บริษัท คอมพลีท อินดัสเตรียล ออโตเมชั่น จำกัด (มหาชน)
โซลูชั่น
Programmable Logic Controllers (PLC) เป็นหนึ่งในอุปกรณ์หลักในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมและเป็นแอปพลิเคชันหลักที่ช่วยให้โรงงานสามารถดำเนินการในลักษณะอัตโนมัติได้ โดยทั่วไป PLC เป็นระบบโมดูลาร์ที่ประกอบด้วยหลายโมดูล ออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับการควบคุมเชิงตรรกะ การควบคุมตามลำดับ การควบคุมเวลา การควบคุมการนับ และการดำเนินการอื่นๆ บทความนี้จะแนะนำการประยุกต์ใช้ PLC ในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม รวมถึงโซลูชันที่เกี่ยวข้องที่พัฒนาโดย ST (STMicroelectronics) สำหรับการใช้งาน PLC โดยเฉพาะ
การควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมผ่านการควบคุมลอจิก
PLC ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบอัตโนมัติต่างๆ ยกตัวอย่างหน่วยควบคุม (โดยทั่วไปเรียกว่าหน่วยประมวลผลกลาง, CPU) และอินพุต/เอาท์พุตหลายโมดูลหรือโมดูลการทำงานอื่นๆ (โมดูลส่วนขยาย) หน่วยควบคุมจะสื่อสารกับโมดูลส่วนขยายผ่านบัสเฉพาะ (โดยทั่วไปคือบัสเฉพาะของลูกค้า-ที่รู้จักกันในชื่ออินเทอร์เฟซแบ็คเพลน) หน่วยควบคุมทำงานเป็นวัฏจักรและแลกเปลี่ยนข้อมูลกับโมดูลส่วนขยายเป็นประจำ โมดูลอินพุต/เอาท์พุตจะสร้างอินเทอร์เฟซ/การเชื่อมต่อกับด้านการประมวลผลของโรงงาน โดยให้ข้อมูลเกี่ยวกับตัวแปรทางกายภาพต่างๆ ที่เซ็นเซอร์ตรวจพบในด้านหนึ่ง และช่วยให้สามารถโต้ตอบกับกระบวนการอัตโนมัติได้โดยการขับเคลื่อนแอคชูเอเตอร์ที่แตกต่างกันในอีกด้านหนึ่ง แต่ละโมดูลจะต้องรวมเข้ากับระบบอัตโนมัติที่สมบูรณ์เพื่อให้การเชื่อมต่อสำหรับฟิลด์บัสและเครือข่ายอีเทอร์เน็ตอุตสาหกรรมต่างๆ
หน้าที่หลักของ PLC ในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม ได้แก่ การควบคุมเชิงตรรกะ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ตาม-โปรแกรมลอจิกที่ตั้งโปรแกรมไว้ล่วงหน้า ตัวอย่างเช่น PLC สามารถกำหนดได้ว่าจะเริ่มหรือหยุดเครื่องจักรโดยอิงจากอินพุตเซ็นเซอร์ ในแง่ของการควบคุมตามลำดับ PLC สามารถดำเนินการตามคำสั่งเฉพาะบนสายการผลิตอัตโนมัติเพื่อให้แน่ใจว่าแต่ละกระบวนการจะเสร็จสมบูรณ์ตรงเวลา
นอกจากนี้ ตัวจับเวลาและตัวนับภายในใน PLC ยังสามารถใช้เพื่อการควบคุมเวลาและการนับวัสดุได้อย่างแม่นยำ PLC สมัยใหม่ยังมีความสามารถอินพุต/เอาท์พุตแบบอะนาล็อก ทำให้สามารถประมวลผลสัญญาณอะนาล็อก เช่น อุณหภูมิและความดัน PLC สามารถสื่อสารกับอุปกรณ์อื่นๆ ผ่านโปรโตคอลการสื่อสารต่างๆ เพื่ออำนวยความสะดวกในการตรวจสอบและควบคุมระยะไกล และสามารถตรวจจับและวินิจฉัยข้อผิดพลาดของระบบ และกลับมาทำงานต่อโดยอัตโนมัติเมื่อเป็นไปได้
PLC สามารถควบคุมการทำงานร่วมกันของอุปกรณ์อัตโนมัติประเภทต่างๆ ได้
PLC ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในสายการผลิตอัตโนมัติเพื่อควบคุมการทำงานที่ประสานกันของอุปกรณ์ประเภทต่างๆ ซึ่งจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิต ในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น เคมีภัณฑ์และอาหารและเครื่องดื่ม สามารถใช้ PLC เพื่อควบคุมพารามิเตอร์ต่างๆ ในกระบวนการผลิต เช่น อุณหภูมิ ความดัน และระดับของเหลว นอกจากนี้ PLC ยังสามารถใช้เพื่อควบคุมการทำงานของอุปกรณ์เครื่องจักรกล เช่น เครื่องมือกล CNC และเครื่องจักรบรรจุภัณฑ์ เพื่อให้มั่นใจในการทำงานที่แม่นยำ
PLC ยังสามารถนำมาใช้ในระบบอัตโนมัติของอาคารเพื่อควบคุมเครื่องปรับอากาศ แสงสว่าง ระบบรักษาความปลอดภัย และอื่นๆ อีกมากมาย ในระบบบำบัดน้ำและบำบัดน้ำเสีย สามารถใช้ PLC เพื่อควบคุมปั๊ม วาล์ว และอุปกรณ์อื่นๆ เพื่อให้เกิดการทำงานแบบอัตโนมัติ ในระบบการจัดการพลังงาน สามารถใช้ PLC เพื่อตรวจสอบและควบคุมการกระจายและการใช้พลังงานเพื่อให้บรรลุผลในการประหยัดพลังงาน- ความยืดหยุ่นและความน่าเชื่อถือของ PLC ทำให้เป็นส่วนประกอบที่ขาดไม่ได้ในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม โดยสามารถปรับให้เข้ากับข้อกำหนดการควบคุมที่ซับซ้อนต่างๆ ได้
ในแอปพลิเคชันฟิลด์บัสและอีเทอร์เน็ตอุตสาหกรรม เทคโนโลยีการสื่อสารแบบใช้สายถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม 4.0 และแอปพลิเคชัน IoT เชิงอุตสาหกรรม เทคโนโลยีนี้มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง โดยเปลี่ยนจากฟิลด์บัสแบบดั้งเดิมไปเป็นบัสที่ใช้อีเธอร์เน็ต- เพื่อเชื่อมต่อ-อินเทอร์เฟซเครื่องจักร (HMI) ตัวควบคุมลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้ เครื่องจักร I/O ไดรฟ์ แอคชูเอเตอร์ และเซ็นเซอร์
อินเทอร์เฟซของเครื่องจักร-โดยมนุษย์ช่วยให้เราควบคุมอุปกรณ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพและตัดสินใจตามความคิดเห็นของเครื่องจักร อินเทอร์เฟซเหล่านี้อาจเป็นจอแสดงผลธรรมดาที่ติดตั้งโดยตรงบนเครื่องจักรสำหรับระบบอัตโนมัติในโรงงาน หรือแผงจอแสดงผลแบบสัมผัสหลาย-ที่ใช้ควบคุมสายการผลิตทั้งหมด นอกจากนี้ เพื่อให้บรรลุถึงอุตสาหกรรม 4.0 PLC สามารถใช้เครือข่ายการสื่อสาร IO-Link (IEC 61131-9) สำหรับการเชื่อมต่อข้อมูลแบบจุดสองทิศทาง- (จนถึงระดับแอคทูเอเตอร์และเซ็นเซอร์) รองรับการประมวลผลข้อมูลล่วงหน้า การปรับพารามิเตอร์เซ็นเซอร์ และการวินิจฉัยขั้นสูง
ในการใช้งานโมดูล I/O ดิจิทัล โมดูลอินพุต/เอาท์พุต (I/O) จะรวบรวมข้อมูลจากอุปกรณ์อินพุต (รวมถึงความใกล้ชิด ความดัน เซ็นเซอร์อุณหภูมิ และปุ่ม) และแอคชูเอเตอร์ควบคุม เช่น วาล์ว รีเลย์ และอุปกรณ์ส่องสว่าง (อุปกรณ์เอาท์พุต) โมดูลเหล่านี้สามารถเพิ่มลงในตู้ควบคุม PLC หรือรวมเข้ากับอุปกรณ์การผลิตภายในโรงงานได้
ใน PLC หน่วยควบคุม PLC เป็นส่วนสำคัญในการประมวลผลข้อมูลจากอุปกรณ์อินพุตและเอาต์พุตควบคุม สามารถรวมเข้ากับโมดูล I/O เพื่อให้มีฟังก์ชันการทำงานที่จำเป็น ชุดควบคุม PLC ยังรองรับการเชื่อมต่อกับฟิลด์บัสต่างๆ (รวมถึง PROFIBUS, Modbus และ CANopen), อีเธอร์เน็ตอุตสาหกรรม (เช่น Profinet และ EtherCAT), เทคโนโลยีไร้สาย และบัสแบ็คเพลนที่เชื่อมต่อกับระบบ
