โปรแกรมเมเบิลคอนโทรลเลอร์ขนาดใหญ่มีหน่วยความจำโปรแกรมเท่าไร

รูปที่ 1 PLC หรือ Programmable Logic Controller

        พีเอลซี หรือ PLC ย่อมาจากคำว่า Programmable Logic Controller บทความนี้เป็นการเรียนรู้ PLC เบื้องต้นสำหรับผู้เริ่มศึกษาพื้นฐานหรือเริ่มเรียน PLC

PLC คือ อะไร

        PLC หมายถึง อุปกรณ์ไฟฟ้าชนิดหนึ่ง ทำหน้าที่ควบคุมการทำงานของเครื่องจักรทางอุตสาหกรรม เป็นการควบคุมแบบอัตโนมัติ โดยการควบคุมเครื่องจักรของ PLC นั้นจะใช้การเขียนโปรแกรม PLC ในการควบคุม แทนการใช้วงจรไฟฟ้า (วงจรควบคุมหรือวงจรคอนโทรล) วงจรอิเล็กทรอนิกส์ หรือวงจรนิวแมติกส์แบบดั้งเดิม

รูปที่ 2 การใช้วงจรไฟฟ้า (วงจรคอนโทรล) ในการควบคุมเครื่องจักรแบบดั้งเดิม

โปรแกรม PLC คือ

        โปรแกรม PLC คือโปรแกรมมีพื้นฐานมาจากโปรแกรมคอมพิวเตอร์ โดย PLC จะปรับปรุงภาษาคอมพิวเตอร์เดิมให้เป็นภาษาสัญลักษณ์ เพื่อนำไปเขียนเป็นโปรแกรม PLC ซึ่งจะมีลักษณะคล้ายวงจรไฟฟ้าที่ใช้ควบคุมเครื่องจักรแบบดั้งเดิม

รูปที่ 3 การใช้ PLC ในการควบคุมเครื่องจักร

ข้อดีของ PLC คือ

        - มีขนาดเล็ก ใช้พื้นที่ติดตั้งน้อย การติดตั้งทำได้ง่าย

        - PLC ใช้โปรแกรมในการควบคุมการทำงานของเครื่องจักร แทนการควบคุมแบบดั้งเดิมที่ใช้การเดินสายวงจรไฟฟ้า (วงจรควบคุมหรือวงจรคอนโทรล) ทำให้การปรับเปลี่ยนการควบคุมเครื่องจักรทำได้ง่ายและรวดเร็วกว่า เพียงแค่ปรับเปลี่ยนที่โปรแกรม PLC โดยไม่ต้องแก้ไขที่วงจรไฟฟ้าซึ่งทำได้ยากกว่ามาก

        - PLC สามารถเก็บข้อมูลและรายละเอียดการทำงานของเครื่องจักร และสามารถเชื่อมต่อกับระบบคอมพิวเตอร์ของโรงงานอุตสาหกรรมได้ง่าย

        - เมื่อเครื่องจักรทำงานผิดพลาดหรือหยุดทำงาน สามารถตรวจสอบความผิดพลาดได้ง่ายกว่า วงจรไฟฟ้าที่ใช้ควบคุมเครื่องจักรแบบดั้งเดิม โดยเชื่อมต่อ PLC กับคอมพิวเตอร์เพื่อดูการทำงานของโปรแกรม

        - โดยรวมแล้วการควบคุมเครื่องจักรด้วย PLC มีราคาถูกกว่าการควบคุมด้วยวงจรคอนโทรลแบบดั้งเดิม

ข้อเสียของ PLC คือ

        - หากระบบควบคุมไม่ซับซ้อนการการควบคุมโดยใช้ PLC อาจมีค่าใช้จ่ายสูงกว่าการใช้วงจรคอนโทรลแบบดั้งเดิมที่ใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าเช่น รีเลย์เพียงไม่กี่ตัว (แต่ PLC ก็ถูกพัฒนามานานจนราคาถูกลงมาก อีกทั้งยังมี PLC ที่มีขนาดเล็กเพื่อใช้สำหรับควบคุมระบบที่ไม่ซับซ้อน จึงทำให้มีราคาถูก หลายๆกรณีอาจคุ้มค่ากว่าการใช้วงจรคอนโทรลแบบดั้งเดิมเสียอีก)

        - PLC อาจทนสภาพแวดล้อมได้น้อยกว่าเมื่อเทียบกับการใช้ใช้วงจรไฟฟ้าแบบดั้งเดิม เช่น อุปกรณ์รีเลย์ แต่หากมีการติดตั้งที่เหมาะสมและมีการป้องกัน เช่น ติดตั้งในตู้ที่มีฝาปิด ก็มีความคงทนไม่แพ้กัน

        - เนื่องจาก PLC ใช้โปรแกรมในการควบคุมแทนการใช้วงจรไฟฟ้าแบบดั้งเดิม จึงทำใช้การใช้งานยากกว่าสำหรับผู้ที่ไม่ได้ศึกษาเกี่ยวกับ PLC (แต่โปรแกรม PLC ก็มีลักษณะคล้ายวงจรไฟฟ้าที่ใช้ควบคุมเครื่องจักรแบบดั้งเดิม การศึกษาโปรแกรม PLC จึงไม่ได้ยากเกินไปนัก)

        - หากเครื่องจักรใช้ PLC ในการควบคุม เมื่อเครื่องจักรเกิดปัญหา และช่างซ่อมบำรุงไม่มีความรู้ในเรื่อง PLC อาจทำให้ไม่สามารถแก้ไขปัญหาได้เลยหรือแก้ไขได้ล่าช้า ซึ่งทำให้เกิดการสูญเสียด้านกำลังการผลิตของเครื่องจักร

ส่วนประกอบของ PLC หรือ โครงสร้างของ PLC

รูปที่ 4 โครงสร้างของ PLC หรือส่วนประกอบของ PLC

        1. หน่วยจ่ายกำลังไฟฟ้า (Power Supply Unit) ทำหน้าที่จ่ายกำลังไฟฟ้าไปให้ส่วนประกอบต่างๆของ PLC

        2. หน่วยประมวลผลกลาง หรือ CPU ย่อมาจาก Central Processing Unit

        CPU ทำหน้าที่คำนวณและควบคุมการทำงานของ PLC ซึ่งเปรียบเสมือนส่วนสมองภายในประกอบไปด้วย วงจร Logic Gate หลายชนิด CPU จะรับข้อมูลหรือสัญญาณจากอุปหน่วยอินพุท (Input Unit) เข้ามา จากนั้นจะทำการประมวลผล แล้วเก็บข้อมูลโดยใช้โปรแกรมจากหน่วยความจำ และส่งขอมูลที่ได้จากการประมวลผลไปยังหน่วยเอาท์พุท (Output Unit)

        3. หน่วยความจำ (Memory Unit)

        หน่วยความจำทำหน้าที่เก็บรักษาโปรแกรม และข้อมูลการทำงาน ซึ่ง PLC ประกอบด้วยหน่วยความจำ 2 ชนิดคือ

        - ROM ย่อมาจาก Read Only Memory คือ หน่วยความจำถาวร ที่สามารถเขียนหรือลบโปรแกรมต่างๆได้ เป็นหน่วยความจำไม่ต้องการไฟเลี้ยง หน่วยความจำนี้ทำหน้าที่เก็บโปรแกรมสำหรับใช้ในการปฏิบัติงานของ PLC ตามโปรแกรมของผู้ใช้

        - RAM ย่อมาจาก Random Access Memory คือ หน่วยความจำไม่ถาวรจะต้องมีไฟมาเลี้ยงอุปกรณ์ตลอดเวลาในการทำงาน หากเกิดไฟดับข้อมูลที่ถูกบันทึกไว้ในหน่วยความจำจะหายไปทันที จึงต้องมีแบตเตอรี่ต่อไว้เพื่อเป็นไฟเลี้ยงอุปกรณ์เผื่อกรณีไฟดับ หน่วยความจำนี้ทำหน้าที่เก็บโปรแกรมของผู้ใช้และข้อมูลที่ใช้ในการปฏิบัติงานของ PLC

        4. หน่วยอินพุทและเอาท์พุท (I/O Unit) หรือ IO คือ

        - Input Unit หรือ Input คือ หน่วยรับสัญญาณ ทำหน้าที่รับสัญญาณ (จากอุปกรณ์การวัดต่างๆที่ติดตั้งที่เครื่องจักร) แล้วส่งไปที่ CPU เพื่อประมวลผล

        - Output Unit หรือ Output คือ หน่วยส่งสัญญาณ เมื่อ CPU ประมวลผลเสร็จแล้วจะส่งให้ Output Unit เพื่อส่งสัญญาณควบคุมออกไปควบคุมเครื่องจักร

        5. หน่วยป้อนโปรแกรม (Programming Unit)

        เป็นเครื่องมือสำหรับป้อนโปรแกรม PLC ลงหน่วยความจำของ PLC และยังเป็นเครื่องมือติดต่อระหว่าง PLC กับผู้ใช้งาน (User) เพื่อให้ผู้ใช้งานสามารถตรวจสอบการปฏิบัติงานของ PLC แต่หน่วยป้อนโปรแกรมนี้มิได้จัดให้เป็นส่วนประกอบในโครงสร้างพื้นฐานของ PLC        บทความนี้เป็นการเรียนรู้ PLC เบื้องต้นเท่านั้นซึ่งผู้ศึกษาสามารถศึกษาหาความรู้ PLC หรือหาเรียน PLC เพิ่มเติมได้จากหลายๆแหล่ง เช่น จากหนังสือ PLC หรือจากผู้ที่รับสอน PLC โดยตรงเป็นต้น

เตรียมพร้อมสำหรับ โลกที่กำลังจะก้าวเข้าสู่ยุคที่หุ่นยนต์จะเข้ามาทำงานแทนมนุษย์แบบเต็มตัวในอีกไม่ช้า
ความรู้ไฟฟ้าโดย
หนังสืออ่านแบบไฟฟ้า
เฟสบุ๊ค : คลังความรู้ วิชาชีพไฟฟ้า
www.facebook.com/electric108