เครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก (Plc steel cutting machine) นายวิทยา แก้วสงค์ นายศตวรรษ เฮงสกุล โครงการนี้เป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาตามหลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพชั้นสูง สาขาวิชาเมคคาทรอนิกส์และหุ่นยนต์สาขางานเมคคาทรอนิกส์และหุ่นยนต์ วิทยาลัยเทคนิคสระบุรี สถาบันการอาชีวศึกษาภาคกลาง 1 ปีการศึกษา 2566
เครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก (Plc steel cutting machine) นายวิทยา แก้วสงค์ นายศตวรรษ เฮงสกุล โครงการนี้เป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาตามหลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพชั้นสูง สาขาวิชาเมคคาทรอนิกส์และหุ่นยนต์สาขางานเมคคาทรอนิกส์และหุ่นยนต์ วิทยาลัยเทคนิคสระบุรี สถาบันการอาชีวศึกษาภาคกลาง 1 ปีการศึกษา 2566
ใบรับรองโครงการ วิทยาลัยเทคนิคสระบุรี สถาบันการอาชีวศึกษาภาคกลาง 1 เรื่อง เครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก โดย นายวิทยา แก้วสงค์ รหัส 65301270028 นายศตวรรษ เฮงสกุล รหัส 65301270029 ได้รับอนุมัติให้นับเป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาตามหลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพชั้นสูง สาขาวิชาเมคคาทรอนิกส์และหุ่นยนต์สาขางานเมคคาทรอนิกส์และหุ่นยนต์ ......................................................หัวหน้าแผนกวิชา (นายวรดร ทิพย์ศรี) วันที่………เดือน………………….พ.ศ……... คณะกรรมการสอบโครงการ ......................................................................ประธานกรรมการ (นายวิเชียร ทวีสุข) ......................................................................กรรมการ (นายสมคิด กรวยทอง) ......................................................................กรรมการ (นายรัชต์พงษ์ ชาดี)
ก ชื่อ : นายวิทยา แก้วสงค์, นายศตวรรษ เฮงสกุล ชื่อเรื่อง : เครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก สาขาวิชา : เมคคาทรอนิกส์และหุ่นยนต์ สาขางาน : เมคคาทรอนิกส์และระบบอัตโนมัติ ที่ปรึกษา : ครูวิเชียร์ ทวีสุข และครูแป้ง ช่วงเพ็ชจินดา ปีการศึกษา : 2566 บทคัดย่อ โครงการสิ่งประดิษฐ์นี้จัดท าขึ้นด้วยโปรแกรม PLC ซึ่งต้องท าการเขียนโค้ดลงโปรแกรมท าเครื่องตัด เหล็กด้วยระบบPLC การเขียนโปรแกรมควบคุมตามวัตถุประสงค์ มีหลักการท างานที่เกี่ยวกลับการผลิตเหล็ก และแผ่นปูนส่งตามไซค์งานต่างๆจ านวนมากจึงต้องหาวิธีการสร้างเครื่องตัดเหล็กระบบอัตโนมัติที่มีคุณภาพ และประสิทธิภาพในการตัดเหล็กที่เร็วขึ้นดังนั้น บริษัทสี่พระยาก่อสร้างได้ตัดเหล็กดังวิธีที่การป้อนโปรแกรมเข้าPLC OMRON เพื่อบอกขนาดเหล็ก ที่ตัดและความยาวที่ต้องการใช้ปัญหาที่พบในการตัดเหล็ก เพื่อพัฒนาและขยายการท างานของเครื่องตัดเหล็ก อัตโนมัติ ควบคุมผ่านตู้คอลโทรเลอร์โดยใช้โปรแกรมไมโคลคอลโทรเลอร์ในการควบคุมในการท างาน ใช้ไฟ 220v แปลงเป็น 24v ใช้ไฟแสดงสถานการณ์ท างาน เครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติและไฮดรอลิกสามารถตัดเหล็ก 5 นาทีต่อ 20 เส้น สามารถตัดได้500-1000 เส้นต่อวัน ความพึงพอใจของผู้ใช้งานเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติ อยู่ใน ระดับดีมาก (x≥ 4.50) ขึ้นไป
ข กิตติกรรมประกาศ การจัดท าโครงการ เครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก ส าเร็จลุล่วงด้วยความอนุเคราะห์ คณะผู้จัดท าขอขอบพระคุณครูวิเชียร์ ทวีสุข และครูแป้ง ช่วงเพ็ชจินดา ครูประจ าแผนกวิชาเมคคาทรอนิกส์ วิทยาลัยเทคนิคสระบุรี ซึ่งเป็นครูที่ปรึกษาโครงการนี้ ที่ให้ค าปรึกษาตลอดจนช่วยเหลือแนะน าและแก้ไข ข้อบกพร่องต่างๆ ที่เกิดขึ้นให้ข้อคิดตรวจสอบแก้ไขข้อบกพร่องและก าลังใจตลอดระยะเวลาในการท าตลอดจน ช่วยจัดหาอุปกรณ์และเครื่องมือที่เป็นประโยชน์ต่อการจัดท าโครงการ และรูปเล่มรายงานโครงการฉบับนี้ ที่ได้ กรุณาเป็นกรรมการสอบโครงการนี้ คณะผู้จัดท าขอขอบพระคุณครูทุกท่านที่ได้ให้ความรู้และค าปรึกษาตลอดมา ขอขอบคุณครู ผู้รับผิดชอบห้องปฏิบัติการต่างๆ ของแผนกวิชาเมคคาทรอนิกส์ทุกท่านที่อ านวยความสะดวกในการใช้ เครื่องมือ เครื่องใช้ต่างๆ ตลอดจนสถานที่ในการปฏิบัติงาน ขอบคุณเพื่อนๆ และน้องๆ ที่มีส่วนช่วยเหลือใน การท าโครงการครั้งนี้ ได้ให้ค าปรึกษาโครงงานคณะผู้จัดท ารู้สึกซาบซึ้งเป็นอย่างยิ่งและกราบขอบพระคุณเป็น อย่างสูงท้ายสุดนี้คณะผู้จัดท าหวังเป็นอย่างยิ่งว่า โครงงานนี้จะเป็นประโยชน์ต่อการศึกษาและเป็นที่น่าสนใจ ส าหรับผู้ที่สนใจต่อไป นายวิทยา แก้วสงค์ นายศตวรรษ เฮงสกุล
ค สารบัญ เรื่อง หน้า บทคัดย่อ ก กิตติกรรมประกาศ ข สารบัญ ค สารบัญตาราง จ สารบัญรูป ฉ บทที่ 1 บทน า 1 1.1 ความเป็นมาและความส าคัญของปัญหา 1 1.2 วัตถุประสงค์ของโครงงาน 1 1.3 สมมุติฐานของโครงงาน 1 1.4 ขอบเขตของโครงงาน 1 1.5 นิยามศัพท์เฉพาะ 2 บทที่ 2 เอกสารและงานวิจัยเกี่ยวข้อง 3 2.1 โปรแกรมเมเบิลลอจิกคอนโทรลเลอร์ 3 2.2 ชนิดของ PLC 11 2.3 การอ้างแอสเดรสของ PLC 15 2.4 หลักการเขียนแลดเดอร์ไดอะแกรม 19 2.5 เซอร์โวมอเตอร์ (Servo Motor) 24 2.6 กระบอกลม (Air Cylinder) 26 บทที่ 3 วิธีด าเนินการโครงการ 30 3.1 เครื่องมือที่ใช่ในการวิจัย 30 3.2 การสร้างเครื่องมือที่ใช้ในการศึกษา 30 3.3 การเก็บรวบรวมข้อมูล 35 3.4 การวิเคราะห์หาข้อมูล 36 3.5 สถิติที่ใช้ในการวิจัย 36 บทที่ 4 ผลการวิเคราะห์ข้อมูล 38 4.1 การวิเคราะห์หาประสิทธิภาพของเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก 38 4.2 การวิเคราะห์หาคุณภาพของเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก 38 4.3 การวิเคราะห์หาความพึงพอใจของเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก 39 บทที่ 5 สรุปผล อภิปรายผล และข้อเสนอแนะ 41 5.1 สรุปผลการจัดท าโครงงาน 41 5.2 อภิปรายผลการจัดท าโครงงาน 42 5.3 ข้อเสนอแนะ 43 บรรณานุกรม 45
ง สารบัญ(ต่อ) เรื่อง หน้า ภาคผนวก 47 ภาคผนวก ก แบบประเมินความพึงพอใจต่อการใช้งาน ภาคผนวก ข คู่มือการใช้งาน ประวิติผู้จัดท า
จ สารบัญตาราง หน้า ตารางที่ 1 ความแตกตางของ PLC และระบบรีเลยในการควบคุม 5 ตารางที่ 2 แสดงจ านวนและต าแหน่งอินพุต/เอาตพุตบิตของ PLC รุน CP1L แต่ละรุ นเมื่อใช รวมกับ Expansion I/O Units (CP1W-20EDR1) 18 ตารางที่ 3 การวิเคราะห์หาประสิทธิภาพของเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอ ลิก 38 ตารางที่ 4 การวิเคราะห์หาคุณภาพของเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก 39 ตารางที่ 5 การวิเคราะห์หาความพึงพอใจของเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอ ลิก 40
ฉ สารบัญรูป หน้า รูปที่ 1 ไดอะแกรมแสดงการประยุกตใชงานของระบบ PLC 3 รูปที่ 2 โปรแกรมเมเบิลลอจิกคอนโทรลเลอรขนาดเล็ก 6 รูปที่ 3 โปรแกรมเมเบิลลอจิกคอนโทรลเลอรขนาดใหญ่ 6 รูปที่ 4 PLC ที่มีรูปแบบตางๆ ใหผูใชสามารถเลือกไดตามความเหมาะสม 7 รูปที่ 5 PLC รุน NX1P2 7 รูปที่ 6 การตอวงจรแบบ SINK และแบบ SOURCE 8 รูปที่ 7 การตอสายของวงจรอินพุตแบบอนาล็อก 8 รูปที่ 8 การตอเอาตพุตแบบ SINK และแบบ SOURCE 8 รูปที่ 9 การตอสายของวงจรอินพุตแบบแอนะล็อก 9 รูปที่ 10 การเขียนโปรแกรมดวยภาษาแลดเดอร์ 10 รูปที่ 11 การเขียนโปรแกรมดวยภาษา FBD 10 รูปที่ 12 การเขียนโปรแกรมดวยภาษา IL 10 รูปที่ 13 แสดงรูปร่าง PLC ชนิด Block Type 11 รูปที่ 14 โครงสร้างภายนอก ของ PLC 12 รูปที่ 15 แสดงหน่วยขยายอินพุต/เอาตพุต (Expansion I/O Units) 12 รูปที่ 16 ตัวอย่างข้อดีข้อเสีย PLC 13 รูปที่ 17 แสดงรูปร่างของ PLC ชนิดโมดูล 13 รูปที่ 18 แสดงชนิดของ PLC ชนิดโมดูล ที่ใช้คอนเน็คเตอร์ในการเชื่อมต่อ 14 รูปที่ 19 แสดงชนิดของ PLC ชนิดโมดูล ที่ใช้ Backplane ในการเชื่อมต่อ 14 รูปที่ 20 ตัวอย่างข้อดีและข้อเสีย 14 รูปที่ 21 ข้อดีและข้อเสีย 15 รูปที่ 22 แสดงโครงสร้างของข้อมูลใน Word หรือ Channel ที่ 0 15 รูปที่ 23 แสดงการก าหนดเบอรรีเลย์ของ PLC 16 รูปที่ 24 พื้นที่หน่วยความจ าของ PLC (อางอิง CP1L) 17 รูปที่ 25 แสดงต าแหน่งของอินพุต/เอาตพุตแต่ละขั้ว 17 รูปที่ 26 แสดงการเชื่อมต่อระหว่าง CP1L กับ Expansion I/O Unit 18 รูปที่ 27 ตัวอย่างการอ้างแอสเดรสของ PLC รุน CS1/CJ1 18 รูปที่ 28 ชุดค าส่งและการเขียน Ladder Diagram ค าสั่ง LD และ LD NOT 19 รูปที่29 ชุดค าสั่งและการเขียน Ladder Diagram ค าสั่ง AND, AND NOT 19 รูปที่30 ชุดค าสั่งและการเขียน Ladder Diagram ค าสั่ง OR, OR NOT 20 รูปที่31 จงเขียนชุดค าสั่งจาก Ladder Diagram 21 รูปที่32 ชุดค าสั่งในรูปการเชื่อมแบบอนุกรมจะใชค าสั่ง AND LD 21 รูปที่33 ชุดค าส่งในรูปการเชื่อมแบบขนานจะใชค าสั่ง OR LD 21
ช สารบัญรูป(ต่อ) หน้า รูปที่ 34 แลดเดอร์ไดอะแกรม (Ladder Diagram) ที่ผิด 22 รูปที่ 35 แลดเดอร์ไดอะแกรม (Ladder Diagram) ที่ถูก 23 รูปที่ 36 แลดเดอร์ไดอะแกรม (Ladder Diagram) B 23 รูปที่ 37 แลดเดอร์ไดอะแกรม (Ladder Diagram) A 24 รูปที่ 38 แลดเดอร์ไดอะแกรม (Ladder Diagram) B 24 รูปที่ 39 หลักการควบคุมเซอร์โวมอเตอร์ 25 รูปที่ 40 คอนโทรลเลอร (Controller) 26 รูปที่ 41 เซอรโวไดรฟเวอร (Servo Driver) 26 รูปที่ 42 กระบอกลมในรูปแบบตางๆ 27 รูปที่ 43 กระบอกลมทางเดียว 27 รูปที่ 44 กระบอกลม 2 ทาง 27 รูปที่ 45 กระบอกลมโรตารี 28 รูปที่ 46 Magnetically Coupled Rodless Cylinde 28 รูปที่ 47 Rodless Cylinder 28 รูปที่ 48 Cable Cylinder 28 รูปที่ 49 Telescopic Cylinder 29 รูปที่ 50 ขั้นตอนการสร้างเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก 32 รูปที่ 51 ขั้นตอนการสร้างเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก(ต่อ) 33 รูปที่ 52 ขั้นตอนการสร้างแบบประเมินคุณภาพเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก 34 รูปที่ 53 ขั้นตอนการสร้างแบบประเมินความพึงพอใจเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก 35
1 บทที่1 บทน า 1.1 ความเป็นมาและความส าคัญของปัญหา เครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติที่สร้างขึ้นใช้ในโรงงานใช้ตัดเหล็กเส้น 500-1000 เส้นต่อวันจาก แต่ก่อนสามารถตัดได้แค่ 400-600 เส้นต่อวันปัจจุบัน บริษัทสี่พระยาก่อสร้างศูนย์สระบุรี มีหลักการ ท างานที่เกี่ยวกลับการผลิตเหล็กและแผ่นปูนส่งตามไซค์งานต่างๆจ านวนมากจึงต้องหาวิธีการสร้าง เครื่องตัดเหล็กระบบอัตโนมัติที่มีคุณภาพและประสิทธิภาพในการตัดเหล็กที่เร็วขึ้นดังนั้น บริษัทสี่พระ ยาก่อสร้างได้ตัดเหล็กดังวิธีที่การป้อนโปรแกรมเข้าPLC OMRON เพื่อบอกขนาดเหล็กที่ตัดและความ ยาวที่ต้องการ โดยใช้แก้ปัญหาที่พบในการตัดเหล็กคือ ขนาดไม่ได้ตามที่ก าหนดใว้และผลิตเหล็กไม่ได้ ตามที่ก าหนด แนวทางในการแก้ปัญหาการตัดเหล็กดังนั้นทางบริษัทสี่พระยาก่อสร้างได้สร้างเครื่อง ตัดเหล็กอัตโนมัติมาใช้ในการผลิตเหล็กได้ตามที่ก าหนดไว้และขนาดที่แม่นย าขึ้น เพื่อแก้ไขปัญหา ดังกล่าว 1.2 วัตถุประสงค์ของโครงงาน 1.2.1 เพื่อสร้างเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก 1.2.3 เพื่อหาคุณภาพเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก 1.2.3 เพื่อศึกษาความพึงพอของผู้ใช้งานเครื่องตัดเหล็กและไฮดรอลิก 1.3 สมมุติฐานของโครงงาน 1.3.1 เครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก ที่สร้างขึ้นสามารถตัดเหล็ก ได้1,000-1,500ต่อวัน 1.3.2 คุณภาพของเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติ อยู่ในระดับดี (x≥ 3.50) ขึ้นไป 1.3.3 ความพึงพอใจของผู้ใช้งานเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติ อยู่ในระดับดีมาก (x≥ 4.50) ขึ้นไป 1.4 ขอบเขตของโครงงาน 1.4.1 เครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิกสามารถตัดเหล็กได้ 5 นาที ต่อ 20 เส้น 1 วันสามารถตัดได้ 1,000-1,500 ต่อวัน 1.4.2 จัดท าโครงงานและส ารวจความคิดเห็นการใช้เครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติและ ระบบไฮดรอลิก ของพนักงานบริษัทสี่พระยาก่อสร้าง ศูนย์สระบุรี ต าบลห้วยแห้ง อ าเภอ แก่งคอย จังหวัดสระบุรี รหัสไปรษณีย์18110 1.4.3 ความคุมผ่านตู้คอลโทรเลอร์โดยใช้โปรแกรมไมโคลคอลโทรเลอร์ ในการควบคุมในการท างาน 1.4.4 ใช้ไฟ 220v แปลงเป็น 24v ใช้ไฟแสดงสถานการณ์ท างาน เช่นท างานอยู่ หยุดท างาน แจ้งเตือนในกรณีที่เครื่องมีปัญหาป้องกัน PLC เสียหายได้ 1.4.5 ใช้ Emergency Switch จะหยุดท างานทันที เพื่อป้องกันเหตุการณ์ฉุกเฉินที่ อาจเกิดขึ้นและเมื่อถึงเวลาเครื่องจะหยุดท างานทันทีเมื่อเครื่องมีปัญหา
2 1.4.6 เครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติและไอดรอลิกสามารถตัดเหล็กได้ไม่เกิน 500-1000 เส้นต่อวันถ้าใช่เกินก าหนดอาจท าให้ระบบตู้คอลโทรลเลอร์มีปัญหาและเกิดความเสียหายได้ 1.4.7 เครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติและไฮดรอลิกสามารถตัดเหล็ก 5 นาทีต่อ 20 เส้น สามารถตัดได้500-1000 เส้นต่อวัน 1.5 นิยามศัพท์เฉพาะ 1.5.1 โปรแกรมเมเบิลลอจิกคอลโทรลเลอร์ (PLC) หมายถึง อุปกรณ์ควบคุม การท างานของ เครื่องจักรหรือกระบวนการท างานต่าง ๆ โดยภายในมีตัวประมวลผล (Microprocessor) เป็นมันสมองสั่ง การที่ส าคัญ PLC จะมีส่วนที่เป็นอินพุตและเอาต์พุตที่ สามารถต่อออกไปใช้งานได้ทันที ตัวตรวจวัดหรือ สวิตช์ต่างๆ จะต่อเข้ากับอินพุตส่วนเอาต์พุต จะใช้ต่อออกไปควบคุมการท างานของอุปกรณ์หรือเครื่องจักร ที่สามารถสร้างวงจรหรือ แบบของการควบคุมได้โดยการป้อนโปรแกรมค าสั่งเข้าไปใน PLC MORON 1.5.2 กระบอกลม (Pneumatic Air Cylinder) หรือเรียกอีกชื่อว่า Actuator คือ อุปกรณ์ที่ใช้ลมท าให้ก้านกระบอกลมเคลื่อนที่ไปในแนวเส้นตรง ใช่ในการดันชิ้นงานหรือเหล็ก เข้าที่จัดเก็บ 1.5.3 เซนเซอร์ (Sensor) หมายถึง อุปกรณ์ตัวหนึ่งที่ท าหน้าที่เป็นตัวตรวจสอบ ตรวจวัด เกิดขึ้นในกระบวนการผลิต เช่น ก าหนดต าแหน่ง ควบคุมปริมาณ คัดแยกชิ้นงาน หรือ อื่นๆ เพื่อให้ระบบด าเนินการผลิตได้อย่างต่อเนื่องและมีคุณภาพ 1.5.4 ผู้เชี่ยวชาญ หมายถึง ผู้ที่มีความรู้และช านาญเกี่ยวกับงานที่ท าเครื่องตัดเหล็ก อัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก 1.5.5 ผู้ใช้งาน หมายถึง ผู้ที่ใช้เครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิกเป็น เครื่องมือใช้งานเพื่อควบคุมและบรรลุผลต่างๆ ซึ่งเป็นผู้ใช้งานในการท างานต่างๆ
3 บทที่ 2 ทฤษฎี หลักการและเอกสารที่เกี่ยวข้อง การศึกษาเอกสารและงานวิจัยที่เกี่ยวของกับเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติดวยระบบไฮดรอลิก ผูวิจัยไดศึกษาคนควารายละเอียดขอมูลเอกสาร และงานวิจัยที่เกี่ยวของโดยเรียงล าดับดังนี้ 2.1 โปรแกรมเมเบิลลอจิกคอนโทรลเลอร (Programmable logic Control: PLC) 2.2 ชนิดของ PLC 2.3 การอ้างแอสเดรสของ PLC 2.4 หลักการเขียนแลดเดอร์ไดอแกรม 2.5 เซอร์โวมอเตอร์ (Servo Motor) 2.6 กระบอกลม (Air Cylinder) 2.1 โปรแกรมเมเบิลลอจิกคอนโทรลเลอร (Programmable logic Control: PLC) 2.1.1 ความเปนมาของโปรแกรมเมเบิลลอจิกคอนโทรลเลอร โปรแกรมเมเบิลลอจิก คอนโทรลเลอรคือ อุปกรณประเภทโซลิดสเตท ซึ่งเปนตระกูลหนึ่ง ของคอมพิวเตอร โดยการน าวงจร มาประยุกตใชเปนอุปกรณควบคุมแทนที ่อุปกรณจ าพวกรีเลย (Relay) หรอพวกแมกเนตกคอนแทรก เตอร(Magnetic Contactor) โดยเรียกสน ๆ ว่า PLC โปรแกรมเมเบิลลอจิกคอนโทรลเลอร มีชุดค าสั่งตางๆ เชน ค าสั่งเกี่ยวกับระบบซีเควนซ ค าสั่งการหนวงเวลา ค าสั่งการนับ ค าสั่งทางคณิต ศาสตร ค าสั่งการจัดการขอมูลรวมถึงค าสั่งที่ใช ในระบบสื่อสารตาง ๆ เปนตน เพื่อใชในการควบคุม ทางอุตสาหกรรมและกระบวนการผลิต รูปที่ 1 ไดอะแกรมแสดงการประยุกตใชงานของระบบ PLC ถึงแมวาในปจจุบันโปรแกรมเมเบิลลอจิกคอนโทรลเลอรนั้นจะมีหลายนิยาม แตจากค านิยาม ของโปรแกรมเมเบิลลอจิกคอนโทรลเลอร ตามมาตรฐานของ ICE1131 คือ ระบบปฏิบัติการทางดาน ดิจิตอออกแบบมาใหใชในอุตสาหกรรม ซึ่งใชหนวยความจ าที่สามารถ โปรแกรมไดในการเก็บค าสั่ง ผูใชก าหนดขึ้น เพื่อเปน เครื่องมือในการก าหนดฟงกชันหรือเงื่อนไข ในการท างาน เชน การท างาน แบบลอจิก การท างานแบบซีเควนซการใชงานไทมเมอรการใชงาน เคานเตอรและฟงกชันทางคณิต ศาสตร เปนตน เพื่อควบคุมอุปกรณดิจิตอลอินพุตและเอาทพุต หรือแอนะลอกอินพุตและเอาทพุต ของเครื่องจักรหรือกระบวนการผลิตตางๆนอกจากนั้นจะตอง สามารถเชื่อมตอหรือสื่อสารกับระบบ ควบคุมทางอุตสาหกรรม เครื่องมือหรืออุปกรณตางๆ ได 2.1.2 ความเปนมาของโปรแกรมเมเบิลลอจิกคอนโทรลเลอร แผนกไฮดรอเมติกของบริษัท เจเนอรัลมอเตอร (General Motor : GM) ไดท าการ ออกแบบอุปกรณควบคุมชนิดหนึ่งขึ้นนมาครั้ง แรกในป ค.ศ.1968 โดยเมื่อวัตถุประสงคเบื้องตน คือ การลดตนทุนและขอจ ากัดของระบบรีเลย โดย อุปกรณที่จะน ามาแทนคือโซลิดสเตทหรือคอมพิวเตอร ซึ่งมีความยืดหยุนมากกวาระบบรีเลย แตตองเปนคอมพิวเตอรที่มีคุณสมบัติพิเศษ ดังตอไปนี้
4 1. ทนทานกับสภาพแวดลอมในอุตสาหกรรม เชน ทนความรอน ทนการสั่นสะเทือน 2. งายในการเขียนโปรแกรมและสามารถน าโปรแกรมที่เขียนแลวมาเก็บรักษาได เมื่อมี การเปลี่ยนตัวควบคุมชนิดใหม สามารถโหลดโปรแกรมที่เก็บไวมาเขาที่ระบบควบคุมได้เลย 3. สามารถน ามาใชใหมไดเชน เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงรูปแบบการควบคุม สามารถน า อุปกรณ ควบคุมนั้นไปท าการติดตั้งระบบควบคุมอื่น แลวเขียนโปรแกรมใหมเพื่อควบคุมได 4. อุปกรณควบคุมใหม จะตองลดเวลาการท างานของระบบควบคุม ตอบสนองการท างานเร็วขึ้น 5. สามารถปรับแตงเพิ่มเติมขนาดอินพุตหรือเอาทพุตภายในได จึงไดก าหนดอุปกรณ ควบคุม ใหมใหมีคุณสมบัติเฉพาะดังตอไปนี้ 1. ตัวควบคุมใหมจะตองมีตนทุนโดยรวมต่ ากวาระบบรีเลย 2. ตัวควบคุมใหมจะตองมีอายุยืนยาว ทนทานตอสภาวะแวดลอมอุตสาหกรรม 3. ตัวควบคุมใหมจะตองงายตอการแทนที่ดวยอินพุตและเอาทพุต 4. ตัวควบคุมใหมสามารถสงผานขอมูลของกระบวนการควบคุมไปที่ศูนยกลางการควบคุมได 5. ตัวควบคุมใหมสามารถน ากลับมาใชใหม ไดหรือเขียนโปรแกรมใหมไดโดยไมตองท าการ ติดตั้งใหม 6. ตัวควบคุมใหมตองเปนมาตรฐานสามารถเขียน อาน และวิเคราะหโปรแกรมที่เขียนไดงาย 2.1.3 โปรแกรมเมเบิลลอจิกคอนโทรลตัวแรก โปรแกรมเมเบิลลอจิกคอนโทรลเลอรตัวแรก ถูกสรางขึ้นใหสอดคลองตามเงื่อนไขที่กลาว มาจนกระทั่งได้ผลเป็นที่พอใจของที่มีผลงานสร้าง ในระหวางปีค.ศ.1968และ ค.ศ.1969 ซึ่ง โปรแกรมเมเบิลลอจิกคอนโทรลเลอรตัวแรกถูกใชใน กระบวนการผลิต Offsprings และไดเปน ประตูส าคัญในการพัฒนาเทคโนโลยีระบบควบคุมอัตโนมัติ สมัยใหมโปรแกรมเมเบิลลอจิก คอนโทรลเลอรตัวแรกจะมีชุดค าสั่งที่ท าหนาที่เสมือนเปนฟงกชันของ รีเลย คือ เปนฟงกชันลอจิก ซึ่งเปนอุปกรณไฟฟาที ่ใชในการตัดตอวงจร โดยถูกออกแบบมา ในลักษณะของโมดูล ซึ่งสามารถ เพิ่มขยายตามความตองการที่จะใชงานได งายในการติดตั้ง ใชพื้นที่ นอย สามารถเขียนโปรแกรมใหมหรือเปลี่ยนแปลงโปรแกรมไดงาย เนื่องจากใชฟงกชันการท างาน เหมือนรีเลยรูปแบบภาษา ที่ใชคือ ภาษาแลดเดอร (Ladder Diagram)หลังจากนั้นไมนานจึงมี การน าไปประยุกตใชงานในอุตสาหกรรมอื่น ๆ โดยเริ่มจากในปค.ศ.1971 ถูกน าไปใชแทนระบบ ควบคุมดวยรีเลยใน อุตสาหกรรมการผลิตอาหาร เครื่องดื่ม อุตสาหกรรมเหล็กและอุตสาหกรรม กระดาษ เปนตน 2.1.4 แนวคิดในการออกแบบโปรแกรมเมเบิลลอจิกคอนโทรล แนวคิดในการออกแบบ โปรแกรมเมเบิลลอจิกคอนโทรลเลอรนั้น เพื่อจะน ามาเปนอุปกรณควบคุมแทนที่ระบบรีเลยเนื่องจาก ระบบการควบคุมระบบรีเลยมีขอจ ากัดตางๆ ดังนั้น โปรแกรมเมเบิลลอจิกคอนโทรลเลอรชุดแรกจะมี ชุดค าสั่งที่สนับสนุนการท างานแบบล าดับขั้น ชุดค าสั่งนี้จะประกอบดวยชุดค าสั่ง ON/OFF หรือค าสั่ง เปด – ปด ในเครื่องจักรหรือระบบ ควบคุมที่มีการท างานซ้ าไปซ้ ามา ซึ่งไมเหมาะที่จะใหมนุษยเขาไป ท างาน เชน งานกระบวนการ สงถายชิ้นงาน งานเจียระไน งานเจาะ เปนตน โปรแกรมเมเบิลลอจิก คอนโทรลเลอรเปนระบบที่ถูกออกแบบมาใหมีการท างานเสมือนรีเลยจ านวนมากๆอยูในอุปกรณเดียว กันแตมีขนาดเล็ก การติดตั้งสามารถท าไดงาย ใชพื้นที่นอยและ ใชพลังงานในการควบคุมต่ าเมื่อเทียบ กับระบบรีเลย อีกทั้งยังมีตัวอินดิเคเตอร ( Indicators) เพื่อวิเคราะหตรวจสอบการผิดพลาดอีกดวย ในขณะที่ระบบรีเลยจะหาขอผิดพลาดไดยากกวาระบบโปรแกรมเมเบิลลอจิกคอนโทรลเลอร 6
5 จากขอไดเปรียบของระบบโปรแกรมเมเบิลลอจิกคอนโทรลเลอรท าใหระบบควบคุมสมัยใหมจึงนิยม น าโปรแกรมเมเบิลลอจิกคอนโทรลเลอรมาใชงานเปนจ านวนมากขึ้น ตารางที่ 1 ความแตกตางของ PLC และระบบรีเลยในการควบคุม 2.1.5 โปรแกรมเมเบิลลอจิกคอนโทรลเลอรในปจจุบัน ในปจจุบันโปรแกรมเมเบิลลอจิกคอนโทรลเลอรไดมีการพัฒนาไปอยางตอเนื่องทั้ง ในสวนของฮารดแวรและซอฟตแวรที่ใชในการเขียนและพัฒนาโปรแกรม ในปจจุบันมีการ พัฒนา 1. มีการตอบสนองเร็วขึ้น เนื่องจากปจจุบันไดมีการพัฒนาระบบอิเล็กทรอนิกสและ ระบบไมโครโปรเซ็นเซอร์ใหม่การประมวลผลเร็วมากขึ้น 2. มีขนาดเล็ก สามารถน ามาใชแทนรีเลยไดประมาณ 4 –10ตัวและมีความสามารถ สูงมากกว่า ระบบรีเลยธรรมดา อีกทั้งมีฟงกชันตางๆ เชน ตัวตั้งเวลา ระบบตัวนับ เปนตน
6 รูปที่ 2 โปรแกรมเมเบิลลอจิกคอนโทรลเลอรขนาดเล็ก 3. ส าหรับโปรแกรมเมเบิลลอจิกคอนโทรลเลอรประเภทโมดูลจะสามารถเพิ่มอินพุต เอาทพุตหรืออินเตอรเฟสอื่นๆ ได รูปที่ 3 โปรแกรมเมเบิลลอจิกคอนโทรลเลอรขนาดใหญ่ 4. มีการพัฒนาอินเตอรเฟสพิเศษตางๆ ซึ่งเปนอินเตอรเฟสที่มีคอนโทรลเลอรเปน ตัวควบคุมซึ่งแยกจากหนวยประมวลผลกลางของโปรแกรมเมเบิลลอจิกคอนโทรลเลอร เชน อินเตอร เฟสแบบ PID (Proportional – Integral – Derivative) ส าหรับงานควบคุมระบบปดอินเตอร์เฟส แบบฟิลค์บัส (Field Bus) ต่างๆ โพฟีบัส (Profibus) แล ะ Industrial Ethernet เพื่อใชใน การติดตอสื่อสารและอินเตอรเฟสอินพุตและเอาทพุตแบบพิเศษ เชน ระบบ ASI - Bus เปนตน 5. มีการพัฒนาใหมีที่ปดชองเสียบอินพุตและเอาทพุตเพื่อปองกันการสัมผัสภายนอก 6. อินเตอรเฟสแบบพิเศษจะยอมใหอุปกรณควบคุมบางประเภทตอตรงเขาโปรแกรม เมเบิลลอจิกคอนโทรลเลอรไดเลยโดยไมตองผานตัวแปลงสัญญาณ เชน สามารถน าสัญญาณจากเทอร โมคับเปิล (Thermocouple) หรือสเต็นเกจ (Stain Gages) ตอตรงเขากับโมดูลพิเศษของโปรแกรม เมเบิลลอจิกคอนโทรลเลอรไดเลย 7. ชองตอพวงกับคอมพิวเตอรมีการพัฒนาใหเปนมาตรฐานเปนรูปแบบเดียวกัน หลายยี่ห้อ 8. มีการพัฒนารูปแบบที่หลากหลายมากขึ้น โดยสามารถเลือกใหเหมาะสมกับ งานที่ใช้
7 รูปที่ 4 PLC ที่มีรูปแบบตางๆ ใหผูใชสามารถเลือกไดตามความเหมาะสม 2.1.6 โปรแกรมเมเบิลลอจิกคอนโทรลเลอรในตระกูล NX1P2 โปรแกรมเมเบิลลอจิก คอนโทรลเลอรยี่หอ OMRON รุ น NX1P2 เปน PLC ที่มีพอรต EtherCAT การเชื่อมตอที่สามารถใช ควบคุมมอเตอรอยาง Servo Motor ไดภายในตัวสามารถควบคุมการเคลื่อนที่ขั้นสูงได ท าใหควบคุม เครื่องจักรไดอยางรวดเร็วและแมนย า และมี IO-Link ที่ตออุปกรณใชงานไดอยางหลากหลาย อีกทั้ง ยังใชซอรฟแวร Sysmac Studioในการเขียนโปรแกรมไดอีกดวย รูปที่ 5 PLC รุน NX1P2 โปรแกรมเมเบิลลอจิกคอนโทรลเลอรรุน NX1P2 จะใชกระแสไฟตรงโดยใชแรงดันไฟฟา 24 โวลต์และมีชองการตอใชงานรวมกับอุปกรณภายนอกทางชอง EtherCAT ซึ่งสามารถตอ Card I/O เพิ่มไดสูงสุด 8 ตัว 1.หนวยอินพุต (Input Unit) จะท าหนาที่รับสัญญาณจากอุปกรณภายนอกที่เปน สวิตช์ (Switch) หรือเซนเซอร (Sensor) แลวแปลงสัญญาณใหเปนสัญญาณที่เหมาะสมกอน สงเขาไปที่หนวยประมวลผล (CPU) หนวยอินพุตของโปรแกรมเมเบิลลอจิกคอนโทรลเลอร แบงเปน 2 ประเภท คือ อินพุตแบบดิจิตอลและอินพุตแบบอนาล็อก 1.1 อินพุตแบบดิจิตอล หมายถึงอินพุตที่รับสัญญาณที่มีการท างานเพียง 2 สภาวะ คือสภาวะท างาน (On) และสภาวะหยุดท างาน (Off) หลักการตอวงจรมี 2 แบบ คือการตอ แบบ SINK และแบบ SOURCE
8 รูปที่ 6 การตอวงจรแบบ SINK และแบบ SOURCE 1.2 อินพุตแบบอนาล็อก หมายถึงอินพุตที่รับสญญาณต่อเนื่อง ซึ่งบอกเป็น ปริมาณที่เปลี่ยนแปลงคาได เชน สัญญาณแรงดัน 0 – 10 โวลต, 1 – 5 โวลต, สัญญาณ กระแส 4 – 20 มิลลิแอมป รูปที่ 7 การตอสายของวงจรอินพุตแบบอนาล็อก 1.3 หนวยเอาตพุต (Output Unit) ท าหนาที่สงสัญญาณออกไปควบคุมอุปกรณ เอาตพุตภายนอก เชน รีเลย มอเตอร โซลินอยตวาลว เปนตน หนวยเอาตพุตของโปรแกรม เมเบิลลอจิกคอนโทรลเลอร มี 2 ประเภท คือเอาตพุตแบบดิจิตอลและเอาตพุตแบบ แอนะล็อก 1.4 เอาตพุตแบบดิจิตอล เปนเอาตพุตที่ใหสัญญาณเปนสภาวะท างานและสภาวะ หยุดท างาน โดย NX1P2 จะมีผลต่อเอาต์พุตชนิดทรานซิสเตอร์เท่านั้น- เอาตพุต ชนิดทราซิสเตอร(Transistor Output) ใชกับไฟฟากระแสตรง24 โวลต เปนเอาตพุต ที่เหมาะใชงานกับโหลดที่ตองการความเร็วในการตัดตอวงจรสูงๆ เชน สเต็ปปง มอเตอร (Stepping Motor) เซอรโวมอเตอร (Servo Motor) หลักการตอสายของวงจรเอาตพุต ชนิดทรานซิสเตอร มี 2 แบบ คอการต่อเอาต์พุตแบบ SINK และแบบ SOURCE รูปที่8 การตอเอาตพุตแบบ SINK และแบบ SOURCE 1.5 เอาตพุตแบบแอนะล็อก เปนเอาตพุตที่สงสัญญาณที่มีลักษณะสัญญาณเปน สัญญาณ ต่อเนื่อง ซึงบอกเป็นปริมาณที่เปลี่ยนแปลงค่าได้เช่น สัญญาณแรงดัน – 5 โวลต, สัญญาณกระแส 4 – 20 มิลลิแอมป์
9 รูปที่9 การตอสายของวงจรอินพุตแบบแอนะล็อก ในสวนของซอฟตแวรไดมีการพัฒนามาอยางมาก เพื่อเพิ่มขีดความสามารถของโปรแกรม เมเบิลลอจิกคอนโทรลเลอร์ดังนี้ มีการรวบรวมเครื่องมือเขียนโปรแกรมที่เปนเชิงวัตถุ (Object Oriented Programming : OOP) เขาไวดวยกันภาษาตางๆ ที่เขียนโปรแกรมนั้นมีมาตรฐานเดียวกัน คือ มาตรฐาน IEC 1131-3 มีชุดค าสั่งที่สามารถน ามาประยุกต์ใช้งานได้หลากหลาย- มีการน าภาษา ชั่นสูง เชน ภาษาซี ภาษาปาสคาล ภาษาเบสิก มาใชในการเขียนโปรแกรม ท าใหโปรแกรมเมเบิล ลอจิกคอนโทรลเลอรมีการท างานที่ยืดหยุนน ามาประยุกตใชงานต่างๆ เชน งานทางดานการสื่ออสาร กับอุปกรณตอพวงระหวางโปรแกรมเมเบิลลอจิก คอนโทรลเลอรกับโปรแกรมเมเบิลลอจิกคอนโทรลเลอรดวยกัน หรือโปรแกรมเมเบิลลอจิก คอนโทรลเลอรกับตัวควบคุมแบบต่างๆ เป็นต้น ซึ่งสามารถใช้ในการส่งถ่ายข้อมูลเพื่อประยุกต์ใช้งาน ระบบควบคุมขั้นสูงต่อไป - ในภาษาแลดเดอร มีการพัฒนาใชฟงกชันบล็อก (Function Block) เพื่อท าการเขียน โปรแกรมในงานควบคุมที่ซับซอนและงานควบคุมขั้นสูงไดงายขึ้น –มีเครื่องมือตรวจสอบความผิดพลาดของระบบควบคุมที่เฉลียวฉลาด สามารถวิเคราะห์ ความผิดพลาดระดับเล็ก จนกระทั่งถึงวิเคราะห ความผิดพลาดโดยรวมของระบบโปรแกรม เมเบิลลอจิกคอนโทรลเลอร์ได้ - มีฟังก์ชันการค านวณทางคณิตศาสตร์ที่สามารถค านวณได้ถึงจ านวนที่มีเลขทศนิยมที่มี ความละเอียดสูงๆ เพื่อประยุกตใชงานทางดานแอนะลอกตางๆ เชน เกจ ค่าทรงตัวและค าสั่ง ทางสถิติตางๆ - มีฟงกชันในการจัดเก็บขอมูลสงถายขอมูลที่งายตอการใชงานส าหรับการควบคุมที่ซับซอน งานควบคุมที่ตองอาศัยการเขาถึงฐานขอมูลและปรับเปลี่ยนคาพารามิเตอรไดในขณะนี้มีการน า โปรแกรมเมเบิลลอจิกคอนโทรลเลอรมาใชงานในระบบควบคุมมากมาย เชนเปนความสามารถ ในการสื่อสาร ความสามารถของโมดูลควบคุมตางๆ เปนตน 2.1.7 แนวโนมโปรแกรมเมเบิลลอจิกคอนโทรลเลอรในอนาคต โปรแกรมเมเบิลลอจิกคอนโทรลเลอรจะไมไดถูกพัฒนาทางดานความสามารถทางผลิตภัณฑ เพียงอยูทางเดียว แตจะมีการน าโปรแกรมเมเบิลลอจิกคอนโทรลเลอรเขาไปรวมเปนสวนหนึ่งของ เครื่องมืออุตสาหกรรมและโปรแกรมเมเบิลลอจิกคอนโทรลเลอรจะถูกรวมเขาระบบเครือขายทาง อุตส าหกรรม เ ช น ใน ร ะบบคอมพิ วเตอร ชวยในก า รผลิต ( Computer – Integration Manufacturing : CIM) หุนยนตอุตสาหกรรม ระบบ CAD/CAM ระบบคอมพิวเตอรสวนบุคคลและ ระบบการจัดการเทคโนโลยีสารสนเทศ เปนตน ดังนั้นตอไปในอนาคตโปรแกรมเมเบิลลอจิกคอนโทรล เลอรจะเปนอุปกรณที่มี ความส าคัญมากในอุตสาหกรรมโปรแกรมเมเบิลลอจิกคอนโทรลเลอรที่มี เทคโนโลยีสมัยใหม จะประกอบดวยลักษณะที่มีตัวอินเตอรเฟสเปน GUI (Graphic User Interfaces) และมีฟงกชันที่ท าใหคนทั่วไปสั่งการไดงายยิ่งขึ้น (Human – Oriented Man/Machine Interface)
10 เช่น ส่งการด้วยเสียง เป็นต้น อีกทั้งยังรวมถึงเทคโนโลยีทางดาน AI (Artificial Intelligence) เชน ระบบฟซซี่ลอจิก (Fuzzy Logic) เปนตน 2.1.8 ภาษาที่ใชในการเขียนโปรแกรมเมเบิลลอจิกคอนโทรลเลอร ภาษาที่ใชในการเขียนโปรแกรมตามมาตรฐาน IEC 1131-3 ก าหนดไว 5 ภาษา คือ LD (Ladder Diagram) FBD (Function Block Diagram) IL (Instruction List) ST (Structure Text) และ SFC (Sequential function Chart) ถึงแมวาลักษณะโครงสรางของแตละภาษาจะมีความแตกตางกัน แตภายในโปรแกรมมีลักษณะเดียวกันตามมาตรฐาน IEC 1131-3 เชน ลักษณะ การประกาศตัวแปร ฟงกชัน และฟงกชันบล็อก เป็นตน แตอยางไรก็ตามสามารถที่จะเขียนโปรแกรม โดยน ารูปแบบ การเขียนในภาษาตางๆ มารวมกันได 1. LD (Ladder Diagram) จะเปนภาษาที่เขียนอยู่ในรูปของกราฟฟก ซึ่งมีพื้นฐานมาจาก วงจรควบคุมแบบรีเลยและวงจรไฟฟา ซึ่งแลดเดอรไดอะแกรมจะประกอบดวยราง (Rail) ทั้งซายและ ขวาของไดอะแกรมเพื่อใชส าหรับเชื่อมตออุปกรณที่เปนสวิตซหนาสัมผัส เพื่อเปนทางผานของกระแส และมีขดลวดหรือคอยลเปนเอาตพุต รูปที่ 10 การเขียนโปรแกรมดวยภาษาแลดเดอร 2. FBD (Function Block Diagram) FBD เป นภาษาที่แสดงฟงกชัน การท างานในรูป ของกราฟฟกเชน เดียวกันและเชื่อมตอกันเปนเครือขายโดยการเขียนโปรแกรมในรูปของฟงกชัน บล็อกไดอะแกรมจะมีพื้นฐานมาจากลอจิกไดอะแกรม รูปที่ 11 การเขียนโปรแกรมดวยภาษา FBD 3. IL (Instruction List) IL จะเปนภาษาที่เขียนอยู่ ในรูปของขอความและมีลักษณะคลาย กับภาษาแอสเซมบลี (Assembly) และภาษาเครื่อง (Machine Code) ซึ่งภายในหนึ่งค าสั่งควบคุมจะ ประกอบด้วยสวนปฏิบัติการ (Operator) และสวนที่ถูกด าเนินการ (Operand) รูปที่ 12 การเขียนโปรแกรมดวยภาษา IL
11 4. ST (Structure Text) ST เปนภาษาในระดับสูง โดยมีพื้นฐานมาจากภาษา Pascal ซึ่ง ประกอบไป ดวยนิพจนและค าสั่ง โดยค าสั่งทั่วไปจะอยูในรูปของค าสั่งเกี่ยวกับการเลือกท างาน เชน IF………..THEN.……ELSE เปนตน ค าสั่งเกี่ยวกับการท างานซ้ า เชน FOR WHILE เปนตน 5. SFC (Sequential Function Chart) SFCเป นภาษาที่รองรับการเขียนโปรแกรมที่มี โครงสรางการท างานเป นซีเควนซ ซึ่งสวนประกอบของ SFC จะประกอบดวย Step (ค าสั่ง ในการปฏิบัติการในแตละขั้นตอน) และ Transition (เงื่อนไขที่หนดใหกระท าค าสั่งในแตละ Step) นอกจากนี้ยังสามารถก าหนดลักษณะการท างาน เชน Alternative Step Sequence และ Parallel Step Sequence เปนตน 2.1.9 โปรแกรม Sysmac Studio โปรแกรม Sysmac Studio เปนซอฟตแวร (Software) การเขียนโปรแกรมและบ ารุงรักษาที่ออกแบบมาเพื่อใชเขียนโปรแกรมส าหรับ PLC ยี่หอ OMRON โดยการติดตั้ง Sysmac Studio จะมีเวอรชั่นของ PLC OMRON หลายเวอรชั่นใหเลือกเขียน ส าหรับเวอรชั่น PLC ที่ต่างกัน เครื่องมือที่ ่ใชในโปรแกรม GX Work 3 มีฟงกชันการแกปญหา เชน การตรวจสอบ การท างานของโปรแกรมเมเบิลลอจิกคอนโทรลเลอรวา มีการท างานปกติหรือผิดปกติรองรับ คุณสมบัติการควบคุม ตั้งแตการตั้งคา การบันทึกขอมูล การแกไขขอบกพรอง และ สามารถเชื่อมต่อข้อมูลกับอุปกรณ์MELSOFT อื่นๆ และ SCADA ได ซึ่งการใชงาน GX Work 3 ชวยเพิ่มความสามารถเขากับระบบของ MELSEC iQ-R และ MELSEC iQ-F โดยการเขียนโปรแกรมมีความใกลเคียงกับ GX Developer และ GX Work 2 ส่วน GX Work 3 จะใช Ladder ปกติพรอมกับ Funtion Block Diagram Structure Ladder ตามมาตรฐาน IEC 61131-3 ได้ 2.2 ชนิดของ PLC เราสามารถจ าแนก PLC ตามโครงสร้างหรอลักษณะภายนอกได้เปน 2 ชนิด คือ 2.2.1 PLC ชนิดบล็อก (Block Type PLCs) PLC ประเภทนี้จะรวมส่วนประกอบทั้งหมดของ PLC อยู่ในบล็อกเดียวกัน ไมวาจะเป็นตัว ประมวลผลหนวยความจ า ภาคอินพุต/เอาตพุต และแหล่งจ่ายไฟ สามารถแสดงตัวอย่าง PLC แบบ Block Type รูปที่13 แสดงรูปร่าง PLC ชนิด Block Type 2.2.2 สวนประกอบของ PLC แบบ Block Type ในที่นี้จะยกตัวอย่าง PLC แบบ Block Type ของ OMRON รุน CP1L และ CP1H
12 รูปที่14 โครงสร้างภายนอก ของ PLC จากรูป สามารถอธิบายความหมายของแต่ละส่วนไดดังนี้ 1.คือ แบตเตอรี่ (Battery) 2.คือ ขั้วต่อแหล่งไฟและอินพุต (Power Supply/Input Terminal) 3.คือ ชองเสียบหน่วยความจ า (Memory Cassette) 4.คือ ชองเสียบเพื่อเพิ่มพอร์ตติดต่อสื่อสาร (Option Board slots) 5.คือ ขั้วต่อเอาตพุต (Output Terminal) 6.คือ พอร์ตเชื่อมต่อกับอุปกรณปอนโปรแกรม (USB Port) 7.คือ ปุมปรับอนาล็อก (Analog Adjuster) 8.คือ ขั้วต่ออินพุตส าหรับอนาล็อก setting (External analog setting input) 9.คือ พอร์ตขยายอินพุต/เอาตพุต (Expansion I/O Unit Connector) ในกรณีที่ทานต้องการเพิ่มจ านวนอินพุต/เอาตพุต สามารถใช้หน่วยขยายอินพุต/เอาตพุต (Expansion I/O Units) เพื่อเพิ่มจ านวนอินพุต/เอาตพุตได้โดยการต่อเข้าที่พอร์ตขยายอินพุต เอาตพุต (Expansion I/O Unit Connector) สามารถแสดงโครงสร้างของหน่วยขยายอินพุต/ เอาตพุตได้ รูปที่15 แสดงหน่วยขยายอินพุต/เอาตพุต (Expansion I/O Units)
13 ขอดีและข้อเสีย ของ PLC แบบ Block Type สามารถยกตัวอย่างข้อดีขอเสียของ PLC แบบ Block Type ดังนี้ รูปที่16 ตัวอย่างข้อดีข้อเสีย PLC เนื้อหาในหัวข้อต่อไปจะกล่าวถึง PLC อีกชนิดหนึ่งซึ่งแยกส่วนประกอบต่างๆ ออกจากกัน เรียกวา PLC ชนิดโมดูล (Modular Type PLCs) 2.2.4 PLC ชนิดโมดูล (Modular Type PLCs) หรือแร็ค (Rack Type PLCs) PLC ชนิดนี้สวนประกอบแต่ละส่วนสามารถแยกออกจากกันเป็นโมดูล (Modules) เช่น ภาคอินพุต/เอาตพุต จะอยู่ในส่วนของโมดูลอินพุต/เอาตพุต (Input/Output Units) ซึ่งสามารถ เลือกใช้งานได วาจะใช้โมดูลขนาดกี่อินพุต/เอาตพุต ซึ่งมีให้เลือกใช้งานหลายรูปแบบอาจจะใช้ เปนอินพุตอย่างเดียวขนาด 8 /16 จุด หรอเป็นเอาตพุตอย่างเดียวขนาด 4/8/12/16 จุด ขึ้นอยู่กับ รุ่นของ PLC ดวย ในสวนของตัวประมวลผลและหน่วยความจ าจะรวมอยู่ในซีพียูโมดูล (CPU Unit) เราสามารถ เปลี่ยนขนาดของ CPU Unit ให้เหมาะสมตามความต้องการใช้งาน เชน PLC รุน CS1 จะมี CPU ให้ เลือกใช้งานหลายรุ่นเชน รุน CS1G-CPU42H จะมีความแตกต่างกับ PLC รุน CS1HCPU65H (ทั้ง สองรุ่นเปน PLC ตระกูล CS1 เหมือนกัน) ตรงขนาดความจุของโปรแกรมและการรองรับจ านวน อินพุต/เอาตพุต เป็นตน สวนประกอบต่างๆ ของ PLC ชนิดโมดูลที่กล่าวมาทั้งหมดนั้น เมื่อต้องการใช้งาน จะถูกน ามา ต่อร่วมกัน บางรุ่นใช้เป็นคอนเน็คเตอร์ในการเชื่อมต่อกันระหว่างยูนิต เชน รุน CQM1 / CQM1H หรือ CJ1M/H/G แต่บางรุ่นใช้Backplaneในการร่วมยูนิตต่างๆ เข้าด้วยกัน เพื่อให้สามารถ ใชงาน รวมกันได้สามารถยกตัวอย่าง PLC ชนิดโมดูลไดดังแสดงรูป รูปที่17 แสดงรูปร่างของ PLC ชนิดโมดูล ยกตัวอย่าง PLC รุน CJ1 จะใช้คอนเน็คเตอร์ในการเชื่อมต่อแต่ละโมดูลเขาดวยกัน เพื่อให้ สามารถท างานร่วมกันได้
14 รูปที่18 แสดงชนิดของ PLC ชนิดโมดูล ที่ใช้คอนเน็คเตอร์ในการเชื่อมตอ สวน PLC รุน CS1 จะใช้Backplane ในการเชื่อมต่อแต่ละโมดูลเข้าด้วยกันเพื่อให้ท างาน ร่วมกัน รูปที่19 แสดงชนิดของ PLC ชนิดโมดูล ที่ใช้Backplane ในการเชื่อมตอ รูปที่ 20 ตัวอย่างข้อดีและข้อเสีย
15 จะเห็นวา PLC แต่ละชนิดจะมีคุณสมบัติแตกต่างกัน PLC รุนที่ใหญขึ้น จะมีคุณสมบัติและ ฟงกชันพิเศษอื่นมากกวา PLC รุนเล็กซึ่งสามารถเปรียบเทียบให้เห็นความแตกต่างดั่งตารางตอไปนี้ รูปที่21 ข้อดีและข้อเสีย 2.3 การอ้างแอสเดรสของ PLC การอ้างแอสเดรสของ PLC ถาเปรียบเทียบง่ายๆ คือ การเรียกชื่อต าแหน่งของอุปกรณ์ อินพุต/เอาตพุตที่น ามาต่อร่วมกับ PLC และเป็นการเรียกชื่อพื้นที่หน่วยความจ าใน PLC นั่นเอง PLC แต่ละยี่หออาจมีชื่อเรียกที่แตกต่างกันออกไป 2.3.1 โครงสรางของขอมูล ในแต่ละบิตของ Word (จ านวน 16 บิต) จะบรรจุขอมลในเลขฐานสอง (0 หรือ 1) และเมื่อแยกบิตทั้ง 16 บิตออกเปน 4 กลมๆ ละ 4 บิต จะสามารถแสดงข้อมูลของแต่ละ Word หรือ Channel ในรูป ของเลขฐานสิบหก 4 หลักหรือที่เรียกวา 4 ดิจิตอล รูปที่22 แสดงโครงสร้างของข้อมูลใน Word หรือ Channel ที่ 0 2.3.2 การก าหนดเบอร์ของรีเลย์(Relay) ใน PLC โดยปกติแลวPLC ของออมรอนจะก าหนดพื้นที่รีเลย(Relay) เปน word หรือ Channel ซึ่งแต่ละ Channel จะประกอบด้วยข้อมูลขนาด 16 บิต ในแต่ละบิตจะบรรจุขอมูลใน เลขฐานสองคือ เลข 1 ซึ่งแทนสถานะ ON และเลข 0 ซึ่งแทนสถานะ OFF ดังตัวอย่างข้างล่างนี้คือ
16 เวิรด 000 ซึ่ง ประกอบด้วย 16 บิตจากบิตที่00 ถึง บิตที่15 การอ้างถึงรีเลย์แตละบิต เราจะแทนด้วย เลข 5 หลัก สามหลักแรกเป็นเวิรด (Word) หรือ Channel สวนสองหลักหลังเป็นบิต (Bit) รูปที่23 แสดงการก าหนดเบอรรีเลย์ของ PLC หมายเหตุ 1. ใน PLC บางรุ่นใช้เป็นตัวเลข 6 หลักโดย 4 หลักแรกเป็นหมายเลข Channel สวน 2 หลัก หลังเป็นหมายเลขบิตเชน 0000.00 เป็นตน 2. ในกรณีที่ทานใช้งาน Programming Console จะไม่ปรากฎจดทศนิยมระหวางหมายเลข เวิรด์และบิตเชน เวิรดที่0 บิตที่10 จะแสดงเปน 00010 3. ในกรณีที่ทานใชงาน CX-Programmer หรอซอตฟ์แวรอื่น จะแสดงจดทศนิยมระหว่าง หมายเลขเวิร์ดและบิตเช่น เวิรดที่0 บิตที่10 จะแสดงเปน 000.10 ที่กล่าวถีงข้างต้นเป็นการอ้างถึงแต่ละบิตของรีเลย์ในส่วนที่เรียกวา CIO หรือ Internal Relay (IR) ซึ่งประกอบด้วย Input Area, Output Area และ Work Area ส าหรับ PLC รุนใหม่ เชน CP1 จะเพิ่มหน่วยความจ า Work Area ขึ้นมาและมีตัวอกษรน าหนา W เชน W0.00 ซึ่งสามารถน า ไปใช้เปน Internal Relay ในการเขียนโปรแกรมได้ ในกรณีของรีเลย์ชนิดอื่นๆ ก็มีการก าหนดเบอร์ในลักษณะเดียวกัน เชน Holding Relay, Link Relay ดังตัวอย่างต่อไปนี้ นอกจากพื้นที่หน่วยความจ าทุกล่าวถึงแลว PLC ยังแบ่งพื้นที่หน่วยความจ าออกเปน สวนย่อยๆ อีกหลายส่วน สามารถแสดงรายละเอียดให้เห็นดังตาราง 2.3.3 ตารางแสดงข้อก าหนดของพื้นที่ใช้งานของ PLC
17 ตารางที่24 พื้นที่หน่วยความจ าของ PLC (อางอิง CP1L) 2.3.4 การระบุต าแหน่งอินพุต/เอาตพุตของ PLC 1. การระบุต าแหน่งอินพุต/เอาตพุตของ PLC ชนิดบล็อก(ยกตัวอยางรุน CP1L) ส าหรับ PLC แบบ Block นั้นต าแหน่งของอินพุต/เอาตพุตนั้นจะแสดงหมายเลขไว้ที่ PLC อยู่แล้ว ยกตัวอย่างให้เห็นดังต่อไปนี้ รูปที่25 แสดงต าแหน่งของอินพุต/เอาตพุตแต่ละขั้ว จากรูปแสดงต าแหน่งของอินพุต/เอาตพุตของ PLC รุน CP1L-L20DR ซี่งมีจ านวน 20 จุด เป็นพื้นที่หน่วยความจ าในส่วนของ CIO หรือ IR เช่น ในการเขียนโปรแกรม ถาต้องการใช้งานอินพุต
18 ที่ตออยูกับอินพุตของ PLC บิตที่ 0 เวลาอางต าแหน่งจะก าหนดเปน 000.00 หมายถึงใช้CIO เวิรด ที่0 บิตที่0 (วิธีการกาหนดต าแหน่งดูได้จากภาพตัวอย่าง การก าหนดเบอรรีเลย์ของ CP1L) ส าหรับ CP1L รุนอื่น สามารถดูได้จากตารางที่ ซึ่งจะแสดงต าแหน่งอินพุต/เอาตพุต ที่ตอร่วมกับExpansion I/O Unit ตารางที่ 2 แสดงจ านวนและต าแหน่งอินพุต/เอาตพุตบิตของ PLC รุน CP1L แตละรุ นเมื่อใชรวมกับ Expansion I/O Units (CP1W-20EDR1) รูปที่26 แสดงการเชื่อมต่อระหว่าง CP1L กับ Expansion I/O Unit 2. การระบุต าแหน่งอินพุต/เอาตพุตของ PLC ชนิดโมดูล ส าหรับ PLC ชนิดโมดูล ของ OMRON นั้นแบ่งเป็นหลายรุ่นได้แกรุน CS1 และ CJ1 ซึ่งทั้ง สองรุ่นมีการอ้างแอดเดรสเหมือนกันจะข้อยกตัวอย่างการอ้างแอสเดรสของแต่ละรุนดังนี้ 2.3.5 การอ้างแอสเดรสของ PLC รุน CS1/CJ1 รูปที่27 ตัวอย่างการอ้างแอสเดรสของ PLC รุน CS1/CJ1 การอ้างแอสเดรสของ PLC รุน CS1/CJ1จะอ้างต าแหน่งตามการติดตั้งยูนิตอินพุต/เอาตพุต โดยไม่สนใจวาจะติดตั้งที่ต าแหน่งใด การนับแอสเดรสจะนับเรียงต่อกันไปเรื่อยๆ ดังรูป
19 หมายเหตุการอ้างแอสเดรสของ PLC รุน CS1/CJ1 นั้นกล่าวถึงเฉพาะ Standard I/O Unit เท่านั้น นอกจากนี้ยังมีSpecial I/O Unit อื่นๆซึ่งมีการก าหนดแอสเดรสแตกต่างกันออกไปสามารถศีกษา เพิ่มเติมได้จาก PLC รุ่นนั้นๆ 2.4 หลักการเขียนแลดเดอร์ไดอร์แกรม แลดเดอร์ไดอะแกรม (Ladder Diagram) จัดเป็นภาษาสัญลักษณที่เทียบเคียงมาจาก วงจรรีเลย์สามารถดูตามโครงสร้างแล้วเข้าใจการท างานได้แต่เวลาที่ PLC ท างานจะอาศัยชุดค าสั่ง (Instructions)ท างาน โดยวิธีการเขียนลงในส่วนหน่วยความจ าข้อมูล ในหน่วยความจ านั้นจะจัดเก็บ เป็นรหัส (Code) ไม่สามารถจัดเก็บในลักษณะของ Ladder Diagram ได้โดยตรง ดังนั้นผู้ใชจึงจ าเป็นตองเขาใจชุดค าสั่งเพราะชุดค าสั่งนั้นแปลงภาษามาจาก Ladder Diagram นั่นเอง 2.4.1 กลุ่มค าสั่งพื้นฐาน (Ladder Instruction & Output Control) 1. การใชค าสั่ง LOAD (LD), LOAD NOT (LD NOT) รูปที่ 28 ชุดค าสั่งและการเขียน Ladder Diagram ค าสั่ง LD และ LD NOT 2. การใชค าสั่ง AND, AND NOT รูปที่ 29 ชุดค าสั่งและการเขียน Ladder Diagram ค าสั่ง AND, AND NOT
20 3. การใชค าสั่ง OR, OR NO รูปที่30 ชุดค าสั่งและการเขียน Ladder Diagram ค าสั่ง OR, OR NOT 4. การใชค าสั่ง OUT, OUT NOT เป็นค าสั่งที่สั่งขับให้OUTPUT ภายนอกท างานหรอไมท างานตามค าสั่ง รูปแบบชุดค าสั่งจาก Ladder Diagram
21 รูปที่31 จงเขียนชุดค าสั่งจาก Ladder Diagram 5. การใชค าสั่ง END ( END 01 ) เมื่อสิ้นสุดการเขียนโปรแกรมแล้วจะต้องจบด้วยค าสั่ง END(01) เสมอ ถ้าไมมีค าสั่งนี้เมื่อผู้ใช สั่ง Run โปรแกรมที่เขียนขึ้น PLC จะเกิด Error โดยสังเกตุที่ PLC ไฟ Error/Alarm สีแดงจะติดค้าง นั่นแสดงว่าไมมีค าสั่ง END (01) ในกรณีนี้โปรแกรมจะไม่สามารถ RUN ได้เพราะฉะนั้นเมื่อเขียนโปรแกรมจบทุกครั้ง ควรใสค าสั่ง END(01) ดวย การเขียนโปรแกรมด้วย CX-Programmer ไมจ าเป็นต้องใสค าสั่ง END(01) เพราะวาซอฟ์ตแวร์จะใส่ให้เองอัตโนมัติ 6. การใชค าสั่ง AND LOAD (AND LD), OR LOAD (OR LD) ค าสั่งทั้งสองจะท าหน้าที่เชื่อมต่อกลุ่มแลดเดอร์ไดอะแกรม (Ladder Diagram) ในกรณี ที่ตออนุกรม หรือขนานกันมากกวา 1หน้าสัมผัส ซึ่งการใชค าสั่ง AND หรือ OR นั้น จะกระท าทีละ 1 หน้าสัมผัสเท่านั้นจึงต้องใช้AND LD หรือ OR LD ในการเขียนแลดเดอร์ไดอะแกรม (Ladder Diagram) ดวยซอฟ์ตแวรนั้น ไมมีสัญลักษณ์ของ AND LD และ OR LD ดังนั้นค าสั่งทั้ง 2 ค าสั่งนี้ตองเขียนเปน Mnemonic หรือ Instruction list เท่านั้น รูปที่32 ชุดค าสั่งในรูปการเชื่อมแบบอนุกรมจะใชค าสั่ง AND LD รูปที่33 ชุดค าสั่งในรูปการเชื่อมแบบขนานจะใชค าสั่ง OR LD • AND LD คือ การเชื่อมโปรแกรม 2 block ในแบบอนุกรม
22 • OR LD คือ การเชื่อมโปรแกรม 2 block ในแบบขนาน 2.4.2 ขอก าหนดในการเขียนแลดเดอร์ไดอะแกรม (Ladder Diagram) 1. จากแลดเดอร์ไดอะแกรม (Ladder Diagram) ขางล่าง จะไม่สามารถเขียนโปรแกรมได้ จ าเป็นต้องแปลงชุด Ladder Diagram กอน รูปที่34 แลดเดอร์ไดอะแกรม (Ladder Diagram) ที่ผิด สามารถเขียนใหม่ได้และวงจรท างานเหมือนเดิม
23 รูปที่35 แลดเดอร์ไดอะแกรม (Ladder Diagram) ที่ถูก 2. ส าหรับแลดเดอร์ไดอะแกรม (Ladder Diagram) จะพิจารณาการท างานจากซ้ายไปขวา เท่านั้น ดังตัวอยางเชน จากแลดเดอร์ไดอะแกรม (Ladder Diagram) A ถาหน้าสมผัส 0.00, 0.02 และ 0.03 มี สภาวะ “ON” ก็ไม่สามารถท าให้เอาตพุต 100.01 นั้น “ON” ได้เลย ดังนั้นผู้ใช้จะต้องท าการจัด โปรแกรมเสียใหม่เพื่อให้การท างานกระท าจากซ้ายไปขวาดังรูปแลดเดอร์ไดอะแกรม B รูปที่36 แลดเดอร์ไดอะแกรม (Ladder Diagram) B 3. จ านวนหน้าคอนแท็คทั้ง NO และ NC ของอินพุต/เอาตพุต, รีเลย์และไทม์เมอร์ (TIM)/เคาน์เตอร์(CNT) จะน ามาเขียนโปรแกรมเป็นจ านวนเท่าใดก็ได้ตามความประสงค์ของผู้ใช้ แตถึงอย่างไรก็ตามการเขียนโปรแกรมที่ดีจะต้องพยายามประหยัดขนาดของโปรแกรมให้มากที่สุด เท่าที่จะสามารถท าได้ซึ่งจะเปรียบเทียบให้เห็นในแลดเดอร์ไดอะแกรม (Ladder Diagram) A และ แลดเดอร์ไดอะแกรม (Ladder Diagram) B จะสังเกตุเห็นไดวาการเขียนในแลดเดอร์ไดอะแกรม (Ladder Diagram) B จะประหยัดค าสั่งได้2 ค าสั่ง ในขณะท าโปรแกรมท างานได้เหมือนกัน
24 รูปที่37 แลดเดอร์ไดอะแกรม (Ladder Diagram) A รูปที่38 แลดเดอร์ไดอะแกรม (Ladder Diagram) B 2.5 เซอร์โวมอเตอร์ (Servo Motor) ในบทนี้เหมาะส าหรับท่านที่มีประสบการณ์การใช้งาน PLC มาบ้างแลว เนื้อหาจะกล่าวถึง การควบคุมเซอร์โวมอเตอรดวย PLC อย่างง่ายๆโดยการประยุกต์ใชฟงกชั่นบล็อก ภายในเนื้อหา จะไม่ลงรายละเอียดเกี่ยวกับหลักการท างานของเซอร์โวมอเตอร์แต่จะเน้นที่การต่อใช้งานและ เขียนโปรแกรมควบคุมเท่านั้น 2.5.1 หลักการควบคุมเบื้องต้น ในรูปที่แสดงบลอกไดอะแกรมของระบบควบคุมเซอร์โวมอเตอร์เบื้องตน โดยปกติระบบ ควบคุมเซอร์โวมอเตอร์จะมีองค์ประกอบหลักในการทางานดังนี้ มอเตอร์: ท าหน้าที่ขับโหลดมีทั้งชนิดที่มีเบรคและไมมีเบรค เอ็นโค้ดเดอร์ : ติดอยูกับตัวมอเตอร์เพื่อท าหน้าที่ปอนกลับการเคลื่อนที่ของมอเตอร์ ดังนั้นเราสามารถทราบต าแหน่งและความเร็วของการหมุนได้จากเอ็นโค้ดเดอรนี้ เซอร์โวไดร์เวอร์: ในปัจจุบันจะร่วมส่วนที่เป็นเซอร์โวคอนโทรลเลอร์และ Positioning controller ไวดวยกันซึ่งเซอร์โวคอนโทรลเลอร์จะท าหน้าที่เป็นตัวจ่ายไฟใหกับมอเตอร์ สวน Positioning controller จะท าหน้าที่ควบคุมต าแหน่งการเคลื่อนที่ของมอเตอร์โดย รับค าสั่งมาจากอุปกรณ์ภายนอก เชน PLC เป็นตน PLC : จะท าหน้าในการส่งค าสั่งไปยังเซอร์โวไดร์เวอร์ในรูปแบบต่างๆ เช่นอนาล็อก และพลัส เป็นต้น จากนั้นเซอร์โวไดร์เวอร์จะควบคุมให้มอเตอร์หมุนให้ไดต าแหนงและ ความเร็วตามที่ไดรับ ค าสั่ง
25 รูปที่39 หลักการควบคุมเซอร์โวมอเตอร์ จากรูป การท างานจะเริ่มโดย PLC สง Position command ซึ่งเป็นสัญญาณพลัสหรือ อนาล็อกใหกับ Position controller ที่อยู่ในเซอร์โวไดร์เวอร์ จากนั้น Position controller จะส่ง ให้Amplifier จายกระแสไฟใหกับมอเตอร์เพื่อท าให้มอเตอร์หมุนให้ได้ความเร็วและระยะตามค าสั่ง เอ็นโค้ดเดอรที่ติดอยูกับมอเตอร์จะท าหน้าที่ปอนกลับข้อมูลระยะและความเร็วในการหมุนกลับไป ที่ Position controller ซึ่งมันจะมีCounter ท าหน้าที่เปรียบเทียบกับค าสั่งที่ไดรับจาก PLC ถายังมี ความแตกต่างกันมันส่งสัญญาณไปที่ Amplifier เพื่อส่งให้มอเตอร์หมุนให้ได้ระยะและความเร็ว ตามต้องการ 2.5.2 โครงสรางของเซอรโวมอเตอร์ เซอร์โวมอเตอร์ของออมรอนเป็นประเภท AC Servo Motor แบบ Synchronous Servo Motor มีลักษณะของโครงสร้างดังนี้ สวนของสเตเตอร์เป็นขดลวดพันในรองสล็อตสวนโรเตอรเป็นแม่เหล็กถาวร ดังนั้น ความสัมพันธ์ของคาพารามเตอร์ตางๆ จะคล้าย DC motor และมอเตอรป์ระเภทนี้ไมมีแปรงถ่าน บางทีจึงเรียกวา เซอร์โวมอเตอร์แบบ DC Brushless สวนตัวเอ็นโคดเดอร์จะต่ออยูกับเพลาเดียวกับ โรเตอร์ 1. มอเตอร์ชนิดที่มีแปรงถาน เซอรโวมอเตอรชนิดนี้ที่สเตเตอรจะเปนแมเหล็กถาวร สวน โรเตอรยังใชแปรงถานและคอมมิวเตอรเรียงกระแสเขาสูขดลวดอารเมเจอร เหมือนกับ ดีซีมอเตอรทั่วไป 2. เซอรโวมอเตอรชนิดที่ไมมีแปรงถาน ประกอบดวยดีซีเซอรโว (DC Brushless Servo โรเตอรท าดวยแมเหล็กถาวร) เอซีเซอรโว (AC Servo) ซึ่งมีทั้งแบบซิงโครนัสเซอรโวอะ ซิงโครนัสเซอรโว (การน าอินดัคชั่นมอเตอรมาใชท าเปนระบบขับเคลื่อนเซอรโวมอเตอร) และ สเต็ปปงเซอรโวมอเตอร 2.5.3 หลักการท างานของเซอรโวมอเตอร การท างานของเซอรโวมอเตอรชนิดนี้จะคลายกับการท างานของซิงโครนัสมอเตอร 3 เฟส กลาวคือเมื่อมีการควบคุมใหคอนโทรลเลอรจายกระแสไฟฟาเขาไปยังขดลวดที่สเตเตอร แกนเหล็ก ของสเตเตอรจะกลาย เปนแมเหล็กไฟฟา และหมุนเคลื่อนที่ดวยความเร็วที่แปรผันตาม ความถี่ ซึ่งเรียกว่า ความเร็วซิงโครนัส (synchronous speed) หรอความเร็วสนามแม่เหล็กหมุน และจะดูด ให้โรเตอร์ซึ่งเป็นแม่เหล็กถาวรหมุนเคลื่อนที่ตาม
26 2.5.4 องคประกอบในการท างานของเซอรโวมอเตอร การท างานเพียงตัว Servo Motor เพียง อยางเดียวนั้นไม สามารถท างานได การที่จะให Servo Motor จะควบคุมลักษณะที่กลาวมา ขางตนนั้นตองมีองคประกอบดังนี้ 1. คอนโทรลเลอร (Controller) หลักการท างานหลักๆ หนาที่ของ Controller คือ มีหนาที่ รับค าสั่งจากผูใชงานวาตองการให Servo Motor นั้นเคลื่อนที่ดวยความเร็วเทาไหรและ ระยะทาง ใกลหรือไกลแคไหน หนาที่ตรงจุดนี้จะเปน Controller จะเปนตัวก าหนดใหกับ ตัว Servo Moter รูปที่ 40 คอนโทรลเลอร (Controller) 2.5.5 เซอรโวไดรฟเวอร (Servo Driver) หนาที่ของ Servo Driver คือ จะรับสัญญาณ มาจาก Controller และสั่งการใหกับตัว Servo Motor เคลื่อนที่ตามที่ Controller สั่งการมา แตท าไม Controller ไม สั่งการควบคุมไปที่ Servo Motor โดยตรง เนื่องจ าก Servo Driver จะเป น ตัวที่ปรับตั้งคาของตัว Servo Motor ใหท างานตามรูปแบบของการควบคุมไมวา จะเปนการควบคุม ความเร็ว (Speed Control) , แรงบิด (Toucque) และ ต าแหนง (Position Control) ตัว Servo Driver จะเปน ตัวก าหนดคาตัวแปรหรือพารามิเตอรตางๆ ใหกับตัว Servo Motor ใหท างานได อยางถูกตองและแมนย า เพราะฉะนั้นเมื่อใช Servo Motor ก็จะตองมีServo Driver เสมอ รูปที่ 41 เซอรโวไดรฟเวอร (Servo Driver) 2.6 กระบอกลม (Air Cylinder) 2.2.1 กระบอกลม หรือ air cylinder คืออุปกรณที่ใชลมท าใหกานกระบอกลมเคลื่อนที่ไปใน แนวเสนตรง หรือหมุน 90, 180, 270 หรือ 360 องศา เปนอุปกรณที่เปลี่ยนพลังงานในรูปแบบ ความดันลมใหเปนพลังงานกลในรูปแบบของการเคลื่อนที่ ดังรูป
27 รูปที่ 42 กระบอกลมในรูปแบบตางๆ 2.2.2 การะบอกลมจะแบงประเภทแบงตามลักษณะการท างานหรือการเคลื่อนที่ ซึ่งมี 5 แบบ 1. กระบอกลมทางเดียว คือ กระบอกสูบลมที่ใช้แรงดันในการเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียว และจะมีสปริงอยูภายในเพื่อดันลูกสูบกลับเขาที่ใหพรอมใชงานใน ครั้งตอไป เหมาะกับ การโหลดงานที่ไมมากนัก เพราะสามารถใชงานได้แมในกรณีที่ไฟฟาดับ รูปที่43 กระบอกลมทางเดียว 2. กระบอกลม 2 ทาง คือ กระบอกสูบลมที่ใชแรงดันอากาศทั้งสองทางในการเคลื่อนที่ โดย ท างานสลับ เมื่อดาน หนึ่งผลิตแรงดัน อีกดานจะเปนตัวจายแรงดันอากาศเหมาะกับงานที่ตอง การการเคลื่อนที่ในแนวตรงและระยะชักที่ยาวเพราะแรงดันอากาศจะมีความคงที่กวากระบอก สูบแบบทางเดียว รูปที่44 กระบอกลม 2 ทาง 3. กระบอกลมโรตารี่ หรือ กระบอกลม แบบหมุน คือ อุปกรณท างานที่เปลี่ยนการ เคลื่อนที่ ในแนวตรงของลูกสูบใหเปนการเคลื่อนที่ในแนวหมุน โดยที่กานสูบจะมีเฟองสะพานซึ่งเชื่อม กับเฟองวงกลมของลอตามเมื่อก้านสูบ เคลื่อนที่เขา-ออก ก็จะท าใหลอตามเกิดการเคลื่อนที่ ใหลักษณะหมุนกลับไปกลับมา ดวยเชนกัน
28 รูปที่ 45 กระบอกลมโรตารี 4. กระบอกลมไรแกน (Rodless cylinder) คือ กระบอกลมที่สามารถเคลื่อนย้ายวัตถุใน เชิงเสนไดในขณะที่กระบอกลมแบบอื่นๆที่กลาวมา ใชแกนลูกสูบในการผลักหรือดึงวัตถุจาก ลูกสูบ กระบอกลมไร้แกนเหมาะกับพื้นที่ที่มีจ ากัด ไมตองกังวลวากานลูกสูบจะโกงงอตัวเมื่อรับ น้ าหนักมากหรือระยะชักยาว ซึ่งจะแบงเปน 3 ประเภท 4.1 Magnetically Coupled Rodless Cylinder ที่มีแมเหล็กเชื่อมกันอยูระหวาง ลูกสูบและตัวลาก ท าใหโอกาสที่ที่กระบอกสูบจะรั่วนั้นต่ ามาก แตมีสิทธิที่ตัวลาก จะเคลื่อนหลุดออกจากลูกสูบ รูปที่ 46 Magnetically Coupled Rodless Cylinde 4.2 Rodless Cylinder โดยตัวลูกสูบและตัวลากจะเชื่อบตอกันและจะมีแผนเหล็ก ชั้นในและชั้นนอก สอดไปตามรองตามแนวกระบอกสูบเพื่อปองกัน การรั่วของ กระบอกลม รูปที่ 47 Rodless Cylinder 4.3 Cable Cylinder มีสายเคเบิ้ลเชื่อมอยูกับลูกสูบโดยผาน Pulley จากปลายทาง สองฝั่ง รูปที่ 48 Cable Cylinder 5. Telescopic Cylinder คือ กระบอกสูบที่ประกอบดวยแกนลูกสูบที่ซอนกันอยูภายใน จากใหญไปหาเล็ก ซึ่งสามารถท าระยะชักไดหลากหลายในตัวเดียวกัน โดยประโยชนหลักของ กระบอกสูบนิวเมติกสแบบนี้ คือ ประหยัดเรื่องพื้นที่ในการจัดเก็บของตัวกระบอกและความยาว ไดมากกวากระบอกทั้งแบบทางเดียวและกระบอกแบบ 2 ทาง ซึ่งเหมาะกับงานที่มีพื้นที่จ ากัด
29 รูปที่ 49 Telescopic Cylinder
30 บทที่ 3 วิธีด าเนินการโครงงาน การท าโครงงานในครั้งนี้เป็นการท างานของ เครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก ที่ใช้ ในการทดสอบโดยได้ด าเนินการศึกษาตามขั้นตอน ดังต่อไปนี้ 3.1 เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัย 3.2 การสร้างเครื่องมือที่ใช้ในการศึกษา 3.3 การเก็บรวบรวมข้อมูล 3.4 การวิเคราะห์ข้อมูล 3.5 สถิติที่ใช้ในการวิจัย 3.1 เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัย แบบประเมินที่ใช้ในการศึกษาในครั้งนี้ ประกอบด้วย 3.1.1 แบบประเมินประสิทธิภาพเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก 3.1.2 แบบประเมินคุณภาพของเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก 3.1.3 แบบสอบถามความพึงพอใจของเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก 3.2 การสร้างเครื่องมือที่ใช้ในการศึกษา ขั้นตอนการสร้างเครื่องมือที่ใช้ในงานศึกษา 3.2.1 การวิเคราะห์เนื้อหาส าหรับโครงงาน ผู้จัดท าโครงานได้วิเคราะห์ข้อมูลจากการปฏิบัติงานโรงงานเหล็กเส้นและ ค้นหาข้อมูลและทฤษฎีที่เกี่ยวข้องแล้วจึงท าการออกแบบและสร้างเครื่องตัดเหล็ก อัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก 3.2.2 การก าหนดจุดประสงค์เชิงพฤติกรรม ก าหนดจุดประสงค์เชิงพฤติกรรมของผู้ใช้งาน เพื่อน าไปสร้างเครื่องตัด เหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก 3.2.3 การสร้างเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก 3.2.3.1 ศึกษาทฤษฎีที่เกี่ยวข้องกับการท างานของเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติ ด้วยระบบไฮดรอลิก 3.2.3.2 จัดรายการอุปกรณ์ที่จ าเป็นต้องใช้งานของเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติ ด้วยระบบไฮดรอลิก ล าดับ รายการอุปกรณ์ จ านวน หน่วย 1 PLC OMRON NX1P2 1 ตัว 2 การ์ด OMRON เสริม I/O 8 ตัว 3 ชุดกระบอกไฮดรอลิค 1 ชุด
31 4 กระบอกนิวเมติกส์ 3 ตัว 5 วาล์วนิวเมติก 4 ตัว 6 พร็อกซิมิตี้เซนเซอร์ 3 ตัว 7 ลิมิตสวิตช์ 1 ตัว 8 มอเตอร์ 2 ตัว 9 เซอร์โวมอเตอร์ และ ไดร์ควบคุม 1 ชุด 10 รีเลย์ 24V 31 ตัว 11 แม็กเนติกส์ 5 ตัว 12 โอเวอร์โหลด 3 ตัว 13 สวิทซ์ฮับ 1 ตัว 14 เบรกเกอร์ 3P, 2P, 1P 4 ตัว 15 หม้อแปลงไฟ 220V เป็น 24V 1 ตัว 3.2.3.3 น าเสนอหัวหน้าโรงงานเหล็กเส้นและหัวหน้าโรงงานซ่อมบ ารุงเพื่อ พิจารณาตรวจสอบความถูกต้องเหมาะสม และจัดซื้ออุปกรณ์ตามข้อเสนอแนะ 3.2.3.4 ทดสอบการใช้งานอุปกรณ์หลาย ๆ ครั้ง เพื่อหาข้อผิดพลาดจาก การใช้งานของอุปกรณ์ก่อนที่จะน าไปใช้งานกับตัวเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติ 3.2.3.5 ก าหหนดจุดติดตั้งอุปกรณ์เครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบ ไฮดรอลิกโดยจะเน้นให้มีความสะดวกในการใช้งานเป็นหลัก 3.2.3.6 น าชุดการทดลองเสนอให้หัวหน้าโรงงานซ่อมบ ารุง ประเมิน คุณภาพ ด้านการใช้งานที่สอดคล้องกับการใช้งานจริง 3.2.3.7 ประกอบเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติตามแบบเครื่องที่วางไว้ และติดตั้ง อุปกรณ์ทั้งหมดไว้ในตามแบบเครื่องเตรียมไว้ 3.2.3.8 น าเครื่องอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิกเสนอหัวหน้าโรงงาน เหล็กเส้น เพื่อการประเมินความพึงพอใจของผู้ใช้งาน ที่เป็นพนักงานโรงเหล็กเส้น จ านวน 3 คน 3.2.3.9 เมื่อผ่านการตรวจสอบคุณภาพและแก้ไขเรียบร้อย ได้เครื่อง อัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิกน าไปให้กับพนักงานโรงงานเหล็กเส้นใช้งานในการ ท างานต่อไป โดยสรุปเป็นล าดับขั้นการสร้างเครื่องประคบเย็นปรากฏตามรูป
32 รูปที่ 50 ขั้นตอนการสร้างเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก เริ่มต้น ศึกษาทฤษฎีที่เกี่ยวข้องกับการท างาน จัดรายการอุปกรณ์ ที่จ าเป็นต้องใช้งาน ทดสอบใช้งานอุปกรณ์ เพื่อค้นหาข้อบกพร่องของอุปกรณ์ A น าเสนอหัวหน้าโรงงานซ่อมบ ารุง เพื่อการพิจารณา และจัดซื้อ อุปกรณ์ ปรับปรุงแก้ไข ผ่าน ไม่ผ่าน
33 รูปที่ 51 ขั้นตอนการสร้างเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก(ต่อ) 3.2.4 การสร้างแบบประเมินคุณภาพของเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก โดย มีขั้นตอนการสร้างดังนี้ 3.2.4.1 ศึกษาทฤษฎีที่เกี่ยวข้องและแนวทางการสร้างแบบประเมิน คุณภาพ 3.2.4.2 สร้างแบบประเมินคุณภาพด้านการใช้งานของเครื่องตัดเหล็ก อัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิกโดยใช้เกณฑ์การประเมินแบบมาตราส่วนประมาณค่า 5 ระดับ ดังนี้ ระดับ 5 หมายถึง คุณภาพระดับดีมาก ระดับ 4 หมายถึง คุณภาพดีระดับดี ระดับ 3 หมายถึง คุณภาพระดับปานกลาง ระดับ 2 หมายถึง คุณภาพระดับพอใช้ ระดับ 1 หมายถึง คุณภาพระดับควรปรับปรุง ได้เครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิค จบขั้นตอน ออกแบบเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติ ด้วยระบบไฮดรอลิก ประกอบเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติ และติดตั้งอุปกรณ์จุดต่าง ๆ ประเมินความพึงพอใจ ของผู้ใช้เครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติ A ตรวจสอบโดยหัวหน้า โรงงานซ่อมบ ารุง ปรับปรุงแก้ไข ผ่าน ไม่ผ่าน
34 3.2.4.3 น าแบบประเมินคุณภาพ เสนอหัวหน้าโรงงานซ่อมบ ารุงเพื่อท าการ ตรวจสอบแล้วท าการปรับปรุง แก้ไขตามค าแนะน า 3.2.4.4 ได้แบบประเมินคุณภาพสมบูรณ์พร้อมใช้ในการทดลองส าหรับ ภาคผนวก ก ล าดับขั้นตอนในการสร้างแบบประเมินคุณภาพ ปรากฏตามรูปที่ 3.3 รูปที่ 52 ขั้นตอนการสร้างแบบประเมินคุณภาพเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก 3.2.5 การสร้างแบบประเมินความพึงพอใจของเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก 3.2.5.1 ศึกษาทฤษฎีและแนวทางการสร้างแบบประเมินความพึงพอใจ 3.2.5.2 สร้างแบบประเมินคุณภาพด้านใบงานของเครื่องประคบเย็นโดยใช้ เกณฑ์การประเมินแบบมาตราส่วนประมาณค่า 5 ระดับ ดังนี้ ระดับ 5 หมายถึง ความพึงพอใจดีระดับมากที่สุด ระดับ 4 หมายถึง ความพึงพอใจดีระดับมาก ระดับ 3 หมายถึง ความพึงพอใจระดับปานกลาง ระดับ 2 หมายถึง ความพึงพอใจระดับน้อย ระดับ 1 หมายถึง ความพึงพอใจระดับน้อยมาก เริ่มต้น ศึกษาทฤษฎีและแนวทาง การสร้างแบบประเมินคุณภาพ สร้างแบบประเมินคุณภาพการใช้งาน เครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิค ตรวจสอบโดยหัวหน้า โรงงานซ่อมบ ารุง ได้แบบประเมินการใช้งาน ส าหรับ เครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิค จบขั้นตอน ปรับปรุงแก้ไข ผ่าน ไม่ผ่าน
35 3.2.5.3 น าแบบประเมินความพึงพอใจ เสนอหัวหน้าโรงงานซ่อมบ ารุง ตรวจสอบแล้วท าการปรับปรุงแก้ไขตามค าแนะน า 3.2.5.4 ได้แบบประเมินความพึงพอใจ สมบูรณ์พร้อมใช้ในการทดลอง ส าหรับภาคผนวก ข ล าดับขั้นตอนในการสร้างแบบประเมินความพึงพอใจ ปรากฏ ตามรูป รูปที่ 53 ขั้นตอนการสร้างแบบประเมินความพึงพอใจเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก 3.3 การเก็บรวบรวมข้อมูล ในขั้นตอนทดลองการท างานของเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก ที่ผู้จัดท าโครงงานสร้างขึ้นได้ด าเนินการทดลองและเก็บข้อมูลต่าง ๆ เพื่อหาประสิทธิภาพ คุณภาพ และความพึงพอใจ มีล าดับขั้นตอนการด าเนินการดังนี้ 3.4.1 ทดลองใช้เครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิกเพี่อทดสอบ ประสิทธิภาพในการท างานของการใช้งาน เริ่มต้น ศึกษาทฤษฎีและแนวทาง การสร้างแบบประเมินความพึงพอใจ สร้างแบบประเมินความพึงพอใจการใช้งาน เครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิค ตรวจสอบโดยหัวหน้า โรงงานซ่อมบ ารุง ได้แบบประเมินความพึงพอใจ ส าหรับ เครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิค จบขั้นตอน ปรับปรุงแก้ไข ผ่าน ไม่ผ่าน
36 3.4.2 น าผลการทดสอบมาวิเคราะห์หาคุณภาพของเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติ ด้วยระบบไฮดรอลิก 3.4.3 ทดลองใช้ระบบจ าลองโรงงานอัจฉริยะเพื่อหาความพึงพอใจของ เครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก 3.4 การด าเนินการทดลองและเก็บข้อมูล การวิเคราะห์ข้อมูลเพื่อหาคุณภาพการใช้งานและความพึงพอใจต่อเครื่องตัดเหล็ก อัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก โดยใช้แบบประเมินที่ผู้จัดท าโครงงานได้สร้างขึ้นท า การวิเคราะห์เพื่อประมวลผลค่าทางสถิติด้วยการน าค่าเฉลี่ยที่ได้มาแปลความหมาย ดังนี้ ค่าเฉลี่ย 4.50-5.00 หมายถึง คุณภาพชุดปฏิบัติการอยู่ในระดับ ดีมาก ค่าเฉลี่ย 3.50-4.49 หมายถึง คุณภาพชุดปฏิบัติการอยู่ในระดับ ดี ค่าเฉลี่ย 2.50-3.49 หมายถึง คุณภาพชุดปฏิบัติการอยู่ในระดับ ปานกลาง ค่าเฉลี่ย 1.50-2.49 หมายถึง คุณภาพชุดปฏิบัติการอยู่ในระดับ พอใช้ ค่าเฉลี่ย 1.00-1.49 หมายถึง คุณภาพชุดปฏิบัติการอยู่ในระดับ ควรปรับปรุง ส าหรับเกณฑ์ที่ก าหนดของคุณภาพการใช้งานและความพึงพอใจต่อเครื่องตัดเหล็ก อัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก ที่ใช้ได้ต้องมีคุณภาพอยู่ในระดับมากขึ้นไป คือ มีค่าคะแนน เฉลี่ย 3.50 ขึ้นไป 3.5 สถิติที่ใช้ในการวิจัย การวิเคราะห์ข้อมูลใช้สถิติดังต่อไปนี้ 3.5.1 การหาค่าเฉลี่ยเลขคณิต (Mean) ใช้ส าหรับการหาค่าเฉลี่ย (วิไลพร วรจิตตา นนท์. 2549: 113) สูตร X X N = (3.1) เมื่อ X คือ ค่าเฉลี่ยคะแนนความคิดเห็น X คือ ผลรวมของคะแนนความคิดเห็นของผู้ทรงคุณวุฒิ N คือ จ านวนผู้ทรงคุณวุฒิ 3.5.2 การหาค่าเบี่ยงเบนมาตรฐาน (Standard Deviation) ใช้ส าหรับวิเคราะห์การ กระจายของข้อมูล (ล้วน สายยศและอังคณา สายยศ. 2549: 79) สูตร ( ) 2 2 . . ( 1) N X X S D N N − = − (3.2)
37 เมื่อ S.D. คือ ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานของคะแนนความคิดเห็น X คือ ค่าคะแนนความคิดเห็นของผู้ทรงคุณวุฒิ N คือ จ านวนของผู้ทรงคุณวุฒิ “Quality %” (อัตราคุณภาพ) คือความสามารถในการผลิตของดีตรงตาม ข้อก าหนด ของเครื่องจักรการสูญเสียด้านคุณภาพ (Quality Loss) มีสาเหตุมาจากความ สูญเสียเนื่องจากชิ้นงานเสีย (Defects) งานซ่อม (Rework) และความสูญเสียช่วงเริ่มต้นการ ผลิต (Start up Loss) จ านวนชิ้นงานทั้งหมด − จ านวนชิ้นงานเสีย ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ จ านวนชิ้นงานทั้งหมด จ านวนชิ้นงานดี ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ จ านวนชิ้นงานทั้งหมด อัตราคุณภาพ = =
38 บทที่ 4 ผลการวิเคราะห์ข้อมูล การท าโครงงานนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อสร้างเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก ที่มีประสิทธิภาพ คุณภาพ และความพึงพอใจของผู้ใช้งานที่มีต่อเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติโดยมีการ ทดสอบการใช้งานเครื่องจักรโดยพนักงานโรงงานเหล็กเส้น บริษัทสี่พระยาก่อสร้าง ผลการวิเคราะห์ ข้อมูล สามารถน าเสนอในรูปแบบของตารางได้ ดังนี้ 4.1 การวิเคราะห์หาประสิทธิภาพของเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก 4.2 การวิเคราะห์หาคุณภาพของเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก 4.3 การวิเคราะห์หาความพึงพอใจของเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก 4.1 การวิเคราะห์หาประสิทธิภาพของเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก การวิเคราะห์หาประสิทธิภาพของเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก โดยทดสอบการท างาน มีผลการวิเคราะห์แสดงได้ดัง ตารางที่ 4.1 ตาราง 4.1 การวิเคราะห์หาประสิทธิภาพของเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก ล าดับ รายการประเมิน จ านวน (เส้น) 1. ประสิทธิภาพในการตัดต่อ 1 นาที 4 2. ประสิทธิภาพในการตัดต่อ 5 นาที 20 3. ประสิทธิภาพในการตัดต่อ 1 วัน 1500 ตารางที่ 3 การวิเคราะห์หาประสิทธิภาพของเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก จากตารางที่ 4.1 พบว่าเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก ที่สร้างขึ้นมีประสิทธิภาพ ในการตัดเหล็กอัติโนมัติต่อ 1 นาทีได้จ านวน 4 เส้น ต่อ 5 นาทีได้จ านวน 20 เส้น และมีต่อ 1 วันได้ จ านวน 1500 เส้น สรุปได้ว่าเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก ที่สร้างขึ้นมีประสิทธิภาพ เป็นไปตามเกณฑ์สมมติฐานที่ตั้งไว้ 4.2 การวิเคราะห์หาคุณภาพของเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก การวิเคราะห์หาคุณภาพของเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก ประเมินโดยหัวหน้า โรงงานซ่อมบ ารุงจ านวนและหัวหน้าโรงงานเหล็กเส้น บริษัทสี่พระยาก่อสร้าง จ านวน 2 ท่าน ผลการวิเคราะห์แสดงได้ดัง ตารางที่ 4.2
39 ตาราง 4.2 การวิเคราะห์หาคุณภาพของเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก ล าดับ รายการประเมิน N = 2 ระดับ x̅ S.D. คุณภาพ 1. มีความสะดวกสบายต่อการควบคุมใช้งาน 4.00 1.00 ดี 2. การท างานมอเตอร์ รางล าเลียงเหล็กเส้น 4.50 0.50 ดีมาก 3. การท างานของกระบอกไฮดรอลิก การตัดเหล็กเส้น 4.50 0.50 ดีมาก 4. ต าแหน่งระยะ ความยาวเหล็กเส้น 5.00 0.00 ดีมาก 5. การท างานของกระบอกลม เทเหล็กเส้นลงรางเก็บ 4.50 0.50 ดีมาก 6. การท างานของกระบอกลม ช่องเก็บเหล็กเส้น 3.00 0.00 พอใช้ 7. ความปลอดภัยในการท างาน 4.00 0.00 ดี 8. การแสดงผลการท างาน 4.50 0.50 ดีมาก 9. การซ่อมบ ารุง 4.50 0.50 ดีมาก เฉลี่ยรวม 4.28 0.31 ดี ตารางที่ 4 การวิเคราะห์หาคุณภาพของเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก จากตารางที่ 4.2 พบว่าคุณภาพของเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก โดยมี รายการประเมินทั้ง 9 รายการ เฉลี่ยอยู่ในเกณฑ์ดี ( X = 4.28, S.D. = 0.31) โดยมีรายการประเมิน 1 รายการ ได้แก่ ต าแหน่งระยะ ความยาวเหล็กเส้น มีคุณภาพอยู่ในเกณฑ์ดีมาก ( X = 5.00, S.D. = 0.00 ) มีรายการประเมิน 5 รายการ ได้แก่ การท างานของกระบอกลม เทเหล็กเส้นลงรางเก็บ การท างานมอเตอร์ รางล าเลียงเหล็กเส้น การท างานของกระบอกไฮดรอลิก การตัดเหล็กเส้น การแสดงผลการท างาน การซ่อมบ ารุง มีคุณภาพอยู่ในเกณฑ์ดี ( X = 4.50, S.D. = 0.50) มีรายการ ประเมิน 2 รายการ ได้แก่ รายการประเมิน มีความสะดวกสบายต่อการควบคุมใช้งาน ความปลอดภัย ในการท างาน มีคุณภาพในเกณฑ์ดี ( X = 4.00, S.D. = 0.00) 1 รายการประเมิน คือ การท างานของ กระบอกลม ช่องเก็บเหล็กเส้น มีคุณภาพในเกณฑ์พอใช้( X = 3.00, S.D. = 0.00) สรุปได้ว่าเครื่อง ตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก ที่สร้างขึ้นมีประสิทธิภาพเป็นไปตามเกณฑ์สมมติฐานที่ตั้งไว้ 4.3 การวิเคราะห์หาความพึงพอใจของเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก การวิเคราะห์หาความพึงพอใจของเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก ประเมินโดยพนักงานโรงงานเหล็กเส้น บริษัทสี่พระยาก่อสร้าง จ านวน 3 คน ผลการวิเคราะห์ แสดงได้ดัง ตารางที่ 4.3
40 ตาราง 4.3 การวิเคราะห์หาความพึงพอใจของเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก ล าดับ รายการประเมิน N = 3 ระดับความพึงพอใจ x̅ S.D. 1. การใช้งานระบบ โหมด Manual 5.00 0.00 มากที่สุด 2. การใช้งานระบบ โหมด Auto 5.00 0.00 มากที่สุด 3. การป้อนข้อมูลต่างๆ ลงในระบบ 5.00 0.00 มากที่สุด 4. ความสะดวกในการใช้งานด้วย ปุ่มกด 5.00 0.00 มากที่สุด 5. ความสะดวกในการใช้งานด้วย หน้าจอ 5.00 0.00 มากที่สุด 6. ระยะเวลาในการท างานแต่ละขั้นตอน 5.00 0.00 มากที่สุด 7. มีความปลอดภัยขณะใช้งานเครื่อง 5.00 0.00 มากที่สุด เฉลี่ยรวม 5.00 0.00 มากที่สุด ตารางที่ 5 การวิเคราะห์หาความพึงพอใจของเครื่องตัดเหล็กอัตโนมัติด้วยระบบไฮดรอลิก จากตารางที่ 4.3 พบว่าพนักงานโรงงานเหล็กเส้น บริษัทสี่พระยาก่อสร้าง มีความพึงพอใจ ในรายการประเมินทั้ง 7 รายการ เฉลี่ยอยู่ในเกณฑ์ดีมาก ( X = 5.00, S.D. = 0.00) โดยมีรายการ ประเมิน 7 รายการ ได้แก่ การใช้งานระบบ โหมด Manual การใช้งานระบบ โหมด Auto การป้อน ข้อมูลต่างๆ ลงในระบบ ความสะดวกในการใช้งานด้วย ปุ่มกด ความสะดวกในการใช้งานด้วย หน้าจอ ระยะเวลาในการท างานแต่ละขั้นตอน การกดสวิตช์ใช้งาน ( X = 5.00, S.D. = 0.00)