กระบวนการผลิตในงานอุตสาหกรรม ส่วนใหญ่นั้นมักใช้กระบวนการควบคุมที่เป็นแบบอัตโนมัติ โดยมีการควบคุมตัวแปรต่าง ๆ อันได้แก่ อุณหภูมิ

กระบวนการผลิตในงานอุตสาหกรรม ส่วนใหญ่นั้นมักใช้กระบวนการควบคุมที่เป็นแบบอัตโนมัติ โดยมี
การควบคุมตัวแปรต่าง ๆ อนั ได้แก่ อณุ หภมู ิ, ความดนั , ระดับ, อัตราการไหล, ตำแหนง่ การเคล่อื นท,ี่ แรง, นำ้ หนัก
เป็นต้น ซึ่งถ้าใช้ระบบการควบคุมที่ดีก็จะเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพของการผลิตให้มีสินค้าที่คุณภาพดี ช่วยลด
ตน้ ทนุ และประหยัดพลงั งาน

การควบคมุ หมายถึง วิธกี ารทท่ี ำให้เครื่องจกั รทำงานได้ถูกต้องตามเง่ือนไขที่กำหนด ซ่งึ การควบคุมในงาน
อตุ สาหกรรมทำเพือ่ ควบคุมเครอื่ งจกั รใหท้ ำงานในกระบวนการผลิตตรงตามจุดประสงคข์ องโรงงานอุตสาหกรรม

การควบคุมอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม เป็นการควบคมุ เครื่องจักรที่ใช้ในกระบวนการผลิตให้สามารถทำงาน
แทนมนุษย์ได้ โดยมีความผิดพลาดในการผลิตน้อยลง เวลาการผลิตเร็วขึ้น ลดการใช้แรงงาน และความสิ้นเปลือง
ของพลังงานลง

การควบคุมลำดับ เป็นการควบคุมขั้นตอนการทำงานของเครื่องจักรการผลิตในงานอุตสาหกรรมใหท้ ำงาน
สอดคล้องกันตามขั้นตอนการผลิตของโรงงานอุตสาหกรรม โดยมีอุปกรณ์ตรวจวัด (Sensors) ทำหน้าที่ตรวจสอบ
การทำงานของเคร่ืองจักร และอุปกรณค์ วบคุม (Control Devices) ท่ที ำหนา้ ทีค่ วบคุมเคร่ืองจักรการผลิตให้ได้ผล
ผลติ ตามตอ้ งการ
การควบคุมในงานอตุ สาหกรรม แบ่งตามอุปกรณ์การควบคมุ ไดด้ ังน้ี

1. การควบคุมดว้ ยไฟฟ้า
2. การควบคุมด้วยนวิ แมติกส์ และไฮดรอลกิ ส์
3. การควบคมุ ดว้ ยอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์
4. การควบคุมด้วยคอมพวิ เตอร์
5. การควบคุมดว้ ยโปรแกรมเมเบลิ คอนโทรลเลอร์

การควบคมุ ดว้ ยโปรแกรมเมเมิลคอนโทรลเลอร์ (Programmable Controllers)
เปน็ อุปกรณ์ท่ีใชค้ วบคุมการทำงานของเคร่ืองจักร หรือกระบวนการต่าง ๆ โดยใช้โปรแกรมคำส่ังท่ีทำหน้าท่ี

เหมือนวงจรรีเลย์ มีส่วนของอินพุตและเอาต์พุตทีส่ ามารถต่อใช้งานได้ทันที ดังนั้นโปรแกรมเมเบิลคอนโทรลเลอร์
จึงถูกใช้ในงานอุตสาหกรรมเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานของเครื่องจักร ทำให้เครื่องจักรทำงานได้โดย
อตั โนมตั ิ

ข้อดีของโปรแกรมเมเบลิ คอนโทรลเลอร์
1. สน้ิ เปลอื งเน้อื ทีน่ อ้ ยเพราะมขี นาดเลก็
2. สามารถใชค้ วบคมุ เครอ่ื งจักรหรือระบบกระบวนการใด ๆ กไ็ ด้ ถา้ เลือกขนาดของ PLC ทเ่ี หมาะสม
3. การเปล่ยี นลำดับข้ันตอนหรอื เง่ือนไขของการทำงาน ทำไดต้ ามตอ้ งการเพราะใช้หลักการทางโปรแกรม
4. ตัวตง้ั เวลา ตวั นบั เป็นซอฟต์แวรท์ ำให้กำหนดค่าตา่ ง ๆ ไดง้ ่าย สามารถเปล่ียนแปลงค่าได้ตลอดเวลาโดย

ไมต่ ้องมีฮาร์ดแวรร์ ว่ มและทำให้มรี าคาถูก
5. รีเลย์ภายใน (Internal Relay) เป็นซอฟต์แวร์ ทำให้ลดค่าใช้จ่ายในการเดินสาย ลดฮาร์ดแวร์และทำให้

ขนาดเล็กลง
6. การตดิ ตัง้ ทำไดส้ ะดวกและง่าย
7. การขยายระบบใหใ้ หญข่ นึ้ ทำไดโ้ ดยง่าย
8. ราคาถูกกวา่ ระบบรเี ลย์
9. ความนา่ เชื่อถอื ดเี พราะเปน็ อปุ กรณ์สารกง่ึ ตวั นำ ไม่มีการเดนิ สายมาก ไมม่ ีปัญหาเรื่องหน้าสัมผัส
10. มีระบบตรวจสอบหาที่ผดิ พลาดด้วยตัวเอง การตรวจสอบแก้ไขเมอ่ื มีปญั หาจงึ ทำไดเ้ รว็
11. ลดการเดินสายยาว ๆ เพราะมอี ินพตุ -เอาตพ์ ุตแบบรีโมท
12. การบำรุงรักษาทำได้งา่ ย
13. เวลาในการทำงานเร็วกว่าระบบรเี ลย์
14. มีฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ เช่น บวก ลบ คณู หาร และอน่ื ๆ
15. ตอ่ เข้ากับระบบคอมพวิ เตอร์ได้
16. ใช้ไดใ้ นทกุ สภาพแวดล้อมของงานอุตสาหกรรม

ชนดิ ของโปรแกรมเมเบลิ คอนโทรลเลอร์

PLC ชนิดบอ็ ก (Box Type) หรือแบบคอมเพต็ (Compact Type) คอื โปรแกรมเมเบิลคอนโทรลเลอร์ที่มี
ขนาดเล็ก กะทดั รดั มหี นว่ ยอินพตุ -เอาต์พตุ และหน่วยสำหรับตดิ ต่อสื่อสารข้อมลู ประกอบรวมกนั อยภู่ ายใน
โครงสร้างเดียวกนั ซง่ึ โครงสร้างของ โปรแกรมเมเบลิ คอนโทรลเลอรท์ ่มี ลี กั ษณะนี้ ได้แก่ PLC Simatic S7-200,
Siemens LOGO, OMRON SYSMAC C20P, SYSMAC C20H, TOSHIBA T1 เปน็ ต้น ซงึ่ เหมาะสำหรับงานทม่ี ี
การกำหนดจำนวนอินพุต-เอาต์พุต ทแี่ น่นอนและมจี ำนวนไมม่ าก เชน่ ใช้ในการควบคุมเครอื่ งจักร, การควบคมุ
การขบั เคล่ือนมอเตอรแ์ บบตา่ ง ๆ เป็นตน้

PLC ชนดิ ที่ติดต้ังในตู้ (Rack type PLC) หรอื แบบโมดลู ล่าร์ (Modular) คือ ระบบ PLC ซ่งึ โมดูล
ทั้งหมด (สว่ นของ PLC) จะบรรจุอยภู่ ายในตคู้ วบคุม เช่น OMRON SYSMAC H200, TOSHIBA รุ่น T2 เป็นตน้
ขนาดของโปรแกรมเมเบิลคอนโทรลเลอร์ ขนาดของ PLC มกั นิยมจดั แบ่งตามจำนวนของหน่วยอินพุตและ
หน่วยเอาต์พตุ ยกเวน้ บางกรณที ่ผี ูผ้ ลิตบางรายอาจแบง่ ตามขนาดของหนว่ ยความจำทใี่ ชเ้ ขียนโปรแกรม การแบ่ง
ขนาดของ PLC แบ่งไดด้ ังนี้

1. PLC ขนาดเล็ก มจี ำนวนอนิ พตุ -เอาต์พตุ ไม่เกนิ 128 จดุ อาจเรียกวา่ ไมโคร-พีซี (Micro - PC) ใชแ้ ทน
การควบคุมรเี ลย์แบบเปดิ -ปิด

2. PLC ขนาดกลาง มีจำนวนอินพตุ -เอาต์พุต ไม่เกิน 1024 จุด สามารถใช้ควบคุมได้ทั้งแบบดิจติ อล และ
แอนะล็อก มีการคำนวณพ้ืนฐานทางคณติ ศาสตร์ มีการจดั การข้อมูล และสามารถเช่อื มต่อกับคอมพิวเตอร์ได้

3. PLC ขนาดใหญ่ มีจำนวนอินพุต-เอาต์พุต ไมเ่ กิน 4096 จดุ ใช้กับข้อมูลทีม่ จี ำนวนมากและมีการคำนวณ
ทซี่ บั ซ้อน

4. PLC ขนาดใหญ่มาก มจี ำนวนอนิ พุต-เอาต์พตุ เกินกวา่ 4096 จดุ ทำหนา้ ท่ีเป็นส่วนควบคมุ หลกั แทน
คอมพิวเตอร์ โดยการควบคมุ ให้ PLC หลาย ๆ เครื่องใหท้ ำงานร่วมกัน

การติดต้ังและการบำรุงรกั ษาโปรแกรมเมเบลิ คอนโทรลเลอร์ ควรคำนงึ ถงึ ส่ิงต่อไปนี้
1. การพจิ ารณาในการเลือกสถานทต่ี ิดตงั้ คือ
1.1 พนื้ ท่ีในการตดิ ตั้งเพียงพอหรือไม่
1.2 ตอ้ งเพื่อไว้ขยายในอนาคต
1.3 การซ่อมบำรุงทำได้งา่ ย
1.4 อณุ หภมู ิของเครือ่ งจักรมีผลกระทบทำให้เกิดการเสยี หายกับ PLC หรอื ไม่
1.5 ตอ้ งมกี ารป้องกัน PLC จากสภาพแวดล้อมท่ีไมป่ ลอดภยั
2. สภาพแวดล้อมและสภาพการที่ไม่ควรตดิ ตั้ง
2.1 มแี สงแดดสอ่ งโดยตรง
2.2 มีอณุ หภมู ิต่ํากว่า 0 องศาเซลเซียล หรือสงู กว่า 55 องศาเซลเซียล
2.3 มีฝุนหรือไอเกลือ
2.4 มีก๊าซหรอื มีคุณสมบตั กิ ัดกร่อน มีการส่นั สะเทือน มีความช้นื มาก
3. การตดิ ตง้ั ต้คู วบคุมสำหรับ PLC
3.1 ตอ้ งป้องกันไม่ให้ PLC เกิดการเสียหายจากการใชง้ านหรือจากสว่ นอื่น ๆ ทีเ่ กดิ จากสภาพแวดล้อม

ส่งิ ปนเปอื้ นจากอากาศ ความชื้น นํ้ามนั ฝุ่นละออง ก๊าซท่ีมีฤทธิการกัดกร่อน
3.2 มขี นาดเพยี งพอสะดวกต่อการเดนิ สายไฟต่าง ๆ
3.3 ควรตดิ ตั้งหา่ งจากเสาแรงสูงอยา่ งน้อย 8 น้ิว
3.4 ต้องตดิ ตั้งสายดนิ กบั ตู้ควบคุม
3.5 ควรแยกการติดตั้งออกจากไฟแรงสูง อาจทำโดยใช้หม้อแปลงแบบแยกขด (Isolation)
3.6 ควรแยกการติดต้ังออกจากความร้อนสูง ๆ
3.7 ถา้ มีอุณหภูมสิ ูงกวา่ 60 องศาเซนเซียล ให้ตดิ ตั้งพัดลมเป่า

4. การติดตั้งระบบป้องกัน (Safety Circuitry)

4.1 ใช้หมอ้ แปลงแบบแยกขด (Isolation Transformer) เพอ่ื แยกออกจากไฟดา้ นแรงสงู และเปน็ การ
ปอ้ งกนั ผลกระทบที่อาจเกดิ ข้ึนกับโปรแกรมเมเบิลคอนโทรลเลอร์ เชน่ สัญญาณรบกวนอันเน่ืองมาจากกราวด์
(Ground Noise) และสายทีอ่ อกมาจากเอาต์พตุ ของหม้อแปลงควรตีเกลียวสายไฟแลว้ จ่ายไฟใหก้ ับชดุ โปรแกรมเม
เบิลคอนโทรลเลอร์

4.2 มวี งจรฉกุ เฉิน (Emergency Circuits) ป้องกันในระบบโปรแกรมเมเบลิ คอนโทรลเลอร์ ดังรปู เรม่ิ
ตง้ั แตก่ ารใช้หม้อแปลงแบบขดแยกที่จ่ายไฟให้กบั ระบบ PLC โดยผา่ นระบบการควบคุมการเริม่ การทำงาน
(Start) ใหร้ เี ลย์ CR1 ทำงาน และมวี งจรการทำงานฉุกเฉิน เช่น สวิตช์หยุดฉุกเฉนิ (Emergency stop button)
และสวติ ช์ทใ่ี ชส้ ำหรบั ควบคมุ อุปกรณ์ปอ้ งกนั อันตราย ท่ีเป็นอิสระจากการควบคมุ ของระบบ PLC

4.3 ในสถานท่มี สี ญั ญาณรบกวนจำเปน็ ต้องมีการป้องกนั ความคลาดเคลอ่ื นจากการวดั คา่ ที่อาจเกดิ ขนึ้ โดย
ใชส้ ายทม่ี ีการป้องกันสัญญาณรบกวน (Shield Cable) ดังรูป 4.4 การตอ่ ระบบกราวด์ มีหลกั การต่อ
ดงั นี้

4.4.1 ควรใชส้ ายทีม่ ขี นาดไมต่ ่ำกวา่ 2 ตร.มม (14 AWG) สำหรบั เดินสายกราวด์ภายในตูค้ วบคมุ
4.4.2 ระบบกราวด์ ควรมคี า่ ความต้านทานไม่เกิน 100 โอห์ม
4.4.3 ระยะสายกราวด์ควรม่เกิน 20 เมตร

การบำรุงรกั ษา
1. รักษาอปุ กรณ์ตา่ ง ๆ ใหส้ ะอาดปราศจากฝุน่ ละออง เพ่อื ชว่ ยในการระบายความรอ้ นและป้องกนั การ

ลดั วงจร
2. หมั่นตรวจสอบจดุ เชอื่ มต่อต่าง ๆ อยูเ่ สมอโดยเฉพาะจุดต่อท่ีไดร้ บั การสน่ั สะเทอื นจากเครื่องจกั ร
3. หลีกเลย่ี งการวางอุปกรณห์ รอื เครอ่ื งมือตา่ ง ๆ ท้ิงไวบ้ นอปุ กรณ์ควบคมุ
4. หลีกเลี่ยงการตดิ ตั้งอุปกรณ์ทีม่ สี ญั ญาณกวนของ PLC

โปรแกรมเมเบิลคอนโทรลเลอร์ มีโครงสร้างทีส่ ำคัญ 4 ส่วนคือ

1. หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit : CPU)
2. หน่วยความจำ (Memory Unit)
3. หนว่ ยอินพตุ -เอาต์พุต (Input-Output Unit)
4. อปุ กรณป์ ระกอบการใช้งาน (Peripheral Devices) ได้แก่ เคร่ืองมือที่ใช้ในการปอ้ นและแสดงโปรแกรมหรอื คา่
ของขอ้ มูลตา่ ง ๆ ทเี่ รียกได้หลายแบบ เช่น โปรแกรมม่งิ คอนโซล (Programming Console) แฮนด์ด้ี
โปรแกรมเมอร์ (Handy Programmer) แฮนด์เฮล (Hand Held) เป็นต้น

PLC ทำงานโดยการกวาดหรอื สแกน (Scan) โปรแกรมอยา่ งตอ่ เนื่อง ในการสแกนจะประกอบด้วยข้นั ตอน
ทส่ี ำคัญ 3 ข้ันคอื

ขน้ั ตอนที่ 1 ตรวจสอบสถานะอินพตุ (Check Input Status) เร่มิ จากการตรวจสอบสภาวะของอินพตุ แต่
ละตัวว่ามีสถานะเปน็ อยา่ งไร (เปิดหรอื ปิด) แล้วนำสภาวะของข้อมูลเหลา่ นน้ั ไปเกบ็ ไว้ทีห่ นว่ ยความจำเพ่ือใชใ้ น
ขน้ั ตอนต่อไป

ขั้นตอนที่ 2 ประมวลผลโปรแกรม (Program Executed) ในขน้ั ตอนนี้ PLC จะประมวลผลตามโปรแกรม
ตามลำดับของคำสง่ั ทปี่ ้อนเข้าไป และจะเก็บผลลัพธ์ของการประมวลผลไว้ในหนว่ ยความจำเพ่อื ใช้ในขั้นตอนท่ี 3

ขน้ั ตอนที่ 3 มีการปรับเปลยี่ นสถานะของเอาต์พตุ (Update Output Status) ในขนั้ ตอนสดุ ท้ายนี้ PLC
จะปรับเปลย่ี นสถานะเอาต์พุตตามโปรแกรมทเ่ี ขียนขน้ึ คือถา้ สถานะของอินพตุ ตวั ใดตวั หนึ่งในระหว่างข้นั ตอนแรก
ที่มีการเปลยี่ นแปลง และผลลพั ธ์ของการประมวลในขน้ั ตอนที่สองให้เอาต์พตุ เปลย่ี นแปลงก็จะส่งผลใหข้ ัน้ ตอนท่ี
สามมีการเปลีย่ นแปลงตามไปด้วย

หลังจากข้ันตอนท่ี 3 แลว้ เครือ่ ง PLC กจ็ ะกลับไปเริ่มตน้ ทำข้ันตอนที่ 1 อีกโดยทำงานซ้ำกนั ทุกข้ันตอนไป
เรื่อย ๆ ซ่ึงระยะเวลาที่ใช้ในท้ัง 3 ขน้ั ตอนนเ้ี รยี กวา่ 1 สแกนไทม์ (Scantime) ระยะเวลาในการตอบสนอง
ทัง้ หมดของ PLC เปน็ องคป์ ระกอบสิ่งหน่งึ ทต่ี ้องนำมาพจิ ารณาเสมอ เนื่องจาก PLC จะต้องใช้ระยะเวลาหนึง่ ใน
การตอบสนองต่อการเปล่ยี นแปลง ซึ่งระยะเวลาในการตอบสนองของ PLC สามารถคำนวณไดจ้ ากสมการ

Total Response Time = Input Response Time + Program Execution Time +
Output Response Time

หลักการออกแบบการควบคุม
1. ขั้นเตรยี มการออกแบบ เปน็ ขัน้ ตอนทีต่ ้องมีการศกึ ษาการทำงานของระบบท่ีจะควบคมุ โดยอาจจะตั้ง

ประเด็นในคำถามดังนี้ เชน่ "อินพตุ เปน็ อะไร/แบบไหน", "เอาต์พุตเป็นอะไร/แบบไหน", "ลำดับการทำงานของ
อินพตุ และเอาต์พตุ ", "ระบบควบคุมมเี ง่ือนไขในการทำงานอย่างไร" กำหนดรายละเอยี ดของเครือ่ งท่จี ะใชค้ วบคมุ
เชน่ จำนวนอนิ พุต เอาต์พตุ ขนาดของเคร่ือง โปรแกรมที่ใช้ออกแบบ เปน็ ต้น

2. ขน้ั ดำเนินการ เปน็ ขั้นตอนท่ีตอ้ งจัดทำท้ังทางด้านฮารด์ แวรแ์ ละซอฟตแ์ วร์ โดยมีการออกแบบวงจร
ภายนอกของเครอื่ งโปรแกรมเมเบลิ คอนโทรลเลอร์ (PLC) วธิ ีการตดิ ตง้ั การกำหนดตำแหน่งของ
หนว่ ยความจำ การออกแบบโปรแกรมและทดสอบการทำงานของโปรแกรมเบื้องต้น

3. ข้ันการตดิ ตงั้ และทดสอบ เปน็ การทดสอบการทำงานรว่ มกนั ทั้งระบบด้านฮารด์ แวร์และซอฟต์แวร์ เพื่อ
หาข้อบกพร่องในการทำงานแล้วนำมาปรับปรุงการทำงานให้เกิดเสถียรภาพดยี ่ิงข้ึน