บทเรียนชุด TRi PLC Fx: เริ่มต้นกับการเขียนโปรแกรม Ladder Logic และการตั้งค่าฮาร์ดแวร์

Triangle Research International นำเสนอแนวทางที่ไม่เหมือนใครสำหรับระบบควบคุมด้วย PLC ซีรีส์ Fx แบบบอร์ดเปิด ในบทแนะนำเชิงปฏิบัตินี้ เราจะสอนพื้นฐานการเชื่อมต่อ การเดินสาย และการเขียนโปรแกรมคอนโทรลเลอร์เหล่านี้ ตั้งแต่การตั้งค่าฮาร์ดแวร์จนถึงการดาวน์โหลดโปรแกรมง่าย ๆ ผ่านการสื่อสารแบบอนุกรม คู่มือนี้เป็นจุดเริ่มต้นที่ใช้งานได้จริงสำหรับวิศวกรที่สำรวจแพลตฟอร์ม PLC ที่ปรับแต่งได้สำหรับการใช้งาน OEM และระบบอัตโนมัติฝังตัว

แม้ว่าบอร์ด PCB ที่เปิดเผยอาจดูไม่คุ้นเคยสำหรับวิศวกรหลายคนในอุตสาหกรรมระบบอัตโนมัติและการควบคุม แต่ PLC คืออุปกรณ์ที่ทำงานฟังก์ชันตรรกะโดยใช้อินพุตและเอาต์พุตที่โต้ตอบกับโลกจริง การออกแบบ PLC มีความหลากหลายทั้งในระดับการป้องกันและความทนทานต่อสภาพแวดล้อม แต่ฟังก์ชันหลักยังคงเหมือนกันในทุกระบบ

Fx Series PLC คืออะไร?

Mitsubishi Electric Fx Series PLC มีฟังก์ชันส่วนใหญ่ที่จำเป็นสำหรับโครงการตั้งแต่การควบคุมเครื่องจักรง่าย ๆ ไปจนถึงระบบอัตโนมัติที่ซับซ้อนปานกลาง คอนโทรลเลอร์เหล่านี้มักมีพอร์ตสื่อสาร Ethernet, RS-232, RS-485 คู่ และ I/O ทั้งดิจิทัลและอนาล็อก ขึ้นอยู่กับรุ่น

จำนวนจุด I/O สามารถขยายได้โดยใช้เครือข่าย Modbus ทำให้ระบบมีความยืดหยุ่นสำหรับการใช้งานระบบอัตโนมัติในอุตสาหกรรมที่ขยายตัวได้

บทแนะนำนี้ใช้รุ่น Fx2424 ซึ่งมี:

• อินพุตดิจิทัล 24 ช่อง
• เอาต์พุตดิจิทัล 24 ช่อง
• อินพุตอนาล็อก 8 ช่อง
• เอาต์พุตอนาล็อก 4 ช่อง

ลักษณะทางเทคนิคที่สำคัญสำหรับโปรแกรมเมอร์ ได้แก่:

• อินพุตดิจิทัลเป็นแบบ ซอร์ส ต้องใช้เซ็นเซอร์หรือสวิตช์ซิงก์ (NPN) ที่เชื่อมต่อกับ 0 VDC
• อินพุตรับพลังงานภายในจากแหล่งจ่ายไฟ 24 VDC และไม่ต้องการขั้วร่วมแยกต่างหาก
• เอาต์พุตดิจิทัลเป็นแบบ ซิงก์ หมายความว่าอุปกรณ์โหลดต้องได้รับพลังงานจากภายนอก
• อนาล็อก I/O รองรับสัญญาณ 0–5 V โดยมีตัวต้านทานเครือข่ายเสริมที่เปิดใช้งานอุปกรณ์ 0–10 V หรือ 4–20 mA ได้

การตั้งค่าฮาร์ดแวร์โครงการ

บทแนะนำเบื้องต้นนี้ใช้การกำหนดค่าที่เรียบง่ายประกอบด้วยอุปกรณ์อินพุตหนึ่งตัวและอุปกรณ์เอาต์พุตหนึ่งตัวเชื่อมต่อผ่านอินเทอร์เฟซการสื่อสาร RS-232 ฮาร์ดแวร์ที่ต้องใช้ประกอบด้วย:

• คอนโทรลเลอร์ TRi PLC ซีรีส์ Fx
• แหล่งจ่ายไฟอุตสาหกรรม 24 VDC
• สายแปลง USB-to-Serial
• สวิตช์เลือก (อุปกรณ์อินพุต)
• รีเลย์กลไก (อุปกรณ์เอาต์พุต)
• การเดินสายมาตรฐาน

ขั้นตอนที่ 1: จ่ายไฟให้คอนโทรลเลอร์

เชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟ 24 VDC กับหัวต่อพาวเวอร์อินพุตที่ระบุ +24 V และ 0 V ตรวจสอบว่าไฟ LED แสดงสถานะพลังงานติดก่อนดำเนินการต่อ

ขั้นตอนที่ 2: เชื่อมต่อสวิตช์อินพุต

เนื่องจากอินพุตเป็นแบบซอร์ส ให้เชื่อมสายจากขั้ว 0 V ของแหล่งจ่ายไฟไปยังสวิตช์ จากนั้นเชื่อมด้านเอาต์พุตของสวิตช์ไปยังขั้ว 1 บนบล็อกขั้วอินพุต

หาก PLC และสวิตช์ใช้แหล่งจ่ายไฟต่างกัน ให้แน่ใจว่าแหล่งจ่ายไฟทั้งสองมีการเชื่อมต่ออ้างอิง 0 V ร่วมกัน

ขั้นตอนที่ 3: เชื่อมต่อรีเลย์เอาต์พุต

เนื่องจากเอาต์พุตเป็นแบบซิงก์ ให้เชื่อมขดลวดรีเลย์กับ +24 VDC จากนั้นเชื่อมอีกด้านของขดลวดรีเลย์กับขั้วเอาต์พุต 1 บน PLC

ขั้วเอาต์พุตร่วมต้องเชื่อมต่อกับขั้ว 0 V ของแหล่งจ่ายไฟโหลดเพื่อให้วงจรสมบูรณ์

ซอฟต์แวร์โปรแกรมมิ่ง PLC

PLC ซีรีส์ Fx ใช้ซอฟต์แวร์โปรแกรมมิ่ง i-TRiLOGI ติดตั้งซอฟต์แวร์ตามคำแนะนำของผู้ผลิตก่อนเชื่อมต่อคอนโทรลเลอร์

ซอฟต์แวร์มีสภาพแวดล้อมการเขียนโปรแกรมลอจิกบันไดที่ใช้สร้าง แก้ไข และดาวน์โหลดโปรแกรมไปยัง PLC

การเชื่อมต่อกับ PLC โดยใช้การสื่อสารแบบอนุกรม

บทแนะนำนี้ใช้การเชื่อมต่ออนุกรม RS-232 แทน Ethernet เชื่อมต่อสาย USB-to-Serial ระหว่างคอมพิวเตอร์กับพอร์ตสื่อสารของ PLC

หลังจากเชื่อมต่อสาย ระบบปฏิบัติการจะกำหนดหมายเลขพอร์ต COM ตรวจสอบหมายเลขพอร์ตที่กำหนดโดยใช้ตัวจัดการอุปกรณ์

ในซอฟต์แวร์โปรแกรมมิ่ง:

• เปิดเมนู Controller
• เลือก เชื่อมต่อกับเซิร์ฟเวอร์
• เลือกพอร์ตอนุกรม/USB
• กำหนดค่าพอร์ต COM ให้ถูกต้อง
• คลิก เปิดพอร์ต

หากการเชื่อมต่อสำเร็จ ซอฟต์แวร์จะแสดงข้อความยืนยันว่าการสื่อสารกับ PLC ได้ถูกตั้งขึ้นแล้ว

การเขียนโปรแกรมลอจิกบันไดอย่างง่าย

การเขียนโปรแกรมลอจิกบันไดเริ่มต้นด้วยการสร้างรันก์ที่กำหนดความสัมพันธ์ระหว่างเงื่อนไขอินพุตและการกระทำเอาต์พุต ในตัวอย่างนี้ สวิตช์ควบคุมเอาต์พุตรีเลย์

ขั้นตอนการเขียนโปรแกรมประกอบด้วย:

• สร้างคอนแทคแบบปกติเปิดที่แทนอุปกรณ์อินพุต
• เพิ่มขดลวดเอาต์พุตที่แทนรีเลย์
• กำหนดที่อยู่ I/O ให้กับอุปกรณ์ทั้งสอง

โปรแกรมลอจิกบันไดที่ได้จะทำหน้าที่ควบคุมอย่างง่าย: เมื่อสวิตช์ถูกเปิด รีเลย์จะทำงาน

การดาวน์โหลดโปรแกรมไปยัง PLC

หลังจากเขียนโปรแกรมลอจิกบันไดเสร็จ ให้โอนโปรแกรมไปยัง PLC โดยใช้ฟังก์ชันดาวน์โหลดโปรแกรม

ขั้นตอนการโอนประกอบด้วย:

• เลือกตัวควบคุม
• เลือกโอนโปรแกรมไปยัง PLC
• ยืนยันพอร์ตการสื่อสาร
• เริ่มกระบวนการดาวน์โหลด

หากการโอนข้อมูลเสร็จสมบูรณ์ PLC จะเริ่มทำงานโปรแกรมใหม่ทันที

ขั้นตอนถัดไปในการเขียนโปรแกรม PLC

ตัวอย่างนี้แสดงโปรแกรมลอจิกบันไดที่ง่ายที่สุดโดยใช้ PLC ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม ในระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรมจริง มักจะมีการใช้งานฟังก์ชันเพิ่มเติม เช่น:

• การประมวลผลสัญญาณแอนะล็อก
• คำสั่งตัวจับเวลาและตัวนับ
• การสื่อสารเครือข่าย
• การตรวจสอบสัญญาณเตือนและข้อผิดพลาด
• การบันทึกข้อมูลและการวินิจฉัยระบบ

การเข้าใจฟีเจอร์ขั้นสูงเหล่านี้ช่วยให้นักวิศวกรสามารถสร้างระบบอัตโนมัติที่เชื่อถือได้และขยายตัวได้สำหรับการผลิต บรรจุภัณฑ์ การจัดการวัสดุ และการควบคุมกระบวนการ

เกี่ยวกับผู้เขียน

แดเนียล เฉิน เป็นวิศวกรอัตโนมัติอุตสาหกรรมอาวุโสที่มีประสบการณ์จริงมากกว่า 15 ปีในด้านการเขียนโปรแกรม PLC ระบบควบคุมอุตสาหกรรม และโครงการอัตโนมัติในโรงงาน เขาได้ออกแบบและติดตั้งโซลูชันอัตโนมัติในอุตสาหกรรมการผลิต บรรจุภัณฑ์ และการจัดการวัสดุ

ความเชี่ยวชาญทางเทคนิคของเขารวมถึงการพัฒนาลอจิกบันได การเดินสายภาคสนาม โปรโตคอลการสื่อสารในอุตสาหกรรม และการแก้ไขปัญหาระบบควบคุมที่ใช้ PLC เขามุ่งเน้นวิธีวิศวกรรมที่ใช้งานได้จริงซึ่งช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือของระบบ ทำให้ง่ายต่อการบำรุงรักษา และสนับสนุนการดำเนินงานในอุตสาหกรรมระยะยาว