รูปปกบทความ Sinking vs Sourcing

1. 🎯 ตอนที่ 3: Sinking vs Sourcing: ศิลปะการต่อสาย Input/Output

2. 📖 เปิดฉาก (The Hook)

สวัสดีครับพี่น้องสายออโตเมชั่น! จิบกาแฟกันสักแก้วแล้วมากางแบบแปลนกันต่อครับ ปัญหาโลกแตกคลาสสิกอย่างหนึ่งที่ผมเจอบ่อยมากเวลาให้รุ่นน้องไปไวริ่งตู้คอนโทรลคือ “พี่ครับ! เซ็นเซอร์ไฟติด แจ้งเตือนปกติ แต่ทำไม PLC ไม่อ่านค่า Input เลย?” หรือหนักกว่านั้นคือ “พี่ครับ! ผมสั่ง Output ON แล้ว แต่รีเลย์ไม่ยอมทำงาน!”

ร้อยทั้งร้อย อาการแบบนี้มักจะเกิดจากการตกม้าตายเรื่อง NPN (Sinking) กับ PNP (Sourcing) ครับ! การเลือกซื้อเซ็นเซอร์มาผิดสเปก หรือการจับคู่ Wiring Diagram ไม่ตรงกับรุ่นของ PLC OMRON (รหัสลงท้ายด้วย T หรือ T1) ถือเป็นฝันร้ายที่ทำให้สายไฟในตู้ตีกันมั่วไปหมด วันนี้ผมจะมาเคลียร์คัทเรื่อง Sinking กับ Sourcing ให้กระจ่าง อธิบายให้เห็นภาพชัดๆ ชนิดที่ว่าเอาไปประยุกต์ต่อสาย Input/Output ข้ามค่ายก็ยังทำได้สบายมากครับ!

3. 🧠 แก่นวิชาออโตเมชั่น (Core Concepts & Specs)

เวลาเราพูดถึง Sinking กับ Sourcing ให้จินตนาการถึง “ทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้า” ครับ กระแสไฟจะไหลจากบวก (+) ไปลบ (-) เสมอ ดังนั้น:

  • Sourcing (PNP): แปลว่า “แหล่งจ่ายไฟ” อุปกรณ์ที่เป็นแบบ Sourcing จะทำหน้าที่จ่ายไฟ +24VDC ออกมาให้ระบบ
  • Sinking (NPN): แปลว่า “อ่างรับไฟ” อุปกรณ์ที่เป็นแบบ Sinking จะทำหน้าที่เป็นจุดดึงกระแสไฟให้ไหลลงกราวด์ หรือ 0V

การประยุกต์ใช้กับ OMRON CP-Series (CP1E/CP1L/CP1H/CP2E):

  1. ฝั่ง Input (การต่อเซ็นเซอร์เข้า PLC):

    • PLC OMRON ส่วนใหญ่ถูกออกแบบมาให้ Input Terminal รองรับได้ทั้ง 2 แบบ ขึ้นอยู่กับว่าเราต่อไฟอะไรเข้าขั้ว COM
    • ถ้าใช้เซ็นเซอร์ NPN (Sinking): ตัวเซ็นเซอร์จะส่ง 0V ออกมาเมื่อทำงาน ดังนั้นขั้ว COM ของ Input PLC จะต้องต่อกับไฟ +24V (เพื่อให้ PLC ทำตัวเป็น Sourcing จ่ายไฟรอไว้ให้กระแสไหลครบวงจร)
    • ถ้าใช้เซ็นเซอร์ PNP (Sourcing): ตัวเซ็นเซอร์จะจ่าย +24V ออกมาเมื่อทำงาน ดังนั้นขั้ว COM ของ Input PLC จะต้องต่อกับ 0V (เพื่อให้ PLC ทำตัวเป็น Sinking รอรับกระแสไฟ)

  2. ฝั่ง Output (การต่อ PLC ไปขับโหลด/รีเลย์): รหัสรุ่นของ PLC จะเป็นตัวบังคับฮาร์ดแวร์เลยครับ เปลี่ยนไม่ได้!

    • รุ่นลงท้ายด้วย R (Relay Output): เป็นหน้าสัมผัสกลไก ทนกระแสได้สูง (ประมาณ 2A) ใช้ได้ทั้งไฟ AC และ DC ต่อแบบไหนก็ได้ แต่ข้อเสียคือทำงานช้า และอายุการใช้งานจำกัด (เหมาะกับโหลดหนักๆ แต่ไม่ต้องกระพริบถี่ๆ)
    • รุ่นลงท้ายด้วย T (Transistor Sinking / NPN): ขั้ว COM หรือ V- ของ Output ต้องต่อกับ 0V เวลาสั่งงาน PLC จะดึงกระแสจากโหลดลง 0V
    • รุ่นลงท้ายด้วย T1 (Transistor Sourcing / PNP): ขั้ว COM หรือ V+ ของ Output ต้องต่อกับ +24V เวลาสั่งงาน PLC จะจ่ายไฟ +24V วิ่งออกไปหาโหลด
ไดอะแกรมเปรียบเทียบ NPN กับ PNP

4. 💻 ร่ายมนต์โค้ดและวงจร (Logic & Wiring)

มาดูตัวอย่างการต่อสาย (Wiring Diagram) แบบวิศวกรคุยกันครับ สมมติว่าเรามี PLC รุ่น CP1E-N40DT-D (รหัส T คือ Transistor Sinking Output แบบ DC Power Supply)

// ------------------------------------------------------------
// [Input Wiring: การต่อเซ็นเซอร์ NPN (3-wire) เข้า PLC]
// ------------------------------------------------------------
// เซ็นเซอร์ NPN จะส่ง 0V ออกมา ดังนั้น COM ฝั่ง Input ต้องต่อ +24V

DC 24V Power Supply:
[ +24V ] ------------------------> ขั้ว [ COM ] (Input Top Block)
                               |
                               +-> [ สายสีน้ำตาล (Brown) ของ Sensor ]
                               
[  0V  ] ------------------------> [ สายสีน้ำเงิน (Blue) ของ Sensor ]

[ สายสีดำ (Black / Signal) ] ----> ขั้ว [ 00 ] (Input CIO 0.00)

/* 
   Comment: พอเซ็นเซอร์จับวัตถุได้ สายสีดำจะดึงไฟจากขั้ว 00 ลงกราวด์ (0V) 
   ทำให้กระแสไหลจากขั้ว COM (+24V) ทะลุผ่านวงจร Opto-coupler ภายใน PLC 
   ไฟ LED ช่อง 00 ก็จะสว่างวาบ!
*/

// ------------------------------------------------------------
// [Output Wiring: การต่อ Sinking Output (รุ่น T) ไปขับ Relay 24VDC]
// ------------------------------------------------------------
// PLC เป็นแบบ Sinking (ดึงลง 0V) โหลดจึงต้องรอรับ +24V มาก่อน

DC 24V Power Supply:
[ +24V ] ------------------------> [ คอยล์ Relay ขา + ]
[  0V  ] ------------------------> ขั้ว [ COM หรือ V- ] (Output Bottom Block)

[ คอยล์ Relay ขา - ] ------------> ขั้ว [ 00 ] (Output CIO 100.00)

/* 
   Comment: พอโปรแกรมสั่งงาน CIO 100.00 ขั้ว 00 จะเชื่อมวงจรภายในลง 0V (COM) 
   ทำให้กระแสไฟจาก +24V ไหลผ่านคอยล์รีเลย์เข้าขั้ว 00 ลงกราวด์ครบวงจร รีเลย์ก็สับแป๊ก!
*/

5. 🛡️ เคล็ดลับคนหน้างาน (Factory Floor Pro-Tips)

ข้อควรระวังหน้างานจากสเปกชีทของ OMRON ที่คนพลาดกันเยอะ มีดังนี้ครับ:

  1. ไดโอดกันกระแสย้อนกลับ (Flyback Diode สำหรับ Inductive Load): ถ้าคุณเอา Transistor Output ไปขับโหลดที่เป็นขดลวด (Inductive Load) เช่น รีเลย์ (Relay) หรือ โซลินอยด์วาล์ว (Solenoid Valve) “ต้อง” ต่อไดโอดคร่อมขนานกับโหลดเสมอ (หันขั้วแคโทด หรือขีดแถบสี ไปทางฝั่ง +24V) เพื่อป้องกันไฟกระชาก (Surge voltage) ตอนที่ Output ตัดการทำงาน ไม่อย่างนั้น Transistor ภายใน PLC ของคุณจะไหม้และช็อตทะลุถาวรครับ! (ถ้าใช้กับไฟ AC ให้ใช้ Varistor หรือวงจร CR แทน)
  2. ระวังกระแสรั่วจาก 2-Wire Sensor (Leakage Current): ใครที่ชอบใช้เซ็นเซอร์แบบ 2 สาย (2-wire sensor) ต้องระวังให้ดี! แม้เซ็นเซอร์จะยังไม่ทำงาน แต่มันจะมี “กระแสไฟรั่วไหล (Leakage Current)” ปล่อยออกมาเลี้ยงวงจรตัวเองเสมอ หากกระแสรั่วนี้มีค่ามากกว่า “กระแส OFF (Ioff)” ของ PLC จะทำให้ PLC มองว่า Input นั้นถูก ON ค้างอยู่ตลอดเวลา (ไฟสถานะติดค้างผีหลอก) วิธีแก้คือต้องคำนวณและต่อ “ตัวต้านทานคร่อม (Bleeder Resistor)” ขนานที่ขั้ว Input เพื่อช่วยดึงกระแสส่วนเกินทิ้งไปครับ
  3. Output Capacity: Transistor Output ของ CP-Series จะทนกระแสได้ช่องละประมาณ 0.3A (300mA) อย่าเอาไปขับมอเตอร์หรือโหลดที่กินกระแสสูงๆ โดยตรงเด็ดขาด! ให้เอาไปขับ Solid State Relay (SSR) หรือ Relay ขยายก่อนเสมอ และระวังกระแสรวมของสาย COM ต้องไม่เกิน 0.9A ต่อหนึ่งขา COM ด้วยนะครับ

6. 🏁 บทสรุป (To be continued…)

ศิลปะของการ Wiring ไม่ใช่แค่การจิ้มสายให้ไฟติดครับ แต่คือการเข้าใจโครงสร้างฮาร์ดแวร์ภายใน เพื่อออกแบบระบบที่เสถียรและทนทาน ไม่พังง่ายเมื่อเจอ Noise หรือไฟกระชากหน้างาน ทีนี้ไม่ว่าคุณจะเจอเซ็นเซอร์แบบ NPN หรือ PNP คุณก็รู้วิธีพลิกแพลงการต่อสายเข้า OMRON CP-Series ได้อย่างถูกต้องแน่นอน!

ในตอนหน้า เราจะมาเริ่มเขียนโปรแกรมจริงๆ กันแล้ว! โดยเราจะมาทำความรู้จักพื้นที่สมองของ PLC ที่เรียกว่า “I/O Memory Allocation” (CIO, D, H, W Area) กันครับ ว่า Address ไหนใช้ทำอะไร ไฟดับค่าหายไหม เตรียมเปิดโปรแกรม CX-Programmer รอไว้เลยครับ!

ต้องการที่ปรึกษาด้านการออกแบบตู้คอนโทรล, เขียนโปรแกรม PLC OMRON หรือปรับปรุงเครื่องจักรในโรงงานของคุณ? ทีมงาน WP Solution พร้อมให้บริการออกแบบและติดตั้งระบบ Automation แบบครบวงจร ดูรายละเอียดบริการของเราได้ที่: www.wpsolution2017.com หรือพูดคุยปรึกษาเบื้องต้นได้ที่ Line: wisit.p