Profile อุณหภูมิแบบ Ramp / Soak

หลักการ

ระบบเตาอบหรือ heat-treatment ต้องการ profile อุณหภูมิที่:

1. ขึ้นช้าๆ เพื่อไม่ให้ผลิตภัณฑ์ shock ทางความร้อน (cracking)
2. คงที่ ที่อุณหภูมิเป้าหมายตามเวลาที่ต้องการ (curing, sintering)
3. ลงช้าๆ เพื่อไม่ให้ stress ทางความร้อน

Temperature
   400│           ┌─────── Soak ──────┐
      │          /                     \
   200│         / Ramp Up              \ Ramp Down
      │        /                         \
    25│ ─────/                             \─────
      │     0    5min   65min   125min  185min  Time

Profile Definition

ตัวอย่างนี้ใช้ 3 segment:

Ramp Calculation

ระหว่าง Ramp segment ต้องคำนวณ setpoint ปัจจุบันแบบ linear interpolation:

SP_current = SP_start + (SP_end - SP_start) × elapsed / duration

ตัวอย่าง: Ramp 25→400°C, 5 นาที, ผ่านไป 2 นาที (40%)
SP = 25 + (400 - 25) × 2/5 = 25 + 150 = 175°C

ใน PLC ใช้ MUL/DIV กับ 32-bit register เพื่อให้คำนวณไม่ overflow

Logic Flow

First scan
  ↓
D200 = 0 (Idle)
D201 = 0 (Segment timer ในวินาที)
  ↓
กด Start (X0) → M0 ติด, D200 = 1, D201 = 0
  ↓
Segment 1 (D200 = 1): Ramp 25 → 400 over 300s
  Calc: D300 = 25 + (400-25) × D201 / 300
  เมื่อ D201 ≥ 300 → D200 = 2, D201 = 0
  ↓
Segment 2 (D200 = 2): Soak ที่ 400°C
  D300 = 400 (คงที่)
  เมื่อ D201 ≥ 3600 (60 min) → D200 = 3, D201 = 0
  ↓
Segment 3 (D200 = 3): Ramp 400 → 25 over 3600s
  Calc: D300 = 400 - (400-25) × D201 / 3600
  เมื่อ D201 ≥ 3600 → D200 = 4 (Done)

D300 (computed setpoint) ส่งต่อให้ PID หรือ On/Off control logic ตัวอย่างนี้ output PWM (Y0) แบบ on/off ตาม SP_current vs PV_current

Time-base ใช้ M8013 (1Hz pulse)

PLC มี M8013 = 1-second clock (ขึ้น/ลงทุก 0.5s) ใช้ดึง edge เพิ่ม counter ทุก 1 วินาที

LDP M8013    // rising edge ทุก 1 วินาที
INC D201 D201   // เพิ่ม segment elapsed time

Logic ต่อจาก Setpoint Computed

D300 (computed SP) ใช้กับ:

• On/Off — เปิด heater เมื่อ PV < SP - 2°C, ปิดเมื่อ > SP + 2°C
• PID — ใช้เป็น input ของ EPID instruction
• PWM — DIV(D300, K100, D310) → DUTY% สำหรับ PWY output

ตัวอย่างนี้แสดง On/Off เพื่อความเรียบง่าย

ขยายเพิ่ม

• มากกว่า 3 segment — เพิ่ม D200=4, 5, 6 ตามต้องการ
• Recipe — เก็บ profile หลายแบบใน D1000-D1099 แล้ว MOV เลือก profile
• HMI Trend — โชว์ profile กับ PV จริงเทียบกัน
• Hold/Resume — ปุ่ม pause ที่หยุด D201 (ไม่ rest)
• Abort cooling — ถ้า PV เกิน SP+50°C → emergency cool