คอมพิวเตอร์ควบคุมในโรงงาน

Computer Control in Factory

1.เพื่อให้ผู้เรียนเข้าใจโครงสร้างและหน้าที่ของระบบคอมพิวเตอร์ควบคุมในโรงงาน (SCADA, PLC, RTU, HMI) 2.เพื่อพัฒนาทักษะการวิเคราะห์ระบบควบคุมในโรงงานผ่านการฝึกปฏิบัติและกรณีศึกษา 3.เพื่อเสริมสร้างความเข้าใจด้านการสื่อสารข้อมูลและการเชื่อมต่อระบบอัตโนมัติ 4.เพื่อให้นักศึกษาสามารถประยุกต์ใช้ความรู้ในการออกแบบระบบควบคุมขนาดย่อมได้
1.เพื่อปรับปรุงเนื้อหาให้ทันสมัยและสอดคล้องกับการใช้งานเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ควบคุมในโรงงานอุตสาหกรรมยุคใหม่โดยเพิ่มกรณีศึกษาและการใช้งานจริงของระบบ SCADA, PLC, RTU, HMI และ IoT ในโรงงานปัจจุบัน
2.เพื่อเสริมสร้างทักษะการเรียนรู้เชิงปฏิบัติของนักศึกษาในการเชื่อมต่อระบบควบคุมและการออกแบบระบบ SCADA ระดับเบื้องต้นเน้นกิจกรรม Hands-on และการใช้ซอฟต์แวร์ SCADA/HMI เช่น WinCC, iFix หรือ FactoryTalk
3.เพื่อพัฒนาทักษะการวิเคราะห์และสังเคราะห์ระบบควบคุมแบบ Supervisory พร้อมทั้งเข้าใจระบบการสื่อสารอุตสาหกรรมเช่น การสื่อสารผ่าน Modbus, OPC, TCP/IP และการจัดการข้อมูลแบบเรียลไทม์
4.เพื่อส่งเสริมการเรียนรู้แบบ Active Learning ผ่านโครงงานที่นักศึกษาเลือกจากกรณีศึกษาจริงหรือสถานประกอบการที่สนใจโดยให้นักศึกษาค้นคว้า ออกแบบ และนำเสนอแนวทางควบคุมระบบในบริบทอุตสาหกรรมจริง
5.เพื่อปรับวิธีการประเมินผลการเรียนรู้ให้ครอบคลุม 6 ด้าน ตามกรอบมาตรฐานคุณวุฒิระดับอุดมศึกษาแห่งชาติ (TQF)เน้นการวัดผลทั้งจากการปฏิบัติ การทำโครงงาน การนำเสนอ และการประเมินตนเอง
ศึกษาและปฏิบัติการที่ครอบคลุมด้านคอมพิวเตอร์ควบคุมในโรงงานปัจจุบัน หรือกรณีศึกษาเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ควบคุมที่ใช้งานจริงในสถานประกอบการที่นักศึกษาสนใจโดยผ่านความเห็นชอบจากอาจารย์ผู้สอน
1 ชั่วโมงต่อสัปดาห์พิจารณาเป็นรายบุคคล
1.ความซื่อสัตย์ในการรายงานข้อมูลและผลการทดลอง 2.ความรับผิดชอบต่องานที่ได้รับมอบหมายและการทำงานร่วมกับผู้อื่น 3.การเคารพความคิดเห็นและสิทธิของผู้อื่นในการทำงานกลุ่ม
1.ยกตัวอย่างกรณีศึกษาเกี่ยวกับจริยธรรมในระบบควบคุมอุตสาหกรรม (เช่น การปลอมแปลงข้อมูล SCADA) 2.ส่งเสริมการทำงานกลุ่มโดยแบ่งบทบาทชัดเจน 3.ให้ผู้เรียนเขียน Reflection หลังทำกิจกรรมหรือโครงงาน
1.การสังเกตพฤติกรรมในชั้นเรียนและขณะทำงานกลุ่ม 2.แบบประเมินตนเองและ Peer Evaluation 3.การตรวจรายงานสะท้อนจริยธรรม
1.โครงสร้างและองค์ประกอบของระบบ SCADA 2.หน้าที่และการทำงานของ PLC, RTU และ HMI 3.การสื่อสารข้อมูลในระบบควบคุม (เช่น Modbus, OPC) 4.การเก็บ วิเคราะห์ และแสดงผลข้อมูลในโรงงาน
1.การบรรยายประกอบภาพ ตัวอย่าง และสื่อวิดีโอ 2.ศึกษากรณีศึกษาเทคโนโลยีจากอุตสาหกรรมจริง 3.การสาธิตซอฟต์แวร์ควบคุม เช่น WinCC, FactoryTalk View, iFix
1.การสอบกลางภาคและปลายภาค 2.แบบทดสอบย่อย/กิจกรรมในชั้นเรียน 3.รายงานวิเคราะห์กรณีศึกษา
1.การวิเคราะห์ระบบควบคุมในโรงงาน 2.การออกแบบระบบ SCADA เบื้องต้น 3.การวิเคราะห์และแก้ไขปัญหาการสื่อสารหรือควบคุมข้อมูล
1.กิจกรรมกลุ่มในการวิเคราะห์โครงสร้างระบบจริง 2.การตั้งคำถามปลายเปิด / วิเคราะห์ปัญหาในชั้นเรียน 3.Mini Project วิเคราะห์และจำลองระบบควบคุมจริง
1.การประเมินรายงานวิเคราะห์ระบบควบคุม 2.แบบฝึกหัดออกแบบระบบ / วิเคราะห์ข้อผิดพลาด 3.การนำเสนอแนวทางแก้ไขกรณีศึกษา
1.การทำงานร่วมกับผู้อื่นในโครงงานกลุ่ม 2.การสื่อสารและแบ่งบทบาทภายในทีม 3.ความรับผิดชอบต่อเป้าหมายและเวลาของกลุ่ม
1.การจัดกลุ่มเพื่อทำกิจกรรม/โครงงาน 2.การส่งเสริมการวางแผนร่วมและการสื่อสารภายในกลุ่ม 3.กิจกรรมอภิปรายแนวทางการจัดการระบบ
1.แบบประเมินจากเพื่อนร่วมกลุ่ม (Peer Evaluation) 2.การให้คะแนนจากการนำเสนอและรายงานกลุ่ม 3.การสังเกตพฤติกรรมในการทำงานร่วมกัน
1.การใช้โปรแกรม SCADA/HMI ในการแสดงผลและควบคุม 2.การใช้ Dashboard และระบบสื่อสารในโรงงาน 3.การวิเคราะห์ข้อมูลการผลิต (เช่น ค่าอุณหภูมิ แรงดัน เวลา)
1.ฝึกใช้โปรแกรม SCADA และการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์จริง/จำลอง 2.ฝึกออกแบบและนำเสนอ Dashboard 3.การวิเคราะห์ข้อมูลกราฟและแนวโน้มผ่านเครื่องมือซอฟต์แวร์
1.การประเมินจากงานปฏิบัติและแบบฝึกใช้โปรแกรม 2.การให้คะแนนจากโครงงานที่มีการแสดงผลแบบกราฟหรือ Dashboard 3.แบบทดสอบการวิเคราะห์ข้อมูลเชิงตัวเลข
1.การติดตั้งและใช้งานเบื้องต้นของระบบ SCADA 2.การเชื่อมต่อ PLC/RTU กับซอฟต์แวร์ควบคุม 3.การทดลองควบคุมและตรวจสอบสัญญาณจากอุปกรณ์ภาคสนาม
1.การสาธิตอุปกรณ์จริงหรือชุดฝึก (Lab Practice) 2.การฝึกปฏิบัติการเชื่อมต่อสายสื่อสาร การตั้งค่าอุปกรณ์ 3.การสอนโดยใช้สถานการณ์จำลองในโรงงาน
1.การสอบภาคปฏิบัติ (Practical Test) 2.การประเมินโครงงานจากผลการติดตั้งระบบควบคุม 3.แบบประเมินจาก Check List + Rubric สำหรับงานปฏิบัติ
แผนที่แสดงการกระจายความรับผิดชอบมาตรฐานผลการเรียนรู้จากหลักสู่รายวิชา (Curriculum Mapping)
กลุ่มวิชา แสดงความมีคุณธรรม จริยธรรม และความรับผิดชอบในงานวิศวกรรม มีความรู้พื้นฐานและทฤษฎีทางวิศวกรรมควบคุม และระบบอัตโนมัติ วิเคราะห์ปัญหาและออกแบบระบบควบคุมได้อย่างเหมาะสม ใช้เครื่องมือ ซอฟต์แวร์ และเทคโนโลยีสารสนเทศในการควบคุมระบบอัตโนมัติ ทำงานเป็นทีม สื่อสารและประสานงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ คิดเชิงระบบ วิเคราะห์ข้อมูล และแปลงข้อมูลสู่การตัดสินใจ พัฒนาตนเองอย่างต่อเนื่องและเรียนรู้เทคโนโลยีใหม่ ๆ ด้วยตนเอง
ลำดับ รหัสวิชา ชื่อวิชา ส่งเสริมผ่านการทำโครงงานกลุ่มและกิจกรรมวิเคราะห์ข้อมูลที่โปร่งใส เป็นรายวิชาที่ให้ความรู้เชิงลึกด้าน SCADA, PLC, RTU, HMI ฝึกวิเคราะห์ระบบควบคุมในกรณีศึกษา และออกแบบระบบจำลอง ฝึกใช้ WinCC, FactoryTalk, HMI Software มีโครงงานกลุ่ม การนำเสนอผลงาน และการวิเคราะห์ร่วมกัน ฝึกจากการวิเคราะห์ระบบ SCADA และการจัดการข้อมูลภาคสนาม เปิดโอกาสให้นักศึกษาเลือกกรณีศึกษา/ระบบที่สนใจ
1 ENGRA027 คอมพิวเตอร์ควบคุมในโรงงาน
กิจกรรมที่ ผลการเรียนรู้ * วิธีการประเมินผลนักศึกษา สัปดาห์ที่ประเมิน สัดส่วนของการประเมินผล
1 อธิบายองค์ประกอบและหน้าที่ของระบบคอมพิวเตอร์ควบคุม (SCADA, PLC, RTU, HMI) ได้อย่างถูกต้อง แบบทดสอบ, รายงาน, คำถามในชั้นเรียน สัปดาห์ที่ 2–5 10%
2 เชื่อมโยงความรู้ด้านการสื่อสารข้อมูลและการควบคุมในระบบโรงงานได้ แบบฝึกหัดปฏิบัติ, วิเคราะห์ระบบสื่อสาร สัปดาห์ที่ 5–7 10%
3 ใช้โปรแกรมหรือซอฟต์แวร์สร้างระบบ SCADA / HMI เบื้องต้นได้ ปฏิบัติการ, สร้าง Dashboard, ทดสอบระบบ สัปดาห์ที่ 8, 13–15 20%
4 วิเคราะห์และออกแบบระบบควบคุมในกรณีศึกษาหรือสถานการณ์จริง รายงานวิเคราะห์กรณีศึกษา, อภิปรายกลุ่ม สัปดาห์ที่ 10, 14 10%
5 แสดงทักษะการทำงานร่วมกับผู้อื่นและความรับผิดชอบในการทำโครงงาน การทำงานกลุ่ม, Peer Evaluation, การนำเสนอ สัปดาห์ที่ 14–16 10%
6 แสดงความเข้าใจและความรู้รวมของวิชาในภาพรวม สอบกลางภาค สัปดาห์ที่ 9 20%
7 ประเมินความเข้าใจและการประยุกต์ใช้งานระบบควบคุม สอบปลายภาค (ข้อเขียน + วิเคราะห์ระบบ) สัปดาห์ที่ 17 20%
1.Stuart A. Boyer (2020). SCADA: Supervisory Control and Data Acquisition (4th ed.). ISA – The International Society of Automation. หนังสือหลักที่อธิบายระบบ SCADA อย่างครบถ้วนทั้งด้านโครงสร้าง การสื่อสาร และการควบคุม
2.Jon Stenerson (2018). Fundamentals of Programmable Logic Controllers, Sensors, and Communications (4th ed.). Pearson. รวมพื้นฐานของ PLC, RTU, การสื่อสาร และการประยุกต์ในอุตสาหกรรม
3.Kelvin T. Erickson (2011). Programmable Logic Controllers: An Emphasis on Design and Application. Dogwood Valley Press. หนังสือที่เน้นการประยุกต์ PLC และ HMI ร่วมกับระบบควบคุมในโรงงานจริง
1.IEC 60870-5, IEC 61850, Modbus Protocol Specifications มาตรฐานและโปรโตคอลการสื่อสารที่ใช้ในระบบ SCADA และโรงงานอัตโนมัติ
2.Siemens AG. WinCC SCADA System Manuals คู่มือการใช้งานจริงของ WinCC ซึ่งเป็นหนึ่งในซอฟต์แวร์ SCADA ที่ใช้แพร่หลายในอุตสาหกรรม
3.National Instruments. LabVIEW SCADA Design Guide คู่มือการออกแบบระบบ SCADA โดยใช้ซอฟต์แวร์ LabVIEW
4.Rockwell Automation. FactoryTalk View SE User Manual เอกสารประกอบการเรียนรู้และฝึกปฏิบัติ HMI/SCADA ด้วยซอฟต์แวร์ของ Allen-Bradley
1.NIST SP 800-82 Rev.2 – Guide to Industrial Control Systems (ICS) Security. เอกสารแนวทางด้านความมั่นคงปลอดภัยของระบบ SCADA และระบบควบคุมในโรงงาน
2.บทความกรณีศึกษาระบบ SCADA ในไทย จากวารสาร IEEE, วิศวกรรมอุตสาหการ, Automation Today แหล่งข้อมูลเสริมจากสถานประกอบการจริง
3.YouTube/Online Tutorials เช่น PLC Academy, RealPars, Siemens Automation Learning สื่อการสอนออนไลน์ที่ช่วยให้เข้าใจการทำงานของ PLC, RTU, SCADA ผ่านตัวอย่างจริง