INTRODUCTION TO... PLC

CHAPTER 1

อดีต ในโรงงานอุตสาหกรรมใช้แรงงานคนในกระบวนการผลิตทั้งหมด ท าให้ผลผลิตที่ได้มีจ านวนน้อยไม่พอเพียงกับความต้องการของผู้บริโภค จึงมีผู้คิดค้นวิธีการผลิตในรูปแบบใหม่ที่ใช้เครื่องเข้ามาแทนแรงงานคนมากขึ้น ซึ่งเป็นการพัฒนาทางด้านอุตสาหกรรมในยุคต่อมา

ในอดีต

ยุคต่อมา เมื่อมีการใช้งานเครื่องจักรมากขึ้น จึงมีการคิดค้น การควบคุมการท างานของเครื่องจักรให้ท างานเป็นขั้นตอนจึงมีความจ าเป็น ยุคแรกมีการคิดค้นวงจรรีเลย์ ขึ้นมาเพื่อควบคุมการท างานของเครื่องจักรให้

ท างานอัตโนมัติ แต่การใช้วงจรก็มีปัญหาหลายอย่าง

ต่อมา

ข้อเสียของการใช้งานวงจรรีเลย์

- การเปล่ียนแปลงเงื่อนไขของการควบคุมท าได้ยาก เนื่องจากต้องเปล่ียนการเดินสายไฟใหม่

- การเดินสายยุ่งยากเมื่อใช้รีเลย์เป็นจ านวนมาก

- ขณะใช้งานเกิดการเสื่อมสภาพของหน้าสัมผัส หรือ มีการอาร์คท าให้เกิดประกายไฟขึ้น

ปัจจุบัน มีการใช้อุปกรณ์ควบคุมแบบใหม่ขึ้นมาแทนการควบคุมด้วยวงจรรีเลย์ เราเรียกอุปกรณ์ควบคุมชนิดนี้ว่า P L C หรอื P C

ปัจจุบัน

Automatic warehouse

ข้อดีของ PLC

-นอกจากการควบคุมที่เป็นแบบลอจิกแล้ว PLC ยังสามารถ ใช้ฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ และฟังก์ชันอื่นๆได้อีกมากมาย

-ราคาถูกเมื่อเปรียบเทียบกับการใช้รีเลย์จ านวนมากในการสร้าง แผงวงจรควบคุม

-สามารถแก้ไขข้อผิดพลาดของวงจรควบคุมแบบรีเลย์

PLC คืออะไร?

PLC (Programmable Logic Control)อุปกรณ์ควบคุมทางลอจกิที่สามารถโปรแกรมได้

PC (Programmable Control) อุปกรณ์ควบคมุที่สามารถโปรแกรมได้

หรือ

PLC แบ่งเป็นกี่ประเภท?

2) แบ่งตามขนาดอินพุตเอาต์พุต

1) แบ่งตามลักษณะภายนอก

PLC สามารถจ าแนกออกได้เป็น 2 ประเภท

1.1 BLOCK TYPE (SHOE BOX) PLC

1.2 RACK TYPE PLC

1.3 SOFT PLC

1) แบ่งตามลักษณะภายนอก

การแบ่งประเภทของ PLC ตามลักษณะภายนอกนั้น PLC แต่ละยี่ห้ออาจแบ่งไม่เหมือนกัน แต่โดยทั่วไปแลว้สามารถแบ่งประเภทของ PLC ได้ดังนี้

OMRON

1.1 BLOCK TYPE (SHOES BOX)

ลักษณะของ PLC แบบ Block Type คือส่วนประกอบต่างๆของ PLC ไม่ว่าจะเป็น CPU หน่วยความจ า ภาคอินพุต เอาต์พุตจะรวมอยู่ในบล็อกเดียว

ข้อดี

มีขนาดเล็ก

สามารถติดตั้งได้ง่าย

สามารถใช้งานแทนวงจรรีเลย์ได้

มีฟังก์ชันพิเศษ เช่นฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ และฟังก์ชันอื่น

ข้อเสีย

สามารถเพิ่มอินพุต/เอาต์พุตได้น้อย

เมื่ออินพุต/เอาต์พุตจุดใดจุดหนึ่งเสีย ต้องยก PLC ทั้งชุดออกจากกระบวนการผลิตท าให้เสียเวลาในการผลิต

1. 2 RACK TYPE PLC

1. 2 .1 Connector 1. 2.2 Backplane

ลกัษณะของ PLC แบบ Rack Type จะม ี CPU หนว่ยความจ า อนิพตุ/เอาต์พุตแหล่งจ่ายไฟแยกกัน เป็นส่วนๆ เมื่อต้องการใช้งานอุปกรณ์ใดจึงจะ

น ามาประกอบกันอีกครั้งหนึ่ง

ข้อดี

สามารถเพิ่มจ านวนอินพตุ/เอาต์พตุและยูนิตพิเศษได้มาก

เมื่ออินพุต/เอาต์พตุจุดใดจุดหนึ่งเสีย ไม่จ าเป็นต้องยก PLC ทั้งชุดไปซ่อม สามารถน ายูนิตที่เสียไปซ่อมได้เลย ท าให้ไมต่้องหยุดกระบวนการการผลิตท้ังหมด

ข้อเสียราคาสูงกว่าแบบ Block Type PLC เพราะสามารถเพิ่ม I/O ได้

มากกว่า และมีคุณสมบตัิพิเศษมากกว่าเช่น การต่อระบบ Network

1. 2 RACK TYPE PLC (ต่อ)

เป็น PLC ที่ใช ้Software เข้ามาท างานเป็น PLC โดยจะใช้คอมพิวเตอร์ PC(Personal Computer) ร่วมกับการด์ที่ใช้ท าหน้าที่

เป็นอินพุต/เอาต์พตุแบบพิเศษ ใชง้านทางด้านนี้โดยเฉพาะ

1. 3 SOFT PLC

Input Output

Personal Computer

IEC 1131 Standard

•Sequential Function Chart(SFC)

•Structured Text (ST)

•Function Block Diagram (FBD)

•Instruction List (IL)

•Ladder Diagram (LD)

- -

Standard Languages

1. Sequential Function Chart(SFC)

2. Structure Text (ST)

3. Function Block Diagram (FBD)

Standard Languages(ต่อ)

4. Instruction List (IL)

5. Ladder Diagram (LD)

Standard Languages(ต่อ)

ส่วนประกอบหลักของ PLC

ส่วนประกอบหลักของ PLC สามารถแบ่งออกเป็นส่วนต่างๆได้คล้ายกับคอมพิวเตอร์ ดังนี้

1. ภาคอินพุต (Input Section)2. ตัวประมวลผล (CPU)3. หน่วยความจ า (Memory)

4. ภาคเอาต์พุต (Output Section) 5. แหล่งจ่ายไฟ (Power Supply)

ส่วนประกอบหลักของ PLC

ENCODER LEVEL SW.

PHOTOELECTRIC SENSOR

PUSH BUTTON SW.

PROXIMITY SENSOR.

1. อุปกรณ์อินพุต (Input Unit)

(Input Devices)

อุปกรณ์อินพุต(ต่อ)

การต่ออุปกรณ์อินพุต เข้ากับภาคอินพตุของPLC

1. อินพุตชนิดRelay

2. อินพุตท่ีเป็นเซนเซอร์ชนิด NPN

3. อินพุตที่เป็นเซนเซอร์ชนิด PNP

COM

InternalCircuits

OutputLED

Optocoupler

โครงสร้างของภาคอินพตุ การต่ออุปกรณ์อินพุตกับ PLC

PLC

อุปกรณ์อินพุต(ต่อ)

Relay

Input Voltage = 24 VDC +10%/-15%

การต่ออุปกรณ์อินพุตเข้ากับ PLC

CP1L5 mA /12 mA

Sensor

IN 00

COM (+)

Sensor power Supply

Output

+

0 V

การต่ออุปกรณ์อินพุตเข้ากับ PLC

CP1L

5 mA /12 mA IN 00

COM (-)

Sensor power SupplyOutput

+

0 V

อินพุตที่เป็นเซนเซอร์ชนดิ NPN

SENSOR POWERSUPPLY

+

IN

COM +

OUTPUT

-

อินพุตที่เป็นเซนเซอร์ชนดิ PNP

SENSOR POWERSUPPLY

+

IN

COM -

OUTPUT

-

ท าหน้าที่ค านวณและควบคุม ซึง่เปรียบเสมือนสมองของ PLC ภายในประกอบด้วยวงจรลอจิกหลายชนิดและมี

ไมโครโปรเซสเซอร์เบส (Micro Processor Based)ใช้แทนอุปกรณ์จ าพวกรีเลย์ เคาน์เตอร์/ไทม์เมอร์ และซีเควนเซอร์

เพื่อให้ผู้ใช้สามารถออกแบบวงจรโดยใช้ Relay Ladder Diagram ได้ CPU จะยอมรับข้อมูลจากอุปกรณ์อินพุตต่างๆ จากนั้นจะท าการประมวลผลและเก็บข้อมลูโดยใชโ้ปรแกรมจากหน่วยความจ าหลังจากนั้นจะส่งข้อมูลท่ีเหมาะสมและถูกต้องออกไปยังอุปกรณ์

เอาต์พุต

2. ตัวประมวลผลกลาง(CPU UNIT)

ท าหน้าที่เก็บรักษาโปรแกรมและข้อมูลที่ใช้ในการท างาน โดยขนาดของหน่วยความจ าจะถูกแบ่งออกเป็นบิตข้อมูล(Data Bit) ภายในหน่วยความจ า 1 บิต ก็จะมีค่าสภาวะทางลอจิก 0 หรือ 1 แตกต่างกันแล้วแต่ค าสั่ง ซึ่ง PLC ประกอบด้วยหน่วยความจ าสองชนิดคือ ROM และ RAM

RAM(Random Access Memory) สามารถท าการเขียนหรืออ่านข้อมูลได้ เหมาะกับการเขียนโปรแกรม ROM(Read Only Memory) ท าหน้าที่เก็บโปรแกรมส าหรับใช้ในการปฏิบัติงานของ PLC เหมาะกับงานที่ไม่ต้องการเปลี่ยนแปลงโปรแกรม

3. หน่วยความจ า (MEMORY UNIT)

การเก็บส ารองโปรแกรม(Backup)

1.Capacitor Backup

2.Battery Backup

20

Ambient temperature(0C)

Back

up ti

me (d

ays)

804025

10

7

1

5 Years ( Within 5 Min. for Change )

ท าหน้าที่รับข้อมูลจากตัวประมวลผลแล้วส่งต่อข้อมูลไปควบคุมอุปกรณ์ภายนอกหรืออุปกรณ์เอาตพ์ุต เช่น ควบคุมหลอดไฟ มอเตอร์ และวาล์ว เป็นต้น

4. อุปกรณ์เอาต์พุต (OUTPUT UNIT)

อุปกรณ์เอาต์พุต

Output Devices

Magnatic Contacter

Servo Motor

อุปกรณ์เอาต์พุต(ต่อ)

โครงสร้างของภาคเอาต์พุต

โครงสร้างของภาคเอาต์พุต

ท าหน้าที่จ่ายพลังงานและรักษาระดับแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงให้กับ CPU Unit หน่วยความจ าและหน่วยอินพุต/ เอาต์พุต *AC 100-240 V*DC 24 V

5. แหล่งจ่ายไฟ (POWER SUPPLY UNIT)

CHAPTER 2

INTRODUCTION TO...

CP1L/CP1H

ส่วนประกอบของ PLC ร ุ่น CP1L CPU UNIT

ฟังก์ชันเด่น

ฟังก์ชันเด่น

ฟังก์ชันเด่น

ฟังก์ชันเด่น

ฟังก์ชันเด่น

ฟังก์ชันเด่น

ฟังก์ชันเด่น

ฟังก์ชันเด่น

ฟังก์ชันเด่น

INDICATORS

OPTION BOARDS

EXPANSION UNIT

EXPANSION UNIT

EXPANSION UNIT

CHAPTER 3

อุปกรณ์การเขียนโปรแกรมและ ระบบสื่อสารของ PLC

อุปกรณ์ส าหรับการโปรแกรม

ถ้าต้องการให้ PLC ท างานไปตามขั้นตอนต้องมีการสั่งการให้ PLC ท างาน การสั่งให้ PLC ท างานก็คือการเขียนโปรแกรมควบคุม PLC นั่นเอง การเขียนโปรแกรมควบคุม PLC นั้น ท าได้ 2 วธิีดังนี้คือ

1. Hand Held Programmer

2. Software

1.ใช้ Hand Held Programmer (OMRON จะเรียกว่า Programming Console)

2. ใช้ SOFTWARE

CHAPTER 4

การก าหนดเบอร์รีเลย์ในพื้นที่หน่วยความจ า

โครงสรา้งของขอ้มูลและ

Memory Areaการเก็บข้อมูลในระบบดิจิตอล

ข้อมูล 1 กล่องจะเก็บข้อมูลในเลขฐานสอง ( 0 หรือ 1 ) เรียกว่า 1 บิต ( 1Bit)

น าข้อมูล 4 กล่องมาเรียงกัน เรียกว่า 1 ดิจิต( 1 Digit)03

น าข้อมูล 16 กล่องมาเรียงกันเรียกว่า 1 เวิร์ด ( 1 Word or 1 Channel )015

บิตที่12 11 910 8 7 5 6 4 3 1 2 015 1314

ฐาน 2 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0

ดิจิตท่ี0123

ฐาน 1664C2

2E46

โครงสร้างของข้อมูล

การก าหนดเบอรร์ีเลย์ในพื้นที่หน่วยความจ า

Bit

Example

000.00

000.07

เวิร์ดที ่0 บิตที่ 0

เวิร์ดที ่0 บิตที ่7

Word or channel

พื้นที่หน่วยความจ าของ PLC

พื้นที่หน่วยความจ าของ PLC

CH 0

015

000.00000.15

Input CH 0

000.11

CIO AREA (Input,Output & Work Area)

CIO AREA (Input,Output & Work Area)

Input /Output Wiring

INPUT Wiring OUTPUT Wiring

Input Area CH 000+

01 0 001 0 001 0 0

HR AREA (Holding Relay)

เป็นบิตที่ใช้เก็บข้อมูลและสถานะ ON/OFF ก่อนที่ไฟจะดับExample

0100001000

00000

END

HR00.00HR00.00

00000

END

00001

01000HR00.00

ต้องการคงสถานะของเอาต์พุต 01000 ก่อนไฟดับ

AR AREA (Auxiliary Relay)

เป็นบิตพิเศษมีหน้าที่เฉพาะเช่นใช้เป็น Flags หรือ Control Bit

Example

AR 17 บิตที่ 00-07 เก็บค่าของเวลาเป็นนาที

AR 17 บิตที่ 08-15 เก็บค่าของเวลาเป็นชั่วโมง

12 11 910 8 7 5 6 4 3 1 2 015 1314 AR 17

00070815

5380Move digit

(เวลาแปดนาฟิกาสามสิบห้านาท)ี

LR AREA (Link Relay)

DM AREA (Data Memory)

ต้องใช้ทีละเวิร์ดไม่สามารถใช้ทีละบิต

Read/Write

Error Log

Read-Only

PC Set up

ใช้เก็บข้อมูล

ใช้เก็บ Error

ใช้อ่านเพียงอย่างเดียว

ใช้เก็บพารามิเตอร์ต่างๆเพื่อควบคุมการท างานของ PLC

CHAPTER 5

การเขียนค าสั่งให้กับ PLC

SR T S TR

S1

S2

K1

K1

วงจรควบคุม

S1

S2

K

= K

S1

S2

S TR

K

comcom

00000

00001

10000

00000 00001

10000

10000

หลักการเขียนแลดเดอร์ไดอะแกรมและค าสั่งพื้นฐาน

00000 00001

10000

10000

S1

S2

K1

K1

วงจรควบคุมLadder Diagram

LD 00000

OR 10000

AND NOT 00001

OUT 10000

หลักการเขียนแลดเดอร์ไดอะแกรมและค าสั่งพื้นฐาน1.หลักการเขียน Ladder Diagram จะเริ่มจากแกนในแนวตั้งทางด้านซ้ายมือ

2. LD เป็นค าสั่งแรกที่ใช้ในการเขียน Ladder Diagram

000.00LD 00000

3. OUT เป็นค าสั่ง OUT จะแทนด้วยสัญลักษณ์รูปวงกลมหรือวงรีมีความหมาย ในลักษณะของOUTPUT

010.00000.00

LD 00000

OUT 01000

4. AND

หลักการเขียนแลดเดอร์ไดอะแกรมและค าสั่งพื้นฐานA B

จากวงจรจะเห็นว่าหลอดไฟจะติดก็ต่อเมื่อเรากดสวิทช์ A และ B ถ้ากดสวิทช์ A หรือ B สวิทช์ใดสวิทช์หนึ่งหลอดจะไม่ติด

010.00000.00 000.01

LD 00000

OUT 01000

AND 00001

หลักการเขียนแลดเดอร์ไดอะแกรมและค าสั่งพื้นฐาน

จากวงจรจะเห็นว่า ไม่ว่าเราจะกดสวิทช์ A หรือ B หรือแม้แต่จะกด A และ Bทั้งคู่หลอดไฟก็จะติด

010.00000.00

000.01

LD 00000

OUT 01000 OR 00001

4. ORA

B

หลักการเขียนแลดเดอร์ไดอะแกรมและค าสั่งพื้นฐาน4. AND LD

010.00000.00

000.01

000.02

000.00

000.01

000.02010.00

LD 00000OR 00001AND 00002OUT 01000

LD 00000OR 00001

LD 00002OR 00003

000.03

AND LD

หลักการเขียนแลดเดอร์ไดอะแกรมและค าสั่งพื้นฐาน5. OR LD

010.00000.00

000.02

000.01 LD 00000AND 00001OR 00002OUT 01000

010.00000.00

000.02

000.01

000.03

LD 00000AND 00001

LD 00002AND 00003

AND LD

Question???

2.ถ้าต้องการให้มอเตอร์ท างานเมื่อวันที่ 27 ม.ค. ตอน 12:00 นาฬิกา

จะต้องเขียนโปรแกรมอย่างไร

1.ต้องการตั้งเวลา 24 ชั่วโมง เมื่อครบเวลาที่ก าหนดจะท าให้

มอเตอร์ท างาน จะต้องเขียนโปรแกรม ให้กับ PLC อย่างไร

CLOCK