บทที่ O05 · E5CC · Temperature Control

Omron E5CC — Temperature Controller

E5CC คือตัวควบคุมอุณหภูมิ PID ของ Omron — น้องของ E5EC ใหญ่กว่าหน่อย และเป็นรุ่นที่ยังขายอยู่ในปี 2026 บทนี้พาตั้งค่า E5CC, เซ็ต Auto-Tune, สื่อสารผ่าน Modbus กับ CP1L

E5CC vs E5EC vs Delta DTK — ต่างกันยังไง? ทั้ง 3 ทำงานคล้ายกัน (รับ PV จาก TC/RTD → คำนวณ PID → ส่ง Output ไปฮีตเตอร์):
· Omron E5CC (48×48mm) — รุ่นนิยมในตำราอ. ผดุง
· Omron E5EC (48×96mm) — ใหญ่กว่า, จอชัดกว่า — ใบงาน FBD + Temperature ใช้รุ่นนี้
· Delta DTK4848 — ใช้ใน Mitsubishi track (M06)

หลักการ PID + Auto-Tune เหมือนกัน — ดู M06 สำหรับทฤษฎี PID, ตรงนี้เน้น Practice กับ E5CC

E5CC — รุ่นในห้อง Lab

Omron E5CC Temperature Control brochure cover
Omron E5CC — Temperature Controller สำหรับงานอุตสาหกรรม (ภาพจากคู่มือ "เทคนิคการควบคุมอุณหภูมิ" ของ Omron Thailand)
Omron E5EC display showing PV/SV/MV
Omron E5CC/E5EC — หน้าจอแสดง PV (ขาว) + SV (เขียว) + MV (ส้ม) พร้อมกัน · มีปุ่ม PF / Down / Up / Enter (Mode) สำหรับเข้าเมนู
Temperature control system diagram (Thai)
ระบบควบคุมอุณหภูมิแบบครบวงจร — เทอร์โมคัปเปิ้ล วัดอุณหภูมิ → ส่งเข้า Temperature Controller → คุม แมกเนติกคอนแทกเตอร์ → จ่ายไฟให้ ฮีสเตอร์ ใน เตาไฟฟ้า

การถอดรหัสรุ่น E5CC-QQ2ASM-000

ตำแหน่งค่าความหมาย
1QMulti-range input (TC + RTD + DC voltage/current)
2QAux output type — 2 = SPST-NO (เปลี่ยนกับฮีตเตอร์ผ่าน SSR)
322 Auxiliary outputs
4AHeater Burnout (HB) detection
5SCommunication = RS-485 Modbus
6MEvent Input function
7-9000No additional features

หลักการของเทอร์โมคัปเปิ้ล

Thermocouple EMF principle (Seebeck effect)
หลักการ Seebeck effect — เส้นโลหะ A กับ โลหะ B ต่อเป็นวง, ปลายหนึ่ง Hot Junction (เตา) อีกปลาย Cold Junction (อ้างอิง) → เกิด EMF ตามผลต่างอุณหภูมิ → E5CC ใช้ EMF นี้คำนวณ °C

การต่อสาย E5CC

E5EC-QR2ASM terminal wiring diagram
ขั้วต่อด้านหลัง E5CC/E5EC — 1,2 = AC 100-240V · 3-6 = Output 1, 2 · 13,14 = RS-485 (A, B) · 16-18 = Event input EV1, EV2 · 22-24 = Input (mA, V, TC/RTD)
  1. Power ขั้ว 1-2 รับ AC 100-240V — ใส่ Breaker ทางต้นทาง
  2. Input — Thermocouple Type K ขั้ว 22 (+) / 23 (-) — สีแดง = +, สีดำ/ขาว = - (ระวังขั้วบวกลบ)
  3. Output 1 — Heater (SSR) ขั้ว 3 (+) / 4 (-) → ต่อเข้า SSR (Solid State Relay) → SSR คุมไฟ AC เข้าฮีตเตอร์
  4. RS-485 — Communication ขั้ว 14 (A+) / 13 (B-) → ไปต่อกับ CP1L ผ่าน CIF11
  5. Event Input — Optional ขั้ว 16-18 → กดปุ่มภายนอกเปิด Auto-Tune หรือ switch SV bank ได้

📟 ลองใช้ Menu E5CC — Interactive Walker

ก่อนเดินไปกดเครื่องจริง — ลองเล่นกับหน้า E5CC จำลองด้านล่าง ดูว่าปุ่ม PF / ▼ / ▲ / O↩ ทำงานยังไง · กดค้าง O↩ 3 วินาที เพื่อเข้า Initial Setting · จากนั้น กด O↩ ค้างอีก 1 วินาที เพื่อเข้า Communications Setting

ตั้งค่าเริ่มต้น

หลังเปิดไฟ E5CC จะแสดง 0.0 และอ่าน PV ไม่ขึ้น (เพราะยังไม่ตั้ง input type):

  1. เข้า Initial Setting Mode กดปุ่ม Mode (O↩) ค้างประมาณ 3 วินาที — จอจะแสดง in-t
  2. ตั้ง Input Type ที่ in-t → ใช้ ▲▼ เลือก:
    • 5 = K (Thermocouple Type K, -200 to 1300°C)
    • 0 = Pt100 (RTD)
    • 4 = J Thermocouple
    กด O↩ เพื่อยืนยัน
  3. ตั้ง Temperature Unit เลื่อนหา d-u → °C (เป็นค่า default)
  4. ตั้ง Control Period cp (control period) = 2 วินาที (สำหรับ SSR) หรือ 20s (สำหรับ Relay)
  5. ออกจาก Initial Setting กด Mode (O↩) ค้าง 1 วินาที — กลับสู่หน้า Operation
  6. ตั้ง Set Point จากหน้า Operation กด ▲▼ จนได้ค่าที่ต้องการ (เช่น 60°C) → SV จะติดเขียวที่จอ

SSR — Solid State Relay สำหรับ Heater

SSR + Load + AC schematic
วงจร Controller Output (DC pulse) → ขับ SSR (Triac/SCR ภายใน) → จ่ายไฟ AC ให้ Load (ฮีตเตอร์) — ไม่มีหน้าสัมผัสเชิงกล, ทำ on/off ความถี่สูงได้ดีกว่า Relay

หลักการ Closed-loop Control แบบเข้าใจง่าย

Closed-loop control example with lamp + photometry
ตัวอย่างคลาสสิก — Variable Resistor ปรับแรงดันให้ Lamp, Illumination Photometry วัดความสว่างกลับมาเป็น Feedback, ระบบ Adjustment เปลี่ยน VR เพื่อให้ความสว่างคงที่ — Concept เดียวกับ Temperature Control แค่เปลี่ยนตัวกระทำ

🧪 ลองจูน PID เอง — ก่อนกด Auto-Tune ที่ E5CC

ก่อนไปกด AT ที่หน้าตัวเครื่องจริง — ลองเล่นกับ Plant Model ก่อน เพื่อให้เห็นว่า Kp/Ti/Td แต่ละตัวมีผลยังไง (Plant: First-Order Heater, K=1, τ=25s, θ=5s · Step 25→60°C ที่ t=0) · ทฤษฎี Ziegler-Nichols เต็มอยู่ที่ M06

ความเชื่อมโยงกับ E5CC จริง ตัวเครื่อง E5CC ใช้ Proportional Band (P%) ไม่ใช่ Kp ตรง ๆ — แต่ความสัมพันธ์คือ Kp ≈ 100 / P% เช่น P=40% ⇄ Kp=2.5 · Ti กับ Td ที่ E5CC เป็นหน่วยวินาทีเหมือนกับ Simulator นี้

Auto-Tune — ปรับ PID อัตโนมัติ

E5CC มี Auto-Tune ในตัว เหมือน Delta DTK — กระบวนการคล้ายกัน:

  1. ตั้งระบบให้พร้อม เปิด Power เข้า Heater, ตั้ง Set Point ที่ค่าที่จะใช้จริง (เช่น 60°C)
  2. รอให้ระบบเข้า Steady State ห้ามทำ AT ตอนเครื่องเย็น — รอจน PV ใกล้ SV (เช่น ±5°C)
  3. เริ่ม Auto-Tune กด Mode สั้น → เลื่อนหา at → กด O↩ → at-2 (100% AT) → ยืนยัน
    หน้าจอจะกระพริบ at
  4. รอ ~5-15 นาที ระบบจะ เปิด-ปิดฮีตเตอร์ค้าง เพื่อวัด Ku และ Pu — เสร็จแล้ว E5CC จะเซฟ Kp/Ti/Td อัตโนมัติ
    PID Auto-tune Relay Feedback method
    การ Auto-Tune จะสร้างสัญญาณรูปแบบนี้ — ระบบไปแตะค่า Extreme value 1 (ต่ำสุด) แล้ว Extreme value 2 (สูงสุด) เพื่อวัด Ku (ultimate gain) และ Pu (period) → คำนวณ Kp/Ti/Td ตามสูตร Ziegler-Nichols
  5. ทดสอบ เปลี่ยน SV ไปค่าอื่น (เช่น 80°C) → ดูที่กราฟ Trend ว่าระบบเข้าถึงเร็วและนิ่ง
Auto-Tune กับ Process ที่มี Thermal Lag สูง ถ้าระบบช้ามาก (เช่น เตาขนาดใหญ่) Auto-Tune อาจกินเวลา 30-60 นาที — อย่ายกเลิกระหว่างทาง ถ้าเซ็ตค่า PID ที่ AT ให้แล้วยังแกว่ง ให้ลด Kp เอง 20-30%

Modbus Register Map ของ E5CC

E5EC/E5CC register address map
Register address ของ E5CC/E5EC — รองรับ Two-byte mode (16-bit address) และ Four-byte mode (32-bit address) แล้วแต่ตั้งค่า
Two-byte addrหน้าที่R/Wหน่วย
2000PV (Process Value)R°C × 10
2103Set Point (active)R/W°C × 10
2104Alarm Value 1R/W°C × 10
2003Heater Current 1RA × 10
2004MV (Heating)R% × 10
2407Proportional Band (P)R/W%FS × 10
2408Integral Time (I)R/Ws
2409Derivative Time (D)R/Ws

ตั้งค่า Communication บน E5CC

E5CC Communications Setting Level menu
Communications Setting Level — เมนูเรียงตามลำดับ: PSEL → U-No → BPS → LEN → SbtL → PrtY → SdWt
  1. เข้า Communications Setting Level กด Mode ค้าง 3 วินาที จนถึง Initial Setting → กดอีกครั้ง 1 วินาที → เข้า Communications Level
  2. ตั้งค่าตามนี้
    • PSEL = Cwf หรือ Mod (Modbus)
    • U-No = 1 (Slave Address)
    • bPS = 96 (= 9600 bps)
    • LEn = 8 bits
    • SbtL = 1 stop bit
    • PRtY = NonE (Parity = None)
    • SdWt = 20 ms (Send Wait Time)
  3. ดับไฟ → เปิดใหม่ ค่า Communication จะมีผลหลัง Reboot

CP1L → E5CC: อ่านอุณหภูมิ + เซ็ต Set Point

Logic เดียวกับ O04 — Inverter เปลี่ยนแค่ Slave Address + Register:

; Read PV (2000H)
LD    P_On
MOV   #0001  D32300   ; Slave 1 (E5CC)
MOV   #0003  D32301   ; FC 03 = Read
MOV   #0004  D32302   ; bytes
MOV   #2000  D32303   ; Register = 2000H (PV)
MOV   #0001  D32304   ; 1 register

LD    P_1s
OUT   A640.00         ; Trigger

; ค่าที่อ่านได้จะอยู่ใน D32355 (response area)
; แปลงจาก × 10 → จริง
LD    A640.01         ; Done
DIV   D32355  #10  D200  ; D200 = อุณหภูมิจริง (°C)


; Write Set Point (2103H) = 80.0°C
LD    W2.00           ; Trigger จาก HMI
MOV   #0001  D32300
MOV   #0006  D32301   ; FC 06 = Write
MOV   #0004  D32302
MOV   #2103  D32303   ; Reg 2103H (SP)
MOV   #800   D32304   ; 80.0 × 10
OUT   A640.00

Heater Burnout (HB) Detection

E5CC มีฟังก์ชัน HB — ตรวจจับว่าฮีตเตอร์ขาด/ไหม้ โดยอ่านกระแสที่ไหลผ่านฮีตเตอร์ตอน Output ON:

  1. ติดตั้ง CT (Current Transformer) E5CC-QQ2ASM มี CT input — สอด CT คล้องรอบสายเฟส L1 ของฮีตเตอร์ → เสียบเข้า CT input ของ E5CC
  2. ตั้งค่า HB hb1 = ค่ากระแสต่ำสุดที่ยอมรับได้ (เช่น 5.0A) — ถ้ากระแสต่ำกว่านี้ตอน Heater ON → HB alarm
  3. Alarm Output เซ็ต Aux Output 2 เป็น HB alarm → ส่งสัญญาณไป PLC เมื่อตรวจพบ
ทำไม HB สำคัญ? ถ้าฮีตเตอร์ขาด PV จะลดลง → PID จะคิดว่าระบบยังไม่ร้อน → เร่ง Output ไป 100% ตลอดเวลา → กินไฟฟรี และอาจทำให้ส่วนอื่นเสียหาย — HB จับได้ทันที

เรื่องนอกเหนือ — เทคนิคควบคุมอุณหภูมิ

เอกสารอ้างอิงสำหรับบทนี้

← ก่อนหน้า
O04 — Modbus + Inverter