พรีเซ็ตตัวนับแบบไดนามิกใน OpenPLC โดยใช้บล็อกฟังก์ชัน MOVE

เมื่อการทำงานของตรรกะตัวนับเริ่มมีลักษณะเหมือนข้อมูล

บทนำ

ตัวนับ PLC พึ่งพาจำนวนเต็มพรีเซ็ตแบบคงที่ที่ฝังอยู่ในตรรกะแลดเดอร์โดยตรงมาเป็นเวลานาน แนวทางที่ตายตัวนี้ทำงานได้ดีในสายการผลิตที่มีความเสถียร แต่ประสบปัญหาในสภาพแวดล้อมที่ต้องปรับเปลี่ยน ขณะนี้ OpenPLC นำเสนอแนวทางที่ยืดหยุ่นยิ่งขึ้น โดยใช้บล็อกฟังก์ชัน MOVE เพื่อเขียนพฤติกรรมของตัวนับใหม่แบบเรียลไทม์

แทนที่จะสร้างตรรกะใหม่สำหรับการเปลี่ยนแปลงแต่ละชุดผลิตภัณฑ์ วิศวกรสามารถเปลี่ยนค่าพรีเซ็ตแบบไดนามิกได้โดยใช้เหตุการณ์อินพุตอย่างง่าย การเปลี่ยนแปลงนี้ถือเป็นการเปลี่ยนผ่านที่ละเอียดอ่อนแต่สำคัญต่อวิธีที่แพลตฟอร์ม PLC ราคาประหยัดจัดการการกำหนดค่าขณะทำงาน

จากค่าพรีเซ็ตแบบฮาร์ดโค้ดสู่การเคลื่อนย้ายข้อมูลแบบเรียลไทม์

ตัวนับ CTU แบบดั้งเดิมจะฝังค่ารีเซ็ตไว้โดยตรงภายในบล็อกฟังก์ชัน เมื่อคอมไพล์แล้ว ค่าดังกล่าวจะคงที่ เว้นแต่วิศวกรจะแก้ไขและโหลดโปรแกรมใหม่ สิ่งนี้ทำให้เกิดข้อจำกัดในสภาพแวดล้อมที่มีความหลากหลายของผลิตภัณฑ์อยู่บ่อยครั้ง

บล็อกฟังก์ชัน MOVE นำเสนอรูปแบบที่แตกต่างออกไป โดยถือว่าค่าพรีเซ็ตเป็นข้อมูลที่สามารถเคลื่อนย้ายระหว่างรีจิสเตอร์ได้เมื่อถูกทริกเกอร์ด้วยอินพุตภายนอก สิ่งนี้ทำให้ตรรกะแลดเดอร์เข้าใกล้สถาปัตยกรรมที่ขับเคลื่อนด้วยข้อมูลมากขึ้น

MOVE เปลี่ยนสถาปัตยกรรมของตัวนับอย่างไร

ใน OpenPLC MOVE ทำงานเสมือนคำสั่งถ่ายโอนที่ควบคุมระหว่างตัวแปร ปุ่มกดสามารถเปิดใช้งานอินพุต Enable เพื่อให้ค่าจำนวนเต็มค่าหนึ่งเขียนทับอีกค่าหนึ่งได้ สิ่งนี้สร้างสะพานเชื่อมแบบเรียลไทม์ระหว่างการทำงานของผู้ปฏิบัติงานกับการกำหนดค่าตัวนับ

ค่าพรีเซ็ตจะไม่อยู่ภายในบล็อกตัวนับอีกต่อไป แต่ค่าดังกล่าวจะอยู่ในแท็กแยกต่างหาก ซึ่งสามารถอัปเดตได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนโครงสร้างตรรกะ การแยกส่วนนี้ช่วยเพิ่มความสะดวกในการบำรุงรักษาโปรแกรมแลดเดอร์ที่ซับซ้อน

การสร้างพฤติกรรมตัวนับแบบปรับเปลี่ยนได้ในทางปฏิบัติ

การเชื่อมต่ออินพุต ตรรกะ MOVE และบล็อก CTU

การใช้งานทั่วไปคือใช้ปุ่มกดอินพุตเพื่อทริกเกอร์การทำงานของ MOVE แท็กต้นทางเก็บค่าพรีเซ็ตที่ต้องการ ขณะที่ปลายทางป้อนค่าให้กับอินพุต PV ของ CTU ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานกำหนดค่าขีดจำกัดการนับใหม่ได้ระหว่างการทำงาน

เมื่อทำงานร่วมกับตัวนับเพิ่ม ระบบจะตอบสนองได้อย่างรวดเร็ว แต่ละชุดผลิตภัณฑ์สามารถมีตรรกะการนับเป็นของตนเองได้โดยไม่ต้องแก้ไขโครงสร้างแลดเดอร์หลัก

ความยืดหยุ่นขณะทำงานในระบบควบคุมจริง

หลังติดตั้งใช้งานแล้ว ผู้ปฏิบัติงานสามารถปรับพฤติกรรมของค่าพรีเซ็ตได้โดยใช้อินพุตทางกายภาพ เช่น สวิตช์หรือคำสั่งจาก HMI PLC เพียงดำเนินการเคลื่อนย้ายข้อมูล ขณะที่ตรรกะยังคงเดิม ช่วยลดเวลาหยุดทำงานที่เกี่ยวข้องกับรอบการเขียนโปรแกรมใหม่

ทั้งในการจำลองและการใช้งานฮาร์ดแวร์จริง แนวทางนี้แสดงให้เห็นถึงการทำงานที่คาดการณ์ได้และมีความแน่นอน ตัวนับจะตอบสนองทันทีเมื่อค่าพรีเซ็ตได้รับการอัปเดต

เหตุใดการจัดการข้อมูลจึงกำลังเปลี่ยนโฉมตรรกะแบบแลดเดอร์

การเขียนโปรแกรม PLC สมัยใหม่มองตรรกะและข้อมูลเป็นเลเยอร์ที่แยกจากกันมากขึ้น การแยกส่วนนี้ช่วยให้บล็อกฟังก์ชันอย่าง MOVE สามารถกำหนดพฤติกรรมของระบบใหม่ได้โดยไม่ต้องเขียนลำดับการควบคุมใหม่

แพลตฟอร์มต่าง ๆ เช่น OpenPLC สะท้อนการเปลี่ยนแปลงในอุตสาหกรรมที่กว้างขึ้นไปสู่ระบบอัตโนมัติที่กำหนดด้วยซอฟต์แวร์ แนวคิดที่คล้ายกันนี้ปรากฏในระบบนิเวศขนาดใหญ่ขึ้น เช่น ระบบ PLC และ PAC

เมื่อระบบขยายตัว แนวทางนี้ช่วยลดภาระงานด้านวิศวกรรมและเพิ่มความคล่องตัวในการกำหนดค่า แนวทางนี้ยังสอดคล้องกับกลยุทธ์ระบบอัตโนมัติแบบโมดูลที่พบในสถาปัตยกรรมแบบกระจาย

ทิศทางอุตสาหกรรม: สู่ชั้นการควบคุมที่กำหนดค่าใหม่ได้

ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมกำลังมุ่งไปสู่ตรรกะการควบคุมที่กำหนดค่าใหม่ได้อย่างต่อเนื่อง แทนที่จะใช้ไดอะแกรมแลดเดอร์แบบคงที่ ปัจจุบันวิศวกรออกแบบระบบที่ปรับตัวได้ผ่านการอัปเดตข้อมูล

การพัฒนานี้ช่วยให้เปลี่ยนรุ่นการผลิตได้รวดเร็วขึ้น และทำให้การทำงานของเครื่องจักรตอบสนองได้ดียิ่งขึ้น นอกจากนี้ยังช่วยเตรียมระบบนิเวศของ PLC ให้พร้อมสำหรับการผสานรวมกับแพลตฟอร์มการประสานงานระดับสูง

เรายังเห็นแนวโน้มความยืดหยุ่นที่คล้ายกันในระบบนิเวศของผู้ผลิต เช่น แพลตฟอร์ม ControlLogix ซึ่งการออกแบบโดยใช้แท็กช่วยให้ปรับเปลี่ยนได้ขณะรันไทม์

มุมมองของผู้เขียน

บล็อกฟังก์ชัน MOVE อาจดูเรียบง่าย แต่สะท้อนการเปลี่ยนแปลงเชิงโครงสร้างในแนวคิดเกี่ยวกับ PLC ด้วยการแยกการเคลื่อนย้ายข้อมูลออกจากตรรกะการควบคุม วิศวกรจึงมีวิธีออกแบบระบบอัตโนมัติที่เป็นโมดูลมากขึ้น

แนวทางนี้ไม่ได้เข้ามาแทนที่ตัวนับแบบดั้งเดิม แต่แนวทางนี้ขยายขีดความสามารถของระบบไปสู่รูปแบบการประมวลผลที่มีความยืดหยุ่นมากขึ้น ซึ่งเหมาะกับความผันผวนของการผลิตสมัยใหม่

จากมุมมองด้านวิศวกรรมระบบ นี่คือจุดที่สภาพแวดล้อม PLC แบบโลว์โค้ดเริ่มมีลักษณะคล้ายแพลตฟอร์มซอฟต์แวร์อุตสาหกรรม มากกว่าตัวควบคุมแบบตายตัว

Ethan Caldwell นักวิเคราะห์อุตสาหกรรม | ประสบการณ์ 14 ปีด้านระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมและสถาปัตยกรรมการควบคุม อดีตวิศวกรโครงการที่ดูแลการติดตั้ง Siemens S7 และ Emerson DeltaV โดยมุ่งเน้นกลยุทธ์การปรับปรุงระบบ PLC ให้ทันสมัย