I. บทนำ
ในด้านระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม PLC (Programmable Logic Controller) ได้กลายเป็นอุปกรณ์ควบคุมที่ขาดไม่ได้ ด้วยคำสั่งที่ตั้งไว้ล่วงหน้า- PLC ช่วยให้สามารถควบคุมอุปกรณ์อุตสาหกรรมได้โดยอัตโนมัติ ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตได้อย่างมาก บทความนี้จะให้ข้อมูลเบื้องต้นโดยละเอียดเกี่ยวกับหลักการทำงานและส่วนประกอบพื้นฐานของวงจรควบคุม PLC เพื่อช่วยให้ผู้อ่านเข้าใจและประยุกต์ใช้เทคโนโลยี PLC ได้ดีขึ้น
ครั้งที่สอง หลักการทำงานของวงจรควบคุม PLC
หลักการทำงานของวงจรควบคุม PLC นั้นขึ้นอยู่กับหน่วยประมวลผลภายในและโมดูล I/O (อินพุต/เอาท์พุต) เป็นหลัก ต่อไปนี้จะสรุปขั้นตอนการทำงานของวงจรควบคุม PLC:
การเริ่มต้นและ-ขั้นตอนการวินิจฉัยตนเอง
เมื่อ PLC เปิดอยู่ ขั้นแรก PLC จะดำเนินการเริ่มต้นและวินิจฉัยตนเอง- การเริ่มต้นประกอบด้วยการดำเนินการต่างๆ เช่น การล้างหน่วยความจำและการตั้งค่าสถานะเริ่มต้น การวินิจฉัยตนเอง-เกี่ยวข้องกับการตรวจสอบฮาร์ดแวร์ภายในของ PLC เพื่อให้แน่ใจว่าทำงานได้อย่างถูกต้อง หากการวินิจฉัยตนเอง-ตรวจพบข้อผิดพลาดของฮาร์ดแวร์ PLC จะเข้าสู่โหมดข้อผิดพลาดและส่งออกข้อมูลข้อผิดพลาดที่เกี่ยวข้อง
เฟสการสุ่มตัวอย่างอินพุต
ในระหว่างขั้นตอนการสุ่มตัวอย่างอินพุต PLC จะอ่านสถานะของจุดอินพุตทั้งหมดตามลำดับตามลำดับการสแกน และจัดเก็บข้อมูลสถานะนี้ไว้ในพื้นที่รูปภาพอินพุต กระบวนการนี้เกิดขึ้นแบบคู่ขนาน นั่นคือสถานะของจุดอินพุตทั้งหมดจะถูกอ่านภายในรอบการสแกนครั้งเดียว สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าเมื่อขั้นตอนการสุ่มตัวอย่างอินพุตเสร็จสมบูรณ์ การเปลี่ยนแปลงสถานะของจุดอินพุตในภายหลังจะไม่ส่งผลกระทบต่อเนื้อหาของพื้นที่รูปภาพอินพุตสำหรับรอบการสแกนนั้น
ขั้นตอนการดำเนินการโปรแกรมผู้ใช้
ในระหว่างขั้นตอนการทำงานของโปรแกรมผู้ใช้ PLC จะดำเนินการเชิงตรรกะและประมวลผลข้อมูลตามโปรแกรมที่เขียนโดยผู้ใช้ โดยทั่วไปโปรแกรมเหล่านี้จะแสดงในรูปแบบต่างๆ เช่น แผนภาพแลดเดอร์หรือรายการคำสั่ง ซึ่งอธิบายความสัมพันธ์เชิงตรรกะระหว่างอินพุตและเอาต์พุต PLC ดำเนินการแต่ละคำสั่งตามลำดับที่โปรแกรมระบุ และอัพเดตเนื้อหาของพื้นที่รูปภาพเอาต์พุตตามข้อมูลสถานะในพื้นที่รูปภาพอินพุต
เฟสรีเฟรชเอาท์พุต
เมื่อโปรแกรมผู้ใช้ดำเนินการเสร็จสิ้น PLC จะเข้าสู่ขั้นตอนการรีเฟรชเอาต์พุต ในระหว่างระยะนี้ PLC จะอัปเดตสถานะของโมดูลเอาท์พุตตามข้อมูลสถานะในพื้นที่รูปภาพเอาท์พุต ดังนั้นจึงควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ภายนอก กระบวนการนี้ยังเกิดขึ้นพร้อมกัน นั่นคือในระหว่างรอบการสแกนครั้งเดียว สถานะของโมดูลเอาต์พุตทั้งหมดจะได้รับการอัปเดต
สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่า PLC ทำงานผ่านกระบวนการสแกนแบบวนรอบ นั่นคือหลังจากเสร็จสิ้นการสแกนหนึ่งรอบแล้ว ก็จะเริ่มต้นการสแกนถัดไปทันที การดำเนินการสแกนแบบวนรอบนี้ทำให้ PLC สามารถตอบสนองแบบเรียลไทม์ต่อการเปลี่ยนแปลงอินพุตภายนอก และควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ภายนอก
ที่สาม ส่วนประกอบพื้นฐานของวงจรควบคุม PLC
ส่วนประกอบพื้นฐานของวงจรควบคุม PLC ได้แก่ โมดูลจ่ายไฟ โมดูล CPU โมดูลอินพุต โมดูลเอาต์พุต และโมดูลการสื่อสาร ต่อไปนี้เป็นคำอธิบายโดยละเอียดของแต่ละองค์ประกอบ:
โมดูลพาวเวอร์ซัพพลาย
โมดูลจ่ายไฟมีหน้าที่รับผิดชอบในการจ่ายไฟที่เสถียรให้กับ PLC โดยทั่วไปจะมีวงจรสำหรับการแก้ไข การกรอง และการควบคุมแรงดันไฟฟ้าเพื่อให้แน่ใจว่า PLC ทำงานได้ตามปกติภายใต้สภาวะการทำงานต่างๆ
โมดูลซีพียู
โมดูล CPU เป็นองค์ประกอบหลักของ PLC ซึ่งรับผิดชอบในการประมวลผลข้อมูลและการดำเนินการเชิงตรรกะ โดยทั่วไปจะประกอบด้วยส่วนประกอบต่างๆ เช่น ไมโครโปรเซสเซอร์ หน่วยความจำ ตัวนับ และตัวจับเวลา ซึ่งช่วยให้สามารถดำเนินการอัลกอริธึมควบคุมที่ซับซ้อนและงานประมวลผลข้อมูลได้ โมดูล CPU ยังรับผิดชอบในการสื่อสารและแลกเปลี่ยนข้อมูลกับโมดูลอื่นๆ
โมดูลอินพุต
โมดูลอินพุตรับสัญญาณอินพุตภายนอกและแปลงเป็นสัญญาณดิจิทัลที่ PLC สามารถรับรู้ได้ โดยทั่วไปจะประกอบด้วยส่วนประกอบต่างๆ เช่น วงจรแยกทางแสงและตัวแปลง A/D เพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียรและความแม่นยำของสัญญาณอินพุต
โมดูลเอาท์พุต
โมดูลเอาต์พุตมีหน้าที่ในการแปลงสัญญาณดิจิทัลจากภายใน PLC ให้เป็นสัญญาณควบคุมที่อุปกรณ์ภายนอกสามารถรับรู้ได้ โดยทั่วไปโมดูลเอาต์พุตจะมีส่วนประกอบต่างๆ เช่น ตัวแปลง D/A และเครื่องขยายกำลังเพื่อขับเคลื่อนอุปกรณ์ภายนอกให้ดำเนินการที่เกี่ยวข้อง
โมดูลการสื่อสาร
โมดูลการสื่อสารมีหน้าที่อำนวยความสะดวกในการสื่อสารระหว่าง PLC และอุปกรณ์หรือระบบอื่นๆ โดยทั่วไปจะรองรับโปรโตคอลการสื่อสารและอินเทอร์เฟซเครือข่ายหลายรายการ เช่น อีเธอร์เน็ตและการสื่อสารแบบอนุกรม เพื่อให้สามารถเชื่อมต่อและแลกเปลี่ยนข้อมูลกับอุปกรณ์ภายนอกต่างๆ
IV. สรุป
วงจรควบคุม PLC ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมเนื่องจากมีประสิทธิภาพ ความเสถียร และความน่าเชื่อถือ เมื่อได้รับความเข้าใจอย่างถ่องแท้เกี่ยวกับหลักการทำงานและส่วนประกอบพื้นฐานของวงจรควบคุม PLC เราจึงสามารถเข้าใจและประยุกต์ใช้เทคโนโลยี PLC ได้ดีขึ้น ซึ่งมีส่วนช่วยในการพัฒนาระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม