Triangle Research International นำเสนอแนวทางเฉพาะสำหรับระบบควบคุมด้วย PLC ซีรีส์ Fx แบบแผงวงจรเปิด ในบทช่วยสอนเชิงปฏิบัตินี้ เราจะอธิบายพื้นฐานของการเชื่อมต่อ การเดินสาย และการเขียนโปรแกรมคอนโทรลเลอร์รุ่นนี้ ตั้งแต่การตั้งค่าฮาร์ดแวร์ไปจนถึงการดาวน์โหลดโปรแกรมง่าย ๆ ผ่านการสื่อสารแบบอนุกรม คู่มือนี้เป็นจุดเริ่มต้นเชิงปฏิบัติสำหรับวิศวกรที่ต้องการสำรวจแพลตฟอร์ม PLC ที่ปรับแต่งได้สำหรับการใช้งานแบบ OEM และระบบอัตโนมัติแบบฝังตัว

แม้แผงวงจรพิมพ์ที่เปิดโล่งอาจดูไม่คุ้นตาสำหรับวิศวกรจำนวนมากในอุตสาหกรรมระบบอัตโนมัติและระบบควบคุม แต่ PLC ก็คืออุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ประมวลผลลอจิกโดยใช้อินพุตและเอาต์พุตที่โต้ตอบกับโลกจริง การออกแบบ PLC มีระดับการป้องกันและความทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันอย่างมาก แต่ฟังก์ชันหลักยังคงเหมือนกันในทุกระบบ

PLC ซีรีส์ Fx คืออะไร

PLC ซีรีส์ Fx ของ Mitsubishi Electric มีฟังก์ชันส่วนใหญ่ที่จำเป็นสำหรับโครงการตั้งแต่การควบคุมเครื่องจักรแบบง่ายไปจนถึงระบบอัตโนมัติที่มีความซับซ้อนปานกลาง โดยทั่วไปคอนโทรลเลอร์เหล่านี้มี Ethernet, RS-232, พอร์ตสื่อสาร RS-485 แบบคู่ และ I/O แบบดิจิทัลและแอนะล็อก ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับรุ่น

สามารถขยายจำนวนจุด I/O ได้โดยใช้เครือข่าย Modbus ทำให้ระบบมีความยืดหยุ่นและเหมาะสำหรับการประยุกต์ใช้ระบบอัตโนมัติในอุตสาหกรรมที่สามารถขยายขนาดได้

บทช่วยสอนนี้ใช้รุ่น Fx2424 ซึ่งมี:

• อินพุตดิจิทัล 24 ช่อง
• เอาต์พุตดิจิทัล 24 ช่อง
• อินพุตแอนะล็อก 8 ช่อง
• เอาต์พุตแอนะล็อก 4 ช่อง

คุณลักษณะทางเทคนิคที่สำคัญสำหรับโปรแกรมเมอร์ ได้แก่:

• อินพุตดิจิทัลเป็นแบบ จ่ายกระแส จึงต้องใช้เซนเซอร์หรือสวิตช์แบบซิงก์กระแส (NPN) ที่เชื่อมต่อกับ 0 VDC
• อินพุตรับพลังงานไฟฟ้าภายในจากแหล่งจ่าย 24 VDC และไม่จำเป็นต้องมีขั้วคอมมอนแยกต่างหาก
• เอาต์พุตดิจิทัลเป็นแบบ ซิงก์กระแส ซึ่งหมายความว่าอุปกรณ์โหลดต้องได้รับพลังงานจากภายนอก
• อินพุต/เอาต์พุตแบบแอนะล็อกรองรับสัญญาณ 0–5 V โดยสามารถใช้เครือข่ายตัวต้านทานเสริมเพื่อรองรับอุปกรณ์ 0–10 V หรือ 4–20 mA ได้

การตั้งค่าฮาร์ดแวร์ของโครงการ

บทช่วยสอนเบื้องต้นนี้ใช้การกำหนดค่าอย่างง่าย ซึ่งประกอบด้วยอุปกรณ์อินพุตหนึ่งตัวและอุปกรณ์เอาต์พุตหนึ่งตัวที่เชื่อมต่อผ่านอินเทอร์เฟซการสื่อสาร RS-232 ฮาร์ดแวร์ที่ต้องใช้มีดังนี้:

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

ขั้นตอนที่ 1: จ่ายไฟให้คอนโทรลเลอร์

เชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟ 24 VDC เข้ากับเฮดเดอร์อินพุตไฟที่ระบุว่า +24 V และ 0 V ตรวจสอบว่าไฟ LED แสดงสถานะการจ่ายไฟติดสว่างก่อนดำเนินการต่อ

ขั้นตอนที่ 2: เชื่อมต่อสวิตช์อินพุต

เนื่องจากอินพุตเป็นแบบซอร์สซิง ให้ต่อสายจากขั้ว 0 V ของแหล่งจ่ายไฟไปยังสวิตช์ จากนั้นเชื่อมต่อด้านเอาต์พุตของสวิตช์เข้ากับขั้ว 1 บนแผงขั้วอินพุต

หาก PLC และสวิตช์ใช้แหล่งจ่ายไฟคนละชุด ตรวจสอบให้แน่ใจว่าแหล่งจ่ายไฟทั้งสองชุดใช้จุดอ้างอิง 0 V ร่วมกัน

ขั้นตอนที่ 3: เชื่อมต่อรีเลย์เอาต์พุต

เนื่องจากเอาต์พุตเป็นแบบซิงกิง ให้เชื่อมต่อคอยล์รีเลย์กับ +24 VDC จากนั้นเชื่อมต่อปลายอีกด้านของคอยล์รีเลย์เข้ากับขั้วเอาต์พุต 1 บน PLC

ต้องเชื่อมต่อขั้วร่วมของเอาต์พุตกับขั้ว 0 V ของแหล่งจ่ายไฟโหลดเพื่อให้วงจรสมบูรณ์

ซอฟต์แวร์เขียนโปรแกรม PLC

PLC ซีรีส์ Fx ใช้ซอฟต์แวร์เขียนโปรแกรม i-TRiLOGI ให้ติดตั้งซอฟต์แวร์ตามคำแนะนำของผู้ผลิตก่อนเชื่อมต่อคอนโทรลเลอร์

ซอฟต์แวร์นี้มีสภาพแวดล้อมสำหรับเขียนโปรแกรมลอจิกแบบแลดเดอร์ ซึ่งใช้สร้าง แก้ไข และดาวน์โหลดโปรแกรมลงใน PLC

การเชื่อมต่อกับ PLC โดยใช้การสื่อสารแบบอนุกรม

บทช่วยสอนนี้ใช้การเชื่อมต่ออนุกรม RS-232 แทนอีเทอร์เน็ต ให้เชื่อมต่อสาย USB-to-Serial ระหว่างคอมพิวเตอร์กับพอร์ตสื่อสารของ PLC

หลังจากเชื่อมต่อสายเคเบิลแล้ว ระบบปฏิบัติการจะกำหนดหมายเลขพอร์ต COM ให้ ตรวจสอบหมายเลขพอร์ตที่กำหนดโดยใช้ตัวจัดการอุปกรณ์

ในซอฟต์แวร์เขียนโปรแกรม:

• เปิดเมนูคอนโทรลเลอร์
• เลือก เชื่อมต่อกับเซิร์ฟเวอร์
• เลือกพอร์ตอนุกรม/USB
• กำหนดพอร์ต COM ที่ถูกต้อง
• คลิก เปิดพอร์ต

หากการเชื่อมต่อสำเร็จ ซอฟต์แวร์จะแสดงข้อความยืนยันว่าได้เชื่อมต่อการสื่อสารกับ PLC แล้ว

การเขียนโปรแกรมลอจิกแบบแลดเดอร์อย่างง่าย

การเขียนโปรแกรมลอจิกแบบแลดเดอร์เริ่มต้นด้วยการสร้างรางที่กำหนดความสัมพันธ์ระหว่างเงื่อนไขอินพุตกับการทำงานของเอาต์พุต ในตัวอย่างนี้ สวิตช์จะควบคุมเอาต์พุตรีเลย์

ขั้นตอนการเขียนโปรแกรมประกอบด้วย:

• สร้างหน้าสัมผัสแบบปกติเปิดที่แทนอุปกรณ์อินพุต
• เพิ่มคอยล์เอาต์พุตที่แทนรีเลย์
• กำหนดแอดเดรส I/O ให้กับอุปกรณ์ทั้งสอง

โปรแกรมแลดเดอร์ที่ได้จะทำหน้าที่ควบคุมอย่างง่าย: เมื่อเปิดใช้งานสวิตช์ รีเลย์จะทำงาน

การดาวน์โหลดโปรแกรมไปยัง PLC

หลังจากเขียนโปรแกรมลอจิกแบบแลดเดอร์เสร็จแล้ว ให้ถ่ายโอนไปยัง PLC โดยใช้ฟังก์ชันดาวน์โหลดโปรแกรม

ขั้นตอนการถ่ายโอนประกอบด้วย:

• เลือกคอนโทรลเลอร์
• เลือกการถ่ายโอนโปรแกรมไปยัง PLC
• ยืนยันพอร์ตการสื่อสาร
• เริ่มกระบวนการดาวน์โหลด

หากการถ่ายโอนเสร็จสมบูรณ์ PLC จะเริ่มประมวลผลโปรแกรมใหม่ทันที

ขั้นตอนถัดไปในการเขียนโปรแกรม PLC

ตัวอย่างนี้สาธิตโปรแกรมลอจิกแบบแลดเดอร์ที่เรียบง่ายที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ โดยใช้ PLC ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม ในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมที่ใช้งานจริง โดยทั่วไปจะมีการติดตั้งฟังก์ชันเพิ่มเติม ได้แก่:

• การประมวลผลสัญญาณแอนะล็อก
• คำสั่งตัวตั้งเวลาและตัวนับ
• การสื่อสารผ่านเครือข่าย
• การตรวจสอบสัญญาณเตือนและข้อขัดข้อง
• การบันทึกข้อมูลและการวินิจฉัยระบบ

การทำความเข้าใจคุณสมบัติขั้นสูงเหล่านี้ช่วยให้วิศวกรสามารถสร้างระบบอัตโนมัติที่เชื่อถือได้และปรับขนาดได้ สำหรับการใช้งานด้านการผลิต การบรรจุภัณฑ์ การขนถ่ายวัสดุ และการควบคุมกระบวนการ

เกี่ยวกับผู้เขียน

แดเนียล เฉิน เป็นวิศวกรระบบอัตโนมัติในอุตสาหกรรมอาวุโสที่มีประสบการณ์การทำงานจริงมากกว่า 15 ปีในด้านการเขียนโปรแกรม PLC ระบบควบคุมอุตสาหกรรม และโครงการระบบอัตโนมัติในโรงงาน เขาได้ออกแบบและทดสอบเดินระบบโซลูชันระบบอัตโนมัติในอุตสาหกรรมการผลิต การบรรจุภัณฑ์ และการขนถ่ายวัสดุ

ความเชี่ยวชาญด้านเทคนิคของเขาครอบคลุมการพัฒนาลอจิกแบบแลดเดอร์ การเดินสายภาคสนาม โปรโตคอลการสื่อสารในอุตสาหกรรม และการแก้ไขปัญหาระบบควบคุมที่ใช้ PLC เขามุ่งเน้นวิธีการทางวิศวกรรมที่นำไปใช้ได้จริง ซึ่งช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือของระบบ ทำให้การบำรุงรักษาง่ายขึ้น และรองรับการดำเนินงานในภาคอุตสาหกรรมได้ในระยะยาว