PLC (Programmable Logic Controller) พีแอลซี

     Programmable Logic Controller หรือที่เรียกกันสั้นๆว่า PLC คือ เครื่องควบคุมเชิงตรรกที่สามารถโปรแกรมได้ ส่วนใหญ่จะใช้งานกับเครื่องควบคุมอัตโนมัติในโรงงานอุตสาหกรรม ถูกสร้างและพัฒนาขึ้นมาเพื่อทดแทนวงจรรีเลย์ เนื่องจากข้อดีของ PLC เมื่อเทียบกับการใช่รีเลย์แบบเก่า คือขนาดของระบบเล็กลง ใช้โปรแกรมแทนการเดินสาย เปลี่ยนแปลงลักษณะการควบคุมและขยายระบบได้ง่าย ลดเวลาในการออกแบบและการติดตั้ง มรเสถียรภาพดีกว่าการควบคุมด้วยรีเลย์ มีหน่วยอินพุต/เอาท์พุตหลายแบบและสามารถติดต่อกับอุปกรณ์ภายนอกได้

 
     การควบคุมการทำงานสามารถทำได้โดยการป้อนเป็นโปรแกรมคำสั่งเข้าไปใน PLC ซึ่งใน PLC จะมี รีเลย์(Relay) ตัวตั้งเวลา(Timer) ตัวนับ(Counter) ฯลฯ ซึ่งอุปกรณ์เหล่านี้อยู่ในรูปแบบของซอฟท์แวร์ ไม่มีตัวตนในรูปของวัตถุ แต่จะอยู่ในรูปแบบของฟังก์ชั่นการทำงานที่ตรงกับของจริง
 
โครงสร้างของ PLC แบ่งออกเป็น 5 ส่วนดังนี้คือ
     -แหล่งจ่ายไฟ (Power Supply Unit)

     -หน่วยประมวลผลกลาง (CPU)

     -หน่วยความจำ (Memory Unit)

     -หน่วยอินพุต/เอาท์พุต (I/O Unit) 

     -อุปกรณ์ติดต่อภายนอก (Peripheral Device)



Mitsubishi PLC Board

Mitsubishi PLC

(รูปจาก http://www.a-recyclegroup.com/)

อินเวอร์เตอร์ (Inverter)

     อินเวอร์เตอร์ หรือ Inverter เป็นอุปกรณ์ทางไฟฟ้า ที่ใช้สำหรับเปลี่ยนไฟฟ้ากระแสตรง เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ โดย ไฟฟ้ากระแสตรงที่จะ นำมาทำการเปลี่ยนนั้นมาจาก แบตเตอรี่ เตรื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง หรือแผงโซล่าเซลล์ก็ได้ ไฟฟ้ากระแสสลับที่ได้มานั้น จะเหมือนกับไฟฟ้าที่ได้จากปลั๊กไฟ ตามผนังบ้านทุกอย่าง โดย inverter ทำให้อุปกรณ์ต่างๆ เช่น มอเตอร์, พัดลม หรืออุปกรณ์ต่างๆที่ใช้ไฟฟ้ากระแสสลับ สามารถใช้ได้กับไฟฟ้ากระแสตรง

ประโยชน์ของ Inverter

     1. ใช้เป็นแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับสำรอง เมื่อแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับหลักเกิดขัดข้องขึ้น หรือที่เรียกกันว่า Uninteruptible Power Supplies (UPS) เป็นระบบไฟฟ้าสำรองสำหรับอุปกรณ์ที่สำคัญๆ เช่น คอมพิวเตอร์ เมื่อแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับหลักเกิดขัดข้อง Transfer Switch จะต่ออุปกรณ์เข้ากับอินเวอร์เตอร์จ่ายไฟกระแสสลับให้แทน โดยแปลงจากแบตเตอรี่ที่ประจุไว้

     2.ใช้ควบคุมความเร็วของมอเตอร์กระแสสลับ โดยการเปลี่ยนความถี่ เมื่อความถี่ของไฟฟ้ากระแสสลับเปลี่ยนแปลง ความเร็วของมอเตอร์จะเปลี่ยนแปลงตามสมการ N=120f/N โดยที่ N = ความเร็วรอบต่อนาที, f = ความถี่ของแหล่งจ่ายไฟฟ้าต่อวินาที และ P = จำนวนขั้วของมอเตอร์

     3. ใช้แปลงไฟฟ้าจากระบบส่งกำลังไฟฟ้าแรงสูงชนิดกระแสตรง ให้เป็นชนิดกระแสสลับ เพื่อจ่ายให้กับผู้ใช้



Yaskawa Varispeed G7 Inverter



     ในส่วนของ อินเวอร์เตอร์ (Inverter) ที่จะกล่าวถึงต่อไปในBlogนี้จะหมายถึง VFD Inverter (Variable-frequency drive) ซึ่งส่วนมากจะใช้ในการควบคุมความเร็วของมอเตอร์กระแสสลับในงานอุตสาหกรรมหนักและเบาต่างๆ...

(รูปจาก www.a-recyclegroup.com)

สูตรหารอบมอเตอร์ จากความถี่ไฟของอินเวอร์เตอร์

ความเร็วรอบของมอเตอร์สามารถคำนวณได้จากสูตรต่อไปนี้

ความเร็วรอบ N = {[120 * ความถี่ f (Hz)] / จำนวนขั้ว P} * (1-S)

** โดยเทอม 1-S กำหนดโดยโหลด **

      จากสูตรข้างต้นจะพบว่า ถ้าความถี่ของแหล่งจ่ายไฟเปลี่ยนแปลง จะมีผลทำให้ความเร็วของมอเตอร์เปลี่ยนแปลงไปด้วย แต่เมื่อทำการเปลี่ยนความถี่ โดยให้แรงดันคงที่ จะมีผลทำให้เกิดฟลักส์แม่เหล็กเพิ่มมากขึ้นจนอิ่มตัว ซึ่งอาจทำให้มอเตอร์ ร้อนจนเกิดความเสียหายได้ ดังนั้นจึงต้องทำการเปลี่ยน แรงดันควบคู่ไปกับความถี่ด้วย และการที่จะเปลี่ยนแปลงความถี่ของแหล่งจ่ายไฟควบคู่ไปกับแรงดันนั้น สามารถทำได้โดยการใช้อินเวอร์เตอร์นั่นเอง..

(รูปจาก www.a-recyclegroup.com)

กระบอกลม/กระบอกสูบนิวเมติก (Air Cylinder/Pneumatic Cylinder)

      กระบอกลม/กระบอกสูบนิวเมติก (Air Cylinder/Pneumatic Cylinder) จะทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานลมอัดให้เป็นพลังงานกล ลักษณะในการเคลื่อนที่ส่วนมากเป็นการเคลื่อนที่แบบเส้นตรง ในสมัยก่อนที่ลูกสูบลมจะเข้ามามีบทบาทในงานอุตสาหกรรมยังใช้กลไกทางกลและทางไฟฟ้า มีความยุ่งยากในการควบคุม และปัญหาของช่วงชักจำกัด ดังนั้นในอุตสาหกรรมสมัยใหม่จึงพัฒนาลูกสูบลมมาใช้ในงานจนถึงปัจจุบัน ตัวกระบอกลมมักจะทำด้วยท่อชนิดไม่มีตะเข็บ เช่น เหล็ก อะลูมิเนียม ทองเหลือง สแตนเลสขึ้นอยู่กับลักษณะงานที่ใช้ ภายในท่อ จะต้องเจียรนัยให้เรียบ เพื่อลดการสึกหรอของซีลที่จะเกิดขึ้น และยังลดแรงเสียดทานภายในกระบอกสูบอีกด้วย ตัวฝาสูบทั้งสองด้านส่วนใหญ่นิยมการหล่อขึ้นรูป บางแบบอาจใช้การอัดขึ้นรูป การยึดตัวกระบอกสูบลมเข้ากับฝาอาจใช้เกลียวขัน เหมาะสำหรับกระบอกสูบที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางต่ำกว่า 25 มิลลิเมตรลงมา ถ้าโตกว่านี้นิยมใช้สกรูร้อยขันรัดหัวท้าไว้ สำหรับก้านสูบอาจทำด้วยสแตนเลสหรือเหล็กชุบผิวโครเมียม ที่เกลียวปลายก้านสูบจะทำด้วยกรรมวิธีรีดขึ้นรูป          

ประเภทของ กระบอกลม/กระบอกสูบนิวเมติก (Air Cylinder/Pneumatic Cylinder)

  - Single acting cylinders (SAC) คือกระบอกลมที่ใช้แรงดันลมทำให้ลูกสูบเคลื่อนที่ไปทางเดียวเท่านั้น ส่วนช่วงชักกลับจะเกิดจากสปริงที่อยู่ภายกระบอกสูบลม ตามที่แสดงในรูป 1.1

Fig 1.1 Single acting cylinders (SAC) - Wiki

  - Double Acting Cylinders (DAC) คือกระบอกลมที่ใช้แรงดันลมทำให้ลูกสูบเคลื่อนที่ไปในทั้งสองทาง ตามที่แสดงในรูป 1.2

Fig 1.2 Double Acting Cylinders (DAC) - Wiki

  
- Rotary air cylinders คือกระบอกลมที่ใช้แรงดันลม ทำให้จานกระบอกลมหมุนได้


SMC Pneumatic Rotary Stage

(รูปจาก www.a-recyclegroup.com)

  - Rodless air cylinders คือ กระบอกลมสไลด์ ตัวกระบอกลมจะเคลื่อนที่ไปตามแกนของสไลด์

SMC Rodless air cylinder

 (รูปจาก www.a-recyclegroup.com)

         

ตัวอย่างการทำงานของระบบนิวเมติก (Youtube)

Two Can Crusher Air Pneumatic Cylinder

เครื่องอัดกระป๋องอลูมิเนียม ระบบนิวเมติก