การใช้คอมพิวเตอร์ควบคุมระบบการผลิตอัตโนมัติ

Computer Integrated Manufacturing Automation Systems

1. ความรู้พื้นฐาน (Knowledge)

อธิบายองค์ประกอบของซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ที่เกี่ยวข้องกับระบบการควบคุมกระบวนการผลิต อธิบายหลักการทำงานของระบบสื่อสารในอุตสาหกรรม เช่น Profibus และ AS-i อธิบายบทบาทของหุ่นยนต์อุตสาหกรรมและเครื่องจักรกลอัตโนมัติในกระบวนการผลิต

2. ทักษะ (Skills)

ออกแบบและกำหนดค่าโปรแกรมควบคุมฮาร์ดแวร์ในระบบอัตโนมัติ ใช้ซอฟต์แวร์ควบคุมเพื่อเชื่อมโยงและควบคุมการทำงานระหว่างสถานีการผลิต เช่น สถานีประกอบชิ้นงานและสถานีตรวจสอบวัสดุ ตั้งค่าและปรับแต่งการสื่อสารของระบบ Profibus และ AS-i ในกระบวนการผลิต

3. การประยุกต์ใช้ (Application)

ประยุกต์ใช้คอมพิวเตอร์ในการควบคุมและประสานการทำงานของหุ่นยนต์อุตสาหกรรมและเครื่องจักรกลอัตโนมัติ สร้างระบบการแสดงผลข้อมูลการผลิตผ่านจอภาพ (HMI/SCADA) เพื่อติดตามและปรับปรุงกระบวนการผลิต พัฒนาโซลูชันการควบคุมคุณภาพโดยใช้การตรวจสอบแบบอัตโนมัติ

4. การวิเคราะห์และการแก้ปัญหา (Problem Solving and Analysis)

วิเคราะห์ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการทำงานร่วมกันของฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ในกระบวนการผลิต ออกแบบการปรับปรุงการทำงานของระบบควบคุมเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต วินิจฉัยและแก้ไขข้อบกพร่องในระบบสื่อสารอุตสาหกรรม (Profibus/AS-i)

5. การสร้างและพัฒนา (Creation and Development)

ออกแบบระบบการผลิตอัตโนมัติที่มีการสื่อสารระหว่างสถานีการผลิตหลากหลาย พัฒนาระบบควบคุมที่สามารถตรวจสอบและปรับปรุงคุณภาพของผลิตภัณฑ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ สร้างรายงานและนำเสนอผลการออกแบบและการปฏิบัติงานของระบบการผลิตอัตโนมัติ
ศึกษาและปฏิบัติเกี่ยวกับการนำคอมพิวเตอร์เข้าควบคุมกระบวนการผลิต องค์ประกอบของซอฟต์แวร์และองค์ประกอบของฮาร์ดแวร์ การใช้คอมพิวเตอร์ควบคุมการทำงานของฮาร์ดแวร์ต่างๆ เพื่อประสานการทำงานร่วมกันในอุตสาหกรรมอัตโนมัติ การทำงานร่วมกันของหุ่นยนต์อุตสาหาหกรรม เครื่องจักรกลอัตโนมัติ สถานีประกอบชิ้นงาน สถานีตรวจสอบวัสดุ การควบคุมการทำงานที่สื่อสารกันด้วยระบบ Profibus และระบบ AS-i การควบคุมคุณภาพ การแสดงผลทางจอภาพ
ความซื่อสัตย์และมีวินัยในการเรียนรู้และปฏิบัติงาน ความรับผิดชอบต่อการทำงานเป็นทีมและงานที่ได้รับมอบหมาย การปฏิบัติตามกฎระเบียบความปลอดภัยในห้องปฏิบัติการ
สอดแทรกกรณีศึกษาที่แสดงถึงคุณธรรม จริยธรรมในงานอุตสาหกรรม จัดกิจกรรมกลุ่มที่เน้นความร่วมมือและความรับผิดชอบร่วมกัน ส่งเสริมการปฏิบัติตามกฎระเบียบในห้องปฏิบัติการ
สังเกตพฤติกรรมของนักศึกษาในระหว่างการปฏิบัติงานและการทำกิจกรรมกลุ่ม การให้คะแนนพฤติกรรมการเข้าร่วมกิจกรรมและการปฏิบัติตามกฎระเบียบ แบบประเมินตนเองและเพื่อนร่วมทีม (Self and Peer Assessment)
หลักการและองค์ประกอบของระบบการผลิตอัตโนมัติ การเขียนโปรแกรมควบคุม PLC และการใช้งานซอฟต์แวร์ ความเข้าใจในระบบสื่อสารอุตสาหกรรม เช่น Profibus, AS-i การพัฒนา HMI และ SCADA
การบรรยายโดยใช้ตัวอย่างจริงในอุตสาหกรรม การสาธิตการใช้งานซอฟต์แวร์และอุปกรณ์ การปฏิบัติการในห้องทดลองเพื่อเสริมความเข้าใจ
การสอบข้อเขียนหรือออนไลน์ การประเมินผลจากการทำแบบฝึกหัดและรายงานปฏิบัติการ การประเมินผลโครงการปลายภาค
การวิเคราะห์ปัญหาที่เกิดขึ้นในระบบอัตโนมัติ การออกแบบและพัฒนาระบบการผลิตอัตโนมัติที่มีประสิทธิภาพ การประยุกต์ใช้ความรู้ในสถานการณ์จริง
การแก้ปัญหาในสถานการณ์จำลอง การทำงานกลุ่มเพื่อออกแบบระบบควบคุม การใช้กรณีศึกษาเพื่อฝึกการคิดวิเคราะห์
การประเมินผลการวิเคราะห์และการแก้ปัญหาในงานกลุ่ม การประเมินผลงานจากโครงงานที่ออกแบบ การวิเคราะห์กรณีศึกษาผ่านรายงานหรือการนำเสนอ
การทำงานร่วมกับผู้อื่นในกลุ่ม การสื่อสารและแบ่งปันความรับผิดชอบในงานกลุ่ม การเคารพความคิดเห็นของผู้อื่น
กิจกรรมกลุ่มที่จำเป็นต้องใช้ความร่วมมือ การอภิปรายในชั้นเรียนเพื่อแลกเปลี่ยนความคิดเห็น การมอบหมายงานกลุ่มพร้อมบทบาทที่ชัดเจน
แบบประเมินจากเพื่อนร่วมทีม (Peer Review) การสังเกตการทำงานและการสื่อสารในกลุ่ม การประเมินผลการทำงานของกลุ่มผ่านผลลัพธ์ของงาน
การวิเคราะห์ข้อมูลการผลิตด้วยตัวเลขและกราฟ การสื่อสารผลลัพธ์ผ่านรายงานและการนำเสนอ การใช้ซอฟต์แวร์ HMI, SCADA และ IoT สำหรับระบบควบคุม
การฝึกวิเคราะห์ข้อมูลจากการทดลองในห้องปฏิบัติการ การสอนเทคนิคการใช้ซอฟต์แวร์เพื่อสร้างรายงานและการแสดงผล การนำเสนอข้อมูลในรูปแบบกราฟิกและการพูดนำเสนอ
การประเมินผลการวิเคราะห์ข้อมูลจากแบบฝึกหัด การให้คะแนนจากรายงานและการนำเสนอผลงาน การประเมินความถูกต้องและประสิทธิภาพของการใช้ซอฟต์แวร์
การตั้งค่าอุปกรณ์ควบคุม เช่น PLC, HMI, SCADA การเชื่อมต่อและการตั้งค่าระบบสื่อสารอุตสาหกรรม การปฏิบัติงานในสถานการณ์จำลองของระบบการผลิต
การฝึกปฏิบัติในห้องทดลอง การสาธิตและให้ฝึกปฏิบัติจริงโดยใช้สถานการณ์จำลอง การให้คำแนะนำแบบตัวต่อตัวในระหว่างการฝึกปฏิบัติ
การประเมินจากการทดลองในห้องปฏิบัติการ การประเมินจากความสามารถในการตั้งค่าและใช้งานอุปกรณ์ การตรวจสอบและให้คะแนนจากโครงการปลายภาค
กิจกรรมที่ ผลการเรียนรู้ * วิธีการประเมินผลนักศึกษา สัปดาห์ที่ประเมิน สัดส่วนของการประเมินผล
1 เพื่อประเมินความเข้าใจของนักศึกษาในแต่ละหัวข้อการเรียนรู้ในแต่ละบทเรียน แต่ละหัวข้อการสอน จัดสอบย่อยหลังการเรียนหัวข้อสำคัญ เช่น การเขียนโปรแกรม PLC, การตั้งค่าระบบสื่อสาร ทุก ๆ 2 สัปดาห์ 20 คะแนน
2 เพื่อวัดผลการปฏิบัติและการนำความรู้ไปใช้แก้ปัญหา ใบงาน เช่น การตั้งค่า Profibus, การพัฒนา HMI งานที่มอบหมาย เช่น การวิเคราะห์กรณีศึกษา หรือออกแบบระบบควบคุม ทุกสัปดาห์ 20 คะแนน
3 ประเมินความรู้ความเข้าใจเชิงทฤษฎีและการประยุกต์ใช้ที่เรียนในครึ่งแรกของภาคการศึกษา ประเมินความรู้ความเข้าใจเชิงทฤษฎีและการประยุกต์ใช้ที่เรียนในครึ่งแรกของภาคการศึกษา สอบทฤษฎีแบบปรนัย 4 ตัวเลือก (วัดความรู้) สอบทฤษฎีแบบอัตนัย (วัดความเข้าใจ) สอบปฏิบัติ (วัดทักษะ) สัปดาห์ที่ 10 20 คะแนน
4 วัดความรู้และทักษะรวมทั้งหมดของวิชา รวมถึงการแก้ปัญหาเชิงระบบและการออกแบบโครงงาน วัดความรู้และทักษะรวมทั้งหมดของวิชา รวมถึงการแก้ปัญหาเชิงระบบและการออกแบบโครงงาน สอบทฤษฎีแบบปรนัย 4 ตัวเลือก (วัดความรู้) สอบทฤษฎีแบบอัตนัย (วัดความเข้าใจ) สอบปฏิบัติ (วัดทักษะการประยุกต์ใช้) สัปดาห์ที่ 18 30 คะแนน
5 ประเมินพฤติกรรม ความรับผิดชอบ และความร่วมมือในการทำงาน ในเนื้อหาแต่ละบท แต่ละหัวข้อการสอน ประเมินพฤติกรรม ความรับผิดชอบ และความร่วมมือในการทำงาน พิจารณาจากการเข้าร่วมกิจกรรม การปฏิบัติตามกฎระเบียบในห้องปฏิบัติการ และการทำงานเป็นทีม ทุกสัปดาห์ 10 คะแนน
1. Automation and Control Engineering

ชื่อหนังสือ: Industrial Automation and Process Control ผู้แต่ง: Jon Stenerson รายละเอียด: หนังสือเล่มนี้ครอบคลุมแนวคิดพื้นฐานของระบบอัตโนมัติในอุตสาหกรรม รวมถึงการใช้งาน PLC, SCADA, และระบบควบคุมอัตโนมัติ เนื้อหาเกี่ยวกับการเขียนโปรแกรม PLC การเชื่อมต่ออุปกรณ์ผ่านระบบสื่อสาร การพัฒนาระบบ HMI

2. PLC Programming

ชื่อหนังสือ: Programmable Logic Controllers: Principles and Applications ผู้แต่ง: Frank D. Petruzella รายละเอียด: หนังสือที่เหมาะสำหรับการเรียนรู้การเขียนโปรแกรม PLC ตั้งแต่ระดับเริ่มต้นไปจนถึงขั้นสูง การเขียนโปรแกรมด้วย Ladder Logic การใช้งานซอฟต์แวร์ที่เกี่ยวข้องกับ PLC การแก้ปัญหาในระบบ PLC

3. SCADA Systems

ชื่อหนังสือ: SCADA: Supervisory Control and Data Acquisition ผู้แต่ง: Stuart A. Boyer รายละเอียด: หนังสือที่อธิบายพื้นฐานและการใช้งาน SCADA ในระบบอัตโนมัติ การออกแบบระบบ SCADA การเชื่อมต่อกับ PLC และ HMI การวิเคราะห์ข้อมูลแบบเรียลไทม์

4. Industrial Communication Systems

ชื่อหนังสือ: Industrial Network Basics: Practical Guides for the Industrial Technician! ผู้แต่ง: Gary Anderson รายละเอียด: คู่มือที่อธิบายการใช้งานระบบสื่อสารอุตสาหกรรม เช่น Profibus, AS-i และ Ethernet หลักการทำงานของเครือข่ายอุตสาหกรรม การตั้งค่าระบบเครือข่ายในกระบวนการผลิต

5. Robotics and Automation

ชื่อหนังสือ: Introduction to Robotics in CIM Systems ผู้แต่ง: James A. Rehg รายละเอียด: เหมาะสำหรับการเรียนรู้เกี่ยวกับหุ่นยนต์อุตสาหกรรมและการเชื่อมโยงกับระบบอัตโนมัติ การควบคุมการทำงานของหุ่นยนต์ การประสานงานระหว่างหุ่นยนต์กับเครื่องจักร

6. IoT and Industry 4.0

ชื่อหนังสือ: Designing Industrial Internet of Things Systems ผู้แต่ง: Sudip Misra รายละเอียด: หนังสือที่อธิบายการนำ IoT มาใช้ในระบบอัตโนมัติและการเชื่อมโยงกับ Industry 4.0 การออกแบบระบบ IoT สำหรับโรงงานอัตโนมัติ การประยุกต์ใช้ IoT กับระบบ SCADA
1. เอกสารประกอบการสอน

คู่มือการใช้งาน PLC
คู่มือการใช้งานจากผู้ผลิต เช่น Siemens (S7-1500) หรือ Mitsubishi (FX5U) เนื้อหาประกอบด้วยการเขียนโปรแกรม PLC, การตั้งค่า, และตัวอย่างโปรแกรม ตัวอย่าง: Siemens TIA Portal Programming Manual Mitsubishi PLC Programming Guide (GX Works 3) คู่มือการใช้งานซอฟต์แวร์ HMI และ SCADA
คู่มือการพัฒนา HMI เช่น WinCC (Siemens) หรือ FactoryTalk View (Rockwell Automation) คู่มือ SCADA เช่น Ignition SCADA User Manual หรือ Wonderware InTouch เอกสารด้านระบบสื่อสารอุตสาหกรรม
Profibus/Profinet Standard Documents: การตั้งค่าระบบและการใช้งาน AS-i (Actuator Sensor Interface) Specification: การใช้งานสำหรับการเชื่อมต่ออุปกรณ์ แบบฝึกหัดและตัวอย่างโครงงาน
เอกสารแบบฝึกหัดการเขียนโปรแกรม PLC ตัวอย่างการเชื่อมต่อระบบ HMI กับ PLC

2. เว็บไซต์และแหล่งข้อมูลออนไลน์

เว็บไซต์ผู้ผลิตอุปกรณ์
Siemens Automation Portal: https://new.siemens.com/global/en/products/automation.html Mitsubishi Electric Industrial Automation: https://www.mitsubishielectric.com/fa/products/index.html แพลตฟอร์มการเรียนรู้
PLC Academy: https://www.plcacademy.com/ AutomationDirect Learning Portal: https://www.automationdirect.com/adc/home/home Coursera (Industrial Automation): คอร์สฟรีหรือเสียค่าธรรมเนียมที่เกี่ยวกับออโตเมชัน มาตรฐานอุตสาหกรรม
ISA (International Society of Automation): คู่มือมาตรฐานการควบคุมอุตสาหกรรม IEC 61131-3 Standard: มาตรฐานการเขียนโปรแกรม PLC

3. ซอฟต์แวร์และเครื่องมือ

ซอฟต์แวร์จำลอง (Simulation Software)
Factory I/O: ซอฟต์แวร์จำลองสถานการณ์การผลิตอัตโนมัติ Simumatik: การจำลองระบบควบคุมในอุตสาหกรรม ซอฟต์แวร์พัฒนา
TIA Portal (Siemens): สำหรับเขียนโปรแกรม PLC และพัฒนา HMI GX Works 3 (Mitsubishi): สำหรับเขียนโปรแกรม PLC WinCC Advanced/Professional (Siemens): สำหรับการพัฒนา SCADA ซอฟต์แวร์การวิเคราะห์
MATLAB/Simulink: การจำลองระบบควบคุมและการวิเคราะห์

 
 

กรณีศึกษา (Case Studies):
ตัวอย่างการพัฒนาระบบอัตโนมัติในโรงงานจริง เช่น การควบคุมสายการผลิต ตัวอย่างจาก Industry 4.0 เช่น การเชื่อมโยง IoT กับระบบ SCADA บทความวิจัยและงานวิชาการ
บทความเกี่ยวกับแนวโน้มการใช้ระบบอัตโนมัติในอุตสาหกรรม งานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนา PLC, SCADA, และ HMI วิดีโอการสอน
วิดีโอจาก YouTube Channels เช่น RealPars, PLC Programming Tutorials การสอนการใช้งาน Profibus, HMI, และการเขียนโปรแกรม PLC