เกล็ดความรู้

เรื่อง PLC (วงจรPCL)

PLC คืออะไร ?

คำว่า PLC ย่อมาจาก Programmable Logic Controller เป็นอุปกรณ์ควบคุมอิเล็คทรอนิกส์ ที่มีหน่วย ความจำในการเก็บ Program สำหรับควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ หรือเครื่องควบคุมเชิงตรรกที่สามารถโปรแกรมได้ โดยการเรียกชื่อ แตกต่างกันออกไปดังนี้- PC คือ Programmable Controller มีต้นกำเนิดมาจากสหราชอณาจักร ซึ่งในปัจจุบันนี้ PLC บางยี่ห้อได้ เรียก PLC ของตัวเองว่า PC โดยตัดคำว่า Logic ออกเพราะเขาเห็นว่า PLC ของเขาทำได้มากกว่า คำว่า Logic (ON-OFF) ธรรมดา แต่เนื่องจาก PC กับไปตรงกับ Personal Computer เลยต้องเรียกว่า PLC กันต่อไป- PLC คือ Programmable Logic Controller มีต้นกำเนิดมาจากประเทศสหรัฐอเมริกา- PBS คือ Programmable Binary System มีต้นกำเนิดมาจากประเทศสวีเดน PLC เป็นเครื่องควบคุมอัติโนมัติที่สามารถโปรแกรมได้ PLC ถูกสร้างและพัฒนาแทนวงจรรีเลย์อันเนื่องมาจากความต้องการที่อยากได้เครื่องควบคุมที่มีราคาถูก สามารถใช้งานได้อย่างอเนกประสงค์และสามารถเรียนรู้การใช้งานได้ง่าย

ดังนั้นโปรแกรมตัวนี้เราสามารถนำมาประยุกต์ใช้กับวงจรต่างๆตามที่เราถนัดได้และวงจรตัวนี้ยังมีฟังช์ชั่นมากมายให้ได้ทดลองกัน ดังตัวอย่างที่ผมยกมาจากคลิปที่ผมทำขึ้นเองซึ่งได้ใช้ตัวอย่างจากฟังชั่น Timer off delay จะเป็นตัวที่สามารถตัดวงจรอัตโนมัติด้วยการตั้งค่าตามเวลาที่เรากำหนดใว้ และในโปรแกรมนี้ก็ยังมีฟังชันตัวอื่นที่สามารถใช้กับวงจรในปัจจุบันอีกด้วย เช่น การตัดของมอเตอร์ปั้มน้ำที่ใช้ตัวที่คล้ายกับฟังชั่น Move มาช่วยในการตัดวงจร หรือจะเป็นเครื่องปรับอากาศก็มีการนำเอาวิธีการตัดโดยการใช้Timer delay เข้ามามีส่วนร่วมในการตัดวงจร เราจึงเห็นว่าโปรแกรมตัวนี้สามารถใช้แทนการจำลองสถานะกราณ์ต่างๆอย่างเห็นได้ชัด ไม่ว่าจะเป็นงานในอุตสาหกรรมหรืออย่างอื่นก็จะมีฟังชั่นเหล่านี้มาเกี่ยวข้องเสมอ

ข้อแตกต่างระหว่าง PLC กับ COMPUTER1. PLC ถูกออกแบบ และสร้างขึ้นเพื่อให้ทนต่อสภาพแวดล้อมในโรงงานอุตสาหกรรมโดยเฉพาะ2. การโปรแกรมและการใช้งาน PLC ทำได้ง่ายไม่ยุ่งยากเหมือนคอมพิวเตอร์ทั่วไป PLC มีระบบตรวจสอบตัวเอง ตั้งแต่ชวงการติดตั้งจนถึงช่วงการใช้งาน ทำให้การบำรุงรักษาทำได้ง่าย3. PLC ถูกพัฒนาให้มีความสามารถการตัดสินใจสูงขึ้นเรื่อยๆ ทำให้การใช้งานสะดวก ขณะที่วิธีใช้คอมพิวเตอร์ยุ่งยากและซับซ้อนขึ้นเรื่อยๆ
ประวัติ PLC ตั้งแต่อดีตถึงปัจจุบัน
ค.ศ. 1969- PLC ได้ถูกพัฒนาขึ้นมาครั้งแรกโดย บริษัท Bedford Associates โดยใช้ชื่อว่า Modular Digital Controller (Modicon) ให้กับ.โรงงานผลิตรถยนต์ในอเมริกาชื่อ General Motors Hydramatic Division- บริษัท Allen-Bradley ได้เสนอระบบควบคุมโดยใช้ชื่อว่า PLC
ค.ศ. 1970-1979- ได้มีการพัฒนาให้ PLC มีการประมวลผลที่เร็วมากขึ้นตามการเปลี่ยนแปลงของ Micro-processor- ความสามารถในการติดต่อสื่อสารระหว่าง PLC กับ PLC โดยระบบแรกคือ Modbus ของ Modicon- เริ่มมีการใช้อินพุท/เอาท์พุทที่เป็นสัญญาณ Analog
ค.ศ. 1980-1989- มีความพยายามที่จะสร้างมาตรฐานในการสื่อสารข้อมูลของ PLC โดยบริษัท General Motors ได้สร้างโปรโตคอลที่เรียกว่า manufacturing automatic protocal (MAP)- ขนาดของ PLC ลดลงเรื่อยๆ- ผลิตซอฟแวร์ที่สามารถโปรแกรม PLC ด้วยภาษา symbolic โดยสามารถโปรแกรมผ่านทาง personal computer แทนที่จะโปรแกรมผ่านทาง handheld หรือ programing terminal
ค.ศ. 1990-ปัจจุบัน - มีความพยายามในการที่จะทำให้ภาษาที่ใช้ในการโปรแกรม PLC มีมาตรฐานเดียวกันโดยใช้มาตรฐาน IEC1131-3 - สามารถโปรแกรม PLC ได้ด้วย - IL (Instruction List) - LD (Ladder Diagrams) - FBD (Function Block Diagrams) - SFC (Sequential Function Chart) - ST (Structured Text

โครงสร้างของ PLC
PLC เป็นอุปกรณ์คอมพิวเตอร์สำหรับใช้ในงานอุตสาหกรรม PLC ประกอบด้วย หน่วยประมวลผลกลาง หน่วยความจำ หน่วยรับข้อมูล หน่วยส่งข้อมูล และหน่วยป้อนโปรแกรม PLC ขนาดเล็กส่วนประกอบทั้งหมดของ PLC จะรวมเป็นเครื่องเดียวกัน แต่ถ้าเป็นขนาดใหญ่สามารถแยกออกเป็นส่วนประกอบย่อยได้
หน่วยความจำของ PLC ประกอบด้วย หน่วยความจำชนิด RAM และ ROM หน่วยความจำชนิด RAM ทำหน้าที่เก็บโปรแกรมของผู้ใช้และข้อมูลสำหรับใช้ในการปฏิบัตงานของ PLC ส่วน ROM ทำหน้าที่เก็บโปรแกรมสำหรับปฏิบัตงานของ PLC ตามโปรแกรมของผู้ใช้ ROM ย่อมาจาก Read Only Memory สามารถโปรแกรมได้แต่ลบไม่ได้ ถ้าชำรุดแล้วซ่อมไม่ได้
1. RAM (Random Access Memory) หน่วยความจำประเภทนี้จะมีแบตเตอรี่เล็กๆ ต่อไว้เพื่อใช้เลี้ยงข้อมูลระหว่างไฟดับ การอ่านและเขียนลงใน RAM ทำได้ง่ายมาก จึงเหมาะสำหรับการใช้งานในระยะการทดลองเครื่องที่มีการเปลี่ยนแปลงแก้ไขโปรแกรมบ่อยๆ
2. EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) หน่วยความจำชนิด EPROM นี้จะต้องใช้เครื่องมือพิเศษในการเขียนโปรแกรม การลบโปรแกรมทำได้โดยการใช้แสงอัลตราไวโอเลต หรือตากแดดร้อนๆ นานๆ มีข้อดีต้องที่ข้อมูลไม่สูญหายแม้ไฟดับ จึงเหมาะสมกับการทำงานที่ไม่ต้องการเปลี่ยนโปรแกรม
3. EEPROM (Electrical Erasable Programmable Read Only Memory) หน่วยความจำชนิดนี้ไม่ต้องใช้เครื่องมือพิเศษในการเขียนและลบโปรแกรม โดยใช้วิธีการไฟฟ้าเหมือนกับ RAM นอกจากนั้นก็ไม่จำเป็ต้องมีแบตเตอรี่สำรองเมื่อไฟดับ ราคาจะแพงกว่า แต่จะรวมคุณสมบัติที่ดีของทั้ง RAM และ EPROM เอาไว้ด้วยกัน