Mechatronics textbook: Sample pages

ท ฤ ษ ฎ ี เ ม ค ค า ท ร อ น ก ิ ส 

ท ฤ ษ ฎ ี เ ม ค ค า ท ร อ น ก ิ ส 

E u r o p a N r .

4 5 1 1 9

1

EUROPA - หนั​ังสื​ือเฉพาะทาง สำำ�หรั​ับเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ Fachkunde Mechatronik 6. Auflage

ทฤษฎี​ี เมคคาทรอนิ​ิกส์​์ พิ​ิมพ์​์ครั้​้�งที่​่� 6

รายชื่​่�อผู้​้�ทรงคุ​ุณวุ​ุฒิ​ิ 1. รองศาสตราจารย์​์ ดร. วั​ัชรินิ ทร์​์ โพธิ์​์�เงิ​ิน สาขาวิ​ิชาวิ​ิศวกรรมเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ และหุ่​่�นยนต์​์ ภาควิ​ิชาครุ​ุศาสตร์​์เครื่​่�องกล คณะครุ​ุศาสตร์​์อุ​ุตสาหกรรม มหาวิ​ิทยาลั​ัยเทคโนโลยี​ีพระจอมเกล้​้าพระนครเหนื​ือ (Assoc. Prof. Dr. Watcharin Pongaen, Division of Mechatronics and Robotics Engineering, Faculty of Technical Education, CIT, KMUTNB) 2. ผู้​้�ช่​่วยศาสตราจารย์​์ ดร. ชานิ​ินทร์​์ จู​ูฉิ​ิม สาขาวิ​ิชาเทคโนโลยี​ีวิ​ิศวกรรมเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ ภาควิ​ิชาเทคโนโลยี​ีวิ​ิศวกรรมเครื่​่�องกล วิ​ิทยาลั​ัยเทคโนโลยี​ีอุ​ุตสาหกรรม มหาวิ​ิทยาลั​ัยเทคโนโลยี​ีพระจอมเกล้​้าพระนครเหนื​ือ (Asst. Prof. Dr.-Ing. Chanin Joochim, Division of Mechatronics Engineering Technology, CIT, KMUTNB) 3. ผู้​้�ช่​่วยศาสตราจารย์​์ ดร. อรพดี​ี จู​ูฉิ​ิม อาจารย์​์ประจำำ�สถาบั​ันวิชิ าการหุ่​่�นยนต์​์ภาคสนาม (ฟี​ีโบ้​้) มหาวิ​ิทยาลั​ัยเทคโนโลยี​ีพระจอมเกล้​้าธนบุ​ุรี​ี (Asst. Prof. Dr. Orapadee Joochim, Institute of Field Robotics (FIBO), KMUTT) 4. ผู้​้�ช่​่วยศาสตราจารย์​์ ดร. วริ​ิษฐ์​์ ธรรมศิ​ิริ​ิโรจน์​์ ภาควิ​ิชาเทคโนโลยี​ีวิ​ิศวกรรมเครื่​่�องต้​้นกำำ�ลั​ัง วิ​ิทยาลั​ัยเทคโนโลยี​ีอุ​ุตสาหกรรม มหาวิ​ิทยาลั​ัยเทคโนโลยี​ีพระจอมเกล้​้าพระนครเหนื​ือ (Asst. Prof. Dr. Warit Thammasiriroj, Department of Power Engineering Technology, CIT, KMUTNB) 5. Mr. Markus Hoffmann, GTDEE Project Director and CIM Integrated Expert, AHK Thailand 6. Mr. Paul Koelker, German Expert for Industrial Meister Development at TGDE, KMUTNB 7. ดร. กมลศั​ักดิ์​์� สุ​ุระดม ผู้​้�จั​ัดการอาวุ​ุโส โปรแกรม GTDEE หอการค้​้าเยอรมั​ัน-ไทย (Dr. Kamonsak Suradom, GTDEE Senior Manager, AHK Thailand) In-Design 1. อาจารย์​์ ธานิ​ินทร์​์ ใหม่​่พิ​ิมพ์​์ อาจารย์​์ประจำำ�สาขาวิ​ิชาดิ​ิจิ​ิทั​ัลกราฟิ​ิก วิ​ิทยาลั​ัยเทคโนโลยี​ีดอนบอสโกกรุ​ุงเทพ 2. อาจารย์​์ อั​ัสนี​ี เวศนารั​ัตน์​์ อาจารย์​์ประจำำ�สาขาวิ​ิชาดิ​ิจิ​ิทั​ัลกราฟิ​ิก วิ​ิทยาลั​ัยเทคโนโลยี​ีดอนบอสโกกรุ​ุงเทพ 3. นายนราธิ​ิป ช่​่วงครบุ​ุรี​ี ผู้​้�ช่​่วย In-Design นั​ักศึ​ึกษาสาขาวิ​ิชาคอมพิ​ิวเตอร์​์กราฟิ​ิก วิ​ิทยาลั​ัยเทคโนโลยี​ีดอนบอสโกกรุ​ุงเทพ 4. นายสมั​ัณตชั​ัย ไชยแป้​้น ผู้​้�ช่​่วย In-Design นั​ักศึ​ึกษาสาขาวิ​ิชาคอมพิ​ิวเตอร์​์กราฟิ​ิก วิ​ิทยาลั​ัยเทคโนโลยี​ีดอนบอสโกกรุ​ุงเทพ

Printed at Don Bosco Technological College, Bangkok, Thailand.

Europa - number : 45119

© ทฤษฎี​ีเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ พิ​ิมพ์​์ครั้​้�งที่​่� 6 สำำ�นั​ักพิ​ิมพ์​์ VERLAG EUROPA LEHRMTTEL

2

การผลิ​ิตกราฟิ​ิก

© ทฤษฎี​ีเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ พิ​ิมพ์​์ครั้​้�งที่​่� 6 สำำ�นั​ักพิ​ิมพ์​์ VERLAG EUROPA LEHRMTTEL

4

สารบัญ การอธิบายสาระการเรียนรู้

9

LF 1

การวิ​ิเคราะห์​์ความสั​ัมพั​ันธ์​์ของการทำำ�งาน ในระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ .......................................................9 LF 2 การผลิ​ิตระบบย่​่อยเมคคานิ​ิค............................................... 10 LF 3 ความปลอดภั​ัยและเทคนิ​ิคในการติ​ิดตั้​้�งอุ​ุปกรณ์​์ไฟฟ้​้า..........12 LF 4 การตรวจสอบการส่​่งถ่​่ายพลั​ังงานและข้​้อมู​ูล ในชุ​ุดประกอบนิ​ิวเมติ​ิกส์​์และไฮดรอลิ​ิกส์​์ไฟฟ้​้า.....................13 LF 5 การสื่​่�อสารโดยใช้​้ระบบประมวลผลข้​้อมู​ูล ............................14 LF 6 การวางแผนและจั​ัดการขั้​้�นตอนการทำำ�งาน ..........................14 LF 7 ระบบย่​่อยเมคคาทรอนิ​ิกส์​์...................................................15 LF 8 การออกแบบและสร้​้างระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์......................16 การตรวจสอบการส่​่งข้​้อมู​ูลในระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ที่​่�ซั​ับซ้​้อน...17 LF 9 LF 10 การออกแบบการติ​ิดตั้​้�งและการถอดแยกชิ้​้�นส่​่วน .................18 LF 11 การติ​ิดตั้​้�ง การหาข้​้อผิ​ิดพลาด การแก้​้ไขปั​ัญหา และการซ่​่อมแซม .................................................................19 LF 12 การบำำ�รุ​ุงรั​ักษาเชิ​ิงป้​้องกั​ัน ....................................................20 LF 13 การส่​่งมอบระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ให้​้กั​ับลู​ูกค้​้า .....................20

1 พื้นฐานของการประมวลผลข้อมูล

23

1.1 ระบบปฏิบัติการ ..................................................................23 1.1.1 หน้าที่ของระบบปฏิบัติการ ..................................................23 1.1.2 หมวดหมู่ระบบปฏิบัติการ ....................................................24 1.1.3 ระบบปฏิ​ิบั​ัติ​ิการ Client-Server (จาก Windows) .............27 1.2 การใช้ Office.......................................................................33 1.2.1 การประมวลผลค�ำ ................................................................37 1.2.2 แผ่นตารางจัดการ ................................................................42 1.2.3 พรีเซนเทชั่นซอฟต์แวร์ .........................................................47 1.2.4 ระบบฐานข้อมูล ...................................................................53 1.3 ซอฟต์แวร์เสริม ....................................................................57 1.3.1 การแก้ไขรูปภาพ ..................................................................57 1.3.2 การสร้างเอกสาร PDF..........................................................59 1.3.3 การจัดการโครงการ .............................................................60 1.4 การเขียนโปรแกรมเบื้องต้น .................................................63 1.4.1 ภาษาโปรแกรม ....................................................................63 1.4.2 อัลกอริทึม ............................................................................63 1.4.3 โครงสร้างทั่วไปของโปรแกรม ..............................................63 1.4.4 ชนิดข้อมูลและตัวแปร .........................................................64 1.4.5 ชนิดข้อมูล ............................................................................64 1.4.6 อินพุตและเอาต์พุตส�ำหรับภาษาระดับสูง.............................65 1.4.7 การเชื่อมโยงชนิดของข้อมูล .................................................65 1.4.8 การพัฒนาโปรแกรม.............................................................65 1.4.9 โหมดการแสดงผลของอัลกอริทึม.........................................66 1.4.10 ตัวอย่างโปรแกรม.................................................................67 1.5 การสื่อสารในเครือข่าย.........................................................68 1.5.1 พื้นฐาน.................................................................................68 1.5.2 โปรโตคอลในการติดต่อสื่อสาร.............................................70 1.5.3 ภัยคุกคามต่อเครือข่ายและคอมพิวเตอร์ .............................71

2 การสื่อสารทางเทคนิค

73

2.1 การเขียนแบบในฐานะสื่อกลางการสื่อสาร ...........................73 2.1.1 ชนิดของแบบ .......................................................................74 2.1.2 การเขียนแบบภาพแสดงบางส่วน.........................................76 2.1.3 การแสดงเฉพาะส่วน ............................................................80 2.1.4 การวัดขนาดแต่ละชิ้นส่วน ...................................................81 2.1.5 ภาพแสดงเกลียว ..................................................................82 2.1.6 ชิ้นส่วนพื้นฐาน .....................................................................83

2.1.7 การเขียนแบบภาพประกอบ .................................................84 2.2 ตารางและแผนภาพ .............................................................85 2.2.1 ตาราง ..................................................................................85 2.2.2 แผนภาพ ..............................................................................85 2.3 การสื่อสารทางเทคนิคโดยใช้แปลน......................................86 2.4 ภาษาในฐานะสื่อกลางการสื่อสาร ........................................87 2.4.1 การจดบันทึก .......................................................................87 2.4.2 รายงานและการน�ำเสนอ......................................................88 2.4.3 การสร้างรายงาน..................................................................88 2.4.4 การน�ำเสนอรายงาน.............................................................88

3 เทคนิคการวัด

89

3.1 การวัดความยาวและการวัดมุม ............................................89 3.2 เครื่องมือวัดทางเครื่องกล.....................................................90 3.2.1 เวอร์เนียร์คาลิปเปอร์............................................................90 3.2.2 ไมโครมิเตอร์.........................................................................91 3.2.3 ไดอัลเกจ ..............................................................................91 3.2.4 การวั​ัดมุ​ุม ไม้​้โปรแทรกเตอร์​์ ...............................................92 3.3 เครื่องมือวัดแบบนิวเมติกส์ ..................................................93 3.4 เครื่องมือวัดทางไฟฟ้า ..........................................................93 3.5 เครื่องมือวัดทางอิเล็กทรอนิกส์ ............................................94 3.6 การตรวจสอบด้วยการวัดเปรียบเทียบ .................................94 3.7 การวัดพื้นผิว ........................................................................95 3.7.1 หลักการพื้นฐานของการวัดพื้นผิว ........................................95 3.7.2 กระบวนการวัดพื้นผิว ..........................................................95 3.7.3 ค่าความหยาบผิว .................................................................96 3.7.4 การก�ำหนดค่าความหยาบผิวในงานเขียนแบบการผลิต .......97 3.8 พิกัดความเผื่อและความพอดี...............................................98 3.8.1 พิกัดความเผื่อขนาด.............................................................98 3.8.2 ความพอดีในการสวม.........................................................100 3.8.3 ระบบความพอดีในการสวม ...............................................100 3.8.4 พิกัดความเผื่อส�ำหรับรูปร่างและต�ำแหน่ง..........................102

4 การจัดการคุณภาพ

103

4.1 นิยามเกี่ยวกับคุณภาพ.......................................................103 4.2 บทบาทหน้าที่ของการจัดการคุณภาพ...............................104 4.2.1 การวางแผนคุณภาพ..........................................................104 4.2.2 การควบคุมคุณภาพ...........................................................105 4.2.3 การตรวจสอบคุณภาพ.......................................................105 4.2.4 การปรับปรุงคุณภาพ .........................................................105 4.3 การจัดการคุณภาพตามมาตรฐาน DIN EN ISO 9000 : 2015................................................106 4.4 การจัดการคุณภาพไม่ได้เป็นหน้าที่ของหัวหน้างาน เพียงผู้เดียว ........................................................................106 4.5 การจัดการคุณภาพทางสถิติ...............................................107 4.5.1 ความผิดพลาดแบบสุ่มและทางสถิติ...................................107 4.5.2 การกระจายตัวปกติของ Gauss ........................................107 4.5.3 การ์ดควบคุมคุณภาพ เป็นเครื่องมือ ในการควบคุมคุณภาพ .......................................................108

5 เทคนิคด้านวัสดุ 5.1 5.2 5.2.1 5.2.2 5.2.3

109

การแบ่งประเภทของวัสดุ...................................................109 คุณสมบัติของวัสดุ..............................................................110 คุณสมบัติทางกายภาพ.......................................................110 คุณสมบัติทางเคมีและเทคโนโลยี .......................................111 คุณสมบัติทางกลและเทคโนโลยี.........................................111

© ทฤษฎี​ีเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ พิ​ิมพ์​์ครั้​้�งที่​่� 6 สำำ�นั​ักพิ​ิมพ์​์ VERLAG EUROPA LEHRMTTEL

5

สารบัญ

5.2.4 คุณสมบัติทางเทคนิคการผลิต............................................113 5.2.5 คุณสมบัติทางด้านสิ่งแวดล้อม............................................113 5.3 โครงสร้างของวัสดุโลหะ.....................................................114 5.3.1 โครงสร้างภายในของโลหะ.................................................114 5.3.2 ประเภทของโครงผลึกร่างตาข่าย .......................................114 5.4 วัสดุเหล็กและเหล็กกล้า .....................................................115 5.4.1 การแบ่งประเภทตามการใช้งาน .........................................115 5.4.2 การแบ่งประเภทตามชั้นของคุณภาพ.................................116 5.4.3 การก�ำหนดมาตรฐานของวัสดุเหล็ก และเหล็กกล้า ...........116 5.4.4 เหล็กกล้าและวัสดุเหล็กที่ส�ำคัญ (ตัวเลือก)........................118 5.5 โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก...............................................................121 5.5.1 ทองแดงและทองแดงผสม..................................................121 5.5.2 อลูมิเนียมและอลูมิเนียมผสม.............................................122 5.6 โลหะส�ำคัญอื่นๆ.................................................................123 5.7 วั​ัสดุ​ุซิ​ินเทอร์​์ .....................................................................124 5.7.1 การผลิตชิ้นส่วนซินเทอร์ ....................................................124 5.7.2 การใช้งานของโลหะซินเทอร์..............................................124 5.8 การกั​ัดกร่​่อน ......................................................................125 5.8.1 สาเหตุของการกัดกร่อน .....................................................125 5.8.2 รูปแบบของการกัดกร่อน ...................................................126 5.8.3 มาตการป้องกันการกัดกร่อน .............................................126 5.9 พลาสติก ............................................................................127 5.9.1 คุณสมบัติของพลาสติก และการน�ำไปใช้งาน.....................127 5.9.2 การแบ่งประเภทของพลาสติก ...........................................128 5.10 วั​ัสดุ​ุคอมโพสิ​ิต....................................................................130 5.11 วัสดุเสริม............................................................................131 5.12 วัสดุและการอนุรักษ์สิ่งแวดล้อม.........................................132

6 ระบบเมคคานิ​ิค (ระบบเครื่​่�องกล)

133

6.1 พื้​้�นฐานทางความคิ​ิดของระบบเมคคานิ​ิค..........................133 6.1.1 ขอบเขตของระบบเมคคานิ​ิค.............................................134 6.1.2 อิ​ินพุ​ุต (Input)/เอาต์​์พุ​ุต Output)....................................134 6.1.3 หน้าที่หลักและหน้าที่ย่อยของระบบทางด้านเทคนิค.........134 6.2 พื้​้�นฐานทางกายภาพของระบบเมคคานิ​ิค..........................136 6.2.1 งานในเมคคานิ​ิค................................................................136 6.2.2 ก�ำลังเชิงกลและประสิทธิภาพ ............................................137 6.3 หน่​่วยงานในระบบเมคคานิ​ิค ............................................139 6.3.1 หน่วยขับเคลื่อน.................................................................140 6.3.2 การส่งพลังงานของหน่วยงานของระบบ ............................140 6.3.2.1 เพลา ..................................................................................141 6.3.2.2 คัปปลิ้ง...............................................................................142 6.3.2.3 เฟือง/เกียร์.........................................................................144 6.3.2.4 ตัวแปรในระบบเฟือง .........................................................148 6.3.2.5 หัวขับไฟฟ้าเคลื่อนที่เชิงเส้นตรง (ลิเนียร์) ..........................150 6.3.3 หน่วยฟังก์ชั่นการท�ำงาน....................................................151 6.3.4 หน่วยค�้ำพยุง......................................................................151 6.3.4.1 ตัวถังและโครงสร้าง ...........................................................151 6.3.4.2 ระบบไกด์...........................................................................152 6.3.4.3 แบริ่ง (ตลับลูกปืน).............................................................155

7 การผลิ​ิตระบบเมคคานิ​ิค (เทคโนโลยี​ีการผลิ​ิต)

163

7.1 พื้​้�นฐานเทคโนโลยี​ีการผลิ​ิตระบบเมคคานิ​ิค.......................163 7.2 กลุ่​่�มหลั​ักในวิ​ิธี​ีการผลิ​ิตระบบเมคคานิ​ิค.............................163 7.3 การขึ้นรูปตามแบบ.............................................................166 7.3.1 การหล่อ ............................................................................166 7.3.2 การเผาซินเทอร์..................................................................167 7.3.3 การผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุ (การพิมพ์ 3 มิติ) ......................168 7.4 การขึ้นรูปโลหะ ..................................................................170 7.4.1 การแบ่​่งวิ​ิธี​ีการขึ้​้�นรู​ูป..........................................................170

7.4.2 การดัด ...............................................................................171 7.4.2.1 พื้นฐานทางด้านเทคนิค .....................................................171 7.4.2.2 การดัดท่อ ..........................................................................172 7.4.2.3 ความยาวก่อนการตัด.........................................................174 7.5 การตัดเฉือน.......................................................................175 7.5.1 พื้นฐานของการตัดเชิงกล...................................................175 7.5.2 การสกัด .............................................................................176 7.5.3 การเลื่อย ............................................................................178 7.5.4 การตะไบ ...........................................................................180 7.5.5 การกัดด้วยเครื่องจักร ........................................................181 7.5.6 การเจาะ.............................................................................184 7.5.7 การเจาะขยายรู..................................................................189 7.5.8 การรีม................................................................................190 7.5.9 การตัดเกลียว .....................................................................191 7.5.10 การกลึง..............................................................................195 7.5.11 การกัด................................................................................201 7.5.12 การเจียระไน ......................................................................206 7.6 การต่อ ...............................................................................209 7.6.1 การแบ่งประเภทและการท�ำงาน ........................................209 7.6.2 การต่อโบลต์ ......................................................................210 7.6.3 การต่อด้วยพินและโบลต์ ...................................................219 7.6.4 การต่อด้วยลิ่ม....................................................................221 7.6.5 การต่อลิ้น ..........................................................................222 7.6.6 การเชื่อม ............................................................................223 7.6.7 การต่อด้วยสารยึดเกาะ......................................................226 7.6.8 การต่อประสาน ..................................................................230 7.6.9 การต่อแบบกด ...................................................................232 7.6.10 การต่อแบบแคลมป์และการต่อหางปลา ............................233 7.7 การผลิตแบบอัตโนมัติ........................................................235 7.7.1 วิวัฒนาการของการผลิต ....................................................235 7.7.2 ส่วนประกอบของการผลิตแบบอัตโนมัติ ............................237 7.8 ระบบควบคุม CNC ............................................................239 7.8.1 ประวัติศาสตร์ในการพัฒนา ...............................................239 7.8.2 ลักษณะเฉพาะของเครื่องจักร CNC ...................................241 7.8.3 เซ็นเซอร์ตรวจจับต�ำแหน่ง .................................................242 7.8.4 การระบุต�ำแหน่งและระบบพิกัด........................................243 7.8.5 เครื่องมือวัดและเครื่องมือส�ำหรับแก้ไข..............................244 7.8.6 รูปแบบตัวควบคุม..............................................................245 7.8.6.1 ตัวควบคุมด้วยจุด...............................................................245 7.8.6.2 ตัวควบคุมแนวการเคลื่อนที่ ...............................................245 7.8.7 การเขียนโปรแกรม CNC ...................................................248 7.8.8 การเขียนโปรแกรมในการผลิตของเครื่องจักร CNC ...........259 7.8.9 ตัวอย่างเครื่องจักรควบคุมเชิงตัวเลขในการผลิต................261 7.9 เทคโนโลยีการขนถ่ายชิ้นงานและเทคโนโลยีหุ่นยนต์.........266 7.9.1 เครื่องมือขนถ่ายชิ้นงาน.....................................................267 7.9.1.1 Balancer...........................................................................268 7.9.1.2 แขนกลช่​่วยยก ...................................................................269 7.9.1.3 แขนกลควบคุ​ุมทางไกล ......................................................269 7.9.1.4 ระบบโมดู​ูล ........................................................................269 7.9.1.5 หุ่นยนต์อุตสาหกรรม .........................................................270 7.9.2 จลนศาสตร์ของหุ่นยนต์ .....................................................274 7.9.2.1 องศาอิ​ิสระของระบบชิ้​้�นงาน ..................................................275 7.9.2.2 ลักษณะโครงสร้างและพื้นที่ในการท�ำงาน..........................276 7.9.3 ตัวควบคุมภายในหุ่นยนต์...................................................279 7.9.4 การเขียนโปรแกรมค�ำสั่งควบคุมหุ่นยนต์ IRa.....................283

8 พื้​้�นฐานวิ​ิศวกรรมไฟฟ้​้า 8.1 8.2 8.2.1

285

แบบจำำ�ลองอะตอมของบอร์​์ ..............................................286 การแยกประจุ ....................................................................287 การสร้​้างแรงดั​ันไฟฟ้​้า ........................................................288

© ทฤษฎี​ีเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ พิ​ิมพ์​์ครั้​้�งที่​่� 6 สำำ�นั​ักพิ​ิมพ์​์ VERLAG EUROPA LEHRMTTEL

6

สารบัญ

8.2.2 ประเภทของแรงดันไฟฟ้า...................................................288 8.3 กระแสไฟฟ้า ......................................................................289 8.4 ความต้านทานไฟฟ้า...........................................................291 8.5 กฎของโอห์ม ......................................................................292 8.6 งานไฟฟ้าและก�ำลังไฟฟ้า ...................................................293 8.7 ประสิทธิภาพ .....................................................................294 8.8 สนามไฟฟ้า ........................................................................295 8.9 สนามแม่เหล็ก....................................................................297 8.9.1 วงจรแม่เหล็ก .....................................................................298 8.9.2 ปริมาณพื้นฐานของสนามแม่เหล็ก.....................................298 8.9.3 วัสดุแม่เหล็ก ......................................................................300 8.9.4 สภาพความเป็นแม่เหล็กของวัสดุเฟอร์โรแมกเนติก ...........301 8.9.5 แรงที่กระท�ำต่อตัวน�ำที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านแบบขนาน...302 8.9.6 การเหนี่ยวน�ำแม่เหล็กไฟฟ้า ..............................................302 8.10 วงจรพื้นฐานของตัวต้านทานไฟฟ้า ....................................306 8.10.1 ตัวต้านทานในวงจร ............................................................306 8.10.2 แถบสี​ีของตั​ัวต้​้านทาน.........................................................306 8.10.3 การต่อตัวต้านทานแบบอนุกรม .........................................307 8.10.4 กฎลูป (กฎข้อที่ 2 ของเคอร์ชอฟฟ์) ..................................308 8.10.5 การต่อตัวต้านทานแบบขนาน ...........................................308 8.10.6 กฎโหนด (กฎข้อที่ 1 ของเคอร์ชอฟฟ์) ..............................309 8.11 พื้นฐานของเทคนิคไฟฟ้ากระแสสลับ.................................309 8.11.1 การสร้างแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับและค�ำจ�ำกัดความ ........309 8.11.2 เวกเตอร์แสดงปริมาณสลับ ................................................311 8.11.3 ความถี่และคาบเวลา..........................................................311 8.11.4 ความถี่เชิงมุม .....................................................................311 8.11.5 ความยาวคลื่น ....................................................................312 8.11.6 ค่​่า RMS..............................................................................312 8.12 ตั​ัวเก็​็บประจุ​ุในวงจรไฟฟ้​้า ..................................................313 8.13 ขดลวดในวงจรไฟฟ้า..........................................................315 8.14 ไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟส..................................................317 8.14.1 การสร้างแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟส ........................317 8.14.2 ความสัมพันธ์ของแรงดันไฟฟ้าสามเฟส..............................317 8.14.3 การต่​่อแบบสตาร์​์ ...............................................................319 8.14.4 การต่​่อแบบเดลต้​้า .............................................................321 8.14.5 การใช้งานของวงจรสตาร์และวงจรเดลต้า .........................322 8.14.6 กำำ�ลั​ังไฟฟ้​้ากระแสสลั​ับสามเฟส..........................................323 8.15 พื้นฐานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ....................................325 8.15.1 ไดโอด ................................................................................325 8.15.1.1 ซี​ีเนอร์​์ไดโอด .....................................................................326 8.15.1.2 ไดโอดเปล่งแสง..................................................................326 8.15.2 ทรานซิสเตอร์.....................................................................327 8.15.3 ชิ้นส่วนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ก�ำลัง ............................328 8.15.3.1 ไดโอดก�ำลัง ........................................................................329 8.15.3.2 ไดแอก ...............................................................................329 8.15.3.3 ไทริ​ิสเตอร์​์พี​ีเกต .................................................................329 8.15.3.4 ไตรแอก .............................................................................329 8.15.3.5 ไอจี​ีบี​ีที​ี ...............................................................................330 8.16 พื้นฐานเทคนิคการวัดทางไฟฟ้า .........................................331 8.16.1 การวั​ัดปริ​ิมาณทางไฟฟ้​้าด้​้วยเครื่​่�องมื​ือวั​ัด...........................331 8.16.2 การวัดแรงดันไฟฟ้า ...........................................................332 8.16.3 การวัดกระแสไฟฟ้า ...........................................................332 8.16.4 วงจรแรงดันผิดพลาด .........................................................333 8.16.5 วงจรกระแสผิดพลาด .........................................................333 8.16.6 การวัดปริมาณไฟฟ้าที่ขึ้นกับเวลา ......................................333

9 เครื่องจักรกลไฟฟ้า

335

9.1 หม้อแปลงไฟฟ้า .................................................................336 9.1.1 หม้อแปลงไฟฟ้าเฟสเดียว...................................................336 9.1.1.1 แรงดั​ันไฟฟ้​้าวงจรเปิ​ิด.........................................................336

9.1.1.2 อัตราส่วนหม้อแปลงไฟฟ้า .................................................337 9.1.1.3 วงจรเปิดและโหลด ............................................................338 9.1.1.4 แรงดันลัดวงจร ..................................................................339 9.1.1.5 กระแสลัดวงจร ..................................................................340 9.1.1.6 ประสิทธิภาพของหม้อแปลงไฟฟ้า .....................................341 9.1.2 หม้อแปลงไฟฟ้าขนาดเล็ก .................................................342 9.1.3 หม้อแปลงออโต้ .................................................................343 9.2 ระบบขับเคลื่อนไฟฟ้า........................................................344 9.2.1 พื้นฐานของเครื่องจักรกลไฟฟ้า..........................................345 9.2.2 มอเตอร์อะซิงโครนัสสามเฟส .............................................347 9.2.3 มอเตอร์กระแสสลับเฟสเดียว.............................................350 9.2.4 มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง ...................................................351 9.2.4.1 หลักการท�ำงานของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง ....................352 9.2.4.2 ชนิดของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง .....................................353 9.2.4.3 การตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าในเครือข่ายแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ ...355 9.2.5 การเปลี่ยนแปลงความเร็วซิงโครนัสในมอเตอร์อะซิงโครนัส ...356 9.2.5.1 หลั​ักการทำำ�งานของอิ​ินเวอร์​์เตอร์​์........................................357 9.2.5.2 คุณสมบัติของเครื่องอะซิงโครนัสที่มีการควบคุมความถี่ ....359 9.2.6 การขั​ับเคลื่​่�อนเซอร์​์โว .........................................................360 9.2.7 สเต็​็ปมอเตอร์​์ .....................................................................362 9.2.8 มอเตอร์ EC .......................................................................364 9.2.9 การป้องกันการขับเคลื่อนไฟฟ้า .........................................367 9.2.10 การใช้​้ตั​ัวขั​ับเคลื่​่�อนแบบปรั​ับค่​่า..........................................370 9.3 ความเข้​้ากั​ันได้​้ทางแม่​่เหล็​็กไฟฟ้​้า ......................................373 9.3.1 การวั​ัด EMI ........................................................................375 9.3.2 มาตรการป้​้องกั​ัน EMI.........................................................375 9.3.3 สเปกตรัมความถี่ของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า .........................376 9.4 มาตรการป้​้องกั​ันอั​ันตรายจากกระแสไฟฟ้​้า........................377 9.4.1 อันตรายในการสัมผัสกับกระแสไฟฟ้า................................377 9.4.1.1 ผลกระทบของกระแสไฟฟ้าในร่างกายมนุษย์.....................377 9.4.1.2 การสัมผัสโดยตรงและการสัมผัสทางอ้อม..........................379 9.4.1.3 ค�ำศัพท์ทางเทคนิคและมาตรการป้องกัน...........................379 9.4.2 ข้อก�ำหนดด้านความปลอดภัยส�ำหรับระบบไฟฟ้าแรงต�่ำ...380 9.4.2.1 ระดับการป้องกัน ...............................................................380 9.4.2.2 ประเภทการป้องกัน IP ......................................................381 9.4.2.3 มาตรการในการท�ำงานกับระบบไฟฟ้า ..............................382 9.4.2.4 คุณสมบัติส�ำหรับงานด้านวิศวกรรมไฟฟ้า .........................383 9.4.2.5 ประเภทของความผิดพลาดในระบบไฟฟ้า.........................384 9.4.2.6 แรงดันไฟฟ้าในกรณีที่เกิดข้อผิดพร่อง................................384 9.4.3 การป้องกันไฟฟ้าช็อต ........................................................385 9.4.4 การตัดวงจรของแหล่งจ่ายไฟแบบอัตโนมัติ........................386 9.4.4.1 ข้อก�ำหนดส�ำหรับการป้องกันขั้นพื้นฐาน (การป้องกัน การสัมผัสโดยตรง) .............................................................386 9.4.4.2 ข้อก�ำหนดส�ำหรับการป้องกันความผิดพลาด (ป้องกัน การสัมผัสทางอ้อม) ............................................................387 9.4.4.3 การป้องกันในระบบ TN ....................................................388 9.4.4.4 การป้องกันในระบบ TT.....................................................389 9.4.4.5 การป้องกันในระบบ IT ......................................................390 9.4.5 ฉนวนสองชั้นหรือการเสริมฉนวน ......................................391 9.4.6 การแยกป้องกัน .................................................................391 9.4.7 การป้องกันด้วยแรงดันไฟฟ้าต�่ำโดยใช้ SELV หรือ PELV ...392 9.4.8 อุปกรณ์ป้องกันกระแสผิดพร่อง .........................................393 9.4.8.1 หน้าที่หลักของ RCD ..........................................................393 9.4.8.2 โครงสร้างและฟังก์ชั่นการท�ำงาน.......................................393 9.4.9 การตรวจสอบมาตรการป้องกัน .........................................394 9.4.9.1 การทดสอบขั้นต้นของระบบและอุปกรณ์ไฟฟ้าแบบอยู่ กับที่ ตามมาตรฐาน DIN VDE 0100 ตอนที่ 600 .............395 9.4.9.2 การตรวจสอบตัวน�ำป้องกันและการสมดุลศักย์ป้องกัน .....397 9.4.9.3 การวัดความต้านทานของฉนวนในระบบไฟฟ้า ..................397 9.4.9.4 การตรวจสอบมาตรการป้องกัน SELV, PELV และการแยกการป้​้องกั​ัน ....................................................398

© ทฤษฎี​ีเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ พิ​ิมพ์​์ครั้​้�งที่​่� 6 สำำ�นั​ักพิ​ิมพ์​์ VERLAG EUROPA LEHRMTTEL

สารบัญ

9.4.9.5 การวัดความต้านทานของฉนวนของพื้นและผนัง ...............398 9.4.9.6 การตรวจสอบซ�้ำของระบบและอุปกรณ์ไฟฟ้าแบบ อยู่กับที่ ตามมาตรฐาน DIN VDE 0105 ............................399 9.4.9.7 E-Check ตรารับรองคุณภาพส�ำหรับระบบไฟฟ้า...............400 9.4.10 การป้องกันไฟฟ้าสถิต.........................................................401

10 เทคนิคการควบคุม

403

10.1 พื้นฐาน ..............................................................................403 10.1.1 กระบวนการควบคุม ..........................................................403 10.1.2 การจัดแบ่งประเภทระบบควบคุม......................................404 10.1.3 กระบวนการควบคุมแบบป้อนกลับ ...................................406 10.2 เทคนิ​ิคสั​ัญญาณดิ​ิจิ​ิทั​ัล .....................................................407 10.2.1 ลักษณะสัญญาณ ...............................................................407 10.2.2 พื้นฐานของการเชื่อมต่อเชิงตรรกะ ....................................407 10.2.3 ตระกูลวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ................................................410 10.2.4 การออกแบบการเชื่อมต่อวงจรเกทลอจิก ..........................411 10.2.5 การท�ำให้สมการการท�ำงานง่ายขึ้น ....................................412 10.2.6 การท�ำให้วงจรเล็กลงด้วยไดอะแกรม KV...........................413 10.2.7 การวิเคราะห์วงจรลอจิก ....................................................415 10.2.8 ฟังก์ชั่นหน่วยความจ�ำ ........................................................416 10.2.8.1 JK-Master-Slave-FlipFlop (JK-MS-FF)..........................417 10.2.8.2 JK-Master-Slave-FlipFlop (JK-MS-FF) เมื่อท�ำงานกับอินพุตแบบ static........................................418 10.2.9 ตั​ัวนั​ับหรื​ือเคาน์​์เตอร์​์..........................................................418 10.2.9.1 เคาน์เตอร์แบบอะซิงโครนัส ...............................................418 10.2.9.2 เคาน์เตอร์แบบซิงโครนัส....................................................419 10.2.9.3 เรจิ​ิสเตอร์​์............................................................................421 10.2.9.4 หลั​ักการของชิ​ิฟต์​์เรจิ​ิสเตอร์​์................................................421 10.2.10 โมดู​ูลดิ​ิจิ​ิทั​ัลแบบพิ​ิเศษ .....................................................423 10.2.11 ระบบตัวเลข.......................................................................423 10.2.12 รหัส....................................................................................424 10.2.13 ตัวแปลงรหัส ......................................................................425 10.2.14 ตั​ัวแปลงสั​ัญญาณ................................................................425 10.3 การแสดงกราฟิกของการควบคุม .......................................427 10.3.1 รูปภาพและสัญลักษณ์วงจรของส่วนประกอบ ของตัวควบคุมนิวเมติกส์และไฮดรอลิกส์ ...........................427 10.3.2 แผนภาพการเดินสายไฟ ....................................................429 10.3.3 GRAFCET ..........................................................................431 10.3.4 แผนภาพสถานะ ................................................................435 10.4 นิวเมติกส์ ...........................................................................436 10.4.1 พื้นฐานทางกายภาพ ..........................................................436 10.4.2 คอมเพรสเซอร์​์....................................................................438 10.4.3 ระบบการปรับและการหมุนเวียนของแรงดันอากาศ ..........439 10.4.4 องค์ประกอบการท�ำงานแบบนิวเมติกส์ .............................442 10.4.4.1 กระบอกอัดอากาศ.............................................................442 10.4.4.2 กระบอกลูกสูบแบบพิเศษ ..................................................443 10.4.4.3 มอเตอร์แรงดันลม ..............................................................446 10.4.5 วาล์วนิวเมติกส์...................................................................448 10.4.5.1 วาล์วควบคุมทิศทาง...........................................................448 10.4.5.2 วาล์​์วการปิ​ิดกั้​้�นและวาล์​์วควบคุ​ุมการไหล..........................450 10.4.5.3 วาล์​์วควบคุ​ุมแรงดั​ัน............................................................451 10.4.6 พื้​้�นฐานวงจรไฟฟ้​้า..............................................................452 10.4.6.1 การเคลื่อนที่ไปข้างหน้าและถอยหลังอย่างง่าย ส�ำหรับกระบอกสูบ ............................................................452 10.4.6.2 อิทธิพลความเร็ว ................................................................454 10.4.6.3 การเชื่อมโยงสัญญาณที่มีความซับซ้อน ..............................455 10.4.6.4 การควบคุมที่ขึ้นอยู่กับแรงดัน ............................................458 10.4.6.5 การสลั​ับการหน่​่วงเวลา.......................................................459 10.4.6.6 สั​ัญญาณซ้​้อนทั​ับกั​ัน ...........................................................461 10.5 อิ​ิเล็​็กโทรนิ​ิวเมติ​ิกส์​์.............................................................465

10.5.1 ส่​่วนประกอบในระบบอิ​ิเล็​็กโทรนิ​ิวเมติ​ิก ส์​์...........................465 10.5.1.1 อุปกรณ์อินพุตไฟฟ้า...........................................................465 10.5.1.2 เซ็นเซอร์.............................................................................465 10.5.1.3 รี​ีเลย์​์และคอนแทคเตอร์​์......................................................466 10.5.1.4 โซลิ​ินอยด์​์วาล์​์ว....................................................................467 10.5.2 วงจรพื้นฐาน ......................................................................469 10.5.2.1 การเคลื่อนไปข้างหน้าและถอยหลังของกระบอกสูบ..........469 10.5.2.2 การเชื่อมต่อสัญญาณ .........................................................470 10.5.2.3 รีเลย์ ..................................................................................472 10.5.2.4 สถานะค้าง .........................................................................474 10.6 การควบคุ​ุมระบบไฮดรอลิ​ิกส์​์..............................................475 10.6.1 วงจรไฮดรอลิ​ิกส์​์..................................................................476 10.6.2 ของเหลวในระบบไฮดรอลิกส์ ............................................477 10.6.3 ปั๊มไฮดรอลิกส์และมอเตอร์ ................................................483 10.6.4 กระบอกสูบไฮดรอลิกส์ ......................................................488 10.6.5 วาล์​์วไฮดรอลิ​ิกส์​์.................................................................494 10.6.5.1 วาล์วควบคุมทิศทาง...........................................................494 10.6.5.2 วาล์วควบคุมแรงดัน ...........................................................497 10.6.5.3 วาล์วกันกลับและวาล์วควบคุมการไหล..............................499 10.6.5.4 อุปกรณ์เสริม......................................................................501 10.7 เซ็นเซอร์.............................................................................503 10.7.1 ความหมายของเซ็นเซอร์....................................................503 10.7.2 สวิ​ิตซ์​์จำำ�กั​ัดระยะเชิ​ิงกล......................................................505 10.7.3 อิ​ินดั​ักที​ีฟเซ็​็นเซอร์​์ หรื​ือพร็​็อกซิ​ิมิ​ิตี้​้�สวิ​ิตช์​์............................507 10.7.4 แฟกเตอร์​์ปรั​ับแก้​้ค่​่า............................................................507 10.7.5 คาปาซิ​ิที​ีฟเซ็​็นเซอร์​์.............................................................510 10.7.6 เซ็​็นเซอร์​์ชนิ​ิดใช้​้เสี​ียงหรื​ือเซ็​็นเซอร์​์อั​ัลตราโซนิ​ิค..................512 10.7.7 เซ็​็นเซอร์​์ประเภทใช้​้แสง......................................................515 10.7.7.1 เซ็​็นเซอร์​์ประเภทลำำ�แสงผ่​่านตลอด.....................................516 10.7.7.2 เซ็​็นเซอร์​์ประเภทลำำ�แสงสะท้​้อนกลั​ับ..................................516 10.7.7.3 เซ็​็นเซอร์​์ประเภทตรวจจั​ับโดยตรง......................................517 10.7.7.4 เซ็นเซอร์ประเภทตรวจจับโดยตรงที่มีการแยก พื้นหลังออกจากวัตถุ..........................................................518 10.7.7.5 เซ็​็นเซอร์​์ที่​่�มี​ีใยแก้​้วนำำ�แสง...................................................519 10.7.7.6 อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของเซ็นเซอร์แสง ............................521 10.7.7.7 เกณฑ์การคัดเลือก .............................................................522 10.7.8 เอ็​็นโค้​้ดเดอร์​์เป็​็นเซ็​็นเซอร์​์สำำ�หรั​ับการวั​ัดระยะทาง และวั​ัดมุ​ุม...........................................................................524 10.7.9 แหล่งจ่ายไฟและการเชื่อมต่อโหลด ...................................526 10.8 ลอจิกคอนโทรลเลอร์ที่ตั้งโปรแกรมได้ (PLC) ....................528 10.8.1 โครงสร้​้างและฟั​ังก์​์ชั​ันการทำำ�งาน ......................................528 10.8.1.1 การควบคุม PLC แบบคอมแพ็ค .......................................528 10.8.1.2 การควบคุม PLC แบบแยกส่วน ........................................528 10.8.1.3 พี​ีซี​ีอุ​ุตสาหกรรม..................................................................528 10.8.1.4 ซอฟต์​์ PLC ........................................................................529 10.8.1.5 การเดินสาย PLC ...............................................................529 10.8.1.6 ซี​ีพี​ียู​ู....................................................................................529 10.8.1.7 โหลดโปรแกรมลงใน CPU รี​ีเซ็​็ตโดยรวม..........................530 10.8.1.8 วัฎจักรการประมวลผลของโปรแกรม ................................530 10.8.1.9 อิ​ินพุ​ุต บล็​็อกอิ​ินพุ​ุต..........................................................531 10.8.1.10 เอาต์​์พุ​ุต บล็​็อกเอาต์​์พุ​ุต....................................................531 10.8.1.11 แฟล็​็ก ................................................................................532 10.8.2 การวางแผนโครงการ .........................................................532 10.8.2.1 ซอฟต์แวร์ระบบปฏิบัติการ ................................................532 10.8.2.2 แอพพลิ​ิเคชั่​่�นของซอฟต์​์แวร์​์ ...............................................532 10.8.2.3 โครงสร้​้างของโปรแกรม.....................................................533 10.8.3 ฟั​ังก์​์ชั่​่�นพื้​้�นฐาน ..................................................................536 10.8.3.1 คอนแทคปิ​ิด คอนแทคเปิ​ิด ................................................536 10.8.3.2 ลิ้​้�งค์​์ไบนารี่​่� .........................................................................536 10.8.3.3 ฟั​ังก์​์ชั​ัน AND .....................................................................537 10.8.3.4 ฟั​ังก์​์ชั​ัน OR ........................................................................537

© ทฤษฎี​ีเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ พิ​ิมพ์​์ครั้​้�งที่​่� 6 สำำ�นั​ักพิ​ิมพ์​์ VERLAG EUROPA LEHRMTTEL

7

8

สารบัญ

10.8.3.5 ฟั​ังก์​์ชันั หน่​่วยความจำำ� ........................................................538 10.8.3.6 การประเมินผลของสัญญาณ .............................................540 10.8.3.7 ฟั​ังก์​์ชั​ันเวลา .......................................................................540 10.8.3.8 ฟั​ังก์​์ชั​ันการนั​ับ ...................................................................541 10.8.3.9 ฟั​ังก์​์ชั​ันเปรี​ียบเที​ียบ ...........................................................542 10.8.4 การควบคุมล�ำดับ...............................................................542 10.8.4.1 การตรวจสอบกระบวนการด้วยโปรแกรม PLC (ค�ำสั่งให้รายงานกลับเมื่อเกิดข้อผิดพลาด) ........................545 10.8.4.2 โหมดการท�ำงานของการควบคุมตามล�ำดับ .......................548 10.8.4.3 รูปแบบพื้นฐานของการควบคุมล�ำดับ ................................548 10.8.5 ฟั​ังก์​์ชั​ันเกี่​่�ยวกั​ับความปลอดภั​ัยของการควบคุ​ุม .................551

11 เทคนิคการควบคุมแบบป้อนกลับ

555

11.1 คำำ�ศั​ัพท์​์พื้​้�นฐาน...................................................................555 11.2 องค์​์ประกอบของวงรอบควบคุ​ุม.........................................556 11.2.1 ตั​ัวควบคุ​ุมแบบสั​ัดส่​่วนที่​่�ไม่​่มี​ีการหน่​่วง...............................556 11.2.2 ตัวควบคุมแบบสัดส่วนที่มีการหน่วงอันดับหนึ่ง .................556 11.2.3 ตัวควบคุมแบบสัดส่วนที่มีการหน่วงอันดับสอง .................557 11.2.4 ตั​ัวควบคุ​ุมแบบอิ​ินทิ​ิกรั​ัล.....................................................558 11.2.5 ตั​ัวควบคุ​ุมแบบอนุ​ุพั​ันธ์​์.......................................................559 11.2.6 ตั​ัวควบคุ​ุม Dead Time.....................................................560 11.3 อุปกรณ์ควบคุมและตัวควบคุม ..........................................560 11.3.1 องค์ประกอบการควบคุมแบบไม่ต่อเนื่อง ...........................560 11.3.2 องค์ประกอบการควบคุมแบบต่อเนื่อง ...............................561 11.3.3 องค์​์ประกอบการควบคุ​ุมแบบดิ​ิจิ​ิทั​ัล...................................563 11.4 ความเสถี​ียรของระบบควบคุ​ุมแบบวงรอบปิ​ิด.....................564

12 ระบบบัสในเทคโนโลยีควบคุมอัตโนมัติ

565

12.1 รู​ูปแบบการสื่​่�อสาร..............................................................569 12.2 โทโปโลยี​ี.............................................................................571 12.3 ตัวกลางการส่งข้อมูล .........................................................573 12.4 ประเภทการถ่ายทอดสัญญาณ...........................................575 12.5 กระบวนการเข้าถึงถึงระบบบัส ..........................................576 12.5.1 การทำำ�งานแบบมาสเตอร์​์-สเลฟ..........................................576 12.5.2 หลั​ักการทำำ�งานแบบโทเค็​็น.................................................577 12.5.3 กระบวนการ CSMA...........................................................578 12.5.4 CSMA/CA..........................................................................579 12.6 ความปลอดภัยของข้อมูล...................................................579 12.7 AS-Interface ....................................................................580 12.7.1 หลักการท�ำงานของ AS-Interface ....................................580 12.7.2 การต่อสายเคเบิล AS-Interface .......................................582 12.7.3 การเริ่มด�ำเนินการระบบ AS-Interface ............................584 12.7.4 โครงสร้างของระบบ AS-Interface ...................................586 12.7.5 AS-Interface-Specification 2.11 ..................................589 12.7.6 AS-Interface-Specification 3.0 .....................................591 12.7.7 AS-i-Safety .......................................................................591 12.8 PROFIBUS.........................................................................591 12.8.1 PROFIBUS-DP ..................................................................592 12.8.2 PROFIBUS-PA ..................................................................594 12.9 Ethernet...........................................................................598 12.9.1 PROFINET.........................................................................602 12.10 สรุ​ุป ....................................................................................603

13 อุ​ุตสาหกรรม 4.00

605

13.1 โปรแกรมที่​่�เราใช้​้กั​ันอยู่​่�ในปั​ัจจุ​ุบั​ัน......................................605 13.2 สิ่​่�งใหม่​่ในอุ​ุตสาหกรรม 4.0 ................................................605

13.3 โรงงานจริ​ิงและภาพเสมื​ือนจริ​ิง..........................................606 13.4 พื้​้�นฐานร่​่วมสำำ�หรั​ับการผลิ​ิตแบบดิ​ิจิ​ิทั​ัล..............................608 13.5 โครงสร้างของส่วนประกอบอุตสาหกรรม 4.0....................608 13.6 กลุ่มการควบคุม .................................................................608 13.7 ระบบไซเบอร์-กายภาพ และ CPS......................................610

14 ระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์

613

14.1 ระบบย่​่อยของระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ ................................613 14.2 ส่​่วนประกอบของระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ ...........................614 14.2.1 ระบบย่​่อยเมคคานิ​ิค .........................................................614 14.2.2 ระบบย่อยไฮดรอลิกส์ ........................................................614 14.2.3 ระบบย่อยนิวเมติกส์...........................................................617 14.2.4 ระบบย่อยไฟฟ้า .................................................................618

15 การติดตั้ง การทดสอบ และการบ�ำรุงรักษา ระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์

627

15.1 การติ​ิดตั้​้�ง การประกอบ......................................................627 15.1.1 การประกอบต่​่อกั​ันด้​้วยการล็​็อก ........................................627 15.1.2 การประกอบต่​่อกั​ันด้​้วยแรงอั​ัด ...........................................628 15.1.3 การประกอบต่อกันด้วยสารประกอบ.................................628 15.2 การตรวจสอบการติดตั้งและปรับแต่งระบบ ......................629 15.2.1 การตรวจสอบก่อนการประกอบติดตั้ง ...............................629 15.2.2 การตรวจสอบระหว่างการประกอบติดตั้ง..........................629 15.2.3 การตรวจสอบหลังการประกอบติดตั้ง................................629 15.3 การวางแผนการประกอบติดตั้ง..........................................630 15.3.1 แผนการประกอบติดตั้ง......................................................631 15.3.2 ตัวอย่างแผนการประกอบติดตั้ง.........................................631 15.4 รูปแบบการประกอบติดตั้ง ................................................632 15.5 ตัวอย่างการประกอบติดตั้ง................................................634 15.5.1 ตัวอย่างการประกอบชุดบล็อกวาล์วไฟฟ้าลงบนราง DIN ..635 15.5.2 บทย่อจากแบบแผนการประกอบส�ำหรับเครื่องมือที่ใช้ ช่วยในการใช้งานเครื่องฉีดขึ้นรูป .......................................636 15.6 ความปลอดภัยในการท�ำงานระหว่างการประกอบติดตั้ง ...639 15.6.1 มาตรการรักษาความปลอดภัยเชิงป้องกันระหว่าง การทำำ�งานบนเครื่​่�องจั​ักรและระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ .........639 15.6.2 มาตรการหลังจากเกิดอุบัติเหตุจากการท�ำงาน ..................640 15.6.3 การป้องกันไฟไหม้และมาตรการในกรณีเกิดไฟไหม้ ..........641 15.6.4 การจัดการกับวัตถุอันตราย................................................642 15.6.5 แนวทางด้านความปลอดภัยของเครื่องจักร .......................642 15.7 การทดสอบใช้งานเครื่องจักร .............................................643 15.7.1 ข้อจ�ำกัดพิเศษส�ำหรับการทดสอบใช้งานเครื่องจักร...........643 15.7.2 ความรู้พื้นฐานของขั้นตอนการทดสอบระบบ.....................646 15.7.3 การทดสอบระบบนิวเมติกส์และอิเล็กโทรนิวเมติกส์ .........648 15.7.4 การทดสอบระบบไฮดรอลิ​ิกส์​์และอิ​ิเล็​็กโทรไฮดรอลิ​ิกส์​์......648 15.7.5 การทดสอบเครื่องจักรไฟฟ้า ..............................................649 15.7.6 การทดสอบระบบ PLC ......................................................650 15.7.7 ข้​้อผิ​ิดพลาดในการทำำ�การทดสอบระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์...650 15.8 การบำำ�รุ​ุงรั​ักษาระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ ...............................653 15.8.1 อัตราความล้มเหลวของระบบ............................................653 15.8.2 กลยุทธ์การบ�ำรุงรักษา .......................................................654 15.8.3 การซ่อมบ�ำรุงส�ำหรับเป็นมาตรการบ�ำรุงรักษาเชิงป้องกัน....655 15.8.4 การตรวจสอบเพื่อเป็นมาตรการป้องกันความล้มเหลว ......657 15.8.5 การซ่อมแซม ......................................................................658 15.8.6 การตรวจหาข้อผิดพลาดเพื่อเป็นพื้นฐานในการบ�ำรุงรักษา..658 สารบัญภาพ .......................................................................661 สารบั​ัญคำำ�ศั​ัพท์​์ ..................................................................662

© ทฤษฎี​ีเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ พิ​ิมพ์​์ครั้​้�งที่​่� 6 สำำ�นั​ักพิ​ิมพ์​์ VERLAG EUROPA LEHRMTTEL

9

การอธิบายสาระการเรียนรู้ การฝึ​ึกอบรมอาชี​ีพของช่​่างเมคคาทรอนิ​ิกส์​์แบ่​่งออกเป็​็น 13 สาระการเรี​ียนรู้​้� โดยสาระการเรี​ียนรู้​้�เหล่​่านี้​้�จะมุ่​่�งเน้​้น ขั้​้�นตอนการปฏิ​ิบั​ัติ​ิงานและขอบเขตของงาน ซึ่�ง่ อาจแตกต่​่างกั​ันไปตามบริ​ิษั​ัทที่​่�ฝึ​ึกอบรมในรั​ัฐต่​่างๆ ของประเทศเยอรมนี​ี เนื้​้�อหาของสาระการเรี​ียนรู้​้�สามารถปรั​ับใช้​้วิ​ิชาการสอนที่​่�แตกต่​่างกั​ันได้​้ สำำ�หรั​ับขอบเขตการสอนของโรงเรี​ียนอาชี​ีวศึ​ึกษา และการฝึ​ึกอบรมในบริ​ิษั​ัท เนื้​้�อหาการฝึ​ึกอบรมควรปรั​ับให้​้เข้​้ากั​ับเงื่​่�อนไขของภู​ูมิ​ิภาคและบริ​ิษั​ัท หน้​้าที่​่�ของตำำ�ราเรี​ียนทาง เทคนิ​ิคและคำำ�แนะนำำ� เพื่​่�อสนั​ับสนุ​ุนการสอนและการฝึ​ึกอบรมภายในบริ​ิษั​ัทโดยไม่​่คำำ�นึ​ึงถึ​ึงโครงสร้​้างของแต่​่ละวิ​ิชาและ ลั​ักษณะเฉพาะของภู​ูมิ​ิภาค ต่​่อไปนี้​้�เป็​็นตั​ัวอย่​่างของระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ที่​่�เลื​ือกมาเพื่​่�ออธิ​ิบายสาระการเรี​ียนรู้​้� และการใช้​้ตำำ�ราเรี​ียนภายใต้​้ กรอบแนวคิ​ิดการเรี​ียนรู้​้�

สาระการเรี​ียนรู้​้�ที่​่� 1

การวิ​ิเคราะห์​์ความสั​ัมพั​ันธ์​์ของการทำำ�งานในระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์

สาระการเรี​ียนรู้​้�นี้​้�จะทำำ�ให้​้ช่​่างเมคคาทรอนิ​ิกส์​์สามารถสั​ังเกตุ​ุและวิ​ิเคราะห์​์ระบบแบบภาพรวมได้​้ดั​ังนั้​้�นเพื่​่�อให้​้เข้​้าใจ ระบบได้​้ง่​่ายขึ้​้�นจึ​ึงจำำ�เป็​็นที่​่�จะแบ่​่งออกเป็​็นระบบย่​่อยและองค์​์ประกอบย่​่อยได้​้ รวมถึ​ึงสามารถอธิ​ิบายหน้​้าที่​่�และความสั​ัมพั​ันธ์​์ ของการทำำ�งาน และการส่​่งผ่​่านสั​ัญญาณ วั​ัสดุ​ุ และข้​้อมู​ูลที่​่�ได้​้ประสิ​ิทธิ​ิภาพ คื​ือคู่​่�มื​ือและเอกสารทางเทคนิ​ิคทุ​ุกรู​ูปแบบ เช่​่น การเขี​ียนแบบเทคนิ​ิค แผนภาพวงจร บล็​็อกไดอะแกรม แผนภู​ูมิ​ิแสดงหน้​้าที่​่� ข้​้อกำำ�หนดทางเทคนิ​ิค เป็​็นต้​้น เนื่​่�องจากสาระการเรี​ียนรู้​้�ที่​่� 1 เรี​ียกว่​่า “สาระการเรี​ียนรู้​้�ที่​่�มี​ีการเชื่​่�อมโยง” ที่​่�นำำ�ไปสู่​่�สาระการเรี​ียนรู้​้อื่​่� �นๆ ที่​่�เหลื​ืออยู่​่� สาระสำำ�คั​ัญของเนื้​้�อหาที่​่�จะอธิ​ิบายอย่​่างละเอี​ียดเกื​ือบทุ​ุกบทของหนั​ังสื​ือและสามารถเพิ่​่�มเติ​ิมได้​้ตามสถานการณ์​์การเรี​ียนรู้​้� © ทฤษฎี​ีเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ พิ​ิมพ์​์ครั้​้�งที่​่� 6 สำำ�นั​ักพิ​ิมพ์​์ VERLAG EUROPA LEHRMTTEL

10

การอธิบายสาระการเรียนรู้

สาระการเรี​ียนรู้​้�ที่​่� 2

การผลิ​ิตระบบย่​่อยเมคคานิ​ิค

ระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ประกอบด้​้วย ส่​่วนประกอบเมคคานิ​ิค และระบบที่​่�สร้​้างขึ้​้�นโดยการปรั​ับแต่​่งกึ่​่�งสำำ�เร็​็จรู​ูป ชิ้​้�นส่​่วนแต่​่ ละชิ้​้�นในระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์นั้​้�น ผลิ​ิตจากผลิ​ิตภั​ัณฑ์​์กึ่​่�ง สำำ�เร็​็จรู​ูป “อลู​ูมิ​ิเนี​ียม-โปรไฟล์​์” ท่​่อที่​่�อยู่​่�ในรู​ูปของแท่​่งจะต้​้อง “ตั​ัด” ตามขนาดที่​่�ต้​้องการและเจาะ จึ​ึงจำำ�เป็​็นที่​่�ต้​้องทราบ พื้​้�นฐานที่​่�สำำ�คั​ัญของเทคนิ​ิคของวั​ัสดุ​ุและการปรั​ับแต่​่ง สาระการเรียนรู้ที่ 2 ประกอบด้วยพื้นฐานของเทคโนโลยีด้าน โลหะที่จ�ำเป็นส�ำหรับการผลิต การปรับ และการประกอบโลหะ และพลาสติก ซึ่งรวมถึงความรู้เกี่ยวกับโครงสร้าง คุณสมบัติ และการใช้ประโยชน์ของวัสดุ รวมถึงมุมมองการใช้งานด้าน เศรษฐศาสตร์ สิ่งแวดล้อม และสุขอนามัยที่เกี่ยวข้อง นอกจากองค์​์ประกอบของวั​ัสดุ​ุแล้​้ว ทางเลื​ือกในการปรั​ับแต่​่ง ชิ้​้�นงานที่​่�ทำำ�จากวั​ัสดุ​ุเหล่​่านี้​้�ก็​็มี​ีความสำำ�คั​ัญ สาระการเรี​ียนรู้​้� ที่​่� 2 นั้​้�นจะเกี่​่�ยวข้​้องกั​ับกระบวนการปรั​ับแต่​่งทั้​้�งหมดที่​่�ช่​่าง เมคคาทรอนิ​ิกส์​์ต้​้องการ โดยนอกจากกระบวนการปรั​ับแต่​่ง แล้​้ว ยั​ังรวมถึ​ึงทางเลื​ือกที่​่�หลากหลายสำำ�หรั​ับการประกอบ เช่​่น การติ​ิดกาว การขั​ันสกรู​ู เป็​็นต้​้น

© ทฤษฎี​ีเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ พิ​ิมพ์​์ครั้​้�งที่​่� 6 สำำ�นั​ักพิ​ิมพ์​์ VERLAG EUROPA LEHRMTTEL

การอธิบายสาระการเรียนรู้

เพื่อให้สามารถปรับแต่งชิ้นงานได้ ผู้ท�ำงานที่มีทักษะจะต้อง สามารถสื่อสารในเชิงเทคนิคกับผู้อื่นได้อย่างชัดเจนและเข้าใจ หมายความว่าสามารถอ่านแบบเทคนิค แผนภาพ ไดอะแกรม และกราฟได้ นอกจากนี้ยังต้องสามารถร่างแบบและอธิบายขั้นตอนต่างๆ ได้ทักษะและความรู้ที่ถ่ายทอดในสาระการเรียนรู้นี้เป็นข้อ ก�ำหนดส�ำหรับสาระการเรียนรู้ที่ 10 ตารางที่​่� 1 เนื้​้�อหาการเรี​ียนรู้​้�ของสาระการเรี​ียนรู้​้�ที่​่� 2 เนื้อหาการเรียนรู้

บทในต�ำราเรียน

แบบชิ้นงานเดี่ยวและกลุ่ม รายการชิ้นส่วน ส่​่วนประกอบเครื่​่�อง การปรั​ับ และความคลาดเคลื่​่�อน

2 การสื่อสารทางเทคนิค 6 ระบบเชิ​ิงกล 7 การผลิ​ิตระบบเชิ​ิงกล 6 ระบบเชิ​ิงกล 14 การประกอบ การติ​ิดตั้​้�ง และการบำำ�รุ​ุงรั​ักษาระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ 6 ระบบเชิ​ิงกล 6 ระบบเชิ​ิงกล 5 วัสดุและวัสดุที่ใช้ 6 ระบบเชิ​ิงกล 14 การประกอบ การติ​ิดตั้​้�ง และการบำำ�รุ​ุงรั​ักษาระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ 14 การประกอบ การติ​ิดตั้​้�ง และการบำำ�รุ​ุงรั​ักษาระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์

แผนการติ​ิดตั้​้�ง องค์​์ประกอบที่​่�ยึ​ึด พื้​้�นฐานของการตั​ัดด้​้วยตนเองและขึ้​้�นรู​ูปเครื่​่�องจั​ักร สร้​้างการเชื่​่�อมต่​่อแบบเมคคานิ​ิค วัสดุและวัสดุเสริมที่ใช้งานเฉพาะ เครื่​่�องมื​ือประกอบและอุ​ุปกรณ์​์เสริ​ิม การจั​ัดเก็​็บที่​่�เหมาะสมสำำ�หรั​ับการติ​ิดตั้​้�ง ความปลอดภัย และการป้องกันในการท�ำงาน อุปกรณ์ทดสอบและตรวจวัด

3 เทคนิคการทดสอบ 4 การจัดการคุณภาพ

© ทฤษฎี​ีเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ พิ​ิมพ์​์ครั้​้�งที่​่� 6 สำำ�นั​ักพิ​ิมพ์​์ VERLAG EUROPA LEHRMTTEL

11

12 12

การอธิบายสาระการเรียนรู้

สาระการเรียนรู้ที่ 3

ความปลอดภัยและเทคนิคในการติดตั้งอุปกรณ์ไฟฟ้า

ปั​ัจจุ​ุบั​ันอุ​ุปกรณ์​์ไฟฟ้​้ามั​ักจะถู​ูกนำำ�มาใช้​้ในการสร้​้างระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ การใช้​้งานอุ​ุปกรณ์​์เหล่​่านี้​้�จึ​ึงต้​้องการ ความรู้​้�อย่​่างละเอี​ียดเกี่​่�ยวกั​ับวิ​ิธี​ีการทำำ�งาน กฎหมายที่​่�บั​ังคั​ับใช้​้ในการติ​ิดตั้​้�ง และโดยเฉพาะอย่​่างยิ่​่�งมาตรการป้​้องกั​ันที่​่� จำำ�เป็​็น ช่​่างเมคคาทรอนิ​ิคส์​์ต้​้องเข้​้าใจกระบวนการทางไฟฟ้​้าและสามารถดำำ�เนิ​ินการติ​ิดตั้​้�งที่​่�จำำ�เป็​็นตามข้​้อกำำ�หนดด้​้านความ ปลอดภั​ัยทั้​้�งหมด ต้​้องสามารถคำำ�นวณปริ​ิมาณทางไฟฟ้​้า ความสั​ัมพั​ันธ์​์และตั​ัวเลื​ือกการแสดงผล รวมถึ​ึงสามารถตรวจสอบ โดยใช้​้อุ​ุปกรณ์​์และวิ​ิธี​ีการวั​ัดที่​่�เหมาะสมได้​้ ในสาระการเรียนรู้ที่ 3 จะมีการวางพื้นฐานส�ำหรับสาระการเรียนรู้ดังต่อไปนี้ ตารางที่​่� 1 เนื้​้�อหาการเรี​ียนรู้​้�ของสาระการเรี​ียนรู้​้�ที่​่� 3 เนื้อหาการเรียนรู้

บทในต�ำราเรียน

ปริมาณไฟฟ้า ความสัมพันธ์ สาธิตการแสดงผล และการค�ำนวณ ส่วนประกอบในวงจรไฟฟ้ากระแสตรงและกระแสสลับ

8 พื้นฐานวิศวกรรมไฟฟ้า 8 พื้นฐานวิศวกรรมไฟฟ้า 9 ระบบไฟฟ้า 8 พื้นฐานวิศวกรรมไฟฟ้า 8 พื้นฐานวิศวกรรมไฟฟ้า 12 ระบบบัส 8 พื้นฐานวิศวกรรมไฟฟ้า 8 พื้นฐานวิศวกรรมไฟฟ้า

วิธีการวัดทางไฟฟ้า การเลือกสายเคเบิลและสายไฟส�ำหรับการส่งพลังงานและข้อมูล ระบบไฟฟ้า อันตรายจากการใช้งานเกินพิกัด การลัดวงจรและแรงดันเกินพิกัด การค�ำนวณอุปกรณ์การป้องกันที่จ�ำเป็น การจัดการตารางและสูตร กระแสไฟฟ้​้าที่​่�มี​ีผลต่​่อสิ่​่�งมี​ีชี​ีวิ​ิต กฎความปลอดภั​ัยในงานวิ​ิศวกรรมไฟฟ้​้า มาตรการการช่​่วยเหลื​ือในกรณี​ีที่​่�เกิ​ิดอุ​ุบั​ัติ​ิเหตุ​ุ มาตรการการป้องกันกระแสไหลผ่านร่างกายที่เป็นอันตรายตามมาตรฐานการใช้ อุปกรณ์ป้องกันอันตรายจากไฟฟ้า การทดสอบอุปกรณ์ไฟฟ้า สาเหตุของแรงดันไฟฟ้าเกินพิกัดและสัญญาณรบกวน ผลกระทบ มาตรการป้องกัน ความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า

8 พื้นฐานวิศวกรรมไฟฟ้า 9 ระบบไฟฟ้า 8 พื้​้�นฐานวิ​ิศวกรรมไฟฟ้​้า 9 ระบบไฟฟ้​้า 8 พื้นฐานวิศวกรรมไฟฟ้า 9 ระบบไฟฟ้า 8 พื้นฐานวิศวกรรมไฟฟ้า 9 ระบบไฟฟ้า 8 พื้นฐานวิศวกรรมไฟฟ้า 9 ระบบไฟฟ้า 9 ระบบไฟฟ้า

วิ​ิชาเมคคาทรอนิ​ิ ©© ทฤษฎี​ี เมคคาทรอนิ​ิกส์​์กส์​์พิ​ิมพิ​ิพ์​์มคพ์​์รั้​้ค�งรั้​้ที่​่��งที่​่�6 6สำำ�สำำนั​ั�นั​ักพิ​ิกพิ​ิมพ์​์มพ์​์VERLAG VERLAGEUROPA EUROPALEHRMTTEL LEHRMTTEL

การอธิบายสาระการเรียนรู้

สาระการเรียนรู้ที่ 4

การตรวจสอบการส่งถ่ายพลังงานและข้อมูลในชุดประกอบนิวเมติกส์ และอิ​ิเล็​็กโทรนิ​ิวเมติ​ิกส์​์

ปั​ัญหาการควบคุ​ุมส่​่วนใหญ่​่สามารถแก้​้ไขได้​้ด้​้วยวิ​ิธีที่​่ี �แตกต่​่างกั​ันและเทคนิ​ิคที่​่�หลากหลาย เช่​่น นิ​ิวเมติ​ิกส์​์ ไฮดรอลิ​ิกส์​์ บ่​่อยครั้​้�งจำำ�เป็​็นต้​้องมี​ีการผสมผสานเทคโนโลยี​ีของอุ​ุปกรณ์​์ต่​่างๆ เข้​้าด้​้วยกั​ัน การควบคุ​ุมแบบอิ​ิเล็​็กโทรนิ​ิวเมติ​ิกส์​์หรื​ือ อิ​ิเล็​็กโทรไฮดรอลิ​ิกส์​์ มั​ักถู​ูกนำำ�มาใช้​้แทนการควบคุ​ุมด้​้วยนิ​ิวเมติ​ิกส์​์หรื​ือไฮดรอลิ​ิกส์​์ในปั​ัจจุ​ุบั​ัน ข้​้อกำำ�หนดเบื้​้�องต้​้นสำำ�หรั​ับ การติ​ิดตั้​้�งการควบคุ​ุมที่​่�เหมาะสม คื​ือ ความรู้​้�หลั​ักการทำำ�งานและความสามารถในการอธิ​ิบายการส่​่งถ่​่ายข้​้อมู​ูลและสามารถ ออกแบบหรื​ือ อ่​่านและตี​ีความแผนการติ​ิดตั้​้�งได้​้ สาระการเรี​ียนรู้​้�ที่​่� 4 มี​ีความเชื่�อ่ มโยงกั​ับสาระการเรี​ียนรู้​้�ที่​่� 1 ดั​ังที่​่�ได้​้กล่​่าวไปแล้​้ว สาระการเรี​ียนรู้​้ที่​่� � 4 เป็​็นสาระการ เรี​ียนรู้​้�ที่​่�มี​ีความเชื่�อ่ มโยง เช่​่น ในที่​่�นี้​้�ที่​่�ต้​้องใช้​้ทั​ักษะการวิ​ิเคราะห์​์ระบบและการวิ​ิเคราะห์​์ความสั​ัมพั​ันธ์​์การทำำ�งานที่​่�ได้​้รั​ับจาก สาระการเรี​ียนรู้​้�ที่​่� 1 เนื้​้�อหาของสาระการเรี​ียนรู้​้�นี้​้�จะมี​ีการเชื่​่�อมโยงเนื้​้�อหาและนำำ�ไปใช้​้ในสาระการเรี​ียนรู้​้�ที่​่� 7 และ 8 ตารางที่​่� 1 เนื้​้�อหาการเรี​ียนรู้​้�ของสาระการเรี​ียนรู้​้�ที่​่� 4 เนื้อหาการเรียนรู้

บทในต�ำราเรียน

ระบบนิ​ิวเมติ​ิกส์​์และไฮดรอลิ​ิกส์​์ ความสั​ัมพั​ันธ์​์ของมั​ัน สาธิตการแสดงผลและการค�ำนวณ แหล่งจ่ายไฟฟ้าของระบบนิวเมติกส์และไฮดรอลิกส์

2 การสื่​่�อสารทางเทคนิ​ิค 10 เทคนิคการควบคุม 10 เทคนิคการควบคุม 8 พื้นฐานวิศวกรรมไฟฟ้า 10 เทคนิคการควบคุม 10 เทคนิคการควบคุม 2 การสื่อสารทางเทคนิค 10 เทคนิคการควบคุม 10 เทคนิคการควบคุม 8 พื้นฐานวิศวกรรมไฟฟ้า 9 ระบบไฟฟ้า 10 เทคนิ​ิคการควบคุ​ุม

วงจรพื้นฐานของเทคนิคการควบคุม คู่มือทางเทคนิค สัญญาณและค่าที่วัดได้ในระบบควบคุม อันตรายจากการใช้ไฟฟ้าในระบบนิวเมติกส์และไฮดรอลิกส์

มุ​ุมมองด้​้านเศรษฐศาสตร์​์ ความปลอดภั​ัย อาชี​ีวอนามั​ัย และสิ่​่�งแวดล้​้อม รวมถึ​ึงการรี​ีไซเคิ​ิล

© ทฤษฎี​ีเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ พิ​ิมพ์​์ครั้​้�งที่​่� 6 สำำ�นั​ักพิ​ิมพ์​์ VERLAG EUROPA LEHRMTTEL

13

14

การอธิบายสาระการเรียนรู้

สาระการเรียนรู้ที่ 5

การสื่อสารโดยใช้ระบบประมวลผลข้อมูล

สาระการเรียนรู้นี้เป็นการใช้ระบบประมวลผลข้อมูลและการ จ�ำแนกประเภทในขั้นตอนการปฏิบัติงาน รวมถึงโครงสร้าง ระบบเครือข่ายและระบบความปลอดภัยด้านข้อมูล ดังนั้น จึงจ�ำเป็นต้องมีความเข้าใจอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับพื้นฐานของ การประมวลผลข้อมูลและความสามารถในการใช้ซอฟต์แวร์ มาตรฐานที่สอดคล้องกับมาตรฐานอุตสาหกรรม ในกรณี​ีของช่​่างเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ สิ่​่�งนี้​้�สามารถเป็​็นได้​้ทั้​้�งระบบ ปฏิ​ิบั​ัติ​ิการและโปรแกรมสำำ�เร็​็จรู​ูป เช่​่น โปรแกรม Office โปรแกรม CAD ขั้​้�นพื้​้�นฐาน และยั​ังรวมถึ​ึงซอฟต์​์แวร์​์จำำ�ลอง หรื​ือซอฟต์​์แวร์​์การเขี​ียนโปรแกรมสำำ�หรั​ับหุ่​่�นยนต์​์ โปรแกรม เครื​ือข่​่ายภายในองค์​์การ เป็​็นต้​้น นอกเหนือจากความเชี่ยวชาญด้านซอฟต์แวร์แล้ว เนื้อหาของ สาระการเรียนรู้นี้ยังรวมถึงการติดตั้งและก�ำหนดรูปแบบ ของอุปกรณ์ต่างๆ อีกด้วย ตารางที่​่� 1 เนื้​้�อหาการเรี​ียนรู้​้�ของสาระการเรี​ียนรู้​้�ที่​่� 5 เนื้อหาการเรียนรู้

บทในต�ำราเรียน

ระบบปฏิบัติการ ระบบประมวลผลข้อมูลผ่านเครือข่าย การป้องกันข้อมูลและความปลอดภัยของข้อมูล การเตรียมข้อมูลโดยใช้ซอฟต์แวร์ในอุตสาหกรรม สัญญาณและค่าที่วัดได้ในระบบควบคุม การเตรียมข้อมูลโดยใช้การประมวลผลข้อมูล การยศาสตร์ในการออกแบบอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล ให้มีความปลอดภัย และสะดวกสบายต่อการใช้งาน

เนื้อหาทั้งหมดนี้อยู่ในบทที่ 1 เป็นหลัก ซอฟต์แวร์แลฮาร์ดแวร์ เฉพาะด้านอุตสาหกรรมได้ถูกอธิบายไว้ในบทต่างๆ ที่เกี่ยวข้อง เช่น บทที่ 7 ระบบการผลิตที่ยืดหยุ่น หรือหัวข้อ 10.7 PLC

สาระการเรียนรู้ที่ 6

การวางแผนและจัดการขั้นตอนการท�ำงาน

โครงสร้​้างองค์​์การในการดำำ�เนิ​ินงานและการสร้​้างการทำำ�งานเป็​็นที​ีมตามเกณฑ์​์การทำำ�งาน เกณฑ์​์การผลิ​ิตและเกณฑ์​์ทาง เศรษฐศาสตร์​์เป็​็นจุ​ุดสำำ�คั​ัญของสาระการเรี​ียนรู้​้นี้​้� � สิ่​่�งสำำ�คั​ัญคื​ือ ช่​่างเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ทราบขั้​้�นตอนการปฏิ​ิบั​ัติ​ิงานและสามารถ นำำ� ไปปฏิ​ิบั​ัติ​ิงานได้​้เมื่​่�อทำำ�งานกั​ับเครื่​่�องจั​ักร โดยสามารถอ่​่านและอธิ​ิบายแผนการดำำ�เนิ​ินงาน ต้​้องมี​ีความรู้​้ที่​่� �ครอบคลุ​ุมเกี่​่�ยวกั​ับ มาตรการป้​้องกั​ันอุบัุ ัติ​ิเหตุ​ุและความพร้​้อมที่​่�จะปฏิ​ิบั​ัติ​ิตามมาตรการดั​ังกล่​่าว ในทุ​ุกกิ​ิจกรรมการทำำ�งานให้​้คำำ�นึ​ึงถึ​ึงแนวคิ​ิด คุ​ุณภาพ ตารางที่​่� 1 เนื้​้�อหาการเรี​ียนรู้​้�ของสาระการเรี​ียนรู้​้�ที่​่� 6 เนื้อหาการเรียนรู้

บทในต�ำราเรียน

การวางแผนวัสดุและการค�ำนวณ การวิเคราะห์กระบวนการท�ำงาน การประเมินและจัดท�ำเอกสารประกอบผลลัพธ์ การออกแบบอุปกรณ์ให้มีความปลอดภัย และการป้องกันอุบัติเหตุเชิงป้องกัน พื้นฐานการค�ำนวณเวลาและค่าใช้จ่าย ขั้นตอนการน�ำเสนอของกระบวนการท�ำงาน การจัดการคุณภาพ

สาระการเรียนรู้ที่ 6 นี้มีผลต่อสาระการเรียนรู้อื่นๆ เช่นเดียว กับสาระการเรียนรู้ที่ 5 ดังนั้นเนื้อหาของหนังสือเล่มนี้จึงถูก จัดอยู่ในบทที่แตกต่างกัน เช่น การจัดท�ำเอกสาร อยู่ในบทที่ 1 และ 2 กระบวนการท�ำงาน อยู่ในบทที่ 10 และ 14

© ทฤษฎี​ีเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ พิ​ิมพ์​์ครั้​้�งที่​่� 6 สำำ�นั​ักพิ​ิมพ์​์ VERLAG EUROPA LEHRMTTEL

15

การอธิบายสาระการเรียนรู้

สาระการเรี​ียนรู้​้�ที่​่� 7

ระบบย่​่อยเมคคาทรอนิ​ิกส์​์

ตั​ัวควบคุ​ุมนิ​ิวเมติ​ิกส์​์

เทคโนโลยี​ีเซ็​็นเซอร์​์

ระบบไฟฟ้​้า

บั​ัส เทอร์​์มิ​ินอล

บั​ัส เทอร์​์มิ​ินอล

โมดู​ูล I/O

อุ​ุปกรณ์​์

โมดู​ูล I/O

อุ​ุปกรณ์​์

อุ​ุปกรณ์​์

การส่​่งข้​้อมู​ูลในระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์

สาระการเรี​ียนรู้​้�ที่​่� 7 มี​ีความสั​ัมพั​ันธ์​์ใกล้​้เคี​ียงกั​ับสาระการเรี​ียนรู้​้�ที่​่� 8 ในบทนี้​้�มี​ีการวางพื้​้�นฐานเทคนิ​ิคการควบคุ​ุมที่​่�ทำำ�ให้​้ สามารถสร้​้างระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ตามที่​่�อธิ​ิบายไว้​้ในบทที่​่� 8 ได้​้ นอกจากนี้​้�ความสามารถในการใช้​้งานและหน้​้าที่​่�การทำำ�งาน ของแอคชู​ูเอเตอร์​์และเซ็​็นเซอร์​์ การแก้​้ปั​ัญหาด้​้านเทคนิ​ิคการควบคุ​ุมผ่​่านการใช้​้ตั​ัวควบคุ​ุมแบบนิ​ิวเมติ​ิกส์​์ อิ​ิเล็​็กโทรนิ​ิวเม ติ​ิกส์​์ไฟฟ้​้า ไฮดรอลิ​ิกส์​์ อิ​ิเล็​็กโทรไฮดรอลิ​ิกส์​์ และ PLC เป็​็นสิ่​่�งสำำ�คั​ัญอย่​่างยิ่​่�ง ตารางที่​่� 1 เนื้​้�อหาการเรี​ียนรู้​้�ของสาระการเรี​ียนรู้​้�ที่​่� 7 เนื้อหาการเรียนรู้

บทในต�ำราเรียน

ระบบรวมวงจรควบคุมและบล็อกไดอะแกรม

10 เทคนิคการควบคุม 11 เทคนิคการควบคุมแบบป้อนกลับ 10 เทคนิคการควบคุม 11 เทคนิคการควบคุมแบบป้อนกลับ 10.6 เทคโนโลยีเซ็นเซอร์ 10.6 เทคโนโลยีเซ็นเซอร์ 10 เทคนิคการควบคุม 10 เทคนิคการควบคุม 10 เทคนิคการควบคุม 11 เทคนิคการควบคุมแบบป้อนกลับ 10.6 เทคโนโลยีเซ็นเซอร์ 10 เทคนิคการควบคุม 9 ระบบไฟฟ้า 10 เทคนิคการควบคุม

พารามิเตอร์ในการควบคุมและการควบคุมแบบป้อนกลับ หน้าที่การท�ำงานของเซ็นเซอร์และทรานสดิวเซอร์ ลักษณะของสัญญาณของเซ็นเซอร์และทรานสดิวเซอร์ การเขียนโปรแกรมการควบคุมล�ำดับเบื้องต้นและฟังก์ชั่นการควบคุม การออกแบบวงจรไฟฟ้า ควบคุมนิวเมติกส์ ไฮดรอลิกส์ การแสดงไดอะแกรมของขั้นตอนการควบคุมและการควบคุมแบบป้อนกลับ การวัดสัญญาณ วงจรพื้นฐานและหน้าที่การท�ำงานของระบบขับเคลื่อน การน�ำเสนอการวางแผนฟังก์ชั่นของหน่วยขับเคลื่อน

© ทฤษฎี​ีเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ พิ​ิมพ์​์ครั้​้�งที่​่� 6 สำำ�นั​ักพิ​ิมพ์​์ VERLAG EUROPA LEHRMTTEL

16

การอธิบายสาระการเรียนรู้

สาระการเรี​ียนรู้​้�ที่​่� 8

การออกแบบและสร้​้างระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์

ส่วนที่ส�ำคัญของสาระการเรียนรู้นี้คือการควบคุมและการควบ คุ​ุมแบบป้​้อนกลั​ับระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ ช่​่างเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ ต้องสามารถอธิบายโครงสร้างและลักษณะสัญญาณของระบบ เมคคาทรอนิ​ิกส์​์ที่​่�ซั​ับซ้​้อนได้​้ ต้​้องทราบถึ​ึงผลกระทบของ เงื่​่�อนไขการดำำ�เนิ​ินงานที่​่�เปลี่​่�ยนแปลงต่​่อกระบวนการ และหาก จ�ำเป็นสามารถเปลี่ยนแปลงเงื่อนไขดังกล่าวได้เพื่อให้บรรลุ เป้​้าหมายการทำำ�งานของระบบ ดั​ังนั้​้�นช่​่างเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ ต้​้องเข้​้าใจและสามารถควบคุ​ุมขั้​้�นตอนการทำำ�งานและการวั​ัด รวมถึงบันทึกขั้นตอนเหล่านี้ด้วย ต้​้องมี​ีความรู้​้�พื้​้�นฐานเกี่​่�ยวกั​ับเทคนิ​ิคการควบคุ​ุมและการควบคุ​ุม แบบป้​้อนกลั​ับ รวมถึ​ึงเทคนิ​ิคการขั​ับเคลื่​่�อนไฟฟ้​้าและสามารถ เชื่​่�อมต่​่อระบบเมคคานิ​ิคกั​ับระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ได้​้ในกรณี​ี ที่​่�จำำ�เป็​็นจะต้​้องจำำ�ลองการทำำ�งานและปรั​ับแต่​่งขั้​้�นตอนการ เคลื่​่�อนที่​่�ให้​้เหมาะสม โดยสามารถใช้​้โปรแกรมและเครื่​่�องมื​ือ ซอฟต์​์แวร์​์ต่​่างๆ ได้​้ สามารถเข้​้าใจการควบคุ​ุมและการควบคุ​ุมแบบป้​้อนกลั​ับที่​่�ซั​ับซ้​้อนของระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ ติ​ิดตั้​้�ง ถอด แยกชิ้​้�นส่​่วน ตรวจสอบ และเข้​้าไปเปลี่​่�ยนแปลงแก้​้ไขหากจำำ�เป็​็น ทั้​้�งหมดนี้​้�ต้​้องดำำ�เนิ​ินการโดยปฏิ​ิบั​ัติ​ิตามมาตรการป้​้องกั​ัน และความปลอดภั​ัยที่​่�เกี่​่�ยวข้​้องอย่​่างเข้​้มงวด ตารางที่​่� 1 เนื้​้�อหาการเรี​ียนรู้​้�ของสาระการเรี​ียนรู้​้�ที่​่� 8 เนื้อหาการเรียนรู้

บทในต�ำราเรียน

พารามิเตอร์ของการปฏิบัติงานและลักษณะเฉพาะของตัวขับเคลื่อน หลั​ักการทำำ�งาน การเลื​ือก และการตั้​้�งค่​่าของอุ​ุปกรณ์​์ป้​้องกั​ัน การควบคุมและการควบคุมแบบป้อนกลับตัวขับเคลื่อน กระบวนการก�ำหนดและควบคุมต�ำแหน่งขององศาอิสระ (Degree of Freedom) ขั้นตอนการทดสอบและการวัดในการก�ำหนดต�ำแหน่ง ระบบส่​่งกำำ�ลั​ังและคลั​ัตช์​์ การรวมระบบและปรั​ับแต่​่ง การเขียนโปรแกรมของล�ำดับและฟังก์ชั่นการควบคุม การจำำ�ลองทางคอมพิ​ิวเตอร์​์ (Computer Simulation) การบันทึกข้อมูล

10 เทคนิคการควบคุม 9 ระบบไฟฟ้า 6 ระบบเมคคานิ​ิค 9 ระบบไฟฟ้า 10 เทคนิคการควบคุม 9 ระบบไฟฟ้า 10 เทคนิคการควบคุม 11 เทคนิคการควบคุมแบบป้อนกลับ 7 การผลิตระบบเชิงกล 10 เทคนิคการควบคุม 11 เทคนิคการควบคุมแบบป้อนกลับ 7 การผลิตระบบเชิงกล 10 เทคนิคการควบคุม 11 เทคนิคการควบคุมแบบป้อนกลับ 6 ระบบเมคคานิ​ิค 14 การประกอบ การติ​ิดตั้​้�ง และการบำำ�รุ​ุงรั​ักษาระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ 7 การผลิตระบบเชิงกล 10 เทคนิคการควบคุม 1 การประมวลผลข้​้อมู​ูลอิ​ิเล็​็กทรอนิ​ิกส์​์ (EDP) 10 เทคนิคการควบคุม 11 เทคนิคการควบคุมแบบป้อนกลับ 14 การประกอบ การติ​ิดตั้​้�ง และการบำำ�รุ​ุงรั​ักษาระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์

© ทฤษฎี​ีเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ พิ​ิมพ์​์ครั้​้�งที่​่� 6 สำำ�นั​ักพิ​ิมพ์​์ VERLAG EUROPA LEHRMTTEL

การอธิบายสาระการเรียนรู้

สาระการเรี​ียนรู้​้�ที่​่� 9

การตรวจสอบการส่​่งข้​้อมู​ูลในระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ที่​่�ซั​ับซ้​้อน

ในสาระการเรี​ียนรู้​้�ที่​่� 9 ต้​้องมี​ีทั​ักษะและความรู้​้ที่​่� �ได้​้เรี​ียนรู้​้�มาก่​่อนหน้​้านี้​้� ทั้​้�งหมดเพื่​่�อสามารถอธิ​ิบายโครงสร้​้างของข้​้อมู​ูลได้​้ ระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ที่​่�ซั​ับซ้​้อนถู​ูกสร้​้างขึ้​้�นโดยการเชื่​่�อมโยงส่​่วนประกอบเมคคานิ​ิค ไฟฟ้​้า นิ​ิวเมติ​ิกส์​์ และไฮดรอลิ​ิกส์​์ โดยมี​ี การแยกแยะสั​ัญญาณประเภทการสร้​้างสั​ัญญาณและประเภทการส่​่งสั​ัญญาณ การวั​ัดสั​ัญญาณ การระบุ​ุและจำำ�กั​ัดข้​้อผิ​ิดพลาด และหากเป็​็นไปได้​้ให้​้กำำ�จั​ัดโดยใช้​้วิ​ิธี​ีการที่​่�เหมาะสม โดยมี​ีเงื่​่�อนไขคื​ือต้​้องมี​ีความรู้​้�เกี่​่�ยวกั​ับวิ​ิธี​ีการวั​ัดและวิ​ิเคราะห์​์ที่​่�เหมาะสม รวมถึ​ึงภาพรวมของระบบบั​ัสทั่​่�วไปและลำำ�ดั​ับขั้​้�น AS-Interface

AS-Interface

เช่น InterBus, PROFIBUS DP เป็นต้น

ตารางที่​่� 1 เนื้​้�อหาการเรี​ียนรู้​้�ของสาระการเรี​ียนรู้​้�ที่​่� 9 เนื้อหาการเรียนรู้

บทในต�ำราเรียน

รูปแบบของสัญญาณในระบบ

10 เทคนิคการควบคุม 13 ระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ 10 เทคนิคการควบคุม (พิเศษ) 10.6 เทคโนโลยีเซ็นเซอร์ 10 เทคนิคการควบคุม 12 ระบบบัส 8 พื้นฐานวิศวกรรมไฟฟ้า 9 ระบบไฟฟ้า 10 เทคนิคการควบคุม 11 เทคนิคการควบคุมแบบป้อนกลับ 13 ระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ 14 การประกอบ การติ​ิดตั้​้�ง และการบำำ�รุ​ุงรั​ักษาระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ 10 เทคนิคการควบคุม 12 ระบบบัส 1 การประมวลผลข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์ (EDP) 12 ระบบบัส 12 ระบบบัส 2 การสื่อสารทางเทคนิค บทที่​่� 10 ถึ​ึงบทที่​่� 14

โครงสร้างสัญญาณ ระบบบัส ขั้นตอนการทดสอบและการวัด

การตรวจสอบระหว่างส่วนประกอบของระบบ การเชื่อมโยงของส่วนประกอบแต่ละส่วน ล�ำดับขั้นในระบบเครือข่าย เอกสารผลการวัด

© ทฤษฎี​ีเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ พิ​ิมพ์​์ครั้​้�งที่​่� 6 สำำ�นั​ักพิ​ิมพ์​์ VERLAG EUROPA LEHRMTTEL

17

18

การอธิบายสาระการเรียนรู้

สาระการเรียนรู้ที่ 10 การออกแบบการติดตั้งและการถอดแยกชิ้นส่วน เนื้​้�อหาของสาระการเรี​ียนรู้​้�ที่​่� 10 คื​ือ ทั​ักษะในการวางแผนงานเกี่​่�ยวกั​ับการติ​ิดตั้​้�งและการถอดแยกชิ้​้�นส่​่วน ซึ่​่�งรวมถึ​ึงทั​ักษะ ในการจั​ัดทำำ� อธิ​ิบาย และประเมิ​ินแผนการติ​ิดตั้​้�ง รวมถึ​ึงความสามารถในการอ่​่านแบบประกอบและเอกสารประกอบการ ติ​ิดตั้​้�ง โดยมี​ีเงื่​่�อนไข คื​ือ ช่​่างเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ต้​้องเข้​้าใจวิ​ิธี​ีการวั​ัดค่​่าทางเทคนิ​ิคที่​่�จำำ�เป็​็นทั้​้�งหมด และสามารถใช้​้เครื่​่�องมื​ือ ติ​ิด ตั้​้�งที่​่�เหมาะสม สั​ังเกตข้​้อบั​ังคั​ับว่​่าด้​้วยความปลอดภั​ัย ใช้​้อุ​ุปกรณ์​์ขนย้​้ายและอุ​ุปกรณ์​์ยกตามลั​ักษณะงานและสามารถจั​ัดทำำ� รายงานการติ​ิดตั้​้�งและถอดแยกชิ้​้�นส่​่วนได้​้ ในสาระการเรี​ียนรู้​้�นี้​้� ความซั​ับซ้​้อนของอาชี​ีพจะมี​ีความชั​ัดเจนขึ้​้�น เช่​่น การติ​ิดตั้​้�ง อุ​ุปกรณ์​์ขนย้​้ายขนาดเล็​็กรวมถึ​ึงเครื่​่�องมื​ือขนาดใหญ่​่และสายการผลิ​ิต ซึ่​่�งทั้​้�งหมดแสดงถึ​ึงระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์

ตารางที่​่� 1 เนื้​้�อหาการเรี​ียนรู้​้�ของสาระการเรี​ียนรู้​้�ที่​่� 10 เนื้อหาการเรียนรู้

บทในต�ำราเรียน

เอกสารประกอบการติดตั้ง เงื่อนไขการท�ำงานในสถานที่ติดตั้งโดยค�ำนึงถึงระเบียบข้อบังคับ การจั​ัดหาการประกอบและการจั​ัดการสิ่​่�งที่​่�เหลื​ือใช้​้ของระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ อุปกรณ์ขนย้ายและอุปกรณ์ยก และเครื่องมือในการติดตั้ง การทดสอบระหว่างการติดตั้ง ความคลาดเคลื่อนของรูปร่างและต�ำแหน่ง การปรับแต่ง การจัดการและรีไซเคิลระหว่างการติดตั้ง

เนื้​้�อหาของการเรี​ียนรู้​้�นี้​้�ได้​้สรุ​ุปไว้​้ทั้​้�งหมดในบทที่​่� 14 การประกอบ การติ​ิดตั้​้�ง และการบำำ�รุ​ุงรั​ักษาระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ เป็นหลัก นอกจากนี้ในบทต่อไปนี้ยังมีความเกี่ยวข้องในบางกรณี 2 การสื่อสารทางเทคนิค 3 เทคนิคการทดสอบ 7 การผลิ​ิตระบบเมคคานิ​ิค 9 ระบบไฟฟ้​้า 10 เทคนิคการควบคุม

© ทฤษฎี​ีเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ พิ​ิมพ์​์ครั้​้�งที่​่� 6 สำำ�นั​ักพิ​ิมพ์​์ VERLAG EUROPA LEHRMTTEL

การอธิบายสาระการเรียนรู้

สาระการเรียนรู้ที่ 11 การติดตั้ง การหาข้อผิดพลาด การแก้ไขปัญหา และการซ่อมแซม สาระการเรี​ียนรู้​้�นี้​้�มี​ีวั​ัถุ​ุประสงค์​์เพื่​่�อให้​้ช่​่างเมคคาทรอนิ​ิกส์​์มี​ีความสามารถในการวิ​ิเคราะห์​์ระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์โดยอาศั​ัย เอกสารทางเทคนิ​ิค โดยแบ่​่งระบบออกเป็​็นระบบย่​่อยและตรวจสอบการทำำ�งานร่​่วมกั​ัน รวมถึ​ึงผลกระทบของระบบย่​่อย เหล่​่านี้​้� ทำำ�ให้​้สามารถนำำ�ระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ไปใช้​้งานเพื่​่�อป้​้องกั​ันข้​้อผิ​ิดพลาดที่​่�เกิ​ิดขึ้​้�น เพื่​่�ออธิ​ิบายสาเหตุ​ุและเพื่​่�อแก้​้ไข ข้​้อผิ​ิดพลาดเหล่​่านี้​้� ดั​ังนั้​้�นจึ​ึงได้​้มี​ีการจั​ัดการสอนเกี่​่�ยวกั​ับแนวทางการปฏิ​ิบั​ัติ​ิงาน มี​ีการตรวจสอบความเป็​็นไปได้​้ในการใช้​้งาน ระบบการวิ​ิเคราะห์​์ เซ็​็นเซอร์​์และแอคชู​ูเอเตอร์​์ต้​้องถู​ูกปรั​ับและตั้​้�งค่​่าพารามิ​ิเตอร์​์ของระบบ โดยผลต่​่างๆ จะถู​ูกบั​ันทึ​ึกไว้​้ใน เอกสาร ซึ่​่�งวิ​ิธี​ีการทำำ�งานที่​่�เป็​็นระบบและแบบแผนในการแก้​้ไขปั​ัญหาเป็​็นจุ​ุดประสงค์​์สำำ�คั​ัญของสาระการเรี​ียนรู้​้�นี้​้� ตารางที่​่� 1 เนื้​้�อหาการเรี​ียนรู้​้�ของสาระการเรี​ียนรู้​้�ที่​่� 11 เนื้อหาการเรียนรู้

บทในต�ำราเรียน

บล็​็อกไดอะแกรม การวางแผนการทำำ�งานและฟั​ังก์​์ชั่​่�นของ ระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์

การตรวจสอบและการตั้งค่าเซ็นเซอร์และแอคชูเอเตอร์ พารามิเตอร์ของระบบ

การกำำ�หนดพารามิ​ิเตอร์​์ของบั​ัส การติดตั้งซอฟต์แวร์ วิ​ิธี​ีการหาแก้​้ไขปั​ัญหาในระบบไฟฟ้​้า นิ​ิวแมติ​ิกส์​์ และไฮดรอลิ​ิกส์​์ การวิ​ิเคราะห์​์ความเสี​ียหาย กลยุ​ุทธ์​์ในการหาแก้​้ไขปั​ัญหาสาเหตุ​ุของข้​้อผิ​ิดพลาด ข้​้อกำำ�หนดป้​้องกั​ันและระเบี​ียบการป้​้องกั​ันไฟฟ้​้าและระบบเมคคานิ​ิค การรบกวนสนามแม่เหล็กไฟฟ้า การสร้างภาพจ�ำลองของกระบวนการ ระบบการวิเคราะห์ทางไกล รายงานการดำำ�เนิ​ินงาน เอกสารแสดงข้​้อผิ​ิดพลาด รายงานการซ่​่อมแซม การจัดการการประกันคุณภาพ การแก้​้ไขข้​้อผิ​ิดพลาดของโปรแกรม การพิ​ิจารณาความต้​้องการของลู​ูกค้​้า ผลกระทบของระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ที่​่�มี​ีต่​่อสิ่​่�งแวดล้​้อม รวมถึ​ึงมุ​ุมมอง ในเชิ​ิงเศรษฐศาสตร์​์และสั​ังคม

เนื้อหาของภาคการเรียนรู้นี้ส่วนใหญ่อยู่ในบทที่ 14 การประกอบ การติ​ิดตั้​้�ง และการบำำ�รุ​ุงรั​ักษาระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ ในบางกรณี มีการอ้างอิงถึงเนื้อหาดังต่อไปนี้ 6 ระบบเมคคานิ​ิค 10 เทคนิ​ิคการควบคุ​ุม 11 เทคนิคการควบคุมแบบป้อนกลับ 12 ระบบบัส 10 เทคนิคการควบคุม 12 ระบบบัส 10 เทคนิคการควบคุม 11 เทคนิคการควบคุมแบบป้อนกลับ 12 ระบบบัส 12 ระบบบั​ัส 1 การประมวลผลข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์ (EDP) 10 เทคนิคการควบคุม 14 การประกอบ การติ​ิดตั้​้�ง และการบำำ�รุ​ุงรั​ักษาระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ 14 การประกอบ การติ​ิดตั้​้�ง และการบำำ�รุ​ุงรั​ักษาระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ 14 การประกอบ การติ​ิดตั้​้�ง และการบำำ�รุ​ุงรั​ักษาระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ 8 พื้​้�นฐานวิ​ิศวกรรมไฟฟ้​้า 9 ระบบไฟฟ้า 9 ระบบไฟฟ้า 10 เทคนิคการควบคุม 14 การประกอบ การติ​ิดตั้​้�ง และการบำำ�รุ​ุงรั​ักษาระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ 2 การสื่อสารทางเทคนิค 4 การจัดการคุณภาพ 14 การประกอบ การติ​ิดตั้​้�ง และการบำำ�รุ​ุงรั​ักษาระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ 14 การประกอบ การติ​ิดตั้​้�ง และการบำำ�รุ​ุงรั​ักษาระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ 14 การประกอบ การติ​ิดตั้​้�ง และการบำำ�รุ​ุงรั​ักษาระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์

© ทฤษฎี​ีเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ พิ​ิมพ์​์ครั้​้�งที่​่� 6 สำำ�นั​ักพิ​ิมพ์​์ VERLAG EUROPA LEHRMTTEL

19

20

การอธิบายสาระการเรียนรู้

สาระการเรี​ียนรู้​้�ที่​่� 12 การบำำ�รุ​ุงรั​ักษาเชิ​ิงป้​้องกั​ัน ในสาระการเรี​ียนรู้​้นี้​้� � ความปลอดภั​ัยในการปฏิ​ิบั​ัติ​ิงานของระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์เป็​็นสิ่​่�งสำำ�คั​ัญอย่​่างยิ่​่�ง จากความรู้​้�เกี่​่�ยวกั​ับ ความสัมพันธ์ในการใช้งานของระบบย่อยแต่ละส่วน สามารถสรุปความปลอดภัยในการปฏิบัติงานและหากจ�ำเป็นให้ใช้มาตรการ ที่​่�เหมาะสม งานบำำ�รุ​ุงรั​ักษาถู​ูกกำำ�หนดและอธิ​ิบายด้​้วยคู่​่�มื​ือการใช้​้งานและการบำำ�รุ​ุงรั​ักษา โดยช่​่างเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ต้​้อง สามารถจั​ัดทำำ�แผนการบำำ�รุ​ุงรั​ักษาได้​้ด้​้วยตนเอง

ตารางที่​่� 1 เนื้​้�อหาการเรี​ียนรู้​้�ของสาระการเรี​ียนรู้​้�ที่​่� 12 เนื้อหาการเรียนรู้

บทในต�ำราเรียน

เช่นเดียวกับในสาระการเรียนรู้ที่ 11 เนื้อหาส่วนใหญ่ของสาระการเรียนรู้นี้จะอยู่ในบทที่ 14 (การประกอบ การติ​ิดตั้​้�ง และการบำำ�รุ​ุงรั​ักษาระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์) นอกจากนี้ยังต้องค�ำนึงถึงเนื้อหาการเรียนรู้ต่างๆ ดังนี้ มลภาวะ ความล้​้า การสิ้​้�นเปลื​ือง การสึ​ึกหรอ และผลกระทบที่​่�เกิ​ิดขึ้​้�น 6 ระบบเมคคานิ​ิค ความเชื่​่�อถื​ือได้​้ของระบบ 14 การประกอบ การติ​ิดตั้​้�ง และการบำำ�รุ​ุงรั​ักษาระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ การจัดท�ำและการปรับแผนการบ�ำรุงรักษา 2 การสื่อสารทางเทคนิค การตรวจสอบ 14 การประกอบ การติ​ิดตั้​้�ง และการบำำ�รุ​ุงรั​ักษาระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ ขั้​้�นตอนการตรวจสอบอุ​ุปกรณ์​์ความปลอดภั​ัย 14 การประกอบ การติ​ิดตั้​้�ง และการบำำ�รุ​ุงรั​ักษาระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ การปรั​ับส่​่วนประกอบของระบบให้​้เข้​้ากั​ับความต้​้องการที่​่�เปลี่​่�ยนแปลงไป 14 การประกอบ การติ​ิดตั้​้�ง และการบำำ�รุ​ุงรั​ักษาระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ ขั้​้�นตอนการวิ​ิเคราะห์​์และระบบการบำำ�รุ​ุงรั​ักษา 14 การประกอบ การติ​ิดตั้​้�ง และการบำำ�รุ​ุงรั​ักษาระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ การจัดการคุณภาพ 4 การจัดการคุณภาพ การจัดท�ำเอกสาร 2 การสื่อสารทางเทคนิค การรวบรวมการเปลี่ยนแปลงในเอกสารทางเทคนิค 2 การสื่อสารทางเทคนิค

สาระการเรี​ียนรู้​้�ที่​่� 13 การส่​่งมอบระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ให้​้กั​ับลู​ูกค้​้า ช่​่างเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ต้​้องสามารถบรรยายและอธิ​ิบายการทำำ�งานระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ได้​้ สามารถจั​ัดทำำ�คำำ�แนะนำำ�การใช้​้งานของ ระบบด้​้วยตนเองหรื​ือได้​้รั​ับความช่​่วยเหลื​ือในการจั​ัดทำำ�จากผู้​้�เชี่​่�ยวชาญที่​่�เกี่​่�ยวข้​้องของบริ​ิษั​ัท โดยการให้​้ข้​้อมู​ูลในลั​ักษณะที่​่�เหมาะ สม ดั​ังนั้​้�นจึ​ึงจำำ�เป็​็นที่​่�ช่​่างเมคคาทรอนิ​ิกส์​์สามารถบั​ันทึ​ึกและประมวลผลได้​้ทั้​้�งแบบกราฟิ​ิกและตั​ัวอั​ักษร ซึ่​่�งต้​้องคำำ�นึ​ึงถึ​ึงบริ​ิบทโดย รวมของบริ​ิษั​ัทและลู​ูกค้​้า ตลอดจนผู้​้ผลิ � ิต วั​ัตถุ​ุประสงค์​์ของสาระการเรี​ียนรู้​้�นี้​้�คื​ือความสามารถในการสื่​่�อสาร ทั​ักษะและวิ​ิธี​ีการ เหล่​่านี้​้�จะต้​้องมี​ีการเรี​ียนรู้​้�สาระการเรี​ียนรู้​้�อื่​่�นอย่​่างครอบคลุ​ุม ตารางที่​่� 1 เนื้​้�อหาการเรี​ียนรู้​้�ของสาระการเรี​ียนรู้​้�ที่​่� 13 เนื้อหาการเรียนรู้

บทในต�ำราเรียน

การใช้ระบบสื่อสารภายในองค์กร การท�ำงานเป็นทีม การสื่อสาร การน�ำเสนอ ความสัมพันธ์ระหว่างลูกค้า / ผู้ผลิต คู่​่�มื​ือ คำำ�แนะนำำ�ในการใช้​้งาน

1 การประมวลผลข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์ (EDP) 2 การสื่อสารทางเทคนิค 1 การประมวลผลข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์ (EDP) 2 การสื่​่�อสารทางเทคนิ​ิค 14 การประกอบ การติ​ิดตั้​้�ง และการบำำ�รุ​ุงรั​ักษาระบบเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ © ทฤษฎี​ีเมคคาทรอนิ​ิกส์​์ พิ​ิมพ์​์ครั้​้�งที่​่� 6 สำำ�นั​ักพิ​ิมพ์​์ VERLAG EUROPA LEHRMTTEL