พื้นฐานระบบควบคุมอัตโนมัติ

Fundamentals of Automatic Control System

1.เพื่อให้นักศึกษาเข้าใจโครงสร้างและหน้าที่ของระบบควบคุมอัตโนมัติพื้นฐานในงานอุตสาหกรรม 2.เพื่อให้นักศึกษาสามารถวิเคราะห์ระบบนิวแมติกส์ ไฮดรอลิกส์ และไฟฟ้า-นิวแมติกส์ ได้ 3.เพื่อพัฒนาทักษะการเขียนโปรแกรมควบคุมกระบวนการผลิตแบบอัตโนมัติผ่านสถานีจำลอง 4.เพื่อให้นักศึกษาสามารถวัดและวิเคราะห์สัญญาณทางวิศวกรรมเพื่อการควบคุมและการออกแบบระบบอัตโนมัติ
1.เพื่อให้เนื้อหารายวิชาทันสมัยและสอดคล้องกับความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในระบบอัตโนมัติยุคอุตสาหกรรม 4.0 และระบบไซเบอร์-กายภาพ (Cyber-Physical Systems)เพิ่มเนื้อหาเกี่ยวกับการเชื่อมต่อเซนเซอร์กับระบบควบคุม, IOT, และการวัดแบบเรียลไทม์
2..เพื่อพัฒนาทักษะของนักศึกษาในการบูรณาการความรู้จากระบบกลไก ไฟฟ้า และการควบคุม เพื่อออกแบบระบบอัตโนมัติได้อย่างเป็นระบบปรับเนื้อหาให้ครอบคลุมทั้งภาคทฤษฎีและปฏิบัติแบบบูรณาการมากขึ้น
3.เพื่อเสริมสร้างทักษะการเรียนรู้ผ่านการลงมือปฏิบัติ (Hands-on Practice) และการทำโครงงาน (Project-based Learning)ส่งเสริมให้นักศึกษาทำโครงงานออกแบบระบบควบคุมที่ใช้เซนเซอร์และอุปกรณ์วัดในสถานีจำลอง
4.เพื่อพัฒนาความสามารถของนักศึกษาในการวิเคราะห์สัญญาณทางวิศวกรรม และเข้าใจพฤติกรรมพลวัตของเครื่องมือวัดในระบบควบคุมจริงเพิ่มแบบฝึกการวิเคราะห์พลวัต และความถี่ตอบสนองของเครื่องมือ
5.เพื่อปรับกระบวนการวัดผลและประเมินผลให้สามารถวัดผลการเรียนรู้ได้ครบทั้ง 6 ด้านตามกรอบมาตรฐานคุณวุฒิการศึกษาแห่งชาติ (TQF)เน้นการประเมินจากภาคปฏิบัติ โครงงาน และการประเมินแบบมีส่วนร่วมของผู้เรียน
ศึกษาพื้นฐานระบบควบคุมอัตโนมัติ  เครื่องจักรกลไฟฟ้า ระบบนิวแมติกส์ระบบนิวแมติกส์ไฟฟ้า ระบบไฮดรอลิกส์และระบบไฮดรอลิกส์ไฟฟ้า การโปรแกรมเชิงตรรกะสำหรับควบคุมสถานีจำลองกระบวนการผลิตแบบอัตโนมัติในงานอุตสาหกรรม การประยุกต์และการออกแบบระบบอัตโนมัติสำหรับระบบการผลิต การวัดปริมาณทางวิศวกรรมในรูปสัญญาณไฟฟ้าเพื่อการควบคุม การวัดการเคลื่อนที่ความดัน อุณหภูมิความเครียด การไหลของของไหล แรงและแรงบิด การตอบสนองทางพลวัติของเครื่องมือวัด
1 ชั่วโมงต่อสัปดาห์ พิจารณาเป็นรายบุคคล
1.ความซื่อสัตย์ในการทำรายงานและการทดลอง 2.ความรับผิดชอบต่องานที่ได้รับมอบหมายและโครงงานกลุ่ม 3.การเคารพความคิดเห็นของผู้อื่นในการทำงานร่วมกัน
1.ยกตัวอย่างกรณีศึกษาเกี่ยวกับจริยธรรมในงานวิศวกรรม 2.การสอดแทรกจริยธรรมในการทำงานกลุ่มและกิจกรรมรายวิชา 3.การให้ผู้เรียนเขียน Reflection รายบุคคลหลังทำกิจกรรม
1.การสังเกตพฤติกรรมในการทำงานกลุ่ม 2.แบบประเมินตนเอง และประเมินโดยเพื่อนร่วมกลุ่ม (Peer Evaluation) 3.การให้คะแนนจากรายงาน Reflection
1.ความรู้เกี่ยวกับองค์ประกอบของระบบควบคุมอัตโนมัติ 2.พื้นฐานระบบนิวแมติกส์ ไฮดรอลิกส์ และไฟฟ้า 3.หลักการวัดทางวิศวกรรม (การไหล แรง แรงบิด ความดัน ฯลฯ) 4.หลักการเขียนโปรแกรมควบคุมระบบอัตโนมัติ
1.การบรรยายประกอบภาพจำลองและโมเดล 2.การใช้สื่อวิดีโอประกอบการสาธิต 3.การอธิบายผ่านกรณีศึกษาจากโรงงานอุตสาหกรรมจริง
1.การสอบกลางภาคและปลายภาค 2.แบบฝึกหัดรายสัปดาห์และแบบทดสอบย่อย 3.การประเมินจากรายงานการทดลอง
1.การวิเคราะห์การทำงานของระบบควบคุม 2.การออกแบบโปรแกรมควบคุมแบบตรรกะ 3.การแก้ไขปัญหาในระบบควบคุมอัตโนมัติอย่างเป็นระบบ
1.ฝึกวิเคราะห์วงจรควบคุมจำลอง 2.การตั้งคำถามปลายเปิดเพื่อกระตุ้นการคิด 3.กิจกรรม “วิเคราะห์-ออกแบบ-ทดสอบ” ในงานโครงงาน
1.การประเมินจากการออกแบบและวิเคราะห์วงจรควบคุม 2.แบบฝึกหัดวิเคราะห์สถานการณ์จริง 3.รายงานสรุปปัญหาและแนวทางแก้ไข
1.การทำงานร่วมกับผู้อื่นอย่างมีประสิทธิภาพ 2.การแบ่งหน้าที่และบริหารเวลาในการทำโครงงาน 3.การรับฟังและให้ข้อเสนอแนะอย่างสร้างสรรค์
1.การจัดทำงานกลุ่มและกิจกรรมกลุ่มย่อย 2.การอภิปรายแลกเปลี่ยนความคิดเห็นในชั้นเรียน 3.การมอบหมายโครงงานที่ต้องทำเป็นทีม
1.แบบประเมินพฤติกรรมการทำงานกลุ่ม 2.การให้คะแนนรายงานกลุ่มและการนำเสนอ 3.แบบประเมินโดยเพื่อนร่วมกลุ่มและอาจารย์ผู้สอน
1.การวิเคราะห์ข้อมูลจากการวัดค่าทางวิศวกรรม 2.การใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์ในการแปลงสัญญาณและสร้างกราฟ 3.การนำเสนอข้อมูลอย่างเป็นระบบโดยใช้สื่อ ICT
1.ฝึกการใช้ Excel หรือโปรแกรมวิเคราะห์ค่าทางวิศวกรรม 2.สอนการอ่านค่าจากเซนเซอร์และแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า 3.สอนการจัดทำ Presentation และรายงานดิจิทัล
1.แบบฝึกวิเคราะห์ค่าการวัดและแสดงผล 2.รายงานการทดลองที่มีการใช้โปรแกรมวิเคราะห์ 3.การนำเสนอผลงานโครงงานผ่านสื่อเทคโนโลยี
1.การต่อวงจรควบคุมระบบอัตโนมัติ 2.การใช้อุปกรณ์นิวแมติกส์ ไฮดรอลิกส์ และเซนเซอร์ 3.การทดสอบและวัดผลสัญญาณจากอุปกรณ์จริง
1.การสาธิตโดยผู้สอนและให้นักศึกษาทดลองปฏิบัติ 2.การใช้ชุดฝึกสถานีจำลองการผลิต 3.การออกแบบและติดตั้งระบบควบคุมขนาดเล็ก
1.การสอบภาคปฏิบัติ (Practical Test) 2.การประเมินการทดลองในห้องปฏิบัติการ 3.การประเมินโครงงานที่มีการออกแบบระบบควบคุมจริง
แผนที่แสดงการกระจายความรับผิดชอบมาตรฐานผลการเรียนรู้จากหลักสู่รายวิชา (Curriculum Mapping)
กลุ่มวิชา มีคุณธรรม จริยธรรม และความรับผิดชอบในวิชาชีพวิศวกรรม มีความรู้พื้นฐานด้านระบบควบคุมอัตโนมัติและการวัดทางวิศวกรรม มีความสามารถในการวิเคราะห์ปัญหา และออกแบบระบบควบคุมอย่างมีประสิทธิภาพ ใช้เครื่องมือวิศวกรรมและซอฟต์แวร์ในการควบคุมและวัดผล ทำงานร่วมกับผู้อื่นและสื่อสารอย่างมีประสิทธิภาพ ใช้เทคโนโลยีสารสนเทศและการคิดเชิงระบบในการแก้ปัญหา มีทักษะการเรียนรู้ด้วยตนเองและพัฒนาตนอย่างต่อเนื่อง
ลำดับ รหัสวิชา ชื่อวิชา ฝึกผ่านกิจกรรมกลุ่มและโครงงานร่วม เป็นรายวิชาแกนสำคัญที่ให้ความรู้พื้นฐาน ฝึกออกแบบระบบและวิเคราะห์การวัดค่า ฝึกใช้ชุดฝึก นิวแมติกส์ ไฮดรอลิกส์ PLC ฝึกในรูปแบบโครงงานกลุ่มและการนำเสนอ ประยุกต์ใช้การเขียนโปรแกรม และการวิเคราะห์สัญญาณ เสริมด้วยกิจกรรมสะท้อนผลการเรียนรู้ และการค้นคว้า
1 ENGRA002 พื้นฐานระบบควบคุมอัตโนมัติ
กิจกรรมที่ ผลการเรียนรู้ * วิธีการประเมินผลนักศึกษา สัปดาห์ที่ประเมิน สัดส่วนของการประเมินผล
1 อธิบายหลักการทำงานของระบบควบคุมอัตโนมัติ นิวแมติกส์ ไฮดรอลิกส์ และเครื่องจักรกลไฟฟ้าได้ แบบทดสอบ, การบ้าน, การตอบคำถามในชั้นเรียน สัปดาห์ที่ 2–6 10%
2 เขียนโปรแกรมควบคุมกระบวนการเบื้องต้นโดยใช้ตรรกะและระบบ PLC ได้ การฝึกเขียนโปรแกรม, แบบฝึกหัด, ปฏิบัติการ สัปดาห์ที่ 7–8 15%
3 เชื่อมโยงการวัดสัญญาณทางวิศวกรรมกับการควบคุมอัตโนมัติได้อย่างถูกต้อง รายงานการทดลอง, วิเคราะห์ข้อมูลจากเซนเซอร์ สัปดาห์ที่ 10–13 15%
4 ออกแบบและติดตั้งระบบควบคุมอัตโนมัติแบบง่ายได้ โครงงานกลุ่ม, การนำเสนอ, การติดตั้งระบบ สัปดาห์ที่ 14–16 20%
5 ทำงานร่วมกับผู้อื่น แสดงความรับผิดชอบ และเคารพความคิดเห็นของผู้อื่น การทำงานกลุ่ม, Peer Evaluation, การสังเกตพฤติกรรม ตลอดภาคเรียน 10%
6 แสดงทักษะการคิดวิเคราะห์ การแก้ปัญหา และการเลือกใช้เครื่องมือได้อย่างเหมาะสม แบบฝึกหัดกรณีศึกษา, วิเคราะห์วงจร สัปดาห์ที่ 6–14 10%
7 ประเมินภาพรวมความเข้าใจและบูรณาการความรู้ในรายวิชา สอบกลางภาค สัปดาห์ที่ 9 10%
8 สรุปความรู้เชิงบูรณาการและแนวทางการประยุกต์ใช้งานจริง สอบปลายภาค สัปดาห์ที่ 17 10%
1.Mikell P. Groover (2019). Automation, Production Systems, and Computer-Integrated Manufacturing (4th ed.). Pearson Education. หนังสือหลักที่อธิบายโครงสร้างระบบอัตโนมัติ รวมถึงระบบควบคุม เครื่องจักร และการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรม
2.David W. Pessen (1998). Industrial Automation: Circuit Design and Components. McGraw-Hill. ครอบคลุมวงจรนิวแมติกส์, ไฮดรอลิกส์, และการควบคุมด้วยไฟฟ้า
3.Frank D. Petruzella (2016). Programmable Logic Controllers (4th ed.). McGraw-Hill Education. ตำราหลักสำหรับการเรียนรู้พื้นฐาน PLC และการเขียนโปรแกรมควบคุมระบบ
1.Festo Didactic – Pneumatics and Electro-Pneumatics Workbook เอกสารฝึกปฏิบัติจากผู้ผลิตอุปกรณ์จริง ครอบคลุมทั้งวงจรและสัญลักษณ์มาตรฐาน
2.SMC Corporation – Hydraulic Training Manual คู่มือที่ใช้ในห้องปฏิบัติการสำหรับฝึกไฮดรอลิกส์พื้นฐานในงานอุตสาหกรรม
3.IEC 61131-3 – Standard for PLC Programming Languages มาตรฐานสากลของภาษาเขียนโปรแกรมสำหรับระบบควบคุมอัตโนมัติ (LD, FBD, ST, ฯลฯ)
4.National Instruments – Sensor Measurement Fundamentals แหล่งข้อมูลเกี่ยวกับการวัดค่าทางวิศวกรรม เช่น อุณหภูมิ ความดัน การไหล และแรงบิด
1.Bolton, W. (2015). Mechatronics: Electronic Control Systems in Mechanical and Electrical Engineering (6th ed.). Pearson. แนะนำสำหรับนักศึกษาที่ต้องการเข้าใจการผสานระบบควบคุมกับเครื่องกล
2.Siemens TIA Portal Manuals คู่มือการใช้งานและโปรแกรมสำหรับฝึกการควบคุมด้วย PLC ผ่าน TIA Portal
3.คู่มือระบบควบคุมอัตโนมัติฉบับภาษาไทย (โดย สถาบันไทย-เยอรมัน หรือ สอศ.) หนังสือและคู่มือที่จัดทำเป็นภาษาไทย เหมาะสำหรับเสริมความเข้าใจด้านปฏิบัติ