ความสำเร็จขึ้นอยู่กับการจัดระเบียบสินค้าในคลังของคุณ นอกจากนี้ MaoBang ยังให้บริการระบบชั้นวางพาเลทและโซลูชันการจัดเก็บเพื่อจัดระเบียบทรัพย์สินของคุณ การจัดหมวดหมู่สินค้าและวางไว้ในตำแหน่งที่เหมาะสมจะช่วยลดความสับสนได้ การทำงานด้วยวิธีที่ถูกต้องทำให้คุณมีประสิทธิภาพและผลิตภาพมากขึ้นในคลังสินค้า เพื่อตอบสนองความต้องการของลูกค้าได้อย่างรวดเร็ว ระบบควบคุม plc การออกแบบเริ่มต้นด้วยเป้าหมายการอัตโนมัติที่ชัดเจน สอดคล้องกับเป้าหมายการผลิต การวิเคราะห์อุตสาหกรรมแสดงให้เห็นว่า 62% ของการล้มเหลวในการอัตโนมัติเกิดจากเป้าหมายที่ไม่ได้รับการจัดทำเอกสารอย่างเหมาะสม เพื่อป้องกันปัญหานี้ ทีมงานควร:
เป้าหมายที่วัดผลได้เหล่านี้จะช่วยให้มั่นใจว่า ระบบควบคุมจะรองรับประสิทธิภาพการดำเนินงานและความสามารถในการขยายตัวในระยะยาว
การแมป I/O อย่างมีประสิทธิภาพต้องสามารถแยกแยะระหว่างสัญญาณดิจิทัล (เปิด/ปิด) และสัญญาณแอนะล็อก (ตัวแปรเปลี่ยนแปลงได้) อุปกรณ์ภาคสนามที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่:
การเลือกประเภท I/O ที่ถูกต้องจะช่วยให้มั่นใจได้ถึงการตีความสัญญาณอย่างแม่นยำและการตอบสนองของแอคทูเอเตอร์ที่เชื่อถือได้ภายใต้สภาวะการทำงานที่เปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา
ระบบ PLC โดยทั่วไปขึ้นอยู่กับสามส่วนหลักที่ทำงานร่วมกัน ใจกลางของระบบนี้คือหน่วยประมวลผลกลาง หรือ CPU ย่อจาก Central Processing Unit ส่วนประกอบนี้ทำหน้าที่รันโปรแกรมควบคุมและจัดการงานด้านเครือข่ายทั้งหมดภายในระบบ จากนั้นคือโมดูลอินพุต/เอาต์พุต (Input/Output modules) ซึ่งเป็นชิ้นส่วนที่ทำงานหนักเหล่านี้ ทำหน้าที่รับสัญญาณจากเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ เครื่องวัดแรงดัน และอุปกรณ์ภาคสนามอื่นๆ แล้วแปลงให้อยู่ในรูปแบบที่คอมพิวเตอร์สามารถเข้าใจได้ นอกจากนี้ยังทำหน้าที่ตรงข้ามด้วย คือส่งสัญญาณไฟฟ้าเพื่อเริ่มการทำงานของมอเตอร์ เปิดวาล์ว หรือกระตุ้นสัญญาณเตือนภัยตามคำสั่งจาก CPU อีกทั้งยังมีหน่วยจ่ายไฟฟ้า ซึ่งถือเป็นสิ่งสำคัญไม่แพ้กัน โดยทั่วไประบบอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ต้องการไฟฟ้ากระแสตรง 24 โวลต์ที่คงที่ เพื่อให้ทุกอย่างทำงานได้อย่างราบรื่น หน่วยจ่ายไฟคุณภาพดีจะมาพร้อมวงจรสำรอง เพื่อป้องกันการหยุดทำงานเมื่อเกิดแรงดันไฟฟ้าตกโดยไม่คาดคิด ในโรงงานที่เครื่องจักรขนาดใหญ่เปิดและปิดอยู่ตลอดเวลา
| การตั้งค่า | ดีที่สุดสําหรับ | ข้อได้เปรียบหลัก |
|---|---|---|
| PLC แบบคงที่ | กระบวนการง่าย ๆ ที่ไม่เปลี่ยนแปลง | ที่ตั้งค่าล่วงหน้า คุ้มค่าต้นทุน |
| PLC แบบโมดูลาร์ | การดำเนินงานที่ปรับขนาดได้ | สามารถปรับแต่ง I/O ได้ผ่านการ์ดเสริม |
| PLC แบบติดตั้งบนแร็ค | ระบบอัตโนมัติขนาดใหญ่ | สถาปัตยกรรมควบคุมแบบรวมศูนย์ |
การเลือกการตั้งค่าที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับความซับซ้อนของกระบวนการ แผนการขยาย และข้อจำกัดด้านพื้นที่
เมื่อพูดถึงระบบควบคุมแบบโมดูลาร์ (PLC) แล้ว อุปกรณ์เหล่านี้สามารถรองรับการขยายช่องต่อสัญญาณขาเข้า-ขาออก (I/O) ได้มากถึง 64 ช่องในรุ่นท็อปของแต่ละรุ่น ซึ่งทำให้มันเหมาะอย่างยิ่งสำหรับระบบที่มีการเติบโตและขยายตัวตามเวลา แต่ในทางกลับกัน PLC แบบคงที่จะช่วยลดค่าใช้จ่ายเบื้องต้นลงได้ประมาณ 30 ถึง 45 เปอร์เซ็นต์สำหรับการติดตั้งขนาดเล็ก แต่เมื่อติดตั้งไปแล้วจะไม่สามารถขยายเพิ่มเติมได้อีก พื้นที่ก็มีความสำคัญเช่นกัน ระบบติดตั้งบนแร็ค (rack mounted) จะใช้พื้นที่ในตู้ควบคุมประมาณสองเท่าของตัวเลือกแบบกะทัดรัด ตามที่ผู้ติดตั้งส่วนใหญ่ที่เราสัมภาษณ์กล่าวมา แต่ประเด็นคือ แม้จะใช้พื้นที่มากกว่า หน่วยงานแบบติดตั้งบนแร็คก็ทำให้การบำรุงรักษาง่ายขึ้นมาก เพราะทุกอย่างอยู่รวมกันอย่างเป็นระเบียบ และช่างเทคนิคสามารถเข้าถึงชิ้นส่วนต่างๆ ได้โดยไม่จำเป็นต้องรื้อผนังหรือตู้ทั้งหมดเพียงเพื่อซ่อมแซมสิ่งเล็กๆ น้อยๆ ชิ้นเดียว
ผู้ผลิตชิ้นส่วนรถยนต์รายใหญ่รายหนึ่งเริ่มใช้ระบบ PLC แบบโมดูลาร์ในสายการผลิตแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าเมื่อปีที่แล้ว การติดตั้งดังกล่าวทำให้สามารถนำหุ่นยนต์เชื่อมเลเซอร์และเซ็นเซอร์ตรวจสอบคุณภาพอัจฉริยะเข้ามาใช้งานได้อย่างค่อยเป็นค่อยไปในช่วงเวลาประมาณสามปี โดยยังคงดำเนินการผลิตในโรงงานได้ตามปกติ แทนที่จะต้องถอดระบบที่เก่าออกทั้งหมด วิธีการนี้ช่วยลดค่าใช้จ่ายในการปรับปรุงเครื่องจักรลงได้เกือบครึ่งหนึ่ง ตามรายงานภายใน ซึ่งเพียงแค่ยอดประหยัดนี้ก็ถือเป็นข้อพิสูจน์ที่ชัดเจนว่าทำไมโซลูชันฮาร์ดแวร์ที่ยืดหยุ่นจึงกำลังกลายเป็นสิ่งสำคัญมากขึ้นในสภาพแวดล้อมการผลิตเทคโนโลยีสูงในปัจจุบัน
การเขียนโปรแกรมควบคุมด้วยคอนโทรลเลอร์แบบโปรแกรมได้ (PLC) โดยพื้นฐานแล้วคือการแปลงสิ่งที่เครื่องจักรต้องทำให้กลายเป็นคำสั่งที่เครื่องสามารถปฏิบัติตามได้จริง ระบบจะรับข้อมูลจากเซนเซอร์แบบเรียลไทม์ เช่น อุณหภูมิของวัตถุหรือการสลับสถานะของสวิตช์เฉพาะตัว และตัดสินใจว่าจะดำเนินการอย่างไรในขั้นตอนถัดไป ตัวอย่างเช่น การเปิดมอเตอร์เมื่อจำเป็น หรือการปิดวาล์วในช่วงเวลาที่เหมาะสม วิศวกรใช้ซอฟต์แวร์พิเศษในการสร้างระบบนี้ตามความต้องการของโรงงาน บางระบบเน้นการเคลื่อนย้ายผลิตภัณฑ์ผ่านสายการบรรจุหีบห่อให้เร็วที่สุด ในขณะที่บางระบบต้องการความแม่นยำสูงสำหรับงานเช่น การประกอบชิ้นส่วนรถยนต์ ซึ่งความผิดพลาดเพียงเล็กน้อยก็มีความสำคัญมาก
การเลือกภาษาการเขียนโปรแกรมมีผลต่อความเร็วในการพัฒนา ความยืดหยุ่น และความสะดวกในการบำรุงรักษา:
การเลือกภาษาควรสอดคล้องกับความเชี่ยวชาญของทีมงานและความซับซ้อนของแอปพลิเคชัน
PLC ทุกตัวทำงานผ่านรอบสแกนอย่างต่อเนื่อง:
การปรับปรุงเวลาสแกน—ซึ่งมักลดลงถึงระดับมิลลิวินาทีในระบบความเร็วสูง—ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการควบคุมที่ตอบสนองและแน่นอน โดยลดความล่าช้าในสภาพแวดล้อมการผลิตที่มีจังหวะเร็ว
การติดตั้งระบบรวมสัญญาณขาเข้าและขาออกให้ทำงานได้ดีนั้นขึ้นอยู่กับการวางสายไฟตั้งแต่เริ่มต้นเป็นหลัก โมดูลแอนะล็อกจะจัดการกับสัญญาณตัวแปรที่เข้ามาจากอุปกรณ์ต่างๆ เช่น เทอร์โมคัปเปิล ในขณะที่โมดูลดิจิทัลจะเชื่อมต่อกับเซนเซอร์แบบเปิด-ปิดต่างๆ รวมถึงสวิตช์ลิมิตที่เราเห็นใช้กันอย่างแพร่หลาย การป้องกันสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) ควรใช้สายเคเบิลแบบเกลียวคู่มีฉนวนหุ้ม (Shielded Twisted Pair) ร่วมกับการแยกสัญญาณแบบกาลวานิก (Galvanic Isolation) ซึ่งจะได้ผลดีที่สุด จากรายงานการวิเคราะห์อุตสาหกรรมเมื่อปีที่แล้ว พบว่าประมาณ 17 เปอร์เซ็นต์ของปัญหาสัญญาณทั้งหมดในโรงงานเกิดจากปัญหา EMI นอกจากนี้อย่าลืมติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันแรงดันกระชาก (Surge Protectors) ซึ่งจำเป็นอย่างยิ่งในการปกป้องส่วนประกอบ PLC อันมีค่าจากการกระชากของกระแสไฟฟ้าที่ไม่คาดคิด และวงจรลัดที่อาจทำให้การดำเนินงานหยุดชะงักลงได้
อุปกรณ์ภาคสนามต่างๆ เช่น เซนเซอร์โฟโต้ อิเล็กทริก วาล์วโซลินอยด์ และอุปกรณ์ VFD ต่างๆ จะเชื่อมต่อกับ PLC ผ่านโมดูล I/O การวิจัยล่าสุดชี้ให้เห็นว่า ปัญหาประมาณร้อยละ 74 ในระบบอัตโนมัติเกิดจากความไม่เข้ากันระหว่างเซนเซอร์และแอคทูเอเตอร์ ซึ่งหมายความว่าการตรวจสอบความเข้ากันได้ของชิ้นส่วนต่างๆ จึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง ตัวอย่างเช่น เซนเซอร์วัดความดัน (pressure transducers) โดยทั่วไปจำเป็นต้องต่อเข้ากับโมดูลอินพุตแบบแอนะล็อกที่ตั้งค่าสำหรับวงจรกระแสไฟฟ้า (current loops) เมื่อจัดการกับสัญญาณ 4 ถึง 20 มิลลิแอมป์ ในขณะที่เซนเซอร์ระยะใกล้ชนิดเหนี่ยวนำส่วนใหญ่สามารถเสียบเข้ากับอินพุตดิจิทัล 24V DC มาตรฐานได้โดยตรง การต่อเชื่อมเหล่านี้ให้ถูกต้องมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความน่าเชื่อถือของระบบ
เมื่อสัญญาณเริ่มทำงานผิดพลาด การต่อพื้นที่ไม่ดีมักเป็นหนึ่งในสาเหตุหลักที่ควรพิจารณาเป็นอันดับแรก วิธีการต่อพื้นแบบจุดดาว (star-point method) จะให้ผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยม เพราะสายเคเบิลที่มีเกราะหุ้มทั้งหมดจะเชื่อมต่อกับจุดเดียวบนโครงรถแทนที่จะต่อแบบอนุกรม (daisy chaining) ผ่านหลายจุด ตามรายงานจาก Industrial Automation Journal เมื่อปีที่แล้ว วิธีนี้สามารถลดปัญหา ground loop ได้ประมาณสองในสาม ส่วนในพื้นที่ที่มีสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้ามาก การเปลี่ยนมาใช้การเชื่อมต่อแบบไฟเบอร์ออปติกระหว่างหน่วย I/O ที่อยู่ไกลกับหน่วยประมวลผลหลัก จะช่วยรักษาความเสถียรของสัญญาณได้อย่างมีประสิทธิภาพ อีกทั้งอย่าลืมเพิ่มแหวนแม่เหล็กเล็กๆ ที่เรียกว่าเฟอไรต์คอร์ (ferrite cores) ลงบนสายอีเทอร์เน็ตด้วย นอกจากนี้ การแยกสายไฟแรงดันสูงออกจากสายควบคุมไปไว้ในท่อร้อยสายคนละเส้นกัน ก็ช่วยได้มากในการรักษาระบบการสื่อสารให้มีความน่าเชื่อถือภายในระบบที่ซับซ้อน
ตามรายงานของ Automation World เมื่อปีที่แล้ว การทดสอบอย่างละเอียดสามารถลดปัญหาการติดตั้งในสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมได้ประมาณสองในสาม ส่วนในการปฏิบัติงานจริงนั้น การจำลองสัญญาณลูปแบบฮาร์ดแวร์มีประสิทธิภาพดีมากในการตรวจสอบการทำงานของระบบควบคุมภายใต้สภาวะจริง ขณะเดียวกัน เทคนิคการวินิจฉัยต่างๆ เช่น การบังคับสถานะขาเข้าหรือขาออก หรือการตั้งจุดหยุดชั่วคราว (breakpoints) สามารถตรวจจับปัญหาเรื่องเวลาทำงานที่ผิดพลาด ซึ่งมักถูกละเลยได้เป็นอย่างดี ยกตัวอย่างเช่น สายการผลิตรถยนต์ บริษัทรถยนต์หลายแห่งจะทำการทดสอบสถานการณ์ขัดข้องต่างๆ นับร้อยรูปแบบ ก่อนที่จะพิจารณาให้สถานีเชื่อมด้วยหุ่นยนต์เข้าสู่โหมดการผลิตเต็มรูปแบบ การดำเนินการเช่นนี้ช่วยให้สามารถตรวจพบข้อผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นเกือบทุกกรณีล่วงหน้า
สถานประกอบการที่ดำเนินงานในพื้นที่เสี่ยงสูง เช่น โรงงานแปรรูปสารเคมี จำเป็นต้องปฏิบัติตามมาตรฐาน SIL 3 สำหรับความสมบูรณ์ด้านความปลอดภัย ซึ่งโดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับการติดตั้งระบบพร้อมโปรเซสเซอร์สำรอง และการกำหนดค่าอินพุต/เอาต์พุตแบบสองช่องสัญญาณ ตัวอย่างเช่น โรงงานผลิตเหล็กแห่งหนึ่งที่เคยประสบปัญหาร้ายแรงจากการติดขัดของระบบลำเลียง ระบบหยุดฉุกเฉินทำงานทันทีเกือบจะในทันที โดยหยุดชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวทั้งหมดภายในเพียง 12 มิลลิวินาที ทำให้สามารถประหยัดความเสียหายของอุปกรณ์ได้ประมาณสองล้านหนึ่งแสนดอลลาร์สหรัฐ เมื่อพูดถึงมาตรการด้านความปลอดภัย การปฏิบัติตามแนวทาง ISO 13849 และ IEC 62061 เป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่ง สิ่งสำคัญที่สุดคือ ขั้นตอนการปิดระบบอย่างฉุกเฉินจะต้องทำงานได้อย่างรวดเร็วพอที่จะตอบสนองต่อสถานการณ์อันตรายได้ภายในเวลาไม่เกิน 100 มิลลิวินาที
| พ.ร.บ. | ความเร็ว | โทปอลิเจีย | กรณีการใช้ในอุตสาหกรรม |
|---|---|---|---|
| Modbus RTU | 19.2 กิโลบิตต่อวินาที | มาสเตอร์-สเลฟ | ระบบควบคุมอุณหภูมิและความชื้น (HVAC), เครือข่ายเซ็นเซอร์รุ่นเก่า |
| PROFIBUS DP | 12 เมกะบิตต่อวินาที | ความเร็วเชิงเส้น | การควบคุมมอเตอร์, วาล์วควบคุมกระบวนการ |
| EtherNet/IP | 100 Mbps | ดาว | ระบบประมวลผลภาพ, การผสานรวมกับระบบ MES |
โปรโตคอลแต่ละชนิดมีข้อดีข้อเสียที่แตกต่างกันในด้านความเร็ว ทอพอโลยี และความสามารถในการเข้ากันได้ ซึ่งส่งผลต่อความเหมาะสมสำหรับการประยุกต์ใช้งานเฉพาะด้าน
เมื่ออุปกรณ์เทคโนโลยีดำเนินงานถูกรวมเข้ากับระบบไอที จะเปิดโอกาสใหม่ๆ สำหรับการบำรุงรักษาเชิงทำนาย (predictive maintenance) ผ่านการไหลต่อเนื่องของข้อมูลจาก PLC เข้าสู่แพลตฟอร์มการวิเคราะห์ข้อมูลบนคลาวด์ การศึกษาเมื่อปีที่แล้วเกี่ยวกับการทำงานในโรงงานแสดงให้เห็นสิ่งที่น่าประทับใจอย่างมาก — โรงงานที่ใช้เครือข่ายแบบรวมสามารถตรวจจับข้อบกพร่องได้เร็วขึ้น 89 เปอร์เซ็นต์ เมื่อนำปัญญาประดิษฐ์มาใช้ในกระบวนการวินิจฉัยแบบเรียลไทม์ อย่างไรก็ตาม การตั้งค่านี้ให้ทำงานได้อย่างถูกต้องไม่ใช่เรื่องง่าย ความปลอดภัยยังคงเป็นข้อกังวลสำคัญ ดังนั้นการใช้งานส่วนใหญ่จำเป็นต้องใช้ช่องทางเครือข่ายส่วนตัวเสมือน (virtual private network) ที่เข้ารหัส ควบคุมการเข้าถึงตามบทบาทของผู้ใช้งาน และใช้เกตเวย์ OPC UA ซึ่งช่วยให้วิศวกรสามารถตรวจสอบสถานะจากระยะไกลได้โดยไม่กระทบต่อเสถียรภาพของเครือข่ายโดยรวม มาตรการด้านความปลอดภัยเหล่านี้อาจดูเหมือนเป็นภาระเพิ่มเติม แต่กลับมีความจำเป็นอย่างยิ่งในการปกป้องข้อมูลอุตสาหกรรมที่มีความละเอียดอ่อน
องค์ประกอบหลักของระบบควบคุม PLC ได้แก่ หน่วยประมวลผลกลาง (CPU), โมดูลอินพุต/เอาต์พุต (I/O) และหน่วยจ่ายไฟ
มี PLC สามประเภทหลัก ได้แก่ Fixed PLC, Modular PLC และ Rack-mounted PLC โดยแต่ละประเภทเหมาะกับการดำเนินงานที่มีขนาดและระดับความซับซ้อนต่างกัน
Ladder Logic ถูกใช้อย่างแพร่หลายเพราะมีลักษณะคล้ายวงจรรีเลย์แบบดั้งเดิม ทำให้เข้าใจได้ง่ายสำหรับช่างไฟฟ้าและช่างเทคนิคด้านการบำรุงรักษา
PLC scan cycle ประกอบด้วยสามขั้นตอน ได้แก่ การสแกนอินพุต การประมวลผลลอจิก และการอัปเดตเอาต์พุต ซึ่งทั้งหมดนี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการประมวลผลและการควบคุมที่มีประสิทธิภาพ
EMI protection มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรวมระบบ I/O เนื่องจากช่วยป้องกันปัญหาสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งอาจก่อให้เกิดปัญหาร้ายแรงในระบบอัตโนมัติ
ลิขสิทธิ์ © 2024 โดย Shenzhen QIDA electronic CO.,ltd
EN