โฟโตอิเล็กทริคเซ็นเซอร์ (Photo electric sensor)

โฟ โตอิเล็กทริคเซ็นเซอร์คือเซ็นเซอร์ตรวจจับวัตถุโดยใช้แสงเป็นตัวตรวจจับ ผลของการตรวจจับจะนำไปควบคุมหน้าสัมผัสเอาท์พุทของเซ็นเซอร์ให้ONหรือOFF โฟโตอิเล็กทริคเซ็นเซอร์จึงเป็นอุปกรณ์แบบอิเล็กทรอนิกส์ ลักษณะการยิงแสงของเซ็นเซอร์มี3แบบคือ
1. เซ็นเซอร์แบบรับ-ส่งในตัว(Diffuse) มีทั้งแบบยิงแสงออกมาจากตัวเซ็นเซอร์เอง(Built-in amplifier) และแบบใช้สายไยแก้วนำแสงต่อออกมาจากตัวเซ็นเซอร์(Separate amplifier)


การ ทำงานคือเซ็นเซอร์จะยิงแสงออกไป เมื่อมีวัตถุขวางอยู่ในทิศทางของลำแสง แสงที่ยิงออกไปจะกระทบกับวัตถุและสะท้อนกลับไปที่ตัวเซ็นเซอร์ จุดรับแสงของเซ็นเซอร์ก็จะตรวจจับความเข้มแสงที่สะท้อนเข้ามา เมื่อความเข้มแสงมีค่ามากพอเอาท์พุทของเซ็นเซอร์ก็จะทำงาน เซ็นเซอร์จะใช้อุปกรณ์สารกึ่งตัวนำตรวจจับความเข้มของแสง และวงจรอิเล็กทรอนิกส์ในเซ็นเซอร์จะแปลงความเข้มของแสงเป็นแรงดันและนำไป ประมวลผลเพื่อควบคุมหน้าสัมผัสเอาท์พุท แสงที่ยิงออกจากเซ็นเซอร์มีทั้งแบบแสงที่มองเห็นได้เช่นสีแดง เขียว น้ำเงิน หรือใช้คลื่นอินฟราเรดยิงออกไป ซึ่งในกรณีนี้เราจะมองไม่เห็นลำแสง เนื่องจากคลื่นอินฟราเรดคือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มองไม่เห็น
  แสงที่มองเห็นได้และคลื่นอินฟราเรดจะมีการกระจายของแสงเป็นพื้นที่กว้างดัง นั้นที่ตัวเซ็นเซอร์จะมีเลนส์เพื่อควบคุมลำแสงให้เล็กลง อย่างไรก็ตาม ในระยะที่ไกลออกไป ลำแสงก็จะกระจายตัวออกเช่นกันซึ่งไม่เหมาะกับการตรวจจับวัตถุขนาดเล็ก ดังนั้นจึงมีการผลิตเซ็นเซอร์ที่ใช้แสงเลเซอร์ยิงออกไปด้วย ในกรณีนี้จะสามารถตรวจจับวัตถุขนาดเล็กได้ดีกว่าการใช้แสงธรรมดา

การ เลือกใช้แสงแบบธรรมดาหรือแสงแบบเลเซอร์ก็ขึ้นอยู่กับวัตถุที่ต้องการตรวจจับ ถ้าวัตถุมีขนาดใหญ่และตรวจจับได้ง่าย ก็ไม่จำเป็นต้องใช้แสงเลเซอร์เนื่องจากเซ็นเซอร์แบบยิงแสงเลเซอร์จะมีราคา สูงมากกว่า โฟโตอิเล็กทริคเซ็นเซอร์แบบbuilt-in สามารถปรับความเข้มแสงที่ยิงออกไปได้โดยการหมุนสวิตช์ที่หัวเซ็นเซอร์ เนื่องจากในบางกรณีเราต้องการตรวจจับวัตถุที่มีระยะทางต่างๆกัน ถ้าวัตถุอยู่ใกล้มากแต่แสงมีความเข้มสูง เมื่อมีวัตถุ เซ็นเซอร์ก็จะทำงาน แต่เมื่อไม่มีวัตถุ เซ็นเซอร์ก็จะตรวจจับวัตถุที่อยู่ไกลออกไปได้เช่นกัน เนื่องจากเซ็นเซอร์จะตรวจจับความเข้มของแสงที่สะท้อนจากวัตถุ ทำให้เซ็นเซอร์สามารถตรวจจับสีของวัตถุได้ด้วย เช่นวัตถุที่มีสีขาวจะสะท้อนแสงได้ดีกว่าสีดำ ดังนั้นในระยะทางการสะท้อนที่เท่ากัน เซ็นเซอร์สามารถแยกสีของวัตถุได้ด้วย
  ส่วนเซ็นเซอร์แบบ Separate amplifier จะใช้วิธียิงแสงผ่านสายไยแก้วนำแสงที่ต่อออกจากตัว Amplifier มีข้อดีคือสามารถตรวจจับวัตถุในพื้นที่แคบๆ สามารถควบคุมได้ในระยะไกล หรือใช้ติดตั้งเพื่อตรวจจับวัตถุในพื้นที่ที่ไม่เหมาะที่จะใช้เซ็นเซอร์ แบบbuilt-in นอกจากนั้นยังสามารถปรับตั้งการทำงานของเอาท์พุทได้ละเอียดมากกว่าด้วย เนื่องจากแสงที่สะท้อนเข้ามายังamplifierจะมีตัวเลขบอกค่าความเข้มแสงได้ ด้วย

2. เซ็นเซอร์แบบรับส่งในตัว แบบใช้แผ่นสะท้อนแสง(Retro reflective)

การ ตรวจจับในลักษณะนี้จะเพิ่มระยะการตรวจจับวัตถุได้ไกลขึ้น ถ้าไม่มีวัตถุแผ่นสะท้อนจะช่วยให้แสงสามารถเดินทางกลับไปที่ตัวรับแสงได้ดี แต่ถ้ามีวัตถุอยู่ระหว่างแผ่นสะท้อนแสงกับเซ็นเซอร์ แสงที่สะท้อนจะมีความเข้มน้อยลง เซ็นเซอร์ก็จะตรวจจับได้ว่ามีแสงน้อย เอาท์พุทของเซ็นเซอร์ก็จะทำงาน
3. เซ็นเซอร์แบบแยกตัวรับ-ส่ง(Through beam)

การ ตรวจจับในลักษณะนี้จะแยกชุดยิงแสงกับชุดรับแสงออกจากกัน ชุดยิงแสงเรียกว่าตัวส่ง ชุดรับแสงเรียกว่าตัวรับ ตัวส่งและตัวรับจะต้องอยู่ในแนวเดียวกันเพื่อให้แสงสามารถส่งไปได้ดีที่สุด ในกรณีที่ไม่มีวัตถุแสงจะสามารถวิ่งจากตัวส่งไปยังตัวรับแสงได้ดี แต่ถ้ามีวัตถุอยู่ระหว่างทางเดินของแสง แสงที่วิ่งไปยังตัวรับจะมีความเข้มน้อยลง หรือไม่ได้รับแสงเลยในกรณีที่วัตถุบังทิศทางแสงได้หมด เซ็นเซอร์ตัวรับก็จะตรวจจับได้ว่าไม่มีแสงหรือมีแสงน้อยมาก เอาท์พุทของเซ็นเซอร์ก็จะทำงาน
  เอาท์พุทของโฟโตอิเล็กทริคเซ็นเซอร์มี3แบบคือ1.ทรานซิสเตอร์ชนิดเอาท์พุทNPN 2.ทรานซิสเตอร์ชนิดเอาท์พุทPNP และ3.เอาท์พุทแบบรีเลย์ ข้อดีและข้อเสียของเอาท์พุททั้ง3แบบมีดังตารางที่ 1.1

เวลา ตอบสนองของเอาท์พุทหมายถึงความเร็วที่หน้าสัมผัสเอาท์พุททำงานเมื่อ เซ็นเซอร์สามารถตรวจจับวัตถุได้ ทรานซิสเตอร์เป็นสารกึ่งตัวนำซึ่งไม่มีการเคลื่อนที่ของหน้าสัมผัส ดังนั้นจึงมีความรวดเร็วกว่ารีเลย์ที่ต้องใช้กลไกในการตัดต่อหน้าสัมผัส
  เวลาตอบสนองของเซ็นเซอร์(response time)หมายถึงความเร็วในการตรวจจับวัตถุของเซ็นเซอร์ ซึ่งทดสอบได้โดยการตรวจจับวัตถุในขณะเคลื่อนที่ เซ็นเซอร์ที่มีเวลาตอบสนองเร็วจะสามารถตรวจจับวัตถุที่มีความเร็วสูงได้ นั่นคือเอาท์พุททำงานทันทีที่เซ็นเซอร์ตรวจจับวัตถุได้ เวลาตอบสนองของเซ็นเซอร์มีหน่วยเป็นเฮิร์ต(Hz)

รูป ที่1.61 เป็นการต่อโฟโตอิเล็กทริคเซ็นเซอร์แบบBuilt-in amplifier ทั้งแบบNPNและPNP กับโหลดรีเลย์ โดยจะต่อวงจรเหมือนกับพร็อกซิมิตี้แบบ3สาย แต่ถ้าเป็นเซ็นเซอร์แบบมีหัวรับและส่งจะต้องต่อดังรูป1.62

จาก รูป1.62 เป็นเซ็นเซอร์แบบแยกตัวรับ-ส่งชนิดNPN เซ็นเซอร์ตัวส่งแสงจะมี2สายซึ่งต้องต่อสายสีน้ำตาลกับขั้วบวกและสายสี น้ำเงินกับขั้วลบ ส่วนเซ็นเซอร์ตัวรับแสงจะมี3สาย ซึ่งเป็นส่วนที่นำไปขับโหลด

รูป1.63 เป็นการต่อเซ็นเซอร์แบบเอาท์พุทรีเลย์กับโหลดแบบรีเลย์ โดยใช้หน้าสัมผัสแบบNO ขับรีเลย์

รูป A.5 วงจรภายในของเซ็นเซอร์แบบเอาท์พุท NPN

รูป A.6 วงจรภายในของเซ็นเซอร์แบบเอาท์พุท PNP

รูป A.7 วงจรภายในของเซ็นเซอร์แบบเอาท์พุทรีเลย์

พร็อกซิมิตี้เซ็นเซอร์เบื้องต้น

พร็อกซิมิตี้เซ็นเซอร์ (Proximity sensor)

พร็อก ซิมิตี้เซ็นเซอร์คือเซ็นเซอร์ตรวจจับวัตถุโดยใช้สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก ผลของการตรวจจับจะนำไปใช้ในการควบคุมหน้าสัมผัสเอาท์พุทของเซ็นเซอร์ ให้ONหรือOFF   พร็อกซิมิตี้เซ็นเซอร์มี3แบบคือ 1.เซ็นเซอร์แบบตรวจจับเฉพาะแม่เหล็กถาวร 2.เซ็นเซอร์แบบตรวจจับโลหะเช่นเหล็กหรืออะลูมิเนียม และ3.เซ็นเซอร์แบบตรวจจับทั้งโลหะและวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ(อโลหะ)
  1.พร็อกซิมิตี้เซ็นเซอร์แบบตรวจจับแม่เหล็กถาวร คือเซ็นเซอร์แบบใช้สนามแม่เหล็กสั่งงาน ตัวอย่างเช่น reedสวิตช์ ,reedสวิตช์จะนิยมใช้กับอุปกรณ์ประเภทกระบอกสูบลม หรือกระบอกสูบไฮโดรลิกส์ เพื่อจับตำแหน่งของแกนกระบอกสูบ โดยในแกนกระบอกสูบจะมีแม่เหล็กถาวรฝังอยู่ เมื่อกระบอกสูบเคลื่อนที่ แม่เหล็กก็จะเคลื่อนที่ด้วย,reedสวิตช์จะติดตั้งอยู่ด้านนอกกระบอกสูบเพื่อ ตรวจจับตำแหน่งการเคลื่อนที่

reedสวิตช์ สามารถยึดกับกระบอกสูบได้หลายแบบเช่นรูปที่1.44ก เป็นการยึดreedสวิตช์กับกระบอกสูบโดยใช้สายรัด และรูปที่1.44ข เป็นการยึดreedสวิตช์กับรางของกระบอกสูบ

จาก รูป1.45 reedสวิตช์ประกอบไปด้วยแผ่นตัวนำสองแผ่นบรรจุในหลอดแก้ว โดยแผ่นตัวนำทั้งสองจะไม่แตะกัน แผ่นตัวนำทำจากสารเฟอร์โรแมกเนติก ส่วนหลอดแก้วจะบรรจุแก๊สเฉื่อยเข้าไปด้วย

จาก รูป1.46 เป็นหลักการทำงานของreedสวิตช์ เนื่องจากreedสวิตช์ต้องใช้ไฟในการทำงานด้วย อันดับแรกจะต้องจ่ายไฟกระแสตรง24Vให้กับreedสวิตช์โดยต่อขั้วบวกกับสายสี น้ำตาลและต่อขั้วลบกับสายสีน้ำเงินโดยต้องมีโหลดต่อกับสวิตช์ด้วย สภาวะปกติที่ไม่มีสนามแม่เหล็ก หน้าสัมผัสของ reedสวิตช์จะเป็นแบบNO แต่ถ้ามีแม่เหล็กมาใกล้กับสวิตช์ สนามแม่เหล็กจะเหนี่ยวนำให้หน้าสัมผัสของสวิตช์แตะกัน ทำให้โหลดที่ต่ออยู่ทำงานได้ เราสามารถนำการตัดต่อของreedสวิตช์ไปใช้งานตัดต่อโหลดขนาดเล็กหรือใช้ควบคุม รีเลย์อินพุทของPLCก็ได้

รูป 1.48 เป็นการต่อreedสวิตช์กับโหลดรีเลย์

ข้อควรระวัง
1.ไม่ ควรต่อแรงดันไฟฟ้าเข้ากับreedสวิตช์โดยไม่มีโหลดรองรับซึ่งจะทำให้ reedสวิตช์พังเสียหาย 2.การต่อแรงดันขั้วบวก-ลบสลับกันจะทำให้reedสวิตช์เสียหายได้

2. พร็อกซิมิตี้เซ็นเซอร์แบบตรวจจับโลหะ คือเซ็นเซอร์แบบเหนี่ยวนำ(Inductive) เซ็นเซอร์ชนิดนี้จะมีวงจรOscillation สร้างสนามแม่เหล็กเพื่อส่งออกไปยังบรรยากาศ เพื่อตรวจหาวัสดุประเภทโลหะที่อยู่ใกล้เคียง เมื่อมีโลหะอยู่ใกล้ๆ สนามแม่เหล็กที่ส่งออกไปจะวิ่งเข้าไปที่โลหะและสร้างกระแสไหลวนในโลหะนั้น จากนั้นกระแสไหลวนก็จะสร้างสนามแม่เหล็กขึ้นมาอีกที สนามแม่เหล็กจากโลหะจะต้านทานสนามแม่เหล็กของเซ็นเซอร์ให้มีกำลังอ่อนลง วงจรตรวจจับภายในเซ็นเซอร์จะรู้ว่าสนามแม่เหล็กอ่อนกำลังลง และส่งสัญญาณไปควบคุมหน้าสัมผัสของเซ็นเซอร์

วัส ดุที่พร็อกซิมิตี้ตรวจจับได้ดีที่สุดคือเหล็ก เนื่องจากเหล็กจะสร้างสนามแม่เหล็กได้ดีที่สุด รองลงมาคือสแตนเลส ทองเหลือง อะลูมิเนียม ทองแดง ตามลำดับ ดังนั้นระยะตรวจจับของพร็อกซิมิตี้เมื่อนำไปใช้ตรวจจับเหล็กจะสามารถตรวจจับ ได้ไกลที่สุด สำหรับโลหะอื่นๆพร็อกซิมิตี้ก็สามารถตรวจจับได้เช่นกัน แต่ระยะทางในการตรวจจับจะน้อยลง ระยะตรวจจับของเซ็นเซอร์หมายถึงระยะที่เซ็นเซอร์สามารถตรวจจับการมีอยู่ของ วัตถุได้

ระยะ การตรวจจับนอกจากจะขึ้นอยู่กับชนิดของวัสดุแล้วยังขึ้นอยู่กับขนาดของ เซ็นเซอร์ด้วย เซ็นเซอร์ที่มีขนาดใหญ่จะตรวจจับวัตถุได้ไกลกว่าเซ็นเซอร์ขนาดเล็ก เนื่องจากสามารถสร้างสนามแม่เหล็กที่มีความเข้มสูงกว่า จึงสามารถส่งสนามออกไปได้ไกลกว่า

3. พร็อกซิมิตี้เซ็นเซอร์แบบคาปาซิตีฟ(Capacitive) เซ็นเซอร์ชนิดนี้สามารถตรวจจับได้ทั้งโลหะและอโลหะ เซ็นเซอร์มีวงจรOscillation สร้างสนามไฟฟ้าเพื่อส่งออกไปยังบรรยากาศ เพื่อตรวจหาวัสดุประเภทโลหะและอโลหะที่อยู่ใกล้เคียง เมื่อมีวัสดุอยู่ใกล้ๆ สนามไฟฟ้าที่ส่งออกไปจะวิ่งเข้าไปที่วัสดุและจะมีแรงดันตกคร่อมขึ้นระหว่าง วัสดุกับเซ็นเซอร์ วงจรตรวจจับภายในเซ็นเซอร์จะรู้ว่าสนามไฟฟ้ามีการเปลี่ยนแปลง และส่งสัญญาณไปควบคุมหน้าสัมผัสของเซ็นเซอร์

เนื่อง จากพร็อกซิมิตี้เซ็นเซอร์จะต้องสร้างสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้า ดังนั้นการนำเซ็นเซอร์ไปใช้งานจะต้องต่อแรงดันให้กับเซ็นเซอร์ด้วยซึ่งมี ทั้งแรงดันไฟกระแสสลับและกระแสตรง เซ็นเซอร์ที่ใช้ไฟกระแสตรงจะต้องต่อสายให้ถูกต้องกับขั้วของแรงดันด้วย โดยขั้วบวกต้องต่อกับสายสีน้ำตาล ส่วนขั้วลบต่อกับสายสีน้ำเงิน โหลดที่เหมาะสมสำหรับต่อกับเซ็นเซอร์คือรีเลย์หรือโหลดที่ใช้กระแสไฟน้อยๆ เนื่องจากเอาท์พุทของเซ็นเซอร์ทนกระแสไหลผ่านได้น้อย
  เอาท์พุทของพร็อกซิมิตี้เซ็นเซอร์จะเป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำโดยมากจะใช้ อยู่2แบบคือทรานซิสเตอร์ชนิดNPNและPNP ใช้ไฟกระแสตรงตั้งแต่12VDCถึง24VDC และยังมีเอาท์พุทแบบไม่มีขั้ว(Non-polarity) ซึ่งใช้ได้ทั้งไฟACและDC
  เซ็นเซอร์ที่bodyหุ้มด้วยโลหะ หัวของเซ็นเซอร์จะมีสองแบบได้แก่หัวแบบมีชีลด์(Shielded)และหัวแบบไม่มี ชีลด์(Unshielded) หัวแบบมีชีลด์มีข้อดีคือสามารถป้องกันการกระแทกที่ทำให้หัวของเซ็นเซอร์เสีย หายได้ แต่ข้อเสียคือระยะตรวจจับน้อย ส่วนหัวแบบไม่มีชีลด์จะมีความแข็งแรงน้อยกว่า แต่ข้อดีคือมีระยะตรวจจับไกลมากกว่า การเลือกใช้เซ็นเซอร์ต้องพิจารณาการนำไปใช้งานด้วย ถ้าต้องใช้เซ็นเซอร์ในพื้นที่ที่มีความเสี่ยงต่อการแตกหักของเซ็นเซอร์ก็จะ ต้องเลือกใช้แบบมีชีลด์ แต่ถ้าต้องการใช้แบบไม่มีชีลด์เพื่อเพิ่มระยะการตรวจจับ ก็ต้องทำการ์ดสำหรับป้องกันเซ็นเซอร์

จำนวน สายไฟของพร็อกซิมิตี้เซ็นเซอร์จะมีทั้งแบบ2สายและแบบ3สาย แบบ2สายจะมีสายสีน้ำตาลกับสีน้ำเงิน รูปที่1.53 เป็นการต่อเซ็นเซอร์แบบ2สายกับโหลดแบบรีเลย์ สายสีน้ำตาลต้องต่อกับไฟบวกและสายสีน้ำเงินต่อกับไฟลบ ส่วนรีเลย์ต้องต่ออนุกรมกับเซ็นเซอร์โดยสามารถต่อกับสายด้านใดด้านหนึ่งก็ ได้ เนื่องจากรีเลย์ใช้ไฟDCเช่นกัน ดังนั้นต้องต่อให้ถูกกับขั้วบวกและลบด้วย ถ้ามีโลหะเข้ามาใกล้จนถึงระยะการตรวจจับ เอาท์พุทของเซ็นเซอร์ก็จะทำงาน และรีเลย์ก็จะทำงาน และเราก็นำหน้าสัมผัสของรีเลย์ไปใช้ในวงจรควบคุมหรือนำไปขับโหลดที่มีกระแส สูงๆได้

รูป ที่1.54 เป็นการต่อพร็อกซิมิตี้แบบ3สายทั้งแบบNPNและPNPกับโหลดรีเลย์เซ็นเซอร์ทั้ง สองจะต่อสายสีน้ำตาลกับ24Vและต่อสายสีน้ำเงินกับ0Vเหมือนกัน ที่แตกต่างกันคือการต่อโหลด ในกรณีของNPN เราจำง่ายๆว่าไฟที่ออกมาทางสายสีดำเป็นขั้วลบ ดังนั้นต้องต่อสายสีดำเข้ากับขั้วลบของรีเลย์ ส่วนขั้วบวกของรีเลย์ต่อกับไฟบวก สำหรับPNPไฟที่ออกมาทางสายสีดำเป็นบวก ซึ่งต้องต่อสายสีดำเข้ากับขั้วบวกของรีเลย์ ส่วนขั้วลบของรีเลย์ต่อกับ0V
ข้อควรระวังในการต่อเซ็นเซอร์
1.ไม่ควรต่อแรงดันสูงกว่าพิกัดของเซ็นเซอร์(ดูพิกัดแรงดันได้จากแคตตาล็อค)
2.ไม่ใช้แรงดันกระแสสลับต่อให้กับเซ็นเซอร์ที่ใช้ไฟกระแสตรง
3.สำหรับเซ็นเซอร์แบบใช้ไฟกระแสตรง(DC)ระวังการต่อสายผิดขั้วเช่นต่อสายสีน้ำตาลกับไฟลบและต่อสายสีน้ำเงินกับไฟบวก
4.ไม่ ควรต่อแรงดันไฟฟ้าเข้ากับเซ็นเซอร์โดยไม่มีโหลดรองรับซึ่งจะทำให้เซ็นเซอร์ พัง ถ้าเป็นเซ็นเซอร์แบบ2สายไม่ควรต่อไฟเข้าโดยตรง และถ้าเป็นเซ็นเซอร์แบบ3สายไม่ควรต่อสายเอาท์พุท(สายสีดำ)กับไฟบวกหรือลบโดย ไม่มีโหลด
5.ไม่ควรต่อโหลดที่ใช้กระแสไฟสูงกว่าพิกัดกระแสของเซ็นเซอร์เช่นโหลดประเภทหลอดไฟแบบเผาไส้(พิกัดกระแสดูได้จากแคตตาล็อคของเซ็นเซอร์)
6.ต้อง ระวังในเรื่องของสัญญาณรบกวน เนื่องจากทำให้เซ็นเซอร์ทำงานผิดพลาดได้ ดังนั้นต้องติดตั้งเซ็นเซอร์ให้ห่างจากอุปกรณ์ที่สร้างสัญญาณรบกวนเช่นอิน เวอร์เตอร์ แต่ถ้าต้องติดตั้งในจุดที่ใกล้กับอินเวอร์เตอร์ การแก้ไขสัญญาณรบกวนทำได้โดยติดตั้ง noise filter ก่อนเข้าอินเวอร์เตอร์และเช็คสายกราวด์ของอินเวอร์เตอร์ โดยต้องทำการต่อสายกราวด์จากอินเวอร์เตอร์เข้ากับระบบของแหล่งจ่าย หรือสามารถป้องกันสัญญาณรบกวนได้ที่ตัวเซ็นเซอร์โดยการต่อสายกราวด์กับสายสี น้ำเงินของเซ็นเซอร์โดยต่อผ่านตัวเก็บประจุดังรูป1.55ก หรืออีกกรณีคือต่อตัวเก็บประจุระหว่างสายน้ำตาลกับสายน้ำเงินดังรูป1.55ข

ถ้า สัญญาณรบกวนมาจากอากาศสามารถแก้ไขได้โดยใช้แผ่นตัวนำเช่นแผ่นอะลูมิเนียม หรือแผ่นเหล็กมากั้นรอบๆเซ็นเซอร์และต่อแผ่นตัวนำลงกราวด์(G) สัญญาณรบกวนจะวิ่งผ่านตัวนำและวิ่งลงกราวด์

การเขียนวงจร SFC (Mitsubishi)

SFC  programming
ภาษาSFC จะประกอบด้วย ladder block และSFC block, ladder block คือการเขียนวงจรแบบแลดเดอร์ ,SFC block คือการเขียนวงจรเป็นstate(สถานะ)จะแบ่งออกเป็นสองส่วนคือส่วนของstate relay และอีกส่วนคือวงจรภายในของแต่ละstep เช่นที่step0(state relay S0) ก็จะมีวงจรภายในโดยเขียนเป็นบิตเอาท์พุทY0

สัญลักษณ์ ของ initial state relay จะเป็นกล่องสี่เหลี่ยมโดยใช้เส้นสองชั้น ส่วนสัญลักษณ์ของstate relay จะเป็นกล่องสี่เหลี่ยมธรรมดา ตัวเลขด้านขวาที่กำกับแต่ละstep คือstate relay number ซึ่งเป็นหมายเลขของstate relay โดย0หมายถึงstate relay S0,10หมายถึงstate relay S10 เป็นต้น ในช่วงของแต่ละstepก็จะเป็น transfer condition ซึ่งเป็นเงื่อนไขการเปลี่ยนจากอีกstepไปยังอีกstep หมายเลขของtransfer condition ซอฟต์แวร์จะขึ้นให้โดยอัตโนมัติ
โปรแกรมSFCสามารถ เขียนได้จำนวน10 block ตามจำนวนของinitial state relayคือS0ถึงS9 stepแรกของแต่ละblockจะเริ่มต้นด้วยInitial state relay สามารถเลือกใช้ได้ตั้งแต่S0ถึงS9 ส่วนstep ถัดจากstepเริ่มต้นจะใช้ได้ตั้งแต่S10 ขึ้นไป การเลือกใช้state relay สามารถใช้หมายเลขอะไรก่อนก็ได้ เช่นจากรูปที่ 2 SFC block1สามารถใช้S10และข้ามไปที่S15ก็ได้
  โปรแกรมที่นับจากstepแรกและต่อเนื่องไปstepอื่นๆทั้งหมดก็คือโปรแกรมSFC ขนาด1 block การใช้state relayไม่สามารถใช้ซ้ำกันได้ เช่นจากรูปที่ 2  S10และS15ถูกใช้แล้วที่SFC block1 ดังนั้นไม่สามารถใช้ซ้ำได้อีกไม่ว่าจะใช้ที่SFC block1หรือblock อื่นๆ

โปรแกรมSFCขนาด1block สามารถเขียนวงจรได้หลายๆวงจร(circuit) จำนวนวงจรของSFC จะนับจากเส้นในแนวตั้ง ซึ่งจำนวน1แถวในแนวตั้งจะนับเป็น1วงจร(1circuit) จากรูปที่3 เป็นวงจรSFCที่มีจำนวน4วงจร โปรแกรมSFC 1block สามารถเขียนได้มากสุด16วงจร

Branch
Branch หมายถึงกิ่งหรือสาขาของโปรแกรม SFC branch มีสองแบบคือselective branch และ parallel branch จากวงจรรูปที่ 4 เป็นวงจรSFCแบบselective branch ที่มีจำนวน3circuit

จาก รูปที่4 โปรแกรมSFCมี2selective branch โดยbranchแรกมี3วงจร และbranchที่สองมี2วงจร เนื่องจากหมายเลข1และ3คือวงจรเดียวกัน ดังนั้นจำนวนวงจรทั้งหมดของSFCจะเท่ากับ4วงจร แต่ละselective branch สามารถเขียนวงจรได้จำนวนมากสุด8วงจร แต่เมื่อรวมกันแล้วใน1SFC block จะต้องใช้วงจรไม่เกิน16วงจร

จาก รูปที่5 เป็นโปรแกรมSFCที่มี1parallel branch โดยparallel branch มี3วงจร parallel branch สามารถเขียนวงจรได้จำนวนมากสุด8วงจร แต่เมื่อรวมกับวงจรอื่นทั้งblock แล้วจะต้องไม่เกิน16วงจร
การ ที่โปรแกรมจะทำงานได้ initial state relay จะต้องONก่อน โดยจะต้องเขียนวงจรที่ladder block ให้ initial state relay ON ตัวอย่างวงจรSFCรูปที่6 เป็นการเลือกใช้S0เป็นstepเริ่มต้น การที่โปรแกรมจะทำงานได้ S0จะต้องONก่อน จากวงจรเมื่อPLC RUN M8002 จะทำให้S0 ON

ladder block และSFC block จะทำงานด้วยกัน เมื่อS0 ของladder block ทำงาน step0ของSFC block ก็จะทำงานด้วย สำหรับวงจรภายในจะทำงานทันทีเมื่อstate relay ทำงาน เช่น เมื่อS10ทำงานก็จะทำให้Y1ทำงานด้วย

การ ทำงานของstate relayจะทำงานเป็นลำดับจากstepนึงไปยังstepนึง โดยการใช้transfer condition วงจรภายในของtransfer condition จะใช้หน้าสัมผัสในการสั่งงาน โดยการเขียนหน้าสัมผัส และตามด้วยคำสั่งTRAN (TRANคือการเปลี่ยนstep) เช่นในขณะที่S10กำลังทำงาน เมื่อX2 ON จะทำให้S10หยุดทำงาน Y1 OFF และทำให้S11ทำงาน และก็ทำให้Y2ทำงาน
วงจรภายใน (internal circuit)
ใน แต่ละstepของstate relay เราสามารถเขียนหรือไม่เขียนวงจรภายในก็ได้ แต่สำหรับtransfer condition จะต้องมีวงจรภายในเสมอเนื่องจากต้องใช้ในการเปลี่ยนstep จากวงจรเราจะเห็นว่าที่stepS10จะไม่มีวงจรภายใน เมื่อS10 ON ก็จะไม่มีอุปกรณ์ใดๆทำงาน

เมื่อ แต่ละstepทำงาน ซอฟแวร์จะแสดงกราฟฟิกที่เป็นสี(ในโหมดmonitor) ที่stepนั้นๆเพื่อแสดงว่าstepนั้นทำงานอยู่ ถ้าต้องการหยุดการทำงานของstate relayสามารถใช้คำสั่งreset(RST)หรือZone reset(ZRST)ก็ได้ จากladder block บิตX0ใช้หยุดการทำงานของวงจร เมื่อX0 ON คำสั่งZRSTจะหยุดการทำงานของS10และS11 และเนื่องจากวงจรSFCนั้นจะทำงานได้ก็ต่อเมื่อS0 ONเท่านั้น ดังนั้นจะต้องเขียนวงจรให้X0 สั่งให้S0 ON เพื่อกลับไปยังสถานะเริ่มต้น เพราะว่าในขณะที่S10หรือS11ทำงาน S0จะหยุดทำงานด้วย ถ้าเรารีเซ็ตS10และS11ให้หยุดทำงาน โดยไม่ทำให้S0ทำงาน โปรแกรมก็จะไม่สามารถทำงานต่อได้อีกครั้ง
วงจร ภายในของแต่ละstepสามารถเขียนหน้าสัมผัสหรือไม่ก็ได้ ถ้าไม่ใช้หน้าสัมผัส outputก็จะทำงานเมื่อstepนั้นทำงาน แต่ถ้าเราใช้หน้าสัมผัส หน้าสัมผัสจะเป็นอุปกรณ์ในการควบคุมเอาท์พุทด้วย จากรูปที่9 เมื่อS11ทำงาน และX11 ON  จะทำให้Y1 ON วงจรภายในของแต่ละstepสามารถเขียนคำสั่งต่างๆได้เช่นเดียวกับวงจรแลดเดอร์ เมื่อS11ทำงานและX11 ON คำสั่งMOVจะนำค่าK1ไปเก็บที่D0

การรีเซ็ตรีเลย์ Y
เราสามารถหยุดการทำงานของรีเลย์Yทั้งหมดได้โดยใช้รีเลย์พิเศษM8034 จากladder block เมื่อX10 ON รีเลย์เอาท์พุทYทั้งหมดจะหยุดการทำงาน

สเตทรีเลย์แบบlatch
Initial state relay คือรีเลย์แบบจำค่าได้ ซึ่งในขณะที่S0ทำงาน ถ้าแหล่งจ่ายไฟของPLCดับจะทำให้PLC stop การทำงานของS0จะถูกจำได้ เมื่อPLC RUN อีกครั้งS0ก็จะกลับมาทำงานเหมือนเดิม ส่วนสเตทรีเลย์ในส่วนอื่นๆสามารถเลือกใช้แบบทั่วไปหรือแบบlatchก็ได้ ขึ้นอยู่กับการเขียนของผู้ใช้งาน
ใน วงจรSFC เราสามารถเขียนคอยล์เอาท์พุทซ้ำกันได้ จากวงจรรูปที่11 เมื่อS10ทำงาน Y1จะทำงาน เมื่อS11ทำงาน ทำให้S10หยุดทำงานและY1หยุดทำงาน และเมื่อS12ทำงานก็จะทำให้Y1ทำงานได้อีก

กรณี ถ้าใช้สั่งSET คำสั่งSETจะทำให้บิตเอาท์ทำงานตลอดแม้ว่าจะมีการเปลี่ยนstepไปแล้วก็ตาม จากรูปที่11 เมื่อX2 ON S11ก็จะทำงาน และคำสั่งSETจะทำให้Y2ทำงาน เมื่อX3 ON จะทำให้S11หยุดทำงาน และS12ทำงานต่อ แต่Y2ยังทำงานอยู่ ดังนั้นจะต้องใช้คำสั่งRSTเพื่อหยุดการทำงานด้วย คำสั่งRSTสามารถเขียนในวงจรSFCหรือในวงจรladder blockก็ได้ จากวงจรเมื่อS12 ทำงาน และX4 ON Y2จะหยุดทำงาน หรือที่ladder block เมื่อX0 ON Y2ก็จะหยุดทำงานเช่นกัน
Jump และ return
jumpและreturn ใช้สำหรับวิ่งไปยังstepที่ต้องการ ใช้เครื่องหมายเป็นลูกศร ซึ่ง jumpหมายถึงการวิ่งไปยังstepที่ต่ำกว่า ส่วนreturnหรือเรียกว่าrepeat หมายถึงการวิ่งไปยังstepที่อยู่ด้านบน หรืออยู่สูงกว่า เช่นจากรูปที่12 ตัวเลข0หมายถึงการreturnไปยังS0 ซึ่งเป็นstepด้านบน และที่S0จะมีเครื่องหมายจุด(dot)เพื่อแสดงว่ามีการreturnมาจากตำแหน่งอื่น

ส่วนรูปที่13 เป็นการjumpจาก transfer condition3 ไปยังS21เมื่อX2 ON S10จะหยุดทำงานและstepการทำงานจะjumpไปที่S21 และทำให้M2 ON

การjumpและreturn สามารถใช้ระหว่าง block ได้เช่นกัน
เรา สามารถนำอุปกรณ์จากblockนึงไปใช้กับอีกblockนึงก็ได้ เช่นจากรูปที่14 เป็นการใช้ state relay S17 ที่SFC block1 มาใช้เป็นtransfer conditionที่SFC block2ได้ ดังนั้นการทำงานของแต่ละblockสามารถเป็นอิสระต่อกันหรือเกี่ยวข้องกันก็ได้ ขึ้นอยู่กับการเขียนโปรแกรม

RESET state relay
Jumpและreturn ใช้สำหรับการเปลี่ยนstep ส่วน reset ใช้สำหรับหยุดstepการทำงาน และไม่มีการวิ่งไปที่stepอื่น จากรูปที่15 เครื่องหมายสามเหลี่ยมและมีเลข11กำกับหมายถึงการreset S11 และที่stepS11 จะมีเครื่องหมายจุด(dot)แสดง เมื่อX2 ON S11 จะถูกreset และY1หยุดทำงาน ส่วนโปรแกรมทั้งหมดก็จะหยุดการทำงานเช่นกัน เนื่องจากไม่มีstate relay ใดๆทำงาน

เนื่อง จากโปรแกรมจะทำงานอีกไม่ได้ถ้าS0ไม่ทำงาน ดังนั้นจะต้องใช้มีเงื่อนไขอื่นๆให้S0ทำงานด้วย จากรูปที่15 ที่ ladder block เมื่อX0 ON จะทำให้S0ทำงาน
การทำงานของ selective branch และ parallel branch
รูป ที่16 เป็นการทำงานของ selective branch ที่มีสองวงจร เมื่อS0ทำงานวงจร1และ2ก็จะพร้อมทำงาน โดยเมื่อX2 ON S0จะหยุดทำงานและS10 ทำงานทำให้M2ทำงาน ในกรณีนี้วงจร2ไม่สามารถทำงานได้เนื่องจากS0ไม่ทำงานแล้ว ดังนั้นการที่X3 ON S20จะไม่ทำงาน วงจรที่2จะสามารถทำงานได้โดยreturn เมื่อX5 ON จะทำให้S20ทำงาน
  แต่ถ้าS0ทำงาน และX3 ON จะทำให้S20ทำงาน และทำให้M3ทำงาน ในกรณีนี้ถ้าX2 ONวงจร1 ไม่สามารถทำงานได้

รูปที่17 เป็นการทำงานของ selective branch เมื่อX3 ON S0จะหยุดทำงานและS20,S22และS24จะทำงานพร้อมกัน

การใช้ไทม์เมอร์ในโปรแกรม SFC

สำ หรับไทม์เมอร์ เมื่อเขียนที่วงจรSFC ไทม์เมอร์จะนับเวลาเมื่อstate relayทำงาน จากรูปที่18 เมื่อS10ทำงาน Y1 ทำงานและT0นับเวลา2วินาที เมื่อหน้าสัมผัสT0ทำงาน ก็จะเปลี่ยนstep โดยS10หยุดทำงานและไทม์เมอร์T0หยุดทำงาน

เรา สามารถเขียนไทม์เมอร์ซ้ำกันได้ แต่การใช้ไทม์เมอร์ในstepที่ถัดจากกัน ค่าที่ไทม์เมอร์เมอร์นับจะไม่รีเซ็ต เช่นจากรูปที่19 เมื่อS10ทำงาน T0นับเวลา2วินาที และเมื่อS11ทำงานไทม์เมอร์T0จะไม่เริ่มนับเวลาใหม่ เนื่องจากไทม์เมอร์ไม่ถูกรีเซ็ต ดังนั้นการใช้ไทม์เมอร์ซ้ำกันจะต้องไม่ใช้ในstepที่ใกล้กัน ส่วนวงจรที่ เป็นการใช้ไทม์เมอร์ที่ถูกต้อง เมื่อS10ทำงาน ไทม์เมอร์T0นับเวลา2วินาที และT0จะนับเวลาอีกครั้งเมื่อS12ทำงาน โดยจะนับเวลาเท่ากับ5วินาที
ตัวอย่างการทำงานของโปรแกรม SFC

timing chart รูปที่21 แสดงการทำงานของวงจร เมื่อPLC RUN M8002จะทำให้S0 ON เมื่อstep S0 ทำงานก็จะทำให้Y0 ทำงาน เมื่อX1 ON stepS0หยุดทำงาน และstepS10ทำงานต่อ Y1ทำงาน เมื่อX2 ON stepS10หยุดทำงาน และstep S11 ทำงานต่อ Y2ทำงาน(ในช่วงที่S11 ทำงานถ้าบิตX1 ON ก็จะไม่มีผลต่อวงจร) เมื่อบิตX3 ON stepS11หยุดทำงาน และstep S0 ทำงานต่อ Y0ทำงาน เมื่อX1 ONจะทำให้S10ทำงาน และเมื่อX0 ON S10จะหยุดทำงานและS0จะทำงาน
ตัวอย่างการทำงานของโปรแกรม SFC

ตัวอย่าง วงจรแลดเดอร์รูปที่22 การทำงานคือเมื่อX0 ON ,Y0 ON เมื่อX1 ON ,Y0 OFFถ้าเราต้องการเขียนวงจรSFC ที่มีการทำงานแบบเดียวกันสามารถเขียนได้หลายแบบดังรูป

รูป ที่23 เป็นวงจรแบบแรก การทำงานคือเมื่อPLC RUN S0จะON เมื่อX0 ON S0จะOFFและS10 ONทำให้ Y0 ON เมื่อX1 ONทำให้ S10 OFF ทำให้Y0 OFF และS0 ON

รูป ที่24 เป็นวงจรแบบที่สอง การทำงานคือเมื่อPLC RUN S0 ON เมื่อX0 ON S0จะOFFและS10 ONทำให้Y0 ON เมื่อX1 ON S10จะถูกรีเซ็ต ทำให้Y0 OFF และบิตX1ที่ladder block จะทำให้S0 ON

คำสั่ง ZCP , ZCPP , DZCP , DZCPP (Zone Compare)

ZCP คือคำสั่งเปรียบเทียบข้อมูลสามจุดระหว่างอุปกรณ์แบบเวิร์ดหรือระหว่างอุปกรณ์แบบเวิร์ดกับค่าคงที่ รูปแบบของคำสั่งคือ

S1และS2คือ ข้อมูลของอุปกรณ์แบบเวิร์ดที่ต้องการเปรียบเทียบ,Sคือแหล่งข้อมูลหลักที่ใช้ ในการเปรียบเทียบกับS1และS2 ,Dคืออุปกรณ์แบบบิตเช่น M,Y,SและD*.b ส่วนบรรทัดถัดมาDคือหน้าสัมผัสของอุปกรณ์แบบบิตD ,D+1 คือหน้าสัมผัสของอุปกรณ์แบบบิตตัวที่1ของบิตD และD+2 คือหน้าสัมผัสของอุปกรณ์แบบบิตตัวที่2ของบิตD
รูปแบบการทำงาน
การ ทำงานของคำสั่งZCP,DZCPเป็นแบบต่อเนื่อง ส่วนคำสั่งZCPP,DZCPPเป็นแบบพัลล์ คำสั่งZCP,ZCPPใช้กับข้อมูลแบบ16บิต คำสั่งDZCP,DZCPPใช้กับข้อมูลแบบ32บิต
ตาราง 3.19 แสดงอุปกรณ์ที่สามารถใช้ได้

1. ใช้ได้เฉพาะPLC FX3UและFX3UC
2. ใช้ได้เฉพาะPLC FX3G,FX3GC,FX3UและFX3UC
3. ใช้ได้เฉพาะPLC FX3UและFX3UC

ตัวอย่างการใช้คำสั่งZCP กรณี S2 > S1
จากวงจร3.74 เป็นการเปรียบเทียบค่าคงที่K10และK20กับเคาน์เตอร์C1 โดยต้องการให้บิตปลายทางคือM1,M2และM3 ทำงานจะเขียนคำสั่งได้ดังนี้

เมื่อ บิตX0ทำงาน คำสั่งZCPจะเปรียบเทียบค่าคงที่K10และK20กับค่าของC1โดยเงื่อนไข การONของM1,M2และM3คือ 1.ถ้าค่าคงที่10(K10)มากกว่าC1 จะทำให้M1ทำงาน(M2และM3ไม่ทำงาน) และหน้าสัมผัสของM1จะต่อให้Y0ทำงาน 2. ถ้าC1มากกว่าหรือเท่ากับ10 และน้อยกว่าหรือเท่ากับ20 หน้าสัมผัสM2จะONและทำให้Y1ทำงาน 3. ถ้าC1มากกว่า20 หน้าสัมผัสM3จะONและต่อให้Y2ทำงาน
ตัวอย่างการใช้คำสั่งZCP กรณี S1> S2
ถ้า กำหนดให้S1มากกว่าS2 เช่นให้S1เท่ากับ30และS2เท่ากับ20 คำสั่งZCPจะติดเงื่อนไข30≤C1≤20 เนื่องจากการที่ค่าของC1มากกว่าหรือเท่ากับ30และน้อยกว่าหรือเท่ากับ20เป็น เงื่อนไขที่ขัดแย้งกัน ดังนั้นถ้าS1มากกว่าS2 ในการประมวลผลคำสั่งจะปรับให้ค่าของS2เท่ากับS1 โดยอัตโนมัติ ดังนั้นแม้เราจะตั้งค่าS2เท่ากับ20 แต่การประมวลผลจะมองว่าS2เท่ากับ30

จากวงจร3.75 M2จะONเมื่อC1เท่ากับ30