เซนเซอร์ที่กำหนดค่าได้สามารถดำเนินการเปรียบเทียบช่วงค่า ฮิสเทอรีซิส การหน่วงเวลา แลตช์ ตัวนับ และการตัดสินใจแบบบูลีนอย่างง่ายได้แล้ว ก่อนที่ข้อมูลจะไปถึง PLC เมื่อใช้อย่างรอบคอบ การประมวลผลภายในอุปกรณ์จะช่วยตัดสัญญาณสั่นไหวของหน้าสัมผัส ระบุช่วงการวัดที่ใช้ได้ และแสดงการวินิจฉัยอุปกรณ์โดยไม่เพิ่มภาระให้รอบการสแกนของคอนโทรลเลอร์ แต่หากใช้อย่างไม่รอบคอบ ก็อาจย้ายพฤติกรรมของเครื่องจักรไปไว้ในไฟล์พารามิเตอร์ที่ผู้ปฏิบัติงานและช่างซ่อมบำรุงมองไม่เห็น

ดังนั้น คำถามทางวิศวกรรมจึงไม่ใช่ว่าเซนเซอร์อัจฉริยะสามารถทำลอจิกได้หรือไม่ แต่คือการตัดสินใจใดควรเกิดขึ้นที่จุดวัด การตัดสินใจใดควรอยู่ในคอนโทรลเลอร์ของเครื่องจักร และจะทำให้ขอบเขตดังกล่าวยังสามารถทดสอบได้อย่างไร แม้หลายปีต่อมาจะมีการเปลี่ยนอุปกรณ์

การประมวลผลภายในอุปกรณ์จะมีประโยชน์ก็ต่อเมื่อพารามิเตอร์ สถานะความพร้อมใช้งาน และพฤติกรรมเมื่อเกิดความขัดข้องยังคงมองเห็นได้จากระบบควบคุม

เริ่มจากค่าที่วัด ไม่ใช่บิตเอาต์พุต

เอาต์พุตแบบสวิตชิ่งซ่อนข้อมูลจำนวนมากที่เซนเซอร์รับรู้ เซนเซอร์โฟโตอิเล็กทริกอาจตรวจพบมาร์จินของสัญญาณที่ลดลง ทรานสมิตเตอร์วัดความดันอาจใกล้ถึงภาวะอิ่มตัว หรือเซนเซอร์วัดระยะอาจแกว่งอยู่รอบค่าเกณฑ์ หาก PLC ได้รับเพียงบิตที่ผ่านการตรวจสอบแล้ว ค่าการวัดที่อ่อนสัญญาณอาจดูไม่ต่างจากค่าที่สมบูรณ์ จนกระทั่งกระบวนการทำงานทริปในที่สุด

หากอุปกรณ์และเครือข่ายรองรับ ควรรักษาค่ากระบวนการ ข้อมูลคุณภาพ และเหตุการณ์การวินิจฉัยไว้ควบคู่กับการตัดสินใจภายในอุปกรณ์ จากนั้น PLC สามารถใช้สถานะที่ผ่านการตรวจสอบแล้วสำหรับควบคุมลำดับการทำงาน ขณะที่เครื่องมือบำรุงรักษาใช้ติดตามแนวโน้มค่าดิบหรือมาร์จินของสัญญาณ การแบ่งหน้าที่เช่นนี้ช่วยลดโค้ดที่ต้องเขียนเป็นประจำ โดยไม่ทิ้งหลักฐานที่จำเป็นต่อการวิเคราะห์การปนเปื้อน การเยื้องแนว การรั่ว การดริฟต์ หรือการสึกหรอทางกล

ฟังก์ชันภายในอุปกรณ์ที่ดีควรใกล้ชิดกับหลักฟิสิกส์

การตีความเฉพาะอุปกรณ์มักเหมาะกับการประมวลผลภายในอุปกรณ์ เซนเซอร์วัดระยะสามารถใช้จุดทีชและฮิสเทอรีซิสที่เหมาะกับหลักการตรวจจับของตนเอง สวิตช์ความดันสามารถกำหนดจุดเตือนและจุดทริปแยกกันได้ การหน่วงเวลาเปิดช่วงสั้นสามารถตัดสัญญาณชั่วขณะที่สั้นเกินกว่ากระบวนการจะตอบสนองทางกายภาพได้ และการหน่วงเวลาปิดสามารถเชื่อมช่วงว่างที่ไม่เป็นอันตรายในการตรวจจับเป้าหมายได้

การตั้งค่าเหล่านี้ควรสะท้อนข้อกำหนดของกระบวนการที่มีการจัดทำเอกสารไว้ เวลาดีบาวซ์ที่นานกว่าความผิดปกติขั้นต่ำที่ตรวจจับได้อาจบดบังเหตุการณ์ที่ตั้งใจจะกำจัดสัญญาณรบกวน แถบฮิสเทอรีซิสที่กว้างอาจหยุดการสั่นไหวได้ แต่ก็อาจทำให้ความแปรผันของกระบวนการเกินระดับที่ยอมรับได้ ผู้ออกแบบควรบันทึกช่วงค่าดิบ ค่าเกณฑ์ ฮิสเทอรีซิส การหน่วงเวลา เวลาอัปเดต และการตอบสนองที่ต้องการเมื่อค่าการวัดอยู่นอกช่วงหรือไม่ถูกต้อง

เก็บเจตนาของเครื่องจักรไว้ในคอนโทรลเลอร์

ลอจิกที่ครอบคลุมหลายอุปกรณ์โดยทั่วไปควรอยู่ใน PLC ได้แก่ การเลือกโหมดการทำงาน การประสานงานสูตรการผลิต เงื่อนไขอนุญาตระหว่างเครื่องจักร การจัดลำดับความสำคัญของสัญญาณเตือน การนับผลผลิต และลำดับการทำงานที่ผู้ปฏิบัติงานต้องเข้าใจ การนำพฤติกรรมดังกล่าวไปไว้ในอุปกรณ์ภาคสนามจำนวนมากทำให้การควบคุมการเปลี่ยนแปลงกระจัดกระจาย และการแก้ไขปัญหาต้องพึ่งพาเครื่องมือเฉพาะของผู้จำหน่าย

ฟังก์ชันด้านความปลอดภัยต้องมีขอบเขตที่ชัดเจนยิ่งกว่าเดิม ลอจิกสวิตชิ่งของเซนเซอร์มาตรฐานต้องไม่ถูกถือว่าเป็นฟังก์ชันด้านความปลอดภัยเพียงเพราะตอบสนองได้รวดเร็ว การปกป้องบุคลากรต้องใช้อุปกรณ์ การสื่อสาร คอนโทรลเลอร์ และองค์ประกอบเอาต์พุตที่ออกแบบและตรวจสอบความถูกต้องให้เหมาะกับระดับสมรรถนะด้านความปลอดภัยที่กำหนด การวินิจฉัยด้วย IO-Link มาตรฐานช่วยสนับสนุนงานบำรุงรักษาได้ แต่ไม่ทำให้ลอจิกการวัดทั่วไปกลายเป็นช่องสัญญาณที่ได้รับการจัดระดับความปลอดภัย

นิพจน์บูลีนอาจเรียบง่าย แต่ความเป็นเจ้าของ ความสามารถในการมองเห็น และพฤติกรรมเมื่อเข้าสู่สถานะปลอดภัย เป็นสิ่งกำหนดว่าจะยังดูแลรักษาได้หรือไม่

ใช้ IO-Link เพื่อความโปร่งใส ไม่ใช่แค่ความสะดวก

IO-Link คือเทคโนโลยีการสื่อสารแบบจุดต่อจุดที่เป็นมาตรฐานสำหรับเซนเซอร์และแอคชูเอเตอร์ สามารถส่งข้อมูลกระบวนการแบบเป็นคาบ สถานะอุปกรณ์ และพารามิเตอร์แบบไม่เป็นคาบผ่านการเชื่อมต่อเซนเซอร์ทั่วไปได้ IODD อธิบายโครงสร้างข้อมูลและพารามิเตอร์ของอุปกรณ์ เพื่อให้เครื่องมือทางวิศวกรรมและมาสเตอร์สามารถตีความข้อมูลได้อย่างสอดคล้องกัน

การจัดเก็บพารามิเตอร์ช่วยให้การเปลี่ยนอุปกรณ์ทำได้ง่ายขึ้น แต่การกู้คืนอัตโนมัติไม่ใช่เวทมนตร์ พอร์ตของมาสเตอร์ต้องได้รับการกำหนดค่าอย่างถูกต้อง อุปกรณ์ทดแทนต้องเข้ากันได้ และการตั้งค่าเฉพาะอุปกรณ์ที่ไม่รวมอยู่ในการจัดเก็บข้อมูลยังต้องตรวจสอบ ขั้นตอนการเปลี่ยนที่ดีควรตรวจสอบผู้จำหน่ายและรหัสอุปกรณ์ รุ่นของชุดพารามิเตอร์ การสเกลค่ากระบวนการ พฤติกรรมการสวิตชิ่ง และสถานะการวินิจฉัย ก่อนนำเครื่องจักรกลับเข้าสู่การทำงานอัตโนมัติ

อย่าสันนิษฐานว่าอุปกรณ์ทดแทนทุกตัวควรรับการกำหนดค่าที่จัดเก็บไว้โดยไม่ต้องทบทวน ในกระบวนการที่อยู่ภายใต้ข้อกำกับหรือมีผลกระทบร้ายแรง ชุดพารามิเตอร์ที่กู้คืนอาจต้องมีบันทึกการอนุมัติและการทดสอบการทำงาน สำหรับอุปกรณ์ที่ขึ้นอยู่กับสูตรการผลิต ให้กำหนดว่า PLC มาสเตอร์ IO-Link ระบบจัดการสินทรัพย์ หรืออุปกรณ์ภายในเครื่อง เป็นแหล่งข้อมูลหลัก

ออกแบบพฤติกรรมเมื่อเกิดความขัดข้องอย่างชัดเจน

สำหรับสัญญาณแต่ละรายการที่ผ่านการประมวลผลภายในอุปกรณ์ ให้กำหนดสิ่งที่ PLC จะได้รับเมื่อไฟเลี้ยงเซนเซอร์ขัดข้อง สายไฟขาด การสื่อสารขัดข้อง อุปกรณ์ภายในผิดพลาด ค่าการวัดล้นช่วง และพารามิเตอร์ไม่ตรงกัน สถานะเท็จอาจปลอดภัยสำหรับลำดับการทำงานหนึ่ง แต่เป็นอันตรายสำหรับอีกลำดับหนึ่ง หากโปรโตคอลมีตัวบ่งชี้ความถูกต้องหรือคุณภาพ ให้ใช้ตัวบ่งชี้ดังกล่าวแทนการอนุมานความพร้อมใช้งานจากค่าตัวเลขที่ดูสมเหตุสมผล

ลอจิกสัญญาณเตือนควรแยก “กระบวนการอยู่นอกขีดจำกัด” ออกจาก “ไม่สามารถวัดค่าได้” กรณีแรกอาจต้องการการตอบสนองของกระบวนการที่ควบคุมได้ ส่วนกรณีที่สองอาจต้องหยุดเครื่อง ใช้ระบบสำรอง หรือดำเนินการบำรุงรักษา การรวมทั้งสองกรณีเป็นบิตเดียวกันจะลบคุณค่าด้านการวินิจฉัย และอาจทำให้เกิดการรีเซ็ตที่น่ารำคาญจนบดบังความขัดข้องเป็นระยะของสายไฟหรือเครือข่าย

ทดสอบขอบเขต ไม่ใช่เฉพาะกรณีที่ทำงานได้ตามปกติ

การทดสอบเชิงปฏิบัติควรเริ่มจากค่าที่ทราบว่าอยู่ต่ำกว่า อยู่ภายใน และอยู่สูงกว่าช่วงที่กำหนด ตรวจสอบฮิสเทอรีซิสทั้งสองทิศทาง และวัดการหน่วงเวลาเปิดและปิดที่เกิดขึ้นจริง ถอดอุปกรณ์ ตัดการสื่อสาร IO-Link เปลี่ยนอุปกรณ์ และจงใจโหลดชุดพารามิเตอร์ที่ไม่ถูกต้อง เพื่อยืนยันสัญญาณเตือนและลำดับการกู้คืน

จากนั้นให้ทดสอบความสามารถในการมองเห็น ผู้ปฏิบัติงานควรระบุค่าเกณฑ์ที่ใช้งานอยู่และสาเหตุที่สัญญาณไม่ถูกต้องได้โดยไม่ต้องเชื่อมต่อแล็ปท็อปเฉพาะทาง PLC หรือ HMI ไม่จำเป็นต้องแสดงพารามิเตอร์ทุกตัว แต่ควรแสดงสถานะที่ส่งผลต่อการผลิต และชี้ให้ฝ่ายบำรุงรักษาไปยังระเบียนพารามิเตอร์ที่อยู่ภายใต้การควบคุม

อุปกรณ์ภาคสนามที่เกี่ยวข้องมีอยู่ในคอลเลกชัน เซนเซอร์ ส่วนมาสเตอร์และเกตเวย์สามารถดูได้ในหมวด การสื่อสารและเครือข่าย

มุมมองทางวิศวกรรม

วางการกรองสัญญาณและการตีความเฉพาะเซนเซอร์ไว้ใกล้จุดวัด เมื่อการทำเช่นนั้นช่วยปรับปรุงคุณภาพสัญญาณและการวินิจฉัย เก็บเจตนาของเครื่องจักร การประสานงานข้ามอุปกรณ์ และลอจิกด้านความปลอดภัยไว้ในคอนโทรลเลอร์ที่เหมาะสม การออกแบบแบบกระจายที่ดีที่สุดไม่ใช่แบบที่มีรางลอจิกใน PLC น้อยที่สุด แต่คือแบบที่การตัดสินใจ พารามิเตอร์ โหมดความขัดข้อง และพฤติกรรมเมื่อเปลี่ยนอุปกรณ์ยังคงชัดเจนสำหรับช่างเทคนิคคนถัดไป