PLC คืออะไร ? ช่วยขับเคลื่อนโรงงานสู่อุตสาหกรรม 4.0 อย่างไร ?


Posted 16 May 2024 08:31 | 121 views

PLC ในโลกของอุตสาหกรรม 4.0

อุตสาหกรรม 4.0 หมายถึงการนำเทคโนโลยีดิจิทัลมาใช้ในการผลิตเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและความยืดหยุ่นในกระบวนการการผลิต โดยมี PLC เป็นอุปกรณ์ที่สำคัญในการช่วยขับเคลื่อนการเปลี่ยนแปลงนี้อย่างมีประสิทธิภาพ

ปัจจุบันโรงงานอุตสาหกรรมต่าง ๆ ล้วนนำเทคโนโลยีเข้ามาช่วยในการผลิตมากขึ้น โดยหนึ่งในเทคโนโลยีที่มีบทบาทอย่างมากนั่นคือ Programmable Logic Controller หรือโปรแกรม PLC คืออุปกรณ์ควบคุมการทำงานของเครื่องจักรและกระบวนการทำงาน เนื่องจากคุณสมบัติที่ตอบโจทย์ความต้องการทำให้ PLC เป็นระบบ Automationอันหัวใจสำคัญที่ช่วยขับเคลื่อนโรงงานให้เข้าสู่ยุคอุตสาหกรรม 4.0 ที่ทุกอย่างเข้าสู่โลกดิจิทัลได้อย่างมีประสิทธิภาพ

PLC (Programmable Logic Controller) คืออะไร? ทำความรู้จักทุกเรื่องน่ารู้ของโปรแกรม PLC

PLC คืออุปกรณ์คอมพิวเตอร์ที่ออกแบบมาเพื่อใช้งานในโรงงานอุตสาหกรรมโดยเฉพาะ ซึ่งมีไมโครโปรเซสเซอร์ (Microprocessor) เป็นชิ้นส่วนสำคัญที่ทำหน้าที่หลักในการสั่งงานส่วนอื่น ๆ โดย PLC สามารถใช้ได้ทั้งในส่วนการประกอบ การตรวจสอบกระบวนการทำงาน รวมถึงกิจกรรมอื่น ๆ ทั้งหมดที่อยู่ในขั้นตอนการผลิต

หลักการทำงานของ PLC

หลังจากรู้แล้วว่า PLC คืออะไร ก็มาทำความเข้าใจการทำงานของ PLC กัน โดยโครงสร้างของ PLC จะเริ่มจากการนำเข้าข้อมูลจากเครื่องจักรหรืออุปกรณ์ที่เชื่อมต่ออยู่ (Input) ซึ่งข้อมูลที่ได้รับมานี้จะถูกนำไปตรวจสอบในขั้นตอนต่อไป โดยการเทียบกับ Logic คือโปรแกรมที่ตั้งค่าไว้ จากนั้น PLC ก็จะส่งข้อมูลที่ผ่านการตรวจสอบแล้วไปสู่อุปกรณ์แสดงผล (Output) เพื่อควบคุมสถานะของอุปกรณ์ให้เป็นไปตามที่กำหนด เช่น การเปิด-ปิดมอเตอร์หรือวาล์ว จึงทำให้ประมวลผลได้อย่างรวดเร็วและถูกต้องตามโปรแกรมการทำงานที่ตั้งค่าไว้

PLC ต้องประกอบด้วยอะไรบ้าง? รู้จัก 6 ส่วนประกอบหลักของ PLC

ภายใน PLC ประกอบด้วยส่วนประกอบโปรแกรมหลายส่วน แต่ละส่วนมีหน้าที่ในการทำงานที่แตกต่างกัน ซึ่งการเลือก PLC ให้เหมาะสมกับการใช้งานควรทำความเข้าใจ PLC ในแต่ละส่วนก่อน โดยส่วนประกอบหลักของ PLC คือ

ไมโครโปรเซสเซอร์ (Microprocessor)

ไมโครโปรเซสเซอร์ (Microprocessor) หรือหน่วยประมวลผลกลาง (CPU) เป็นสมองหลักของ PLC คือทำหน้าที่ในการแปลสัญญาณที่นำเข้าจากอุปกรณ์ต่าง ๆ เป็นข้อมูลในรูปแบบดิจิทัล เพื่อนำไปประมวลผลตามโปรแกรมที่เขียนไว้ ซึ่งจะติดตั้งอยู่ในอุปกรณ์ PLC เช่น MicroLogix 1200 Programmable Logic Controller Systems นอกจากนี้ ไมโครโปรเซสเซอร์ยังมีหน้าที่ในการควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ต่าง ๆ ตามผลลัพธ์ที่ได้จากการประมวลผล

หน่วยจ่ายกำลังไฟฟ้า (Power supply equipment)

หน่วยจ่ายกำลังไฟฟ้า (Power supply equipment) เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่แปลงแรงดันของไฟฟ้ากระแสสลับ (alternating current: AC) เป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง (DC) เพื่อให้สามารถส่งพลังงานไฟฟ้าที่มีความเสถียร เหมาะสมกับการทำงานของระบบ PLC และจ่ายไฟฟ้าให้กับส่วนประกอบอื่น ๆ  ของ PLC คือ หน่วยประมวลผล CPU หน่วยรับข้อมูล และหน่วยแสดงผล เป็นต้น

อุปกรณ์การเขียนโปรแกรม (Computer Programming)

อุปกรณ์การเขียนโปรแกรม (Computer Programming) ใช้ในการป้อนคำสั่งหรือโปรแกรมที่จำเป็นในหน่วยความจำ เพื่อให้ PLC คือโปรแกรมอัจฉริยะที่สามารถทำงานตามที่ต้องการได้ นอกจากนี้ ยังใช้ในการตรวจสอบ แก้ไข รวมถึงใช้ในการดาวน์โหลดโปรแกรม PLC ด้วย โดยอุปกรณ์นี้จะติดตั้งมาอยู่แล้วใน PLC เช่น MicroLogix 1100 Programmable Logic Controller Systems

โปรแกรม (Program)

โปรแกรม (Program) เป็นชุดคำสั่งที่เขียนขึ้นมา เพื่อควบคุมการทำงานของ PLC โดยจะถูกเก็บไว้ในหน่วยความจำและประมวลผลโดยไมโครโปรเซสเซอร์ ซึ่งโปรแกรม PLC จะถูกเขียนขึ้นโดยโปรแกรมเมอร์ PLC คือคนที่เชี่ยวชาญด้านโปรแกรมคอมพิวเตอร์ โดยใช้ภาษาที่มีลักษณะเฉพาะตัว ซึ่งถูกออกแบบมาเพื่อให้สามารถเขียนโปรแกรม PLC ได้ง่ายขึ้น

โปรเซสเซอร์ (Processor)

โปรเซสเซอร์ (Processor) เป็นหน่วยประมวลผลกลางของ PLC ทำหน้าที่ประมวลผลข้อมูลจากหน่วยรับข้อมูลที่เป็นอุปกรณ์ภายนอก เช่น เซ็นเซอร์ สวิตช์ เป็นต้น จากนั้นโปรเซสเซอร์จะส่งสัญญาณควบคุมไปยังหน่วยแสดงผลข้อมูล เช่น มอเตอร์ วาล์ว เป็นต้น เพื่อควบคุมหรือจัดการกระบวนการต่าง ๆ ในโรงงาน โดยโปรเซสเซอร์จะทำงานตามโปรแกรมที่ถูกเขียนไว้ล่วงหน้า

อินเทอร์เฟซ (Interface)

อินเทอร์เฟซ (Interface) เป็นอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อระหว่าง PLC กับอุปกรณ์อื่น เช่น เซ็นเซอร์, สวิตช์, มอเตอร์, วาล์ว เป็นต้น โดยอินเทอร์เฟซจะแปลงสัญญาณไฟฟ้าหรือสัญญาณ Logic จากอุปกรณ์ต่าง ๆ ให้เป็นข้อมูลดิจิทัลที่สามารถส่งไปยัง PLC รวมทั้งแปลงข้อมูลดิจิทัลจาก PLC ให้เป็นสัญญาณที่สามารถส่งกลับไปยังอุปกรณ์ต่าง ๆ ได้

ประโยชน์ของ PLC คืออะไรบ้าง? ทำไมโรงงานอุตสาหกรรมต้องใช้ PLC?

PLC คือระบบที่มีความสามารถหลากหลายและนิยมใช้ในการควบคุมและตรวจสอบกระบวนการต่าง ๆ ในโรงงานอุตสาหกรรม โดยข้อดีและประโยชน์ของ PLC ก็มีดังนี้

  • มีการพัฒนาและทดสอบโปรแกรมมาอย่างต่อเนื่อง จึงมั่นใจได้ในความเสถียรและประสิทธิภาพของระบบ
  • เป็นตัวช่วยหนึ่งในตัวช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องมือวัดอุตสาหกรรมต่าง ๆ
  • ใช้ภาษาโปรแกรมที่เรียบง่าย ทำให้การออกแบบโปรแกรมเพื่อป้อนคำสั่งต่าง ๆ เป็นเรื่องง่ายและไม่ซับซ้อน 
  • มีหลายรุ่นที่เหมาะสำหรับใช้งานต่าง ๆ ให้เลือกใช้ได้ตามความเหมาะสม
  • มีราคาให้เลือกหลากหลายระดับ ตามงบประมาณและขนาดของอุตสาหกรรม
  • ใช้ส่วนประกอบไม่มาก ทำให้เมื่อมีปัญหาก็สามารถแก้ไขและบำรุงรักษาได้อย่างรวดเร็ว
  • มีพื้นที่เก็บข้อมูลที่ทนทานต่อสภาพแวดล้อมต่าง ๆ ในโรงงานอุตสาหกรรม
  • มีประสิทธิภาพสูงและใช้พลังงานไฟฟ้าน้อย จึงช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายและอัตราการใช้ไฟฟ้าในการทำงานได้

ข้อจำกัดของ PLC 

แม้ PLC คือระบบที่มีคุณสมบัติโดดเด่นหลายประการ อย่างไรก็ตาม PLC ก็ยังมีข้อจำกัดบางประการที่ควรทราบ ดังนี้

  • ประสิทธิภาพในการประมวลผลข้อมูลและควบคุมอุปกรณ์ต่าง ๆ ในบางอุตสาหกรรมที่มีขนาดใหญ่และซับซ้อน เช่น ระบบควบคุมการบิน ระบบควบคุมดาวเทียม เป็นต้น ซึ่งอาจต้องใช้ระบบควบคุมอื่น ๆ ที่มีสมรรถนะสูงกว่า
  • หน่วยความจำที่จำกัดของ PLC ซึ่งขึ้นอยู่กับรุ่นและประเภทของอุปกรณ์ โดยหากใช้งาน PLC ไประยะหนึ่งแล้วอาจทำให้หน่วยความจำเต็ม โดยเฉพาะในกรณีที่ต้องจัดเก็บข้อมูลจำนวนมาก 

PLC เป็นเทคโนโลยีที่สำคัญในการขับเคลื่อนโรงงานสู่อุตสาหกรรม 4.0 โดยช่วยเพิ่มความเชื่อถือในการทำงาน ปรับเปลี่ยนกระบวนการผลิตได้อย่างยืดหยุ่น และเชื่อมต่อกับเทคโนโลยีอื่น ๆ เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพและประสิทธิภาพสูงสุด 

 

source : pico.co.th