Human Machine Interface (HMI) สำหรับคำนวณประสิทธิภาพ หม้อไอน้ำ โดยใช้ Visual C# และ OPC Server AuthorMr. Chittaporn Hlaoimchan Advisors Assoc. Prof. Dr. Wudhichai Assawinchaichote Department of Electronic and Telecommunication Engineering, Faculty of Engineer King Mongkut’s University of Technology Thonburi Human Machine Interface (HMI) for Boiler Efficiency Calculation using Visual C# and OPC Server

Human Machine Interface ระบบแสดงสถานะการทำงาน และ ควบคุมเครื่องจักร “ HMI? ” Machine PLC Programmable Logic Control Computer HMI Touchscreen &Panel

Display : HMI

กฎกระทรวง กำหนดมาตรการความ ปลอดภัยเกี่ยวกับหม้อ ไอน้ำให้ทำการ ตรวจสอบ ซ่อมแซมให้ หม้อไอน้ำมี ประสิทธิภาพ ปัญหาหม้อไอน้ำ ระเบิด สร้างความเสียหายต่อ ชีวิตและทรัพย์สิน “ ปัญหาของหม้อไอ น้ำ ” โรงงานย้อมผ้าสมุทรปราการ บาดเจ็บ 22 ราย สาหัส 5 ราย มุลค่าความเสียหาย 20 ล้าน บาท

จดจากหน้าจอ HMI, อยู่คนละ หน้า ทำให้เวลา ไม่ตรงกัน ให้ Operator เดิน จดค่าจากเครื่องมือ วัด ทำให้เวลาไม่ ตรงกัน ( ไม่มี HMI) Time Pressure Transmitter (Bar) :00:05555A+B+C=15 (10:00AM) 10:00: :00:15554A+B+C=14 (Operator) 10:00:20555 Displa y 1 Displa y 2 “ ปัญหาการ คำนวณ ” จดจากหน้าจอที่ อยู่หน้าเดียวกัน HMI การคำนวณผิดพลาด ความถี่ในการ คำนวณ นานๆ ครั้ง

นำค่าจากเครื่องมือวัดมาคำนวณหา ประสิทธิภาพหม้อไอน้ำ แสดงผลให้ทราบแบบ Online ลดความผิดพลาดจากการเดินจดค่า ทำ ให้เวลาไม่ตรงกัน ลดความผิดพลาดจากการคำนวณ เขียนโปรแกรมติดต่อควบคุมการทำงาน PLC นำ OPC Server มาใช้เป็นตัวกลาง เขียนโปรแกรมคำนวณประสิทธิภาพ Boiler Research Objectives Scope of Research

ปี (Year) ผู้แต่ง (Authors) ข้อเสนอ (Proposal) จุดเด่น (Advantage) 2014 Erwin Normanyo, Francis Husinu, Ofosu Robert Agyare Developing a Human Machine Interface (HMI) for Industrial Automated Systems using Siemens Simatic WinCC Flexible Advanced Software นำ HMI & PLC มาใช้ควบคุม หม้อไอน้ำ ทำงานแบบ อัตโนมัติ 2011 Li Dongjiang, Sun Ruiqi Implement of Communication between Configuration Software and OPC Server Based on Modbus/TCP นำ OPC มาใช้ ร่วมกับ PLC สามารถต่อกับ HMI ได้หลาย เครื่อง Literature Review

‘ ปัญหาจากการนำ HMI ไปใช้กับ PLC’ Ethern et AB L35E Serial Intouch/RSLogix X Ethern et X การติดต่อกับ PLC ผ่านทาง Serial port การต่อ Computer หลายตัวกับ PLC ผ่านทาง Ethernet port

Network PLC: PLC หลายรุ่น / ยี่ห้อ / โปรโตคอล

การคำนวณโดยใช้ Function Block การคำนวณโดยใช้ Expression Steam Pressure Saturated liquid Hf Saturated vapor Hg ‘ ปัญหาการคำนวณโดยใช้ Software PLC&HMI’

OPC Server : OLE for Process Control (OLE : Object Linking and Embedding) ตัวกลางในการติดต่อสื่อสาร KEPServerEx COPC.DLL Componant เพื่อให้ Visual C# เขียนโปรแกรม ติดต่อกับ OPC กำหนด Tag เท่าไรก็ได้, ไม่ เปลือง Memory Visual C# เพื่อให้การคำนวณมี ประสิทธิภาพ Simetic Manager เขียนโปรแกรม PLC Software

Hardware Computer/Notebook Switch Hub CPU PN/DN Digital Input 16 Ch. 24 VDC Digital Output 16 Ch. 24 VDC 0.5A Analog Input 8 Ch. 13 Bit Analog Output 4 Ch.12 Bit Software : Visual C#, Simatic Manager, KEPServerEX, COPC.Dll รูปแบบการเขียน โปรแกรม

การเขียนโปรแกรม ติดต่อกับ PLC Analog input/Digital input label1.Text = copc1.tgVal(1).ToString(); Digital Output copc1.opcWrt(3 0, 0); copc1.opcWrt(3 0, 1);

Analog output copc1.opcWrt(50, int.Parse(textBox24.Text)); แปลงค่าจาก Double integer เป็น Floating-point นำค่าไปปรับ Scale FC106 (Unscaling Value) ส่งออก Analog output เป็น ค่ากระแส 4-20 mA การเขียนโปรแกรม ติดต่อกับ PLC

Display : PLC

การทดสอบ Digital Input/Output ทดสอบรับค่า Digital input ทดสอบส่งค่า Digital output

การทดสอบ Analog Input/Output ทดสอบรับค่า Analog input ทดสอบส่งค่า Analog output

Display : Boiler Efficiency

การ ทดสอบ ป้อนค่าเข้าไปที่ KEPServerEx ป้อนค่า ค่าที่ต้องกำหนดเอง การหาประสิทธิภาพของหม้อไอน้ำ (Calculation of Boiler Efficiency) ส่วนเทคโนโลยีน้ำอุตสาหกรรม สำนักเทคโนโลยีน้ำและการจัดการมลพิษโรงงาน

ค่าที่รับมาจาก KEPServerEx นำค่า Steam pressure ไป หาค่า Hf, Hg การ ทดสอบ

การหาประสิทธิภาพของหม้อไอน้ำ ส่วนเทคโนโลยีน้ำอุตสาหกรรม สำนักเทคโนโลยีน้ำและการจัดการมลพิษโรงงาน สูตรการหาประสิทธิภาพของหม้อ ไอน้ำ ส่วนเทคโนโลยีน้ำอุตสาหกรรม สำนักเทคโนโลยีน้ำและการ จัดการมลพิษโรงงาน

การ ทดสอบ สูตรการหาประสิทธิภาพของหม้อ ไอน้ำ ส่วนเทคโนโลยีน้ำอุตสาหกรรม สำนักเทคโนโลยีน้ำและการ จัดการมลพิษโรงงา น การหาประสิทธิภาพของหม้อไอน้ำ ส่วนเทคโนโลยีน้ำอุตสาหกรรม สำนักเทคโนโลยีน้ำและการจัดการมลพิษโรงงาน

การ ทดสอบ ประสิทธิภาพจะต่ำลงเมื่อค่า Feed water Temp มากขึ้น ประสิทธิภาพจะต่ำลงเมื่อค่า Feed water EC มากขึ้น ประสิทธิภาพจะสูงขึ้นเมื่อค่า Blowdown EC เพิ่มขึ้น ประสิทธิภาพจะต่ำลงเมื่อปริมาณการใช้ เชื้อเพลิงสูงขึ้น

อภิปรายผล การศึกษา การติดต่อกับ PLC สามารถติดต่อกับ Digital/Analog input/output ได้ ยกเว้น Analog output ต้องเขียน Function block เพื่อส่ง Output ออกเป็น 4-20 mA ค่า Analog input หรือค่าการวัดที่รับเข้ามา สามารถนำมาคำนวณได้ การคำนวณประสิทธิภาพ สามารถทดสอบรับส่งค่าจาก PLC และ Simulate ค่าการวัดได้พร้อมกัน สามารถทดลองเปลี่ยนค่า Input ทำให้ทราบว่า มีผลต่อประสิทธิภาพอย่างไร

ทำให้ทราบค่าประสิทธิภาพได้อย่างรวดเร็ว ลดความผิดพลาดจากการเดินจดค่าจาก เครื่องมือวัดซึ่งทำให้เวลาไม่ตรงกัน ลดความผิดพลาดจากการคำนวณด้วยมือ จากเดิมที่คำนวณประสิทธิภาพวันละครั้ง หรือ นานๆครั้ง งานวิจัยนี้ทำให้ทราบค่าประสิทธิภาพ ได้ตลอดเวลา สามารถวางแผนซ่อมบำรุงเมื่อประสิทธิภาพเริ่ม ต่ำลง ซึ่งจะช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายทางด้าน เชื้อเพลิง HMI ที่เขียนด้วย Visual C# สามารถนำข้อมูล ไปใช้ในรูปแบบอื่นๆได้อีก เช่น ( หน้าต่อไป ) สรุปผลการศึกษาและ ข้อเสนอแนะ

‘ คำนวณประสิทธิภาพ หม้อไอน้ำ ’ เพิ่ม Database โปรแกรมสำหรับ Boiler ที่ใช้ พลังงานจาก Biogas คำนวณค่าใช้จ่าย

‘ กระบวนการ ผลิต ’ วัน เวลา ที่ ผลผลิตลดลง Process ที่มี ปัญหา ทราบสาเหตุ ค่าการวัดที่เกิน Min/Max

‘Intelligent Instrument&Motor Control’ Servo Drives Flow Tramsmitter Profibus PA Intelligent MCC อุปกรณ์ไฟฟ้า เครื่องมือ วัด ที่สื่อสารผ่านทาง Port Ethernet