ส่วนใหญ่เมื่อมีสัญญาณรบกวนแล้วจะไม่ทำลายองค์ประกอบของ PLC ให้เสียหาย เว้นแต่จะมีระดับพลังงาน หรือแรงดันที่สูงมาก ๆ
พิชิต จินตโกศลวิทย์
3. สัญญาณรบกวน, ความร้อน และแรงดันที่เหมาะสม
ถึงจะปฏิบัติตามข้อแนะนำการติดตั้งดังที่กล่าวมาแล้วข้างต้น แต่ระบบยังต้องควรถูกติดตั้งในบริเวณที่สภาพแวดล้อมที่เหมาะสมสำหรับ PLC ให้มากที่สุด อย่างไรก็ตามในบางระบบงานสภาพแวดล้อมอาจจะมีสภาพเลวร้ายเป็นอย่างมาก ซึ่งต้องการความเอาใจใส่เป็นพิเศษเช่นกัน สภาพแวดล้อมที่ว่านี้คือ มีสัญญาณรบกวน ความร้อน และการถูกเหนี่ยวนำมาทางสายตัวนำไฟฟ้าทุกประเภท โดยจะทำการอธิบายเงื่อนไข และการจัดการให้สภาพดังกล่าวมีผลกระทบต่ำที่สุดดังนี้
* สัญญาณรบกวนทางไฟฟ้าปริมาณมาก
ส่วนใหญ่เมื่อมีสัญญาณรบกวนแล้วจะไม่ทำลายองค์ประกอบของ PLC ให้เสียหาย เว้นแต่จะมีระดับพลังงาน หรือแรงดันที่สูงมาก ๆ โดยทั่วไปแล้วสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้าเพียงแค่สามารถทำให้อุปกรณ์ทำงานไม่ปกติชั่วขณะ และอาจส่งผลให้เครื่องจักรเกิดเสียหาย หรือทำความเสียหายต่อบางระบบงาน
สัญญารรบกวนอาจเกิดในช่วงเวลาที่แน่นอนตามสถานการณ์ที่สังเกตุได้ชัดเจน แล้วก็หายไปนั้นมีช่วงเวลาที่ยาวนาน เช่น การเริ่มสตาร์ทมอเตอร์ขนาดใหญ่ แต่ในบางกรณีสัญญาณรบกวนอาจจะปรากฎอย่างต่อเนื่องซึ่งจะสังเกตุได้ตั้งแต่ช่วงทดสอบการติดตั้ง ในกรณีที่ยากในการแก้ไขและจัดการที่สุดก็คือ สัญญาณรบกวนที่มา ๆ หาย ๆ ไม่ค่อยแน่นอน ซึ่งต้องใช้ผู้ที่มีความชำนาญรวมทั้งเครื่องมือในการวิเคราะห์ปัญหา
สัญญาณรบกวนโดยปกติแล้วจะเข้ามาในระบบ PLC ผ่านชุดโมดูลอินพุต และเอาต์พุต รวมทั้งสายไฟเลี้ยง สัญญาณรบกวนอาจจะเกิดจากสนามไฟฟ้าเหนี่ยวนำข้ามสายสัญญาณที่ตีคู่กันมา โดยปกติจะเกิดกับสายสัญญาณ หรือ สายไฟที่มีระดับแรงดันสูง และมีระยะสายที่ค่อนข้างยาว รวมทั้งมีการวางสายใกล้กัน การเหนี่ยวนำของสนามแม่เหล็กจะเกิดมาจากสายสัญญาณที่นำกระแสปริมาณมาก อุปกรณ์ที่สามารถสร้างสัญญาณรบกวนแบบเหนี่ยวนำที่พบบ่อย คือ รีเลย์, โซลินอยด์ และมอเตอร์
ชุด I/O อะนาลอก และตัวทรานสมิตเตอร์ มีความไวต่อสัญญาณรบกวนจากอุปกรณ์ที่เป็นอิเล็กโทรแมคานิกส์ เป็นสาเหตุทำให้เกิดการกระโดดของค่าที่อ่านได้ ดังนั้น มอเตอร์, หม้อแปลง และอุปกรณ์อิเล็กโทรแมคานิกส์ ควรถูกติดตั้งห่างจากสายสัญญาณอะนาลอก หรือทรานสมิตเตอร์
ถึงแม้การใช้การควบคุมแบบโซลิดสเตตจะเพิ่มความต้านทานต่อสัญญาณรบกวน แต่ผู้ออกแบบยังต้องให้ความใส่ใจต่อการวางอุปกรณ์เพื่อทำให้สัญญาณรบกวนต่ำที่สุด โดยเฉพาะสัญญาณรบกวนที่มีคุณลักษณะใกล้เคียงกับสัญญาณควบคุมอุปกรณ์ เพื่อเพิ่มขอบเขตการป้องกันของสัญญาณรบกวน PLC ต้องติดตั้งให้ห่างจากอุปกรณ์ที่สร้างสัญญาณรบกวน โดยเฉพาะมอเตอร์ AC ขนาดใหญ่ หรือเครื่องเชื่อมโลหะที่สร้างความถี่สูง โหลดที่เป็นประเภทเหนี่ยวนำควรต้องถูกติดตั้งพร้อมอุปกรณ์จำกัดสัญญาณรบกวน (Suppression)
ในกรณีที่มีการใช้มอเตอร์สามเฟส สายตัวนำไฟฟ้าควรถูกจัดเป็นกลุ่มอย่างสมมาตร เพื่อให้เกิดการหักล้างกันเอง และควรลากสายแยกออกจากสายสัญญาณที่ระดับแรงดันต่ำ บางครั้งถ้าระดับสัญญาณรบกวนถึงระดับที่วิกฤติ สายไฟของมอเตอร์สามเฟสต้องถูกติดตั้งอุปกรณ์จำกัดสัญญาณรบกวน (ดังรูปที่ 10) รูปที่ 11 แสดงให้เห็นว่าการติดตั้งตัวกรองสัญญาณในสายสัญญาณกำลัง (Line Filter) ถูกใช้เพื่อจำกัดสัญญาณรบกวนที่จะไปยัง PLC หรือทรานสมิตเตอร์
รูปที่ 10 การจำกัดสัญญาณรบกวนจากมอเตอร์ 3 เฟส
รูปที่ 11 แสดงการกรองสัญญาณรบกวนของสายไฟเลี้ยง
* ความร้อนปริมาณมาก
โดยปกติ PLC จะทนอุณหภูมิในช่วง 0 ถึง 60 องศาเซลเซียส และมักจะใช้วิธีระบายความร้อนโดยให้อากาศไหลผ่านพื้นผิวของอุปกรณ์ในแนวตั้ง เพื่อรักษาอุณหภูมิให้อยู่ในกำหนด อากาศที่ไหลผ่านต้องมีอุณหภูมิที่ต่ำกว่า 60 องศาเซลเซียส
องค์ประกอบแต่ละส่วนของ PLC ต้องมีช่องว่างที่เหมาะสม เพื่อหลีกเลี่ยงอุณหภูมิที่อาจจะเกินข้อกำหนด ผู้ผลิต PLC จำเป็นต้องให้ค่าระยะห่างที่แนะนำ และเงื่อนไขการทำงานทั่วไปเพื่อให้ผู้ติดตั้งนำมาพิจารณา โดยปกติเงื่อนไขการทำงานมีดังต่อไปนี้
* 60% ของอินพุตทำงานพร้อมกัน
* 30% ของเอาต์พุตทำงานพร้อมกัน
* อุณหภูมิแวดล้อมเฉลี่ยที่ 40 องศาเซลเซียส
สถานการณ์ที่ทุก I/O ทำงานพร้อมกัน และอุณหภูมิแวดล้อมสูงกว่า 40 องศาเซลเซียสนั้นถือว่าไม่ปกติ ในสภาวะแบบนี้การเพิ่มช่องว่างระหว่างอุปกรณ์ต้องให้มีระยะห่างมากขึ้น เพื่อให้การระบายอากาศได้ดีขึ้น แต่ถ้ามีอุปกรณ์ภายใน หรือ ภายนอกสร้างความร้อนในปริมาณที่ส่งผลกระทบ อีกทั้งชุด I/O ทำงานตลอดอย่างต่อเนื่อง สิ่งที่ควรนำมาพิจารณาคือ ตู้ Enclosure ควรที่จะมีพัดลมระบายความร้อน โดยเฉพาะบริเวณที่ใกล้อุปกรณ์ PLC หรือ โมดูล CPU อากาศที่ไหลจะเข้ามาในตู้ Enclosure
โดยพัดลมควรมีแผ่นกรองเพื่อป้องกันสิ่งสกปรก หรือสารระเหยที่เป็นอันตรายจากภายนอกไม่ให้เข้ามาในตู้ ฝุ่นที่อาจเข้ามาสามารถขัดขวางการกระจายความร้อนขององค์ประกอบ PLC ซึ่งสามารถทำความเสียหายต่ออุปกรณ์ได้ รวมไปถึงตัวฮีตซิงก์ที่อาจจะบิดเบี้ยวเมื่อมันไม่สามารถกระจายความร้อนได้
ในกรณีที่มีความร้อนสูงมาก ตู้ Enclosure ควรถูกติดตั้งเครื่องปรับอากาศหรือระบบทำความเย็นแบบบีบอัดอากาศ ดังรูปที่ 12 และ 13 การปล่อยให้ฝาตู้เปิดตลอดเวลาเพื่อระบายความร้อนเป็นวิธีการที่ไม่สมควรอย่างยิ่ง เพราะว่ามันทำให้ฝุ่นที่ถูกเหนี่ยวนำได้เข้าไปในอุปกรณ์ได้ง่าย
รูปที่ 12 การติดตั้งเครื่องปรับอากาศที่ตู้ Enclosure
รูปที่ 13 ระบบทำความเย็นแบบบีบอัดอากาศ
มีหลายวิธีในการคำนวนอุณหภูมิที่สูงขึ้น และการกระจายความร้อนของตู้ Enclosure ที่คิดบนพื้นฐานจากขนาดตู้ และความหนาแน่นของอุปกรณ์ภายในตู้ Enclosure อุณหภูมิที่สูงขึ้นนั้น คือความแตกต่างของอุณหภูมิภายในตู้ และ ภายนอกตู้ Enclosure ซึ่งมีกราฟที่อธิบายการเพิ่มอุณหภูมิ ดังรูปที่ 14 ซึ่งแสดงกราฟของอุณหภูมิที่สูงขึ้นสำหรับตู้เอนโคลสเชอร์ตามมาตรฐาน NEMA-12 และตัวอย่างดังต่อไปนี้แสดงวิธีการคำนวนอุณหภูมิที่สูงขึ้น และความต้องการระบายอากาศโดยใช้กราฟในรูปที่ 14 มาพิจารณา
รูปที่ 14 กราฟของอุณหภูมิที่สูงขึ้นสำหรับตู้ Enclosure NEMA-12
ตัวอย่างที่ 1
ตู้ Enclosure NEMA 12 ที่แสดงในรูปที่ 15 บรรจุ PLC และหม้อแปลงไอไซเลชั่น, เพาเวอร์ซัพพลาย สำหรับอะนาลอกทรานสมิตเตอร์ และอุปกรณ์อื่น ๆ รวมทั่งอุปกรณ์ประเภทอิเล็กโทรแมคานิกส์ การกระจายความร้อนของอุปกรณ์โดยรวมสามารถหาได้โดยการรวมของกำลังของอุปกรณ์แต่ละชนิดเข้าด้วยกัน โดยตัวอย่างกำลังรวม คือ 1,010 วัตต์ ถ้าอุณหภูมิภายนอกตู้ Enclosure อยู่ที่ 90 องศาฟาเรนไฮต์ (32 องศาเซลเซียส) ให้หาอุณภูมิที่สูงขึ้นของตู้ Enclosure นี้รวมทั้งการต้องการไหลเวียนของอากาศ
รูปที่ 15 ตู้ Enclosure NEMA 12
วิธีการ
การคำนวนอุณหภูมิที่สูงขึ้น ลำดับแรก คือพื้นที่รวมทั้งหมด (ตารางฟุต) ของพื้นที่ข้างตู้ที่สัมผัสอากาศภายนอก หรือพื้นที่เปิด สมมุติว่าตู้ Enclosure ตั้งบนพื้น และหลังชนผนังกำแพง ดังนั้นด้านหลัง และด้านล่างของตู้จึงไม่สัมผัสอากาศ หรือพื้นที่ปิด พื้นที่เปิดทั้งหมดของตู้ Enclosure มีค่าดังต่อไปนี้
พื้นที่ด้านหน้า = ความสูง x ความกว้าง
= 6 x 4 ฟุต
= 24 ตารางฟุต
พื้นที่ด้านข้าง = ความสูง x ความลึก
= 6 x 3 ฟุต
= 18 ตารางฟุต
พื้นที่ด้านบน = ความลึก x ความกว้าง
= 3 x 4 ฟุต
= 12 ตารางฟุต
ดังนั้นพื้นเปิดเพื่อการกระจายความร้อนที่นำมาพิจารณาโดยคำนึงถึงพื้นที่ที่มีสองด้านมีค่าดังต่อไปนี้
พื้นที่รวม = 24 + 2(18) + 12
= 72 ตารางฟุต
จากค่า 1011 วัตต์ของกำลังรวมภายในตู้ Enclosure ที่จะถูกกระจายไปตามพื้นที่ผิวขนาด 72 ตารางฟุต สามารถคำนวนค่าการกระจายความร้อนอยู่ที่ 14 วัตต์ต่อตารางฟุต
การกระจายกำลัง = 1,011 วัตต์/72 ตารางฟุต
= 14.04 วัตต์ต่อตารางฟุต
จากกราฟของอุณหภูมิสำหรับตู้ Enclosure NEMA 12 สามารถหาอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นได้ประมาณ 32 องศาเซสเซียส หรือ 57.5 องศาฟาเรนไฮต์ ดังนั้นระบบต้องเจอกับอุณหภูมิภายใน (อุณหภูมิแวดล้อม+อุณหภูมิเพิ่ม) เท่ากับ 62.2 องศาเซลเซียส (32.2+32) หรือ 147.5 องศาฟาเรนไฮต์ (90 + 57.5) ซึ่งพบว่าอุณหภูมิผลลัพธ์ที่ได้นี้สูงกว่าอุณหภูมิทำงานสูงสุดของ PLC ซึ่งอยู่ที่ 60 องศาเซลเซียส นั้นหมายความว่าการทำงานผิดพลาดของ PLC นั้นอาจเกิดขึ้นได้เพราะว่าอุณหภูมิภายในที่สูงเกิน ดังนั้นระบบนี้ต้องการระบบระบายความร้อน หรือระบบระบายอากาศ
ความต้องการการไหลเวียนของอากาศภายในตู้ Enclosure อยู่บนพื้นฐานของอุณหภูมิทำงานสูงสุดขององค์ประกอบ PLC ตัวอย่าง เช่น 60 องศาเซลเซียสของ PLC สมมุติว่าอุปกรณ์ภายในทั้งหมดสามารถทนต่ออุณภูมิที่ 60 องศาเซลเซียส (140 องศาฟาเรนไฮต์) ดังนั้นอุณหภูมิที่เพิ่ม (T) ที่อนุญาตในหน่วยองศาฟาเรนไฮต์สำหรับการหล่อเย็นมีดังต่อไปนี้
T = อุณหภูมิสูงสุดของ Enclosure – อุณหภูมิสูงสุดขององค์ประกอบ
= 179.6 - 140
= 39.6 องศาฟาเรนไฮต์
อากาศที่ต้องไหล Q ถูกคิดตามสมการดังนี้
Q = 3160 x ค่ากิโลวัตต์ของตู้/T
โดยที่ค่า 3160 เป็นค่าคงที่ เพราะฉนั้นสามารถคำนวนดังต่อไปนี้
Q = (3160 x 1.011)/39.6
= 80.68 ลูกบาศก์ฟุตต่อนาที
สรุปได้ว่า การไหลของอากาศอย่างต่ำต้องการเท่ากับ 80.68 ลูกบาศก์ฟุตต่อนาทีเพื่อกระจายความร้อน
* ความเบี่ยงแบนแรงดันของไลน์มากเกินไป
สำหรับส่วนของเพาเวอร์ซัพพลายของระบบ PLC โดยทั่วไปแล้วสามารถทนต่อการขึ้น ๆ ลง ๆ ของแรงดัน ตราบเท่าที่แรงดันนั้นยังคงอยู่ในขอบเขตการทำงาน และมีระดับพลังงานเพียงพอที่จ่ายให้หน่วยประมวลผล, หน่วยความจำ และชุด I/O ต่าง ๆ อย่างไรก็ตาม ถ้าแรงดันนั้นตกต่ำกว่าระดับแรงดันต่ำสุดที่ยอมรับได้ เพาเวอร์ซัพพลายควรจะเตือนหน่วยประมวลผลให้หยุดการทำงานของระบบเพื่อป้องกันการทำงานผิดพลาด
ในระบบงานที่ได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงแรงดันที่ไม่คงที่ สิ่งแรกที่ควรพิจารณาก็คือ การแก้ไขปัญหาของการไฟฟ้า ณ จุดรับไฟฟ้า ถ้าการแก้ไขดังกล่าวทำไม่ได้ หรือทำได้ยาก การใช้หม้อแปลงแรงดันคงที่ก็เป็นวิธีการหนึ่งในการป้องกัน หรือลดปัญหาจากการที่ระบบหยุดตัวเองบ่อยครั้ง ดังรูปที่ 16 หม้อแปลงแรงดันคงที่จะทำให้แรงดันอินพุตของโหลดคงที่ เพื่อจ่ายให้เพาเวอร์ซัพพลายโดยการชดเชยแรงดันที่เปลี่ยนแปลงทางด้านปฐมภูมิ (Primary Side) เพื่อรักษาแรงดันทางด้านทุติยภูมิ (Secondary Side)ให้คงที่
เมื่อใช้หม้อแปลงแรงดันคงที่ ผู้ติดตั้งควรตรวจสอบพิกัดของกำลังว่าเพียงพอต่อการจ่ายโหลดทั้งหมดหรือไม่ อีกประการหนึ่ง ผู้ติดตั้งควรต่อเชื่อมอุปกรณ์ประเภทเอาต์พุตไว้ด้านหน้าหม้อแปลงแรงดันคงที่ ซึ่งจะดีกว่าต่อไว้ด้านหลังหม้อแปลงดังกล่าว
จุดประสงค์ก็เพื่อที่จะให้หม้อแปลงนั้นไม่ต้องจ่ายกำลังไปให้ทางด้านเอาต์พุตของโมดูล การจัดเรียงอุปกรณ์แบบนี้จะช่วยลดโหลดที่ต้องจ่ายของหม้อแปลงแรงดันคงที่ และทำให้สามารถใช้หม้อแปลงตัวเล็กลงได้ อย่างไรก็ตามการปฏิบัติตามข้อแนะนำของผู้ผลิตนั้นเป็นเรื่องที่ดีในการพิจารณาขนาดพิกัดที่เหมาะสมของหม้อแปลงแรงดันคงที่
รูปที่ 16 หม้อแปลงแรงดันคงที่ใช้เพื่อรักษาเสถียรภาพของแรงดัน
4. การติดตั้งชุด I/O, ไวริ่ง และข้อควรระวัง
การติดตั้งชุด I/O บางครั้งเป็นงานที่ใหญ่ และสำคัญที่สุดในการติดตั้งระบบงานที่ใช้ PLC เพื่อที่จะลดข้อผิดพลาด การติดตั้งควรทำให้ง่ายที่สุด ผู้ติดตั้งควรปฎิบัติตามข้อควรปฎิบัติ และควรออกแบบคู่มือ และแบบการติดตั้งแจกจ่ายผู้ที่เกี่ยวข้องในการติดตั้งทุกคน เอกสารที่สมบูรณ์ที่ให้ข้อมูลเกี่ยวกับวาง I/O การเชื่อมต่อทำให้มั่นใจว่าระบบได้ถูกติดตั้งอย่างถูกต้องรวมทั้งตามความต้องการ ยิ่งกว่านั้น เอกสารเหล่านี้ควรถูกปรับปรุงให้ทันสมัย เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงรายละเอียดในระหว่างการติดตั้ง ขั้นตอนดังต่อไปนี้จะช่วยให้ติดตั้งอย่างถูกขั้นตอน
4.1 การติดตั้งชุดโมดูล I/O
การวาง และติดตั้งชุดโมดูล I/O ดูเหมือนเป็นเรื่องง่ายแค่ทำการใส่ หรือติดตั้งโมดูลที่ถูกต้องในพื้นที่เหมาะสม แต่ขั้นตอนนี้ขึ้นอยู่กับการตรวจสอบชนิดโมดูล และแอดเดรสของสลอตที่ถูกกำหนดในขั้นตอนออกแบบ แต่ละเทอร์มินอลในโมดูลจะถูกไวริ่งสายไปยังอุปกรณ์ในพื้นที่ใช้งานโดยต้องระบุเทอร์มินอลให้ถูกต้อง และเหมาะสม ผู้ติดตั้งควรจะตัดไฟเลี้ยงจ่ายโมดูล หรือ แร็ก ก่อนที่จะติดตั้ง หรือเดินสาย เพื่อป้องกันอันตรายต่อคน และอุปกรณ์ หรือ มีการทำงานที่ไม่พึงประสงค์เกิดขึ้น
4.2 ข้อพิจารณาในการเดินสาย (Wiring)
* ขนาดของสาย
แต่ละเทอร์มินอลของ I/O สามารถรับสายที่เข้าเทอร์มินอลมากกว่าหนึ่งเส้น แต่ต้องเป็นขนาดที่ระบุ ผู้ติดตั้งยังต้องตรวจสอบว่าสายมีขนาดที่เหมาะสมกับกระแสสูงสุดที่อาจเกิดขึ้นได้หรือไม่
* การทำลาเบลสายและเทอร์มินอล
แต่ละปลายสายที่เข้าเทอร์มินอลควรถูกลาเบล (Labeling) โดยใช้วิธีการที่ถูกต้องโดยพิจารณาความคงทนร่วมด้วย สายสัญญาณควรถูกลาเบลโดยท่อหดที่ใช้น้ำหมึกคุณภาพดี ในขณะที่ป้ายที่คงทนต้องถูกติดตั้งเพื่อระบุแถวเทอร์มินอลให้ชัดเจน รหัสสีของสายที่มีคุณลักษณะเหมือนกันก็ควรนำมาพิจารณาในการลาเบลสายซึ่งจะช่วยในขั้นตอนการบำรุงรักษา โดยปกติสิ่งที่สำคัญอย่างหนึ่งในการลาเบล คือระบบตั้งชื่อทั้งเลขที่สาย ชื่ออุปกรณ์ รวมทั้งแอดเดรสของ I/O ที่ดีจะช่วยในการเดินสาย การหาเทอร์มินอลทำได้ง่ายโดยเฉพาะในการบำรุงรักษา
* การรวบมัดสาย
การรวบมัดสายเข้าด้วยกันนั้นก็เป็นเทคนิคที่ใช้กัน เพื่อทำให้แยกแยะสายสัญญาณแต่ละโมดูลให้ดูง่ายขึ้น ด้วยวิธีการนี้สายสัญญาณจำนวนมากที่จะเชื่อมต่อเข้าโมดูลใดโมดูลหนึ่งจะถูกมัดเป็นกลุ่มเดียวกันโดยใช้เคเบิลไทร์ ไส้ไก่ และเดินบนรางดักต์เดียวกัน โดยกลุ่มสายที่มัดรวมกันอาจจะมีกลุ่มอื่นที่มีลักษณะสัญญาณใกล้กัน กลุ่มมัดสายที่ถูกมัดอาจจะเป็นกลุ่ม อินพุต, เอาต์พุต, สายไฟเลี้ยงที่อยู่ในคุณสมบัติเดียวกัน และแต่ละกลุ่มควรที่แยกดักต์ในการเดินเพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดการรบกวนให้ได้มากที่สุด
4.3 ขั้นตอนการเดินสาย
หลังจากที่ชุดโมดูล I/O ที่ติดตั้งบนแร็กเสร็จเรียบร้อยรวมทั้งสายทั้งหลายได้ถูกมัดเป็นกลุ่มแล้ว ขั้นตอนต่อไป คือ ขั้นตอนการเดินสาย โดยมีขั้นตอนที่แนะนำดังต่อไปนี้
* ตัดแหล่งจ่ายไฟเลี้ยง PLC และ I/O รวมทั้งทำการล็อกเอาต์แหล่งจ่ายไฟไม่ให้ถูกจ่ายโดยอุบัติเหตุ ก่อนที่จะเริ่มติดตั้ง และเดินสายใด ๆ
* ตรวจสอบให้แน่ใจว่าโมดูลที่ติดตั้งถูกสลอตทุกโมดูล ตรวจสอบชนิด หมายเลขรุ่น และการเดินสายจากแบบติดตั้ง
* ทำการไขนอตแต่ละเทอร์มินอลออกของแต่ละโมดูล
* หากลุ่มมัดสายที่ตรงกับโมดูลนั้น และจัดกลุ่มสายนั้นลงในดักต์ที่เชื่อมไปยังโมดูลนั้น ๆ แยกแยะสายสัญญาณแต่ละเส้นในกลุ่มมัดสาย ให้ตรงเทอรมินอลของโมดูลที่ต้องการเดินสาย
* เริ่มต้นที่โมดูลแรก หาตำแหน่งสายในกลุ่มมัดสายที่ต้องเข้าที่เทอร์มินอลที่อยู่ต่ำสุดก่อน ที่จุดนี้สายสัญญาณต้องอยู่ในแนวดิ่งเทียบเท่ากับจุดเทอร์มินอล การโค้งเข้าสายควรเข้าแนวตั้งฉาก
* ตัดสายตามความยาวแต่เผื่อความยาวประมาณ 1/4 นิ้วจากขอบของช่องเทอร์มินอลที่จะเข้าสาย และปลอกปลายสายประมาณ 3/8 นิ้ว สอดปลายสายที่ปลอกแล้วเข้าไปในช่องเทอร์มินอลแล้วขันนอตให้แน่น อย่างไรก็ตาม ถ้าใส่หูสาย หรือหางปลาได้ก็ให้ใส่ แต่ต้องเหมาะสมกับชนิดเทอร์มินอล
* ถ้ามีสองโมดูล หรือมากกว่าใช้ไฟเลี้ยงประเภทเดียวกันสามารถต่อจัมป์สายจากโมดูลหนึ่งไปยังโมดูลถัดไปได้เพื่อการประหยัดสายไฟ และใช้อุปกรณ์ป้องกันชุดเดียว
* ถ้าใช้สายที่มีชีลด์ควรต่อปลายด้านใดด้านหนึ่งเท่านั้นลงกราวด์ โดยปกติจะต่อเข้าที่โครงของแร็ก การเชื่อมต่อแบบนี้จะลดความเป็นไปได้ที่จะเกิดกราวด์ลูป เงื่อนไขของกราวด์ลูปจะเกิดได้ เมื่อมีเส้นทางการไหลของของไฟฟ้าบนสายกราวด์ โดยถ้ามีจุดต่อลงกราวด์บนชีลด์มากกว่า 1 จุดก็จะเกิดเส้นทางการไหลของกระแสขึ้นบนชีลด์ ดังนั้นถ้าปลายที่ต่อลงกราวด์แล้ว ปลายอีกด้านหนึ่งให้ตัดปลายสายทิ้ง และไม่เชื่อมต่อกับอุปกรณ์ใด ๆ ทั้งสิ้น ยกเว้นมีข้อแนะนำกรณีพิเศษ
* ทำตามขั้นตอนที่แนะนำทุกทุกสายสัญญาณของโมดูลนั้น ๆ
* หลังจากเข้าสายทุกเส้นทุกโมดูลแล้ว ให้ตรวจสอบว่าการเข้าเทอร์มินอลว่าดี หรือไม่ โดยการดึงสายด้วยแรงพอประมาณทุกสายสัญญาณ
4.4 ข้อควรแนะนำพิเศษของการเชื่อมต่อ I/O
อย่างไรก็ตาม สำหรับอุปกรณ์ที่อยู่ในบริเวณทำงานนั้นต้องการความใส่ใจเป็นพิเศษในเรื่องการเชื่อมต่ออุปกรณ์ตามประเภทอินพุต และโหลด
* อินพุตที่มีการรั่วของไฟฟ้า (Leaky Input)
บางอุปกรณ์จะมีการรั่วของกระแสเล็ก ๆ ถึงแม้มันอยู่ในสถานะ OFF ส่วนใหญ่จะเป็นอุปกรณ์ประเภทไทรแอกและทรานซิสเตอร์ซึ่งคุณลักษณะการรั่วของกระแส ถึงแม้การรั่วของทรานซิสเตอร์จะต่ำมาก แต่บางครั้งก็มีปริมาณเพียงพอทำให้หลอดแสดงสถานะเกิดเรืองแสงได้ บางครั้งการรั่วที่ผิดปกติอาจจะทำเกิดการทำงานผิดพลาดได้ รูปที่ 17 แสดงสถานการณ์การรั่วสองประเภท
และวิธีการแก้ไข อินพุตที่รั่วสามารถถูกแก้ไขโดยการวางตัวต้านทานที่เรียกว่าบลีดดิ้ง (Bleeding) ระหว่างอินพุต และคอมมอน ตัวต้านทานบลีดดิ้งจะให้ความต้านทานในวงจรทำให้เกิดแรงดันตกคร่อมระหว่างสายสัญญาณ ของอุปกรณ์ที่รั่ว และวงจรอินพุต เหล่านี้ทำให้เกิดชั้นต์ (Shunt) บนเทอร์มินอล ส่งผลกระแสที่รั่วจะถูกบังคับให้ไหลผ่านตัวต้านทานบลีดดิ้ง ลดกระแสให้ต่ำที่สุดที่ไหลไปยังชุดโมดูลอินพุต (หรือ อุปกรณ์เอาต์พุต) ซึ่งจะป้องกันอินพุต หรือเอาต์พุตทำงานในขณะที่มันไม่ควรจะทำงาน
รูปที่ 17 การใช้ตัวต้านทานเพื่อลดผลกระทบจากกระแสรั่วไหล
* การจำกัดโหลดประเภทเหนี่ยวนำ
การตัดกระแสที่เกิดจากโหลดประเภทเหนี่ยวนำอาจทำให้เกิดแรงดันสไปก์ที่ขนาดแรงดันถึงระดับหลายพันโวลต์ ถ้าไม่มีการจำกัด และแรงดันสูงดังกล่าวสามารถข้ามตัวนำไปยังโครงตู้ หรือกล่องเคสแล้วแต่โครงสร้างของอุปกรณ์นั้น ๆ แรงดันที่สูงมากสามารถทำให้อุปกรณ์นั้นทำงานผิดพลาด และในบางกรณีอาจทำให้อุปกรณ์ชำรุดได้โดยเฉพาะอุปกรณ์ประเภทเอาต์พุต เพื่อหลีกเลี่ยงเหตุกล่าวดังกล่าว
วงจรที่เรียกว่าวงจรสนับเบอร์ (Snubber Circuit) ซึ่งโดยปกติจะสร้างด้วยตัวต้านทาน และตัวเก็บประจุ (RC Network) หรือวาริสเตอร์ประเภทออกไซด์โลหะ (MOV: Metal Oxide Varister) ควรถูกติดตั้งเพื่อจำกัดแรงดันสไปก์ และควบคุมอัตราการเปลี่ยนแปลงของกระแสที่ผ่านตัวนำ ดังรูปที่ 18 ชุดโมดูลเอาต์พุตส่วนใหญ่ถูกออกแบบให้สามารถขับโหลดประเภทเหนี่ยวนำได้ ดังนั้นโดยทั่วไปแล้วมันจะมีวงจรสนับเบอร์ติดตั้งมาข้างในเรียบร้อยแล้ว อย่างไรก็ตาม ภายใต้เงื่อนไขโหลดที่ชัดเจน ตัวไทรแอกอาจจะไม่สามารถที่จะตัดกระแสไหลผ่านให้เป็นศูนย์
ในกรณีดังกล่าวความต้องการวงจรจำกัดภายนอกอาจยังคงมีอยู่ วงจรสนับเบอร์ RC ถูกวางแนวขวางอุปกรณ์สามารถประยุกต์ใช้ในอุปกรณ์ที่ไฟ AC ขนาดเล็ก เช่น โซลินอยด์, รีเลย์ และตัวสตาร์ตมอเตอร์ สำหรับคอนแทกเตอร์ขนาดใหญ่ต้องใช้ MOV ในส่วนไดโอดฟรีวีลที่ติดแนวขวางสามารถใช้จำกัดในโหลด DC รูปที่ 19 แสดงตัวอย่างการจำกัดโหลดแบบเหนี่ยวนำ
รูปที่ 18 เทคนิคการจำกัดสัญญาณรบกวนจากโหลด
รูปที่ 19 เทคนิคการจำกัดโหลดที่อุปกรณ์ PLC
* เอาต์พุตแบบฟิวซิ่ง (Fusing Output)
อุปกรณ์เอาต์พุตแบบโซลิดสเตต (Solid-state Output) โดยปกติจะมีฟิวส์ติดมาในโมดูล เพื่อที่ป้องกันไทรแอก หรือทรานซิสเตอร์ จากสภาวะโหลดเกิน ถ้าอุปกรณ์เอาต์พุตดังกล่าวไม่มีฟิวส์ภายใน ก็ควรติดตั้งฟิวส์เพิ่มเติมภายนอก (โดยปกติฟิวส์จะถูกติดตั้งที่เทอร์มินอลในระหว่างติดตั้งระบบ) และควรปฎิบัติตามข้อแนะนำของผู้ผลิต ขนาดของฟิวส์ต้องใช้ขนาดที่เหมาะสมเท่านั้นเพื่อให้แน่ใจได้ว่าฟิวส์จะตัดวงจรเร็วที่สุดในสภาวะโหลดเกินเพื่อป้องกันสภาวะความร้อนสูงที่เกิดขึ้น
* การชีลดิ้ง
สายสัญญาณ เช่น TTL, อะนาลอก, เทอร์โมคัปเปิล และสายสัญญาณระดับต่ำต่าง ๆ โดยปกติจะถูกไวร์โดยใช้ทางเดินสายที่แยกกัน เพื่อลดผลการคัปปลิ้งของสัญญาณ สำหรับการป้องกันที่ดียิ่งขึ้น ก็คือการใช้สายที่มีชีลด์เพื่อป้องกันสัญญาณที่มีแรงดันต่ำจากการคัปปลิ้งทั้งแบบสนามไฟฟ้า และสนามแม่เหล็กโดยเฉพาะจากสายกำลังความถี่ 60 Hz และสายสัญญาณที่เปลี่ยนระดับกระแสอย่างรวดเร็ว
การใช้สายสัญญาณชีลด์ชนิดบิดเกลียวควรมีการบิดในช่วง 1 นิ้วต่อรอบเป็นอย่างต่ำ หรือ ประมาณ 12 รอบต่อฟุต และควรป้องกันปลายทั้งสองด้านโดยใช้ท่อหด หรือวัสดุที่มีคุณสมบัติเดียวกัน สำหรับตัวชีลด์ควรถูกเชื่อมต่อลงกราวด์ที่จุดใดจุดหนึ่ง ดังรูปที่ 20 และชีลด์ต้องเชื่อมต่อเนื่องตลอดสายคอนโทรล อย่างไรก็ตามการใช้สายชีดล์ก็ควรลากห่างจากแหล่งที่มีสัญญาณรบกวนสูง และควรมีฉนวนหุ้มตลอดความยาวสาย
รูปที่ 20 การเชื่อมต่อกราวด์บนสายชีลด์
เอกสารอ้างอิง
1. G. Kalani, Industrial Process Control. Elsevier Science & Technology Books,2002
2. J. Fulcher, an Introduction to Microcomputer Systems: Architecture and Interfacing. Addison-Wesley, Sydney,1989
3. S. Mackay, E. Wright, D. Reynders and .J Park, Practical Industrial Data Network: Design, Installation and Troubleshooting. IDC Technologies, Perth,2004
4. PLC Start-up and Maintenance. Industrial Text and Video Company, Georgia, 1999
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
