1

บทท 1บทนำ�

1.1 คว�มเปนม�และคว�มสำ�คญ

1.2 วตถประสงคของก�รทำ�โครงก�ร

1.3 ขอบเขตของก�รทำ�โครงก�ร

1.4 ประโยชนทค�ดว�จะไดรบ

1.5 วธดำ�เนนก�รของโครงก�ร

1

2

บทท 2ก�รออกแบบแบบจำ�ลอง........

2.1 สมมตฐ�นของแบบจำ�ลอง.........

2.1.1 ลกษณะโครงสรางของแบบจำาลอง

2.1.2 ขนตอนการทำางานของระบบ

2.1.2 แผนภาพแสดงการไหลของระบบ

2.2 ก�รออกแบบระบบนวเมตกส

2.2.1 อปกรณในระบบ

ใหเขยนชออปกรณ หลกการทำางาน และมหนาทอะไรในระบบ

2.2.2 แผนภาพแสดงการเคลอนทของอปกรณทำางาน

2.2.3 วงจรควบคมดวยนวแมตกส

ออกแบบวงจรควบคมแบบนวแมตกสไฟฟา

2.2.4 ขนตอนการทำางานของวงจรนวแมตกส

เขยนอธบายขนตอนการทำางานของวงจรนวแมตกส

2

3

บทท 3ก�รควบคม………ดวย PLC

เกรนนำา............

3.1 ก�รออกแบบวงจรควบคม PLC

3.1.1 ขนตอนก�รทำ�ง�น

3.2 ก ำ� ห น ด ส ญ ล ก ษ ณ ข อ ง อ ป ก ร ณ อ น พ ต (Input) เอ�ทพต (Output)

3.3 ก�รเขยน Ladder Diagram

สามารถอธบายการทำางานตาม Ladder Diagram ไดดงน

3.4 ก�รเขยน Mnemonic Code

3

4

ตวอย�งบทท 1บทนำ�

1.1 คว�มเปนม�และคว�มสำ�คญของโครงก�รปจจบนเทคโนโลยการผลตในโรงงานอตสาหกรรม มการ

พฒนาไปอยางรวดเรว และมความตองการทจะลดตนทนและเพมผลผลต ดงนนจงไดมการนำาเอา PLC มาใชในการควบคมการผลต เพอทจะทำาใหขบวนการผลตนนมประสทธภาพสงสด และใหไดงานทมคณภาพ เปนการประหยดตนทนและคาใชจายตางๆ PLC ไดเขามามบทบาทในงานอตสาหกรรม ไมวาอตสาหกรรมรถยนต อตสาหกรรมอาหาร อตสาหกรรมอเลกทรอนกส และโรงงานอตสาหกรรมตาง ๆ ไดนำา PLC มาใชสำาหรบควบคมเครองจกร เชน การควบคมมอเตอร การควบคมสายพานลำาเลยง หมอไอนำา (Boiler) หรออปกรณตาง ๆ ในงานอตสาหกรรม การนำา PLC มาใชในงานอตสาหกรรมสามารถลดงานของคนงาน ทำาใหชวยลดคาใชจายในการผลตไดเนองจากปจจบนการควบคมการทำางานของเครองจกรหรอ สายการผลตทเปนลำาดบขนตอนโดยมการทำางานเปน วฏจกรหรอวนซำาไปมาเหมอนเดมอยางแมนยำามความตองการเปนอยางมากทงในโรงงานอตสาหกรรมขนาดเลกจนถงโรงงานอตสาหกรรมขนาดใหญ ถาจะใชแรงงานของคนจะไมคอยเหมาะสมเทาไรเพราะคนมความเมอยลาจงสงผลความแมนยำา ในแตละรอบจงไมเทากนหรอความแมนยำาในการทำางานอาจจะลดลงเมอความเมอยลาเพมขน ดงนนโรงงานอตสาหกรรมจงใชโปรแกรมในการควบคมคอ โปรแกรม PLC (Programmable Logic Controller) โปรแกรมนจะเปนคำาตอบทเหมาะสมสำาหรบโรงงานอตสาหกรรมทตองการการทำางานของเครองจกรหรอสายการผลตททำางานเปน

4

5

ลำาดบขนตอนทมความแมนยำาทกรอบการผลตเทากน เนองจากไมมความเมอยลาในการทำางานเหมอนแรงงานคน จากทกลาวคณสมบตของโปรแกรม PLC รไดวา PLC มความสำาคญตออตสาหกรรมโรงงานเพยงใด ดงนน PLC จงเปนสวนหนงททางสถานประกอบการของโรงงานอตสาหกรรมจะพจารณารบวศวกรโรงงานเขาไปทำางานเพอประสทธภาพในการทำางานมากขน แตกลบเหนไดวาการเรยนการสอนของโปรแกรม PLC ยงมนอยมาก สำาหรบวศวกรสาขาเครองกล และตวอยางการใชโปรแกรม PLC ทใชกบกระบอกสบในหอง ปฏบตการยงเปนตวอยางการทำางานของโปรแกรม PLC ทยงไมชดเจนจงทำาใหการเรยนและการสอนไมสมฤทธผลตามเปาหมาย ดงนนจงมความตองการทจะสรางแบบจำาลองสายพานลำาเลยงเพอตรวจแยกชนงาน ทมการทำางานเปนลำาดบขนตอนอยางตอเนอง เพอใหผทมาศกษาเขาใจการทำางานของโปรแกรม PLC และสามารถใชโปรแกรมในการควบคมการทำางานของเครองจกรหรอสายการผลตอน ๆ ทใชจรงในโรงงานอตสาหกรรมได

1.2 วตถประสงคของโครงก�ร1.2.1 สามารถออกแบบและสรางแบบจำาลองสายพานเลยงเพอตรวจแยกชนงาน1.2.2 สามารถเลอกใชอปกรณ Pneumatic ใหเหมาะสมกบ

ลกษณะงาน1.2.3 สามารถเขยนโปรแกรม PLC เพอควบคมการทำางานของแบบจำาลองสายพานลำาเลยงทำา ตามเงอนไขทกำาหนด

1.3 สมมตฐ�น1.3.1 ชนงานม 2 ขนาด1.3.2 โดยชนงานขนาดใหญ มขนาด 2x2x3 เซนตเมตร

5

6

และชนงานขนาดเลก มขนาด 2x2x2 เซนตเมตร

1.4 ขอบเขตของโครงก�ร1.4.1 ศกษาการทำางานขนพนฐานของโปรแกรม PLC1.4.2 ศกษาชนสวนของสายพานลำาเลยงตรวจแยกชนงานของแบบจำาลอง1.4.3 สรางแบบจำาลองการทำางานของสายพานลำาเลยงตรวจแยกชนงาน 2 ขนาดออกจากกน

1.5 แผนก�รดำ�เนนง�น1.5.1 ศกษาโครงการแบบจำาลองการควบคมสายพานลำาเลยงดวย PLC1.5.2 ศกษาคนควาหลกการทำางานของอปกรณ1.5.3 ศกษาโปรแกรม PLC ทจะใชควบคมการทำางาน1.5.4 เขยนรายงาน Pre-Project1.5.5 ทดสอบอปการณและซออปกรณเพม1.5.6 สรางชนงานพรอมทงทดสอบการทำางาน1.5.7 จดทำารายงานเพอนำาเสนอโครงการ

ตารางท 1.1 แผนการดำาเนนงาน

แผนง�นเดอนม.ย.

ก.ค.

ส.ค.

ก.ย.

ต.ค.

พ.ย.

ธ.ค.

ม.ค.

ศกษาโครงการแบบ

6

7

จำาลองการควบคมสายพานลำาเลยงดวย PLCศกษาคนควาหลกการทำางานของอปกรณศกษาโปรแกรม PLC ทจะใชควบคมการทำางานเขยนรายงาน Pre-Projectทดสอบอปการณและซออปกรณเพมสรางชนงานพรอมทงทดสอบการทำางานจดทำารายงานเพอนำาเสนอโครงการ

บทท 2

7

8

ก�รออกแบบแบบจำ�ลองส�ยพ�นลำ�เลยง

2.1 สมมตฐ�นแบบจำ�ลองส�ยพ�นลำ�เลยง2.1.1 ลกษณะโครงสร�งของส�ยพ�นลำ�เลยง

โครงสรางชดจำาลองสายพานลำาเลยงกจะประกอบไปดวย

รปท 2.1 โครงสรางชดจำาลองสายพานลำาเลยง

2.1.2 ขนตอนก�รทำ�ง�น ชดจำาลองสายพานลำาเลยงทสรางขนนนมลกษณะการ

ทำางานดงน เมอชนงานทดสอบไหลตดเซนเซอรตวทหนงทจดเรมตนของสายพาน มอเตอรตวทหนงจะทำางานขบสายพานใหเคลอนท ชนงานจะเคลอนทมาตามสายพานลำาเลยง โดยชนงานทนำามาทดสอบจะม 2 ขนาด คอ ขนาดเลก และขนาดใหญ ถาชนงานทมขนาดใหญจะเคลอนทไปตดเซนเซอรทตำาแหนงกลางสายพาน ทำาใหเซนเซอรตวทสองทำางานพรอมทงนบจำานวน และจะสงสญญาณอนพตให PLC ประมวลผลขอมล จากนน PLC จะสงสญญาณเอาทพตมาสงงานใหโซเลนนอยดวาลวทำางน ทำาใหกระบอกเคลอนท

8

9

ออกดนชนงานลงใน Tray แลวเคลอนทกลบตำาแหนงเดม และใหเซนเซอรทำาการนบจำานวนของชนงานจนครบ 3 ชน เมอนบชนงานครบ 3 ชนแลว มอเตอรจะทำางานซงจะหมนทำาการเปลยน Tray ทวางใหมาแทน Tray ทมชนงานครบ 3 ชนแลว จากนนถาชนงานมขนาดเลกเซนเซอรจะไมทำางาน ชนงานกจะเลอนไปตามสายพานจนถงจดปลายของสายพาน ซงจะมเซนเซอรตรวจจบชนงานทำาการนบจำานวนชนงานจนครบ 3 ชน จากนนเซนเซอรจะสงสญญาณอนพตมาท PLC แลวทำาการประมวลผล จากนน PLC จะสงสญญาณเอาทพตไปสงใหมอเตอรหมนเพอทำาการเปลยน Tray ทวางใหมาแทนทTray ทมชนงานครบ 3 ชนแลว โดยจะทำางานอยางนเปนวฏจกร

จากขนตอการทำางานของสายพานลำาเลยงเราสามารถนำามาเขยนเปน Flow Diagram ไดดงน FLOW DIAGRAM

9

10

2.2 ก�รออกแบบระบบนวเมตกส

2.2.1 อปกรณในระบบ

ใหเขยนชออปกรณ หลกการทำางาน และมหนาทอะไรในระบบ

2.2.2 แผนภาพแสดงการเคลอนทของอปกรณทำางาน

10

11

2.2.3 วงจรควบคมดวยนวแมตกส

ออกแบบวงจรควบคมแบบนวแมตกสไฟฟา

2.2.4 ขนตอนการทำางานของวงจรนวแมตกส

เขยนอธบายขนตอนการทำางานของวงจรนวแมตกส

บทท 3ก�รควบคมแบบจำ�ลองส�ยพ�นลำ�เลยงดวย PLC

3.1 ก�รนำ� PLC ไปใชง�นกบระบบส�ยพ�นลำ�เลยงระบบควบคมอตโนมต เปนสวนททำาหนาทเปนตวควบคม

เพอปรบตงและสงงานใหระบบทำางานไดอยางอตโนมตตามตองการอาจเปนอปกรณจำาพวก ไมโครคอนโทรลเลอร คอมพวเตอร หรอ

11

12

PLC การเลอกใชงานอปกรณควบคมในแตละแบบจะขนอยกบลกษณะและระบบทตองการควบคม ซงอปกรณทกลาวมานจะตองสามารถเชอมตอกบอปกรณภายนอกอนๆได เชนการเชอมตอกบอปกรณทรบและสงสญญาณแบบอนาลอก เพอใหการควบคมเปนไปอยางอตโนมต

เราสามารถนำา PLC ไปใชงานกบระบบควบคมอตโนมตไดทกระบบ เนองจากเปนอปกรณควบคม ทมความยดหยนในการใชงาน ไมวาจะเปนระบบควบคมอณหภม ควบคมความดน ควบคมการไหล ควบคมระดบ หรอระบบอนๆ เพยงแตตองเลอกใชงาน PLC รวมกบหนวยอนพทและเอาทพตอยางถกตอง เชน ในระบบควบคมอณหภมสามารถทจะวเคราะหเลอกใชงาน PLC กบ Temperature Control Unit หรอจะใช PLC รวมกบหนวยอนพต/เอาทพตแบบอนาลอกเพอรบสญญาณจาก Temperature Sensor เชน เทอรโมคปเปลอารทด ทใหสญญาณแบบอนาลอกกสามารถทำาได

เราสามารถนำา PLC ไปใชควบคมสายพานลำาเลยง รวมกบหนวย อนพต/เอาทพต โดยหนวยอนพตประกอบดวย สวตซ เซนเซอร พรอกสมตสวตซ และลมตสวตซ และหนวยเอาทพตประกอบดวย มอเตอร และโซลนอยดวาลว อปกรณทงหมดจะทำางานตามลำาดบขนของโปรแกรม โดยจะทำางานรวมกนเพอตรวจแยกขนาดของชนงาน3.2 ก�รออกแบบวงจรควบคม PLC

3.2.1 ขนตอนก�รทำ�ง�น ชดจำาลองสายพานลำาเลยงทสรางขนนนมลกษณะการทำางานดงน เมอชนงานทดสอบไหลตดเซนเซอรตวทหนงทจดเรมตนของสายพาน มอเตอรตวทหนงจะทำางานขบสายพานใหเคลอนท ชนงานจะเคลอนทมาตามสายพานลำาเลยง โดยชนงานทนำามาทดสอบจะม 2 ขนาด คอ ขนาดเลกและขนาดใหญ ถาชนงานทมขนาดใหญจะเคลอนทไปตดเซนเซอรทตำาแหนง

12

13

กลางสายพาน ทำาใหเซนเซอรตวทสองทำางานพรอมทงนบจำานวน และจะสงสญญาณอนพตให PLC ประมวลผลขอมล จากนน PLC จะสงสญญาณเอาทพตมาสงงานใหโซเลนนอยดวาลวทำางน ทำาใหกระบอกเคลอนทออกดนชนงานลงใน Tray แลวเคลอนทกลบตำาแหนงเดม และเมอเซนเซอรนบจำานวนชนงานครบ 3 ชนแลว มอเตอรจะทำางานซงจะหมนทำาการเปลยน Tray ทวางใหมาแทน Tray ทมชนงาน จากนนถาชนงานทมขนาดเลกเซนเซอรตวทสองจะไมทำางาน ชนงานกจะเลอนไปตามสายพานจนถงจดปลายของสายพาน ซงจะมเซนเซอรตรวจจบชนงานทำาการนบจำานวนชนงานจนครบ 3 ชน จากนนเซนเซอรจะสงสญญาณอนพตมาท PLC แลวทำาการประมวลผล จากนน PLC จะสงสญญาณเอาทพตไปสงใหมอเตอรตวทสามหมนเพอทำาการเปลยน Tray ทวางใหมาแทนทTray ทมชนงาน โดยจะทำางานตามขนตอนทงหมดนไปเรอยๆ จนกวาจะกดปม STOP เพอหยดการทำางาน

3.2 ก ำ� ห น ด ส ญ ล ก ษ ณ ข อ ง อ ป ก ร ณ อ น พ ต (Input) เอ�ทพต (Output)

เราสามารถกำาหนดอปกรณ อนพต และเอาทพตไดดงน

13

14

รปท 3.1 กำาหนดอปกรณ อนพต และเอาทพต

ตารางท 3.1 กำาหนดอปกรณ อนพต และเอาทพต

อปกรณ สญลกษณ

Inpu

t

Sensor 1 0100Sensor 1 0101Sensor 1 0102Proximity Switch 1

0103

Proximity Switch 2

0104

Limit Switch 1 0105Limit Switch 2 0106START 0014STOP 0012RESET 0013

อปกรณ สญลกษณ

Out

put

Motor 1 0701Motor 2 0704Motor 3 0707Solenoid Valve 1

0702

Solenoid Valve 2

0703

14

15

15

16

3.3 ก�รเขยน Ladder Diagram

16

17

สามารถอธบายการทำางานตาม Ladder Diagram ไดดงนชดจำาลองจะทำางานไดจะตองกดปม START (0014) ถา

ยงไมกดปม START หากมวตถไปตด Sensor ระบบจะไมทำางาน การทำาปม START มประโยชนเมอตองมการซอมแซมระบบ เมอกดปม START สญญาณอนพต 0014 จะมสถานะ ON (จากเดมมสถานะเปน Normal Open) ระบบกพรอมทำางาน หากมชนงานมาตด Sensor1 (0100) จะ ON ทำาให Motor1 ทำางานขบเคลอนสายพาน การ ชนงานชนใหญไปตด Sensor2 (0101) สายพานจะหยดทำางาน เมอไดรบสญญาณ Input 0101 จะทำาให Solenoid Valve1 (Output 0702) ทำางาน ทำาใหกระบอกสบดนชนงาน เมอกระบอกสบเคลอนไปสดทำาให Proximity Switch 2 (Input 0104)ทำางาน ทำาให Solenoid Valve 2 (Output 0703) ทำางาน ทำาใหกระบอกสบเคลอนทกลบ เมอกระบอกสบเคลอนทกลบแลจะทำาให Proximity Switch 1(Input 0103) ทำางาน และ 0703 ทำางานพรอมกน ทำาให Output 0705 ON เพอไปตดการทำางานของ Solenoid Valve 2 จากเมอ Input 0101 ON เราจะใช CNT001 เพอทำาการนบจำานวน เมอนบครบ 3 จำานวนแลวจะทำาการหนวงเวลาดวย TIM003 เปนเวลา 1 วนาท เมอหนวงเวลาครบ 1 วนาทแลว จะทำาให Motro2 (Output 0704) ทำางาน เพอเปลยน Tray เมอหมนเปลยน Tray จะหมนไปตด Limit Switch1 (Input 0105) ทำางาน ทำาให Motor1 (Output 0701) ทำางาน ทำาใหสายพานเคลอนท สวนชนงานชนเลกจะเคลอนทไปตามสายพานจนถงจดปลายของสายพาน ชนงานจะไหลลงถานพรอมทง เคลอนทไปตด Sensor3 (Input 0103) ทำางาน เพอทำาการนบจำานวนโดย CNT002 สามจำานวนเมอครบสามจำานวนแลว จะทำาการหนวงเวลา 1 วนาท เมอหนวงเวลาครบ 1 วนาทแลว จะทำาให Mortor3 (Output 0707) ทำางาน เพอเปลยน Tray

17

18

เมอ Tray หมนมายงตำาแหนง จะไปตด Limit Switch2 (Input 0106) ทำางาน ทำาใหMotor1(Output 0701) ทำางาน ทำาใหสายพานเคลอนท เหมอนเดม หากตองการจะหยดการทำางาน สามารถกดปม STOP (Input 0012) และหากตองการ RESETE ระบบ กกดปม RESET (0013)

3.4 ก�รเขยน Mnemonic Code เมอเขยน Ladder Diagram แลวเราสามารถนำามาเขยน Mnemonic Code ไดดงน

Address

Instruction

Operands

00000 LD 010000001 OR 070100002 OR 070500003 OR 010500004 OR 010600005 AND 0014

Address

Instruction

Operands

00006 AND NOT 010100007 AND NOT 070400008 AND NOT 070700009 AND NOT 001200010 AND NOT 001300011 AND NOT CNT00100012 AND NOT CNT00200013 OUT 070100014 LD 010100015 OR 070200016 AND 001400017 AND NOT 070300018 AND NOT 001200019 OUT 070200020 LD 010400021 OR 070300022 AND 001400023 AND NOT 070500024 AND NOT 001200025 OUT 070300026 LD 010300027 AND 070300028 AND NOT 001300029 AND NOT 070100030 AND NOT 001200031 OUT 070500032 LD 010100033 AND 001400034 LD 070400035 CNT001 #00300036 LD CNT00100037 TIM003 #010

Address

Instruction

Operands

00038 LD TIM00300039 OR 070400040 OR 001300041 AND NOT 010500042 AND NOT 001200043 OUT 070400044 LD 010200045 AND 001400046 LD 070700047 CNT002 #00300048 LD CNT00200049 TIM004 #01000050 LD TIM00400051 OR 070700052 OR 001300053 AND NOT 010600054 AND NOT 001200055 OUT 070700056 LD 001300057 OR 070300058 AND NOT 010500059 OUT 070300060 FUN 01 18