1

การวเคราะหหวเรอง Topic Listing Sheet

ชอรายวชา ระบบควบคมในงานอตสาหกรรม รหสวชา 3104-2006 หนวยกต 3 (5) ชอหลกสตร ประกาศนยบตรวชาชพชนสง สาขาวชา ไฟฟาก าลง จ านวน 90 ชวโมง หนวย

ท ชอหนวย

แหลงขอมล จ านวน ชวโมง A B C D E

1 โครงสรางของโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอร / / / / / 5 2 โปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอรของ SIEMENS รน

SIMATIC S7 - 200 / / / / / 5

3 การเขยนค าสงควบคมโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอร / / / / / 30 4 หลกการท างานของหนวยอนพต เอาทพต / / / / / 10 5 อปกรณอนพตแบบดจตอล / / / / / 5 6 อปกรณอนพตแบบอนาลอก / / / / / 5 7 การประยกตใชงานโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอร / / / / / 25 สอบปลายภาค 5

รวม 90 หมายเหต แหลงขอมล A = หลกสตรรายวชา C = ผเชยวชาญ B = เอกสารและต ารา D = ประสบการณตนเอง E = อนๆ

2

รายละเอยดการวเคราะหหวขอเรอง Topic Listing Sheet

ชอรายวชา ระบบควบคมในงานอตสาหกรรม รหสวชา 3104-2006 หนวยกต 3 (5) หวขอเรอง โครงสรางของโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอร หนวยการเรยนรท 1 จ านวน 5 ชวโมง

หวขอหลก หวขอยอย ระดบ

R A T 1.1 การควบคมในงานอตสาหกรรม 1.1 การควบคมในงานอตสาหกรรม / 1.2 ค านยามของโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรและโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอร

1.2 ค านยามของโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรและโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอร

/

1.3 โปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรในการควบคม

1.3 โปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรในการควบคม

/

1.4 การแบงประเภทของโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรตามขนาด

1.4.1 โปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรขนาดเลก

/

1.4.2 โปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรขนาดกลาง

/

1.4.3 โปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรขนาดใหญ

/

1.4.4 โปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรขนาดใหญมาก

/

1.5 การแบงประเภทของโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรตามลกษณะโครงสราง

1.5.1 แบบ Compact / 1.5.1 แบบ Modular /

หมายเหต ระดบ R = Recalled Knowledge (ความจ า) A = Applied Knowledge (ความเขาใจ) T = Transferred Knowledge (สงถายความร)

3

รายละเอยดการวเคราะหหวขอเรอง (ตอ) Topic Listing Sheet

ชอรายวชา ระบบควบคมในงานอตสาหกรรม รหสวชา 3104-2006 หนวยกต 3 (5) หวขอเรอง โครงสรางของโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอร หนวยการเรยนรท 1 จ านวน 5 ชวโมง

หวขอหลก หวขอยอย ระดบ

R A T 1.6 โครงสรางพนฐานของโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอร

1.6.1 หนวยประมวลผล / 1.6.2 หนวยความจ า / 1.6.3 หนวยอนพต / 1.6.4 หนวยเอาตพต / 1.6.5 หนวยแหลงจายไฟฟา /

1.7 โปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรของ SIEMENS รน SIMATIC S7 – 200

1.7.1 สวนประกอบภายในของ PLC SIEMENS รน SIMATIC S7 – 200

/

1.7.2 สวนประกอบภายในของ PLC SIEMENS รน SIMATIC S7 – 200

/

หมายเหต ระดบ R = Recalled Knowledge (ความจ า) A = Applied Knowledge (ความเขาใจ) T = Transferred Knowledge (สงถายความร)

4

รายละเอยดการวเคราะหจดประสงคการเรยนร ชอรายวชา ระบบควบคมในงานอตสาหกรรม รหสวชา 3104-2006 หนวยกต 3 (5) หวขอเรอง โครงสรางของโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอร หนวยการเรยนรท 1 จ านวน 5 ชวโมง

หนวยท

จดประสงคการเรยนร / เชงพฤตกรรม (ทฤษฏ)

ISL ระดบ ความร

จ านวนขอสอบ (ขอ)

R A T

1 1.อธบายการควบคมในงานอตสาหกรรมได / 1 2.บอกค านยามของโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรได / 1 3.อธบายหลกการท างานโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรได

/ 1

4.บอกประเภทของโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรแบงตามขนาดได

/ 1

5.บอกประเภทของโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรแบงตามลกษณะโครงสรางได

/ 1

6.อธบายโครงสรางพนฐานของโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรได

/ 3

7.อธบายโครงสรางของโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอร SIEMENS รน SIMATIC S7 – 200 ได

/ 2

ISL = ระดบความร (Intellectual Skill Level) R : ขนฟนความร A : ขนประยกตใชความร T : ขนสงถายความร

5

รายละเอยดการวเคราะหจดประสงคการเรยนร ชอรายวชา ระบบควบคมในงานอตสาหกรรม รหสวชา 3104-2006 หนวยกต 3 (5) หวขอเรอง โครงสรางของโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอร หนวยการเรยนรท 1 จ านวน 5 ชวโมง

หนวยท

จดประสงคการเรยนร / เชงพฤตกรรม (ปฏบต)

PSL ระดบ ทกษะ

I C A

1 1. เขยนวงจรการตอแหลงจายไฟฟา อปกรณอนพต อปกรณเอาตพตไดอยางถกตอง

/

2. ตออปกรณอนพตรวมกบโปรแกรมเมเบลลอจก คอนโทรลเลอรของ SIEMENS รน SIMATIC S7 – 200CN ไดอยางถกตอง

/

3. ตออปกรณเอาตพตรวมกบโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรของ SIEMENS รน SIMATIC S7 – 200CN ไดอยางถกตอง

/

PSL = ระดบทกษะ (Physical Skill Level) I : ขนท าเลยนแบบ C : ขนท าถกตอง A : ขนท าดวยความช านาญ

6

แผนการจดการเรยนรหนวยท 1 เรอง โครงสรางของโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอร

สาระการเรยนร โครงสรางของโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอร หนวยท 1 ประกอบดวยสาระการเรยนรตอไปน กกกกกกก1.1 การควบคมในงานอตสาหกรรม กกกกกกก1.2 ค านยามของโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรและโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอร 1.3 โปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรในการควบคม กกกกกกก1.4 การแบงประเภทของโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรตามขนาด กกกกกกก1.5 การแบงประเภทของโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรตามลกษณะโครงสราง 1.6 โครงสรางพนฐานของโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอร 1.7 โปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรของ SIEMENS รน SIMATIC S7 – 200CN สาระส าคญ กกกกกกปจจบนโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอร (Programmable Logic Controller, PLC) ไดรบความนยมใชงานเปนอยางมากส าหรบการใชควบคมงานอตสาหกรรมประเภทตางๆ ท าใหบรษทผผลตพฒนาโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอร (Programmable Logic Controller, PLC) ใหมความสามารถมากขน เชน ท าการวดและควบคมสญญาณอนพตและเอาตพตทเปนอนาลอก (Analog Signal) จดประสงคการเรยนการสอน กกกกกกก1. จดประสงคทวไป เพอใหผเรยนมความร ความเขาใจ มทกษะ เกยวกบเรองโครงสรางของโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอรและมคณธรรม จรยธรรม กกกกกกก2. จดประสงคเชงพฤตกรรม 1.อธบายการควบคมในงานอตสาหกรรมได 2.บอกค านยามของโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรได 3.อธบายหลกการท างานโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรได 4.บอกประเภทของโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรแบงตามขนาดได 5.บอกประเภทของโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรแบงตามลกษณะโครงสรางได 6.อธบายโครงสรางพนฐานของโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรได 7.อธบายโครงสรางของโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอร SIEMENS รน SIMATIC S7-200 ได

7

กกกกกกก3. คณธรรม จรยธรรม และคณลกษณะทพงประสงค 3.1 ตรงเวลา 3.2 ขยนหมนเพยร 3.3 เชอมนในตวเองและกลาแสดงออก 3.4 มความรบผดชอบ 3.5 มความซอสตยสจรต เนอหาสาระ 1. โครงสรางของโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอร กกกกกกก1.1 การควบคมในงานอตสาหกรรม กกกกกกก1.2 ค านยามของโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรและโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอรกกกกกกก1.3 โปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรในการควบคม กกกกกกก1.4 การแบงประเภทของโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรตามขนาด กกกกกกก1.5 การแบงประเภทของโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรตามลกษณะโครงสราง กกกกกกก1.6 โครงสรางพนฐานของโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอร กกกกกกก1.7 โปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรของ SIEMENS รน SIMATIC S7 – 200 กจกรรมการเรยนการสอน (ภาคทฤษฎ) ขนท าแบบทดสอบกอนเรยน กกกกกกกผเรยนท าแบบทดสอบกอนเรยน เรอง โครงสรางของโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอรโดยท าในกระดาษเมอท าเสรจแลว สงแบบทดสอบคนใหผสอน กกกกกกก1. ขนน าเขาสบทเรยน 1.1 ผสอนอธบายถงการควบคมเครองใชไฟฟาและการควบคมในงานอตสาหกรรม 1.2 ผสอนอธบายถงตวอยางการควบคมในงานอตสาหกรรมตางๆ กกกกกกก2. ขนศกษาขอมล 2.1 ผสอนฉายสอ Power point และผเรยนใชใบความร โดยผสอนใชวธการสอนแบบถามตอบเพอใหผเรยนมสวนรวมในการเรยน เกดความรและความเขาใจในบทเรยน ตามสาระการเรยนรทก าหนดไว ไดแก 2.1.1 การควบคมในงานอตสาหกรรม กกกกกกก 2.1.2 ค านยามของโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรและโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอร 2.1.3 โปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรในการควบคม กกกกกกก 2.1.4 การแบงประเภทของโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรตามขนาด กกกกกกก 2.1.5 การแบงประเภทของโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรตามลกษณะโครงสราง 2.1.6 โครงสรางพนฐานของโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอร

8

2.1.7 โปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรของ SIEMENS รน SIMATIC S7 -200 2.2 ผเรยนท าแบบฝกหดทายบทหนวยท 1 เรองโครงสรางของโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอร เมอเสรจแลว ผสอนและผเรยนรวมกนเฉลย กกกกกกก3. ขนพยายาม ผเรยนท าแบบทดสอบหลงเรยนหนวยท 1 เรองโครงสรางของโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอร เมอท าเสรจแลว สงแบบทดสอบคนใหผสอน กกกกกกก4. ขนส าเรจ ผสอนและผเรยนรวมกนเฉลยแบบทดสอบหลงเรยนหนวยท 1 เรองโครงสรางของโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอร กจกรรมการเรยนการสอน (ภาคปฏบต) กกกกกกกในขนกจกรรมการเรยนการสอนภาคปฏบต ใชขนตอนการสอนแบบทกษะ ประกอบดวยขนตอนดงน กกกกกกก1. ขนน าเขาสบทเรยน 1.1 ผสอนอธบายถง มาน าโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอรไปใชในอตสาหกรรมตางๆ 1.2 ผเรยนเรยนรเรองโครงสรางของโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอร กกกกกกก2. ขนสาธต ผเรยนสงเกตและฟงการสาธตของผสอน ประกอบการอธบายโครงสรางของ โปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอรในใบงานท 1 โครงสรางของโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอร พรอมฟงขอเสนอแนะในเรองโครงสรางของโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอร กกกกกกก3. ขนฝกหด 3.1 ผเรยนแบงกลมปฏบตงาน กลมละ 3-5 คน โดยแตละกลมควรมคนเกง ปานกลางและออนคละกน และทกกลมลงมอปฏบตงานตามใบงานท 1 เรองโครงสรางของโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอรพรอมอธบายขอควรระวงและขอเสนอแนะในการปฏบตงาน 3.2 ผเรยนปฏบตงานตามใบงานท 1 เรองโครงสรางของโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอร กกกกกกก4. ขนสรปและตรวจสอบ 4.1 ผเรยนสรปผลการปฏบตงานโครงสรางของโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอร 4.2 ผสอนตรวจสอบความถกตองของการปฏบตงานตามแบบวดและประเมนผล พรอมสรปและตรวจสอบผลการปฏบตงานในใบงานท 1 เรองโครงสรางของโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอร กกกกกกก5. ขนฝกฝนจนเกดความช านาญ ผเรยนรวมกนวเคราะหโครงสรางของโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอรตามโจทยทผสอนก าหนด กกกกกกก6. ขนประเมนผล ผเรยนถกประเมนผลงานโครงสรางของโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอรเพอทดสอบทกษะความรในโครงสรางของโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอร กกกกกกก7. ขนเฉลย ผเรยนรวมกบผสอนในการเฉลยผลการปฏบตงาน พรอมสลบกนตรวจและใหคะแนน

9

งานทมอบหมาย / กจกรรม กกกกกกก1. กอนเรยน ผเรยนท าแบบทดสอบกอนเรยน หนวยท 1 เรองโครงสรางของโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอร กกกกกกก2. ขณะเรยน ผเรยนท าแบบฝกหด หนวยท 1 เรองระบบโครงสรางของโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอรกกกกกกก3. หลงเรยน 3.1 ผเรยนท าแบบทดสอบหลงเรยน หนวยท 1 เรองโครงสรางของโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอร 3.2 ผเรยนศกษาลวงหนาในหนวยถดไป สอประกอบการเรยนการสอน กกกกกกก1. สอสงพมพ 1.1 แบบฝกหดพรอมเฉลย หนวยท 1 เรองโครงสรางของโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอร 1.2 แบบทดสอบกอนเรยนและหลงเรยนพรอมเฉลย หนวยท 1 เรองโครงสรางของโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอร 1.3 ใบความร หนวยท 1 เรองโครงสรางของโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอร 1.4 ใบงานท 1 เรองโครงสรางของโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอร กกกกกกก2. สอโสตทศน สอ Power point เรองโครงสรางของโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอรใชประกอบการสอน ขนน าเขาสบทเรยนและขนศกษาขอมล กกกกกกก3. สออปกรณ / สอของจรง 3.1 โปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรของ SIEMENS รน SIMATIC S7 -200 3.2 ชดฝกปฏบตงานโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอร SIEMENS รน SIMATIC S7 -200 3.3 อปกรณอนพต สวตชปมกด กกกกกกก 3.4 อปกรณเอาตพต รเลย 24 VDC กกกกกกก 3.5 สายเสยบตอวงจรขนาด 4 มลลเมตร การวดผลและประเมนผลเรยนการสอน กกกกกกก1. แบบฝกหดท 1 เรองโครงสรางของโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอร กกกกกกก2. แบบทดสอบหลงเรยนหนวยท 1 เรองโครงสรางของโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอร กกกกกกก3. ใบงานท 1 เรองโครงสรางของโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอร

10

เกณฑการประเมนผล กกกกกกก1. แบบฝกหด กกกกกกก มเกณฑการใหคะแนนคอ กกกกกกก ท าถกตองและครบถวน ไดคะแนน เตม กกกกกกก ท าถกตองแตไมครบถวน ไดคะแนน ครงหนงของคะแนนเตม กกกกกกก ท าไมถกตอง ไดคะแนน ศนย กกกกกกก เกณฑการตดสน คอ ผเรยนจะตองท าแบบฝกหดถกทกขอ จงจะถอวาผานเกณฑ การประเมนผล กกกกกกก2. แบบทดสอบหลงเรยน กกกกกกก มเกณฑการใหคะแนน คอ ท าแบบทดสอบหลงเรยนถกตอง ขอละ 1 คะแนน กกกกกกก มเกณฑการตดสน คอ ผเรยนจะตองท าแบบทดสอบหลงเรยนถกตองอยางนอย 70 % จงจะถอวาผานเกณฑประเมน กกกกกกก3. ใบงาน กกกกกกก มเกณฑการใหคะแนน คอ ท าตามขนตอนในการปฏบตงาน กกกกกกก มเกณฑการตดสน คอ ผเรยนจะตองปฏบตงานไดถกตองตามใบงาน โดยไดคะแนน ไมต ากวา 70 % ของคะแนนเตมของใบงาน

11

แบบทดสอบกอนเรยน ประจ าหนวยท 1 เรอง โครงสรางของโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอร

ชอ - นามสกล.....................................................ชน/ปท...............กลม/หอง................... ชอ - นามสกลผตรวจ.................................................วน/เดอน/ป.................... ====================================================== ค าชแจง ใหกากบาท () ทบตวอกษรค าตอบทถกตองเพยงค าตอบเดยว 1. ระบบควบคมในงานอตสาหกรรมอตโนมตสมยใหมนยมใชวธการควบคมแบบใด ก. ใชแรงงานมนษยควบคมทงหมด ข. ใชการควบคมดวยระบบวงจรรเลย ค. ใชการควบคมดวยโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอร ง. ใชการควบคมดวยระบบแมคคานค 2. ขอใดคอขอเสยของการใชโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอร ก. ราคาถกกวาควบคมดวยแมกเนตกคอนแทคเตอรเพอควบคมมอเตอร 1 ตว ข. ไมสามารถขยายเพมเตมระบบ และโปรแกรมเงอนไขการท างานได ค. การซอมบ ารงและดแลรกษายาก ง. การท างานไมแมนย าและนาเชอถอ 3. ค านยามของโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอร ตามมาตรฐาน IEC 1131 คอ ก. ระบบปฏบตการทางไฟฟาแบบอตโนมต ข. ระบบปฏบตการทางดจตอลสามารถโปรแกรมการท างานได ค. ระบบปฏบตการทางดจตอลท างานแบบดจตอลอยางเดยวเทานน ง. ระบบปฏบตการทางดจตอลควบคมการท างานดวยคอมพวเตอร 4. ขอใดกลาวถงโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอร ขนาดเลกไมถกตอง ก. มจ านวนอนพต เอาตพต ไมเกน 128 จด ข. มหนวยความจ า 4 Kbyte ค. สามารถโปรแกรมได 2,000 Statement ง. สามารถตอขยายอนพต เอาตพตไดสงสด 1,024 จด 5. ควรเลอกใชโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรแบบใด เพอควบคมงานทมการเพมเตมจ านวนอนพต เอาตพตมากๆ ก. แบบ Compact ข. แบบ Modular ค. แบบ Block ง. แบบ Network

12

6. ขอใดไมใชโครงสรางพนฐานของโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอร ก. หนวยความจ า ข. หนวยประมวลผล ค. หนวยตดตอสอสาร ง. หนวยอนพต 7. สวนใดของโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอร ท าหนาทรบสญญาณจากอนพตแลวประมวลผลตามทโปรแกรมไว ก. หนวยประมวลผล ข. หนวยตดตอสอสาร ค. หนวยอนพต ง. หนวยโปรแกรม 8. เอาตพตชนดทรานซสเตอร เหมาะส าหรบการควบคมอปกรณเอาตพตแบบใด ก. ควบคมรเลยไฟฟา ข. ควบคมเอาตพตแบบอนาลอก 0 - 20 VDC ค. ควบคมเอาตพตทมการเปด ปดบอยๆดวยความเรวสง ง. ควบคมอนเวอรเตอร 9. หนวยอนพตแบบอนาลอก ของ PLC SIEMENS รน SIMATIC S7 – 200 สามารถรบสญญาณมาตรฐานอะไรบาง ก. สญญาณกระแส 0 – 10 mA และ 4 – 10 mA ข. สญญาณกระแส 0 – 20 mA และ 4 – 20 mA ค. สญญาณแรงดน 0 – 20 VDC ง. สญญาณแรงดน 4 – 20 VDC 10.จากขอความระบ AC/DC/RLY ของ PLC SIEMENS รน SIMATIC S7 – 200 เปนเอาตพตชนดใด ก. เอาตพตชนด DC ข. เอาตพตชนดไตรแอค ค. เอาตพตชนดทรานซสเตอร ง. เอาตพตชนดรเลย

13

เฉลยแบบทดสอบกอนเรยน หนวยท 1

ขอ ก ข ค ง

1 x

2 x

3 x

4 x

5 x

6 x

7 x

8 x

9 x

10 x

14

ใบเนอหา หนวยท 1 เรอง โครงสรางของโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอร

กก

1.1 การควบคมในงานอตสาหกรรม กกกกกกกในการควบคมงานในระบบอตสาหกรรมนน ซงเปาหมายในการควบคมในงานอตสาหกรรมคอการรกษาปรมาณทางฟสกสตางๆ อนไดแก อณหภม ความดน ระดบ อตราการไหล การตรวจจบต าแหนง และการคดแยกวสด ฯลฯ ใหมคาใกลกบคาทก าหนดไว ถงแมวาสภาวะการท างาน และสภาพแวดลอมจะมการเปลยนแปลงตลอดเวลาซงอตสาหกรรมในยคตนๆ จะใชมนษยท าหนาทคอยตรวจวดและควบคมการท างานของระบบ แตการควบคมแบบนใหผลการควบคมไดไมดนกเนองจากถกจ ากดดวยขดความสามารถของมนษย กกกกกกกแตเนองในปจจบนนเทคโนโลยตางๆ ไดมการพฒนาและเปลยนแปลงอยางรวดเรว มการแขงขนทางดานอตสาหกรรมกมมากขน การด าเนนการผลตตางๆ มความจ าเปนอยางมากทจะตองค านงถงประสทธภาพและประสทธผลของโรงงาน ซงในทางเทคนคเปาหมายดงกลาวจะบรรลวตถประสงคไดตองอาศยการตรวจวดและการควบคมอยางสม าเสมอ ซงประสทธภาพในการผลตจะดไดจะตองเรมตนจากการออกแบบตดตงอปกรณในระบบควบคมตางๆ ในโรงงานอยางถกตอง ดงนนในปจจบนน โรงงานอตสาหกรรมสมยใหมจงไดมการน าเอาเครองควบคมอตโนมตมาใชงาน ซงเครองควบคมอตโนมตนนจะท าหนาทหลกในการค านวณหาสญญาณควบคม ทเหมาะสมโดยการควบคมจะเปนไปตามหลกเกณฑการควบคมทพนกงานไดก าหนดไวลวงหนา ซงระบบการควบคมอตโนมตนนมมากมายหลายรปแบบตงแตงายๆ ไปจนถงแบบซบซอนมากๆ การเลอกหรอก ารพจารณาขนอยกบขดความสามารถของการควบคมและราคาอปกรณ แสดงตวอยางดงรปท 1.1

รปท 1.1 แสดงการควบคมแบบใหมโดยอาศยเซนเซอร และเครองควบคมอตโนมตแทนมนษย ทมา : www.thetrumpet.com, [2559]

กกกกกกกระบบควบคมการท างานอตโนมต หมายถง ระบบควบคมซงสามารถท างานอยางตอเนองไดดวยตนเองเมอมการปอนสญญาณเรมตนการท างานเกดขน โดยทมนษยไมตองเขาไปมสวนรวมในกระบวนการควบคมการท างานของระบบ ไมวาระบบควบคมนนจะไดมการก าหนดรปแบบในการท างานใหสามารถท างานไดเปนผลส าเรจตลอดทงระบบ หรอการบงคบใหระบบควบคมเกดการ

15

ท างานในลกษณะทจะน ามาซงผลงาน (Output) ทมคณสมบตสอดคลองหรอเปนไปตามเปาหมายทถกก าหนดไว (Set point) ไดดวยตวของมนเอง ส าหรบปรมาณทางฟสกส หรอพารามเตอรทมกจะถกควบคมใหมคาเปนไปตามเปาหมายทก าหนดเอาไว ไดแก อณหภม อตราการไหล ความเรว ต าแหนง ความดน ฯลฯ กกกกกกกโครงสรางโดยทวไปของระบบควบคมการท างานตางๆ คาเปาหมายของระบบหรอเงอนไขขอก าหนดทท าการปอนเขาสระบบควบคมจะถกเรยกวา อนพต (Input) สวนผลของการท างาน หรอสญญาณทถกจายออกจากระบบควบคมการท างานจะถกเรยกวาเอาตพต (Output) ดงในรปท 1.2

รปท 1.2 โครงสรางโดยทวไปของระบบควบคมการท างาน

ทมา : สมโชค ศรข าม, [2559] กกกกกกกสญญาณอนพตและเอาตพตของระบบควบคมการท างานอาจมลกษณะเปนปรมาณหรอสญญาณประเภทเดยวกน ตวอยางสญญาณเชน สญญาณลมในระบบนวเมตกส สญญาณน ามนในระบบไฮดรอลกส หรอสญญาณไฟฟาในการควบคมอปกรณไฟฟาตางๆ แตกมระบบควบคมการท างานบางประเภททคณลกษณะของสญญาณอนพต และเอาตพตอาจมคณลกษณะทแตกตางกนไป ตวอยางเชนการใชสญญาณไฟฟาไปท าการควบคมการจายสญญาณลม หรอน ามน เปนตน 1.2 ค านยามของโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรและโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอร กกกกกกกค านยามของ “โปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอร” ตามมาตรฐานของ IEC 1131, PART1 หมายถง “ระบบปฏบตการทางดจตอล ออกแบบมาใหใชงานในอตสาหกรรม ซงใชหนวยความจ าทสามารถโปรแกรมไดในการเกบค าสงทผใชก าหนดขน (User program) เพอเปนเครองมอในการก าหนดฟงกชนหรอเงอนไขในการท างาน เชนการท างานแบบลอจก จากท างานแบบ ซเควนซ การใชงานตวตงเวลา การใชงานตวนบ และฟงกชนทางคณตศาสตร เพอควบคมอปกรณดจตอลอนพตและเอาตพต หรออนาลอกอนพตและเอาตพตของเครองจกรหรอกระบวนการผลต นอกจากนน ทงระบบโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอร และอปกรณภายนอกทใชงาน จะตองสามารถเชอมตอหรอสอสารกบระบบควบคมทางอตสาหกรรม เครองมอหรออปกรณตาง ๆ และใชงานรวมกนไดงาย” กกกกกกกพ.ศ. 2511 ฝาย Hydromatic ในบรษท General Motors ประเทศสหรฐอเมรกาไดคดคนอปกรณควบคมแบบใหม เพอใชทดแทนวงจรไฟฟาแบบเดมทใชกนอยในโรงงานอตสาหกรรมของบรษท และโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอร ไดถกผลตขนจ าหนายในประเทศสหรฐอเมรกาเปนแหงแรกในป พ.ศ. 2512 กกกกกกกในป พ.ศ. 2508 บรษทออมรอม ประเทศญปนประสบความส าเรจในการผลตอปกรณ โซลดสเตตรเลย (Solid state relay) โปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอร จงไดรบการพฒนา

สญญาณปอนเขา (Input signal)

ระบบควบคม (Control system)

สญญาณจายออก (Output signal)

16

และหลงจากนนเปนระยะเวลา 5 ป โปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอร มจ าหนายในทองตลาดจนเปนทแพรหลายในเวลาตอมา 1.3 โปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอร (Programmable Logic Controller, PLC) ในการควบคม กกกกกกกปจจบนโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอร (Programmable Logic Controller, PLC) ไดรบความนยมใชงานเปนอยางมากส าหรบการใชควบคมระบบอตโนมตในงานอตสาหกรรมประเภทตางๆ ท าใหบรษทผผลตพฒนา โปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอร (Programmable Logic Controller, PLC) ใหมความสามารถควบคมงานมากขน เชน ท าการวดและควบคมสญญาณอนพตและเอาตพตทเปนแบบอนาลอก (Analog signal) การควบคมแบบ PID (Proportional Integrated Derivation) รวมถงการตดตอสอสารขอมลกบอปกรณภายนอก ดงนนความหมายของชอโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอร (Programmable Logic Controller,PLC) จงไมครอบคลมความสามารถในการท างาน จงไดตดค าวา Logic ออก เปนค าใหมวาโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอร (Programmable Controller, PC) แตสวนมากยงเรยกชอยอวา PLC เพราะคนเคยและปองกนการสบสนกบค าวา PC (Personal Computer : คอมพวเตอรสวนบคคล) ตวอยางดงรปท 1.3

รปท 1.3 แสดงการใชโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอร (Programmable Logic Controller, PLC)

ทมา : สมโชค ศรข าม, [2559]

1.4 การแบงประเภทของโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรตามขนาด กกกกกกกเนองจากในปจจบนมการน า PLC ไปใชงานอยางกวางขวาง การน า PLC ไปใชงาน จงจะพจารณาจากขนาดของงานทจะน าไปควบคมเปนหลก ดงนน ผผลต PLC ออกมาหลายรน แตละรนมสมรรถภาพแตกตางกน เพอใหเหมาะสมกบการใชงานในแตละประเภท สามารถแบงประเภทของโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอร ตามขนาดของหนวยความจ า (Memory unit) และของจ านวนอนพตและเอาตพต (Input/Output channels)

17

กกกกกกก1.4.1 โปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรขนาดเลก (Small or micro size) มจ านวน อนพต/เอาตพต ไมเกน 128 จด หรอมหนวยความจ าประมาณ 4 Kbyte (2,000 Statements) ดงรปท 1.4 - 1.5

รปท 1.4 PLC ขนาดเลกของ SIEMENS รน SIMATIC S7-200 CPU224 ทมา : สมโชค ศรข าม, [2559]

รปท 1.5 PLC ขนาดเลกของ OMRON รน SYSMAC CP1L ทมา : สมโชค ศรข าม, [2559]

กกกกกกก1.4.2 โปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรขนาดกลาง (Medium size) มจ านวนอนพต เอาตพต ไมเกน 1,024 จด หนวยความจ าประมาณ 16 Kbyte (8,000 Statements) ดรปท 1.6

รปท 1.6 PLC ขนาดกลางของ SIEMENS รน S7-300 ทมา : www.9engineer.com, [2559]

18

กกกกกกก1.4.3 โปรแกรมเมเบลคอนลอจกโทรลเลอรขนาดใหญ (Large size) มจ านวนอนพตและ เอาตพต ไมเกน 2,048 จด หนวยความจ าประมาณ 64 Kbyte (32,000 Statements) ดงรปท 1.7

รปท 1.7 PLC ขนาดใหญของ SIEMENS รน S7-400 ทมา : www.9engineer.com, [2559]

กกกกกกก1.4.4 โปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรขนาดใหญมาก (Very large size) มจ านวน อนพต เอาตพต ประมาณ 8,192 จด หนวยความจ าประมาณ 256 Kbyte (128,000 Statements) เปน PLC แบบ Rack ทตอเพม อนพต/เอาตพต ตามจ านวนทตองการการขยายระบบ 1.5 การแบงประเภทของโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรตามลกษณะโครงสราง กกกกกกก1.5.1 แบบ Compact เปน PLC ทมขนาดเลก กะทดรด มหนวยอนพต เอาตพตและหนวยส าหรบตดตอสอสารขอมลประกอบรวมกนอยภายในโครงสรางเดยวกน ซงเหมาะส าหรบงานทมการก าหนดจ านวนอนพต/เอาตพต ทแนนอนและมจ านวนไมมาก ดงรปท 1.8-1.9

รปท 1.8 PLC แบบ Compact ของ MITSUBISHI รน FX5U ทมา : สมโชค ศรข าม, [2559]

19

รปท 1.9 PLC แบบ Compact ของ SIEMENS รน SIMATIC S7-200

ทมา : สมโชค ศรข าม, [2559]

กกกกกกก1.5.2 แบบ Modular หรอแบบ Rack จะเปน PLC ทมลกษณะเปนโมดลเชอมตอกนอยบน Rack สามารถจะท าการถอดและเสยบโมดลทตองการใชงาน Rack ไดภายใตขอก าหนดของ เครอง PLC นน ๆ โดยบน Rack จะมบสตาง ๆ เชน บสขอมล บสแอดเดรส บสควบคม และบสส าหรบจายก าลงงานไฟฟาใหกบโมดลตาง ๆ ซง PLC ในปจจบนนยมทจะมโครงสรางในลกษณะน เนองจากมความยดหยนในเรองของจ านวนอนพต/เอาตพต และโมดลฮารดแวรทใช ดงรปท 1.10

รปท 1.10 PLC แบบ Modular ของ Panasonic รน FPOR-C32T

ทมา : สมโชค ศรข าม, [2559] 1.6 โครงสรางพนฐานของโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอร กกกกกกกโครงสรางพนฐานของโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอร มสวนประกอบหลกทส าคญ 5 สวน ไดแก กกกกกกก1.6.1 หนวยประมวลผล (Central processing unit) กกกกกกก1.6.2 หนวยความจ า (Memory unit) กกกกกกก1.6.3 หนวยอนพต (Input unit) กกกกกกก1.6.4 หนวยเอาตพต (Output unit) กกกกกกก1.6.5 หนวยแหลงจายไฟ (Power supply unit)

20

รปท 1.11 แสดงโครงสรางพนฐานของโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอร

ทมา : สมโชค ศรข าม, [2559]

กกกกกกก1.6.1 หนวยประมวลผล (Central processing unit) เปนสวนมนสมองของ PLC ซงประกอบไปดวยวงจร Logic gate หลายชนด และม Microprocessor based ทใชส าหรบแทนอปกรณจ าพวกรเลย ตวตงเวลา ตวนบและอปกรณอนๆ หนวยประมวลผล ท าหนาทเปนตวควบคมและจดการระบบการท างานทงหมด โดยรบสญญาณและปรมาณตาง ๆ จากหนวยอนพตเพอใชเปนขอมลในการประมวลผล หนวยประมวลผลจะท าหนาทตามโปรแกรมทผใชปอนใหหรอโปรแกรมทถกเกบไวในหนวยความจ า และสงผลทไดจากการประมวลผลไปยงหนวยเอาตพต เพอใชในการควบคมอปกรณดานเอาตพต ลกษณะการท างานของหนวยประมวลผลจะท าเปนรอบเรยกวา เวลาสแกน (Scan time) ใชเวลาประมาณ 1-100 ms. ทงน ขนอยกบขนาดของหนวยความจ าโปรแกรม ความเรวของหนวยประมวลผล และจ านวนโปรแกรมขอมลทปอนเขาไป กกกกกกก1.6.2 หนวยความจ า (Memory unit) เปนสวนทส าคญของระบบเพราะใชเปนพนทส าหรบเกบโปรแกรมและขอมลตาง ๆ ทใชในการท างาน ขนาดของหนวยความจ าจะเปนสงทก าหนดความสามารถของระบบ โดยขนาดของหนวยความจ าจะถกแบงออกเปนบตขอมล (Data bit) ภายในหนวยความจ า 1 บต กจะมคาสภาวะทางลอจก 0 หรอ 1 แตกตางกนแลวแตค าสง หนวยความจ าใน PLC จะแบงออกเปน 2 ประเภท คอ

แหลงจาย ไฟฟา

หนวยเอาตพต

หนวยอนพต

หนวยความจ า

หนวยประมวลผล

21

1.6.2.1 Volatile memory หนวยความจ าประเภทน ไดแก RAM (Random access memory) ท าหนาทเกบขอมลหรอเกบโปรแกรมของผใชและขอมลทใชในการปฏบตงานของ PLC สามารถเปลยนแปลงหรอลบขอมล เหมาะกบงานผใชในระยะทดลองการท างานเครอง เนองจากการเขยนโปรแกรมตองมการเปลยนแปลงบอย ๆ หนวยความจ าของประเภทนจะตองมแหลงจายไฟส ารอง (Battery) เลก ๆ ตอไวเพอใชเปนไฟเลยงขอมลไมใหขอมลสญหายเมอไฟดบ

1.6.2.2 Non volatile memory หนวยความจ าประเภทนไดแก ROM (Read only memory) ท าหนาทเกบโปรแกรมส าหรบใชในการปฏบตงานของ PLC ตามโปรแกรมของผใชหนวยความจ าแบบ ROM ยงสามารถแบงไดเปน - EPROM ซงจะตองใชอปกรณพเศษในการเขยนและลบโปรแกรมเหมาะกบงานทไมตองมการเปลยนแปลงโปรแกรม มขอดทขอมลไมสญหายแมไฟดบ จงเหมาะสมกบการท างานทไมตองการเปลยนโปรแกรม - EEPROM เปนหนวยความจ าทถกพฒนาใหมขดความสามารถทดขน คอ สามารถเขยนและอานขอมลไดโดยใชสญญาณไฟฟาเทานน สามารถเกบขอมลคร งลาสดไดโดยไมจ าเปนตองใชไฟเลยงจงเหมาะส าหรบใชเกบโปรแกรมและขอมลการท างานของ PLC หนวยความจ า ประเภทนไมตองใชเครองมอพเศษในการเขยนและลบโปรแกรม สามารถใชงานไดเหมอนกบ RAM และไมตองใชแบตเตอรส ารอง แตราคาจะแพงกวาเนองจากรวมคณสมบตของ ROM และRAM เอาไวดวยกน กกกกกกก1.6.3 หนวยอนพต (Input unit) ท าหนาทรบสญญาณอนพตจากอปกรณทางดานอนพตทงทเปนสวตชหรอ เซนเซอร (Sensor) แบบตาง ๆ ทงไฟฟากระแสตรงหรอ ไฟฟากระแสสลบ (ขนอยกบตวควบคม) แลวแยกหรอแปลงใหเปนสญญาณทเหมาะสมถกตองกบหนวยประมวลผล ซงตดตอกนดวยล าแสง โดยอาศยอปกรณประเภทโฟโตทรานซสเตอร ทงนเปนการแยกสญญาณทางไฟฟาใหออกจากกนเพอปองกนการรบกวนทางไฟฟาและปองกนไมใหหนวยประมวลตอกบอปกรณภายนอกโดยตรง ในกรณเกดการลดวงจรจากภายนอกหนวยอนพตของ PLC แบงเปน 2 ประเภทใหญ คอ หนวยอนพตแบบดจตอล และหนวยอนพตแบบอนาลอก 1.6.3.1 หนวยอนพตแบบดจตอล (Digital input) หรอทเรยกอกอยางวา On - Off อนพต หมายถงอนพตทสามารถรบสญญาณทมสภาวะการท างานเพยง 2 สภาวะ เทานนคอ สภาวะการท างาน (On) และหยดท างาน (Off) เชน การท างานของสวตชแบบตาง ๆ เซนเซอรแสง (Photoelectric sensor) เซนเซอรตรวจจบระยะสน (Proximity sensor) เปนตน 1.6.3.2 หนวยอนพตแบบอนาลอก (Analog input) หมายถง อนพตทสามารถรบสญญาณทมลกษณะเปนสญญาณตอเนองซงไดแก สญญาณมาตรฐานแบบตาง ๆ เชน สญญาณกระแสมาตรฐาน 0 - 20 mA. สญญาณกระแสมาตรฐาน 4 - 20 mA. สญญาณแรงดนมาตรฐาน 0 - 10 VDC. สญญาณแรงดนมาตรฐาน 1 - 5 VDC. เปนตน ตวอยางเชน การท างานของอปกรณเซนเซอรวดระดบแบบตอเนอง (Level sensor) เครองวดความดนตอเนอง (Pressure sensor) เครองวดระยะทางแบบตอเนอง (LVDT)

22

กกกกกกก1.6.4 หนวยเอาตพต (Output unit) ท าหนาทรบคาสภาวะทผานการประมวลผลจากหนวยประมวลผลเพอน าคาเหลาน ไปควบคมอปกรณดานเอาตพต เชน มอเตอร รเลย หลอดไฟ เปนตน นอกจากนนแลวยงท าหนาทแยกสญญาณของหนวยประมวลผลออกจากอปกรณเอาตพตโดยปกตดไมนยมของ PLC ไปขบโหลดโดยตรง เนองจากหนวยเอาตพต มความสามารถในการขบโหลดดวยกระแสประมาณไมเกน 2 แอมแปร หากตองการน าไปขบโหลดกระแสสง ๆ จะตองตอเขากบอปกรณขบอนเพอขยายใหสามารถรบกระแสไดมากขน เชน ตอรวมกบรเลยหรอแมกเนตกคอนแทคเตอร หนวยเอาตพตมอยหลายแบบตองเลอกใชงานใหถกตองเหมาะสมกบลกษณะของงาน เชน 1.6.4.1 หนวยเอาตพตแบบดจตอล (Digital output) เปนเอาตพตทใหสญญาณแบบ On – Off นอกจากนเอาตพตแบบดจตอลยงแบงออกได ตามชนดของอปกรณอเลกทรอนกสทน ามาผลตเปนหนวยเอาตพตไดดงน คอ

-เอาตพตชนดรเลยเปนเอาตพตประเภททไดรบความนยมสงสด เหมาะ ส าหรบใชงานกบไฟฟากระแสสลบหรอไฟฟากระแสตรง โดยปกตเอาตพตแบบรเลยสามารถขบโหลดทกระแสประมาณไมเกน 2 แอมแปรหรอ 10 แอมแปร ทงนขนอยบรษทผผลต ในกรณทโหลดตองการกระแสใชงานมากกวาน ตองน าไปตอกบอปกรณขบหรอขยายสญญาณ เชน ตอกบรเลย

- เอาตพตชนดทรานซสเตอร แบงเปน ชนด NPN และ PNP มความเรว ในการท างานสงเหมาะส าหรบใชงานโหลดทมการปด – ปดบอย ๆ หรอการควบคมทใชงานความถในการ Switch สง เชนการควบคมแบบ PID Control แบบ On – Off, Stepping/servo motor control, PWM Control

- เอาตพตชนดไตรแอค จะใชกบโหลดทมเปด-ปดบอย ๆ เหมาะส าหรบใช งานกบไฟฟากระแสสลบมความเรวในการท างานสง เชนเดยวกบแบบทรานซสเตอร

1.6.4.2 หนวยเอาตพตแบบอนาลอก (Analog output) เปนเอาตพตทให สญญาณออกมามลกษณะเปนสญญาณตอเนองซงไดแกสญญาณมาตรฐานแบบตางๆ เชน สญญาณกระแสมาตรฐาน 0 - 20 mA. สญญาณกระแสมาตรฐาน 1 – 5 V. เปนตน กกกกกกก1.6.5 หนวยแหลงจายไฟฟา (Power supply unit) แหลงจายไฟฟามหลายชนด สวนใหญออกแบบเพอเปลยนแปลงไฟฟากระแสสลบแรงดน 220 V ใหไดเปนไฟฟากระแสตรง แรงดนต าทเหมาะสมใชกบวงจรอเลกทรอนกสหรออปกรณอนๆ 1.7 โปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรของ SIEMENS รน SIMATIC S7 – 200CN กกกกกกกโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอร SIEMENS รน SIMATIC S7 – 200CN หรอเรยกวา S7 – 200CN เปน PLC ของบรษท SIEMENS ทสามารถประยกตใชในการควบคมไดหลากหลาย ลกษณะโครงสรางถกออกแบบใหมขนาดกะทดรด มความสามารถในการท างานสง ฟงกชนการใชงานมาก PLC ของ SIEMENS รน SIMATIC S7 – 200CN มสวนประกอบหลกทส าคญ 5 สวน เหมอนกบ PLC โดยทวไป ไดแก หนวยประมวลผล หนวยความจ า หนวยอนพต หนวยเอาตพตและหนวยแหลงจายไฟฟา ซงหนวยตางๆ อยภายในตว PLC

23

Dddddd คณลกษณะของโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอร ของบรษท SIEMENS รน SIMATIC S7 – 200CN ในลกษณะของงานควบคมแบบอตโนมตทหลากหลายในปจจบน จะมความแตกตางของลกษณะงาน เชนขนาดของการควบคมระบบงาน รปแบบของงาน PLC ของ SIEMENS รน SIMATIC S7 – 200CN มขนาดของ CPU เพอใหเลอกใชงาน และสามารถเปรยบเทยบขอมลการใชงานขอแตกตางของ PLC ของ SIEMENS รน SIMATIC S7 – 200CN แตละรนของ CPU กกกกก Dddddd 1.7.1 สวนประกอบภายในโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอร SIEMENS รน SIMATIC S7 – 200CN มสวนประกอบตางๆ แสดงดงรปท 1.12 – 1.13

รปท 1.12 แหลงจายไฟภายในโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรของ SIEMENS รน S7- 200CN ทมา : สมโชค ศรข าม, [2559]

รปท 1.13 โครงสรางภายในโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรของ SIEMENS รน S7- 200CN ทมา : สมโชค ศรข าม, [2559]

กกกกกกก

หนวยเอาตพต

หนวยอนพต

หนวยความจ า

หนวยประมวลผล

หนวยแหลงจายไฟ

24

Dddddd 1.7.2 สวนประกอบภายนอกโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอร SIEMENS รน SIMATIC S7 – 200CN มหนวยตางๆ อยภายในตวของ PLC โดยมจดตอออกมาใชงานดงน ดงรปท 1.14 1.7.2.1 จดตอแหลงจายไฟ 220 VAC เพอใชส าหรบตอไฟฟาเขา PLC 1.7.2.2 จดตอแหลงจายไฟ 24 VDC เพอใชส าหรบตอใชงานอนพต เอาตพต 1.7.2.3 จดตอหนวยอนพตแบบดจตอล เพอใชส าหรบตออปกรณอนพตแบบดจตอล เชน ลมตสวตซ เซนเซอรแสง สวตชแบบตางๆ 1.7.2.4 จดตอหนวยอนพตแบบอนาลอก เพอใชส าหรบตออปกรณอนพตแบบอนาลอก เชน เซนเซอรตรวจจบอณหภม ตรวจจบแรงดน ตรวจจบอตราการไหล 1.7.2.5 จดตอหนวยเอาตพตแบบดจตอล เพอใชส าหรบตออปกรณเอาตพตแบบดจตอล เชน รเลย หลอดไฟ โซลนอยดวาลว 1.7.2.6 จดตอหนวยเอาตพตแบบอนาลอก เพอใชส าหรบตออปกรณเอาตพตแบบอนาลอก เชน อนเวอรเตอร 1.7.2.7 สวตชเลอกโหมดการท างาน PLC สามารถเลอกได 3 โหมด คอ Stop Run และ Term 1.7.2.8 จดตออปกรณตอรวม เพอใชส าหรบตออปกรณอน ๆ เชน คอมพวเตอร HMI 1.7.2.9 จดตอขยายอนพต เอาตพต เพอใชส าหรบตอโมดลอนพต เอาตพตเพมเตม 1.7.2.10 หลอด LED แสดงสภาวะการท างานของ PLC 1.7.2.11 หลอด LED แสดงสภาวะการท างานของอนพต เอาตพต

รปท 1.14 โครงสรางภายนอกโปรแกรมเมเบลลอจกคอนโทรลเลอรของ SIEMENS รน S7- 200CN ทมา : สมโชค ศรข าม, [2559]

จดตอแหลงจายไฟ 220 VAC

จดตอเอาตพตแบบดจตอล

จดตออนพตแบบดจตอล

จดตออนพต/เอาตพต แบบอนาลอก

จดตอแหลงจายไฟ 24 VDC

จดตออปกรณตอรวม

หลอดไฟแสดงสภาวะการท างาน PLC

หลอดไฟแสดงสภาวะการท างานอนพต/เอาตพต

สวตชเลอกโหมดการท างาน PLC จดตอขยายอนพต เอาตพต

25

แบบฝกหดประจ าหนวยท 1 ชอ - นามสกล.....................................................ชน/ปท...............กลม/หอง................... ชอ - นามสกลผตรวจ.................................................วน/เดอน/ป.................... ====================================================== เรอง โครงสรางของโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอร ค าสง ใหผเรยนตอบค าถามใหสมบรณ(ขอละ 2 คะแนน) ใหผเรยนตอบค าถามและอธบายในหวขอตอไปน 1.จงบอก ขอด ของการน า PLC มาใชในงานอตสาหกรรม แทนท ระบบควบคมแบบเกา ซงใชรเลย ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2. จงยกตวอยางงานทใช PLC ในการควบคมระบบ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… 3. จงอธบายถงการแบงประเภทของ PLC ตามขนาดของหนวยความจ า ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………

26

4. จงอธบายถงประเภทของ PLC ตามขนาดของโครงสราง ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… 5. สวนประกอบทส าคญของ PLC มกสวนประกอบดวยอะไรบาง ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… 6. หนวยประมวลผล ท าหนาทอะไร ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… 7. หนวยความจ า ภายใน PLC แบงออกเปนกประเภท ประกอบดวยอะไรบาง ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………

27

8. หนวยความจ า ประเภท Non – Volatile คออะไร ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… 9. จงอธบายการท างานของหนวยอนพต และหนวยเอาตพต ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… 10. จงบอกสวนประกอบของ PLC ของ SIEMENS รน SIMATIC S7 – 200CN ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………

28

เฉลยแบบฝกหด หนวยท 1 เรองโครงสรางของโปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอร ใหผเรยนตอบค าถามและอธบายในหวขอตอไปน

1. การน า PLC มาควบคมในงานอตสาหกรรม มขอดกวา อยหลายประการ เชน 1.1 ใชการเขยนโปรแกรมขอมลสรางกระบวนการท างานแทนการใชสายไฟฟาตอวงจรท าใหสามารถลดจ านวนสายไฟลงได 1.2 การขยายระบบ ใหใหญสามารถท าไดงาย 1.3 การตดตง การซอมบ ารงและการดแลรกษาท าไดงาย 1.4 โปรแกรมการท างานมความยดหยนและแกไขไดงาย เหมาะส าหรบงานทตองการการเปลยนแปลงแกไขโปรแกรมการท างานอยตลอดเวลา 1.5 ราคาถกเมอเปรยบเทยบกบการใชรเลย ใชพนทในการตดตงอปกรณนอยกวาระบบ รเลย 1.6 ตวตงเวลา (Timer) และตวนบ(Counter)เปนซอฟแวรท าใหก าหนดคาตาง ๆ ได งาย สามารถเปลยนแปลงคาไดตลอดเวลา 1.7 ความนาเชอถอดเพราะ ใชอปกรณสารกงตวน า จงไมมปญหาเกยวกบหนาสมผสของรเลย 1.8 มฟงกชน(FUNCTION) ทางคณตศาสตร เชน บวก ลบ คณ หารและอน ๆ 1.9 สามารถตรวจสอบสภาวะการท างาน ขณะท PLC ก าลงท างานได 1.10 ในปจจบน PLC มหนวยอนพต / เอาทพต หลายแบบสามารถเลอกใชใหเหมาะสมกบสภาพงาน เชน Digital Input/Output , Analog Input/Output เปนตน 2. การควบคมแบบลกษณะพเศษ (Sophisticated Control) ตวอยางเชน

2.1 การท างานทางคณตศาสตร เชน บวก ลบ คณ หาร 2.2 การควบคมแบบลเนยร เชนการควบคมอณหภม การควบคมความดน เปนตน 2.3 การควบคม PID (Proportional Integrate Derivation) 2.4 การควบคมเซอรโวมอเตอร สเตปปงมอเตอร 3. แบงประเภทของ PLC ตามขนาดของหนวยความจ า ไดดงนคอ

3.1 โปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอร ขนาดเลก (Small or Micro size) มจ านวน อนพต / เอาตพต ไมเกน 128 จด หนวยความจ าประมาณ 4 Kbyte (2,000 Statements)

3.2 โปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอร ขนาดกลาง (Medium size)มจ านวนอนพต/เอาตพต ไมเกน 1024 จด หนวยความจ าประมาณ 16 Kbyte (8,000 Statements)

3.3 โปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอรขนาดใหญ (Large size) มจ านวน อนพต/เอาตพต ไมเกน 2048 Channels หนวยความจ าประมาณ 64 Kbyte (32,000 Statements)

3.4 โปรแกรมเมเบลคอนโทรลเลอร ขนาดใหญมาก (Very large size) มจ านวนอนพต/ เอาตพต ประมาณ 8192 channels หนวยความจ าประมาณ 256 Kbyte (128,000 Statements) เปน PLC แบบ Rack ทตอเพม อนพต/เอาตพต ตามจ านวนทตองการขยายระบบ

29

4. แบงประเภทของ PLC ตามขนาดของหนวยความจ า ไดดงนคอ 4.1 แบบ COMPACT จะเปน PLC ทมขนาดเลก กะทดรด มหนวยอนพต/เอาตพต และ

หนวยส าหรบตดตอสอสารขอมล ประกอบรวมกนอยภายในโครงสรางเดยวกน ซงเหมาะส าหรบงานทมการก าหนดจ านวนอนพต/เอาตพต ทแนนอนและมจ านวนไมมาก

4.2 แบบ Modular หรอแบบ Rack จะเปน PLC ทมลกษณะเปนโมดล เชอมตอกนอย บน Rack สามารถจะท าการถอดและเสยบโมดลทตองการใชงาน Rack ได ภายใตขอก าหนดของPLC นนๆ โดยบน Rack จะมบสตางๆ เชน บสขอมล บสแอดเดรส บสควบคม และ บสส าหรบจายก าลงงานไฟฟาใหกบโมดลตางๆ ซง PLC ในปจจบนนยมทจะมโครงสรางในลกษณะน เนองจากมความยดหยนในเรองของจ านวน อนพต/เอาตพต และโมดลฮารดแวรทใช 5. มสวนประกอบหลกทส าคญ 3 สวน ดวยกน

5.1 หนวยประมวลผล (Central processing unit) 5.2 หนวยความจ า (Memory Unit)

5.3 หนวยอนพต/เอาตพต (Input/Output unit) 6. ท าหนาทเปนตวควบคมและจดการระบบการท างาน ทงหมด ภายในระบบ PLC โดย ท าหนาท

รบสถานะและปรมาณ ตางๆ จากหนวยอนพต เพอใชเปนขอมลในการประมวลผล หนวยประมวลผล จะท าหนาทประมวลผลตามโปรแกรมทผใชปอนเขาไป หรอโปรแกรมทถกเกบไวในหนวยความจ า และท าการสงผลทไดจากการประมวลผล สงไปยงหนวย เอาตพตเพอใชในการควบคมอปกรณภายนอก

7. ม 2 ประเภท คอ Volatile Memory และ Non – Volatile 8. EPROM และ EEPROM 9. หนวยอนพต ท าหนาท รบสญญาณอนพตจากอปกรณทางดานอนพตภายนอก ทเปนสวตชหรอ

ตวตรวจจบตาง ๆ (Sensor) ทงไฟฟากระแสตรงและไฟฟากระแสสลบ แลวแปลงใหเปนสญญาณทเหมาะสมถกตอง เพอสงให หนวยประมวลผลกลาง หนวยเอาตพต ท าหนาท รบคาสภาวะทผานการประมวลผล จากหนวยประมวลผลกลาง (CPU) เพอน าคาเหลานไปควบคมอปกรณท างาน

10. สวนประกอบของ PLC ของ SIEMENS รน SIMATIC S7 – 200CN ประกอบดวยดงน จดตอแหลงจายไฟฟาเขา 220 VAC จดตอแหลงจายไฟฟา 24 VDC หนวยประมวลผลกลาง จดตออปกรณอนพตแบบดจตอลและแบบอนาลอก จดตออปกรณเอาตพตแบบดจตอลและแบบอนาลอก จดตออปกรณตอรวม สวตชเลอกโหมดการท างาน และหลอดไฟฟา LED แสดงสภาวะการท างานของ PLC