เบื่อกับการหลงทางในการเลือก PLC หรือยัง? ปฏิบัติตามหลักการปฏิบัติ 8 ข้อนี้เพื่อตัดสินใจเลือกสิ่งที่ถูกต้อง!
เบื่อกับการหลงทางในการเลือก PLC หรือยัง? ปฏิบัติตามหลักการปฏิบัติ 8 ข้อนี้เพื่อตัดสินใจเลือกสิ่งที่ถูกต้อง!
เบื่อกับการหลงทางในการเลือก PLC หรือยัง? ปฏิบัติตามหลักการปฏิบัติ 8 ข้อนี้เพื่อตัดสินใจเลือกสิ่งที่ถูกต้อง!
ก่อนที่จะเลือก PLC ขั้นตอนแรกคือการกำหนดความต้องการของระบบ เมื่อชัดเจนแล้ว คุณสามารถเลือกผู้ผลิตและรุ่นได้ แต่คุณจะตัดสินใจเรื่องเหล่านี้ได้อย่างไร? บทความนี้ให้คำแนะนำโดยละเอียดเพื่อช่วยคุณเลือก PLC ที่ตรงกับความต้องการของคุณมากที่สุด ครอบคลุมผู้ผลิต รุ่น จุด I/O และฟังก์ชันการควบคุม
1. ผู้ผลิต PLC
ในการพิจารณาผู้ผลิต PLC ควรพิจารณาปัจจัยสำคัญ เช่น ความต้องการของผู้ใช้ ความคุ้นเคยของนักออกแบบกับแบรนด์ต่างๆ ความเข้ากันได้ของผลิตภัณฑ์ที่รองรับ และการสนับสนุนด้านเทคนิค โดยทั่วไปแล้วผลิตภัณฑ์จากบริษัทต่างประเทศรายใหญ่มีความน่าเชื่อถือ สำหรับอุปกรณ์ขนาดเล็กที่เป็นอิสระหรือระบบควบคุมที่เรียบง่าย PLC ของญี่ปุ่นมักจะให้ความคุ้มค่าที่ดีกว่า สำหรับระบบขนาดใหญ่ที่มีข้อกำหนดด้านเครือข่ายและการสื่อสารสูง PLC อุตสาหกรรมจากยุโรปและสหรัฐอเมริกามีแนวโน้มที่จะได้เปรียบมากกว่าเนื่องจากมีความสามารถในการสื่อสารที่เหนือกว่า
สำหรับอุตสาหกรรมเฉพาะทาง เช่น โลหะวิทยาหรือยาสูบ ขอแนะนำให้เลือกระบบ PLC ที่มีประสิทธิภาพที่ได้รับการพิสูจน์แล้วและมีประวัติที่เชื่อถือได้ในภาคส่วนเหล่านั้น
2. จุดอินพุต/เอาท์พุต (I/O)
จำนวนจุด I/O เป็นพารามิเตอร์พื้นฐานของ PLC ในการกำหนดจุด I/O ที่ต้องการ ให้คำนวณจำนวนจุด I/O ทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับอุปกรณ์ควบคุมของคุณ โดยทั่วไป คุณควรรวมระยะขอบ 10% ถึง 20% สำหรับความสามารถในการขยายขนาด เมื่อสั่งซื้อ ควรทำการปรับเปลี่ยนตามคุณลักษณะผลิตภัณฑ์ PLC ของผู้ผลิตด้วย
3. ความจุ
ความจุในการจัดเก็บข้อมูลของ PLC หมายถึงหน่วยจัดเก็บข้อมูลฮาร์ดแวร์ที่มีให้ ความจุของโปรแกรมซึ่งเป็นพื้นที่เก็บข้อมูลที่ใช้จริงสำหรับแอปพลิเคชันของผู้ใช้นั้นน้อยกว่าความจุรวม เนื่องจากไม่ทราบความจุของโปรแกรมในระหว่างขั้นตอนการออกแบบ (ก่อนที่จะเขียนโปรแกรมแอปพลิเคชันผู้ใช้) จึงประมาณตามความจุของพื้นที่เก็บข้อมูล สูตรการประมาณค่าทั่วไปคือ: (จำนวนจุด I/O ดิจิทัล × 10–15) + (จำนวนจุด I/O อะนาล็อก × 100) = จำนวนคำทั้งหมด (16 บิตต่อคำ) โดยมีระยะขอบเพิ่มเติม 25%
4. ฟังก์ชั่นการควบคุม
เมื่อเลือก PLC ให้พิจารณาคุณลักษณะที่สำคัญต่อไปนี้: ฟังก์ชันการคำนวณ ฟังก์ชันควบคุม ความสามารถในการสื่อสาร คุณสมบัติการเขียนโปรแกรม เครื่องมือวินิจฉัย และความเร็วในการประมวลผล
ฟังก์ชันการคำนวณ
โดยทั่วไป PLC พื้นฐานจะสนับสนุนการดำเนินการเชิงตรรกะ การกำหนดเวลา และการนับ PLC ระดับกลางยังมีฟังก์ชันการขยับข้อมูลและการเปรียบเทียบอีกด้วย ฟังก์ชันการคำนวณขั้นสูง เช่น การดำเนินการเกี่ยวกับพีชคณิตและการส่งข้อมูล เป็นเรื่องปกติใน PLC ขนาดใหญ่ PLC ระดับไฮเอนด์ยังรองรับการทำงานของ PID สำหรับการควบคุมแบบอะนาล็อกและการคำนวณขั้นสูงอื่นๆ สถานการณ์ส่วนใหญ่ต้องการเพียงการดำเนินการทางตรรกะและการกำหนดเวลา/การนับเท่านั้น ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับแอปพลิเคชัน ในขณะที่สถานการณ์อื่นๆ อาจจำเป็นต้องมีการถ่ายโอนและการเปรียบเทียบข้อมูล
ฟังก์ชั่นการควบคุม
ฟังก์ชันการควบคุมประกอบด้วยการควบคุม PID การชดเชยการป้อนไปข้างหน้า การควบคุมอัตราส่วน ฯลฯ PLC ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการควบคุมลอจิกตามลำดับ ในหลายกรณี ตัวควบคุมแบบวงเดียวหรือหลายวงจะจัดการกับงานการควบคุมแบบอะนาล็อก สำหรับฟังก์ชันการควบคุมที่ซับซ้อน โมดูลอินพุต/เอาท์พุตอัจฉริยะ (เช่น หน่วย PID หรือตัวนับความเร็วสูง) สามารถเพิ่มความเร็วในการประมวลผลและประหยัดหน่วยความจำ
ฟังก์ชั่นการสื่อสาร
ระบบ PLC ขนาดกลางถึงขนาดใหญ่ควรรองรับฟิลด์บัสหลายตัวและโปรโตคอลการสื่อสารมาตรฐาน (เช่น TCP/IP) และควรสามารถเชื่อมต่อกับเครือข่ายการจัดการโรงงานได้เมื่อจำเป็น อินเทอร์เฟซการสื่อสารควรมีพอร์ตอนุกรม/ขนาน อีเธอร์เน็ตอุตสาหกรรม ฯลฯ เพื่อความซ้ำซ้อนและความน่าเชื่อถือ บัสการสื่อสารควรเป็นไปตามมาตรฐานสากลและตรงตามข้อกำหนดด้านระยะทาง
ฟังก์ชั่นการเขียนโปรแกรม
โปรแกรม PLCmming สามารถทำได้แบบออฟไลน์ (CPU ที่ใช้ร่วมกันระหว่าง PLC และโปรแกรมเมอร์) หรือออนไลน์ (CPU แยกสำหรับ PLC และโปรแกรมเมอร์) ภาษาโปรแกรมมาตรฐานห้าภาษา ได้แก่ Sequential Function Chart (SFC), Ladder Diagram (LD), Function Block Diagram (FBD), Instruction List (IL) และ Structured Text (ST) ตามหลักการแล้ว PLC ควรสนับสนุนภาษาเพิ่มเติม เช่น C หรือ Basic สำหรับแอปพลิเคชันเฉพาะทาง
ฟังก์ชั่นการวินิจฉัย
การวินิจฉัย PLC ครอบคลุมทั้งฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ การวินิจฉัยฮาร์ดแวร์จะระบุข้อผิดพลาดผ่านการตรวจสอบเชิงตรรกะ ในขณะที่การวินิจฉัยซอฟต์แวร์จะรวมถึงการตรวจสอบภายใน (เกี่ยวกับประสิทธิภาพ) และภายนอก (เกี่ยวกับการสื่อสาร) ความสามารถในการวินิจฉัยที่แข็งแกร่งช่วยลดเวลาการบำรุงรักษาและข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับผู้ปฏิบัติงาน
ความเร็วในการประมวลผล
ความเร็วในการประมวลผล PLC ส่งผลต่อประสิทธิภาพแบบเรียลไทม์ หากระยะเวลาของสัญญาณสั้นกว่ารอบการสแกนของ PLC สัญญาณอาจพลาดไป ความเร็วในการประมวลผลขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น ความยาวของโปรแกรมและความสามารถของ CPU PLC สมัยใหม่จัดการคำสั่งไบนารี่ได้ภายใน 0.2–0.4 ไมโครวินาที ซึ่งตรงตามข้อกำหนดการควบคุมความเร็วสูง รอบการสแกนควรเป็น ≤0.5ms/K สำหรับ PLC ขนาดเล็กและ ≤0.2ms/K สำหรับระบบขนาดใหญ่
5. ประเภท PLC
PLC แบ่งออกเป็นประเภทแบบรวมและแบบโมดูลาร์ PLC แบบรวมมีจุด I/O ที่จำกัดและคงที่ ทำให้เหมาะสำหรับระบบควบคุมขนาดเล็ก (เช่น Siemens S7-200, Mitsubishi FX series) PLC แบบโมดูลาร์นำเสนอการกำหนดค่า I/O ที่ยืดหยุ่นผ่านโมดูลที่สับเปลี่ยนได้ และเหมาะสำหรับระบบขนาดใหญ่ (เช่น Siemens S7-300/S7-400, Mitsubishi Q series)
6. การเลือกโมดูล
โมดูล I/O ดิจิตอล
โมดูล I/O ดิจิตอลแตกต่างกันไปในข้อกำหนด (เช่น เอาต์พุตรีเลย์ เอาต์พุตทรานซิสเตอร์) และจุด I/O (8, 16, 32 จุด) เอาต์พุตรีเลย์มีความคุ้มค่า แต่มีอายุการใช้งานสั้นกว่า ในขณะที่เอาต์พุตไทริสเตอร์จะเร็วกว่าแต่มีราคาแพงกว่า การเลือกควรสอดคล้องกับข้อกำหนดการใช้งาน
โมดูล I/O แบบอะนาล็อก
โมดูลอินพุตแบบอะนาล็อกจัดการสัญญาณ เช่น กระแส 4–20mA หรือแรงดันไฟฟ้า 0–10V โมดูลเอาต์พุตแบบอะนาล็อกให้สัญญาณกระแสหรือแรงดันไฟฟ้าในทำนองเดียวกัน โมดูลแตกต่างกันไปตามจำนวนช่อง (2, 4, 8 ช่อง) และควรเลือกตามความต้องการเฉพาะ
โมดูลฟังก์ชัน
โมดูลฟังก์ชันประกอบด้วยการสื่อสาร การกำหนดตำแหน่ง เอาต์พุตพัลส์ การนับความเร็วสูง การควบคุม PID และโมดูลควบคุมอุณหภูมิ เมื่อเลือก ให้พิจารณาความเข้ากันได้ทั้งฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์
7. ฟังก์ชั่นความซ้ำซ้อน
สำหรับการใช้งานที่สำคัญ สามารถใช้ระบบสำรองสำหรับหน่วยควบคุม (เช่น ระบบสำรอง 1B1 สำหรับ CPU และแหล่งจ่ายไฟ) และอินเทอร์เฟซ I/O การกำหนดค่าซ้ำซ้อนช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือของระบบ
8. กฎทั่วไป
เมื่อกำหนดประเภทและข้อกำหนดของ PLC อย่างกว้างๆ แล้ว ให้กำหนดข้อกำหนดพื้นฐานและพารามิเตอร์ของแต่ละส่วนประกอบตามข้อกำหนดในการควบคุม เมื่อเลือกโมดูล ให้จัดลำดับความสำคัญ:
- ประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจ: สร้างสมดุลระหว่างอัตราส่วนต้นทุนต่อประสิทธิภาพ ความสามารถในการขยาย และความง่ายในการดำเนินงาน
- ใช้งานง่าย: ลดความซับซ้อนของการออกแบบและลดองค์ประกอบการควบคุมภายนอก
- การกำหนดมาตรฐาน: ใช้โมดูลที่เหมือนกันเพื่อลดความยุ่งยากในการจัดซื้อและการบำรุงรักษา
- ความเข้ากันได้: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าส่วนประกอบทั้งหมดเข้ากันได้ โดยหลักการแล้วควรมาจากผู้ผลิตรายเดียวกัน