ระบบอัตโนมัติในอุตสาหกรรมเป็นหนึ่งในภาคอุตสาหกรรมที่เติบโตเร็วที่สุด ในปัจจุบัน เป็นเรื่องยากที่จะจินตนาการถึงภูมิทัศน์การผลิตโดยปราศจากระบบอัตโนมัติในอุตสาหกรรมสมัยใหม่

ด้วยการผสมผสานข้อได้เปรียบของโมเดล Industry 4.0 (อุตสาหกรรม 4.0) เข้ากับระบบวิเคราะห์ข้อมูลขั้นสูง, ปัญญาประดิษฐ์ (AI) และอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่งในอุตสาหกรรม (IIoT) เราจึงสามารถเพิ่มความเร็วและความแม่นยำให้กับการดำเนินการของโรงงานที่หลากหลาย เพื่อเสริมสร้างผลิตผลและความน่าเชื่อถือ วิวัฒนาการที่รวดเร็วและการผสานรวมของเทคโนโลยีดังกล่าวทั่วทั้งองค์กรกำลังแปลงโฉมวิธีดำเนินงานและวิธีการผลิตสินค้าคุณภาพสูงของผู้ผลิตหลายราย อ่าน เพิ่มเติม

อัปเดตข่าวสาร


ติดตามทุกข้อมูลข่าวสารล่าสุดและข้อเสนอสุดพิเศษ!

สมัครเลย

นโยบายความเป็นส่วน

ขอบคุณสำหรับการสมัคร

เรียบร้อย! ตอนนี้คุณได้เป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มพิเศษที่จะได้รับข้อมูลล่าสุดเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ เทคโนโลยี และแอปพลิเคชันส่งตรงถึงกล่องข้อความของคุณ

ระบบควบคุมในอุตสาหกรรม

ระบบควบคุมในอุตสาหกรรม (ICS) ประกอบด้วยระบบควบคุมกำกับดูแลและเก็บข้อมูล (SCADA), ระบบควบคุมแบบกระจาย (DCS) และการกำหนดค่าระบบควบคุมขนาดกะทัดรัดอื่น ๆ เช่น เครื่องควบคุมเชิงตรรกะที่สามารถโปรแกรมได้ (PLC), อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อัจฉริยะ (IED), หน่วยควบคุมระยะไกล (RTU) และอุปกรณ์ภาคสนามอื่นๆ ICS ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ ความปลอดภัย และความน่าเชื่อถือด้วยการควบคุมและตรวจสอบทุกกระบวนการอุตสาหกรรมอย่างต่อเนื่อง รวมถึงการปฏิบัติงานด้วยตนเองที่ลดลง

ระบบควบคุมทั่วไปเป็นแบบติดตั้งบนแผงและถูกนำไปใช้บนตัวควบคุมแบบไม่ต่อเนื่องขนาดเล็ก ทำให้มองเห็นแผงด้านหน้าได้โดยตรง ทั้งยังทำให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถปรับได้เองในกรณีที่จำเป็น แต่เดิมเคยใช้ตัวควบคุมแบบนิวเมติกส์ แต่ในปัจจุบันเปลี่ยนมาเป็นแบบอิเล็กโทรนิกส์กันเกือบหมดแล้ว เครือข่ายของตัวควบคุมอิเล็กโทรนิกส์ดังกล่าวสื่อสารกันโดยใช้โปรโตคอลมาตรฐานอุตสาหกรรมเพื่อสร้างระบบที่ซับซ้อน การเชื่อมต่อเครือข่ายทำให้สามารถใช้งานโอเปอเรเตอร์อินเทอร์เฟซของ SCADA ได้ทั้งในพื้นที่และในที่ห่างไกล ทั้งยังทำให้ตัวควบคุมสามารถทำงานร่วมกันและเชื่อมต่อกันได้อีกด้วย

DCS เป็นระบบควบคุมกระบวนการดิจิตอลที่ใช้โปรเซสเซอร์แบบประสานที่สามารถตั้งค่าได้ด้วยตัวเองเป็นตัวควบคุม รวมถึงใช้โปรโตคอลมาตรฐานหรือการเชื่อมต่อระหว่างกันแบบกรรมสิทธิ์เฉพาะในการสื่อสาร กระบวนการนี้ต้องใช้โมดูลติดต่อภาคสนามและการทำงานของตัวควบคุมเพื่อกระจายตัวไปตามระบบอย่างทั่วถึงด้วยการควบคุมจากส่วนกลาง เพื่อให้เกิดการตรวจสอบการจัดการและการควบคุมกำกับดูแลในกระบวนการอุตสาหกรรมขนาดใหญ่

SCADA เป็นสถาปัตยกรรมระบบควบคุมที่ใช้คอมพิวเตอร์ ส่วนต่อประสานกราฟิกกับผู้ใช้ (GUI) และการสื่อสารข้อมูลเครือข่ายเพื่อจัดการการควบคุมกำกับดูแลระดับสูง SCADA คอยควบคุมโอเปอเรเตอร์อินเทอร์เฟซที่ทำหน้าที่ตรวจสอบและออกคำสั่งกระบวนการ โมดูลแบบเครือข่ายที่เชื่อมต่อกับอุปกรณ์ต่อพ่วงอื่น ๆ เช่น ตัวควบคุม PID แบบไม่ต่อเนื่องและเครื่องควบคุมเชิงตรรกะที่สามารถโปรแกรมได้ จะคอยดำเนินการการคำนวณเชิงตรรกะและการควบคุมแบบเรียลไทม์ ตัวควบคุมเหล่านี้จะเชื่อมกับกับอุปกรณ์ต่าง ๆ

PLC เป็นอุปกรณ์โมดูลขนาดกะทัดรัดที่มีอินพุตและเอาต์พุต (I/O) จำนวนมากในตัวเรือนซึ่งทำงานร่วมกับโปรเซสเซอร์ โดยอาจมีตั้งแต่อุปกรณ์โมดูลแบบติดตั้งบนชั้นที่มี I/O นับพันเชื่อมต่อกันไปจนถึงระบบ SCADA เครื่องควบคุมเชิงตรรกะที่สามารถโปรแกรมได้ (PLC) ที่อยู่ใน ICS ทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมที่เป็นประโยชน์ระหว่างโลกกายภาพและโลกไซเบอร์ และบทบาทสำคัญเหล่านี้เองทำให้ ICS และ PLC ตกเป็นเป้าหมายของการโจมตีทางไซเบอร์ที่ซับซ้อน การโจมตีเหล่านี้คอยรบกวนการทำงานของ ICS และ PLC ซึ่งส่งผลให้เกิดความไม่สงบในสังคมและความเสียหายด้านการเงิน

โปรโตคอลการสื่อสารจำนวนมากเหมาะสำหรับใช้งานในสภาพแวดล้อมของ ICS ที่หลากหลาย โปรโตคอลส่วนใหญ่ถูกออกแบบมาเพื่อจุดประสงค์บางอย่าง เช่น ระบบอัตโนมัติในกระบวนการ ระบบอัตโนมัติในอาคาร และระบบอัตโนมัติในระบบไฟฟ้า โดยทั่วไป โปรโตคอล ICS จะประกอบด้วย Process Field Bus (PROFIBUS), ระบบอัตโนมัติในอาคารและเครือข่ายการควบคุม (BACnet), โปรโตคอลควบคุมแบบกระจาย (DNP3), Modbus, การสื่อสารแบบเปิดแพลตฟอร์ม (OPC), Ethernet for Control Automation Technology (EtherCAT) และโปรโตคอลอุตสาหกรรมทั่วไป (CIP)

ตอนนี้เรากำลังพูดถึงการทำทุกอย่างให้อยู่ในรูปแบบออนไลน์ อุตสาหกรรม 4.0 ซึ่งหมายถึงการรวมระบบกายภาพและระบบไซเบอร์เข้าด้วยกัน อย่างเช่น อินเทอร์เน็ตของบริการ (IoS) และอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (IoT) เริ่มพบเรโซแนนซ์ที่มากขึ้นโดยอาศัยผู้ผลิตอุปกรณ์ตามแบบฐาน (OEM), เจ้าของสินทรัพย์ และผู้ผนวกรวมระบบ ในอนาคตอันใกล้ เราคงจะได้เห็นส่วนของข้อมูล ICS ที่นำไปสู่การใช้งานอันซับซ้อนในองค์กรต่าง ๆ ผ่านทางเครือข่ายบริเวณกว้าง (WAN) ที่ซึ่งการรักษาความปลอดภัยด้วยความคลุมเครือจะไม่เป็นผลอีกต่อไป ICS ถูกเชื่อมต่อเข้ากับอินเทอร์เน็ตเพื่อโปรเจ็กต์ต่าง ๆ เช่น สมาร์ทกริดและเมืองอัจฉริยะ จึงทำให้มีความเสี่ยงจากผู้ไม่ประสงค์ดีเพิ่มมากขึ้น

อินเทอร์เฟซอินพุต/เอาต์พุต

อินเทอร์เฟซอินพุต/เอาต์พุตหรือ I/O เป็นการโต้ตอบกันระหว่างอุปกรณ์ประมวลผลส่วนกลาง เช่น PLC และอุปกรณ์อินพุตและเอาต์พุต อินพุตเป็นสัญญาณหรือข้อมูลที่ได้มาจากระบบประมวลผลของอุปกรณ์อินพุตดิจิตอล เช่น สวิตช์ รีเลย์ หรือคอนแทคเตอร์ และอินพุตอะนาล็อกจากเซนเซอร์หลายชนิดที่บ่งชี้สถานะของพารามิเตอร์ทางกายภาพ เช่น อุณหภูมิ ความดัน ฯลฯ ส่วนเอาต์พุตคือสัญญาณหรือข้อมูลที่ระบบประมวลผลส่งไปยังอุปกรณ์เอาต์พุตดิจิตอล เช่น ไฟสถานะ หลอดไฟ สัญญาณเตือน รีเลย์ หรือคอนแทคเตอร์และอุปกรณ์เอาต์พุตอะนาล็อก เช่น มอเตอร์ วาล์ว และตัวควบคุมแบบแบ่งส่วน ฯลฯ

โมดูล I/O สามารถรับสัญญาณได้ถึง 32 ช่อง ซึ่งได้กำหนดไว้สำหรับแรงดันไฟฟ้าจำเพาะและแอททริบิวต์ของกระแสไฟฟ้า อาจเป็นแบบติดตั้งบนชั้นอุปกรณ์ แบบกระจายหรือแบบเดี่ยว หรือแบบต่อขยายได้ แต่เดิมเทอร์มินัลแบบสกรูจะทำหน้าที่ในการเชื่อมต่อสายไฟ แต่ทุกวันนี้ผู้ใช้จำนวนมากเปลี่ยนมาใช้เทอร์มินัลแบบสปริงเพื่อการต้านทานแรงสั่นสะเทือนและการเดินสายไฟที่ง่ายขึ้น

โมดูล I/O บางชนิดมาพร้อมกับคุณสมบัติเฉพาะทาง อันได้แก่ อัตราความถี่ (Hz), ความต้านทาน (ohm) หรือแรงดันไฟฟ้า (mV) อุปกรณ์ตรวจจับอุณหภูมิวงจรรวม (ICTD), เทอร์โมคัปเปิล (TC) และอุปกรณ์ตรวจวัดอุณหภูมิด้วยตัวต้านทาน (RTD) เป็นปัญญาประดิษฐ์ (AI) เวอร์ชั่นเฉพาะทาง เนื่องจากมักถูกใช้เพื่อสร้างความหนาแน่นระดับสูงให้กับอินพุต ช่องทั้งหมดในโมดูลหนึ่งมีรูปแบบพื้นฐานที่เหมือนกัน แต่ในบางระบบที่ใหม่กว่ามีการรวมโมดูลพื้นฐานทั้งสี่ชนิดซึ่งรองรับทั้งอินพุตและเอาต์พุตแบบไม่ต่อเนื่องเข้าด้วยกัน

ซัพพลายเออร์ระบบ I/O บางเจ้าจำหน่ายโมดูล I/O แบบมัลติฟังก์ชันที่ทำหน้าที่รับสัญญาณต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องบนจุดปลายทางที่สอดคล้องกัน และใช้การกำหนดค่าที่มีซอฟต์แวร์เป็นศูนย์กลางเพื่อสร้างแอททริบิวต์จำเพาะสำหรับแต่ละจุด

ระบบ I/O สมัยใหม่ใช้งานโปรโตคอลอีเทอร์เน็ตแบบเปิด มีระบบ I/O อยู่เพียงไม่กี่ระบบที่สามารถใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีการจ่ายไฟเลี้ยงผ่านสายอีเทอร์เน็ต (PoE) เชิงพาณิชย์เพื่อใช้งาน I/O ระยะไกล หรือแม้แต่ลูปไฟฟ้าต่อเนื่อง ระบบ I/O มาพร้อมกับการกำหนดค่าโดยใช้ซอฟต์แวร์ เนื่องจากการควบคุมโมดูล I/O ให้ตรวจสอบหรือควบคุมลิงก์การสื่อสารของระบบเป็นสิ่งสำคัญ ในบางครั้งก็จำเป็นต้องใช้อะแดปเตอร์การสื่อสารเพื่อให้โมดูล I/O สื่อสารข้อมูลกับระบบกำกับดูแลได้อย่างถูกต้องแม่นยำ

เนื่องจากอีเทอร์เน็ตมาตรฐานอาจคุ้นเคยกับระบบ I/O สมัยใหม่แบบเครือข่ายและไม่ได้จำกัดเพียงการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์นายและอุปกรณ์บ่าว ดังนั้นความเป็นไปได้ทางสถาปัตยกรรมใหม่ ๆ จึงพร้อมเป็นตัวเชื่อมช่องว่างระหว่างระบบใช้สายแบบดั้งเดิมและระบบไร้สายอัจฉริยะ รวมถึงช่องว่างระหว่าง I/O ใน IIoT ระบบเหล่านี้สามารถจับคู่การควบคุม I/O เข้ากับเทคโนโลยี IT แบบฝังตัวเพื่อแปลงอุปกรณ์บ่าวระยะไกลให้เป็นโหนดข้อมูลแบบกระจาย แม้การครอบคลุมของอุปกรณ์ภาคสนามอัจฉริยะและอุปกรณ์ IIoT จะเป็นเรื่องใกล้ตัวมากขึ้น แต่ความต้องการในการติดตั้งทั้งแบบใหม่และแบบเดิมเพื่อจะได้กำกับดูแลและสั่งการจุด I/O แบบใช้สายตามขนบก็ยังมีให้เห็นกันอยู่ ในระบบเก่า อุปกรณ์เหล่านี้จะถูกเชื่อมต่อเข้ากับระบบ I/O ที่มีตัวควบคุมคอยสั่งการ ส่วนระบบ I/O ใหม่นั้นมีคุณสมบัติที่ยืดหยุ่นเพื่อให้ง่ายต่อการออกแบบ การติดตั้งและการบำรุงรักษา เพื่อช่วยประหยัดเวลาและค่าใช้จ่าย

ระบบ I/O รุ่นล่าสุดออกนอกกรอบมาไกลกว่านั้นด้วยการเชื่อมต่อถึงอุปกรณ์ในเครือข่ายเดียวกัน อุปกรณ์อื่น ๆ และระบบซอฟต์แวร์ผ่านเครือข่ายอีเทอร์เน็ตได้ดีกว่า และไม่ได้รับใช้อุปกรณ์นายเพียงตัวเดียวเท่านั้น I/O ใหม่นี้ทำให้การสร้างระบบอัตโนมัติของ IIoT แบบเต็มประสิทธิภาพเป็นไปได้ขึ้นมา

การเชื่อมต่อ

การเชื่อมต่อในอุตสาหกรรมมีความสำคัญต่อการผสานรวมอุปกรณ์แบบไร้รอยต่อ การควบคุมและระบบอัตโนมัติในอุตสาหกรรมต้องพึ่งพาสายเคเบิลและคอนเนคเตอร์อย่างมากในการถ่ายโอนข้อมูล พลังงาน และคำสั่งระหว่างเครื่องจักรอุตสาหกรรมภายในโรงงาน ระบบคลาวด์ และ IT สภาพแวดล้อมในอุตสาหกรรมจำเป็นต้องมีการออกแบบการเชื่อมต่อประสิทธิภาพสูงที่แข็งแรงและทนทาน ต้องทนต่อน้ำมัน ทนต่ออุณหภูมิสูง และทนต่อใช้งานในรางเลื่อนได้อย่างไร้ปัญหา

การเดินสายไฟเป็นพื้นฐานของระบบอัตโนมัติในอุตสาหกรรม การเดินสายไฟโปรโตคอลการสื่อสารในสภาพแวดล้อมของการควบคุมด้านอุตสาหกรรมมาพร้อมกับความจำเป็นบางประการ ตู้ไฟฟ้าจำเป็นต้องใช้คอนเนคเตอร์อุตสาหกรรม, สายไฟ Hook-Up, รางปีกนก, เทอร์มินัลบล็อก และอุปกรณ์จัดการสายไฟ เซนเซอร์และโซเลนอยด์จำเป็นต้องใช้ M8, แผนวงจรทรงสี่เหลี่ยม หรือหัวต่อ DIN ขนาด M12 ร่วมกับศูนย์กระจายสินค้า หัวต่อ RJ45 และ M12-8 พบเห็นได้มากขึ้้นในร้านค้าเนื่องจากมีการนำการสื่อสารด้วยอีเทอร์เน็ตมาใช้มากขึ้น แม้แต่การใช้งานแบบไร้สายก็ยังต้องการสายไฟเพื่อจบกระบวนการใช้งาน

สายเคเบิลทั่วไปจะประกอบด้วยตัวนำ ชีลด์ ฉนวนกันความร้อน และเปลือกนอก สายคู่บิดเกลียวแบบไม่มีชีลด์ (UTP) และสายคู่บิดเกลียวแบบมีชีลด์ (STP) เป็นสายเคเบิลสองประเภทที่พบได้บ่อยในสำหรับสภาพแวดล้อมในอุตสาหกรรม สายเคเบิลแบบมีชีลด์ทำให้การส่งสัญญาณเป็นไปได้อย่างราบรื่น เพราะชีลด์จะคอยปกป้องสายเคเบิลจากสัญญาณวิทยุรบกวนและสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้าจากภายนอก แต่ก็มีราคาสูงกว่าสายเคเบิลแบบไม่มีชีลด์เช่นกัน

ท่อหดจะคอยปกป้องสายเคเบิลจากสารเคมีและสภาพอากาศต่าง ๆ ผลิตภัณฑ์เอนกประสงค์นี้ยังเหมาะสำหรับการกำหนดสี การจัดระเบียบ และการมัดรวมสายเคเบิล และยังเหมาะที่จะใช้เพื่อจัดระเบียบสายให้แยกออกจากกัน เปลี่ยนผ่านจากคอนเนคเตอร์ไปสู่สายเคเบิล และปิดผนึกคอนเนคเตอร์ส่วนปลาย ท่อหดยังสามารถใช้เป็นส่วนประกอบสำหรับปกป้องสายไฟหรือสายเคเบิลที่มัดไว้แบบหลวม ๆ ได้

คอนเนคเตอร์อุตสาหกรรมมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานหลายประเภท ทั้งการใช้งานในโรงงาน การใช้เครื่องจักร การทำเหมือง การสำรวจทางธรณีฟิสิกส์ การกำเนิด/การจ่ายพลังงานไฟฟ้า อุปกรณ์การเกษตร และอื่น ๆ คอนเนคเตอร์สำหรับงานหนักเป็นโซลูชั่นที่สามารถกำหนดค่าได้และใช้งานได้หลากหลาย นอกจากนี้ยังให้การป้องกัน IP 69k สูงสุด มาพร้อมกับคอนแทก 216 ชิ้น และเหมาะสำหรับการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่สมบุกสมบัน ด้วยช่วงกระแสไฟฟ้าตั้งแต่ 10 A ถึง 200 A ระบบคอนเนคเตอร์ M8/M12 มอบคอนเนคเตอร์ที่ทำงานครอบคลุม โมดูล IO และหัวต่อสายเคเบิล

ผลิตภัณฑ์คอนเนคเตอร์สำหรับงานหนัก (HDC) ที่มีโมดูลสามารถกำหนดค่าได้และมีความแข็งแรงทนทานสูง เหมาะสำหรับการใช้งานกับหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติ การจัดประกอบนี้ได้นำพลังงานและเทคโนโลยีอินเทอร์เฟซที่มีอยู่แล้วมาผนวกเข้าด้วยกัน ฮู้ดและตัวเรือนมีการกำหนดทิศทางสายเคเบิลในแนวตั้งและมุมฉาก รวมถึงได้มาตรฐาน IP65 ถึง IP69k

การสื่อสาร

ระบบการสื่อสารในอุตสาหกรรมถือเป็นแกนหลักของสถาปัตยกรรมระบบอัตโนมัติ ระบบดังกล่าวมีกระบวนการการแลกเปลี่ยนข้อมูลที่มีเสถียรภาพ ความยืดหยุ่น ความสามารถในการควบคุมข้อมูลเพื่อเชื่อมต่อกับอุปกรณ์จำนวนมาก และระบบยังจัดการด้านความสมบูรณ์ของข้อมูลและการควบคุมแบบเรียลไทม์ในสภาพแวดล้อมที่มีมาตรฐานสูงสำหรับการติดตั้งที่สำคัญ ด้วยเหตุนี้ การเชื่อมต่อเครือข่ายอุตสาหกรรมจึงก่อให้เกิดการนำโปรโตคอลการสื่อสารจำนวนมากระหว่างตัวควบคุมดิจิตอล เครื่องมือซอฟต์แวร์ที่เกี่ยวข้องกับระบบควบคุมอัตโนมัติจำนวนมาก อุปกรณ์ภาคสนาม รวมถึงระบบภายนอกมาใช้งาน

โปรโตคอลการสื่อสารจะอธิบายถึงกฎและรูปแบบของข้อความดิจิตอลที่จำเป็นต้องใช้ในการแลกเปลี่ยนข้อความระหว่างอุปกรณ์ กระบวนการเหล่านี้ทำงานโดยใช้ช่องทางการสื่อสารแบบใช้สายและไร้สาย ทั้งยังเป็นส่วนสำคัญของระบบอัตโนมัติที่ซับซ้อน ระบบอัตโนมัติสมัยใหม่ส่วนใหญ่ใช้เครือข่ายการสื่อสารที่แบ่งปันแบบดิจิตอลซึ่งมีโปรโตคอลหลากหลายชนิด เช่น RS-485, PROFIBUS, EtherCAT PROFINET, แผงควบคุม CAN, อีเทอร์เน็ต/IP, PowerLink, PROFINET, Modbus, Modbus™ TCP/IP และอื่น ๆ

เซนเซอร์ ตัวควบคุมหลายชนิด (PLC, HMI, DCS) และแอคทูเอเตอร์คืออุปกรณ์ภาคสนามขั้นต่ำสุดของระบบอัตโนมัติในอุตสาหกรรม เซนเซอร์จะคอยส่งข้อมูลการวิเคราะห์ และตัวควบคุมจะคอยคำนวณสัญญาณควบคุมแบบมีเงื่อนไขแล้วส่งข้อมูลเดียวกันนี้ไปยังแอคทูเอเตอร์ คอนโทรลเลอร์อุตสาหกรรม เช่น PLC, ระบบคอมพิวเตอร์ และหน่วยควบคุมแบบกระจายก่อให้เกิดระดับการควบคุม และคอยจัดการการทำงาน เช่น การกำหนดค่าอุปกรณ์อัตโนมัติ การดาวน์โหลดข้อมูลตัวแปรในกระบวนการและข้อมูลโปรแกรม การกำกับดูแลการควบคุม การปรับค่าตัวแปรของชุด และการเก็บข้อมูลถาวร

อีเทอร์เน็ตเป็นเทคโนโลยีการเชื่อมต่อเครือข่ายอย่างหนึ่งที่ใช้งาน “อุปกรณ์นายและอุปกรณ์บ่าว” เครือข่ายใช้สายจะถูกติดตั้งในพื้นที่ใช้งานภายในอาคาร เครือข่ายระดับควบคุมประกอบด้วยอีเทอร์เน็ตที่มีหน่วยควบคุมลิงก์โปรโตคอล TCP/IP ด้วยคอมพิวเตอร์

เครือข่ายท้องถิ่น (LAN) เป็นประโยชน์ต่อการใช้งานอย่างกว้างขวางในฐานะเครือข่ายการสื่อสารที่ช่วยให้บรรลุคุณลักษณะที่ต้องการได้อย่างแท้จริง ข้อมูลอีเทอร์เน็ตจะทำหน้าที่เชื่อมต่อระดับชั้นต่าง ๆ ภายในเครือข่าย โดยจะทำงานคล้ายกับระดับชั้นกายภาพและคอยกำหนดชนิดของคอนเนคเตอร์ สัญญาณไฟฟ้า และความเร็วในการส่งสัญญาณ

ส่วนเครือข่ายบริเวณกว้าง (WAN) แบบอีเทอร์เน็ตมีการใช้งานทั่วไปในด้านการวางแผนโรงงานและการแลกเปลี่ยนข้อมูลการจัดการ WAN แบบอีเทอร์เน็ตใช้เกตเวย์อุตสาหกรรมเป็นเครือข่ายระดับข้อมูล เทคโนโลยีการสื่อสารไร้สายเหมาะสำหรับโซลูชั่นระบบอัตโนมัติที่ยืดหยุ่นและมีประสิทธิภาพ รวมถึงใช้เลี่ยงอุปสรรคในการเชื่อมต่อสายเคเบิลและการเชื่อมต่อที่ต้องใช้สายไฟ การพิจารณาใช้วิธีการสื่อสารหลายวิธีจะคำนึงถึงการเว้นระยะระหว่างจุดส่งสัญญาณและจุดรับสัญญาณ ยกตัวอย่างเช่น GSM หรือ CDMA ก็จะเหมาะกับสัญญาณระยะไกล ส่วน Bluetooth, HART Zigbee แบบไร้สาย และ Wi-Fi ก็จะเหมาะกับสัญญาณระยะใกล้ Wi-Fi ให้แบนด์วิดท์สูงและประสานงานกับเครือข่ายอินเทอร์เน็ตโปรโตคอล (IP) ได้อย่างง่ายดาย ส่วน Bluetooth จะครอบคลุมขอบเขตปริมาณงานและความต้องการในการใช้พลังงานแบบกว้าง ๆ เทคโนโลยี Bluetooth Low Energy ให้ความสามารถในการระบุตำแหน่งภายในอาคารจากการทำงานของบีคอนแบบใช้แบตเตอร์รี่ที่แข็งแรงทนทานและใช้งานได้เป็นระยะเวลาหลายเดือนถึงหนึ่งปี

เครือข่าย 5G เป็นส่วนสำคัญในโครงสร้างพื้นฐานของระบบอัตโนมัติในอุตสาหกรรม คาดการณ์ว่าอุตสาหกรรมการผลิตจะสร้างความก้าวหน้าให้กับการจัดการการผลิตแบบกระจายด้วยสินค้าที่เชื่อมต่อกัน (ผลิตภัณฑ์มีความสามารถในการสื่อสารถึงกัน) กระบวนการที่ใช้พลังงานต่ำ หุ่นยนต์ที่ทำงานร่วมกัน และระบบขนส่งการผลิตแบบบูรณาการ ระบบขององค์กรผู้ใช้อยู่ในส่วนบนสุดของโครงสร้างแบบเครือข่าย โดยใช้บริการการสื่อสารแบบครบวงจรที่มีเครือข่าย 5G อำนวยความสะดวก เครือข่ายนี้ทำให้การสื่อสารภายในและทั่วทั้งโครงสร้างแนวตั้งเป็นไปในแนวระนาบ

แหล่งจ่ายไฟ

เครือข่ายแหล่งจ่ายไฟในอุตสาหกรรมให้แรงดันไฟฟ้าจ่าย 24V DC แบบคงที่และพร้อมใช้งานสูงภายใต้ข้อจำกัดที่ระบุไว้ แรงดันไฟฟ้าเอาต์พุตจะถูกผลิตขึ้นจากหลายแหล่งจ่ายไฟ ได้แก่เครือข่าย AC และ DC, แหล่งจ่ายไฟแบบ 1 เฟสและ 3 เฟสสูงสุดถึง 500V AC

ความหลากหลายของแหล่งพลังงานมีความจำเป็นในการใช้งานเครื่องจักรอุตสาหกรรม และจำเป็นต่อการแปลง AC แรงดันไฟฟ้าสูงให้เป็น DC แรงดันไฟฟ้าในเวลาปกติ เพื่อให้พลังงานแก่เครื่องควบคุมเชิงตรรกะที่สามารถโปรแกรมได้, I/O และอุปกรณ์ HMI ข้อแตกต่างระหว่างแหล่งจ่ายไฟที่ใช้ในเชิงพาณิชย์และในอุตสาหกรรมเห็นได้จากการใช้งานที่เหมาะสมกับภารกิจในไซต์การผลิตประเภทที่ 1 แบบที่ 2 (สภาพแวดล้อมที่เสี่ยงต่อการระเบิด) หรือแม้แต่ในที่ที่มีอุณหภูมิสุดขั้วในช่วงตั้งแต่ -40°C ถึง 70°C

แหล่งจ่ายไฟสลับโหมด (SMPS) และแหล่งจ่ายไฟแบบลิเนียร์เป็นสองวิธีหลักที่ใช้ในการควบคุมแหล่งจ่ายไฟ DC แบบควบคุมได้ SMPS ที่มีน้ำหนักเบา ขนาดกะทัดรัด และมีประสิทธิภาพสูงนี้มาพร้อมกับฟอร์มแฟกเตอร์ที่มีขนาดเล็กลงและการต่อตรงแบบขนานผ่าน ORing MOSFET แบบวงจรรวม แหล่งจ่ายไฟเหล่านี้จะคอยเปลี่ยนพลังงาน AC อินพุตให้เป็นพลังงานความถี่สูงโดยใช้การสลับความเร็วสูงของเซมิคอนดักเตอร์ SMPS มีการอัปเกรดคุณสมบัติเพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือของเครื่องจักร ความปลอดภัยทางไฟฟ้า และคอยเทียบความซ้ำซ้อนของส่วนประกอบและระบบการใช้งานเสริม นอกเหนือจากปัจจัยเหล่านี้ แหล่งจ่ายไฟอุตสาหกรรมยังสามารถรับรองอนาคตของความสามารถที่จำเป็นสำหรับโครงสร้างพื้นฐานสำหรับการแปลงเป็นดิจิตอลในอุตสาหกรรมที่กำลังพัฒนาของโรงงานอัจฉริยะและแนวคิดอุตสาหกรรม 4.0

แหล่งจ่ายไฟ AC-DC และตัวแปลง DC-DC มีให้ใช้งานในหลายรูปแบบ ไม่ว่าจะเป็นขนาด ความจุ และรูปทรง เป็นต้น การใช้งานปลายทางอาจจำเป็นต้องใช้การผสมผสานระหว่าง AC/DC กับ DC/DC หรือตัวแปลง Point of Load ที่ไม่สามารถแยกได้เพื่อรอบรับแหล่งจ่ายไฟอื่น ระบบจ่ายไฟอื่น และความต้องการในการแยกตัวของระบบย่อยต่าง ๆ เช่น อิเล็กทรอนิกส์ควบคุม การชาร์จแบตเตอรี่ และพอร์ตการสื่อสาร

แหล่งจ่ายไฟ AC และตัวแปลง DC/DC ถูกผสานรวมเข้ากับอุปกรณ์ปลายทางแบบเปิด แบบติดตั้งบน PCB แบบยึดโครง แบบมีแผ่นรองเย็น หรือแบบหุ้มปิด หรือถูกออกแบบมาสำหรับการใช้งานบางประเภท การพัฒนาโทโพโลยีแบบสะท้อน ZVS (การสลับแบบแรงดันไฟฟ้าศูนย์) และ ZCS (การสลับกระแสไฟฟ้าศูนย์) และวิธีการแปลงกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นพร้อมกันช่วยลดการกระจายความร้อนและเพิ่มประสิทธิภาพในการแปลงให้มากขึ้น

การเลือกใช้แหล่งจ่ายไฟต้องพิจารณาจากหลายปัจจัย เช่น ขนาดที่จำเป็นต่อการใช้งาน กระแสไฟฟ้าไหลเกินในวงจรรวม การเกิดไฟฟ้าลัดวงจร การป้องกันอุณหภูมิสูงเกิน และความถูกต้องของปัจจัยพลังงานสำหรับการทำงานในสภาพแวดล้อมที่อันตราย พาวเวอร์คอนเนคเตอร์ที่ใช้ในอุตสาหกรรมถูกออกแบบมาเพื่อมอบความปลอดภัยและพลังงานไฟฟ้าที่มีเสถียรภาพให้กับอุปกรณ์ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงและสุดขั้ว แหล่งจ่ายไฟรุ่นต่าง ๆ ที่เป็นไปตามมาตรฐาน UL, CSA และ VDE หรือมาตรฐาน EN พร้อมจำหน่ายแล้ว

ความปลอดภัยและการป้องกัน

การป้องกันวงจรเป็นส่วนสำคัญของทุกการติดตั้งในอุตสาหกรรม การปฏิบัติตามกฎระเบียบระดับชาติและการปกป้องอุปกรณ์ กระบวนการ รวมถึงผู้คนจากพลังงานเกินใด ๆ ที่อาจก่อให้เกิดความเสียหายและปัญหาความปลอดภัยเป็นสิ่งที่สำคัญยิ่ง

อุปกรณ์ป้องกันที่เชื่อถือได้จะคอยรักษาและตรวจสอบสภาพแวดล้อมของระบบต่าง ๆ โดยไม่ทำให้การทำงานตามปกติหยุดชะงัก วงจรป้องกันแบบรวมมอบการใช้งานที่ง่ายและทนทาน พร้อมให้โซลูชั่นประสิทธิภาพสูงที่ตอบสนองอย่างรวดเร็วในเหตุการณ์อันตราย (หากมี) วงจรไฟฟ้าเหล่านี้มีขนาดกะทัดรัดและประหยัดพลังงาน ทั้งยังทำให้การดำเนินการมีเสถียรภาพแม้จะใช้งานเป็นเวลานาน วงจรไฟฟ้าเหล่านี้จึงถือว่ามีประโยชน์อย่างมากต่อการใช้งานในอุตสาหกรรม

กระแสไฟฟ้าไหลเกินหรือความผิดปกติใดก็ตามที่อาจเป็นอันตราย ส่งผลให้เกิดความล้มเหลวของฉนวนตัวนำ ความเสียหายของอุปกรณ์ อัคคีภัย อาการบาดเจ็บของบุคคล การเสียชีวิตจากไฟฟ้า และความเสียหายทางทรัพย์สิน ชิ้นส่วนอุปกรณ์จะประสบกับสภาพกระแสเกินพิกัดเมื่อใช้งานไปจนเกินอัตราที่รับได้ หรือตัวนำทำงานเกินขนาดกระแส การมีกระแสเกินพิกัดบ่อยครั้งอาจทำให้เกิดการสะสมของความร้อนสูงซึ่งเป็นอันตรายในตัวนำและโหลดของวงจรไฟฟ้า เซอร์กิตเบรกเกอร์เป็นสิ่งรับประกันว่าจะไม่เกิดอันตรายดังกล่าวขึ้น

ไฟฟ้าลัดวงจรแสดงถึงการมีกระแสไฟฟ้าไหลเกิน โดยมีกระแสไฟฟ้ามากกว่าอัตรากระแสไฟฟ้าที่วงจรรับได้และเกิดขึ้นในช่วงเวลาสั้น ๆ ความผิดปกติประเภทนี้เป็นผลมาจากการเบี่ยงเบนจากเส้นทางการไหลของกระแสไฟฟ้า

ฟิวส์ทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมแบบอ่อนในวงจรไฟฟ้าหรือวงจรอิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์ที่ไวต่อกระแสไฟฟ้าเหล่านี้ให้การป้องกันที่เชื่อถือได้กับวงจรที่มีกระแสไฟฟ้าไหลเกินหรือมีกระแสเกินพิกัด กระแสไฟฟ้าที่ไหลอยู่ในส่วนประกอบฟิวส์ในยามปกติมีระดับพลังงานน้อยกว่าหรือเท่ากับกระแสไฟฟ้าที่ระบุไว้ เมื่อมีความผิดปกติเกิดขึ้น กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านส่วนประกอบฟิวส์จะพุ่งสูงขึ้นอย่างรวดเร็วและทำให้วงจรไฟฟ้าเปิด

อุปกรณ์ป้องกันกระแสไฟฟ้าไหลเกินค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิบวก (PTC) จะตอบสนองอย่างรวดเร็วต่ออุณหภูมิที่พุ่งสูงขึ้น ในยามปกติ อุปกรณ์ดังกล่าวจะมีความต้านทานน้อย จึงมีผลกระทบกับวงจรไฟฟ้าไม่มากนัก เมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลเกิน อุปกรณ์ PTC จะสลับการทำงานจากสถานะความต้านทานต่ำไปเป็นสถานะความต้านทานสูง แต่หลังจากผ่านสภาวะกระแสไฟฟ้าไหลเกินไปแล้ว อุปกรณ์จะ “รีเซ็ต” กลับมาเป็นสถานะความต้านทานต่ำดังเดิม

ไฟกระชากเป็นสาเหตุอันดับต้น ๆ ที่ทำให้เกิดความเสียหายของอุปกรณ์ไฟฟ้า ไฟกระชากชั่วขณะหมายความว่ามีการไหลของพลังงานไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ไฟกระชากชั่วขณะเกิดได้จากหลายสาเหตุ ที่พบได้บ่อยที่สุดคือสาเหตุจากภายใน เช่น การเปลี่ยนตัดโหลดหรือแม้แต่การใช้งานอุปกรณ์ทั่วไป อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) จะถูกเดินสายให้ขนานไปกับอุปกรณ์ที่ได้รับการป้องกัน เพื่อให้ในระหว่างการเกิดแรงดันไฟกระชาก อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสามารถลดอิมพีแดนซ์ได้ภายในไม่กี่นาโนวินาทีและทำให้กระแสไฟฟ้าแบบอิมพัลส์ถูกแจกจ่ายไป

เนื้อหาที่น่าสนใจ

Whitepaper

Edge Computing Whitepaper

Edge computing in the industrial environment

This white paper discusses the strategies that industrial-control integrators and operators can employ to enable a seamless transition from existing architectures to one that leverages the full benefits of Industry 4.0.

Blog-post

Edge Computing

Edge computing deployment strategies and standards

Read about how edge computing is used in an industrial setting, with a focus on scalability, dependability, latency, and data/bandwidth, as well as the IEEE standards that support it.

Training

GATEWAYS

How to establish control access to shop floor systems via gateways

Learn how to set up control access to shop floor systems via gateways to uncover valuable data generated by existing operational technology, allowing businesses to monetise it even more using information technology.

Blog-post

Deep Edge solutions

Implementations of Deep Edge solutions

In this blog, we'll go through the different types of edge computing and how to build smart edge solutions in an industrial setting.

element14 Community

ชุมชนออนไลน์สำหรับเหล่าวิศวกรที่ใหญ่ที่สุด

เชื่อมต่อ | เรียนรู้ | สร้างสรรค์ | จุดประกาย

ปัญญาประดิษฐ์

หนึ่งในการปฏิวัติที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์ของมวลมนุษยชาติ! AI เป็นแนวคิดการรวมสิ่งต่าง ๆ เข้าไว้ด้วยกัน โดยนำความฉลาดของมนุษย์ใส่ลงไปในเครื่องจักร

ฮับแบบฝังตัว

ที่จะเปลี่ยนไอเดียของคุณให้กลายเป็นจริง โดยคอยสนับสนุนคุณในทุกขั้นตอนการออกแบบ