เซ็นเซอร์ PLC มีอะไรบ้าง

อุปกรณ์ PLC มีอะไรบ้าง

อุปกรณ์ PLC โดยทั่วไปประกอบด้วยส่วนหลักๆ ดังนี้ การทำงานของมันเปรียบเสมือนสมองกลที่แปลความต้องการของระบบให้เป็นคำสั่งควบคุม

• หน่วยประมวลผลกลาง (CPU): หัวใจหลักของ PLC ทำหน้าที่ประมวลผลข้อมูลจาก input และสั่งการ output ตามโปรแกรมที่กำหนด ในปีนี้ เทคโนโลยี CPU ใน PLC พัฒนาไปมาก ประสิทธิภาพสูงขึ้น และกินพลังงานน้อยลง

• หน่วยจ่ายไฟ (Power Supply): แปลงแรงดันไฟฟ้า AC จากแหล่งจ่ายหลัก (บ้านเรา 220V) ให้เป็นแรงดัน DC ต่ำ ซึ่งเป็นแรงดันที่ PLC และอุปกรณ์ต่อพ่วงต้องการใช้งาน อันนี้สำคัญมาก เพราะถ้าไฟไม่เสถียร ระบบก็พังได้ง่ายๆ เลยนะ ผมเคยเจอเคสนี้มาแล้วกับระบบควบคุมโรงงานผลิตน้ำแข็ง ต้องแก้ปัญหาอยู่หลายวันเลย

• โมดูล Input/Output (I/O Modules): เชื่อมต่อกับเซ็นเซอร์ต่างๆ (Input) และอุปกรณ์ควบคุม (Output) เช่นมอเตอร์, วาล์ว, ไฟแสดงสถานะ จำนวน I/O ขึ้นอยู่กับความต้องการของระบบ ส่วนนี้เปรียบได้กับประสาทสัมผัสและอวัยวะของ PLC

• อุปกรณ์การเขียนโปรแกรม (Programming Device): ใช้ในการเขียนโปรแกรมควบคุม PLC เช่น เครื่องคอมพิวเตอร์พร้อมซอฟต์แวร์เฉพาะทาง หรืออาจจะเป็นหน้าจอสัมผัสในตัว PLC เองก็ได้ ความสะดวกสบายของการเขียนโปรแกรมในปัจจุบันนี้สูงขึ้นมาก ต่างจากเมื่อก่อนที่ต้องใช้สายเคเบิลต่อพ่วงและโปรแกรมที่ซับซ้อน

เพิ่มเติมเล็กน้อย : การเลือก PLC ที่เหมาะสม ต้องคำนึงถึงปัจจัยหลายอย่าง เช่น จำนวน Input/Output ชนิดของสัญญาณ ความเร็วในการประมวลผล และความสามารถในการเชื่อมต่อกับระบบอื่นๆ การออกแบบระบบควบคุมที่ดี จะต้องคำนึงถึงความน่าเชื่อถือและความปลอดภัยเป็นหลัก จะได้ไม่เสียเวลาไปแก้ปัญหาแบบผม ฮ่าๆ

เซนเซอร์ที่ใช้วัดระยะคืออะไร

เซนเซอร์วัดระยะเหรอ อ้อ ก็คือ Displacement Sensor ไง ง่ายๆ เลย

มันคือ ตัวที่ใช้วัดพวก ตำแหน่ง ระยะทาง ขนาด รูปร่าง อะไรแบบนี้แหละ แล้วก็ ระดับของชิ้นงานด้วยนะ เออๆๆ เค้าเรียกอีกอย่างว่า เซนเซอร์วัดระยะเลย ตรงตัวดี

ข้อดีคือ มันวัดได้แบบไม่ต้องสัมผัสอ่ะ เจ๋งป่ะ? ทำให้ของที่เราวัดไม่เป็นรอยไง! ไม่พังด้วย

• เซนเซอร์วัดระยะมีหลายแบบนะ หลักๆ ที่เค้าใช้กันก็มีพวก:

  • Ultrasonic: ใช้คลื่นเสียง ราคาถูก แต่ความแม่นยำอาจจะไม่สูงมาก
  • Laser: แม่นยำกว่า แต่ก็แพงกว่า ultrasonic
  • Inductive: ใช้กับพวกโลหะ
  • Capacitive: ใช้กับพวกที่ไม่ใช่โลหะ

• เลือกใช้ให้ถูกงาน สำคัญมากนะ

• การcalibrate สำคัญมากๆๆๆ ไม่งั้นวัดผิดเพี้ยนหมด

• บางทีเค้าก็เอาไปใช้ใน หุ่นยนต์, ระบบอัตโนมัติในโรงงาน, หรือแม้แต่รถยนต์ที่ช่วยจอดเองอ่ะ คิดดูดิ

• ราคา มันก็มีตั้งแต่ถูกๆ หลักร้อย ไปจนถึงแพงๆ หลักหมื่น หลักแสนก็มี แล้วแต่สเปค

PLC มีส่วนประกอบอะไรบ้าง?

PLC อ่ะนะ มีไรบ้างหว่า...

• CPU ชัวร์ป้าบ! ไมโครโปรเซสเซอร์ แปลภาษาเอเลี่ยนให้ PLC เข้าใจ ???? (หรือเปล่า?) สำคัญมาก

• Input/Output Modules: รับข้อมูล ส่งข้อมูล ควบคุมโลกภายนอก คิดภาพ... เซนเซอร์ สวิตช์ มอเตอร์ บลาๆ

• Power Supply: ไฟเลี้ยง! ขาดไม่ได้ กินไฟบ้านแล้วแปลงเป็นไฟ DC เลี้ยง PLC

• Programming Device: คอมพิวเตอร์ โน้ตบุ๊ก หรือ HMI (Human Machine Interface) เอาไว้เขียนโปรแกรม สั่งงาน PLC นี่แหละตัวดี!

  • HMI นี่เหมือนจอทัชสกรีนแสดงผลอ่ะนะ เห็นเค้าใช้กันเยอะ

• Memory: เอาไว้เก็บโปรแกรม, ข้อมูล, ตัวแปรต่างๆ ... เหมือนสมองสำรองของ PLC นั่นแหละ

เพิ่มเติม: เคยเห็น PLC ตัวเล็กๆ เท่าฝ่ามือ แต่บางตัวใหญ่เบิ้มเท่าตู้เย็นก็มีนะ! แล้วแต่การใช้งาน ????

5 องค์ประกอบพื้นฐานของ PLC มีอะไรบ้าง?

กลางดึกแล้วเนอะ... นั่งคิดเรื่อยเปื่อย เรื่อง PLC นี่มัน... จริงๆแล้ว 5 องค์ประกอบพื้นฐานของ PLC ที่ ฉันเข้าใจ มันไม่ใช่แบบนั้นหรอก

มันไม่ใช่ Vision, Beliefs & Values อะไรพวกนั้น นี่มัน PLC นะ ไม่ใช่องค์กร

ที่ถูกต้องน่าจะเป็นแบบนี้มากกว่า คิดตามนะ... มันต้องมี

• CPU (Central Processing Unit): สมองหลักเลย ที่ประมวลผลทุกอย่าง

• Power Supply: แหล่งจ่ายไฟ สำคัญมาก ไม่มีไฟ ก็ดับทั้งระบบ

• Input Modules: รับสัญญาณเข้า จากเซ็นเซอร์ต่างๆ พวกปุ่มกด หรือสวิตช์

• Output Modules: ส่งสัญญาณออก ไปควบคุม มอเตอร์ หรืออะไรก็ตามที่เราต้องการ

• Programming Device: อุปกรณ์เขียนโปรแกรมลงไปใน PLC นี่แหละที่ทำให้มันทำงานได้ตามที่เราต้องการ

ปีนี้ ผมทำงานกับ PLC รุ่น Siemens S7-1200 บ่อยมากเลย ใช้มันเขียนโปรแกรมควบคุมระบบลำเลียงของโรงงาน เหนื่อยแต่ก็ได้เรียนรู้เยอะ

อืม... พรุ่งนี้ต้องตื่นเช้าไปทำงานอีกแล้ว คิดมากไปก็ไม่ช่วยอะไร นอนดีกว่า...

โครงสร้างพื้นฐานของ PLC ประกอบด้วยอะไรบ้าง?

คือแบบนี้ ตอนเรียนวิศวะปี 3 ที่มหาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี ปี 2566 นี่แหละ อาจารย์สอนภาคปฏิบัติ เรื่อง PLC แกก็อธิบายว่า มันมีส่วนสำคัญๆ อยู่ 3 ส่วน จำได้แม่นเลย เพราะตอนนั้นสอบตกวิชานี้มา ต้องไปเรียนซ่อม โคตรเครียด

• CPU นี่สำคัญสุด เป็นสมองของ PLC เลย มันประมวลผลคำสั่งต่างๆ ที่เราเขียนโปรแกรมไว้ จำได้ว่าอาจารย์ยกตัวอย่าง ให้คิดเหมือนสมองคนเรา ที่สั่งการให้มือเราทำงาน แบบนั้นเลย

• I/O ส่วนนี้ มันก็คือ ส่วนรับข้อมูลเข้า (Input) กับส่งข้อมูลออก (Output) นั่นเอง เช่น เซ็นเซอร์ต่างๆ ที่วัดอุณหภูมิ ความดัน หรืออะไรก็ได้ มันก็เป็น Input ส่วน Output ก็จะเป็น มอเตอร์ วาล์ว ไฟ อะไรพวกนี้ที่ PLC ควบคุม ตอนนั้นงงๆ แต่พอแกเอาภาพวงจรมาให้ดู ถึงเข้าใจขึ้นมาหน่อย

• อุปกรณ์โปรแกรม ส่วนนี้ คือตัวที่เราใช้เขียนโปรแกรม สั่งการ PLC อาจารย์ใช้ โปรแกรมอะไรซักอย่าง จำชื่อไม่ได้แล้ว แต่เป็นหน้าจอ แบบคอมพิวเตอร์ ที่ใช้เขียนโค้ด แล้วก็ดาวน์โหลดไปลงใน PLC จำได้ว่าตอนนั้น ใช้เวลานานมาก กว่าจะเขียนโปรแกรมเสร็จ แล้วก็ดีบัก แก้บั๊ก จนตาจะปิดอยู่แล้ว เหนื่อยสุดๆ

อ้อ อีกอย่าง จำได้ว่า อาจารย์บอกว่า บาง PLC ก็มี Power Supply รวมอยู่ด้วย แต่บางรุ่นก็แยก เป็นอุปกรณ์เสริม ต้องซื้อแยกต่างหาก ก็เลย ต้องระวัง เวลาเลือกซื้อ ด้วยนะ ไม่งั้น จะใช้ไม่ได้ ตอนนั้น อาจารย์เน้นย้ำมาก เพราะเคยมีรุ่นพี่ ซื้อมาแล้ว ใช้ไม่ได้ เพราะขาด Power Supply เสียเงินฟรีไปเลย

วงจร PLC มีอะไรบ้าง?

วงจร PLC: แกนหลักคือการควบคุม

• หน่วยประมวลผลกลาง (CPU): สมองของระบบ ประมวลผลคำสั่งและควบคุมการทำงาน
• หน่วยความจำ (Memory): เก็บโปรแกรมและข้อมูล จำเป็นสำหรับการทำงานต่อเนื่อง
• หน่วยรับข้อมูล (Input): รับสัญญาณจากเซนเซอร์และสวิตช์ ดวงตาและหูของระบบ
• หน่วยส่งข้อมูล (Output): ส่งสัญญาณไปยังอุปกรณ์กระทำ มือและขาของระบบ
• หน่วยป้อนโปรแกรม (Programming Device): เชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ เพื่อเขียนและแก้ไขโปรแกรม

ขนาด PLC: แตกต่างกันไปตามความต้องการ

• PLC ขนาดเล็ก: รวมทุกส่วนในตัวเดียว ใช้งานง่าย จำกัดความสามารถ
• PLC ขนาดใหญ่: แยกส่วนย่อย ขยายความสามารถได้ ซับซ้อนกว่า

ปี 2566: เทคโนโลยี PLC ก้าวหน้าขึ้น เน้นความเร็วและประสิทธิภาพสูงขึ้น การเชื่อมต่อแบบไร้สาย และระบบ Cloud เป็นเทรนด์หลัก

อุปกรณ์เอาต์พุต PLC มีอะไรบ้าง?

PLC ส่งออกอะไร? สั่งแม่งทุกอย่าง.

• รีเลย์: สับสวิตช์ไฟ ปิดเปิดวงจรแบบหยาบๆ
• มอเตอร์: หมุนโลก หมุนตามสั่ง
• โซลินอยด์: ดันกระบอก สูบฉีดชีวิต
• ขดลวดความร้อน: เผาไหม้ทุกสิ่ง ถ้าสั่งให้ทำ
• หลอดไฟ: ส่งสัญญาณ บอกให้รู้ว่ากูทำงานอยู่

ตัวอย่างอุปกรณ์อินพุตของ PLC มีอะไรบ้าง?

PLC อินพุตนี่มันอะไรวะ เยอะแยะไปหมดเลยเนอะ งงดิ

• Proximity Switch อันนี้ใช้ตรวจจับวัตถุใกล้ๆ จำได้ว่าเคยใช้กับสายพานลำเลียง มันจะส่งสัญญาณเมื่อมีอะไรเข้ามาใกล้ๆ ปีนี้ที่โรงงานผมใช้รุ่นใหม่ ไวกว่าเดิมเยอะเลยนะ

• Limit Switch ง่ายๆ เลย อันนี้คือ สวิตช์ที่ทำงานเมื่อถึงตำแหน่งจำกัด เหมือนเซ็นเซอร์บอกว่า "ถึงแล้วนะ!" ใช้เยอะมาก พวกเครื่องจักรต้องใช้หมด ไม่งั้นพังแน่ๆ

• Timer คือตัวจับเวลา ใช้ควบคุมเวลาในการทำงาน จำเป็นมาก ไม่งั้นระบบทำงานไม่ตรงเวลา เคยเจอปัญหา Timer เสีย งานพังหมดเลย โคตรปวดหัว

• Photoelectric Switch อันนี้ใช้แสงตรวจจับ เหมือนตาของ PLC ถ้าแสงถูกบังก็จะส่งสัญญาณ เคยเห็นใช้ในโรงงานบรรจุภัณฑ์ แม่นยำดีนะ ไม่ผิดพลาดเลย

• Encoder อุปกรณ์วัดตำแหน่งและความเร็ว จำได้ว่า ใช้กับมอเตอร์ บอกตำแหน่งที่แน่นอน แม่นยำมาก ช่วยควบคุมการทำงานของมอเตอร์ได้ดีขึ้นเยอะเลย

• Counter นับจำนวนไง ง่ายๆ แต่สำคัญมาก ใช้กับพวกกระบวนการผลิตที่ต้องนับจำนวนชิ้นงาน เคยเห็นใช้ในโรงงานผลิตชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ นับชิ้นงานได้แม่นยำ ไม่พลาดสักชิ้น

เฮ้อ... พิมพ์ไปก็งงไป เยอะเนอะ แต่ก็จำเป็นหมดแหละ สำหรับ PLC ถ้าขาดอะไรไปสักอย่าง ระบบก็พังหมด งานก็เสียหาย เหนื่อยเลย ต้องระวังให้ดีๆ ปีนี้ก็เจอปัญหาเยอะเหมือนกันนะ ต้องเช็คบ่อยๆ กลัวพังอีก สงสัยต้องหาข้อมูลเพิ่มเติมอีกซะแล้ว

เซนเซอร์ที่ใช้วัดระยะคืออะไร?

เซนเซอร์วัดระยะ? อืมมม... คืออะไรนะ? แบบนี้เหรอ?

• Displacement Sensor ใช่ไหม? เห็นเพื่อนที่ทำงานโรงงานอุตสาหกรรมเขาคุยเรื่องนี้บ่อยๆ เกี่ยวข้องกับหุ่นยนต์ในสายการผลิต จำได้ว่ามันวัดระยะได้ ไม่ต้องสัมผัสด้วย! เจ๋งมาก!

• มันตรวจจับอะไรได้บ้างนะ? ตำแหน่ง? ระยะทาง? ขนาด? รูปร่าง? ระดับ? เยอะแยะเลย! ฉันเองก็ไม่ค่อยแน่ใจรายละเอียดทั้งหมดนะ ต้องไปหาข้อมูลเพิ่ม แต่ที่รู้ๆ คือมันไม่ทำลายชิ้นงานที่ตรวจสอบ นี่แหละสำคัญ เพราะที่ทำงานเก่าเครื่องจักรพังเพราะเซนเซอร์เสีย ซ่อมแพงมากกกก

• เอ๊ะ! แล้วมันทำงานยังไงนะ? ใช้หลักการอะไร? อัลตร้าโซนิก? เลเซอร์? อินฟราเรด? จำไม่ได้แล้วสิ ตอนเรียนวิศวะก็เรียนผ่านๆ ลืมไปหมดแล้ว สมองฉันมันไม่ค่อยจะเก็บข้อมูลพวกนี้นะ 555+ ต้องไปหาหนังสือเก่าๆมาอ่านใหม่แล้วล่ะ

• ปีนี้เห็นเทรนด์เซนเซอร์พวกนี้มาแรงนะ งานแสดงสินค้าที่ไปเมื่อเดือนที่แล้วก็มีหลายบูธเลย ส่วนมากเป็นแบบไร้สายด้วย สะดวกดี ไม่ต้องเดินสายเยอะ ประหยัดเวลา ประหยัดค่าใช้จ่ายด้วย!

• อ้อ! ที่สำคัญ Displacement Sensor นี่ เขาเรียกอีกอย่างว่าเซนเซอร์วัดระยะใช่มั้ย? ใช่ๆ จำได้แล้ว งงไปเอง ตอนแรกนึกว่ามันมีหลายแบบ เยอะไปหมด ปวดหัวเลย

เอาล่ะ พอแค่นี้ก่อน งานเข้าแล้ว ต้องไปทำงานต่อแล้ว! บาย!