บทที่ M03 · Wiring

เซ็นเซอร์ & การต่อ I/O

โปรแกรมที่เขียนเก่งแค่ไหน ถ้าต่อ Hardware ผิดก็ใช้ไม่ได้ — บทนี้พาเข้าใจ Sink vs Source, วิธีอ่านสเปคเซ็นเซอร์อุตสาหกรรม, และต่อ Inductive Proximity (NPN) + Photoelectric Switch เข้ากับ FX5U ให้ทำงานครั้งแรกผ่านเลย

Sink vs Source — เรื่องที่ทำคนเริ่มต้นงงทุกราย

ความสับสนเกิดเพราะเรามองมุมไหน — ฝั่ง Sensor หรือฝั่ง PLC Mitsubishi และผู้ผลิตญี่ปุ่นนิยมมองจากฝั่ง PLC ดังนั้นเวลาเขาบอกว่า "Sink Input" หมายถึง PLC ดูดกระแสเข้า (กระแสไหลจาก Sensor → PLC)

Sensor NPN · NO +24V BK Signal BU 0V PLC FX5U Sink Input +24V S/S (COM) X0 0V +24V (brown) Signal (black) ⇒ X0 0V (blue) jumper ⇒ เมื่อ Sensor ทำงาน, กระแสไหลจาก +24V (PLC) → S/S → X0 → Signal → Sensor → 0V — "PLC ดูด (Sink) กระแสเข้า"
Sink Input ของ FX5U-32MT/ES — ต้อง jumper S/S เข้ากับ +24V (เส้นประแดง) เพื่อให้กระแสไหลครบวงจร · ใช้ Sensor NPN
วิธีจำง่าย ๆ Sensor NPN = ต่อเข้า PLC แบบ Sink Input → Sensor PNP = ต่อเข้า PLC แบบ Source Input → FX5U-32MT/ES ใช้ตัวที่ลงท้ายด้วย "S" หมายความว่า Sink Input เพราะฉะนั้นต้องซื้อ Sensor NPN

Inductive Proximity Sensor — LJ18A3-8-Z/BX

LJ18A3-8-Z/BX Inductive Proximity Sensor with cable colors
LJ18A3-8-Z/BX — เซ็นเซอร์เหนี่ยวนำ NPN, NO, ระยะ 8 mm พร้อมสายไฟ 3 เส้น (BN/BK/BU)
คุณสมบัติค่า
ชนิดInductive (ตรวจจับโลหะ)
แรงดันใช้งานDC 6–36V (ที่นี่ใช้ 24V)
OutputNPN, Normally Open (NO)
ระยะตรวจจับ8 mm
สี/หน้าที่สายไฟ🟤 BN = +24V ⚫ BK = Signal 🔵 BU = 0V

การต่อกับ FX5U

  1. เตรียมไฟ DC 24V ใช้ขั้ว 24V และ 0V ที่อยู่บนตัว PLC (FX5U มี Power supply ในตัว) — หรือใช้ Power Supply ภายนอกก็ได้ แต่ต้องต่อ 0V ร่วมกัน (Common GND)
  2. ต่อสายไฟ Sensor
    • สาย 🟤 น้ำตาล (BN) → ขั้ว +24V ของ PLC
    • สาย 🔵 น้ำเงิน (BU) → ขั้ว 0V ของ PLC
    • สาย ⚫ ดำ (BK = Signal) → ขั้ว Input ที่ต้องการ เช่น X0
  3. เชื่อม S/S เข้า +24V ที่ FX5U ขั้ว Input จะมี S/S (Source/Sink common) — สำหรับ Sink Input ต้องต่อ S/S → +24V
  4. ทดสอบ เอาวัตถุโลหะ (เช่น ไขควง) เข้าใกล้หัวเซ็นเซอร์ — LED แดงจะติด และ X0 ใน PLC ควรเปลี่ยนเป็น ON
ลืม S/S → Input ไม่ทำงาน! อาการคลาสสิกคือ "เซ็นเซอร์ติดไฟแดงตอนทำงาน แต่ PLC ไม่อ่านค่า" — เกิดจากไม่ได้ jumper S/S เข้า +24V เป็นจุดที่นิสิตพลาดบ่อยมาก

Photoelectric Sensor — OMRON E3JK-R4M1

OMRON E3JK-R4M1 Photoelectric Sensor
OMRON E3JK-R4M1 — Retroreflective Photoelectric Sensor ระยะ 4 m
Retroreflective sensor + reflector with red beam
หลักการทำงาน — Sensor ยิงลำแสง (สีแดง) ไปที่แผ่นสะท้อน → ถ้าวัตถุมาบังลำแสง Output เปลี่ยนสถานะ
คุณสมบัติค่า
ชนิดRetroreflective (ใช้แผ่นสะท้อน)
ระยะตรวจจับ4 เมตร
แรงดันใช้งานDC 12–24V หรือ AC 90–250V (ขึ้นกับรุ่นย่อย)
Output Current3 A
อุณหภูมิใช้งาน−30 °C ถึง +65 °C

หลักการคือ Sensor ยิงแสงไปแผ่นสะท้อน — ถ้ามีวัตถุมาบัง แสงสะท้อนกลับไม่ได้ → Output เปลี่ยนสถานะ

E3JK wiring diagram
วงจรของ E3JK series — BN/BU = ไฟเลี้ยง, WH (Tc) / BK (Ta) / GY (Tb) = Contact output (Relay G6C)
เคล็ดลับการติดตั้ง Retroreflective ติด Sensor และแผ่นสะท้อนให้ตรงกันให้ดี — ระยะ 4 ม. ถ้าเอียงเพียง 2° แสงจะสะท้อนไม่กลับ ใช้ LED indicator บนตัว Sensor ปรับมุมจนติดสว่างคงที่ก่อนขันน็อต

อุปกรณ์ที่นิยมต่อกับ Output

ปลายทางของ Y output ของ PLC ไม่ได้มีแค่ Magnetic Contactor — มี Indicator, Actuator ฯลฯ อีกหลายแบบ:

Red push button
Push Button — อันนี้ใช้เป็น Input (X) ของ PLC — มาตรฐานสีคือ แดง = Stop, เขียว = Start
Red beacon indicator
Indicator Beacon — ต่อกับ Y output ผ่าน Relay (เพราะส่วนใหญ่กินไฟ AC) เพื่อเตือนสถานะ
Traffic light
ตัวอย่างประยุกต์ — Traffic Light Controller ใช้ Y0 (แดง), Y1 (เหลือง), Y2 (เขียว) คุมไฟแต่ละหลอด

การต่อ Output Y

Sink Output Wiring diagram
การต่อ Output ของ FX5U-32MT — Sink Output Wiring (จากคู่มือ Mitsubishi)
PLC Output Unit types
โครงสร้าง PLC Output Unit — Relay Type · Transistor (Sink/Source) · Triac/SSR Type
Plug-in interposing relay
Plug-in Relay — ใช้แปลง 24V DC จาก Y output เป็น 220V AC ไปต่อกับ Magnetic Contactor

FX5U-32MT (T = Transistor Output) เป็น Sink Output หมายความว่า Y0 จะ "ดูดกระแสลง 0V" เมื่อ ON — สิ่งที่ต่อเข้า Y0 ต้อง ต่อปลายอีกข้างเข้า +24V

  1. เลือก Load ที่จะควบคุม ถ้าเป็น Relay 24V DC ต่อ Coil ตรงเข้า Y0 ได้เลย — แต่ถ้าเป็น AC Load (เช่น Magnetic Contactor 220V) ต้องผ่าน Relay ก่อน เพราะ Transistor Output ของ FX5U รับได้แค่ DC
  2. ต่อ Output 
    Y0  ─────► [Relay coil] ─────► +24V
COM (0V) ─────────────────────────┘ (PSU)
    ขั้ว COM ของ Y รวม 4 ตัวเข้าด้วยกัน (เช่น Y0–Y3 ใช้ COM1)
  3. ใส่ Diode Flywheel กับ DC Coil! ทุก Relay coil ต้องมีไดโอด (เช่น 1N4007) คร่อมหัว–ท้าย ขนานกัน ขั้ว Cathode (ขีดขาว) ชี้ไปที่ +24V — กัน Back EMF ทำให้ Transistor ของ PLC พัง
ขั้นตอนที่ 3 สำคัญมาก! Relay coil = inductor — ตอนตัดไฟ จะเกิด spike voltage สูงถึง 200–400V ย้อนเข้า PLC Transistor ของ Y output ทนได้แค่ ~50V → พังภายในไม่กี่ครั้ง ใส่ Flywheel diode เสมอ

หน้าตา Lab Panel จริง

ตัวอย่างหน้าตาตู้ Lab ที่ภาควิชา EE — เห็น Push Button สีต่าง ๆ + Selector Switch + Mushroom Emergency Stop:

Workshop PLC Lab control panel photo
หน้าตู้ใบงาน Workshop PLC — SW2 (Selector ส้ม) + SW1 (Selector ดำ) + SW0 (Mushroom Emergency Stop แดง) — ติดตั้งบนหน้าจอลึก พร้อมป้าย

ตัวอย่างวงจรครบ — Light Curtain แบบง่าย

รวมความรู้ในบทนี้: สร้างระบบที่ หยุดมอเตอร์ทันที เมื่อมีคนเดินผ่านลำแสง

E3JK-R4M1

Photoelectric · NPN · NO

  • BK Signal → X4
  • BN +24V
  • BU 0V
→

FX5U-32MT/ES

Logic

  • X4 = Photo OK
  • Y0 = K1 driver
  • Self-hold ผ่าน X0/X1
→

K1 Contactor

Relay + Flywheel Diode

  • 3-phase 220V
  • Motor Output
⚠️ Light blocked → X4 OFF → ตัด Y0 → K1 ดับ → มอเตอร์หยุดทันที 
; Ladder: มอเตอร์ติดเมื่อกด Start และ Sensor เห็นแสง
LD    X0       ; Start
OR    Y0       ; Self-hold
ANI   X1       ; Stop
AND   X4       ; Photo OK (NO contact ของ E3JK — เห็นแสง = ON)
OUT   Y0       ; Motor Contactor

ก่อนไปบทถัดไป

← ก่อนหน้า
M02 — Ladder Logic