การควบคุมกระบวนการผลิต โดยใช้ไมโครคอมพิวเตอร์

1. การควบคุมกระบวนการผลิตการควบคุมกระบวนการผลิต โดยใช้ไมโครคอมพิวเตอร์

2. บทนำ ระบบควบคุมการปรับระดับของน้ำในถังแบบง่าย

3. ซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ควบคุมงานผลิตซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ควบคุมงานผลิต • ในงานอุตสาหกรรม จะต้องควบคุมกระบวนการผลิตทำงานโดยอัตโนมัติ • อาศัยระบบควบคุม ( Controller ) ที่มีประสิทธิภาพสูง • ประยุกต์ใช้คอมพิวเตอร์ในงานควบคุม

4. การควบคุมกระบวนการผลิตการควบคุมกระบวนการผลิต แบบอัตโนมัติ ค่าตัวแปรที่ต้องการ ส่วนควบคุม กระบวนการ ระบบคอมพิวเตอร์ ส่วนวัดค่าตัวแปร

5. การควบคุมกระบวนการผลิตการควบคุมกระบวนการผลิต โดยใช้ไมโครคอมพิวเตอร์ กระบวนการผลิต ค่าตัวแปรที่ใช้เพื่อส่งผล กลับมาควบคุม (feedback) อุปกรณ์ควบคุม อุปกรณ์แปลงสัญญาณ ข้อมูลเปรียบเทียบ อุปกรณ์แปลงสัญญาณ อะนาล๊อก เป็นดิจิตอล อุปกรณ์แปลงสัญญาณ ดิจิตอลเป็นอะนาล๊อก ระบบคอมพิวเตอร์

6. Process Control อุปกรณ์หลัก ๆ คือ • อุปกรณ์แปลงสัญญาณจากตัวแปรให้เป็นสัญญาณทางไฟฟ้า (ทรานสดิวเซอร์ • อุปกรณ์ A/D และ อุปกรณ์ D/A • อุปกรณ์เชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ภายนอกกับคอมพิวเตอร์ (I/O port ) • อุปกรณ์ควบคุม ซึ่งรับสัญญาณจากคอมพิวเตอร์แล้วส่งไปควบคุมกระบวนการผลิต

7. อุปกรณ์แปลงสัญญาณจากตัวแปรให้เป็นสัญญาณไฟฟ้าอุปกรณ์แปลงสัญญาณจากตัวแปรให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า การควบคุมกระบวนการผลิตในโรงงานอุตสาหกรรมนั้น สิ่งจำเป็นที่สุด คือ “ ข้อมูล ” ค่าความร้อน (อุณหภูมิ) ค่าทางแสง (ความเข้ม) ค่าทางเสียง (ความดัง ความถี่) การเปลี่ยแปลงความเร็ว การเปลี่ยนแปลงตำแหน่ง ( สัญญาณทางฟิสิกส์ ) ข้อมูลเหล่านี้จะถูกแปลงให้เป็นสัญญาณไฟฟ้าโดยอุปกรณ์ที่เรียกว่า ทรานสดิวเซอร์

8. ทรานสดิวเซอร์ อุปกรณ์ที่ใช้ในการเปลี่ยนคุณสมบัติทางฟิสิกส์เป็นสัญญาณทางไฟฟ้า ไมโครโฟน เทอร์โมคับเปิล ฯลฯ 1. ทรานสดิวเซอร์ทางความร้อน ( Thermal Transducer) 2. ทรานสดิวเซอร์ทางกล ( Mechanical Transducer) 2. ทรานสดิวเซอร์ทางแสง ( Optical Transducer)

9. ทรานสดิวเซอร์ทางความร้อน ( Thermal Transducer) การวัดค่าอุณหภูมินั้นสามารถทำได้หลายแบบ สุดแม้แต่ความเหมาะสม ทั้งนี้มักใช้หลักการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของสาร แบ่งออกดังนี้ 1. อุปกรณ์วัดอุณหภูมิที่อาศัยการเปลี่ยนแปลงความต้านทานไฟฟ้าของโลหะ 2. RTD 3. เทอร์มิสเตอร์ 4. IC Sensor 5. เทอร์คัพเปิล 6. ทรานสดิวเซอร์ทางความร้อนชนิดอื่น ๆ

10. ทรานสดิวเซอร์ทางความร้อน ( Thermal Transducer) 1. อุปกรณ์วัดอุณหภูมิที่อาศัยการเปลี่ยนแปลงความต้านทานไฟฟ้าของโลหะ มักจะพิจารณาการเปลี่ยนแปลงค่าความต้านทานทางไฟฟ้าของสาร เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนไปทั้งนี้จะต้องรอให้สารนั้นถึงจุดสมดุลทางความร้อน ( Thermal Equilibrium )

11. ทรานสดิวเซอร์ทางความร้อน ( Thermal Transducer) 2. RTD ( Resistance Temperature Detector ) ใช้หลักการของความต้านทานไฟฟ้าในโลหะ เมื่อเพิ่มอุณหภูมิ โลหะที่ใช้มีตั้งแต่พลาตินั่ม ซึ่งให้ค่าที่มีความละเอียดและถูกต้องสูงแต่ราคาสูง จนถึงนิกเกิล ซึ่งให้ค่าที่ไม่ถูกต้องนัก แต่ราคาถูก

12. ทรานสดิวเซอร์ทางความร้อน ( Thermal Transducer) 2. RTD ( Resistance Temperature Detector ) RTD ที่นิยมใช้ มีค่าขนาด 10 โอห์ม จนถึง 1000 โอห์ม แต่ที่นิยมใช้กันมาก คือ ขนาด 100 โอห์ม ที่ 0 องศา C

13. ทรานสดิวเซอร์ทางความร้อน ( Thermal Transducer) 3. เทอร์มิสเตอร์ ( Thermisters ) อาศัยหลักการวัดอุณหภูมิ เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงความต้านทานไฟฟ้าของวัสดุ ประเภทสารกึ่งตัวนำ ( Semiconductor ) สารกึ่งตัวนำจะนำไฟฟ้าได้ดี เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น

14. ทรานสดิวเซอร์ทางความร้อน ( Thermal Transducer) 3. เทอร์มิสเตอร์ ( Thermisters ) สารกึ่งตัวนำที่นำมาทำ Thermister ได้แก่ ไททาเนียมออกไซด์ เหล็กออกไซด์ นิเกลออกไซด์ สารพวกนี้ไวต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ โดยการเปลี่ยนแปลงความต้านทานอยู่ในช่วง -2 ถึง -6 ต่อองศา C

15. ทรานสดิวเซอร์ทางความร้อน ( Thermal Transducer) 3. เทอร์มิสเตอร์ ( Thermisters ) ใช้ Thermisters ที่นิยมใช้กันมากจะมีค่า 5000 โอห์มที่ 250C

16. ทรานสดิวเซอร์ทางความร้อน ( Thermal Transducer) 3. เทอร์มิสเตอร์ ( Thermisters ) ข้อเสียของ Thermister คือ การเปลี่ยนแปลงความต้านทานไฟฟ้าของอุณภูมิถ้าสูงเกินไปอาจเสียสภาพได้ ปกติอุณหภูมิที่ใช้กันมากคือ 2000C

17. ทรานสดิวเซอร์ทางความร้อน ( Thermal Transducer) 4. IC Sensor (Integrated Circuit Temperature Sensor) เป็นอุปกรณ์ที่สร้างขึ้นจากสารตัวนำ

18. ทรานสดิวเซอร์ทางความร้อน ( Thermal Transducer) 4. IC Sensor (Integrated Circuit Temperature Sensor)

19. ทรานสดิวเซอร์ทางความร้อน ( Thermal Transducer) 5. เทอร์โมคับเปิล ( Thermocouple ) เป็นการพิจารณาถึงการเปลี่ยนแปลงความต้านทานทางไฟฟ้าของสาร ซึ่งขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ซึ่งมีคุณสมบัติ คือ การที่สารสามารถกำเนิดแรงดันไฟฟ้าซึ่งจะมีความสัมพันธ์กับอุณหภูมิ มีลักษณะเป็นเชิงเส้นจึงถูกนำไปประยุกต์ใช้ในการวัดอุณหภูมิ เรียกปรากฏการณ์ดังกล่าวว่า Thermoelectric Effect

20. ทรานสดิวเซอร์ทางความร้อน ( Thermal Transducer) 5. เทอร์โมคับเปิล ( Thermocouple ) เทอร์โมคับเปิล ที่ใช้กันอยู่ทั่วไป ประกอบด้วยธาตุผสม โดยมีการกำหนดประเภทและช่วงอุณหภูมิที่เหมาะกับการอ่าน แต่ละชนิดก็เหมาะสำหรับงานแต่ละประเภท

21. ทรานสดิวเซอร์ทางความร้อน ( Thermal Transducer) • 6. ทรานสดิวเซอร์ทางความร้อนชนิดอื่น • Bimetal Strips • Gas Thermometer

22. ทรานสดิวเซอร์ทางความร้อน ( Thermal Transducer) • 6. ทรานสดิวเซอร์ทางความร้อนชนิดอื่น • Bimetal Strips อาศัยคุณสมบัติการขยายตัวของโลหะเมื่อได้รับความร้อน มีราคาถูก แต่อ่านค่าได้ไม่ละเอียด ตอบสนองต่ออุณหภูมิช้า ปกติมักจะใช้ปิด/เปิดสวิตช์

23. ทรานสดิวเซอร์ทางความร้อน ( Thermal Transducer) • 6. ทรานสดิวเซอร์ทางความร้อนชนิดอื่น • Bimetal Strips

24. ทรานสดิวเซอร์ทางความร้อน ( Thermal Transducer) • 6. ทรานสดิวเซอร์ทางความร้อนชนิดอื่น • Gas Thermometer อาศัยกฎของก๊าซ คือ หากก๊าซเก็บไว้ในที่บรรจุซึ่งมีปริมาตรคงที่ แค่ความดันและอุณหภูมิต่างกันพบว่า อัตราส่วนระหว่างความดันกับอุณหภูมิจะเป็นค่าคงที่

25. ทรานสดิวเซอร์ทางความร้อน ( Thermal Transducer) • 6. ทรานสดิวเซอร์ทางความร้อนชนิดอื่น • Gas Thermometer

26. ทรานสดิวเซอร์ทางกล ( Mechanical Transducer) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้วัดปรากฏการณ์ทางกลศาสตร์ เช่น การเคลื่อนที่ของวัตถุ การเปลี่ยนความเร็ว การไหลของน้ำ ฯลฯ 1. ทรานสดิวเซอร์ที่ใช้วัดการเปลี่ยนตำแหน่ง 2. ทรานสดิวเซอร์ที่ใช้สำหรับวัดความเครียด 3. ทรานสดิวเซอร์ที่ใช้วัดความดันและระดับ

27. ทรานสดิวเซอร์ทางกล ( Mechanical Transducer) 1. ทรานสดิวเซอร์ที่ใช้วัดการเปลี่ยนตำแหน่ง • บอกตำแหน่งของวัสดุบนสายพาน • วัดระดับของของเหลว / ของแข็ง • บอกตำแหน่งของชิ้นงานในการกลึงด้วยระบบอัตโนมัติ • วัดการเปลี่ยนตำแหน่งเนื่องจากความดัน 1.1 อาศัยหลักของการเปลี่ยนแปลงความต้านทาน เมื่อตำแหน่งเปลี่ยน 1.2 อาศัยหลักการเปลี่ยนแปลงความจุไฟฟ้าและความเหนี่ยวนำ

28. ทรานสดิวเซอร์ทางกล ( Mechanical Transducer) 1. ทรานสดิวเซอร์ที่ใช้วัดการเปลี่ยนตำแหน่ง 1.1 อาศัยหลักของการเปลี่ยนแปลงความต้านทาน เมื่อตำแหน่งเปลี่ยน เป็นอุปกรณ์ที่ใช้วัดการเปลี่ยนแปลงของตำแหน่ง ซึ่งจะเปลี่ยนการเคลื่อนที่หรือการหมุนไปเป็นการเปลี่ยนแปลงของความต้านทาน ซึ่งอาจแปลงให้เป็นการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าหรือกระแสไฟฟ้า มักมีปัญหาด้านการสึกหรอ มีสัญญาณรบกวนมาก ตัวอย่างเช่นทรานสดิวเซอร์ในกลุ่มนี้คือ Potentionmeter

29. ทรานสดิวเซอร์ทางกล ( Mechanical Transducer) 1. ทรานสดิวเซอร์ที่ใช้วัดการเปลี่ยนตำแหน่ง 1.1 อาศัยหลักของการเปลี่ยนแปลงความต้านทาน เมื่อตำแหน่งเปลี่ยน Potentionmeter การควบคุม Potentionmeter

30. ทรานสดิวเซอร์ทางกล ( Mechanical Transducer) 1. ทรานสดิวเซอร์ที่ใช้วัดการเปลี่ยนตำแหน่ง 1.2 อาศัยหลักการเปลี่ยนแปลงความจุไฟฟ้าและความเหนี่ยวนำ ใช้วัดการเปลี่ยนตำแหน่งโดยใช้หลักการของตัวเก็บประจุ และการเหนี่ยวนำแบ่งเป็น 2 ชนิด 1.2.1 ใช้หลักการของตัวเก็บประจุ 1.2.2 ใช้หลักการของการเหนี่ยวนำ

31. ทรานสดิวเซอร์ทางกล ( Mechanical Transducer) 1. ทรานสดิวเซอร์ที่ใช้วัดการเปลี่ยนตำแหน่ง 1.2 อาศัยหลักการเปลี่ยนแปลงความจุไฟฟ้าและความเหนี่ยวนำ 1.2.1 ใช้หลักการของตัวเก็บประจุ

32. ทรานสดิวเซอร์ทางกล ( Mechanical Transducer) 1. ทรานสดิวเซอร์ที่ใช้วัดการเปลี่ยนตำแหน่ง 1.2 อาศัยหลักการเปลี่ยนแปลงความจุไฟฟ้าและความเหนี่ยวนำ 1.2.2 ใช้หลักการของการเหนี่ยวนำ

33. 10 10 10 9 ทรานสดิวเซอร์ทางกล ( Mechanical Transducer) 2. ทรานสดิวเซอร์ที่ใช้สำหรับวัดความเครียด เมื่อออกแรงกระทำกับวัตถุ จะเกิดความเครียด โดยแรงที่กระทำในลักษณะนี้ เรียกว่า ความเครียด

34. ทรานสดิวเซอร์ทางกล ( Mechanical Transducer) 3. ทรานสดิวเซอร์ที่ใช้วัดความดันและระดับ ใช้หลักการของแรงที่กระทำต่อวัตถุแล้วทำให้ลักษณะของวัตถุผิดไป ซึ่งลักษณะที่ผิดไป สามารถเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้าได้ อุปกรณ์ที่ใช้วัด เช่น วัดความดัน ที่ทำให้รูปร่างวัตถุเปลี่ยนไป

36. ทรานสดิวเซอร์ทางแสง ( Optical Transducer) คืออุปกรณ์ที่เปลี่ยนพลังงานแสงให้เป็นสัญญาณทางไฟฟ้า แบ่งได้เป็นหลายชนิด เช่น Photoemissive Cell , Photovoltaic Cell และ Photo conductive Cell

37. อุปกรณ์วัดแสง ( Photo Detective ) 1. Photoconductive Dectectors 2. Photovoltaic Dectectors 3. Photodiode Dectectors 4. Photoemissive Dectectors

38. อุปกรณ์วัดแสง ( Photo Detective ) 1. Photoconductive Dectectors ใช้หลักการ คือ อาศัยการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติการนำไฟฟ้าของสารกึ่งตัวนำเมื่อได้รับแสงความเข้มต่าง ๆ คือ ความต้านทานไฟฟ้าเปลี่ยนไปเมื่อได้รับแสงที่ความเข้มเปลี่ยนไป ลักษณะทั่วไป คือ ใช้ Cadmium Sulfide (Cds) หรือ Cadmium Selenide (CdSe) เนื่องจากมีค่า Energy Gap สูงมาก

39. อุปกรณ์วัดแสง ( Photo Detective ) 1. Photoconductive Dectectors

40. อุปกรณ์วัดแสง ( Photo Detective ) 1. Photoconductive Dectectors

41. อุปกรณ์วัดแสง ( Photo Detective ) 2. Photovoltaic Dectectors อุปกรณ์วัดแสงที่สามารถให้ศักย์ไฟฟ้า เป็นสัดส่วนกับความเข็มของแสงที่มาตกกระทบ

42. อุปกรณ์วัดแสง ( Photo Detective ) 2. Photovoltaic Dectectors

43. อุปกรณ์วัดแสง ( Photo Detective ) 2. Photovoltaic Dectectors

44. อุปกรณ์วัดแสง ( Photo Detective ) 3.Photodiode Dectectors เป็นพัฒนาสร้าง Diode เป็นชนิดพิเศษเพื่อใช้เป็นตัวอ่านความเข้มของแสงที่มาตกกระทบไดโอด Diode ประเภทนี้ที่ใช้กันทั่วไป จะเป็น Silicon มีช่วงความยาวคลื่น 0.82 ไมโครเมตร 1.1 ไมโครเมตร และ Germanium ใช้ได้ดีระหว่างช่วงความยาวคลื่น 1.4 ไมโครเมตร 1.9 ไมโครเมตร

45. อุปกรณ์วัดแสง ( Photo Detective ) 3.Photodiode Dectectors http://privatewww.essex.ac.uk/~bolat/pindiode.html http://www.chipcenter.com/oltu/netsim/photodiode/pd_article.html

46. อุปกรณ์วัดแสง ( Photo Detective ) 4. Photoemissive Dectectors มีการใช้มานานแล้ว และเป็นที่นิยมใช้อยู่เนื่องจากค่าที่วัดได้มีความถูกต้องสูง

47. อุปกรณ์วัดแสง ( Photo Detective ) 4. Photoemissive Dectectors

48. อุปกรณ์วัดแสง ( Photo Detective ) 4. Photoemissive Dectectors

49. อุปกรณ์วัดแสง ( Photo Detective ) 4. Photoemissive Dectectors

50. การติดต่อกับคอมพิวเตอร์การติดต่อกับคอมพิวเตอร์ การแปลงสัญญาณ 1. Analog to Digital Converter ( A/D ) 2. Digital to Analog Converter ( D/A ) การเชื่อมโยง ผ่านมาตรฐานต่าง ๆ IEEE488 , RS232 , RS485 ฯลฯ ซอฟท์แวร์ ระบบปฏิบัติการ โปรแกรมที่ใช้ในการติดต่ออุปกรณ์ต่าง ๆ CAD / CAM