ระบบควบคุมอัตโนมัติในโรงงานอุตสาหกรรมนั้นมีการเจริญเติบโตที่รวดเร็วมาก ระบบมีการขยายตัวใหญ่ขึ้น ความซับซ้อนของระบบที่มีมากขึ้น เราอาจเรียกได้ว่าอุตสาหกรรมควบคุมอัตโนมัติสมัยใหม่
จาก Programmable Logic Controller (PLC)
เป็น Programmable Automation Controller (PAC)
วัชรชัย สิทธิพันธ์
ระบบควบคุมอัตโนมัติในโรงงานอุตสาหกรรมนั้นมีการเจริญเติบโตที่รวดเร็วมาก ระบบมีการขยายตัวใหญ่ขึ้น ความซับซ้อนของระบบที่มีมากขึ้น เราอาจเรียกได้ว่าอุตสาหกรรมควบคุมอัตโนมัติสมัยใหม่ (Modern Industrial Automation) ระบบควบคุมอัตโนมัติมีความสำคัญเป็นอย่างยิ่งสำหรับการพัฒนาอุตสาหกรรม ไม่ว่าจะเป็นผลสืบเนื่องมาจากสภาวะเศรษฐกิจการแข่งขันในตลาดโลก การควบคุมทางด้านผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมเพื่อช่วยรักษาโลกของเรา ความปลอดภัยในการปฏิบัติงานต่อเครื่องจักรและผู้ปฏิบัติงาน
การควบคุมกระบวนการที่ต้องการความยืดหยุ่นและกระบวนการที่ซับซ้อนเพื่อตอบสนองความต้องการในการเพิ่มผลผลิตในทางอุตสาหกรรมและความต้องการในการลดต้นทุน นอกจากนี้ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์ที่พัฒนาอย่างรวดเร็ว ราคาที่ลดลงของชิ้นส่วนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และความเร็วในการประมวลผลของโปรเซสเซอร์ที่มีความเร็วสูงมากขึ้นเป็นผลทำให้ระบบควบคุมเข้ามามีบทบาทที่สำคัญและมีความจำเป็นเป็นอย่างยิ่งในโรงงานอุตสาหกรรม
รูปที่ 1 รูปแบบการควบคุมที่หลากหลายภายในโรงงานอุตสาหกรรม
วิวัฒนาการของตัวควบคุมอัตโนมัติ
การนำตัวควบคุมตรรกะแบบโปรแกรมได้ Programmable Logic Controller (PLC) มาใช้ในงานควบคุมอัตโนมัตินั้นเริ่มต้นจากการนำ PLC มาทำหน้าที่แทนระบบควบคุมที่ควบคุมด้วยวงจรรีเลย์ โดย PLC จะทำงานด้วยระบบปฏิบัติการที่อิงเวลาจริง (Real-Time Operating System: RTOS) การนำ PLC มาแทนที่รีเลย์นั้นก็เพื่อเหตุผลในการลดค่าใช้จ่ายและความยุ่งยากของวงจรรีเลย์
หลายปีต่อมา PLC นั้นมีการพัฒนามาอย่างต่อเนื่อง โดยที่ตัว PLC เองนั้นมีความสามารถที่มากขึ้น ทั้งด้านการประมวลผลของโปรเซสเซอร์ที่มีความเร็วมากขึ้น หน่วยความจำที่ใช้งานมีความจุมากขึ้น รองรับจำนวนอินพุตจำนวนเอาต์พุตได้มากขึ้น รูปแบบของคำสั่งก็มีมากขึ้น มีการเพิ่มคำสั่งที่มีความซับซ้อนเข้ามา เช่น การคำนวณทางคณิตศาสตร์นอกเหนือจากแลดเดอร์รีเลย์
วงจรแลดเดอร์ที่ใช้กับวงจรรีเลย์นั้นสามารถที่จะแปลงมาเป็นภาษาสำหรับโปรแกรมได้ง่าย เพราะมีรูปแบบที่คล้ายกัน แต่รูปแบบของภาษาที่ใช้ในการโปรแกรม PLC นั้นก็ได้มีการพัฒนาเพิ่มขึ้นจากเดิม ตอบรับรูปแบบการเขียนโปรแกรมที่หลากหลายและยืดหยุ่น จึงได้มีมาตรฐาน IEC 61131-3 โดยสามารถโปรแกรม PLC ได้หลายภาษา
อย่างไรก็ตามก็ยังมีผู้ผลิตหลายรายที่ไม่ได้ใช้มาตรฐานนี้ PLC นั้นมีข้อจำกัดสำหรับระบบควบคุมที่ต้องใช้วิธีการแก้ปัญหาที่ซับซ้อนสูง การควบคุมขั้นสูง (Advance Control) การควบคุมการเคลื่อนที่ (Motion Control) การเก็บรวบรวมข้อมูล (Data Acquisition)
รูปที่ 2 วิวัฒนาการของ Programmable Automation Controller
ในปี พ.ศ.2523 คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลได้ถูกพัฒนาขึ้นมาเพื่อใช้ในการแก้ปัญหาการคำนวณทางคณิตศาสตร์ และได้มีการพัฒนาทางซอฟต์แวร์ การเพิ่มบอร์ดอินพุต/เอาต์พุต และซอฟต์แวร์สำหรับเก็บรวบรวมข้อมูล คอมพิวเตอร์นั้นมีความสามารถในการประมวลผลที่รวดเร็ว สามารถเก็บข้อมูลได้อย่างรวดเร็ว
แต่การใช้งานต้องอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ปกติทั่วไป ไม่ได้ออกแบบให้ใช้งานในสภาพแวดล้อมโรงงานอุตสาหกรรม จึงได้มีการพัฒนาให้คอมพิวเตอร์สามารถนำมาใช้งานกับสภาพแวดล้อมของโรงงานอุตสาหกรรม คือ สามารถทำงานได้ในอุณหภูมิสูง อุณหภูมิเย็นจัด สัญญาณรบกวนทางไฟฟ้าสูง ความชื้น ฝุ่นละออง การสั่นสะเทือน เป็นต้น
จึงเป็นที่มาของคอมพิวเตอร์อุตสาหกรรม (Industrial Personal Computer) แต่ราคาคอมพิวเตอร์อุตสาหกรรมนั้นอยู่ในเกณฑ์ที่สูง จึงได้มีการพัฒนาระบบฝังตัวขึ้นมาเป็นตัวควบคุมฝังตัว (Embedded Controller) โดยมีส่วนประกอบของอินพุต/เอาต์พุต ซีพียู หน่วยความจำ เข้ามาทำงานแทน
ข้อจำกัดของคอมพิวเตอร์ในการควบคุม
1. เสถียรภาพ (Stability) คอมพิวเตอร์ทำงานด้วยระบบปฏิบัติการ ไม่มีความเสถียรภาพเพียงพอสำหรับควบคุม เช่น เมื่อเกิดความขัดข้องของระบบ จำเป็นจะต้องบูตระบบใหม่หรือเริ่มต้นการทำงานของคอมพิวเตอร์ใหม่นั่นเองโดยขั้นตอนนี้ต้องอาศัยเวลาระยะหนึ่งทำให้การควบคุมขาดความต่อเนื่องอาจส่งผลกระทบต่อกระบวนการควบคุมและผลิตภัณฑ์ได้
2. ความน่าเชื่อถือ (Reliability) โดยวัดเป็นความน่าจะเป็นที่ระบบจะทำงานตามฟังก์ชันต่อเวลา ตัวอย่างคือคอมพิวเตอร์ประกอบด้วยฮาร์ดดิสก์ แหล่งจ่ายไฟ เป็นอุปกรณ์ซึ่งอาจจะเกิดการขัดข้องขึ้นได้
3. ความไม่คุ้นเคยกับโปรแกรม (Unfamiliar Programming) รูปแบบของโปรแกรมคอมพิวเตอร์นั้นส่วนใหญ่จะอยู่ในรูปแบบโครงสร้างที่เป็นตัวอักษร (Structure Text) ตัวอย่างเช่นภาษาซี ภาษาเบสิก ภาษาปาสคาล ผู้ใช้งานหรือโปรแกรมเมอร์นั้นต้องเรียนรู้ถึงรูปแบบโครงสร้างของภาษาแต่บางครั้งในการปฏิบัติงานจริงผู้ปฏิบัติงานนั้นมีความจำเป็นจะต้องบำรุงรักษาหรือแก้ปัญหา
การใช้รูปแบบภาษาแลดเดอร์ลอจิกที่มีโครงสร้างเหมือนกับวงจรไฟฟ้านั้นสามารถทำให้หาสาเหตุของปัญหา และแก้ปัญหาได้ง่ายหากใช้คอมพิวเตอร์ ผู้ปฏิบัติงานจำเป็นจะต้องเรียนรู้โปรแกรมที่ใช้ซึ่งอาจจะยุ่งยากพอสมควร
ตัวควบคุมอัตโนมัติแบบโปรแกรมได้ (Programmable Automation Controller, PAC)
ในปี พ.ศ.2543 เครก เรสนิค (Craig Resnick) แห่ง ARC Advisory Group ได้เรียกชื่อของคอมพิวเตอร์อุตสาหกรรมที่ออกแบบมาให้มีขนาดเท่ากับ PLC ทั่วไป โดยเรียกว่า Programmable Automation Controller หรือ PAC
PAC นั้นได้รวบรวมเอาคุณสมบัติของคอมพิวเตอร์โดยที่ความสามารถสำหรับการควบคุมก็เหมือนกันกับ PLC ปัจจุบัน PAC ได้นำมาใช้งานในการควบคุมกระบวนการ, การเก็บรวบรวมข้อมูล, การแสดงผลระยะไกล, การควบคุมการเคลื่อนที่
และด้วยเหตุผลที่ PAC นั้นมีคุณสมบัติเหมือนคอมพิวเตอร์ความสามารถในการสื่อสารข้อมูล การทำเครือข่ายข้อมูลนั้นจึงมีความสามารถสูง ตัวอย่างเช่นรูปแบบในการเชื่อมต่อแบบ RS232 , RS485, Ethernet และสามารถรองรับโปรโตคอลที่ใช้งานในอุตสาหกรรมที่หลากหลายเช่น Profibus, Modbus, CANbus, DeviceNet, ControlNet, Profinet, Modbus TCP/IP, Ethernet/IP เหล่านี้เป็นต้น
รูปที่ 3 การรวมกันระหว่าง Computer กับ Programmable Logic Controller เป็น Programmable Automation Controller
รูปที่ 4 Programmable Automation Controllers ในตลาดอุตสาหกรรม
คุณสมบัติของ Programmable Automation Controller
1. Multi-domain Functionality PAC นั้นสามารถรองรับการทำงานที่หลายรูปแบบในตัวเดียวเช่น การทำงานแบบลอจิก (Logic Control) การควบคุมแบบไม่ต่อเนื่อง (Discrete Control) การควบคุมกระบวนการแบบต่อเนื่อง (Continuous Control) การทำงานแบบ Batch Control การควบคุมการเคลื่อนที่ (Motion Control) เหล่านี้เป็นต้น
2. Common Tagging and Single Database PAC สามารถรวมรูปแบบการทำงานที่หลายแบบเป็น Tag ที่ทำงานร่วมกันและฐานข้อมูลตัวเดียวสำหรับการเข้าถึงทุก Parameter และ Function ด้วยเหตุผลที่ว่า PAC ได้ถูกออกแบบให้สามารถทำงานขั้นสูงทุกรูปแบบ ดังนั้นจะต้องมีซอฟต์แวร์ขั้นสูงตาม ในการที่จะทำให้ระบบมีประสิทธิภาพสูง
3. IEC 61131-3 Standard ซอฟต์แวร์สำหรับพัฒนาโปรแกรมสามารถที่จะแยกย่อยแต่ละกระบวนการ หรือเครื่องจักร อ้างอิงกับมาตรฐาน IEC61131-3 นั่นคือรูปแบบภาษาที่ใช้โปรแกรมสามารถเขียนได้หลายรูปแบบ
ภาษาที่ใช้ในการโปรแกรม PAC โดยทั่วไปสามารถแบ่งออกเป็น 6 แบบด้วยกันคือ
ภาษาที่อยู่ในรูปแบบตัวอักษร Textual Languages:
* Instruction List (IL)
* Structure Text (ST)
ภาษาที่อยู่ในรูปแบบรูปหรือภาพ Graphic Languages:
* Function Block Diagram (FBD)
* Ladder Diagram (LD)
* Sequential Function Charts (SFC)
* Continuous Function Chart (CFC)
4. Open Modular Architecture เนื่องจากการประยุกต์ใช้งานในทางอุตสาหกรรมมีความหลากหลายตามความต้องการ เพราะฉะนั้นฮาร์ดแวร์จะอยู่ในรูปแบบโมดูล โดยที่มีรูปแบบการทำงานที่หลากหลายตัวอย่างเช่น โมดูลอินพุต/เอาต์พุต แบบดิจิตอลแบบอะนาลอก โมดูลสื่อสาร โมดูลสำหรับเซนเซอร์แบบต่าง ๆ โมดูลสำหรับควบคุมการเคลื่อนที่เป็นต้น
รูปที่ 5 โมดูลของ PAC
5. Standard for Network Interface รูปแบบการเชื่อมต่อเครือข่ายนั้นอิงกับมาตรฐานในการใช้งานทั่วไปเช่น TCP/IP, OPC สามารถขยายเครือข่ายตั้งแต่ขนาดเล็กไปจนถึงขนาดใหญ่
รูปที่ 6 ตัวอย่างการเชื่อมต่อเครือข่ายจากระดับ Fieldbus ไปถึง ERP
ทำไมต้องเลือกใช้ Programmable Automation Controller
สำหรับหัวข้อนี้จะกล่าวถึงเหตุผลที่เลือกใช้ PAC มาควบคุมกระบวนการ และกระบวนการหรือรูปแบบของงานแบบไหนที่เหมาะสมที่จะนำ PAC ไปใช้ควบคุม
1. การประมวลผลการทำงานที่รวดเร็ว โปรเซสเซอร์ภายในตัว PAC นั้นเหมือนกับโปรเซสเซอร์ที่ทำงานภายใน PC ทำให้ PAC มีความสามารถในการประมวลผลการทำงานที่รวดเร็ว การทำงานของ PAC จะทำงานด้วยระบบปฏิบัติการที่อิงเวลาจริง (Real Time Operating Systems) โดยที่ระบบปฏิบัติการนี้จะขึ้นกับผู้ผลิตแต่ละรายอาจจะเป็น Window CE หรือ Linux ก็ตามแต่
เพราะฉะนั้น PAC สามารถที่จะประมวลผลการทำงานได้หลาย ๆ อย่างในเวลาเดียวกัน Multitasking หรือการทำงานแบบพหุคูณ คือการทำหลายโปรแกรมพร้อมกัน โดยรูปที่ 4 นั้นแสดงถึงโครงสร้างโดยทั่วไปของ PAC และรูปที่ 6 กับ รูปที่ 7 แสดงวัฏจักรการทำงานของ PLC กับวัฏจักรการทำงานของ PAC ที่ประกอบไปด้วย Task หลาย ๆ Task
รูปที่ 7 โครงสร้างของ Programmable Logic Controller
รูปที่ 8 ตัวอย่างวัฏจักรการทำงานของ PLC
รูปที่ 9 ตัวอย่างวัฏจักรการทำงานของ PAC
2. พื้นที่ความจุของหน่วยความจำสูงจำนวนอินพุต/เอาต์พุตสูง สองปัจจัยหลัก ๆ ในการเลือกหน่วยความจำคือประเภทของหน่วยความจำ เราแบ่งหน่วยความจำออกเป็นสองประเภทคือหน่วยความจำที่จำข้อมูลไว้ได้โดยไม่ต้องมีไฟเลี้ยง (Nonvolatile Memory) และหน่วยความจำที่ต้องมีไฟเลี้ยงเพื่อจำข้อมูลไว้ (Volatile Memory) โดยหน่วยความจำประเภทนี้ต้องมีแบตเตอรี่ไว้สำหรับสำรองไฟไว้เพื่อป้องกันข้อมูลสูญหายโดยที่ PAC ได้เตรียมหน่วยความจำทั้งสองประเภทไว้ให้เราเป็นที่เรียบร้อยแล้ว
เมื่อมองในแง่ของการใช้งานสำหรับโปรแกรมแล้วนั้นหน่วยความจำจะแบ่งเป็น หน่วยความจำข้อมูล (Data Memory) กับหน่วยความจำโปรแกรม (Program Memory) หรืออาจจะแบ่งเพิ่มออกมาในส่วนของ หน่วยความจำอินพุต/เอาต์พุต (I/O Memory) หน่วยความจำของ PAC นั้นมีความจุสูงไปจนถึง 32Mb จึงสามารถรองรับโปรแกรมและจำนวนอินพุตเอาต์พุตสูง รองรับการจัดการข้อมูล การประมวลผลข้อมูล ตลอดจนสามารถเก็บไฟล์เอกสารไว้ในหน่วยความจำได้ PAC บางรุ่นสามารถที่จะขยายหน่วยความจำได้เช่น สามารถเสียบ Compact Flash Card เพื่อเพิ่มหน่วยความจำได้
รูปที่ 10 แบตเตอรี่สำหรับสำรองไฟให้กับหน่วยความจำและการขยายหน่วยความจำเพิ่ม
3. ทำงานได้หลายรูปแบบภายใน PAC ตัวเดียว หลาย OEMs และโรงงานอุตสาหกรรมที่ทำงานด้วยระบบควบคุมอัตโนมัติจะประกอบไปด้วยรูปแบบการควบคุมหลาย ๆ แบบที่แตกต่างกันออกไป เช่น กระบวนการควบคุมแบบต่อเนื่อง กระบวนการควบคุมแบบ Batch การควบคุมการเคลื่อนที่ กระบวนการบรรจุ เป็นต้น
โดยที่ตัว PAC เองก็ออกแบบมาตอบสนองความต้องการเหล่านี้ โรงงานอุตสาหกรรมหรือกระบวนการทั่วไปแล้วนั้นประกอบด้วยลักษณะการทำงานที่หลากหลายรูปแบบภายในโรงงานเดียวกันเพราะฉะนั้นรูปแบบในการควบคุมการทำงานก็ต้องมีความแตกต่างกัน การเลือกตัวควบคุมก็ต้องมีความหลากหลายแตกต่างกันไป แต่คุณสมบัติของ PAC นั้นสามารถควบคุมการทำงานหลากรูปแบบเราจึงสามารถเลือกตัวควบคุมกระบวนการเพียงรูปแบบเดียวก็สามารถควบคุมกระบวนการได้ทั้งหมด
รูปที่ 11 รูปแบบการควบคุมที่หลากหลายภายในโรงงานอุตสาหกรรมสามารถควบคุมด้วย PAC
4. มีอัลกอริทึมขั้นสูงสำหรับการควบคุม PAC ได้เพิ่มคำสั่งสำหรับการควบคุมกระบวนการชั้นสูงไว้ ตัวอย่างเช่น Internal Mode Control (IMC) สำหรับการควบคุมกระบวนการที่มีตัวแปรกระบวนการตัวแปรเดียวและตัวแปรควบคุมตัวแปรเดียว Coordinated Control (CC) สำหรับควบคุมกระบวนการที่มีตัวแปรกระบวนการตัวแปรเดียวและตัวแปรควบคุมหลายตัวแปร Modular Multivariable Control (MMC) สำหรับควบคุมกระบวนการที่มีตัวแปรกระบวนการและตัวแปรควบคุมหลายตัวแปร และสำหรับการควบคุมกระบวนการได้รวมการจูนตัวควบคุมแบบอัตโนมัติด้วย
รูปที่ 12 คำสั่งสำหรับควบคุมกระบวนการขั้นสูง
การควบคุมการเคลื่อนที่ เป็นการควบคุมที่ต้องการความเร็วในการประมวลผลการทำงาน PAC ได้รวมเอาอัลกอรึทึมและคำสั่งในการควบคุมไว้ ทำให้การควบคุมการเคลื่อนที่สามารถทำได้อย่างง่ายดายและสะดวก PAC บางตัวสามารถควบคุมได้มากถึง 8 แกนต่อซีพียูหนึ่งตัวและมีการเชื่อมต่อกันด้วยความเร็วสูงผ่านใยแก้วนำแสง
รูปที่ 13 ตัวอย่างการควบคุมการเคลื่อนที่ 8 แกน
5. การเชื่อมต่อและเครือข่ายสื่อสาร การสื่อสารข้อมูลในระบบควบคุมอุตสาหกรรมอัตโนมัตินั้นเริ่มตั้งแต่ระดับย่อย Cell หรือระดับอินพุตเอาต์พุตไปจนถึงระดับองค์กร Enterprise การพัฒนารูปแบบโปรโตคอลในการสื่อสารนั้นขึ้นกับผู้ผลิตแต่ละราย เราอาจแบ่งระดับของระบบควบคุมอัตโนมัติและข้อมูลเป็น 5 ระดับดังแสดงในรูปที่ 14
ระดับ 0 เป็นระดับอุปกรณ์และกระบวนการ เครื่องวัด แอกชูเอเตอร์ ชุดขับเคลื่อน หรือ Field Device การสื่อสารในระดับนี้จะเป็นรูปแบบโปรโตคอล DeviceNet, FOUNDATION Fieldbus, H1, ProfiBus PA หรือ HART
ระดับ 1 เป็นระดับตัวควบคุมกระบวนการโดยเป็นการเชื่อมต่อระหว่างระดับอุปกรณ์กับตัวควบคุมโดยจะประกอบด้วย อินพุต/เอาต์พุต ตัวควบคุม รีโมตอินพุต/เอาต์พุต
ระดับ 2 เป็นซอฟต์แวร์ที่ใช้ควบคุมเรียกว่า Supervisory Control ในระดับนี้จะประกอบไปด้วยคอมพิวเตอร์ ซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ อุปกรณ์เครือข่ายที่เชื่อมระหว่างระดับ 1
ระดับ 3/4 เป็นซอฟต์แวร์ที่จัดการการผลิต วางแผนการผลิต ในระดับนี้จะประกอบไปด้วยซอฟต์แวร์ที่ใช้ในการจัดการ แม่ข่ายคอมพิวเตอร์ การเชื่อมต่อกับระบบบริหาร
ระดับ 5 เป็นผลิตภัณฑ์ที่รองรับหน้าที่การวางแผนธุรกิจ ระดับเอนเตอร์ไพรส์ โลจิสติกส์
รูปที่ 14 Automation and Information Level
PAC ถูกออกแบบมาให้รองรับรูปแบบการสื่อสารที่หลากหลายทั้งทางด้านรูปแบบกายภาพ เช่น การสื่อสารแบบอนุกรม RS232, RS485, Ethernet และเราอาจแบ่งรูปแบบเครือข่ายที่ PAC สามารถรองรับได้ออกเป็น 3 ประเภท
* เครือข่ายข้อมูล (Information Network)
เครือข่ายข้อมูลเป็นเครือข่ายที่เชื่อมต่อระหว่างพื้นที่หน้างาน (Plant Floor) กับระบบปฏิบัติการของโรงงาน โดยจะเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์แม่ (Host Computer) หลาย ๆ เครื่องโดยมีความสามารถในการถ่ายโอนข้อมูลขนาดใหญ่ รองรับมาตรฐานการบริหารเครือข่าย และเครื่องมือการตรวจวิเคราะห์หาข้อบกพร่องเพื่อการซ่อมแซมแก้ไข ตัวอย่างเครือข่ายนั้นแสดงให้เห็นดังรูปที่ 6 และรูปที่ 15
* เครือข่ายควบคุม (Control Network)
เครือข่ายควบคุมเป็นเครือข่ายที่ประมวลผลแบบเวลาจริง (Real Time) โดยเชื่อมต่อ PAC กับคอมพิวเตอร์ อุปกรณ์เชื่อมต่อระหว่างคนกับเครื่องจักร (Human Machine Interface: HMI) อุปกรณ์ขับเคลื่อน เป็นต้น
รูปที่ 15 ตัวอย่างเครือข่ายข้อมูล
* เครือข่ายอุปกรณ์ (Device Network)
เครือข่ายอุปกรณ์นั้นจะช่วยลดจำนวนของสายไฟฟ้าและเวลาในการติดตั้งสายไฟฟ้า เนื่องจากอุปกรณ์นั้นไม่จำเป็นต้องเชื่อมต่อกับอินพุต/เอาต์พุตของ PAC โดยตรง แต่ผ่านเครือข่ายอุปกรณ์แทน
รูปที่ 16 ตัวอย่างเครือข่ายอุปกรณ์
6. ความน่าเชื่อถือและความเสถียรภาพของกระบวนการ PAC ถูกออกแบบมาสำหรับควบคุมระบบหรือกระบวนการที่ต้องการความน่าเชื่อถือของระบบและเสถียรภาพของระบบสูง กระบวนการในทางอุตสาหกรรมนั้นมีหลายกระบวนการที่ต้องการความเสถียรภาพของระบบ โดยกระบวนการจะต้องทำงานอย่างต่อเนื่องโดยไม่มีเหตุขัดข้อง เช่น กระบวนการผลิตน้ำ โรงงานผลิตไฟฟ้า เป็นต้น
ทั้งนี้เพื่อลดเวลาสูญเสียเนื่องจากเครื่องจักรหรือกระบวนการขัดข้อง เพิ่มผลผลิตที่ได้ ลดเวลาและค่าใช้จ่ายทางด้านวิศวกรรมไม่ว่าจะเป็นการดูแลรักษาและการซ่อมบำรุง PAC ได้ออกแบบระบบให้สามารถทำงานแบบ Redundancy คือการที่อุปกรณ์สองตัวมาทำหน้าที่เหมือนกันเมื่อตัวใดตัวหนึ่งเกิดการขัดข้องอีกตัวจะขึ้นมาทำงานแทน การ Redundant นั้นมีหลายรูปแบบ เช่น การทำ Redundant ซีพียู, แหล่งจ่ายไฟ, ระบบเครือข่าย, อินพุต/เอาต์พุต
รูปที่ 17 ตัวอย่างรูปแบบการ Redundant ซีพียูของ PAC
การทำการ Redundant ซีพียูหรือ ระบบ Hot Standby จะประกอบด้วยซีพียูสองตัว ตัวนึงจะทำหน้าที่ควบคุมกระบวนการหรืออาจเรียกว่า Active อีกตัวจะทำหน้าที่สำรองไว้หรือเรียกว่า Backup และจะทำหน้าที่แทนเมื่อตัวแรกเกิดการขัดข้องโดยที่ซีพียูทั้งสองตัวจะเชื่อมโยงการทำงานกันตลอดหรือเราเรียกว่าทำการซิงโครไนซ์ (Synchronized) กันตลอด
รูปที่ 18 การซิงโครไนซ์ของ PAC
Redundant I/O การทำ Redundant อินพุต/เอาต์พุตก็เพื่อป้องกันความผิดพลาดที่เกิดขึ้นจากโมดูลอินพุต/เอาต์พุตโดยมีรูปแบบดังรูป
รูปที่ 19 การ Redundant I/O
Redundant เครือข่ายสื่อสาร การทำ Redundant เครือข่ายนั้นทำให้เรามั่นใจได้ว่าการเชื่อมต่อกันของระบบทั้งหมดนั้นมีความน่าเชื่อถือข้อมูลไม่มีการขาดการเชื่อมต่ออย่างแน่นอน
รูปที่ 20 การ Redundant เครือข่าย ซีพียู และแหล่งจ่ายไฟ
จากบทความที่นำเสนอถึงตัวควบคุมอัตโนมัติแบบโปรแกรมได้ (Programmable Automation Controller) หรือเรียกชื่อย่อว่า PAC นั้น คงทำให้เราพอทราบถึงคุณสมบัติเบื้องต้นตลอดจนการทำงานของ PAC และคงเป็นตัวอย่างแนวทางในการนำ PAC ไปควบคุมการทำงานของกระบวนการในโรงงานอุตสาหกรรมเพื่อความเหมาะสมและเกิดประโยชน์สูงสุดในการนำเทคโนโลยีมาใช้งานเพื่อความคุ้มค่าทางด้านผลประโยชน์ที่ตอบกลับมา
สงวนลิขสิทธิ์ ตามพระราชบัญญัติลิขสิทธิ์ พ.ศ. 2539 www.thailandindustry.com
Copyright (C) 2009 www.thailandindustry.com All rights reserved.
ขอสงวนสิทธิ์ ข้อมูล เนื้อหา บทความ และรูปภาพ (ในส่วนที่ทำขึ้นเอง) ทั้งหมดที่ปรากฎอยู่ในเว็บไซต์ www.thailandindustry.com ห้ามมิให้บุคคลใด คัดลอก หรือ ทำสำเนา หรือ ดัดแปลง ข้อความหรือบทความใดๆ ของเว็บไซต์ หากผู้ใดละเมิด ไม่ว่าการลอกเลียน หรือนำส่วนหนึ่งส่วนใดของบทความนี้ไปใช้ ดัดแปลง โดยไม่ได้รับอนุญาตเป็นลายลักษณ์อักษร จะถูกดำเนินคดี ตามที่กฏหมายบัญญัติไว้สูงสุด
Thailandindustrycom_official
