หลักการและพื้นฐานการทำงานของ PLC

ความรู้พื้นฐานทางด้านดิจิตอล

ระบบเลขฐาน (Number system) จัดเป็นระบบตัวเลขที่ใช้งานอยู่ใน PLC ดังนั้นผู้ใช้งานมีความจำเป็นต้องศึกษาระบบเลขฐานให้เข้าใจประกอบกับข้อมูลอื่นๆ เพื่อการใช้งานที่ถูกต้อง

  1. ระบบเลขฐานสอง (Binary : BIN) มีตัวเลขไม่ซ้ำกันอยู่ทั้งหมด 2 ตัว คือ 0 และ 1
  2. ระบบเลขฐานสิบ (Decimal : BCD) มีตัวเลขไม่ซ้ำกันอยู่ทั้งหมด 10 ตัว คือ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 หรือเรียกอีกย่างหนึ่งว่า BCD code
  3. ระบบเลขฐานสิบหก (Hexadecimal : HEX) มีตัวเลขที่ไม่ซ้ำกันอยู่ทั้งหมด 16 ตัว คือ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
เลขฐานสิบหก-plc

ตารางแสดงความสัมพันธ์ของเลข BIN , BCD , HEX

ตัวอย่าง
การแปลงเลขฐานสิบหก (HEX) ให้เป็นเลขฐานสอง (BIN) โดยใช้ตารางที่ 1.1

แปลงเลขฐานสิบหกเป็นเลขฐานสอง -plc

 

การแปลงเลขฐาน
1.  การแปลงเลขฐานสองให้เป็นเลขฐานสิบ
ตัวอย่าง
ข้อมูลซึ่งอยู่ในระบบเลขฐานสองขนาด 16 บิต มีค่า 0000 0000 1001 0110 ถ้าจะเปลี่ยนเป็นเลขฐานสิบ จะมีค่าเท่าใด

แปลงเลขฐานสองให้เป็นเลขฐานสิบ-plc

2.  การแปลงเลขฐานสิบให้เป็นเลขฐานสอง
ตัวอย่าง
ต้องการเปลี่ยนเลขฐานสิบ 182 ให้เป็นเลขฐานสอง ขนาด 16 บิต จะได้ค่าเท่าไร

แปลงเลขฐานสิบให้เป็นเลขฐานสอง-plc

18210 = 128 + 32 + 16 + 4 + 2
= 0000 0000 1011 01102

3.  การแปลงเลขฐานสองเป็นเลขฐานสิบหก และการแปลงเลขฐานสิบหกเป็นเลขฐานสอง

  • การแปลงเลขฐานสองให้เป็นเลขฐานสิบหก จะกระทำได้โดยการแปลงเลขฐานสองทีละ 4 บิต เป็นเลขฐานสิบหก 1 หลัก
  • ถ้าต้องการแปลงเลขฐานสองขนาด 16 บิต ให้เป็นเลขฐานสิบหก ต้องแบ่งเลขฐานสองออกเป็น 4 กลุ่ม ๆ ละ 4 บิต โดยแต่ละกลุ่มจะแทนด้วยเลขฐานสิบหก 1 หลัก ( 1 ดิจิต)

แปลงเลขฐานสองเป็นเลขฐานสิบหก -plc

เช่นเดียวกันกับการแปลงฐานสิบหกเป็นเลขฐานสอง เราจะแปลงเลขสิบหก 1 หลัก เป็นเลขฐานสอง 4 บิต เช่น 0001 0000 1010 11112 = 10AF16

 

การบวกและลบเลขฐาน
การบวกเลขฐานสอง เลขฐานสองมีความแตกต่างค่าน้ำหนัก (Weight) ของเลขฐานสองในแต่ละหลักที่อยู่ถัดกันเท่ากับ 2

การบวกเลขฐานสอง-plc

การบวกเลขฐานสิบหก เลขฐานสิบหกมีความแตกต่างค่าน้ำหนัก (Weight) ของเลขฐานสิบหกในแต่ละหลักที่อยู่ถัดกันเท่ากับ 16

การบวกเลขฐานสิบหก-plc

การลบเลขฐานสอง เลขฐานสองมีความแตกต่างของค่าน้ำหนัก (Weight) ของเลขฐานสองในแต่ละหลักที่อยู่ถัดกันเท่ากับ 2 ดังนั้นในการลบของเลขฐานสองแต่ละหลักนั้นหากตัวตั้งมีค่าน้อยกว่าตัวลบ จะต้องยืมค่าจากหลักถัดไปครั้งละ 2

การลบเลขฐานสอง-plc

การลบเลขฐานสิบหก เลขฐานสิบหกมีความแตกต่างของค่าน้ำหนัก (Weight) ของเลขฐานสิบหกในแต่ละหลักที่อยู่ถัดกันเท่ากับ 16 ดังนั้นในการลบของเลขฐานสิบหกแต่ละหลักนั้น หากตัวตั้งมีค่าน้อยกว่าตัวลบ จะต้องยืมค่าจากหลักถัดไปครั้งละ 16

การลบเลขฐานสิบหก-plc

 

ประเภทของข้อมูล
ข้อมูลภายใน PLC จะมีคำจำกัดความที่เรียกกัน คือ บิต (Bit) , ไบต์ (Byte) , เวิร์ด (Word) หลักการเรียกและความหมายของแต่ละคำดังนี้

ประเภทของข้อมูลพีแอลซี-plc

หลักการพื้นฐานทางลอจิก

เมื่อทราบหลักการของเลขฐานชนิดต่าง ๆ แล้ว หลักการทำงานของ PLC ก็ยังใช้วงจรตรรก (ลอจิก) เพื่อให้เกิดสัญญาณเอาต์พุตที่มีเงื่อนไข (สัญญาณอินพุต) ชนิดต่าง ๆ หลักการทำงานของวงจรตรรก มีดังนี้

วงจรตรรก หมายถึง วงจรไฟฟ้าที่ประกอบด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ หรือระดับรีเลย์ที่มีสัญญาณเพียง 2 ระดับ หรือ 2 ระดับแทน 2 เหตุการณ์ที่แตกต่างกัน เช่น การเปิดปิดวาล์ว การปิดเปิดสวิทซ์เป็นต้น วงจรตรรก มี 2 ชนิด คือ แบบบวก (Positive Logic) แบบลบ (Negative Logic) ลอจิกแบบบวกใช้สัญญาณไฟฟ้าระดับสูง แทนสภาวะลอจิก “1” และใช้สัญญาณไฟฟ้าระดับต่ำ แทนสภาวะลอจิก “0” ส่วนวงจรลอจิกแบบลบจะใช้สัญญาณไฟฟ้าระดับต่ำ แทนสภาวะลอจิก “1” และใช้สัญญาณไฟฟ้าระดับสูง แทนสภาวะลอจิก “0”

สภาวะทางลอจิก คือ สภาวะที่ “1” หรือ “0” ใช้แทนการทำงานของอุปกรณ์ที่เปลี่ยนแปลงสองสภาวะ ระบบควบคุมที่ใช้รีเลย์ และ PLC จะนำเอาสภาวะของอุปกรณ์เหล่านี้มาปฏิบัติลอจิกด้วยกันเพื่อให้เข้ากันกับเงื่อนไขที่ควบคุมปฏิบัติการลอจิกประกอบด้วย AND OR และ NOT เพื่อทำให้สภาวะอินพุตต่าง ๆ เช่น A , B ทำให้เกิด Y เป็นต้น

พีชคณิตบูลีนมีไว้สำหรับอธิบายความสัมพันธ์ทางลอจิก ทำให้เข้าใจได้ง่ายขึ้น ตัวอย่างเช่น สมการบูลลีนที่เขียนไว้ดังนี้ Y (แสงไฟฟ้า) = A (สวิตซ์) . B (หลอดไฟ) วงจรลอจิกที่ใช้วิธีการเดินสายไฟเชื่อมอุปกรณ์ต่าง ๆ เช่น รีเลย์ สวิตซ์ ซึ่งมีความยุ่งยาก และแก้ไขเพิ่มเติมส่วนต่าง ๆ ได้ค่อนข้างยุ่งยาก ส่วน PLC ใช้โปรแกรมลอจิกกำหนดเงื่อนไขการควบคุม แทนการเดินสายไฟเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่าง ๆ ทำให้มีความสะดวกกว่าวิธีการข้างต้น

PLC แทนวงจรรีเลย์ด้วยปฏิบัติการทางลอจิก AND OR และ NOT ซึ่งกำหนดตามเงื่อนไขที่ต้องการควบคุมโดยใช้คำสั่งหรือภาษา PC (PC Language) ภาษาพื้นฐานที่ PLC ใช้ในการควบคุม “ON” หรือ “OFF” คือ ภาษาแลดเดอร์และภาษาบูลลีน ภาษาแลดเดอร์ใช้สัญลักษณ์ของหน้าสัมผัสในการเขียนโปรแกรม การเปลี่ยนวงจรรีเลย์ให้เป็นโปรแกรม PLC ทำได้โดยใช้หน้าสัมผัสภาษาแลดเดอร์แทนสัญลักษณ์รีเลย์

การทำงานของอุปกรณ์ดิจิตอล (Digital Equipment) จะอยู่บนหลักการพื้นฐานของลอจิกพื้นฐาน 3 ตัว คือ AND OR และ NOT แต่ละตัวจะมีหลักการของตัวเอง และสัญลักษณ์ของตัวเองจะยกตัวอย่างต่อไปนี้ กำหนดให้ Y เป็นเอาต์พุต (Output) และสัญญาณอินพุต (Input) ให้เป็นตัวอักษร ABC ส่วนเลข 1 หมายถึงมีสัญญาณ เลข 0 หมายถึงไม่มี

ติดตาม Part 2.

 

Posted in Knowledge Tagged with:

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

*