ความรู้พื้นฐานในการติดตั้งและบำรุงรักษา PLC (ตอนจบ)
พิชิต จินตโกศลวิทย์ 
pichitor@yahoo.com

     5. ขั้นตอนการตรวจสอบ และเริ่มใช้งาน PLC
     ก่อนที่จะจ่ายไฟเลี้ยงเข้าสู่ระบบ PLC ผู้ติดตั้งควรทำการตรวจสอบขั้นสุดท้ายซึ่งมีหลายขั้นตอน ทั้งในส่วนของฮาร์ดแวร์ โปรแกรม และการเชื่อมระหว่างกันของแต่ละองค์ประกอบ การตรวจสอบเหล่านี้ถ้าไม่ทำการตรวจสอบก่อนอาจจะเสียเวลามากสำหรับการแก้ไขปัญญาในช่วงที่เริ่มนำระบบเข้าใช้งาน ดังนั้นการลงทุนทำการตรวจสอบก่อนจะช่วยลดเวลาในการเริ่มใช้งานระบบได้

และทำให้ส่งมอบงานได้ทันตามกำหนด โดยเฉพาะอย่างยิ่งระบบที่มีขนาดใหญ่ที่มีจำนวน I/O จำนวนมาก รายการตรวจสอบที่จะช่วยในการตรวจสอบก่อนเริ่มใช้งานระบบมีดังต่อไปนี้

- ตรวจสอบด้วยสายตาให้แน่ใจว่า แต่ละองค์ประกอบของระบบอยู่ครบตามจำนวน รวมถึงการตรวจสอบรุ่นของแต่ละองค์ประกอบว่าตรงตามแบบติดตั้ง

- ตรวจสอบโมดูลประเภท CPU และ I/O ถูกติดตั้งตรงตำแหน่ง หรือสลอต และมีการไขนอตหรือติดตั้งอย่างแน่นหนา สำหรับโมดูลที่มีแอดเดรสให้ตรวจสอบแอดเดรสว่าถูกต้องหรือไม่ ซึ่งอาจจะมีการตั้งค่าแบบจัมเปอร์ (Jumper) หรือ โรตารี่สวิตช์ (Rotary Switch)

- ตรวจสอบว่าไฟฟ้าได้ถูกเดินสายอย่างถูกต้องไปยังเพาเวอร์ซัพพลาย หรือหม้อแปลงของระบบ  และตรวจสอบว่าระบบไฟเลี้ยงได้ถูกเดินสายไปยังแต่ละแร็คได้ถูกต้อง

- ตรวจสอบว่าสายสื่อสารที่เชื่อมต่อระหว่างหน่วยประมวลผล และโมดูล I/O ถูกต้องตามแอดเดรสแร็ก หรือ หมายเลขอ้างอิง I/O

- ตรวจสอบว่าการไวริ่งสัญญาณอินพุต สถานะ และอะลาร์มระหว่างอุปกรณ์หรือเครื่องจักรมายังที่ PLC ถูกต้อง ปลายสายทั้งทางด้าน PLC และเครื่องจักรถูกต้อง มีการทำมาร์กสายเรียบร้อย และเข้าเทอร์มินอล  อย่างถูกต้องเหมาะสม การอ้างอิงตำแหน่ง หรือแอดเดรสของแต่ละพอยต์ของ I/O ถูกต้องตามเอกสาร หรือแบบการติดตั้ง

- ตรวจสอบการไวริ่งสัญญาณเอาต์พุต ถูกไวร์มาถูกตำแหน่งที่ PLC และไปยังอุปกรณ์ หรือเครื่องจักรปลายทางได้อย่างถูกต้อง ซึ่งเอาต์พุตเป็นสิ่งที่ควรระมัดระวังเป็นพิเศษ

- ตรวจสอบให้แน่ใจว่าหน่วยความจำ หรือโปรแกรมค้างเก่าที่ไม่เกี่ยวข้องได้ถูกลบออกอย่างเรียบร้อย ถ้าโปรแกรมได้ถูกเก็บไว้ที่ EPROM สามารถล้างโปรแกรมเก่าได้ง่าย ๆ แค่ดึงตัว EPROM ออกชั่วคราว หรือเอาถ่านแบตเตอรี่ออกชั่วคราว

     5.1 การตรวจสอบไวริ่งของอินพุทแบบสเตติก (Static)
     การตรวจสอบการไวริ่งของอินพุตแบบสเตติกดำเนินการด้วยการจ่ายไฟเลี้ยงไปยัง PLC และ โมดูลอินพุต การตรวจสอบนี้จะช่วยพิสูจน์ว่าแต่ละอุปกรณ์ หรือโมดูลประเภทอินพุตถูกเชื่อมต่อไปยังเทอร์มินอลได้อย่างถูกต้อง และโมดูลอินพุตนั้นทำงานได้ปกติ โดยส่วนใหญ่การตรวจสอบอุปกรณ์ประเภทอินพุตจะดำเนินการก่อนการตรวจสอบประเภทอื่น ๆ ซึ่งก็ถือว่าได้ทำการตรวจสอบ CPU ไปในตัวด้วย ขั้นตอนการตรวจสอบไวริ่งอินพุตสามารถดำเนินการได้ดังต่อไปนี้

- การตั้งค่า PLC ให้อยู่ในโหมดไม่ทำการรันโปรแกรม โดยโหมดการทำงานนี้จะแตกต่างกันไปตามรุ่นและยี่ห้อของ PLC และมีชื่อที่เรียกแตกต่างกันไปเช่น Stop, Disable หรือ Program

- จ่ายไฟฟ้าไปยังเพาเวอร์ซัพพลายของระบบ และโมดูลอินพุต ทำการตรวจสอบหลอด LED แสดงสถานะของ PLC หรือโมดูลอินพุตว่าอุปกรณ์ทำงานถูกต้อง โดยปกติจะมีการแสดงสถานะทำงานถูกต้องดังต่อไปนี้ AC OK, DC OK, Processor OK, Memory OK และ I/O communication OK

- ตรวจสอบวงจรหยุดฉุกเฉินทำงานถูกต้อง และสามารถหยุดจ่ายไฟเลี้ยงไปยังอุปกรณ์ หรือ โมดูล I/O เมื่อเกิดฉุกเฉิน

- ทำการจำลอง หรือซิมสัญญาณ (Signal Simulate) เข้าที่โมดูลอินพุตแต่ละพอยต์ ตรวจสอบหลอด LED บอกสถานะแต่ละอินพุตของโมดูลไฟติดถูกหลอด หรือตรวจสอบสถานะอินพุตในซอฟต์แวร์ PLC โดยตรวจสอบว่าค่าที่แอกทีฟถูกต้องตามแอดเดรสที่ต้องการหรือไม่ ถ้าหลอด LED แสดงไม่ถูกต้อง หรือ แอดเดรสที่แอกทีฟบนซอฟต์แวร์ไม่ถูกต้อง นั้นอาจเกิดจากการไวริ่งจากโมดูลไปยังเทอร์มินอลไม่ถูกต้อง แต่ถ้าไม่มีหลอด LED ใดสว่างเลย ก็ส่วนขัดข้องอาจจะเป็นที่ตัวอุปกรณ์ PLC หรือ การไวริ่งไม่ถูกต้อง 

- ข้อควรระวังในการซิม เพื่อหลีกเลี่ยงการบาดเจ็บ หรือ ความเสียหาย ก่อนซิมอินพุตควรตรวจสอบว่ามีโหลดภายนอกต่ออนุกรมกับ PLC หรือไม่ ซึ่งอาจทำให้ไฟลัดวงจรได้

     5.2 การตรวจสอบไวริ่งของเอาต์พุตแบบสเตติก
     การตรวจสอบการไวริ่งของเอาต์พุตแบบสเตติกถูกดำเนินการด้วยการจ่ายไฟเลี้ยงไปยัง PLC และอุปกรณ์ หรือโมดูลเอาต์พุต ในทางปฏิบัติที่ปลอดภัย ขั้นตอนแรกคือการปลดยกเลิก อุปกรณ์ หรือเครื่องจักรออกก่อน ถ้าใช้เทอร์มินอลประเภทใบมีด สามารถเปิดใบมีดเทอร์มินอลที่ไม่เกี่ยวข้อง เพื่อป้องการการควบคุมอุปกรณ์ผิดตัว โดยเฉพาะอุปกรณ์ หรือเครื่องจักรที่มีส่วนเคลื่อนไหวต้องระวังเป็นอย่างยิ่ง

เมื่อทำขั้นตอนแรกเสร็จเรียบร้อยตรวจสอบการไวริ่งเอาต์พุตโดยการตรวจสอบชุดเอาต์พุตเดินสายไปยังเทอร์มินอลที่ถูกต้อง และตรวจโมดูลเอาต์พุตทำงานได้ถูกต้อง โดยการใช้มัลติมิเตอร์วัดค่าทางไฟฟ้าก็ได้โดยปกติจะใช้ค่าโอห์ม ขั้นตอนดังต่อไปนี้เป็นสิ่งที่ควรนำมาใช้ตรวจสอบการไวริ่งเอาต์พุต

- ปลดยกเลิกอุปกรณ์ปลายทางที่อาจจะทำงานเมื่อมีการออกเอาต์พุตผิด

- จ่ายไฟเลี้ยงไปยัง PLC และอุปกรณ์ หรือโมดูล I/O ตรวจสอบว่าวงจรหยุดฉุกเฉินสามารถตัดไฟเลี้ยงได้จริงเมื่อฉุกเฉิน

- ทำการตรวจสอบแต่ละเอาต์พุตทีละเอาต์พุตในช่วงเวลาเดียวกัน ถ้าเอาต์พุตที่ทดสอบเป็นมอเตอร์ที่ถูกตัดออกจากระบบไฟเลี้ยง ก็ให้ต่อเข้ากับระบบไฟเลี้ยงอีกครั้งเพื่อทำการทดสอบ การตรวจสอบการทำงานของเอาต์พุตสามารถทำได้โดยใช้วิธีการดังต่อไปนี้

- ถ้า PLC มีฟังก์ชั่นฟอร์ซ (Force) สามารถทดสอบแต่ละเอาต์พุตโดยการใช้ซอฟต์แวร์ของ PLC โดยทำการฟอร์ซให้เอาต์พุตนั้นทำงานแล้วทำการตรวจสอบที่เทอร์มินอลว่ามีสัญญาณมาถึงถูกต้องหรือไม่ ถ้าการไวริ่งถูกต้อง หลอด LED แสดงสถานะเอาต์พุตจะแสดงถูกต้อง และอุปกรณ์ปลายทางจะทำงานถูกตัว

   ถ้าหลอด LED สว่างขึ้นถูกต้องแต่ไม่มีอุปกรณ์ใดทำงาน แสดงว่าอาจมีการไวริ่งผิดพลาด แต่ถ้าวัดสัญญาณที่เทอร์มินอลสายแล้วมีสัญญาณมาถึง แปลว่าอาจมีการไวริ่งผิดพลาด หรือก็มีอะไรไม่ถูกต้องที่อุปกรณ์ปลายทางนั้นเอง แต่ถ้าไม่มีหลอด LED ใดติดเลยหลังจากทำการฟอร์ซ ปัญหาก็อาจเป็นที่ตัว PLC หรือ ไม่ก็ใช้งานซอฟต์แวร์ PLC ไม่ถูกต้อง

- แต่ถ้า PLC นั้นไม่สนับสนุนฟังก์ชั่นฟอร์ซ สามารถทำการทดสอบได้โดยเขียนโปรแกรมเพื่อทดสอบชั่วคราวโดยเชื่อมต่อเอาต์พุตที่ทดสอบนั้นให้มีความสัมพันธ์กับอินพุตเพื่อบังคับเอาต์พุตออกเพื่อทำการทดสอบ โดยอินพุตนั้นอาจจะไวริ่งปุ่มเพื่อทำให้การทดสอบทำได้ง่ายขึ้น

     5.4 การตรวจสอบโปรแกรมที่สร้างเพื่อควบคุมระบบ
     การตรวจสอบโปรแกรมที่เขียนขึ้นมาใช้งานก็เป็นสิ่งสำคัญ จริง ๆ แล้วการตรวจโปรแกรมที่เขียนสามารถทำได้ทุกเวลา แต่ควรทำอย่างละเอียดก่อนที่จะโหลดลง PLC หรือที่จะทำการทดสอบระบบทั้งระบบแบบไดนามิกก่อนใช้งานจริง เอกสารทุกประเภทที่เกี่ยวกับการโปรแกรมดังกล่าวควรถูกนำมาร่วมในการทดสอบโปรแกรม เช่น

     การกำหนดแอดเดรสโมดูล หรือ I/O ไดอะแกรมการไวริ่ง การแก้ไขระหว่างการทดสอบแบบสเตติกก็ควรนำมาพิจารณา และทำการปรับปรุงเอกสาร และโปรแกรมให้อัพเดตล่าสุด เมื่อได้โปรแกรมล่าสุด ก็ควรทำการตรวจสอบโปรแกรมโดยพิมพ์ออกมาตรวจสอบแบบกระดาษ เพื่อป้องกันการเกิดตาลายเมื่อตรวจสอบในหน้าจอคอมพิวเตอร์ โปรแกรมอัพเดตล่าสุดต้องปราศจากการเตือนแบบ Error และจะเป็นการดีถ้าปราศจากการเตือนแบบ Warning เช่นกัน วิธีการตรวจสอบดังต่อไปนี้สามารถใช้ในการตรวจสอบโปรแกรมบน PLC

- ใช้เอกสารที่พิมพ์ออกมาในการตรวจสอบการไวริ่ง I/O โดยเฉพาะส่วนเอาต์พุตว่าตรงตามแอดเดรส

- ตรวจสอบโปรแกรมโดยการพิมพ์ออกตรวจสอบว่าแอดเดรสที่ใช้ทั้งหมดถูกต้อง เพื่อป้องกันการผิดพลาดระหว่างทำการโปรแกรม

- ตรวจสอบว่า ไทเมอร์ เคาต์เตอร์ ถูกตั้งค่าที่ถูกต้อง

     5.5 การตรวจสอบทั้งระบบแบบไดนามิก
     การตรวจสอบทั้งระบบแบบไดนามิก เป็นขั้นตอนที่พิสูจน์โลจิกว่าทำงานถูกตามที่ต้องการ ให้เอาต์พุตที่ถูกต้อง ที่ขั้นตอนการทดสอบนี้อยู่บนสมมุติฐานว่ามีการทำการทดสอบแบบสเตติกเสร็จเรียบร้อยแล้ว อุปกรณ์ องค์ประกอบต่าง ๆ ทำงานถูกต้อง และโปรแกรมได้รับการตรวจสอบแล้ว ระหว่างการทดสอบแบบไดนามิก จะปลอดภัยมากขึ้นถ้าการทดสอบค่อย ๆ ทดสอบจนระบบเป็นระบบอัตโนมัติแบบเต็มรูปแบบ

     แต่สำหรับระบบเล็ก ๆ นั้นสามารถทดสอบทั้งระบบได้ในคราวเดียว แต่ สำหรับที่มีขนาดใหญ่นั้นควรจะเริ่มทดสอบทีละส่วนก่อน ระบบขนาดใหญ่นั้นส่วนใหญ่จะใช้ระบบย่อยในการควบคุมแต่ละส่วนของระบบงาน หรือเครื่องจักร ดังนั้นการเปิดใช้งานทีละระบบย่อยจะช่วยให้ระบบโดยรวมมีความปลอดภัยมากขึ้น สามารถวิเคราะห์ข้อบกพร่องได้ง่าย การที่จะระงับการทำงานระบบย่อยก่อนค่อยทยอยนำเข้าทดสอบสามารถทำได้ง่ายเพียงยกเลิกจ่ายไฟเลี้ยง หรือการปลดสายสื่อสารจากระบบออก โดยวิธีการต่อไปนี้เป็นวิธีการแนะนำในการทดสอบแบบไดนามิก

- โหลดโปรแกรมที่ตรวจสอบแล้วลงไปใน PLC

- ทำการทดสอบโลจิกโดยใช้วิธีการดังต่อไปนี้

      -  ตั้งค่า PLC ให้อยู่ในโหมด TEST ในกรณีที่ PLC สนับสนุนเพื่อให้สามารถรัน และดีบักโปรแกรมได้ไปในตัว ตรวจสอบแต่ละรังว่าสถานะเอาต์พุตในซอฟต์แวร์ว่าถูกต้อง

      -  ถ้า PLC ต้องอยู่ในโหมด RUN เพื่อที่จะแก้ไขเอาต์พุตระหว่างการทดสอบ ควรจะปลดอุปกรณ์ปลายทางที่ไม่เกี่ยวข้องกับการตรวจสอบออกก่อนเพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหาย และการเกิดการบาดเจ็บ ถ้ามีวงจร MCR หรือวงจรที่คล้ายคลึงกันก็ควรทำการบายพาสคำสั่งที่ไม่ต้องการทดสอบออก ดังนั้นการปลดอุปกรณ์ปลายทางก็อาจไม่จำเป็น แต่ก็ไม่แนะนำ

      -  ตรวจสอบแต่ละรังมีการทำงานตามโลจิกที่ถูกต้อง การปรับปรุงโลจิกสามารถทำได้ตามความจำเป็น เครื่องมือที่เป็นประโยชน์ในการตรวจสอบโปรแกรมในแต่ละรังก็คือ ฟังก์ชั่นซิงเกิลสแกน (Single Scan) ซึ่งสามารถใช้ตรวจสอบการทำงานในแต่ละรอบสแกนได้

      -  เมื่อทดสอบแล้วว่าทุกโลจิกทำงานถูกต้องควบคุมเอาต์พุตถูกต้อง ก็ให้ลบส่วนโปรแกรม หรือรังที่ใช้อำนวยการการทำสอบ เช่น MCR เป็นต้น ดังนั้น ถ้าขั้นตอนอื่น ๆ ถูกต้องด้วย การทำงานของระบบอัตโนมัติในขั้นตอนต่อไปจะราบเรียบ และนำเข้าใช้งานได้อย่างรวดเร็ว

      -  เอกสาร หรือโปรแกรมที่ได้รับการปรับปรุงแก้ไข ก็ควรนำปรับปรุงต้นฉบับให้ถูกต้องอย่างเร็วที่สุดเท่าที่เป็นไปได้ เพื่อป้องกันการหลงลืม ซึ่งอาจจะส่งผลต่อการบำรุงรักษาในอนาคตได้
    

        ข้อควรระลึกสิ่งหนึ่งก็คือ ข้อแนะนำที่กล่าวมาข้างต้นเป็นเพียงแค่ส่วนหนึ่ง จริง ๆ แล้วอาจจะมีขั้นตอนอีกมากขึ้นอยู่กับขนาดระบบ ความต้องการพิเศษ รวมทั้งข้อแนะนำพิเศษของผู้ผลิต PLC นั้น ดังนั้นผู้ติดตั้งควรทำการศึกษาและพึงระวังสิ่งที่อาจทำให้เกิดการบาดเจ็บ และความเสียหาย

     6. การบำรุงรักษาระบบ PLC
     PLC ถูกออกแบบให้สามารถทำการบำรุงรักษาได้ง่าย เพื่อให้แน่ใจว่าจะไม่มีปัญหาในระหว่างการทำงาน ดังนั้นการบำรุงรักษายังเป็นสิ่งที่ควรนำมาพิจารณาเมื่อระบบได้ถูกใช้งานแล้ว ขั้นตอนการบำรุงรักษาแบบมีแบบแผนจะสามารถลดโอกาสที่ระบบจะทำงานผิดพลาดได้ และทำให้ระบบทำงานในสภาวะเงื่อนไขทำงานที่ดีตลอดเวลาซึ่งจะยืดอายุการใช้งานของระบบ

     6.1 การบำรุงรักษาเชิงป้องกัน
     การบำรุงรักษาเชิงป้องกันของ PLC จะลดอัตราการทำงานล้มเหลวขององค์ประกอบในระบบ PLC การบำรุงรักษาเชิงป้องกันสำหรับ PLC ควรมีตารางเวลาการบำรุงรักษาสอดคล้องกับตารางเวลาบำรุงรักษาของอุปกรณ์หลัก หรือเครื่องจักรหลัก ดังนั้นจำนวนครั้งการหยุดสายพานการผลิต หรือเครื่องจักรก็จะน้อยที่สุด ไม่ทำการหยุดการผลิต หรือเครื่องจักรนั้นเพื่อบำรุงรักษาซ้ำซ้อนกัน แต่อย่างไรก็ตามการจัดตารางเวลาบำรุงรักษา PLC นั้นยังขึ้นกับสภาพแวดล้อมการทำงานนั้น ๆ หลักการง่าย ๆ นั้นคือ ยิ่งสภาพแวดล้อมการทำงานเลวร้าย ก็ต้องยิ่งทำการบำรุงรักษาเชิงป้องกันบ่อยครั้งขึ้น โดยขั้นตอนการบำรุงรักษาเชิงป้องกันที่แนะนำมีดังต่อไปนี้

- การทำงานสะอาดตามระยะเวลา หรือการเปลี่ยนแผ่นกรองอากาศตามระยะเวลา ซึ่งระยะเวลานั้นจะขึ้นอยู่ปริมาณผงฝุ่นในพื้นที่นั้น ๆ ดังนั้นถ้าสกปรกมากก็ไม่ต้องคอยจนถึงเวลาการบำรุงรักษาเครื่องจักรหลักเพื่อจะเปลี่ยนแผ่นกรองอากาศ ขั้นตอนการปฏิบัตินี้ทำให้แน่ใจว่าอากาศที่ไหลผ่านในตู้เอ็นโคลสเชอร์จะมีความสะอาดไม่ส่งผลต่อองค์ประกอบต่าง ๆ ของ PLC

- ห้ามให้มีฝุ่น หรือสิ่งสกปรกสะสมบนองค์ประกอบของ PLC เช่น หน่วยประมวลผล หรือ โมดูล I/O ซึ่งไม่ได้ถูกออกแบบเพื่อทนทานต่อฝุ่นโดยตรง ถ้าฝุ่นเกาะจับฮีตซิงก์ และวงจรอิเล็กทรอนิกส์ นั้นอาจทำจะขัดขวางการกระจายความร้อน ซึ่งอาจส่งผลทำให้วงจรทำงานผิดพลาด ยิ่งกว่านั้น ถ้าฝุ่น หรือสิ่งสกปรกนั้นเป็นตัวนำทางไฟฟ้า ก็อาจทำให้เกิดการลัดวงจร ส่งผลให้องค์ประกอบ หรือโมดูลนั้นชำรุดอย่างถาวรได้

- การตรวจสอบจุดเชื่อมต่อตามระยะเวลาเพื่อทำให้แน่ใจว่า ปลั๊ก, ซ็อกเก็ต, เทอร์มินอล และโมดูลที่เชื่อมต่อกันอย่างดีไม่หลวม การตรวจสอบนี้จะต้องทำถี่ขึ้นเมื่อ ระบบ PLC นั้นถูกติดตั้งในพื้นที่มีการสั่นสะเทือนต่อเนื่อง ที่อาจจะทำให้จุดเชื่อมต่อต่าง ๆ เกิดการคายตัว และหลวมได้

- ตรวจสอบว่าไม่มีเครื่องจักร หรืออุปกรณ์ที่สร้างสัญญาณถูกนำมาติดตั้งเพิ่มเติมใกล้กับระบบ PLC มากเกินไป

- ตรวจสอบว่าไม่มีสิ่งของที่ไม่จำเป็นถูกนำมาเก็บในตู้เอนโคลสเชอร์ เช่น แบบการติดตั้ง คู่มือ โดยเฉพาะการวางบนแร็ก ของ CPU ซึ่งสามารถขัดขวางการถ่ายเทอากาศ ทำให้เกิดความร้อนสะสม ซึ่งอาจทำให้ระบบทำงานผิดพลาดได้

- ถ้าระบบ PLC มีความสำคัญมาก ถูกติดตั้งบนเงื่อนไขห้ามมีการสั่นสะเทือน ดังนั้นการติดตั้งตัวตรวจจับการสั่นสะเทือน และส่งสัญญาณไปยัง PLC เพื่อแจ้งผู้ดูแลก็เป็นวิธีการหนึ่งที่สามารถป้องกันการหลวมของจุดเชื่อมต่อต่าง ๆ

     6.2 สำรองอะไหล่
     เป็นแนวคิดที่ดีที่จะสำรองอะไหล่ หรือองค์ประกอบของระบบ PLC ไว้อย่างครบถ้วน ในทางปฏิบัติ วิธีการนี้สามารถลดเวลาการหยุดของระบบ PLC ที่เกิดจากมีองค์ประกอบของระบบ PLC ชำรุด ระหว่างที่ระบบเกิดหยุดทำงาน ถ้ามีการสำรองอะไหล่ที่ต้องการไว้ก็สามารถนำระบบให้กลับมาทำงานปกติโดยใช้เวลาเพียงไม่กี่นาที แทนที่จะใช้เวลาหลายชั่วโมง หรือ หลายวัน

หลักการทั่วไปสำหรับจำนวนการสำรองแต่ละองค์ประกอบควรอยู่ที่ 10% แต่อย่างไรก็ตามถ้าส่วนประกอบนั้นไม่ได้ถูกใช้งานบ่อยก็อาจจะสำรองน้อยกว่า 10% ได้ตามความเหมาะสม

     สำหรับโมดูล CPU นั้นควรสำรองไว้แบบหนึ่งต่อหนึ่ง โดยไม่คำนึงว่าโมดูลนั้นจะเป็นแบบฮอต (Hot) หรือสแตนด์บาย (Stand-by) และก็อย่าลืมในส่วนของระบบจ่ายไฟเลี้ยงก็ควรทำการสำรองอะไหล่ของระบบไฟเลี้ยงเช่นกัน สำหรับระบบที่มีความสำคัญมาก เช่น ระบบที่ล้มเหลวแล้วต้องกู้กลับมาให้ได้ทันที โดยไม่มีเวลาทำการวิเคราะห์หาปัญหา อาจจะสำรองอะไหล่เป็นแร็ก โดยเฉพาะแร็ก CPU ที่ทำการเซตอัพเรียบร้อยพร้อมเปลี่ยนได้ทันที

     6.3 การเปลี่ยนโมดูล I/O
     ถ้าโมดูล I/O จำเป็นต้องถูกเปลี่ยน ผู้ทำการบำรุงรักษาต้องแน่ใจว่าโมดูลที่นำมาเปลี่ยนนั้นตรงรุ่นตรงประเภทหรือไม่ บางระบบ หรือ ยี่ห้อ PLC อาจจะอนุญาตให้เปลี่ยนโมดูลขณะที่ระบบ PLC ยังมีไฟเลี้ยงอยู่ได้ แต่บางระบบอาจไม่อนุญาตให้เปลี่ยนต้องยกเลิกจ่ายไฟเลี้ยงก่อน แต่อย่างก็ตามแนะนำให้ยกเลิกจ่ายไฟเลี้ยงก่อนเพราะจากประสบการณ์การทำงานโอกาสทำให้เกิดการส่งเอาต์พุตออกอย่างไม่ตั้งใจได้

 ถ้าการเปลี่ยนโมดูล I/O สามารถแก้ไขปัญหาได้เพียงระยะค่อนข้างสั้นแล้วก็ชำรุดอีกครั้ง ก็อาจต้องทำการตรวจสอบไปถึงโหลด โดยเฉพาะโหลดที่เป็นประเภทอินดักทีฟ (Inductive Load) ซึ่งโหลดประเภทนี้อาจจะสร้างแรงดัน หรือกระแสสไปก์ (Spike) ได้

    ในกรณีนี้ต้องติดตั้งอุปกรณ์พิเศษเพิ่มเติมเพื่อจำกัดสไปก์ ในกรณีที่ฟิวส์ของโมดูลนั้น ๆ ขาดบ่อยครั้งหลังจากทำการเปลี่ยนนั้น ปัญหานี้จะเกิดกับโมดูลประเภทเอาต์พุตเนื่องจากมีการใช้ปริมาณกระแสเกินพิกัด หรือ อาจมีการลัดวงจรเกิดขึ้น ดังนั้นอาจจะมีการออกแบบใหม่เพื่อแก้ไขปัญหา

     7. การแก้ไขปัญหาในระบบ PLC
     7.1 การแก้ไขปัญหาเกี่ยวกับกราวด์ลูป (Ground Loops)
     สภาพการเกิดปัญหากราวด์ลูปเกิดขึ้นจากการมีเส้นทางการไหลของกระแสไฟฟ้ามากกว่าหนึ่งเส้นทางในการไหลลงดิน ยกตัวอย่างดังรูปที่ 21 ทรานสดิวเซอร์ และทรานสมิตเตอร์ ถูกเชื่อมต่อลงกราวด์ที่ตัวกล่อง และยังเชื่อมต่อไปยังโมดูลอะนาลอกอินพุตด้วยชีลด์ของสายสัญญาณ แต่ชีลด์ได้ลง กราวด์ทั้งที่ฝั่งทรานสดิวเซอร์ และโมดูลอะนาลอกอินพุต

ทำให้เกิดการสร้างเส้นทางการไหลของกระแสจากกราวด์อีกจุดหนึ่งไปยังกราวด์อีกจุดหนึ่ง เพราะว่าอาจมีศักย์ทางไฟฟ้าที่แตกต่างกันของกราวด์แต่ละจุด กระแสที่ไหลผ่านบนชีลด์นั้นอาจมีขนาดหลายแอมแปร์ที่สามารถสร้างสนามแม่เหล็กความเข้มเพียงพอในการรบกวน

      สัญญาณที่ใช้ในระบบ PLC การรบกวนนี้ส่งผลให้เกิดการอ่านค่าอะนาลอกผิดพลาด เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาดังกล่าว ชีลด์ควรถูกเชื่อมต่อลงกราวด์ที่ด้านใดด้านหนึ่งเท่านั้น โดยปกติจะใช้หลักการว่าให้ต่อลงกราวด์ทางด้าน หรือฝั่ง PLC จากตัวอย่างในรูปที่ 21 สายชีลด์ควรถูกต่อลงกราวด์เฉพาะที่โมดูลอะนาลอกอินพุต

รูปที่ 21 กราวด์ลูปที่เกิดจากการต่อลงดินทั้งสองฝั่ง

     การตรวจสอบหากราวด์ลูปนั้น สามารถทำได้โดยทำการปลดสายกราวด์ออกจากจุดเชื่อมต่อลงกราวด์ และทำการวัดค่าความต้านทานระหว่างสายกราวด์ กับจุดที่เชื่อมต่อลงกราวด์ ดังรูปที่ 22 มิเตอร์ควรอ่านค่าความต้านทานได้ค่าสูงมาก ถ้ามิเตอร์อ่านค่าความต้านทานได้ต่ำแสดงว่าต้องมีการเชื่อมต่อลงกราวด์ที่จุดอื่นอย่างน้อยหนึ่งจุด

 รูปที่ 22 แสดงขั้นตอนการตรวจสอบกราวด์ลูป

     7.2 หลอด LED แสดงสถานะ
     หลอด LED ที่แสดงสถานะสามารถให้ข้อมูลเบื้องต้นในการวิเคราะห์การทำงานของอุปกรณ์อย่างดี ทั้งในเรื่องการไวริ่ง และการติดต่อสื่อสารระหว่างโมดูล I/O สำหรับโมดูลอินพุต หลอด LED ของอินพุตจะสว่างถ้าสามารถตรวจจับสัญญาณได้ บางผู้ผลิตยังเพิ่มหลอด LED แสดงสุขภาพของอุปกรณ์ หรือโมดูล สำหรับโมดูลเอาต์พุตก็จะมีหลอด LED เช่นกันซึ่งแสดงการได้รับคำสั่งของโมดูลเอาต์พุต

บางระบบหรือบาง PLC อาจจะมีหลอด LED แสดงการทำงานของทุกเอาต์พุต หรืออาจจะมีเพียงแค่หลอด LED หลอดเดียวต่อคาร์ด หรือ โมดูลเอาต์พุต บางผู้ผลิตยังมีหลอด LED อื่น ๆ เช่น หลอดแสดงสถานะฟิวส์ของเอาต์พุต

     หลอด LED แสดงสถานะช่วยในขั้นตอนการแก้ไขปัญหาได้มาก เช่น การวิเคราะห์ปัญหาเบื้องต้นเกี่ยวกับไฟเลี้ยง หลอดแสดงสถานะการทำงาน หลอดแสดงสถานะการติดต่อสื่อสาร และอาจจะมีหลอดแสดงสถานะพิเศษอื่นอีกขึ้นอยู่กับผู้ผลิต ดังนั้นผู้ดูแลควรทำการศึกษาคู่มือของระบบ PLC นั้น ๆ เพื่อสามารถที่จะเข้าใจระบบ และแก้ไขปัญหาได้อย่างรวดเร็วยิ่งขึ้น

     7.3 การแก้ไขปัญหาเกี่ยวกับอินพุตของ PLC
     ถ้าโมดูลอินพุต มีสภาพเหมือนไม่ทำงาน ปัญหาอาจเกิดจากการเชื่อมต่อ L1 และเทอร์มินอลที่เชื่อมต่อไปยังโมดูลนั้นหลวม หรือไม่แน่น หลอด LED แสดงสถานะของโมดูลอินพุตสามารถให้ข้อมูลในการวิเคราะห์ได้

 ขั้นตอนแรกในการวิเคราะห์ปัญหาเกี่ยวกับอินพุท คือการตั้งให้ PLC อยู่ในโหมดสแตนด์บาย ดังนั้นจึงแน่ใจได้ว่าไม่มีเอาต์พุตใดทำงานในขณะตรวจสอบ ณ ตอนนี้สามารถทำการเดินเครื่องจักร หรือปิดเปิดอุปกรณ์ปลายทางด้วยมือเพื่อทดสอบการส่งสัญญาณให้กับโมดูลอินพุต เมื่ออุปกรณ์ปลายทางถูกเปิดใช้งานด้วยมือ หลอดแสดงอินพุตที่รับสัญญาณควรจะติด ซึ่งแสดงว่ามีไฟเลี้ยงสัญญาณอยู่จริง และไวริ่งถูกต้องถ้าหลอด LED ติดถูกหลอด

     ดังนั้นหมายความว่าการไวริ่งไม่ใช่ตัวปัญหา ขั้นตอนถัดไป คือการตรวจสอบการอ่านอินพุตของ PLC จากโมดูลอินพุต ขั้นตอนนี้สามารถทำได้ที่โหมด Test คือให้อ่านค่าอินพุต และการรันโปรแกรมไปพร้อมกันได้ แต่ไม่มีเอาตพุตออก ในโหมดนี้ PLC จะแสดงตารางหน่วยความจำที่อ้างถึงอินพุต ซึ่งอินพุตที่ถูกต้องถ้านำมาเขียนเป็น Ladder จะถูกไฮไลต์ว่ากำลังแอกทีฟเพื่อให้ตรวจสอบ

     ดูรูปที่ 23 ถ้า PLC อ่านค่าจากอุปกรณ์ถูกต้องแล้วปัญหาจะไม่ได้อยู่โมดูลอินพุต ถ้า PLC อ่านค่าไม่ถูกต้องแล้วโมดูลอาจจะชำรุด ซึ่งอาจจะเกิดจากตัวคอนโทรลเลอร์ หรือ ออปโตไอโซเลเตอร์ของโมดูลอินพุตชำรุด หรือ แม้กระทั่งตัวคอนเน็กเตอร์ชำรุด ในกรณีนี้วิธีแก้ไขที่เร็วที่สุด คือการเปลี่ยนโมดูลอินพุต แล้วค่อยนำโมดูลอินพุตที่ชำรุดมาซ่อม หรือ วิเคราะห์ภายหลัง

  รูปที่ 23 แสดงการไฮไลต์ของหน้าสำผัสหรือคอยล์ที่ทำงาน

     
     ถ้าโมดูลไม่อ่านสัญญาณจากอุปกรณ์ หรือเครื่องจักรปลายทาง แล้วการทดสอบต่อไปนี้เป็นสิ่งที่จะกระทำขั้นต่อไป นั้นคือการตรวจสอบว่ามีการไวริ่งที่ไม่ดี อุปกรณ์ปลายทางชำรุด โมดูลอินพุตชำรุด หรือระดับแรงดันระหว่างอุปกรณ์ปลายทาง และโมดูลอินพุตไม่เหมาะสม ลำดับแรกจ่ายไฟให้อุปกรณ์ หรือเครื่องจักรปลายทาง และทำการวัดค่าแรงดันไฟฟ้าที่อุปกรณ์ปลายทางส่งไปยังโมดูลอินพุต

 มิเตอร์ที่ใช้วัดควรแสดงค่าแรงดันไฟฟ้าของสัญญาณที่ใช้งานในระดับที่ถูกต้อง เช่น 220 VAC  ถ้าแรงดันมีค่าถูกต้อง โมดูลอินพุตน่าจะชำรุดเพราะว่ามันไม่สามารถตรวจจับสัญญาณได้ แต่แรงดันไฟฟ้ามีค่าต่ำกว่า 10-15% ของค่าที่เหมาะสม นั้นปัญหาอาจจะเกิดจากแรงดันไฟฟ้าที่มาจากอุปกรณ์ปลายทาง แต่ถ้าไม่มีค่าแรงดันเลยรวมทั้งตรวจสอบอุปกรณ์ปลายทางปกติ แล้ว สายสัญญาณไวริ่งอาจผิดพลาด

     การตรวจสอบไวริ่งก็ คือการทำการซิมสัญญาณ ถ้าซิมแล้วโมดูลอินพุตได้รับสัญญาณ ก็อาจต้องทำการทดสอบอุปกรณ์ หรือเครื่องจักรปลายทางให้แน่ใจว่าทำงานปกติหรือไม่ แต่ถ้าซิมสัญญาณจากปลายทางแล้วโมดูลอินพุตยังไม่ได้สัญญาณ ให้ทำการตรวจสอบการเชื่อมต่ออย่างละเอียดเพราะปัญหาอาจมาจากสายสัญญาณที่ขาด หลอม หรือ เทอร์มินอลหลวม ก็เป็นได้

     7.4 การแก้ไขปัญหาเกี่ยวกับเอาต์พุตของ PLC
     โดยส่วนใหญ่โมดูลเอาต์พุตของ PLC จะมีหลอด LED แสดงสถานะการรับคำสั่งเพื่อส่งออกเอาต์พุต ที่มีประโยชน์ในการวิเคราะห์ปัญหา คล้ายคลึงกับการตรวจสอบอินพุทของ PLC ขั้นตอนแรกในการวิเคราะห์ปัญหา คือ การย่อยปัญหา ตรวจสอบทีละส่วน ที่โมดูลเอาต์พุต ทำให้แน่ใจว่าแหล่งจ่ายไฟเลี้ยงจากการส่งเอาต์พุตอยู่ในระดับที่เหมาะสม สำหรับระบบ 220 VAC ค่าที่เอาต์พุตที่เป็นหน้าสำผัสที่ส่งออกควรอยู่ช่วงผิดพลาดไม่เกิน 10% จากค่าพิกัด

อีกอย่างถ้าโมดูลเอาต์พุตนั้นมีฟิวส์ตรวจสอบให้แน่ใจว่าฟิวส์ไม่ขาด ถ้าฟิวส์ขาดให้ทำการตรวจสอบพิกัดของฟิวส์ว่าเหมาะสมกับการใช้งานหรือไม่ ยิ่งกว่านั้น ให้ตรวจปริมาณกระแสไฟฟ้าที่อุปกรณ์ปลายทางต้องการนั้นเหมาะสมหรือไม่ อุปกรณ์ปลายอาจจะดึงกระแสจำนวนมากจนทำให้ฟิวส์ขาดก็ได้

     ถ้าโมดูลเอาต์พุตรับคำสั่งให้ออกเอาต์พุตจากหน่วยประมวลผลแล้ว สถานะของเอาต์พุตไม่แอกทีฟอย่างถูกต้อง แล้วโมดูลเอาต์พุตนั้นอาจชำรุด ถ้าสถานะ LED แสดงเอาต์พุตทำงาน แต่อุปกรณ์หรือเครื่องจักรปลายทางไม่ทำงาน ให้ทำการตรวจแรงดันที่เทอร์มินอลเพื่อให้แน่ใจว่าตัวสวิตชิ่งสัญญาณในโมดูลเอาต์พุตทำงาน ถ้าไม่มีแรงดันไฟฟ้าเกิดขึ้นเลย ให้เปลี่ยนโมดูลเอาต์พุตนั้นได้เลย แล้วค่อยนำโมดูลที่สงสัยมาวิเคราะห์ภายหลัง

แต่ถ้ามีแรงดันไฟฟ้าปรากฏ ปัญหาอาจอยู่ที่การไวริ่ง หรืออุปกรณ์ปลายทาง ณ จุดนี้ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสายสัญญาณปกติ ไม่ขาด หรือเทอร์มินอลไม่หลุดไม่หลวม หลังจากตรวจสอบโมดูลเอาต์พุตว่าปกติได้แล้ว ให้ทำการตรวจสอบอุปกรณ์ หรือเครื่องจักรปลายทางว่าเป็นปกติ วิธีการ คือ วัดแรงดันไฟฟ้าที่ไปยังอุปกรณ์ปลายทางในขณะที่ระบบ PLC ส่งเอาต์พุต จะทำให้แน่ใจว่าสายไฟรีเทิร์นของวงจรยังเชื่อมต่อปกติ

    ถ้ามีสัญญาณ หรือ ไฟเลี้ยงไปยังอุปกรณ์หรือเครื่องจักรปลายทาง เป็นไปได้ว่าถ้าอุปกรณ์ปลายทางไม่ทำงาน แปลว่ามันอาจชำรุด อีกวิธีการหนึ่งสำหรับการตรวจสอบอุปกรณ์ปลายทางโดยการตรวจสอบโดยไม่ใช้โมดูลเอาต์พุตมาทดสอบร่วม โดยทำการปลดสายไวริ่งจากระบบ PLC ออก แล้วต่อไฟเลี้ยงไปยังอุปกรณ์ หรือเครื่องจักรปลายทางโดยตรง ถ้าอุปกรณ์ปลายทางยังไม่ทำงาน ก็หมายความว่ามันชำรุดแน่นอน

 แต่ถ้าอุปกรณ์ปลายทาง หรือเครื่องจักรปลายทางทำงาน ปัญหานั้นอาจอยู่ที่การไวริ่ง สายสัญญาณระหว่างอุปกรณ์ปลายทาง และโมดูลเอาต์พุต ให้ตรวจการไวริ่งว่าไม่หลุดไม่หลวมไม่ขาดตลอดแนวสายสัญญาณ ถ้าหาไม่เจออาจจะต้องทำการลากสายใหม่ หรือ ใช้สายสัญญาณที่สำรองไว้แทน

     7.5 การตรวจสอบแก้ไขเกี่ยวกับส่วน CPU ของ PLC
     PLC โดยปกติจะมีหลอด LED แสดงสถานะของการทำงานของ CPU การแสดงสถานะโดยปกติจะประกอบด้วยสถานะ Power OK, Memory OK และ Communication OK ลำดับแรกให้ทำการตรวจสอบว่า PLC ได้รับไฟเลี้ยงเพียงพอจากระบบจ่ายไฟเลี้ยง โดยอาจใช้มิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้า หรือสังเกตุความสว่างของหลอด LED ของโมดูลเพาเวอร์ซัพพลาย การทดสอบนั้นง่ายในเรื่องไฟเลี้ยงเพียงพอหรือไม่ คือการจ่ายไฟเลี้ยงโดยตรง หรือ การตัดโหลดประเภทอื่นออกก่อน ถ้า PLC ยังไม่ทำงานปกติ ให้ตรวจสอบระดับแรงดันไฟฟ้าที่ตก หรือ ตรวจสอบว่ามีฟิวส์ขาด หรือไม่ ถ้าตรวจสอบแล้วแรงดันไฟฟ้าปกติ แล้ว PLC ยังไม่ปกติ

ปัญหาอาจจะอยู่ที่โมดูล CPU การวิเคราะห์ปัญหาของโมดูล CPU ส่วนใหญ่จะใช้หลอด LED แสดงสถานะ หรือ ไม่ก็ใช้ซอฟต์แวร์ต่อเข้าไปตรวจสอบสถานะ โดยปกติถ้ามีหลอด LED ใดแสดงถึงความขัดข้อง ส่วนใหญ่จะใช้วิธิการเปลี่ยนโมดูล CPU

     7.6 สรุปวิธีการแก้ไขปัญหา
     โดยสรุป วิธีการที่ดีที่สุดในการวิเคราะห์การทำงานไม่ปกติของ I/O คือ การย่อยปัญหา ทดสอบทีละส่วน เช่น ส่วนโมดูล ส่วนอุปกรณ์เครื่องจักรปลายทาง ส่วนการไวริ่ง ถ้าไฟเลี้ยง และหลอดสถานะปกติ แล้วโมดูล I/O ยังทำงานล้มเหลว ขั้นตอนแรกในการตรวจสอบ คือการวัดระดับแรงดันไฟฟ้าของโมดูล I/O ที่รับหรือส่งออกว่าอยู่ในช่วงที่เหมาะสมหรือไม่ ซึ่งส่วนใหญ่จะวัดที่เทอร์มินอล ถ้าแรงดันเหมาะสมแล้วโมดูล I/O ยังไม่ทำงาน

แสดงว่าโมดูล I/O นั้นชำรุดสมควรทำการเปลี่ยน ถ้าการเปลี่ยนโมดูล I/O แล้วปัญหายังอยู่ ปัญหาอาจอยู่ที่การไวริ่ง นั้นคือปัญหาอาจอยู่ที่ตัวคอนเน็คเตอร์ตามตำแหน่งต่าง ๆ อาจจะมีหน้าสำผัสไม่ทำงาน (Bad Contact) หรือมีการเลื่อนของหน้าสำผัส การตรวจการขาด การหลวม ของโมดูล หรือจุดเชื่อม รวมแม้กระทั้ง การต่อสายด้วยการบัดกรี หรือ สลิปสาย จึงเป็นวิธีการหนึ่งในการแก้ไขปัญหา สำหรับการตรวจสอบโมดูล CPU วิธีการง่าย ๆ ก็คือนำโมดูล CPU สำรองที่เติมไว้มาร่วมตรวจสอบ

     8. สรุป
     บทความนี้เสนอความรู้พื้นฐานในการติดตั้งและบำรุงรักษา PLC ที่เป็นเพียงภาพโดยรวม คำศัพท์ วงจร หรือ โหมดการทำงานของ PLC อาจจะมีความแตกต่างกันจากระบบ PLC จากหลาย ๆ ผู้ผลิต ดังนั้นการวิเคราะห์ การติดตั้ง การแก้ไขปัญหา ต้องพิจารณาเอกสาร คู่มือ หรือ ข้อแนะนำของระบบ PLC นั้นเป็นหลัก

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