ការប្រើប្រាស់ PLC ក្នុងការគ្រប់គ្រងដំណើរការ

ការប្រើប្រាស់ PLC ក្នុងការគ្រប់គ្រងដំណើរការ

នៅក្នុងពិភពឧស្សាហកម្មសម័យទំនើប តម្រូវការសម្រាប់ប្រព័ន្ធត្រួតពិនិត្យដែលអាចទុកចិត្តបាន លឿន និងងាយស្រួលអភិវឌ្ឍនៅតែបន្តកើនឡើង។ ក្រុមហ៊ុននានាត្រូវបានទាមទារឱ្យរក្សាគុណភាពផលិតផល បង្កើនប្រសិទ្ធភាព និងកាត់បន្ថយពេលវេលារងចាំផលិតកម្ម។ បច្ចេកវិទ្យាមួយក្នុងចំណោមបច្ចេកវិទ្យាដែលប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយបំផុតដើម្បីបំពេញតម្រូវការទាំងនេះគឺ PLC (Programmable Logic Controller)។ PLC គឺជា "ខួរក្បាល" នៃខ្សែផលិតកម្មជាច្រើន - ការគ្រប់គ្រងម៉ាស៊ីន ការត្រួតពិនិត្យឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា និងការប្រតិបត្តិតក្កវិជ្ជាដំណើរការដោយស្វ័យប្រវត្តិ។ អត្ថបទនេះពិភាក្សាអំពីរបៀបដែល PLC ត្រូវបានប្រើប្រាស់ក្នុងការគ្រប់គ្រងដំណើរការ សមាសធាតុសំខាន់ៗរបស់វា របៀបដែលពួកវាដំណើរការ គុណសម្បត្តិរបស់វា បញ្ហាប្រឈម និងឧទាហរណ៍នៃកម្មវិធីរបស់វានៅក្នុងវិស័យនេះ។

១. តើ PLC ជាអ្វី?

PLC គឺជាឧបករណ៍បញ្ជាឌីជីថលដែលមានមូលដ្ឋានលើមីក្រូប្រូសេសស័រ ដែលត្រូវបានរចនាឡើងសម្រាប់បរិស្ថានឧស្សាហកម្ម។ មិនដូចកុំព្យូទ័រធម្មតាទេ PLC ត្រូវបានរចនាឡើងដើម្បីទប់ទល់នឹងរំញ័រ សីតុណ្ហភាពខ្លាំង ធូលី និងការជ្រៀតជ្រែកអគ្គិសនី។ PLC ជំនួសប្រព័ន្ធបញ្ជាដែលមានមូលដ្ឋានលើរេឡេធម្មតា (តក្កវិជ្ជារេឡេ) ដែលងាយនឹងស្មុគស្មាញ ពិបាកកែប្រែ និងត្រូវការខ្សែភ្លើងយ៉ាងទូលំទូលាយ។

PLC អាចត្រូវបានសរសេរកម្មវិធីដើម្បីអនុវត្តមុខងារត្រួតពិនិត្យជាច្រើនប្រភេទ ចាប់ពីប្រតិបត្តិការសាមញ្ញៗដូចជាការចាប់ផ្តើមម៉ូទ័រដោយផ្អែកលើសញ្ញាឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា រហូតដល់ដំណើរការស្មុគស្មាញដូចជាការគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាព សម្ពាធ ឬលំហូរផលិតកម្មដែលពាក់ព័ន្ធនឹងដំណាក់កាលជាច្រើន។

2. តួនាទីរបស់ PLC ក្នុងការគ្រប់គ្រងដំណើរការ

ការគ្រប់គ្រងដំណើរការគឺជាសកម្មភាពនៃការគ្រប់គ្រងអថេរដំណើរការ (ឧ. សីតុណ្ហភាព សម្ពាធ កម្រិតសារធាតុរាវ អត្រាលំហូរ ល្បឿនម៉ូទ័រ) ដើម្បីបំពេញតាមតម្លៃដែលចង់បាន។ PLC ដើរតួជាឧបករណ៍បញ្ជាចម្បង ដែល៖

1. ទទួលសញ្ញាពីឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា (បញ្ចូល) ដូចជាឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាជិតៗ កុងតាក់កំណត់ RTD/ទែម៉ូកូប ម៉ែត្រលំហូរ ឧបករណ៍បញ្ជូនសម្ពាធ ឬឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាកម្រិត។
2. តក្កវិជ្ជា/កម្មវិធីដំណើរការដោយផ្អែកលើលក្ខខណ្ឌបញ្ចូល ចំណុចកំណត់ និងក្បួនដោះស្រាយត្រួតពិនិត្យ។
៣. ផ្ញើពាក្យបញ្ជាទៅកាន់ឧបករណ៍បញ្ជា (លទ្ធផល) ដូចជាសន្ទះបិទបើកសូលីណូអ៊ីត ម៉ូទ័រចាប់ផ្តើម អាំងវឺរទ័រ/VFD ឧបករណ៍កម្តៅ ស្នប់ ឬសំឡេងរោទិ៍។
៤. កត់ត្រា និងទំនាក់ទំនងទិន្នន័យទៅកាន់ប្រព័ន្ធផ្សេងទៀតដូចជា HMI (Human Machine Interface), SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) ឬ DCS តាមរយៈពិធីការទំនាក់ទំនងឧស្សាហកម្ម។

ជាមួយនឹងសមត្ថភាពទាំងនេះ PLC ក្លាយជាប្រព័ន្ធដ៏សំខាន់បំផុតមួយក្នុងការរក្សាបាននូវភាពស៊ីសង្វាក់គ្នានៃដំណើរការ និងស្ថេរភាពផលិតកម្ម។

៣. សមាសធាតុសំខាន់ៗរបស់ PLC

ជាទូទៅ PLC មានផ្នែកសំខាន់ៗមួយចំនួន៖

– ស៊ីភីយូ (អង្គភាពដំណើរការកណ្តាល)៖ អនុវត្តការប្រតិបត្តិកម្មវិធី និងការគ្រប់គ្រងការសម្រេចចិត្ត។
– ការផ្គត់ផ្គង់ថាមពល៖ ផ្តល់ការផ្គត់ផ្គង់ថាមពលសម្រាប់ម៉ូឌុល PLC។
– ម៉ូឌុលបញ្ចូល៖ ទទួលសញ្ញាឌីជីថល/អាណាឡូកពីឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា។ ជាធម្មតា ធាតុចូលឌីជីថលត្រូវបានបើក/បិទ ខណៈពេលដែលធាតុចូលអាណាឡូកគឺជាសញ្ញា 4–20 mA ឬ 0–10 V។
– ម៉ូឌុលទិន្នផល៖ ផ្ញើសញ្ញាឌីជីថល/អាណាឡូកទៅឧបករណ៍បញ្ជា។
- អង្គចងចាំ៖ រក្សាទុកកម្មវិធី និងទិន្នន័យដំណើរការ។
– ម៉ូឌុលទំនាក់ទំនង៖ គាំទ្របណ្តាញឧស្សាហកម្មដូចជា Modbus, Profibus, Profinet, Ethernet/IP, CANopen ជាដើម។

អាស្រ័យលើតម្រូវការ PLC អាចជាឯកតាបង្រួម (ទាំងអស់ក្នុងមួយ) ឬជាឯកតាម៉ូឌុលដែលអាចពង្រីកបានយ៉ាងងាយស្រួលជាមួយ I/O។

៤. របៀបដែល PLC ដំណើរការ៖ វដ្តស្កេន

PLC ដំណើរការលើគោលការណ៍នៃវដ្តស្កេនដដែលៗយ៉ាងលឿន៖

១. ការស្កេនបញ្ចូល៖ PLC អានស្ថានភាពនៃធាតុចូលទាំងអស់។
2. ការស្កេនកម្មវិធី៖ PLC ដំណើរការតក្កវិជ្ជាកម្មវិធីពីលើចុះក្រោម (អាស្រ័យលើភាសាសរសេរកម្មវិធី)។
៣. ការអាប់ដេតទិន្នផល៖ PLC ធ្វើបច្ចុប្បន្នភាពទិន្នផលទៅតាមលទ្ធផលនៃកម្មវិធី។
៤. ការងារ​ផ្ទះ/ការ​ទំនាក់ទំនង៖ PLC ដោះស្រាយ​ការ​វិនិច្ឆ័យ ការ​ទំនាក់ទំនង​បណ្តាញ និង​កិច្ចការ​ផ្ទៃក្នុង​ផ្សេងៗ​ទៀត។

ដំណើរការនេះកើតឡើងជាមិល្លីវិនាទី ដូច្នេះ PLC អាចឆ្លើយតបទៅនឹងការផ្លាស់ប្តូរលក្ខខណ្ឌដំណើរការបានភ្លាមៗ។

៥. ភាសាសរសេរកម្មវិធី PLC

PLC ត្រូវបានសរសេរកម្មវិធីដោយប្រើស្តង់ដារ IEC 61131-3។ ភាសាទូទៅមួយចំនួនគឺ៖

– ដ្យាក្រាម​ជណ្ដើរ (LD): ពេញនិយមបំផុត ស្រដៀងនឹងសៀគ្វីបញ្ជូនបន្ត។ ស័ក្តិសមសម្រាប់តក្កវិជ្ជាដាច់ពីគ្នា។
– ដ្យាក្រាមប្លុកមុខងារ (FBD)៖ ការប្រើប្រាស់ប្លុកមុខងារ ដែលជារឿយៗត្រូវបានប្រើសម្រាប់ការគ្រប់គ្រងអាណាឡូក និងដំណើរការ។
– អត្ថបទដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធ (ST): ស្រដៀងគ្នាទៅនឹងភាសាសរសេរកម្មវិធីកម្រិតខ្ពស់ សមរម្យសម្រាប់ក្បួនដោះស្រាយស្មុគស្មាញ។
– តារាងអនុគមន៍លំដាប់លំដោយ (SFC): ស័ក្តិសមសម្រាប់ដំណើរការលំដាប់លំដោយដូចជាការបាច់ ឬការវេចខ្ចប់។
– បញ្ជី​ណែនាំ (IL): វា​ត្រូវ​បាន​ប្រើប្រាស់​តិច​ទៅៗ ពី​ព្រោះ​វា​ចាប់​ផ្ដើម​ត្រូវ​បាន​គេ​បោះបង់​ចោល។

ការជ្រើសរើសភាសាជាធម្មតាត្រូវបានកែសម្រួលទៅតាមភាពស្មុគស្មាញនៃដំណើរការ និងទម្លាប់របស់ក្រុមវិស្វកម្ម។

៦. PLC សម្រាប់ការគ្រប់គ្រងដាច់ដោយឡែក និងការគ្រប់គ្រងជាបន្តបន្ទាប់

ការប្រើប្រាស់ PLC ក្នុងការគ្រប់គ្រងដំណើរការអាចបែងចែកជាពីរប្រភេទ៖

ក) ការគ្រប់គ្រងដាច់ដោយឡែក
ការគ្រប់គ្រងដាច់ដោយឡែកទាក់ទងនឹងលក្ខខណ្ឌបើក/បិទ។ ឧទាហរណ៍៖
– បើក​ឧបករណ៍​បញ្ជូន​នៅពេល​ដែល​ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា​រកឃើញ​វត្ថុ​មួយ។
- បើកស្នប់នៅពេលកម្រិតធុងទាប។
- ចាក់សោរ​សុវត្ថិភាព​នៅ​ពេល​ទ្វារ​ម៉ាស៊ីន​បើក។

PLCs មានឥទ្ធិពលខ្លាំងក្នុងការគ្រប់គ្រងដាច់ពីគ្នា ពីព្រោះតក្កវិជ្ជាគោលពីរងាយស្រួលអនុវត្ត និងកែប្រែ។

ខ) ការគ្រប់គ្រងជាបន្តបន្ទាប់ (ការគ្រប់គ្រងអាណាឡូក/ដំណើរការ)
ការគ្រប់គ្រងជាបន្តបន្ទាប់ពាក់ព័ន្ធនឹងអថេរអាណាឡូក ហើយជាធម្មតាតម្រូវឱ្យមានក្បួនដោះស្រាយដូចជា PID (សមាមាត្រ-អាំងតេក្រាល-ដេរីវេ)។ ឧទាហរណ៍៖
- គ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាពឡដោយប្រើឧបករណ៍កម្តៅ និងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាទែម៉ូកូប។
- គ្រប់គ្រងសម្ពាធចំហាយទឹកដោយប្រើសន្ទះបិទបើក។
– រក្សាកម្រិតធុងឱ្យមានស្ថេរភាពដោយគ្រប់គ្រងស្នប់ ឬវ៉ាល់។

PLC ទំនើបៗជាច្រើនមានមុខងារ PID ដែលភ្ជាប់មកជាមួយរួចហើយ ឬអាចត្រូវបានរួមបញ្ចូលជាមួយម៉ូឌុលត្រួតពិនិត្យដែលឧទ្ទិសដល់។

7. ការរួមបញ្ចូល PLC ជាមួយ HMI និង SCADA

នៅក្នុងវិស័យនេះ PLC កម្រធ្វើការតែម្នាក់ឯងណាស់។ PLC ជារឿយៗត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹង៖

– HMI សម្រាប់បង្ហាញស្ថានភាពម៉ាស៊ីន សំឡេងរោទិ៍ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រចំណុចកំណត់ និងការគ្រប់គ្រងដោយដៃ/ស្វ័យប្រវត្តិ។ ប្រតិបត្តិករអាចតាមដានដំណើរការ និងអនុវត្តសកម្មភាពដោយមិនចាំបាច់បើកផ្ទាំងបញ្ជា។
– SCADA សម្រាប់ការត្រួតពិនិត្យពហុអង្គភាព ការរាយការណ៍ និន្នាការទិន្នន័យ និងការរួមបញ្ចូលជាមួយប្រព័ន្ធផលិតកម្មទូលំទូលាយ។ SCADA ក៏អនុញ្ញាតឱ្យមានការគ្រប់គ្រងពីបន្ទប់ត្រួតពិនិត្យផងដែរ។

ការរួមបញ្ចូលនេះធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវភាពមើលឃើញនៃដំណើរការ បង្កើនល្បឿនការដោះស្រាយបញ្ហា និងគាំទ្រដល់ការធ្វើការសម្រេចចិត្តដែលជំរុញដោយទិន្នន័យ។

៨. គុណសម្បត្តិនៃការប្រើប្រាស់ PLC

គុណសម្បត្តិមួយចំនួនរបស់ PLC ក្នុងការគ្រប់គ្រងដំណើរការគឺ៖

១. អាចបត់បែនបាន និងងាយស្រួលក្នុងការកែប្រែ៖ ការផ្លាស់ប្តូរតក្កវិជ្ជាអាចត្រូវបានធ្វើឡើងយ៉ាងសាមញ្ញតាមរយៈកម្មវិធី ដោយមិនចាំបាច់រុះរើខ្សែដូចប្រព័ន្ធបញ្ជូនតឡើយ។
2. អាចទុកចិត្តបានសម្រាប់បរិស្ថានឧស្សាហកម្ម៖ ត្រូវបានរចនាឡើងដើម្បីទប់ទល់នឹងការរំខានអគ្គិសនី និងលក្ខខណ្ឌការងារធ្ងន់ៗ។
៣. ការធ្វើរោគវិនិច្ឆ័យ និងការដោះស្រាយបញ្ហាលឿនជាងមុន៖ PLC ជាច្រើនផ្តល់នូវសូចនាករស្ថានភាព កំណត់ហេតុកំហុស និងការត្រួតពិនិត្យតាមអ៊ីនធឺណិត។
៤. សមត្ថភាពធ្វើមាត្រដ្ឋាន៖ I/O អាចត្រូវបានបន្ថែមតាមតម្រូវការ (ជាពិសេស PLC ម៉ូឌុល)។
៥. គាំទ្រការទំនាក់ទំនងយ៉ាងទូលំទូលាយ៖ ងាយស្រួលក្នុងការរួមបញ្ចូលជាមួយឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឆ្លាតវៃ ប្រព័ន្ធ VFD, HMI, SCADA និងប្រព័ន្ធ MES/ERP។

១០. បញ្ហាប្រឈម និងរឿងដែលត្រូវប្រុងប្រយ័ត្ន

ទោះបីជាមានគុណសម្បត្តិរបស់វាក៏ដោយ ការអនុវត្ត PLC ក៏មានបញ្ហាប្រឈមផងដែរ៖

– ការរចនាកម្មវិធីមិនល្អអាចធ្វើឱ្យប្រព័ន្ធពិបាកថែទាំ។ រចនាសម្ព័ន្ធកម្មវិធី ការដាក់ឈ្មោះស្លាក និងឯកសារគឺមានសារៈសំខាន់ណាស់។
– ការពឹងផ្អែកលើសមត្ថភាពអ្នកបច្ចេកទេស៖ តម្រូវឱ្យមានការយល់ដឹងអំពីអគ្គិសនី ឧបករណ៍ និងការសរសេរកម្មវិធី។
– សន្តិសុខតាមអ៊ីនធឺណិត៖ PLC ដែលមានបណ្តាញងាយរងគ្រោះដោយការវាយប្រហារ។ ការអនុវត្តដូចជាការបែងចែកបណ្តាញ ការគ្រប់គ្រងការចូលប្រើ និងការគ្រប់គ្រងបំណះ កាន់តែមានសារៈសំខាន់។
– ការជ្រើសរើសផ្នែករឹងត្រឹមត្រូវ៖ ការជ្រើសរើសសមត្ថភាព I/O ខុស ល្បឿនស្កេន ឬម៉ូឌុលអាណាឡូកអាចធ្វើឱ្យប៉ះពាល់ដល់ប្រសិទ្ធភាពនៃការគ្រប់គ្រង។

ដូច្នេះ ការធ្វើផែនការប្រព័ន្ធត្រួតពិនិត្យត្រូវតែគិតគូរពីតម្រូវការដំណើរការបច្ចុប្បន្ន និងការអភិវឌ្ឍដែលអាចកើតមាននាពេលអនាគត។

១០. ឧទាហរណ៍នៃកម្មវិធី PLC ក្នុងឧស្សាហកម្ម

ការប្រើប្រាស់ PLC គឺទូលំទូលាយណាស់ ឧទាហរណ៍៖

– ឧស្សាហកម្មផលិតកម្ម៖ ការគ្រប់គ្រងម៉ាស៊ីន CNC ខ្សែសង្វាក់ផលិតកម្ម មនុស្សយន្ត និងប្រព័ន្ធដឹកជញ្ជូន។
– ឧស្សាហកម្មម្ហូបអាហារ និងភេសជ្ជៈ៖ ការលាយបញ្ចូលគ្នា ការសម្អាតនៅនឹងកន្លែង (CIP) ការគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាពប៉ាស្ទ័ររីស។
– ឧស្សាហកម្មគីមី៖ ការគ្រប់គ្រងវ៉ាល់ ស្នប់ រ៉េអាក់ទ័រ និងប្រព័ន្ធសុវត្ថិភាព interlock។
– ការព្យាបាលទឹក៖ ការគ្រប់គ្រងស្នប់ ម៉ាស៊ីនផ្លុំ កម្រិតថ្នាំគីមី និងកម្រិតអាងស្តុកទឹក។
– ថាមពល និង​សេវា​ប្រើប្រាស់៖ ការគ្រប់គ្រង​ឡចំហាយ ម៉ាស៊ីនបង្ហាប់ និងការចែកចាយថាមពល។

ក្នុងករណីជាច្រើន PLC គឺជាបេះដូងនៃស្វ័យប្រវត្តិកម្ម ពីព្រោះវាអាចគ្រប់គ្រងតក្កវិជ្ជាលំដាប់ ការគ្រប់គ្រងអាណាឡូក និងការទំនាក់ទំនងអន្តរប្រព័ន្ធនៅក្នុងវេទិកាតែមួយ។

សេចក្តីសន្និដ្ឋាន

PLC បានក្លាយជាបច្ចេកវិទ្យាសំខាន់មួយក្នុងការគ្រប់គ្រងដំណើរការឧស្សាហកម្ម ដោយសារភាពជឿជាក់ ភាពបត់បែន និងភាពងាយស្រួលនៃការធ្វើសមាហរណកម្មរបស់វា។ ជាមួយនឹង PLC ក្រុមហ៊ុនអាចធ្វើស្វ័យប្រវត្តិកម្មប្រតិបត្តិការ បង្កើនភាពស៊ីសង្វាក់គ្នានៃគុណភាព បង្កើនល្បឿនផលិតកម្ម និងធ្វើឱ្យការត្រួតពិនិត្យ និងការដោះស្រាយបញ្ហាមានភាពសាមញ្ញ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ភាពជោគជ័យនៃការអនុវត្ត PLC មិនត្រឹមតែអាស្រ័យទៅលើឧបករណ៍ខ្លួនឯងប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងអាស្រ័យលើការរចនាប្រព័ន្ធ គុណភាពនៃការសរសេរកម្មវិធី ឯកសារ និងយុទ្ធសាស្ត្រថែទាំផងដែរ។ ជាមួយនឹងការធ្វើផែនការត្រឹមត្រូវ PLC អាចប៉ះពាល់យ៉ាងសំខាន់ដល់ប្រសិទ្ធភាពដំណើរការ និងស្ថេរភាពនៅទូទាំងវិស័យឧស្សាហកម្មផ្សេងៗ។

ប្រសិនបើអ្នកចង់បាន ខ្ញុំអាចជួយអ្នកបង្កើតកំណែបច្ចេកទេសបន្ថែមទៀតនៃអត្ថបទរបស់អ្នក (ឧទាហរណ៍ ការពិភាក្សាអំពីឧទាហរណ៍ជណ្ដើរ ការលៃតម្រូវ PID ស្ថាបត្យកម្មបណ្តាញ ឬការសិក្សាករណីគ្រប់គ្រងកម្រិត/សីតុណ្ហភាព) ឬសម្របរចនាប័ទ្មសរសេររបស់អ្នកសម្រាប់កិច្ចការមហាវិទ្យាល័យ និងរបាយការណ៍ឧស្សាហកម្ម។