองการเผยแพรระบบการทํางานและระบบการควบคุมการทํางานดวยพีแอลซีเบคฮอฟฟ ที่ผลิตจากประเทศเยอรมนี เพื่อสามารถนําไปเรียนรู และนําผลท่ีไดไปใชในการควบคุมเครื่องจักรอุตสาหกรรม ที่มีการแขงขันทางดานการตลาดท่ีสูงขึ้น โดยจะเริ่มตนอธิบายเกี่ยวกับพีแอลซีเบคฮอฟฟ การใชโปรแกรมพีแอลซี (PLC Programmer) การซิมมูเลชั่นซอฟตแวร (Software Simulation) การประยุกตใชงานพีแอลซีควบคุมระบบนิวแมติกสและไฮดรอลิกสในงานอุตสาหกรรม การควบคุมระบบแอนะล็อก (Analog Control System) การควบคุมระบบปด (Closed Loop Control System) การควบคุมพีแอลซีผานจอสัมผัส ดังนั้นหนังสือเลมนี้จึงเหมาะสําหรับนักศึกษาใชเรียนและคนควาเพิ่มเติม รวมทั้งชางเครื่องกล ชางไฟฟา ชางอิเล็กทรอนิกส วิศวกรโรงงาน ตลอดจนผูที่สนใจในงานหุนยนตอุตสาหกรรม

คุณงามความดีของหนังสือเลมนี้ ขอมอบใหกับ บิดา-มารดา ครู-อาจารย พี่ๆ เพื่อนๆ นองๆ คนใกลชิด ที่ไดมีสวนรวมในการสนับสนุนและเปนกําลังใจจนหนังสือเลมนี้สําเร็จลุลวงไปดวยดี ตลอดจนบริษัท TDS (ประเทศไทย) จํากัด ที่ไดใหความอนุเคราะหอุปกรณและความรูตางๆ ของระบบพีแอลซี หากหนังสือเลมนี้มีความผิดพลาด ผูเขียนและคณะยินดีนอมรับคําแนะนํา คําติชม เพื่อนําไปพัฒนาและปรับปรุงใหดีย่ิงขึ้นตอไป

ผศ.ดร. เดชฤทธิ์ มณีธรรม e-mail: [email protected]

หรือ [email protected]

ในกรณีที่ตองการซื้อเปนจํานวนมาก เพ่ือใชในการสอน การฝกอบรม การสงเสริมการขาย หรือเปนของขวัญพิเศษ เปนตน กรุณาติดตอสอบถามราคาพิเศษไดที่ ฝา่ยขาย บริษัท ซีเอ็ดยูเคชั่น จํากัด (มหาชน) เลขที่ 1858/87-90 ถนนบางนา-ตราด แขวงบางนา เขตบางนา กรุงเทพฯ 10260 โทรศพัท 0-2739-8222 โทรสาร 0-2739-8359

หากมีคาํแนะนําหรือติชม สามารถติดต่อได้ท่ี [email protected] คมัภีรก์ารใช้งาน พีแอลซีเบคฮอฟฟ์ (PLC BECKHOFF) โดย ผศ.ดร เดชฤทธิ์ มณีธรรม และคณะ

ราคา 250 บาท สงวนลิขสิทธิ์ในประเทศไทยตาม พ.ร.บ. ลิขสิทธิ์ พ.ศ. 2559 โดย ผศ.ดร. เดชฤทธิ์ มณีธรรม หามคัดลอก ลอกเลียน ดัดแปลง ทําซ้ํา จัดพิมพ หรือกระทําอ่ืนใด โดยวิธีการใดๆ ในรูปแบบใดๆ ไมวาสวนหนึ่งสวนใดของหนังสือเลมนี้ เพื่อเผยแพรในสื่อทุกประเภท หรือเพื่อวัตถุประสงคใดๆ นอกจากจะไดรับอนุญาต 4 1 0 - 0 4 6 - 2 8 0 0 9 5 6 7 6 6 4 3 2 1 0 9

ข้อมูลทางบรรณานุกรมของสํานักหอสมุดแห่งชาติ เดชฤทธิ์ มณีธรรม, ผศ.ดร. คัมภีรการใชงาน พแีอลซีเบคฮอฟฟ (PLC BECKHOFF). —กรุงเทพฯ : ซีเอ็ดยูเคชั่น, 2559. 284 หนา 1. การควบคุมอัตโนมัติ. 2. เคร่ืองควบคุมแบบโปรแกรม. I. ชื่อเรื่อง. 629.8

ISBN 978-616-08-2739-8 จัดพิมพและจัดจาํหนายโดย

เลขท่ี 1858/87-90 ถนนบางนา-ตราด แขวงบางนา เขตบางนา กรุงเทพฯ 10260 โทรศัพท 0-2739-8000 พิมพที่ บริษัท วี.พร้ินท (1991) จํากัด เลขที่ 23/71-72 หมู 1 ซอยเทียนทะเล 10 ถนนบางขนุเทียน-ชายทะเล แขวงแสมดํา เขตบางขุนเทียน กรุงเทพฯ 10150 โทรศัพท 0-2451-3010 นายวิชัย กาญจนพัฒนา ผูพิมพผูโฆษณา พ.ศ. 2559

สารบัญ คัมภีรการใชงาน พแีอลซีเบคฮอฟฟ v

สารบัญ

หนา คํานํา i บทที ่1 พีแอลซีเบคฮอฟฟ (PLC Beckhoff) 1 1.1 ชนิดของพีแอลซี (Type of PLC) 6 1.1.1 พีแอลซแีบบบัสเทอรมินอล (Bus Terminal Type PLC) 7 1.1.2 พีแอลซแีบบสมองกลฝงตัว (Embedded PLC Type) 9 1.2 โครงสรางของพีแอลซ ี(Structure of PLC) 13 1.2.1 หนวยประมวลผล หรือ ซีพียู (CPU ; Central Processing Unit) 13 1.2.2 อินพุต/เอาตพุต (Input / Output Unit) 15 1.2.3 หนวยอุปกรณที่ใชในโปรแกรม (PM ; Programmer / Monitor) 16 1.3 ระบบเลขฐาน (Number System) 18 1.3.1 ระบบเลขฐานสอง (Binary Number System) 19 1.3.2 ระบบเลขฐานสบิ (Decimal Number System) 20 1.3.3 ระบบเลขฐานแปด (Octa Number System) 21 1.3.4 ระบบเลขฐานสบิหก (Hexadecimall Number System) 22 1.4 ลอจิกเกทพ้ืนฐาน (Basic Logic Gates) 23 1.4.1 ลอจิก AND Gate 24 1.4.2 ลอจิก OR Gate 25 1.4.3 ลอจิก NOT Gate 25 1.4.4 ลอจิก NAND Gate 26 1.4.5 ลอจิก NOR Gate 28 1.4.6 ลอจิก Exclusive OR และ Exclusive NOR Gate 28 สรุป 30 แบบฝกหัด 31 บทที ่2 การใชโปรแกรมพีแอลซี (PLC Programmer) 33 2.1 การติดต้ังซอฟตแวร 35 2.2 การใชงานของโปรแกรมซอฟตแวร TwinCAT 40 สรุป 56 แบบฝกหัด 57

สารบัญ คัมภีรการใชงาน พแีอลซีเบคฮอฟฟ vii หนา 6.1.5 การควบคุมแบบพีดี (PD - Control) 199 6.1.6 การควบคุมแบบพีไอดี (PID - Control) 200 6.2 การใชโปรแกรม MATLAB ในการคํานวณและแสดงผล 202 6.2.1 การวิเคราะหระบบควบคุมการตอบสนอง 203 6.2.2 การวิเคราะหระบบควบคุมการตอบสนองดวยโปรแกรม MATLAB 205 6.3 การควบคุมระบบปดในงานอุตสาหกรรม 214 6.3.1 การควบคุมระบบเซอรโวมอเตอร (Servo Motor) 214 6.3.2 การควบคุมระบบเซอรโวนิวแมติกส (Servo Pneumatics) 232 สรุป 243 แบบฝกหัด 244 บทที ่7 การควบคุมพีแอลซีผานจอสัมผัส (PLC and Touchscreen Control Panel) 245 7.1 การควบคุมพีแอลซีผานจอสัมผัส 248 7.1.1 การติดต้ังซอฟตแวร 249 7.1.2 การเขียนโปรแกรมพีแอลซี 253 7.1.3 การเขียนโปรแกรมจอสัมผัสรวมกบัการควบคุมพีแอลซี 255 สรุป 265 แบบฝกหัด 266 บรรณานุกรม 267 ประวัติผูเขียน 268

vi คัมภีรการใชงาน พแีอลซีเบคฮอฟฟ สารบัญ

หนา บทที ่3 การซิมูเลช่ันซอฟตแวร (Software Simulation) 59 3.1 ซอฟตแวร TwinCAT สั่งผาน Visualization 61 3.2 ซอฟตแวร TwinCAT สั่งผาน โปรแกรมภายนอก 69 3.2.1 ซอฟตแวร TwinCAT ส่ังงานผานโปรแกรมภายนอกดวยการซิมูเลชั่น 70 3.2.2 ซอฟตแวร TwinCAT สั่งงานผานโปรแกรม Visual Basic 75 สรุป 83 แบบฝกหัด 84 บทที ่4 การประยุกตใชงานพีแอลซีควบคุมระบบนิวแมติกสและไฮดรอลิกสในงาน

อุตสาหกรรม (Application PLC Control Pneumatics and Hydraulics Systems in Industry)

85

4.1 ระบบนิวแมติกสในอุตสาหกรรม 87 4.2 การควบคุมระบบนิวแมติกสในอุตสาหกรรม 90 4.3 การควบคุมมอเตอรสเต็ปปงในอุตสาหกรรม 113 4.3.1 มอเตอรสเต็ปปง (Stepping Motor) 114 4.3.2 การพันขดลวดมอเตอรสเต็ปปง (Coil Wiring Stepping Motor) 114 4.3.3 การควบคุมการหมุนของมอเตอรสเต็ปปง (Stepping Motor Rotation) 116 4.3.4 การควบคุมการทํางานของมอเตอรสเต็ปปง (Stepping Motor Control) 118 สรุป 144 แบบฝกหัด 146 บทที ่5 การควบคุมระบบแอนะล็อก (Analog Control System) 147 5.1 อุปกรณที่ใชในการทํางานระบบแอนะล็อก 149 5.2 การใชพีแอลซีควบคุมระบบแอนะล็อก 152 สรุป 187 แบบฝกหัด 188 บทที ่6 การควบคุมระบบปด (Closed Loop Control System) 189 6.1 ตัวควบคุมแบบพีไอดี (PID) 191 6.1.1 การควบคุมแบบอัตราสวน (Proportional Control) 193 6.1.2 การควบคุมแบบอินทิกรัล (Integral Control) 195 6.1.3 การควบคุมแบบอนุพันธ (Derivative Control) 197 6.1.4 การควบคุมแบบพีไอ (PI) 197

สารบัญ คัมภีรการใชงาน พแีอลซีเบคฮอฟฟ ix

หนา 2.5 แสดงการเลอืกการติดต้ังโปรแกรมแบบทดลองใช 38 2.6 แสดงการเลอืกโปรแกรมที่ใชใน TwinCAT 38 2.7 แสดงการเลอืกโฟลเดอรที่จะติดต้ังโปรแกรม TwinCAT 39 2.8 แสดงการเลอืกโปรแกรมโฟลเดอรทีจ่ะติดต้ังโปรแกรม TwinCAT 39 2.9 แสดงการ Restart เคร่ืองคอมพิวเตอรใหม 40

รูปที่ 3.1 แสดงการติดตอสื่อสารระหวางซอฟตแวรกับพีแอลซีผานอีเธอรเน็ต 69

3.2 แสดงระบบนิวแมติกสดวยซอฟตแวร Visual Basic 70

รูปที่ 4.1 แสดงโครงสรางของพีแอลซ ี ภาคอนิพุตและเอาตพุต 87 4.2 แสดงระบบนิวแมติกส 88 4.3 แสดงการควบคุมระบบอัตโนมัติดวยพีแอลซีเบคฮอฟฟ 89 4.4 แสดงมอเตอรสเต็ปปงและโครงสรางภายใน 114 4.5 แสดงการพันขดลวดและวงจรสวิตชิ่งไบโพลาร 115 4.6 แสดงการพันขดลวดและการควบคุมวงจรสวิตชิ่งแบบยูนิโพลาร 115 4.7 แสดงการควบคุมมอเตอรสเต็ปปง แบบฟูลสเต็ป 1 เฟส 116 4.8 แสดงการควบคุมมอเตอรสเต็ปปง แบบฟูลสเต็ป 2 เฟส 117 4.9 แสดงการควบคุมมอเตอรสเต็ปปง แบบฮาลฟสเต็ป 117 4.10 แสดงไดอะแกรมการควบคุมมอเตอรสเต็ปปง 118 4.11 แสดงการดมอเตอรสเต็ปปง ชนิด KL2531 119

รูปที่ 5.1 แสดงพีแอลซีเบคฮอฟฟ แบบโมดูล 149

5.2 แสดงเซ็นเซอรวัดแรงดัน 150 5.3 แสดงเซ็นเซอรวัดระดับ 151 5.4 แสดงเซ็นเซอรอณุหภูมิ 151 5.5 แสดงเซ็นเซอรวัดอัตราการไหล 152 5.6 แสดงเซ็นเซอรชั่งนํ้าหนัก 152 5.7 แสดงการใชพีแอลซีควบคุมการทํางานรวมกับเซ็นเซอรเซ็นเซอรวัดระดับ 153 5.8 แสดงโมดูลแอนะล็อกของพีแอลซีเบคฮอฟฟ 153 5.9 แสดงสัญญาณขนาด 0 – 10 VDC 154 5.10 แสดงการควบคุมมอเตอรไฟฟากระแสสลับ 161 5.11 แสดงวงจรวีตสโตนบริดจ 168

viii คัมภีรการใชงาน พแีอลซีเบคฮอฟฟ สารบัญ

สารบัญรปู

หนา รูปที่ 1.1 แสดงระบบซอฟตแวรและระบบควบคุมดวยพีแอลซีเบคฮอฟฟ 3

1.2 แสดงซอฟตแวรพีแอลซีเบคฮอฟฟ (TwinCAT- PLC Beckoff) 4 1.3 แสดงไมโครคอมพิวเตอร หรือซีพียูเบคฮอฟฟ 5 1.4 แสดงการควบคุมพีแอลซผีานระบบอีเธอรเน็ตและอเีธอรแคท 6 1.5 แสดงระบบสมองกลฝงตัวในพีแอลซีเบคฮอฟฟ 6 1.6 แสดงพีแอลซีเบคฮอฟฟ รุน BC9000 7 1.7 แสดงการดดิจิตอลอินพุต 8 1.8 แสดงการดดิจิตอลเอาตพุต 8 1.9 แสดงการดแอนะล็อกอินพุต 8 1.10 แสดงการดแอนะล็อกเอาตพุต 8 1.11 แสดงพีแอลซแีบบสมองกลฝงตัว รุน CX8090 10 1.12 แสดงพีแอลซแีบบสมองกลฝงตัว รุน CX8010 และ รุน CX8080 12 1.13 แสดงโครงสรางของพีแอลซ ี 13 1.14 แสดงโครงสรางของหนวยประมวลผล 14 1.15 แสดงอปุกรณอินพุต 15 1.16 แสดงอปุกรณเอาตพุต 16 1.17 อุปกรณภายนอกที่ใชติดตอกับพีแอลซ ี 17 1.18 แสดงสัญลกัษณลอจิก AND Gate 24 1.19 แสดงสัญลกัษณลอจิก OR Gate 25 1.20 แสดงสัญลกัษณลอจิก NOT Gate 25 1.21 แสดงสัญลกัษณ ลอจิก NAND Gate 26 1.22 การใชลอจิก NAND Gate สรางลอจิกฟงกชั่น 27 1.23 แสดงสัญลกัษณลอจิก NOR Gate 28 1.24 แสดงสัญลกัษณลอจิก XOR Gate 29

รูปที่ 2.1 กระบวนการเร่ิมตนการทํางาน 36

2.2 แสดงการยืนยันและยอมรับเงือ่นไขในการติดต้ังโปรแกรม 36 2.3 แสดงการกรอกขอมูลของการติดต้ังโปรแกรม 37 2.4 แสดงการเลอืกมาตรฐานของการติดต้ังโปรแกรม 37

สารบัญ คัมภีรการใชงาน พแีอลซีเบคฮอฟฟ ix

หนา 2.5 แสดงการเลอืกการติดต้ังโปรแกรมแบบทดลองใช 38 2.6 แสดงการเลอืกโปรแกรมที่ใชใน TwinCAT 38 2.7 แสดงการเลอืกโฟลเดอรที่จะติดต้ังโปรแกรม TwinCAT 39 2.8 แสดงการเลอืกโปรแกรมโฟลเดอรทีจ่ะติดต้ังโปรแกรม TwinCAT 39 2.9 แสดงการ Restart เคร่ืองคอมพิวเตอรใหม 40

รูปที่ 3.1 แสดงการติดตอสื่อสารระหวางซอฟตแวรกับพีแอลซีผานอีเธอรเน็ต 69

3.2 แสดงระบบนิวแมติกสดวยซอฟตแวร Visual Basic 70

รูปที่ 4.1 แสดงโครงสรางของพีแอลซ ี ภาคอนิพุตและเอาตพุต 87 4.2 แสดงระบบนิวแมติกส 88 4.3 แสดงการควบคุมระบบอัตโนมัติดวยพีแอลซีเบคฮอฟฟ 89 4.4 แสดงมอเตอรสเต็ปปงและโครงสรางภายใน 114 4.5 แสดงการพันขดลวดและวงจรสวิตชิ่งไบโพลาร 115 4.6 แสดงการพันขดลวดและการควบคุมวงจรสวิตชิ่งแบบยูนิโพลาร 115 4.7 แสดงการควบคุมมอเตอรสเต็ปปง แบบฟูลสเต็ป 1 เฟส 116 4.8 แสดงการควบคุมมอเตอรสเต็ปปง แบบฟูลสเต็ป 2 เฟส 117 4.9 แสดงการควบคุมมอเตอรสเต็ปปง แบบฮาลฟสเต็ป 117 4.10 แสดงไดอะแกรมการควบคุมมอเตอรสเต็ปปง 118 4.11 แสดงการดมอเตอรสเต็ปปง ชนิด KL2531 119

รูปที่ 5.1 แสดงพีแอลซีเบคฮอฟฟ แบบโมดูล 149

5.2 แสดงเซ็นเซอรวัดแรงดัน 150 5.3 แสดงเซ็นเซอรวัดระดับ 151 5.4 แสดงเซ็นเซอรอณุหภูมิ 151 5.5 แสดงเซ็นเซอรวัดอัตราการไหล 152 5.6 แสดงเซ็นเซอรชั่งนํ้าหนัก 152 5.7 แสดงการใชพีแอลซีควบคุมการทํางานรวมกับเซ็นเซอรเซ็นเซอรวัดระดับ 153 5.8 แสดงโมดูลแอนะล็อกของพีแอลซีเบคฮอฟฟ 153 5.9 แสดงสัญญาณขนาด 0 – 10 VDC 154 5.10 แสดงการควบคุมมอเตอรไฟฟากระแสสลับ 161 5.11 แสดงวงจรวีตสโตนบริดจ 168

viii คัมภีรการใชงาน พแีอลซีเบคฮอฟฟ สารบัญ

สารบัญรปู

หนา รูปที่ 1.1 แสดงระบบซอฟตแวรและระบบควบคุมดวยพีแอลซีเบคฮอฟฟ 3

1.2 แสดงซอฟตแวรพีแอลซีเบคฮอฟฟ (TwinCAT- PLC Beckoff) 4 1.3 แสดงไมโครคอมพิวเตอร หรือซีพียูเบคฮอฟฟ 5 1.4 แสดงการควบคุมพีแอลซผีานระบบอีเธอรเน็ตและอเีธอรแคท 6 1.5 แสดงระบบสมองกลฝงตัวในพีแอลซีเบคฮอฟฟ 6 1.6 แสดงพีแอลซีเบคฮอฟฟ รุน BC9000 7 1.7 แสดงการดดิจิตอลอินพุต 8 1.8 แสดงการดดิจิตอลเอาตพุต 8 1.9 แสดงการดแอนะล็อกอินพุต 8 1.10 แสดงการดแอนะล็อกเอาตพุต 8 1.11 แสดงพีแอลซแีบบสมองกลฝงตัว รุน CX8090 10 1.12 แสดงพีแอลซแีบบสมองกลฝงตัว รุน CX8010 และ รุน CX8080 12 1.13 แสดงโครงสรางของพีแอลซ ี 13 1.14 แสดงโครงสรางของหนวยประมวลผล 14 1.15 แสดงอปุกรณอินพุต 15 1.16 แสดงอปุกรณเอาตพุต 16 1.17 อุปกรณภายนอกที่ใชติดตอกับพีแอลซ ี 17 1.18 แสดงสัญลกัษณลอจิก AND Gate 24 1.19 แสดงสัญลกัษณลอจิก OR Gate 25 1.20 แสดงสัญลกัษณลอจิก NOT Gate 25 1.21 แสดงสัญลกัษณ ลอจิก NAND Gate 26 1.22 การใชลอจิก NAND Gate สรางลอจิกฟงกชั่น 27 1.23 แสดงสัญลกัษณลอจิก NOR Gate 28 1.24 แสดงสัญลกัษณลอจิก XOR Gate 29

รูปที่ 2.1 กระบวนการเร่ิมตนการทํางาน 36 2.2 แสดงการยืนยันและยอมรับเงือ่นไขในการติดต้ังโปรแกรม 36 2.3 แสดงการกรอกขอมูลของการติดต้ังโปรแกรม 37 2.4 แสดงการเลอืกมาตรฐานของการติดต้ังโปรแกรม 37

สารบัญ คัมภีรการใชงาน พแีอลซีเบคฮอฟฟ xi

หนา รูปที่ 7.1 แสดงการควบคุมพีแอลซผีานจอสมัผัส 247

7.2 แสดงจอสัมผัส Hakko รุน TS1070i 248 7.3 แสดงการควบคุมเคร่ืองจักรผานจอสัมผัส 249 7.4 แสดงการติดต้ังซอฟตแวรดวยการคลิก Install 249 7.5 แสดงการยืนยันและยอมรับเงือ่นไขในการติดต้ังโปรแกรม 250 7.6 แสดงการกรอกขอมูลของการติดต้ังโปรแกรม 250 7.7 แสดงการเลอืกซอฟตแวรในการติดต้ัง 251 7.8 แสดงการคลิกเลอืก Install 251 7.9 แสดงการคลิกเลอืก Install disk 2 252 7.10 แสดงติดต้ังซอฟตแวรสมบูรณ 252

x คัมภีรการใชงาน พแีอลซีเบคฮอฟฟ สารบัญ

หนา 5.12 แสดงคาสัญญาณเอาตพุตกับแรงกระทํา 169 5.13 แสดงโหลดเซลล 169

รูปที่ 6.1 แสดงพีแอลซีเบคฮอฟฟควบคุมระบบปด 191

6.2 แสดงแผนภาพการควบคุมระบบปดแบบพีไอดี 192 6.3 แสดงคาความผิดพลาด 193 6.4 แสดงการควบคุมความเร็วดวยการควบคุมแบบอัตราสวน 193 6.5 แสดงความสัมพันธระหวางสัญญาณเอาตพุตกับเกนของตัวควบคุมแบบอัตราสวน 194 6.6 แสดงการควบคุมความเร็วดวยการควบคุมแบบอินทกิรัล 195 6.7 แสดงความสัมพันธระหวางสัญญาณเอาตพุตกับเกนของตัวควบคุมแบบอินทกิรัล 196 6.8 แสดงความสัมพันธของสัญญาณการควบคุมแบบพีไอ 198 6.9 แสดงความสัมพันธของสัญญาณการควบคุมแบบพีดี 200 6.10 แสดงความสัมพันธของสัญญาณการควบคุมแบบพีไอดี 202 6.11 ไดอะแกรมระบบควบคุมแบบปอนกลับ 203 6.12 การตอระบบควบคุมปอนกลบั (H(s) = 1) 204 6.13 แสดงผลการตอบสนองของฟงกชันถายโอนแบบ Step 205 6.14 แสดงผลการตอบสนองของฟงกชันถายโอนแบบพี 206 6.15 แสดงผลการตอบสนองของฟงกชันถายโอนแบบพีดี 207 6.16 แสดงผลการตอบสนองของฟงกชันถายโอนแบบพีไอ 208 6.17 แสดงผลการตอบสนองของฟงกชันถายโอนแบบพีไอดี 209 6.18 แสดงการควบคุมดวยวิธีซีเกลอร-นิโคลส 210 6.19 แสดงการตอบสนองคาเกนและคาบเวลา 211 6.20 แสดงการเขยีนบล็อกไดอะแกรมดวยตัวควบคุมแบบพี 212 6.21 แสดงการตอบสนองของคาบเวลา 212 6.22 แสดงการเขยีนบล็อกไดอะแกรมดวยตัวควบคุมแบบพีไอดี 213 6.23 แสดงการตอบสนองของควบคุมแบบพีไอดี 213 6.24 แสดงการควบคุมระบบเซอรโวไดรของชุด XTS ของบริษัท Beckhoff 215 6.25 แสดงเซอรโวมอเตอร ของบริษัท Beckhoff 216 6.26 แสดงเซอรโวไดรเวอร ของบริษัท Beckhoff 217 6.27 แสดงเคร่ืองบรรจุของเหลวควบคุมดวยระบบเซอรโวนิวแมติกส 232 6.28 แสดงโครงสรางของพรอปพอรชันนลัโซลีนอยดวาลว 233 6.29 แสดงไดอะแกรมการทํางานของพรอปพอรชันนัลวาลว 235

สารบัญ คัมภีรการใชงาน พแีอลซีเบคฮอฟฟ xi

หนา รูปที่ 7.1 แสดงการควบคุมพีแอลซผีานจอสมัผัส 247

7.2 แสดงจอสัมผัส Hakko รุน TS1070i 248 7.3 แสดงการควบคุมเคร่ืองจักรผานจอสัมผัส 249 7.4 แสดงการติดต้ังซอฟตแวรดวยการคลิก Install 249 7.5 แสดงการยืนยันและยอมรับเงือ่นไขในการติดต้ังโปรแกรม 250 7.6 แสดงการกรอกขอมูลของการติดต้ังโปรแกรม 250 7.7 แสดงการเลอืกซอฟตแวรในการติดต้ัง 251 7.8 แสดงการคลิกเลอืก Install 251 7.9 แสดงการคลิกเลอืก Install disk 2 252 7.10 แสดงติดต้ังซอฟตแวรสมบูรณ 252

x คัมภีรการใชงาน พแีอลซีเบคฮอฟฟ สารบัญ

หนา 5.12 แสดงคาสัญญาณเอาตพุตกับแรงกระทํา 169 5.13 แสดงโหลดเซลล 169

รูปที่ 6.1 แสดงพีแอลซีเบคฮอฟฟควบคุมระบบปด 191 6.2 แสดงแผนภาพการควบคุมระบบปดแบบพีไอดี 192 6.3 แสดงคาความผิดพลาด 193 6.4 แสดงการควบคุมความเร็วดวยการควบคุมแบบอัตราสวน 193 6.5 แสดงความสัมพันธระหวางสัญญาณเอาตพุตกับเกนของตัวควบคุมแบบอัตราสวน 194 6.6 แสดงการควบคุมความเร็วดวยการควบคุมแบบอินทกิรัล 195 6.7 แสดงความสัมพันธระหวางสัญญาณเอาตพุตกับเกนของตัวควบคุมแบบอินทกิรัล 196 6.8 แสดงความสัมพันธของสัญญาณการควบคุมแบบพีไอ 198 6.9 แสดงความสัมพันธของสัญญาณการควบคุมแบบพีดี 200 6.10 แสดงความสัมพันธของสัญญาณการควบคุมแบบพีไอดี 202 6.11 ไดอะแกรมระบบควบคุมแบบปอนกลับ 203 6.12 การตอระบบควบคุมปอนกลบั (H(s) = 1) 204 6.13 แสดงผลการตอบสนองของฟงกชันถายโอนแบบ Step 205 6.14 แสดงผลการตอบสนองของฟงกชันถายโอนแบบพี 206 6.15 แสดงผลการตอบสนองของฟงกชันถายโอนแบบพีดี 207 6.16 แสดงผลการตอบสนองของฟงกชันถายโอนแบบพีไอ 208 6.17 แสดงผลการตอบสนองของฟงกชันถายโอนแบบพีไอดี 209 6.18 แสดงการควบคุมดวยวิธีซีเกลอร-นิโคลส 210 6.19 แสดงการตอบสนองคาเกนและคาบเวลา 211 6.20 แสดงการเขยีนบล็อกไดอะแกรมดวยตัวควบคุมแบบพี 212 6.21 แสดงการตอบสนองของคาบเวลา 212 6.22 แสดงการเขยีนบล็อกไดอะแกรมดวยตัวควบคุมแบบพีไอดี 213 6.23 แสดงการตอบสนองของควบคุมแบบพีไอดี 213 6.24 แสดงการควบคุมระบบเซอรโวไดรของชุด XTS ของบริษัท Beckhoff 215 6.25 แสดงเซอรโวมอเตอร ของบริษัท Beckhoff 216 6.26 แสดงเซอรโวไดรเวอร ของบริษัท Beckhoff 217 6.27 แสดงเครื่องบรรจุของเหลวควบคุมดวยระบบเซอรโวนิวแมติกส 232 6.28 แสดงโครงสรางของพรอปพอรชันนลัโซลีนอยดวาลว 233 6.29 แสดงไดอะแกรมการทํางานของพรอปพอรชันนัลวาลว 235

บทที่ 1 พีแอลซเีบคฮอฟฟ 1

(PLC Beckhoff)

xii คัมภีรการใชงาน พแีอลซีเบคฮอฟฟ สารบัญ

สารบัญตาราง

หนา ตารางท่ี 1.1 คุณสมบัติของพีแอลซแีบบบัสเทอรมินอล 9

1.2 ชนิดของซีพียู (CPU) 12 1.3 เปรียบเทียบความสัมพันธระบบเลขฐาน 18 1.4 เปรียบเทียบความสัมพันธเลขฐานสิบกับเลขฐานสอง 20 1.5 เปรียบเทียบความสัมพันธเลขฐานแปดกับเลขฐานสอง 21 1.6 เปรียบเทียบความสัมพันธเลขฐานสิบหกกบัเลขฐานสอง 22 1.7 แสดงคาอินพุตและเอาตพุตของลอจิก AND Gate 24 1.8 แสดงคาอินพุตและเอาตพุตของลอจิก OR Gate 25 1.9 แสดงคาอินพุตและเอาตพุตของลอจิก NOT Gate 26 1.10 แสดงคาอินพุตและเอาตพุตของลอจิก NAND Gate 26 1.11 แสดงคาอินพุตและเอาตพุตของลอจิก NOR Gate 28 1.12 แสดงคาอินพุตและเอาตพุตของลอจิก XOR Gate 29

ตารางท่ี 3.1 แอดเดรสท่ีใชติดตอระหวางซอฟตแวร TwinCAT และโปรแกรม Visual Basic 75

ตารางท่ี 4.1 ชนิดของการดมอเตอรสเต็ปปง 118

ตารางท่ี 6.1 คุณสมบัติของตัวควบคุมแบบพีไอ (PI), พีดี (PD), พีไอดี (PID) 197

6.2 การเปรียบเทียบขอดีขอเสียของตัวควบคุมแบบพี (P), ไอ (I) , ดี (D) 197 6.3 คาเกนท่ีเหมาะสมของวิธซีีเกลอร-นิโคลส 211 6.4 คุณสมบัติของพรอปพอรชันนลัวาลว 233


(PLC Beckhoff)

xii คัมภีรการใชงาน พแีอลซีเบคฮอฟฟ สารบัญ

สารบัญตาราง

หนา ตารางท่ี 1.1 คุณสมบัติของพีแอลซแีบบบัสเทอรมินอล 9

1.2 ชนิดของซีพียู (CPU) 12 1.3 เปรียบเทียบความสัมพันธระบบเลขฐาน 18 1.4 เปรียบเทียบความสัมพันธเลขฐานสิบกับเลขฐานสอง 20 1.5 เปรียบเทียบความสัมพันธเลขฐานแปดกับเลขฐานสอง 21 1.6 เปรียบเทียบความสัมพันธเลขฐานสิบหกกบัเลขฐานสอง 22 1.7 แสดงคาอินพุตและเอาตพุตของลอจิก AND Gate 24 1.8 แสดงคาอินพุตและเอาตพุตของลอจิก OR Gate 25 1.9 แสดงคาอินพุตและเอาตพุตของลอจิก NOT Gate 26 1.10 แสดงคาอินพุตและเอาตพุตของลอจิก NAND Gate 26 1.11 แสดงคาอินพุตและเอาตพุตของลอจิก NOR Gate 28 1.12 แสดงคาอินพุตและเอาตพุตของลอจิก XOR Gate 29

ตารางท่ี 3.1 แอดเดรสท่ีใชติดตอระหวางซอฟตแวร TwinCAT และโปรแกรม Visual Basic 75

ตารางท่ี 4.1 ชนิดของการดมอเตอรสเต็ปปง 118

ตารางท่ี 6.1 คุณสมบัติของตัวควบคุมแบบพีไอ (PI), พีดี (PD), พีไอดี (PID) 197

6.2 การเปรียบเทียบขอดีขอเสียของตัวควบคุมแบบพี (P), ไอ (I) , ดี (D) 197 6.3 คาเกนท่ีเหมาะสมของวิธซีีเกลอร-นิโคลส 211 6.4 คุณสมบัติของพรอปพอรชันนลัวาลว 233

ชนิดของพีแอลซี โครงสร้างของพีแอลซี ระบบเลขฐาน ลอจิกเกทพื้นฐาน

1 พีแอลซีเบคฮอฟฟ์


ปจจุบันนี้ โปรแกรมเมเบิล ลอจิก คอนโทรลเลอร หรือ พีแอลซี (PLC; Programmable Logic Controller) ไดถูกนํามาใชอยางกวางขวางในงานอุตสาหกรรม เพื่อควบคุมเครื่องจักรและระบบการผลิตตางๆ เพราะวาใชงายและสะดวก ตลอดจนสามารถแกไขโปรแกรมไดตลอดเวลา โดยปกติ พีแอลซี หรือบางครั้งเรียกวา พีซี (PC ; Programmable Controllers) จะทํางานรวมกับคอมพิวเตอร (Personal Computer) โดยจะปอนและแกไขขอมูลดวยคียบอรด (Keyboard) และจะแสดงผลทางมอนิเตอร (Monitor) สวนภายในพีแอลซีจะมีไมโครโปรเซสเซอรเปนตัวควบคุมการทํางานของระบบ โดยสามารถกําหนดเงื่อนไขผานอินพุต (Input) และเอาตพุต (Output) ในสวนของอินพุตสามารถตอรวมกับปุมกด (Pushbutton) ลิมิตสวิตช (Limit Switch) รีดสวิตช (Reed Switch) เซ็นเซอร (Sensor) และสวนของเอาตพุตสามารถตอรวมกับโซลีนอยดวาลว (Solenoid Valve) หลอดไฟ (Lamp) มอเตอร (Motor) และอ่ืนๆ

รูปที ่1.1 แสดงระบบซอฟตแวรและระบบควบคุมดวยพีแอลซีเบคฮอฟฟ

โปรแกรมเมเบิล ลอจิก คอนโทรลเลอร (PLC) จะควบคุมการทํางานโดยจะถูกคําส่ังที่ปอนเขาไปในพีแอลซีดวยซอฟตแวร (Software) ซึ่งซอฟตแวรจะสามารถแกไข และตรวจสอบไดจากเครื่องพีซี (Personal Computer) หรือคอมพิวเตอรนั่นเอง โดยในสวนของซอฟตแวรจะมีอุปกรณตางๆ ใหเลือกใชมากมาย เชน สวิตช (Pushbutton) รีเลย (Relay) ตัวต้ังเวลา (Timer) ตัวนับจํานวน (Counter) และสามารถเชื่อมโยงอุปกรณไดเลย โดยจะไมเหมือนการตอวงจรที่แตเดิมตองใชรีเลย (Relay) ที่ตองตัดตอสายไฟ ทําใหเปลืองคาใชจายและเสียเวลา

2 คัมภีรการใชงาน พีแอลซเีบคฮอฟฟ บทที่ 1


1. การควบคุมด้วยคอมพวิเตอร์ (PC Based Control)

เปนการนําเอาไมโครคอมพิวเตอรหรือซีพียู มาทําหนาที่เปนตัวควบคุมการทํางานท้ังระบบ ซึ่งจะประกอบไปดวยฮารดแวรที่ทําหนาท่ีเชื่อมตออุปกรณภายนอก เชน เซ็นเซอร หรือ อุปกรณตางๆ โดยมีอุปกรณที่ตอเพิ่มเขามา ไดแก ดิจิตอลอินพุต (Digital Input) ดิจิตอลเอาตพุต (Digital Output) แอนะล็อกอินพุต (Analog Input) หรือ แอนะล็อกเอาตพุต (Analog Output) เปนตน

รูปที่ 1.3 แสดงไมโครคอมพิวเตอร หรือซีพียูเบคฮอฟฟ์

2. การควบคุมพแีอลซีผา่นระบบอีเธอร์เน็ตและอีเธอร์แคท (Ethernet and EtherCAT System)

อีเธอรแคท (EtherCAT) คือ โปรโตคอลระบบเครือขายอีเธอรเน็ต (Ethernet) ที่มีความยืดหยุนสูงและเปนระบบเปด ที่ถูกพัฒนาขึ้นใหมีความเร็วสูงมากเพื่องานควบคุมอัตโนมัติ ปจจุบันอีเธอรแคทเร่ิมเขามาบทบาทมากขึ้นในระบบควบคุมอัตโนมัติ ที่ตองการความเร็วสูงและตองการใชอินพุตและเอาตพุตจํานวนมาก เชน การควบคุม เซอรโวมอเตอร (Servo Motor) ในหุนยนตอุตสาหกรรม หรือการอานคาแอนะล็อกความเร็วสูง เปนตน

นอกจากนั้น ความสามารถในการสงรับขอมูลจํานวนมาก ดวยความเร็วสูงของอีเธอรแคทจึงทําใหตัวควบคุม (Controller) สามารถมองเห็น อาน หรือเขียนคาพารามิเตอรตางๆ ของอุปกรณในระบบได เชน เราสามารถอาน/เขียน พารามิเตอรทุกตัวของอินเวอรเตอร (Inverter) ได ทําใหเราตั้งคาตางๆ ผานตัวควบคุม โดยไมจําเปนตองไปต้ังคาท่ีตัวอินเวอรเตอร ทําใหการทํางานสะดวกมาก


สําหรับพีแอลซีเบคฮออฟฟเปนพีแอลซีที่ผลิตจากบริษัท Beckhoff Automation GmbH & Co. KG ประเทศเยอรมนี โดยบริษัทมีความมุงม่ันที่จะผลิตพีแอลซีใหสามารถควบคุมอุปกรณเคร่ืองจักรใหมีประสิทธิภาพสูงสุด ตลอดจนการใชงานที่อิสระภายใต Microsoft Windows Embedded หรือการใชงานระบบ PC Base Control ที่สามารถใชรูปแบบของโปรแกรมท่ีแตกตางกันนํามาประยุกตเพื่อควบคุมอุปกรณและเครื่องมือใหใชงานรวมกันได โดยการเขียนโปรแกรมพีแอลซีนี้จะใชมาตรฐาน IEC61131-3 โดยมีรูปแบบภาษาในการเขียนอยู 6 รูปแบบ ดังนี้

1. Instruction List (IL) 2. Structured Text (ST) 3. Ladder Diagram (LD) 4. Function Block (FBD) 5. Sequential Function (SFC) 6. Continuous Function Chart (CFC)

(ก) TwinCAT2 (ข) TwinCAT3

รูปที ่1.2 แสดงซอฟตแวรพีแอลซีเบคฮอฟฟ (TwinCAT- PLC Beckhoff)

ปจจุบันพีแอลซีเบคฮอฟฟ (PLC Beckhoff) ไดพัฒนาซีพียู (Central Processing Unit) สําหรับการควบคุมอุปกรณหรือเครื่องจักรอุตสาหกรรม เพื่อใหเหมาะสมกับการทํางานท่ีสะดวกและรวดเร็ว โดยอยูภายใตมาตรฐานสากล ดังนั้นทีมวิจัยและพัฒนาของบริษัท Beckhoff ไดพัฒนาชุดควบคุมมาอยางตอเน่ือง โดยเฉพาะซีพียู สามารถแบงออกได 3 ลักษณะการใชงานดังนี้


1. การควบคุมด้วยคอมพวิเตอร์ (PC Based Control)

เปนการนําเอาไมโครคอมพิวเตอรหรือซีพียู มาทําหนาที่เปนตัวควบคุมการทํางานท้ังระบบ ซึ่งจะประกอบไปดวยฮารดแวรที่ทําหนาที่เชื่อมตออุปกรณภายนอก เชน เซ็นเซอร หรือ อุปกรณตางๆ โดยมีอุปกรณที่ตอเพ่ิมเขามา ไดแก ดิจิตอลอินพุต (Digital Input) ดิจิตอลเอาตพุต (Digital Output) แอนะล็อกอินพุต (Analog Input) หรือ แอนะล็อกเอาตพุต (Analog Output) เปนตน

รูปที่ 1.3 แสดงไมโครคอมพิวเตอร หรือซีพียูเบคฮอฟฟ์

2. การควบคุมพแีอลซีผา่นระบบอีเธอร์เน็ตและอีเธอร์แคท (Ethernet and EtherCAT System)

อีเธอรแคท (EtherCAT) คือ โปรโตคอลระบบเครือขายอีเธอรเน็ต (Ethernet) ที่มีความยืดหยุนสูงและเปนระบบเปด ที่ถูกพัฒนาขึ้นใหมีความเร็วสูงมากเพื่องานควบคุมอัตโนมัติ ปจจุบันอีเธอรแคทเร่ิมเขามาบทบาทมากขึ้นในระบบควบคุมอัตโนมัติ ที่ตองการความเร็วสูงและตองการใชอินพุตและเอาตพุตจํานวนมาก เชน การควบคุม เซอรโวมอเตอร (Servo Motor) ในหุนยนตอุตสาหกรรม หรือการอานคาแอนะล็อกความเร็วสูง เปนตน

นอกจากนั้น ความสามารถในการสงรับขอมูลจํานวนมาก ดวยความเร็วสูงของอีเธอรแคทจึงทําใหตัวควบคุม (Controller) สามารถมองเห็น อาน หรือเขียนคาพารามิเตอรตางๆ ของอุปกรณในระบบได เชน เราสามารถอาน/เขียน พารามิเตอรทุกตัวของอินเวอรเตอร (Inverter) ได ทําใหเราตั้งคาตางๆ ผานตัวควบคุม โดยไมจําเปนตองไปต้ังคาที่ตัวอินเวอรเตอร ทําใหการทํางานสะดวกมาก


สําหรับพีแอลซีเบคฮออฟฟเปนพีแอลซีที่ผลิตจากบริษัท Beckhoff Automation GmbH & Co. KG ประเทศเยอรมนี โดยบริษัทมีความมุงม่ันที่จะผลิตพีแอลซีใหสามารถควบคุมอุปกรณเคร่ืองจักรใหมีประสิทธิภาพสูงสุด ตลอดจนการใชงานที่อิสระภายใต Microsoft Windows Embedded หรือการใชงานระบบ PC Base Control ที่สามารถใชรูปแบบของโปรแกรมท่ีแตกตางกันนํามาประยุกตเพื่อควบคุมอุปกรณและเครื่องมือใหใชงานรวมกันได โดยการเขียนโปรแกรมพีแอลซีนี้จะใชมาตรฐาน IEC61131-3 โดยมีรูปแบบภาษาในการเขียนอยู 6 รูปแบบ ดังนี้

1. Instruction List (IL) 2. Structured Text (ST) 3. Ladder Diagram (LD) 4. Function Block (FBD) 5. Sequential Function (SFC) 6. Continuous Function Chart (CFC)

(ก) TwinCAT2 (ข) TwinCAT3

รูปที ่1.2 แสดงซอฟตแวรพีแอลซีเบคฮอฟฟ (TwinCAT- PLC Beckhoff)

ปจจุบันพีแอลซีเบคฮอฟฟ (PLC Beckhoff) ไดพัฒนาซีพียู (Central Processing Unit) สําหรับการควบคุมอุปกรณหรือเครื่องจักรอุตสาหกรรม เพื่อใหเหมาะสมกับการทํางานท่ีสะดวกและรวดเร็ว โดยอยูภายใตมาตรฐานสากล ดังนั้นทีมวิจัยและพัฒนาของบริษัท Beckhoff ไดพัฒนาชุดควบคุมมาอยางตอเน่ือง โดยเฉพาะซีพียู สามารถแบงออกได 3 ลักษณะการใชงานดังนี้


1.1.1 พแีอลซแีบบบสัเทอร์มนิอล (Bus Terminal Type PLC) โดยทั่วไปแลว พีแอลซีเบคฮอฟฟจะไมมีแบบชนิดบล็อก (Block Type PLC) หรือแบบโมดูล (Module

Type PLC) แตพีแอลซีเบคฮอฟฟจะเปนแบบบัสเทอรมินอล (Bus Terminal Type PLC) ซึ่งจะทําใหสามารถแยกการดอินพุต/เอาตพุต (Input / Output Card) การดแอนะล็อกอินพุต/แอนะล็อกเอาตพุต (Analog Input / Analog Output) แยกออกจากกันได หรือสามารถเพิ่มการดดิจิตอลอินพุต ดิจิตอลเอาตพุต แอนะล็อกอินพุต แอนะล็อกเอาตพุต การดดีซีมอเตอร การดสเต็ปปงมอเตอร และอื่น ๆ อีกมากมาย ทําใหสะดวกและรวดเร็วในการใชงาน โดยในแตละพีแอลซีสามารถเพิ่มการดไดสูงถึง 255 การดตอพีแอลซี เชน ตระกูล BC9050, BC9050 ตอแบบ Bus Terminal - Extensions

รูปที ่1.6 แสดงพีแอลซีเบคฮอฟฟ รุน BC9000

จากรูปที่ 1.6 พีแอลซีเบคฮอฟฟสามารถอธิบายแตละสวนดังนี้ 1. ชองเสียบพอรตติดตอส่ือสารแบบ Ethernet RJ 45 2. ชองเลือกปรับแอดเดรส (Address selector) แบบ 8 บิต โดยสามารถเลือกส่ังงานไปยังชุดควบคุมได

สูงถึง 256 ชุดควบคุม 3. ชองเสียบ K-BUS สําหรับตอขยายการด เชน ดิจิตอลอินพุต/เอาตพุต แอนะล็อกอินพุต/เอาตพุต

เปนตน 4. ชองแสดงผล Power LED ระหวาง 24 โวลต กับ 0 โวลต หรือกราวด


รูปที ่1.4 แสดงการควบคุมพีแอลซีผานระบบอีเธอรเน็ตและอีเธอรแคท

3. ระบบสมองกลฝังตัว (Embedded PC)

พีแอลซีเบคฮอฟฟไดพัฒนาระบบสมองกลฝงตัวในพีแอลซี ทําใหมีความสะดวกในการทํางานและควบคุมการทํางานที่ความเร็วสูง ตลอดจนหนวยความจําไดเพิ่มมากอีกดวย โดยอยูภายใตการทํางานของ Microsoft Windows Embedded และเขียนโปรแกรมตามมาตรฐานของ IEC61131-3

รูปที ่1.5 แสดงระบบสมองกลฝงตัวในพีแอลซเีบคฮอฟฟ

พีแอลซีเบคฮอฟฟ (PLC Beckhoff) ที่ใชในงานอุตสาหกรรมเพ่ือควบคุมเคร่ืองจักรใหทํางานตามความตองของระบบการผลิต สามารถแบงออกตามลักษณะการใชงานได 2 ชนิด คือ


การควบคุมการทํางานของพีแอลซีชนิดนี้ จะทําการติดตอส่ือสารผานระบบบัส โดยสามารถแยกการควบคุมการทํางานไดดังนี้

ระบบบสั (Bus)

ระบบบัสนี้จะเปนการติดตอส่ือสารและขนถายขอมูลระหวางหนวยประมวลผลกลาง (CPU ; Central Processing Unit) โดยระบบบัสจะทําหนาที่ปนเสนทางหลักของคอมพิวเตอรในการเชื่อมโยงกับอุปกรณตางๆ ไปยังหนวยประมวลผลกลาง (CPU) โดยเปรียบเสมือนถนนที่มีหลายชองทางการจราจร ถาย่ิงมีชองทางการจราจรมาก ก็ย่ิงจะสามารถระบายรถยนตไดมากและใหหมดเร็วขึ้น โดยทั่วไปในหนวยประมวลผลกลางจะมีบัสตางๆ ดังนี้

1. บสัขอ้มูล (Data Bus) คือ บัสที่มีหนวยประมวลผลกลาง ใชเปนเสนทางในการควบคุมการสงถายขอมูลจากหนวยประมวลผลกลางไปยังอุปกรณภายนอก

2. บสัแอดเดรส (Address Bus) คือ บัสที่มีหนวยประมวลผลกลาง เลือกวาจะสงขอมูลหรือจะรับขอมูลจากอุปกรณตัวไหน และใหสงไปที่ใด โดยจะตองสัญญาณเลือกออกมาทางบัสแอดเดรส

3. บสัควบคุม (Control Bus) คือ บัสที่รับสัญญาณควบคุมจากหนวยประมวลผลกลาง เพื่อบังคับวาจะอานขอมูลที่เขามา หรือจะสงขอมูลออกไปจากหนวยประมวลผลกลาง

ตารางที ่1.1 คุณสมบัติของพีแอลซีแบบบัสเทอรมินอล พแีอลซ ี Ethernet TCP/IP BC9000 BC9050

โปรแกรม Via TwinCAT and programming interface or Ethernet ความจุโปรแกรม 64/94 Kbytes 48 Kbytes หนวยความจํา 64/128 Kbytes 32 Kbytes รอบเวลาในการทาํงาน approx. 1.5 ms for 1,000 instructions (without I/O cycle, K-bus) ภาษา IEC 61131-3 (IL, LD, FBD, SFC, ST)

1.1.2 พแีอลซแีบบสมองกลฝังตวั (Embedded PC Type) เปนคอมพิวเตอรขนาดเล็กมากท่ีใชไมโครโปรเซสเซอรชนิดพิเศษเพื่อฝง (Embed) ไวในพีแอลซี หรือเรียก

อีกอยางวา คอมพิวเตอรเกรดอุตสาหกรรม (Industrial Grade) ที่ถูกออกแบบมาเพื่อรองรับการทํางานในสภาวะแวดลอมที่มีอุณหภูมิสูง ฝุนละอองหนาแนน โดยมีการออกแบบใหมีการระบายความรอนไดดีและทนความรอนไดสูง โดยไมตองใชพัดลมชวยในการทํางาน โดยความเร็วจะขึ้นอยูกับชนิดของพีแอลซี และมีใหเลือกขนาดของ


สําหรับการเพิ่มการดดิจิตอลอินพุต/เอาตพุต แอนะล็อกอินพุต/เอาตพุต ในตัวของพีแอลซีเบคฮอฟฟนั้นสามารถนําการดมาเสียบเพิ่มไดเลย เชน การดดิจิตอลอินพุต (KL1408 Terminal 2) การดดิจิตอลเอาตพุต (KL 2408 Terminal 3) การดแอนะล็อกอินพุต (KL3061 Terminal 4) การดแอนะล็อกเอาตพุต (KL4031 Terminal 5) และการดสุดทายหรือการดปด (Bus end terminal) เปนตน

รูปที่ 1.7 แสดงการดดิจิตอลอินพุต รูปที ่1.8 แสดงการดดิจิตอลเอาตพุต

รูปที ่1.9 แสดงการดแอนะล็อกอนิพุต รูปที่ 1.10 แสดงการดแอนะล็อกเอาตพตุ


การควบคุมการทํางานของพีแอลซีชนิดนี้ จะทําการติดตอส่ือสารผานระบบบัส โดยสามารถแยกการควบคุมการทํางานไดดังนี้

ระบบบสั (Bus)

ระบบบัสนี้จะเปนการติดตอส่ือสารและขนถายขอมูลระหวางหนวยประมวลผลกลาง (CPU ; Central Processing Unit) โดยระบบบัสจะทําหนาที่ปนเสนทางหลักของคอมพิวเตอรในการเชื่อมโยงกับอุปกรณตางๆ ไปยังหนวยประมวลผลกลาง (CPU) โดยเปรียบเสมือนถนนที่มีหลายชองทางการจราจร ถาย่ิงมีชองทางการจราจรมาก ก็ย่ิงจะสามารถระบายรถยนตไดมากและใหหมดเร็วขึ้น โดยทั่วไปในหนวยประมวลผลกลางจะมีบัสตางๆ ดังนี้

1. บสัขอ้มูล (Data Bus) คือ บัสที่มีหนวยประมวลผลกลาง ใชเปนเสนทางในการควบคุมการสงถายขอมูลจากหนวยประมวลผลกลางไปยังอุปกรณภายนอก

2. บสัแอดเดรส (Address Bus) คือ บัสที่มีหนวยประมวลผลกลาง เลือกวาจะสงขอมูลหรือจะรับขอมูลจากอุปกรณตัวไหน และใหสงไปที่ใด โดยจะตองสัญญาณเลือกออกมาทางบัสแอดเดรส

3. บสัควบคุม (Control Bus) คือ บัสที่รับสัญญาณควบคุมจากหนวยประมวลผลกลาง เพื่อบังคับวาจะอานขอมูลที่เขามา หรือจะสงขอมูลออกไปจากหนวยประมวลผลกลาง

ตารางที ่1.1 คุณสมบัติของพีแอลซีแบบบัสเทอรมินอล พแีอลซ ี Ethernet TCP/IP BC9000 BC9050

โปรแกรม Via TwinCAT and programming interface or Ethernet ความจุโปรแกรม 64/94 Kbytes 48 Kbytes หนวยความจํา 64/128 Kbytes 32 Kbytes รอบเวลาในการทาํงาน approx. 1.5 ms for 1,000 instructions (without I/O cycle, K-bus) ภาษา IEC 61131-3 (IL, LD, FBD, SFC, ST)

1.1.2 พแีอลซแีบบสมองกลฝังตวั (Embedded PC Type) เปนคอมพิวเตอรขนาดเล็กมากที่ใชไมโครโปรเซสเซอรชนิดพิเศษเพื่อฝง (Embed) ไวในพีแอลซี หรือเรียก

อีกอยางวา คอมพิวเตอรเกรดอุตสาหกรรม (Industrial Grade) ที่ถูกออกแบบมาเพื่อรองรับการทํางานในสภาวะแวดลอมที่มีอุณหภูมิสูง ฝุนละอองหนาแนน โดยมีการออกแบบใหมีการระบายความรอนไดดีและทนความรอนไดสูง โดยไมตองใชพัดลมชวยในการทํางาน โดยความเร็วจะขึ้นอยูกับชนิดของพีแอลซี และมีใหเลือกขนาดของ


สําหรับการเพิ่มการดดิจิตอลอินพุต/เอาตพุต แอนะล็อกอินพุต/เอาตพุต ในตัวของพีแอลซีเบคฮอฟฟนั้นสามารถนําการดมาเสียบเพิ่มไดเลย เชน การดดิจิตอลอินพุต (KL1408 Terminal 2) การดดิจิตอลเอาตพุต (KL 2408 Terminal 3) การดแอนะล็อกอินพุต (KL3061 Terminal 4) การดแอนะล็อกเอาตพุต (KL4031 Terminal 5) และการดสุดทายหรือการดปด (Bus end terminal) เปนตน

รูปที่ 1.7 แสดงการดดิจิตอลอินพุต รูปที ่1.8 แสดงการดดิจิตอลเอาตพุต

รูปที ่1.9 แสดงการดแอนะล็อกอนิพุต รูปที่ 1.10 แสดงการดแอนะล็อกเอาตพตุ


จากรูปที่ 1.11 พีแอลซีแบบสมองกลฝงตัว สามารถอธิบายแตละสวนดังนี้ 1. ชองเสียบพอรตติดตอส่ือสารแบบ Ethernet Port 2. ชองเสียบพอรตติดตอส่ือสารแบบ Fieldbus Port 3. ชองเลือกปรับแอดเดรส (Address selector) แบบ 8 บิต โดยสามารถเลือกส่ังงานไปยังชุดควบคุมได

สูงถึง 256 ชุดควบคุม สวนบิตท่ี 9 และ บิตที่ 10 เปนบิตท่ีเลือกฟงกชั่นการทํางานของซีพียู 4. ชองเสียบ E-BUS สําหรับตอขยายการด เชน ดิจิตอลอินพุต/เอาตพุต แอนะล็อกอินพุต/เอาตพุต

เปนตน 5. ชองแสดงผล Power LED ระหวาง 24 โวลต กับ 0 โวลตหรือกราวด สําหรับการเลือกโปรโตคอลหรือพอรตในการติดตอส่ือสารน้ัน ขึ้นอยูกับซีพียูที่เลือกใชงาน โดยจะขอ

ยกตัวอยาง พีแอลซแีบบสมองกลฝงตัว รุน CX80XX ดังนี้

โดยโคดดานหลัง 2 ตัว จะแสดงถึงพอรตในการติดตอสื่อสารกับพีแอลซี เชน พีแอลซี รุน CX8010 โปรโตคอลในการสื่อสารจะเปนแบบ EtherCAT Slave หรือ พีแอลซี รุน CX8080 โปรโตคอลในการสื่อสารจะเปนแบบ Serial Communication เปนตน


หนวยประมวลผลกลาง (CPU) เชน ตระกูล CX80XX ไมโครโปรเซสเซอร ขนาด 32 bit, 400 MHz, ARM9 หรือตระกูล CX5010 ไมโครโปรเซสเซอร Intel, Atom 1.1/1.6 GHz clock frequency เปนตน โดยบางรุนจะมีระบบปฏิบัติการ Windows CE อยูในตัว ทําใหสามารถตอพอรตเพื่อแสดงผลการทํางานผานจอแสดงผล และใหเห็นการทํางานภายในของระบบหนวยประมวลผลกลาง ทําใหสะดวกในการแกไขขอมูลการทํางานไดตลอดเวลา

สําหรับการติดตอส่ือสารนั้นจะมีการติดตอส่ือสารผานโปรโตคอล (Protocol) หลายแบบ ขึ้นอยูกับหนวยประมวลผลกลางแตละรุน เชน RS232, RS422/RS485, Ethernet, EtherCAT, Profibus, CANopen, DeviceNet, Profinet RT, EtherNet/IP, Sercos Interface เปนตน

สําหรับพีแอลซีแบบสมองกลฝงตัว ก็จะสามารถแยกการดอินพุต/เอาตพุต (Input / Output Card) การดแอนะล็อกอินพุต/แอนะล็อกเอาตพุต (Analog Input / Analog Output) แยกออกจากกันได หรือสามารถเพิ่มการดดิจิตอลอินพุต ดิจิตอลเอาตพุต แอนะล็อกอินพุต แอนะล็อกเอาตพุต การดดีซีมอเตอร การดสเต็ปปงมอเตอร และอื่นๆ ไดเหมือนกับพีแอลซีเบคฮอฟฟแบบบัสเทอรมินอล (Bus Terminal Type PLC) โดยในแตละพีแอลซีสามารถเพิ่มการดไดสูงถึง 255 การดตอพีแอลซี ทําใหสะดวกและรวดเร็วในการใชงาน

รูปที ่1.11 แสดงพีแอลซีแบบสมองกลฝงตัว รุน CX8090


จากรูปที่ 1.11 พีแอลซีแบบสมองกลฝงตัว สามารถอธิบายแตละสวนดังนี้ 1. ชองเสียบพอรตติดตอส่ือสารแบบ Ethernet Port 2. ชองเสียบพอรตติดตอส่ือสารแบบ Fieldbus Port 3. ชองเลือกปรับแอดเดรส (Address selector) แบบ 8 บิต โดยสามารถเลือกส่ังงานไปยังชุดควบคุมได

สูงถึง 256 ชุดควบคุม สวนบิตที่ 9 และ บิตที่ 10 เปนบิตที่เลือกฟงกชั่นการทํางานของซีพียู 4. ชองเสียบ E-BUS สําหรับตอขยายการด เชน ดิจิตอลอินพุต/เอาตพุต แอนะล็อกอินพุต/เอาตพุต

เปนตน 5. ชองแสดงผล Power LED ระหวาง 24 โวลต กับ 0 โวลตหรือกราวด สําหรับการเลือกโปรโตคอลหรือพอรตในการติดตอส่ือสารน้ัน ขึ้นอยูกับซีพียูที่เลือกใชงาน โดยจะขอ

ยกตัวอยาง พีแอลซแีบบสมองกลฝงตัว รุน CX80XX ดังนี้

โดยโคดดานหลัง 2 ตัว จะแสดงถึงพอรตในการติดตอสื่อสารกับพีแอลซี เชน พีแอลซี รุน CX8010 โปรโตคอลในการสื่อสารจะเปนแบบ EtherCAT Slave หรือ พีแอลซี รุน CX8080 โปรโตคอลในการสื่อสารจะเปนแบบ Serial Communication เปนตน


หนวยประมวลผลกลาง (CPU) เชน ตระกูล CX80XX ไมโครโปรเซสเซอร ขนาด 32 bit, 400 MHz, ARM9 หรือตระกูล CX5010 ไมโครโปรเซสเซอร Intel, Atom 1.1/1.6 GHz clock frequency เปนตน โดยบางรุนจะมีระบบปฏิบัติการ Windows CE อยูในตัว ทําใหสามารถตอพอรตเพื่อแสดงผลการทํางานผานจอแสดงผล และใหเห็นการทํางานภายในของระบบหนวยประมวลผลกลาง ทําใหสะดวกในการแกไขขอมูลการทํางานไดตลอดเวลา

สําหรับการติดตอส่ือสารนั้นจะมีการติดตอส่ือสารผานโปรโตคอล (Protocol) หลายแบบ ขึ้นอยูกับหนวยประมวลผลกลางแตละรุน เชน RS232, RS422/RS485, Ethernet, EtherCAT, Profibus, CANopen, DeviceNet, Profinet RT, EtherNet/IP, Sercos Interface เปนตน

สําหรับพีแอลซีแบบสมองกลฝงตัว ก็จะสามารถแยกการดอินพุต/เอาตพุต (Input / Output Card) การดแอนะล็อกอินพุต/แอนะล็อกเอาตพุต (Analog Input / Analog Output) แยกออกจากกันได หรือสามารถเพิ่มการดดิจิตอลอินพุต ดิจิตอลเอาตพุต แอนะล็อกอินพุต แอนะล็อกเอาตพุต การดดีซีมอเตอร การดสเต็ปปงมอเตอร และอื่นๆ ไดเหมือนกับพีแอลซีเบคฮอฟฟแบบบัสเทอรมินอล (Bus Terminal Type PLC) โดยในแตละพีแอลซีสามารถเพิ่มการดไดสูงถึง 255 การดตอพีแอลซี ทําใหสะดวกและรวดเร็วในการใชงาน

รูปที ่1.11 แสดงพีแอลซีแบบสมองกลฝงตัว รุน CX8090


โดยทั่วไปแลว โปรแกรมเมเบิล ลอจิก คอนโทรลเลอร ที่ใชงานในปจจุบัน จะเปรียบเสมือนคอมพิวเตอรตัวหนึ่ง แตไมสามารถเพ่ิมความเร็วของหนวยประมวลผลกลาง หรือเพิ่มหนวยความจําของพีแอลซีได ดังนั้นผูใชงานตองศึกษาคุณสมบัติของพีแอลซีแตละรุน เพื่อใหเหมาะสมกับการควบคุมการทํางานของเครื่องจักรและใหเกิดประสิทธิภาพสูงสุด โครงสรางของพีแอลซี สามารถแบงออกได 3 สวนดังนี้

1. หนวยประมวลผล (CPU ; Central Processing Unit) - ไมโครโปรเซสเซอร (Micro Processor) - หนวยความจํา (Memory Unit) - แหลงจายไฟ (Power Supply)

2. หนวยอินพุต/เอาตพุต (Input / Output Unit) 3. หนวยอุปกรณที่ใชในโปรแกรม (PM ; Programmer / Monitor)

รูปที ่1.13 แสดงโครงสรางของพีแอลซ ี

1.2.1 หน่วยประมวลผล หรอื ซพียูี (CPU ; Central Processing Unit) ซีพียูเปนหัวใจหลักของระบบพีแอลซี ซึ่งประกอบไปดวยไมโครโปรเซสเซอรเปนตัวประมวลผลหนวย

ความจํา (Memory Unit) และแหลงจายไฟ (Power Supply) หนาที่หลักของซีพียูคือ จะรับขอมูลทางอินพุต แลวมาทําการประมวลผลและสงขอมูลออกทางเอาตพุต การทํางานจะถูกวนไปเร่ือยๆ การทํางานทั้งหมดของซีพียู เรียกวา 1 Cycle Time การทํางานประมวลผลจะเร็วหรือชาขึ้นอยูกับหนวยความจําและความเร็วของซีพียูเอง

.2 โครงสร้างของพแีอลซ ี(Structure of PLC)


(ก) รุน CX8010 (ข) รุน CX8080

รูปที ่1.12 แสดงพีแอลซีแบบสมองกลฝงตัว รุน CX8010 และ รุน CX8080

จากที่กลาวมาแลวลักษณะของซีพียูของพีแอลซีเบคฮอฟฟ สามารถแบงซีพียูตามลักษณะการใชงาน โดยเลือกใหเหมาะสมกับขนาด ความเร็วของซีพียูในการควบคุมเคร่ืองจักร ดังแสดงในตารางที่ 1.2

ตารางท่ี 1.2 ชนิดของซีพียู (CPU) PC Based CP22xx, CP26xx, CP27xx, CP29xx, P32xx, CP36xx, CP39xx, CP62xx, CP65xx,

CP66xx, CP67xx, CP72xx, CP79xx Ethernet BC9000, BC9050, BC9020, BC9120, BC9100

BC9191 Room Controller, BX9000 Embedded PC CX8010 EtherCAT, CX8030 Profibus Master, CX8031 Profibus slave

CX8050 CANopen Master, CX8051 CANopen Slave, CX8080 RS232/RS485 CX8090 Ethernet, CX8091 BACnet & OPC UA, CX8093 Profinet CX8095 EtherNet/IP, CX8097 Sercos III slave, CX9000, CX1010, CX5000 CX5100, CX1020, CX1030, CX2000


โดยทั่วไปแลว โปรแกรมเมเบิล ลอจิก คอนโทรลเลอร ที่ใชงานในปจจุบัน จะเปรียบเสมือนคอมพิวเตอรตัวหนึ่ง แตไมสามารถเพ่ิมความเร็วของหนวยประมวลผลกลาง หรือเพิ่มหนวยความจําของพีแอลซีได ดังนั้นผูใชงานตองศึกษาคุณสมบัติของพีแอลซีแตละรุน เพื่อใหเหมาะสมกับการควบคุมการทํางานของเคร่ืองจักรและใหเกิดประสิทธิภาพสูงสุด โครงสรางของพีแอลซี สามารถแบงออกได 3 สวนดังนี้

1. หนวยประมวลผล (CPU ; Central Processing Unit) - ไมโครโปรเซสเซอร (Micro Processor) - หนวยความจํา (Memory Unit) - แหลงจายไฟ (Power Supply)

2. หนวยอินพุต/เอาตพุต (Input / Output Unit) 3. หนวยอุปกรณที่ใชในโปรแกรม (PM ; Programmer / Monitor)

รูปที ่1.13 แสดงโครงสรางของพีแอลซ ี

1.2.1 หน่วยประมวลผล หรอื ซพียูี (CPU ; Central Processing Unit) ซีพียูเปนหัวใจหลักของระบบพีแอลซี ซึ่งประกอบไปดวยไมโครโปรเซสเซอรเปนตัวประมวลผลหนวย

ความจํา (Memory Unit) และแหลงจายไฟ (Power Supply) หนาที่หลักของซีพียูคือ จะรับขอมูลทางอินพุต แลวมาทําการประมวลผลและสงขอมูลออกทางเอาตพุต การทํางานจะถูกวนไปเรื่อยๆ การทํางานทั้งหมดของซีพียู เรียกวา 1 Cycle Time การทํางานประมวลผลจะเร็วหรือชาขึ้นอยูกับหนวยความจําและความเร็วของซีพียูเอง

.2 โครงสร้างของพแีอลซ ี(Structure of PLC)


(ก) รุน CX8010 (ข) รุน CX8080

รูปที ่1.12 แสดงพีแอลซีแบบสมองกลฝงตัว รุน CX8010 และ รุน CX8080

จากที่กลาวมาแลวลักษณะของซีพียูของพีแอลซีเบคฮอฟฟ สามารถแบงซีพียูตามลักษณะการใชงาน โดยเลือกใหเหมาะสมกับขนาด ความเร็วของซีพียูในการควบคุมเคร่ืองจักร ดังแสดงในตารางที่ 1.2

ตารางท่ี 1.2 ชนิดของซีพียู (CPU) PC Based CP22xx, CP26xx, CP27xx, CP29xx, P32xx, CP36xx, CP39xx, CP62xx, CP65xx,

CP66xx, CP67xx, CP72xx, CP79xx Ethernet BC9000, BC9050, BC9020, BC9120, BC9100

BC9191 Room Controller, BX9000 Embedded PC CX8010 EtherCAT, CX8030 Profibus Master, CX8031 Profibus slave

CX8050 CANopen Master, CX8051 CANopen Slave, CX8080 RS232/RS485 CX8090 Ethernet, CX8091 BACnet & OPC UA, CX8093 Profinet CX8095 EtherNet/IP, CX8097 Sercos III slave, CX9000, CX1010, CX5000 CX5100, CX1020, CX1030, CX2000


1.2.2 หน่วยอนิพุต/เอาต์พุต (Input / Output Unit) หน่วยอินพุต (Input Unit)

อินพุตจะทําหนาที่รับสัญญาณจากอุปกรณที่ติดตอภายนอก เชน สวิตชปุมกด (Pushbutton), ลิมิตสวิตช (Limit Switch), รีดสวิตช (Reed Switch) , เซ็นเซอร (Sensor) และอุปกรณอื่นๆ ซึ่งอุปกรณเหลานี้จะถูกแปลงสัญญาณแลวสงไปที่ซีพียู เพื่อทําการประมวลผลจากสัญญาณท่ีสงเขามากอนที่จะสงสัญญาณไปที่เอาตพุตตอไป

(ก) สวิตช-ปุมกด (ข) เซน็เซอร

(ค) ลิมิตสวิตช (ง) รีดสวิตช

รูปที ่1.15 แสดงอุปกรณอินพุต

หน่วยเอาต์พุต (Output Unit)

เอาตพุตจะทําหนาที่เมื่อรับสัญญาณที่ไดจากการประมวลผลของซีพียู แลวจะทําการสงสัญญาณออกไปเพื่อควบคุมอุปกรณตางๆ ของเครื่องจักร เชน โซลีนอยดวาลว (Solenoid Valve) มอเตอร (Motor) แสงสวาง (Light) และอื่นๆ เพื่อใหทํางานตามคําส่ังของโปรแกรมที่เขียนไว


รูปที ่1.14 แสดงโครงสรางของหนวยประมวลผล

ซีพียูโดยทั่วไปจะมีแบตเตอร่ี (Backup Batteries) คอยเก็บขอมูลไว หลังจากท่ีเขียนโปรแกรมควบคุมเสร็จเรียบรอย สามารถเรียกโปรแกรมมาตรวจสอบหรือทําการแกไขได

หน่วยความจาํ (Memory Unit) หนวยความจํามีความจําเปนเปนอยางมาก ที่จะใชในการเก็บขอมูลในการใชโปรแกรมของขอมูลภายใน

พีแอลซี สามารถแบงออกไดดังนี้

- RAM (Random Access Memory) โดยทั่วไปแลว แรมสามารถเขียนโปรแกรมและลบไดตลอดเวลา ทําใหสะดวกในการใช และแรมยังมีแหลงจายไฟสํารอง (Backup Batteries) เพื่อเก็บรักษาขอมูลเมื่อไฟฟาดับ

- ROM (Read Only Memory) รอมจะมีขอจํากัดที่ตางจากแรมก็คือ เม่ือเขียนโปรแกรมเขาไปแลว ไมสามารถแกไขขอมูลได ดังนั้นในการเขียนโปรแกรมจึงตองแนใจวาจะไมมีการแกไขอีกแลว

แหล่งจ่ายไฟ (Power Supply)

พีแอลซีจะรับสัญญาณกระแสไฟฟาสลับ AC (Alternation Current) ที่มีแรงดันไฟฟา 110 VAC หรือ 220 VAC หรือจากไฟฟากระแสตรง DC (Direct Current) 24 VDC โดยเปล่ียนใหเปนแรงดัน 5 VDC หรือใชจายกระแสไฟฟาใหระบบพีแอลซี ซึ่งรวมไปถึงไมโครโปรเซสเซอร อินพุต เอาตพุต และอุปกรณอื่น ฯ


1.2.2 หน่วยอนิพุต/เอาต์พุต (Input / Output Unit) หน่วยอินพุต (Input Unit)

อินพุตจะทําหนาที่รับสัญญาณจากอุปกรณที่ติดตอภายนอก เชน สวิตชปุมกด (Pushbutton), ลิมิตสวิตช (Limit Switch), รีดสวิตช (Reed Switch) , เซ็นเซอร (Sensor) และอุปกรณอื่นๆ ซึ่งอุปกรณเหลานี้จะถูกแปลงสัญญาณแลวสงไปที่ซีพียู เพื่อทําการประมวลผลจากสัญญาณท่ีสงเขามากอนท่ีจะสงสัญญาณไปที่เอาตพุตตอไป

(ก) สวิตช-ปุมกด (ข) เซน็เซอร

(ค) ลิมิตสวิตช (ง) รีดสวิตช

รูปที ่1.15 แสดงอุปกรณอนิพุต

หน่วยเอาต์พุต (Output Unit)

เอาตพุตจะทําหนาที่เมื่อรับสัญญาณที่ไดจากการประมวลผลของซีพียู แลวจะทําการสงสัญญาณออกไปเพื่อควบคุมอุปกรณตางๆ ของเครื่องจักร เชน โซลีนอยดวาลว (Solenoid Valve) มอเตอร (Motor) แสงสวาง (Light) และอื่นๆ เพื่อใหทํางานตามคําส่ังของโปรแกรมที่เขียนไว


รูปที ่1.14 แสดงโครงสรางของหนวยประมวลผล

ซีพียูโดยทั่วไปจะมีแบตเตอร่ี (Backup Batteries) คอยเก็บขอมูลไว หลังจากท่ีเขียนโปรแกรมควบคุมเสร็จเรียบรอย สามารถเรียกโปรแกรมมาตรวจสอบหรือทําการแกไขได

หน่วยความจาํ (Memory Unit) หนวยความจํามีความจําเปนเปนอยางมาก ที่จะใชในการเก็บขอมูลในการใชโปรแกรมของขอมูลภายใน

พีแอลซี สามารถแบงออกไดดังนี้

- RAM (Random Access Memory) โดยทั่วไปแลว แรมสามารถเขียนโปรแกรมและลบไดตลอดเวลา ทําใหสะดวกในการใช และแรมยังมีแหลงจายไฟสํารอง (Backup Batteries) เพื่อเก็บรักษาขอมูลเมื่อไฟฟาดับ

- ROM (Read Only Memory) รอมจะมีขอจํากัดที่ตางจากแรมก็คือ เม่ือเขียนโปรแกรมเขาไปแลว ไมสามารถแกไขขอมูลได ดังนั้นในการเขียนโปรแกรมจึงตองแนใจวาจะไมมีการแกไขอีกแลว

แหล่งจ่ายไฟ (Power Supply)

พีแอลซีจะรับสัญญาณกระแสไฟฟาสลับ AC (Alternation Current) ที่มีแรงดันไฟฟา 110 VAC หรือ 220 VAC หรือจากไฟฟากระแสตรง DC (Direct Current) 24 VDC โดยเปล่ียนใหเปนแรงดัน 5 VDC หรือใชจายกระแสไฟฟาใหระบบพีแอลซี ซึ่งรวมไปถึงไมโครโปรเซสเซอร อินพุต เอาตพุต และอุปกรณอื่น ฯ


(ก) คอมพิวเตอร

(ข) จอแสดงผลแบบสัมผัส

รูปที ่1.17 อุปกรณภายนอกที่ใชติดตอกับพีแอลซี

จากที่ไดกลาวมาแลวขางตน จะเห็นวา การใชพีแอลซีควบคุมเครื่องจักรและระบบการผลิตน้ันมีขอดีดังตอไปนี้

1. มีความสะดวกในการแกไขและเปล่ียนแปลงโปรแกรมในการทํางาน 2. ภายในซอฟตแวร (Software) มีอุปกรณใหเลือกมากมายและสามารถเชื่อมโยงอุปกรณไดรวดเร็ว 3. ราคาถูก เมื่อเทียบกับการซื้อรีเลย (Relay) ตัวต้ังเวลา (Timer) และตัวนับจํานวน (Counter) ตลอด

จนการแกไขในระยะยาว 4. สามารถเห็นระบบการทํางานไดตลอดเวลาจากจอภาพซีอารที (CRT ; Cathode Ray Tube) 5. มีความรวดเร็วในการควบคุมการทํางาน 6. การสงงานผานคอมพิวเตอรสามารถใชคําส่ังไดทั้งแลดเดอรไดอะแกรม (Ladder Diagram) ฟงกชัน

บล็อก (Function Block) และภาษาอื่น ๆ 7. การบํารุงรักษางายและความปลอดภัยสูง เนื่องจากพีแอลซีถูกผลิตดวยอุปกรณโซลิด-สเตท (Solid-

State Devices) จึงมีความเชื่อม่ันและปลอดภัยสูงในการใชควบคุมเคร่ืองจักรตาง ๆ 8. สามารถสั่งงานผานจอแสดงผลแบบสัมผัสไดทําใหสะดวกในการแกไขและทํางาน 9. เปนเทคโนโลยีสมัยใหม ตลอดจนแกไข และดัดแปลงเปล่ียนอุปกรณสะดวกรวดเร็ว


(ก) โซลีนอยดวาลว (ข) มอเตอร

(ค) หลอดทาวเวอรไลท (ง) หลอดไฟฟา

รูปที ่1.16 แสดงอุปกรณเอาตพุต

1.2.3 หน่วยอุปกรณ์ทีใ่ชใ้นโปรแกรม (PM ; Programmer / Monitor) อุปกรณที่ใชในการโปรแกรมพีแอลซีนั้น จะเปนลักษณะอุปกรณตอรวมเพื่อสะดวกและรวดเร็วในการ

ทํางาน เชน คอมพิวเตอร (Personal Computer) คียบอรด (Keyboard) จอแสดงภาพ (Cathode ray tubes) และโปรแกรมมิ่งคอนโซล (Programming Console) จะแสดงผลทางหนาจอเปนแอลซีดี (LCD ; Liquid Crystal Display) หรือการควบคุมผานจอสัมผัส (Touchscreen) โดยจะปอนโปรแกรมผานอุปกรณเหลานี้ลงไปท่ีหนวยความจําของพีแอลซี เพื่อใชส่ังงานหรือควบคุมอินพุต/เอาตพุตตอไป


(ก) คอมพิวเตอร

(ข) จอแสดงผลแบบสัมผัส

รูปที ่1.17 อุปกรณภายนอกที่ใชติดตอกับพีแอลซี

จากท่ีไดกลาวมาแลวขางตน จะเห็นวา การใชพีแอลซีควบคุมเครื่องจักรและระบบการผลิตนั้นมีขอดีดังตอไปนี้

1. มีความสะดวกในการแกไขและเปล่ียนแปลงโปรแกรมในการทํางาน 2. ภายในซอฟตแวร (Software) มีอุปกรณใหเลือกมากมายและสามารถเชื่อมโยงอุปกรณไดรวดเร็ว 3. ราคาถูก เมื่อเทียบกับการซื้อรีเลย (Relay) ตัวต้ังเวลา (Timer) และตัวนับจํานวน (Counter) ตลอด

จนการแกไขในระยะยาว 4. สามารถเห็นระบบการทํางานไดตลอดเวลาจากจอภาพซีอารที (CRT ; Cathode Ray Tube) 5. มีความรวดเร็วในการควบคุมการทํางาน 6. การสงงานผานคอมพิวเตอรสามารถใชคําส่ังไดทั้งแลดเดอรไดอะแกรม (Ladder Diagram) ฟงกชัน

บล็อก (Function Block) และภาษาอื่น ๆ 7. การบํารุงรักษางายและความปลอดภัยสูง เนื่องจากพีแอลซีถูกผลิตดวยอุปกรณโซลิด-สเตท (Solid-

State Devices) จึงมีความเชื่อม่ันและปลอดภัยสูงในการใชควบคุมเคร่ืองจักรตาง ๆ 8. สามารถสั่งงานผานจอแสดงผลแบบสัมผัสไดทําใหสะดวกในการแกไขและทํางาน 9. เปนเทคโนโลยีสมัยใหม ตลอดจนแกไข และดัดแปลงเปล่ียนอุปกรณสะดวกรวดเร็ว


(ก) โซลีนอยดวาลว (ข) มอเตอร

(ค) หลอดทาวเวอรไลท (ง) หลอดไฟฟา

รูปที ่1.16 แสดงอุปกรณเอาตพุต

1.2.3 หน่วยอุปกรณ์ทีใ่ชใ้นโปรแกรม (PM ; Programmer / Monitor) อุปกรณที่ใชในการโปรแกรมพีแอลซีนั้น จะเปนลักษณะอุปกรณตอรวมเพื่อสะดวกและรวดเร็วในการ

ทํางาน เชน คอมพิวเตอร (Personal Computer) คียบอรด (Keyboard) จอแสดงภาพ (Cathode ray tubes) และโปรแกรมมิ่งคอนโซล (Programming Console) จะแสดงผลทางหนาจอเปนแอลซีดี (LCD ; Liquid Crystal Display) หรือการควบคุมผานจอสัมผัส (Touchscreen) โดยจะปอนโปรแกรมผานอุปกรณเหลานี้ลงไปท่ีหนวยความจําของพีแอลซี เพื่อใชส่ังงานหรือควบคุมอินพุต/เอาตพุตตอไป

คัมภีร์ การใช้งาน พีแอลซีเบคฮอ ... ·...

Documents

Transcript of คัมภีร์ การใช้งาน พีแอลซีเบคฮอ ... ·...