Programmable Logic Controller (PLC) အေၾကာင့္ အေျခခံ ေလ့လာ သင္ယူခ်က္ - ၄

Programmable Logic Controllers - Chapter 3 - Logic Concept

Programmable Logic Controllers - Chapter 3 - Logic Concept

Logic Concept
PLC မ်ား၏အလုပ္လုပ္ပုံ ႏွင့္ အသုံးျပဳပုံမ်ားကုိ နားလည္ရန္အတြက္ Logic concept ကုိ ပထမဦးစြာ နားလည္ရန္ လုိအပ္သည္။ အေျခခံ Logic function ၃ မိ်ဳးျဖစ္သည့္ AND ၊ OR ႏွင့္ NOT တုိ႔ကုိ ကြဲၿပားေအာင္ Electric Circuit မ်ား ႏွင့္ Ladder Diagram မ်ားႏွင့္တကြ ေသးစိတ္ရွင္းလင္းေဖာ္ျပထားသည္။ ထုိ Logic function ၃ မ်ိဳးကုိအေျခခံ၍ ရိုးရွင္းလြယ္ကူသည့္ Control decision မ်ားမွစ၍ ခက္ခဲ ရႈပ္ေထြးသည့္ Control Decision မ်ားအထိ တည္ေဆာက္ထားသည္။ ေနာက္ပုိင္းတြင္ Boolean algebra ၏ အေျခခံ သေဘာတရားမ်ား (fundamental) ႏွင့္ ယင္းတုိ႔ႏွင့္သက္ဆုိင္သည့္ Operator မ်ားကုိေဖာ္ျပထားသည္။
ထုိ႔ေနာက္ Boolean Logic ႏွင့္ Logic contact Symbology တုိ႔၏ ဆက္သြယ္ပုံမ်ားကုိ ရွင္းလင္းထားသည္။ ဤအခန္းကုိေက်ညက္စြာေလ့ လာၿပီးလွ်င္ PLC processor မ်ားႏွင့္ ယင္းတုိ႔၏ programming Device မ်ားကုိ ဆက္လက္ေလ့လာႏုိင္လိမ့္္မည္။

၃.၁ The Binary concept
Binary concept သည္ အုိင္ဒီယာအသစ္တစ္ခု မဟုတ္ပါ။ Binary concept ကုိ ေရွးယခင္ကတည္းက စတင္သုံးစဲြခဲ့ၾကသည္။ ဥပမာ-မီးလုံး (သုိ့) မီးေခ်ာင္း(Light)သည္ ပြင့္ (ON) ေနႏုိင္သည္။ ပိတ္ (OFF) ေနႏိုင္သည္။ ခလုပ္(switch) သည္ Open ျဖစ္ ေနႏိုင္သည္။ Close ျဖစ္ေနႏုိင္သည္။ ေမာ္တာ (motor) တစ္လုံးသည္ေမာင္း(running) ေနႏုိင္သည္။ ရပ္(stop) ေနႏုိင္သည္။ Digital System မ်ားတြင္ အေျခအေန ၂ မ်ိဳး(two state condition) သာရိွႏို္င္သည္။ signal ရိွျခင္း (Signal activated) (သုိ႔) မရိွျခင္း (not activated)၊ high (သို႔) Low ၊ ON (သို႔) OFF ၊ Open (သုိ႔) Close စသည့္တုိ႔ကဲ့သုိ႔ အေျခအေန ၂ မ်ိဳးအနက္မွ တစ္ခ်ိန္တြင္ တစ္မ်ိဳးသာျဖစ္ေနႏုိင္သည္။ ထုိ Two State concept (Binary concept) သည္ Decision မ်ားခ်ရန္ အတြက္ အေျခခံျဖစ္သည္။ အခန္း ၂ တြင္ေဖာ္ျပထား သည္ Binary Number System ၏သေဘာမ်ားကုိ အေျခခံသည္။ Binary Number System (သုိ႔) Binary concept သည္ PLC မ်ား၏ function Block မ်ားျပဳလုပ္ရန္ ႏွင့္ Digital Computer မ်ား၏ အေျခခံ(fundamental) သေဘာတရားမ်ား ျဖစ္သည္။

ဤစာအုပ္တြင္ Binary 1 သည္ Signal ရိွျခင္းကုိ ဆုိလုိသည္။ Binary 0 သည္ Signal မရိွျခင္း (absence of signal) ကုိရည္ညႊန္းသည္။ Digital System မ်ားတြင္ ဤအေျခအေန ၂ မ်ိဳး(two state) ကုိ မတူညီသည့္ Voltage Level ၂ ခုျဖင့္ ေဖာ္ျပသည္။ +V volt ႏွင့္ 0V volt တုိ႔ကုိ Table 3-1 တြင္ ေဖာ္ျပထားသည္။ Volt တစ္ခုသည္ တျခား Volt တစ္ခုထက္ အေပါင္းဓါတ္အား (သို႔) အဖုိဓါတ္အား (more positive) ပုိမ်ားသည္။ တစ္ခါတရံ Binary 1 (သို႔) Logic 1 ကုိ TRUE ၊ ON ၊ HIGH စသည္ အဓိပၸါယ္မ်ား အျဖစ္ ရည္ညႊန္းေျပာဆုိၿပီး Binary 0 (သို႔) Logic 0 ကုိ FALSE ၊ OFF ၊ LOW စသည့္ အဓိပၸါယ္မ်ား အျဖစ္ရည္ညႊန္း ေျပာဆုိသည္။

Click this bar to view the full image.

၃.၂ Logic Function
Table 3-1 တြင္ေဖာ္ျပထားသည့္ more Positive Voltage ကုိ Logic 1 အျဖစ္သတ္မွတ္သည္။ ပုိနည္းသည့္ (Less positive voltage)ကုိ Logic 0 အျဖစ္သတ္မွတ္ထားသည္။ မိမိႏွစ္သက္သလုိ အဆင္ေျပသလုိ ေရြးခ်ယ္သတ္မွတ္ထားျခင္း ျဖစ္သည္။
Table 3-2 တြင္ Logic 0 ကုိ positive voltage level အျဖစ္ ရည္ညႊန္းသတ္မွတ္သည္။ Occurrence of event တစ္ခုရိွျခင္းကုိ Logic 0 ျဖင့္သတ္မွတ္သည္။ Non Occurrence of event ကုိ Logic 1 ျဖင့္သတ္မွတ္သည္။ Less positive voltage level ျဖင့္သတ္မွတ္သည္။ Table 3-1 မွ Positive Logic သည္ အသုံးျပဳေနက်ပုံစံ (conventional) မ်ိဳးျဖစ္သည္။ သုိ့ေသာ္ Negative logic သည္ application မ်ားအတြက္ အဆင္ေျပ ေစသည့္ (convenient) နည္းမ်ိဳးျဖစ္သည္။


Binary concept သည္ physical quantities (Binary variables) မ်ား အေျခအေန ၂ မ်ိုဳး (two state) ကုိ 0 ႏွင့္ 1 ျဖင့္ေဖာ္သည္။ အေျခအေန ၂ မ်ိဳးအနက္ တစ္ခ်ိန္၌ အေျခအေနတစ္မ်ိဳးသာျဖစ္ႏုိင္သည္။ ၂ခုထက္ပုိသည့္ Binary variable မ်ားေပါင္းစပ္ၿပီး ရရိွသည့္ရလာဒ္ကုိ True 1 (သုိ႔) False 0 အေျခအေန တစ္မ်ိဳး မ်ိဳးျဖင့္ေဖာ္ျပပုံ ဆက္လက္ေလ့လာမည္။ PLC မ်ားသည္ logical statement မ်ားကုိ အေျခခံ၍ ဆုံးျဖတ္ခ်က္မ်ားခ်မွတ္ (make decision) ၾကသည္။ PLC မ်ားသည္ Digital equipment မ်ား ျဖစ္ၾကေသာေၾကာင့္ AND ၊ OR ႏွင့္ NOT စသည့္ အေျခခံ (fundamental) Logic function ၃ မ်ိဳးကုိ အေျခခံ၍ Operation မ်ားျပဳလုပ္ၾကသည္။ ထုိ function မ်ားေပါင္းစပ္ၿပီး Binary Variable မ်ားကုိ Statement အျဖစ္တည္ေဆာက္ၾကသည္။
Function တုိင္းတြင္ စည္းကမ္းခ်က္ (rule) မ်ားရိွၾကသည္။ ထုိစည္းကမ္းခ်က္ (rule) မ်ားအရ ရလာဒ္ (result) ကိုထုတ္ေပးသည္။ ဆုံးျဖတ္ေပးသည္။ ကုိ္ယ္ပုိင္သေကၤတ (Symbol) မ်ားရိွၾကသည္။ နားလည္မႈရွင္းလင္းေစရန္အတြက္ ရလာဒ္ (result of statement) ကုိ output ဟုသတ္မွတ္ ေခၚဆုိသည္။ output ကို အဂၤလိပ္အကၡရာ (Y) ၿဖင့္သတ္မွတ္ေဖာ္ၿပသည္။ Statement မ်ား၏ အေျခအေန(Condition) မ်ားကုိ input (A ႏွင့္ B) မ်ားဟု သတ္မွတ္သည္။ input ႏွင့္ output ၂ ခုစလုံးကုိ အေျခအေန ၂ မ်ိဳး (two state variable) ျဖင့္ေဖာ္ျပႏုိင္သည္။

၃.၂.၁ “AND” Function

ပုံ 3-1 သည္ AND gate တစ္ခု၏ သေကၤတ (Symbol) ျဖစ္သည္။ AND function ကုိပုံျဖင့္ ေဖာ္ျပထားျခင္းျဖစ္သည္။ Input မ်ားအားလုံး True (1) ျဖစ္မွသာ AND output သည္ True (1) ျဖစ္သည္။
The AND output is True (1) only if all inputs are True (1).

ဥပမာ - ၃-၁
Input ၂ ခုျဖစ္သည့္ Push Button 1 (BP1) ႏွင့္ Push Button 2 (BP2) ႏွစ္ခုတုိ႔ တစ္ၿပိဳင္ နက္တည္း ဖိ (Press) မွသာလွ်င္ (ON ျဖစ္မွသာ) Alarm Horn မွအသံျမည္ေစရန္အတြက္ Logic gate ၊ truth Table ႏွင့္ Electric Circuit ၊ Ladder Diagram (Circuit ) မ်ားျဖင့္ ေဖာ္ျပေပးပါ။


၃.၂.၂ The “OR” Function

ပုံ 3-3 သည္ OR gate တစ္ခုကုိ သေကၤတ (Symbol) ျဖင့္ေဖာ္ျပထားသည္။ OR function ကုိ ပုံျဖင့္ ေဖာ္ျပထားျခင္းျဖစ္သည္။
The OR output is True (1) if on or more inputs are True (1).
OR gate ၏ input မ်ားအားလုံးအနက္မွ အနည္းဆုံး input ၁ ခု True ျဖစ္လွ်င္ output သည္ True (1 ) ျဖစ္သည္။

AND function (AND Gate) ႏွင့္ OR function (OR Gate ) တုိ႔တြင္ input ေပါင္းမ်ားစြာရိွႏုိင္ ေသာ္လည္း output ၁ ခုသာရိွမည္။ ပုံ 3-4 တြင္ OR function ၏ True Table ကုိ ေဖာ္ျပထားသည္။ input မ်ားအားလုံး၏ ျဖစ္ႏုိင္သည့္ Combination ကုိအေျခခံ၍ output Y ကုိထုတ္ေပးထားသည္။

ဥပမာ ၃-၂
Input ၂ ခုျဖစ္သည္ Push Button (BP1) ႏွင့္ Push Button (BP2) တုိ႔အနက္ မည္သည့္ Push Button တစ္ခုခု ႏွိပ္လွ်င္ (ON ၿဖစ္လွ်င္) Alarm Horn အသံထြက္ေစမည့္ Logic Gate ၊ true tableႏွင့္ Circuit တို႔ေရးဆဲြေဖာ္ျပပါ။
Solution


၃.၂.၃ The “NOT” function
ပုံ 3-5 NOT function ကုိ သေကၤတ (Symbol) ျဖင့္ေဖာ္ျပထားသည္။ NOT function ၏ input မွာ FALSE (0) ျဖစ္လွ်င္ output သည္TRUE (1) ျဖစ္သည္။ အျပန္အလွန္အားျဖင့္ input မွာ True (1) ျဖစ္လွ်င္ output သည္ FALSE (0) ျဖစ္သည္။ NOT Gate ၏ Operation မွာ input ၏ state ကုိေျပာင္းျပန္(inverse) လုပ္ေပးရန္ ျဖစ္သည္။ ထုိ႔ေၾကာင့္ NOT Gate ကုိ inverter ဟုလည္းေခၚသည္။

တျခားေသာ AND function ႏွင့္ OR function မ်ားႏွင့္မတူသည့္အခ်က္မွာ NOT function တြင္ input တစ္ခုတည္း သာပါရိွျခင္းျဖစ္သည္။ လက္ခံႏုိင္ျခင္းျဖစ္သည္။ NOT function ကုိ တစ္ခုတည္း အသုံးျပဳေလ့မရိွေပ။ AND gate (သုိ႔) OR gate တုိ႔ျဖင့္တြဲ၍ အသုံးျပဳေလ့ရိွသည္။
ပုံ ၃-၆ တြင္ NOT Operation ႏွင့္ ယင္း၏ true table ကုိေဖာ္ျပထားသည္။ A အေပၚတြင္ဘား ( Bar) ကေလးတင္၍ Ᾱ အျဖစ္ေဖာ္ျပျခင္းသည္ NOT A ကုိ ရည္ညႊန္းသည္။
NOT function အလြယ္တကူသိျမင္ႏုိင္ရန္(Visualize လုပ္ရန္) ခဲယဥ္းသည္။ AND ႏွင္ OR တို႔၏ function ကုိ သိျမင္ႏုိင္ရန္(Visualize လုပ္ရန္) လြယ္သည္။ သိလြယ္၊ျမင္လြယ္သည္။ သုိ႔ေသာ္ NOT function သည္ အလြန္ရိုးရွင္းၿပီး၊ အလြန္အသုံးဝင္ၾကသည္။
အစပုိင္းတြင္ ရွင္းျပထားသည့္အခ်က္ (၃) ခ်က္
(၁) 1 သုိ႔ 0 မိမိႏွစ္သက္သည့္အတုိင္းေရြးခ်ယ္ပါ။
(၂) logic 1 သည္ ပုံမွန္အားျဖင့္(မ်ားေသာအားျဖင့္) TRUE ၊ HIGH ၊ ON ျဖစ္သည္။ logic 1 သည္ Device တစ္မ်ိဳးမ်ိဳးကုိ Activate လုပ္ရန္ရည္ရြယ္သည္။ ဥပမာ- Output Y=1 ျဖစ္လွ်င္ ေမာ္တာကုိ ေမာင္းရန္ျဖစ္သည္။
(၃) logic 0 သည္ ပုံမွန္အားျဖင့္ (မ်ားေသာအားျဖင့္) FALSE ၊ LOW ၊ OFF ျဖစ္သည္။ logic 0 သည္ device တစ္မ်ိဳးမ်ိဳးကုိ deactivate လုပ္ရန္ျဖစ္သည္။
ဥပမာ- Output Y =0 ျဖစ္လွ်င္ ေမာ္တာကုိရပ္ရန္ျဖစ္သည္။ အကယ္၍ ထုိအေျခအေနကုိ ေျပာင္းလုိလွ်င္ NOT function ကုိသုံးသည္။ ဥပမာ- logic 0 သည္ Device တစ္မ်ိဳးမ်ိဳး Active လုပ္လုိလွ်င္ NOT function ကုိ အသုံးျပဳသည္။ ဥပမာ- output Y=0 ျဖစ္လွ်င္ ေမာ္တာကုိေမာင္းရန္ျဖစ္သည္။ NOT function သည္အသုံးဝင္ သည္။
(က) NOT ကုိအသုံးျပဳသည္။ logic 0 (low condition) ျဖစ္လွ်င္ Device တစ္မ်ိဳးမ်ိဳးကုိ Active လုပ္ရန္
(ခ) Logic 1 (High Condition) ျဖစ္လွ်င္ Device တစ္မ်ိဳးမ်ိဳးကုိ deactivate လုပ္ရန္အတြက္ NOT ကုိအသုံးျပဳသည္။
ေအာက္တြင္ NOT function ကုိသုံးထားသည့္ ဥပမာ ၂ ခုကုိေဖာ္ျပထားသည္။
NOT function ကုိ AND ႏွင့္ OR function မ်ားျဖင့္အသုံးျပဳေလ့ရိွၾကေသာ္လည္း ပထမဥပမာတြင္ NOT function တစ္ခုတည္းကုိ သာသုံးထားသည္။