View
208
Download
6
Category
Tags:
Preview:
Citation preview
INTRODUCTION TO... PLC
CHAPTER 1
อดีต ในโรงงานอุตสาหกรรมใช้แรงงานคนในกระบวนการผลิตทั้งหมด ท าให้ผลผลิตที่ได้มีจ านวนน้อยไม่พอเพียงกับความต้องการของผู้บริโภค จึงมีผู้คิดค้นวิธีการผลิตในรูปแบบใหม่ที่ใช้เครื่องเข้ามาแทนแรงงานคนมากขึ้น ซึ่งเป็นการพัฒนาทางด้านอุตสาหกรรมในยุคต่อมา
ในอดีต
ยุคต่อมา เมื่อมีการใช้งานเครื่องจักรมากขึ้น จึงมีการคิดค้น การควบคุมการท างานของเครื่องจักรให้ท างานเป็นขั้นตอนจึงมีความจ าเป็น ยุคแรกมีการคิดค้นวงจรรีเลย์ ขึ้นมาเพื่อควบคุมการท างานของเครื่องจักรให้
ท างานอัตโนมัติ แต่การใช้วงจรก็มีปัญหาหลายอย่าง
ต่อมา
ข้อเสียของการใช้งานวงจรรีเลย์
- การเปล่ียนแปลงเงื่อนไขของการควบคุมท าได้ยาก เนื่องจากต้องเปล่ียนการเดินสายไฟใหม่
- การเดินสายยุ่งยากเมื่อใช้รีเลย์เป็นจ านวนมาก
- ขณะใช้งานเกิดการเสื่อมสภาพของหน้าสัมผัส หรือ มีการอาร์คท าให้เกิดประกายไฟขึ้น
ปัจจุบัน มีการใช้อุปกรณ์ควบคุมแบบใหม่ขึ้นมาแทนการควบคุมด้วยวงจรรีเลย์ เราเรียกอุปกรณ์ควบคุมชนิดนี้ว่า P L C หรอื P C
ปัจจุบัน
Automatic warehouse
ข้อดีของ PLC
-นอกจากการควบคุมที่เป็นแบบลอจิกแล้ว PLC ยังสามารถ ใช้ฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ และฟังก์ชันอื่นๆได้อีกมากมาย
-ราคาถูกเมื่อเปรียบเทียบกับการใช้รีเลย์จ านวนมากในการสร้าง แผงวงจรควบคุม
-สามารถแก้ไขข้อผิดพลาดของวงจรควบคุมแบบรีเลย์
PLC คืออะไร?
PLC (Programmable Logic Control)อุปกรณ์ควบคุมทางลอจกิที่สามารถโปรแกรมได้
PC (Programmable Control) อุปกรณ์ควบคมุที่สามารถโปรแกรมได้
หรือ
PLC แบ่งเป็นกี่ประเภท?
2) แบ่งตามขนาดอินพุตเอาต์พุต
1) แบ่งตามลักษณะภายนอก
PLC สามารถจ าแนกออกได้เป็น 2 ประเภท
1.1 BLOCK TYPE (SHOE BOX) PLC
1.2 RACK TYPE PLC
1.3 SOFT PLC
1) แบ่งตามลักษณะภายนอก
การแบ่งประเภทของ PLC ตามลักษณะภายนอกนั้น PLC แต่ละยี่ห้ออาจแบ่งไม่เหมือนกัน แต่โดยทั่วไปแลว้สามารถแบ่งประเภทของ PLC ได้ดังนี้
OMRON
1.1 BLOCK TYPE (SHOES BOX)
ลักษณะของ PLC แบบ Block Type คือส่วนประกอบต่างๆของ PLC ไม่ว่าจะเป็น CPU หน่วยความจ า ภาคอินพุต เอาต์พุตจะรวมอยู่ในบล็อกเดียว
ข้อดี
มีขนาดเล็ก
สามารถติดตั้งได้ง่าย
สามารถใช้งานแทนวงจรรีเลย์ได้
มีฟังก์ชันพิเศษ เช่นฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ และฟังก์ชันอื่น
ข้อเสีย
สามารถเพิ่มอินพุต/เอาต์พุตได้น้อย
เมื่ออินพุต/เอาต์พุตจุดใดจุดหนึ่งเสีย ต้องยก PLC ทั้งชุดออกจากกระบวนการผลิตท าให้เสียเวลาในการผลิต
1. 2 RACK TYPE PLC
1. 2 .1 Connector 1. 2.2 Backplane
ลกัษณะของ PLC แบบ Rack Type จะม ี CPU หนว่ยความจ า อนิพตุ/เอาต์พุตแหล่งจ่ายไฟแยกกัน เป็นส่วนๆ เมื่อต้องการใช้งานอุปกรณ์ใดจึงจะ
น ามาประกอบกันอีกครั้งหนึ่ง
ข้อดี
สามารถเพิ่มจ านวนอินพตุ/เอาต์พตุและยูนิตพิเศษได้มาก
เมื่ออินพุต/เอาต์พตุจุดใดจุดหนึ่งเสีย ไม่จ าเป็นต้องยก PLC ทั้งชุดไปซ่อม สามารถน ายูนิตที่เสียไปซ่อมได้เลย ท าให้ไมต่้องหยุดกระบวนการการผลิตท้ังหมด
ข้อเสียราคาสูงกว่าแบบ Block Type PLC เพราะสามารถเพิ่ม I/O ได้
มากกว่า และมีคุณสมบตัิพิเศษมากกว่าเช่น การต่อระบบ Network
1. 2 RACK TYPE PLC (ต่อ)
เป็น PLC ที่ใช ้Software เข้ามาท างานเป็น PLC โดยจะใช้คอมพิวเตอร์ PC(Personal Computer) ร่วมกับการด์ที่ใช้ท าหน้าที่
เป็นอินพุต/เอาต์พตุแบบพิเศษ ใชง้านทางด้านนี้โดยเฉพาะ
1. 3 SOFT PLC
Input Output
Personal Computer
IEC 1131 Standard
•Sequential Function Chart(SFC)
•Structured Text (ST)
•Function Block Diagram (FBD)
•Instruction List (IL)
•Ladder Diagram (LD)
- -
Standard Languages
1. Sequential Function Chart(SFC)
2. Structure Text (ST)
3. Function Block Diagram (FBD)
Standard Languages(ต่อ)
4. Instruction List (IL)
5. Ladder Diagram (LD)
Standard Languages(ต่อ)
ส่วนประกอบหลักของ PLC
ส่วนประกอบหลักของ PLC สามารถแบ่งออกเป็นส่วนต่างๆได้คล้ายกับคอมพิวเตอร์ ดังนี้
1. ภาคอินพุต (Input Section)2. ตัวประมวลผล (CPU)3. หน่วยความจ า (Memory)
4. ภาคเอาต์พุต (Output Section) 5. แหล่งจ่ายไฟ (Power Supply)
ส่วนประกอบหลักของ PLC
ENCODER LEVEL SW.
PHOTOELECTRIC SENSOR
PUSH BUTTON SW.
PROXIMITY SENSOR.
1. อุปกรณ์อินพุต (Input Unit)
(Input Devices)
อุปกรณ์อินพุต(ต่อ)
การต่ออุปกรณ์อินพุต เข้ากับภาคอินพตุของPLC
1. อินพุตชนิดRelay
2. อินพุตท่ีเป็นเซนเซอร์ชนิด NPN
3. อินพุตที่เป็นเซนเซอร์ชนิด PNP
COM
InternalCircuits
OutputLED
Optocoupler
โครงสร้างของภาคอินพตุ การต่ออุปกรณ์อินพุตกับ PLC
PLC
อุปกรณ์อินพุต(ต่อ)
Relay
Input Voltage = 24 VDC +10%/-15%
การต่ออุปกรณ์อินพุตเข้ากับ PLC
CP1L5 mA /12 mA
Sensor
IN 00
COM (+)
Sensor power Supply
Output
+
0 V
การต่ออุปกรณ์อินพุตเข้ากับ PLC
CP1L
5 mA /12 mA IN 00
COM (-)
Sensor power SupplyOutput
+
0 V
อินพุตที่เป็นเซนเซอร์ชนดิ NPN
SENSOR POWERSUPPLY
+
IN
COM +
OUTPUT
-
อินพุตที่เป็นเซนเซอร์ชนดิ PNP
SENSOR POWERSUPPLY
+
IN
COM -
OUTPUT
-
ท าหน้าที่ค านวณและควบคุม ซึง่เปรียบเสมือนสมองของ PLC ภายในประกอบด้วยวงจรลอจิกหลายชนิดและมี
ไมโครโปรเซสเซอร์เบส (Micro Processor Based)ใช้แทนอุปกรณ์จ าพวกรีเลย์ เคาน์เตอร์/ไทม์เมอร์ และซีเควนเซอร์
เพื่อให้ผู้ใช้สามารถออกแบบวงจรโดยใช้ Relay Ladder Diagram ได้ CPU จะยอมรับข้อมูลจากอุปกรณ์อินพุตต่างๆ จากนั้นจะท าการประมวลผลและเก็บข้อมลูโดยใชโ้ปรแกรมจากหน่วยความจ าหลังจากนั้นจะส่งข้อมูลท่ีเหมาะสมและถูกต้องออกไปยังอุปกรณ์
เอาต์พุต
2. ตัวประมวลผลกลาง(CPU UNIT)
ท าหน้าที่เก็บรักษาโปรแกรมและข้อมูลที่ใช้ในการท างาน โดยขนาดของหน่วยความจ าจะถูกแบ่งออกเป็นบิตข้อมูล(Data Bit) ภายในหน่วยความจ า 1 บิต ก็จะมีค่าสภาวะทางลอจิก 0 หรือ 1 แตกต่างกันแล้วแต่ค าสั่ง ซึ่ง PLC ประกอบด้วยหน่วยความจ าสองชนิดคือ ROM และ RAM
RAM(Random Access Memory) สามารถท าการเขียนหรืออ่านข้อมูลได้ เหมาะกับการเขียนโปรแกรม ROM(Read Only Memory) ท าหน้าที่เก็บโปรแกรมส าหรับใช้ในการปฏิบัติงานของ PLC เหมาะกับงานที่ไม่ต้องการเปลี่ยนแปลงโปรแกรม
3. หน่วยความจ า (MEMORY UNIT)
การเก็บส ารองโปรแกรม(Backup)
1.Capacitor Backup
2.Battery Backup
20
Ambient temperature(0C)
Back
up ti
me (d
ays)
804025
10
7
1
5 Years ( Within 5 Min. for Change )
ท าหน้าที่รับข้อมูลจากตัวประมวลผลแล้วส่งต่อข้อมูลไปควบคุมอุปกรณ์ภายนอกหรืออุปกรณ์เอาตพ์ุต เช่น ควบคุมหลอดไฟ มอเตอร์ และวาล์ว เป็นต้น
4. อุปกรณ์เอาต์พุต (OUTPUT UNIT)
อุปกรณ์เอาต์พุต
Output Devices
Magnatic Contacter
Servo Motor
อุปกรณ์เอาต์พุต(ต่อ)
โครงสร้างของภาคเอาต์พุต
โครงสร้างของภาคเอาต์พุต
ท าหน้าที่จ่ายพลังงานและรักษาระดับแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงให้กับ CPU Unit หน่วยความจ าและหน่วยอินพุต/ เอาต์พุต *AC 100-240 V*DC 24 V
5. แหล่งจ่ายไฟ (POWER SUPPLY UNIT)
CHAPTER 2
INTRODUCTION TO...
CP1L/CP1H
ส่วนประกอบของ PLC ร ุ่น CP1L CPU UNIT
ฟังก์ชันเด่น
ฟังก์ชันเด่น
ฟังก์ชันเด่น
ฟังก์ชันเด่น
ฟังก์ชันเด่น
ฟังก์ชันเด่น
ฟังก์ชันเด่น
ฟังก์ชันเด่น
ฟังก์ชันเด่น
INDICATORS
OPTION BOARDS
EXPANSION UNIT
EXPANSION UNIT
EXPANSION UNIT
CHAPTER 3
อุปกรณ์การเขียนโปรแกรมและ ระบบสื่อสารของ PLC
อุปกรณ์ส าหรับการโปรแกรม
ถ้าต้องการให้ PLC ท างานไปตามขั้นตอนต้องมีการสั่งการให้ PLC ท างาน การสั่งให้ PLC ท างานก็คือการเขียนโปรแกรมควบคุม PLC นั่นเอง การเขียนโปรแกรมควบคุม PLC นั้น ท าได้ 2 วธิีดังนี้คือ
1. Hand Held Programmer
2. Software
1.ใช้ Hand Held Programmer (OMRON จะเรียกว่า Programming Console)
2. ใช้ SOFTWARE
CHAPTER 4
การก าหนดเบอร์รีเลย์ในพื้นที่หน่วยความจ า
โครงสรา้งของขอ้มูลและ
Memory Areaการเก็บข้อมูลในระบบดิจิตอล
ข้อมูล 1 กล่องจะเก็บข้อมูลในเลขฐานสอง ( 0 หรือ 1 ) เรียกว่า 1 บิต ( 1Bit)
น าข้อมูล 4 กล่องมาเรียงกัน เรียกว่า 1 ดิจิต( 1 Digit)03
น าข้อมูล 16 กล่องมาเรียงกันเรียกว่า 1 เวิร์ด ( 1 Word or 1 Channel )015
บิตที่12 11 910 8 7 5 6 4 3 1 2 015 1314
ฐาน 2 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0
ดิจิตท่ี0123
ฐาน 1664C2
2E46
โครงสร้างของข้อมูล
การก าหนดเบอรร์ีเลย์ในพื้นที่หน่วยความจ า
Bit
Example
000.00
000.07
เวิร์ดที ่0 บิตที่ 0
เวิร์ดที ่0 บิตที ่7
Word or channel
พื้นที่หน่วยความจ าของ PLC
พื้นที่หน่วยความจ าของ PLC
CH 0
015
000.00000.15
Input CH 0
000.11
CIO AREA (Input,Output & Work Area)
CIO AREA (Input,Output & Work Area)
Input /Output Wiring
INPUT Wiring OUTPUT Wiring
Input Area CH 000+
01 0 001 0 001 0 0
HR AREA (Holding Relay)
เป็นบิตที่ใช้เก็บข้อมูลและสถานะ ON/OFF ก่อนที่ไฟจะดับExample
0100001000
00000
END
HR00.00HR00.00
00000
END
00001
01000HR00.00
ต้องการคงสถานะของเอาต์พุต 01000 ก่อนไฟดับ
AR AREA (Auxiliary Relay)
เป็นบิตพิเศษมีหน้าที่เฉพาะเช่นใช้เป็น Flags หรือ Control Bit
Example
AR 17 บิตที่ 00-07 เก็บค่าของเวลาเป็นนาที
AR 17 บิตที่ 08-15 เก็บค่าของเวลาเป็นชั่วโมง
12 11 910 8 7 5 6 4 3 1 2 015 1314 AR 17
00070815
5380Move digit
(เวลาแปดนาฟิกาสามสิบห้านาท)ี
LR AREA (Link Relay)
DM AREA (Data Memory)
ต้องใช้ทีละเวิร์ดไม่สามารถใช้ทีละบิต
Read/Write
Error Log
Read-Only
PC Set up
ใช้เก็บข้อมูล
ใช้เก็บ Error
ใช้อ่านเพียงอย่างเดียว
ใช้เก็บพารามิเตอร์ต่างๆเพื่อควบคุมการท างานของ PLC
CHAPTER 5
การเขียนค าสั่งให้กับ PLC
SR T S TR
S1
S2
K1
K1
วงจรควบคุม
S1
S2
K
= K
S1
S2
S TR
K
comcom
00000
00001
10000
00000 00001
10000
10000
หลักการเขียนแลดเดอร์ไดอะแกรมและค าสั่งพื้นฐาน
00000 00001
10000
10000
S1
S2
K1
K1
วงจรควบคุมLadder Diagram
LD 00000
OR 10000
AND NOT 00001
OUT 10000
หลักการเขียนแลดเดอร์ไดอะแกรมและค าสั่งพื้นฐาน1.หลักการเขียน Ladder Diagram จะเริ่มจากแกนในแนวตั้งทางด้านซ้ายมือ
2. LD เป็นค าสั่งแรกที่ใช้ในการเขียน Ladder Diagram
000.00LD 00000
3. OUT เป็นค าสั่ง OUT จะแทนด้วยสัญลักษณ์รูปวงกลมหรือวงรีมีความหมาย ในลักษณะของOUTPUT
010.00000.00
LD 00000
OUT 01000
4. AND
หลักการเขียนแลดเดอร์ไดอะแกรมและค าสั่งพื้นฐานA B
จากวงจรจะเห็นว่าหลอดไฟจะติดก็ต่อเมื่อเรากดสวิทช์ A และ B ถ้ากดสวิทช์ A หรือ B สวิทช์ใดสวิทช์หนึ่งหลอดจะไม่ติด
010.00000.00 000.01
LD 00000
OUT 01000
AND 00001
หลักการเขียนแลดเดอร์ไดอะแกรมและค าสั่งพื้นฐาน
จากวงจรจะเห็นว่า ไม่ว่าเราจะกดสวิทช์ A หรือ B หรือแม้แต่จะกด A และ Bทั้งคู่หลอดไฟก็จะติด
010.00000.00
000.01
LD 00000
OUT 01000 OR 00001
4. ORA
B
หลักการเขียนแลดเดอร์ไดอะแกรมและค าสั่งพื้นฐาน4. AND LD
010.00000.00
000.01
000.02
000.00
000.01
000.02010.00
LD 00000OR 00001AND 00002OUT 01000
LD 00000OR 00001
LD 00002OR 00003
000.03
AND LD
หลักการเขียนแลดเดอร์ไดอะแกรมและค าสั่งพื้นฐาน5. OR LD
010.00000.00
000.02
000.01 LD 00000AND 00001OR 00002OUT 01000
010.00000.00
000.02
000.01
000.03
LD 00000AND 00001
LD 00002AND 00003
AND LD
Question???
2.ถ้าต้องการให้มอเตอร์ท างานเมื่อวันที่ 27 ม.ค. ตอน 12:00 นาฬิกา
จะต้องเขียนโปรแกรมอย่างไร
1.ต้องการตั้งเวลา 24 ชั่วโมง เมื่อครบเวลาที่ก าหนดจะท าให้
มอเตอร์ท างาน จะต้องเขียนโปรแกรม ให้กับ PLC อย่างไร
CLOCK
Recommended