I. บทนำ
ในด้านระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม ตัวควบคุมลอจิกแบบตั้งโปรแกรมได้ (PLC) ได้กลายเป็นอุปกรณ์หลักสำหรับการควบคุมอุปกรณ์เครื่องจักรกลต่างๆ และกระบวนการทางอุตสาหกรรม เนื่องจากมีความน่าเชื่อถือและความยืดหยุ่นสูง ด้วยการดำเนินการชุดคำสั่งควบคุม PLC ช่วยให้สามารถควบคุมอัตโนมัติและเพิ่มประสิทธิภาพสายการผลิตได้ บทความนี้จะให้ข้อมูลเบื้องต้นโดยละเอียดเกี่ยวกับคำสั่งควบคุม PLC ที่ใช้กันทั่วไป รวมถึงฟังก์ชันพื้นฐาน สถานการณ์การใช้งาน และวิธีการตั้งโปรแกรม โดยมีจุดประสงค์เพื่อใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับวิศวกรและบุคลากรด้านเทคนิค
ครั้งที่สอง ภาพรวมของคำแนะนำในการควบคุม PLC
คำสั่งควบคุม PLC เป็นองค์ประกอบพื้นฐานของภาษาการเขียนโปรแกรม PLC อธิบายวิธีที่ PLC ควบคุมการเปลี่ยนแปลงของสัญญาณเอาท์พุตตามสถานะของสัญญาณอินพุต ซึ่งช่วยให้สามารถควบคุมอุปกรณ์ทางกลได้ จำแนกตามฟังก์ชัน คำแนะนำในการควบคุม PLC ส่วนใหญ่จะประกอบด้วยประเภทต่อไปนี้:
คำแนะนำการดำเนินงานลอจิก
- คำแนะนำในการป้อนข้อมูลลอจิกและคอยล์ไดรฟ์ (LD, LDI, OUT): ใช้เพื่อตรวจจับสถานะของสัญญาณอินพุต และควบคุมการเปิดใช้งานหรือปิดใช้งานคอยล์เอาท์พุตตามสถานะนั้น
- คำแนะนำลอจิกแบบอนุกรมและขนาน (AND, ANI, OR, ORI): ใช้เพื่อดำเนินการลอจิกแบบอนุกรมและขนานกับสัญญาณอินพุตหลายสัญญาณ
- คำแนะนำในการเชื่อมต่อบล็อกวงจร (ANB, ORB): ใช้เพื่อรวมบล็อกลอจิกหลายรายการในการกำหนดค่าแบบอนุกรมหรือแบบขนาน
- คำแนะนำการผกผันผลลัพธ์การดำเนินการลอจิก (INV): ใช้เพื่อกลับผลลัพธ์ของการดำเนินการลอจิก
คำแนะนำในการจับเวลา/ตัวนับ
- คำแนะนำในการจับเวลา: ใช้เพื่อสร้างสัญญาณเอาท์พุตหลังจากช่วงเวลาที่กำหนด โดยใช้ฟังก์ชันต่างๆ เช่น การควบคุมการหน่วงเวลา และการควบคุมตามระยะเวลา
- คำแนะนำตัวนับ: ใช้เพื่อนับจำนวนพัลส์จากสัญญาณอินพุต เมื่อจำนวนพัลส์ถึงค่าที่ตั้งไว้ สัญญาณเอาท์พุตจะถูกสร้างขึ้น โดยใช้งานฟังก์ชันต่างๆ เช่น การควบคุมการนับ
คำแนะนำในการประมวลผลข้อมูล
- คำแนะนำในการแปลง (BCD_I-การแปลงโค้ด BCD เป็นจำนวนเต็ม; I_BCD-การแปลงจำนวนเต็มเป็นโค้ด BCD ฯลฯ): ใช้เพื่อแปลงระหว่างข้อมูลประเภทต่างๆ
- คำแนะนำการดำเนินการทางคณิตศาสตร์ (ADD, SUB, MUL, DIV ฯลฯ): ใช้เพื่อดำเนินการทางคณิตศาสตร์ เช่น การบวก การลบ การคูณ และการหารข้อมูล
- คำแนะนำในการเปรียบเทียบ (CMP? I สำหรับการเปรียบเทียบจำนวนเต็ม CMP? D สำหรับการเปรียบเทียบจำนวนเต็มคู่- ฯลฯ): ใช้เพื่อเปรียบเทียบค่าของรายการข้อมูลสองรายการ และสร้างสัญญาณเอาต์พุตตามผลการเปรียบเทียบ
คำแนะนำการควบคุมการไหล
- คำแนะนำการควบคุมหลัก (MC, MCR): ใช้เพื่อใช้การแยกสาขาและการควบคุมลูปของโปรแกรม
- Jump Instructions (JMP): ใช้เพื่อข้ามไปยังตำแหน่งอื่นในโปรแกรมโดยไม่มีเงื่อนไขเพื่อดำเนินการ
- คำแนะนำในการโทร/กลับ (CALL, RET): ใช้เพื่อโทรและกลับจากรูทีนย่อย
คำแนะนำอินพุต/เอาท์พุต
- Input Instructions (XIC, XIO): ใช้เพื่ออ่านสถานะของสัญญาณอินพุต
- คำแนะนำเอาต์พุต (OTE, OTL, OTU): ใช้เพื่อควบคุมสถานะเปิด/ปิดของสัญญาณเอาท์พุต
ที่สาม การใช้โปรแกรมตามคำสั่งควบคุม PLC ทั่วไป
ในระหว่างการเขียนโปรแกรม PLC ต้องเลือกคำสั่งควบคุมที่เหมาะสมตามความต้องการจริง และต้องนำโปรแกรมไปใช้ตามมาตรฐานการเขียนโปรแกรมเฉพาะ ต่อไปนี้คือตัวอย่างการตั้งโปรแกรมสำหรับคำสั่งควบคุมที่ใช้โดยทั่วไป:
การเขียนโปรแกรมตามคำสั่งการทำงานเชิงตรรกะ
ตัวอย่างเช่น ในการใช้ตรรกะควบคุมสำหรับการสตาร์ทและการหยุดมอเตอร์ คุณสามารถใช้คำสั่ง AND และคอยล์ไดรฟ์แบบลอจิคัล (LD, LDI, OUT) พร้อมกับคำสั่งวงจรอนุกรมและขนาน (AND, ANI, OR, ORI) กระบวนการเขียนโปรแกรมเฉพาะมีดังนี้:
เมื่อกดปุ่มสตาร์ท (I0.0 ทำงานอยู่) ให้ใช้คำสั่ง LD เพื่ออ่านสถานะสัญญาณ และใช้คำสั่ง OUT เพื่อขับเคลื่อนเอาต์พุตสตาร์ทมอเตอร์ (Q0.0 ทำงานอยู่)
เมื่อกดปุ่มหยุด (I0.1 ทำงานอยู่) ให้ใช้คำสั่ง LDI เพื่ออ่านสถานะสัญญาณ และใช้คำสั่ง AND เพื่อเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับเอาท์พุตสตาร์ทมอเตอร์ เพื่อหยุดมอเตอร์ (Q0.0 ปิดใช้งาน)
การเขียนโปรแกรมตามคำแนะนำของตัวจับเวลา/ตัวนับ
ตัวอย่างเช่น หากต้องการใช้ตรรกะควบคุมการปิดเครื่องแบบหน่วงเวลา สามารถใช้คำสั่งตัวจับเวลาได้ กระบวนการเขียนโปรแกรมเฉพาะมีดังนี้:
เมื่อต้องการปิดระบบล่าช้า ให้เริ่มจับเวลา (TON T0 K10) และตั้งเวลาหน่วงเป็น 10 วินาที
เมื่อตัวจับเวลาถึงเวลาที่ตั้งไว้ (T0.DONE ทำงานอยู่) ให้ใช้คำสั่ง OUT เพื่อขับเคลื่อนเอาท์พุตการปิดระบบ (Q0.1 ทำงานอยู่)
การเขียนโปรแกรมตามคำแนะนำในการประมวลผลข้อมูล
ตัวอย่างเช่น หากต้องการใช้ตรรกะควบคุมสำหรับการอ่านและเปรียบเทียบข้อมูลอุณหภูมิ คุณสามารถใช้คำแนะนำในการแปลงและการเปรียบเทียบได้ กระบวนการเขียนโปรแกรมเฉพาะมีดังนี้:
ใช้โมดูลอินพุตแบบอะนาล็อกเพื่ออ่านข้อมูลอุณหภูมิ (AIW0) และใช้คำสั่งการแปลงเพื่อแปลงเป็นประเภทจำนวนเต็ม (D0)
ใช้คำสั่งการเปรียบเทียบ (CMP? D) เพื่อเปรียบเทียบ D0 กับเกณฑ์อุณหภูมิที่ตั้งไว้ และสร้างสัญญาณเอาท์พุต (เช่น สัญญาณเตือน) ตามผลการเปรียบเทียบ
IV. สถานการณ์การใช้งานสำหรับคำแนะนำในการควบคุม PLC
คำแนะนำในการควบคุม PLC ใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม พวกเขาสามารถใช้ตรรกะการควบคุมที่ซับซ้อนและงานอัตโนมัติต่างๆ ได้ตามความต้องการที่แท้จริง ต่อไปนี้เป็นการใช้งานเฉพาะของคำสั่งควบคุม PLC ในสถานการณ์ต่างๆ:
ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม
- การควบคุมสายการผลิต: การใช้คำสั่งการทำงานแบบลอจิกและคำสั่งจับเวลา/ตัวนับ ทำให้ PLC สามารถควบคุมอุปกรณ์ต่างๆ ในสายการผลิตได้อย่างแม่นยำ เช่น การเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์ การเริ่ม/หยุดสายพานลำเลียง และการนับจำนวนเครื่องบรรจุภัณฑ์ ด้วยการเขียนโปรแกรม PLC ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการทำงานของสายการผลิตที่มีประสิทธิภาพและมีเสถียรภาพ
- การควบคุมหุ่นยนต์: ในการควบคุมหุ่นยนต์ PLC ช่วยให้หุ่นยนต์ทำงานอัตโนมัติโดยการควบคุมพารามิเตอร์ เช่น ลำดับการเคลื่อนไหว ความเร็ว และตำแหน่ง ตัวอย่างเช่น ในกระบวนการต่างๆ เช่น การเชื่อม การประกอบ และการทาสี PLC สามารถควบคุมหุ่นยนต์ให้ทำงานตามโปรแกรมที่ตั้งไว้ล่วงหน้าได้
อุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้า
- การควบคุมสวิตช์เกียร์และตู้จ่ายไฟ: ในอุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้า PLC ใช้เพื่อควบคุมอุปกรณ์เป็นหลัก เช่น สวิตช์เกียร์และตู้จ่ายไฟ ทำให้สามารถตรวจสอบและดำเนินการจากระยะไกลได้ ด้วยคำสั่งลอจิกและคำสั่ง I/O ทำให้ PLC สามารถตรวจสอบสถานะของอุปกรณ์ไฟฟ้า ควบคุมการสวิตชิ่งและการทำงานของอุปกรณ์ และปรับปรุงเสถียรภาพและความปลอดภัยของระบบไฟฟ้า
การขนส่ง
- การควบคุมสัญญาณไฟจราจร: การใช้ตรรกะและคำแนะนำในการจับเวลา PLC จะควบคุมการเปิดใช้งาน การปิดใช้งาน และการสลับสัญญาณไฟจราจรเพื่อเปิดใช้งานการปรับสัญญาณไฟจราจรอัตโนมัติ ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการไหลเวียนของการจราจรและปรับปรุงประสิทธิภาพของถนน
- การจัดการด่านเก็บค่าผ่านทาง: PLC สามารถควบคุมอุปกรณ์ที่ด่านเก็บค่าผ่านทาง-เช่น แผงกั้นอัตโนมัติและหน้าจอแสดงผล- เพื่อเปิดใช้งานการจดจำและการเรียกเก็บเงินยานพาหนะอัตโนมัติ ซึ่งจะช่วยลดอัตราข้อผิดพลาดที่เกี่ยวข้องกับการดำเนินการด้วยตนเอง และปรับปรุงประสิทธิภาพการดำเนินงานของด่านเก็บค่าผ่านทาง
อุตสาหกรรมการคุ้มครองสิ่งแวดล้อม
- การควบคุมการบำบัดน้ำเสีย: PLC ควบคุมปั๊ม อุปกรณ์จ่ายสารเคมี วาล์ว และอุปกรณ์อื่นๆ เพื่อทำการบำบัดน้ำเสียแบบอัตโนมัติ ด้วยการใช้ตรรกะและคำแนะนำในการประมวลผลข้อมูล PLC สามารถตรวจสอบพารามิเตอร์คุณภาพน้ำแบบเรียลไทม์ ปรับโปรโตคอลการบำบัด และตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณภาพน้ำทิ้งเป็นไปตามมาตรฐาน
อุตสาหกรรมการแพทย์
- การควบคุมอุปกรณ์การแพทย์: สามารถใช้ PLC เพื่อควบคุมอุปกรณ์ทางการแพทย์ เช่น โต๊ะผ่าตัดและไฟผ่าตัดในห้องผ่าตัด รวมถึงเตียงของโรงพยาบาลในห้องผู้ป่วย ด้วยตรรกะและคำสั่งอินพุต/เอาท์พุต PLC ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการทำงานที่แม่นยำและการทำงานที่ปลอดภัยของอุปกรณ์ทางการแพทย์
- การควบคุมอุณหภูมิและความชื้น: ในสภาพแวดล้อม เช่น ห้องผ่าตัดและห้องปฏิบัติการ PLC จะตรวจสอบพารามิเตอร์สภาพแวดล้อมผ่านเซ็นเซอร์อุณหภูมิและความชื้น และรักษาสภาพอุณหภูมิและความชื้นที่เหมาะสมโดยการควบคุมอุปกรณ์ทำความร้อน ทำความเย็น ความชื้น หรือลดความชื้น
ระบบอัตโนมัติในอาคาร
- การควบคุมแสงสว่าง: สามารถตั้งโปรแกรม PLC เพื่อให้สามารถควบคุมแสงสว่างในอาคารได้อย่างชาญฉลาด เช่น เวลาเปิด/ปิดที่กำหนดไว้ การตั้งค่าฉาก และการปรับความสว่าง ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานของอาคารและความสะดวกสบายของผู้อยู่อาศัย
- การควบคุม HVAC: PLC สามารถตรวจสอบพารามิเตอร์ภายในอาคาร เช่น อุณหภูมิและความชื้น และปรับสถานะการทำงานของระบบ HVAC โดยอัตโนมัติตามกลยุทธ์การควบคุมที่ตั้งไว้ล่วงหน้า เพื่อให้เกิดความสมดุลระหว่างการประหยัดพลังงานและความสะดวกสบาย
เกษตรกรรม
- การควบคุมเครื่องจักรกลการเกษตร: PLC สามารถควบคุมการทำงานอัตโนมัติของเครื่องจักรกลการเกษตร เช่น เครื่องหยอดเมล็ดและเครื่องเก็บเกี่ยว ด้วยการเขียนโปรแกรม PLC ช่วยให้มั่นใจได้ว่าเครื่องจักรกลการเกษตรทำงานตามเส้นทางที่กำหนดไว้ล่วงหน้าและด้วยความเร็วที่กำหนดไว้ล่วงหน้า ซึ่งจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตทางการเกษตร
- การควบคุมการชลประทาน: PLC สามารถปรับสถานะการทำงานและปริมาณการชลประทานของอุปกรณ์ชลประทานโดยอัตโนมัติตามปัจจัยต่างๆ เช่น ความชื้นในดินและสภาพการเจริญเติบโตของพืช ช่วยให้การชลประทานที่แม่นยำและ-ประหยัดน้ำในการชลประทาน
ตามที่แสดงให้เห็นโดยสถานการณ์การใช้งานที่อธิบายไว้ข้างต้น คำแนะนำในการควบคุม PLC ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในภาคส่วนต่างๆ รวมถึงระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม อุตสาหกรรมพลังงาน การขนส่ง การคุ้มครองสิ่งแวดล้อม การดูแลสุขภาพ ระบบอัตโนมัติในอาคาร และการเกษตร ให้การสนับสนุนที่มีประสิทธิภาพสำหรับการนำลอจิกควบคุมที่ซับซ้อนและงานอัตโนมัติต่างๆ ไปใช้