การเลือก Temperature Controller ให้ดีนั้นมีความสำคัญ ไม่ใช่ว่าเราจะเลือกหยิบจับ Temperature Controller ชนิดใดมาใช้งานก็ได้นะครับ เพราะการออกแบบของเทมเพอร์เรเจอร์คอนโทรลแต่ละชนิดนั้น มักถูกออกแบบมาเพื่อการแก้ไขปัญหาที่เกิดจากการทำงานที่แตกต่างกันออกไป
โดยในบทความนี้จะเป็นการแนะนำถึง วิธีการ ดูอย่างไร? ให้เราแลือกแล้วได้ เทมเพอร์เรเจอร์คอนโทรล ที่ดี ทีมีความเหมาะสม กับลักษณะของงานตามที่ท่านต้องการ และ ยังเป็นการเสริมความรู้ความเข้าใจถึงหน้าที่หลักของ เทมเพอร์เรเจอร์คอนโทรลคืออะไร? และ สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการเลือก กลุ่มสินค้าเทมเพอร์เรเจอร์คอนโทรล ได้อย่างถูกต้อง โดยรายละเอียดต่างๆมีดังต่อไปนี้ครับ
Temperature Controller เลือกให้ดี ดูที่อะไร?
การเลือก Temperature Controller หรือ ตัวควบคุมอุณหภูมิ เพื่อใช้งานนั้น มีลำดับขั้นตอนที่เป็นมาตรฐานอยู่แล้ว โดยในการเลือกตัวควบคุมอุณหภูมินั้น โดยปกติจะนิยมแยกตาม ลักษณะการนำไปใช้งาน เช่น การควบคุมอุณหภูมิด้านร้อน และ ด้านเย็น อย่างใดอย่างหนึ่ง หรือ การคอนโทรลแบบทั้งร้อนและเย็น ซึ่งเหมาะสำหรับระบบที่ต้องการความนิ่งมากๆ เช่น ถ้าต้องการควบคุมอุณหภูมิของเครื่องคั่วเมล็ดกาแฟ หรือเครื่องทำกาแฟสด ตามรูปด้านล่างจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์อะไรบ้าง โดยเราสามารถเลือกตัวควบคุมอุณหภูมิได้ตามรายละเอียด ดังนี้
การดำเนินงานของตัวควบคุม Controller Action
อินพุตของตัวควบคุมอุณหภูมิ Input of Temperature Controller
เอาท์พุตของตัวควบคุมอุณหภูมิ Output of Temperature Controller
รูปที่ 1 ตัวอย่างการควบคุมอุณหภูมิของเครื่องทำกาแฟ
ขนาด ของตัวควบคุมอุณหภูมิ Size
ซึ่งในที่นี้จะเป็นขนาดที่พูดถึงการติดตั้งตัวควบคุมอุณหภูมิกับแผงหน้าปัด Panel Mounting ส่วนการแบ่งประเภทของ Temperature Control ตามลักษณะการติดตั้งนั้นโดยปกติแล้วในประเทศเรานั้นจะอ้างอิงกันที่มาตรฐาน DIN 43700 ซึ่งปัจจุบันถูกแทนที่ด้วย IEC 61554:2002-08 โดยจะเป็นขนาด ของการเจาะรูบนแผงหน้าปัดเพื่อใส่ตัว Temperature Control ปัจจุบันขนาดที่มีใช้กันบ่อยๆ ตามรูปด้านล่าง โดยขนาดของตัวควบคุมอุณหภูมิบางยี่ห้อ เช่น Autonics จะมีขนาดความลึกที่ไม่มาก ทำให้ประหยัดพื้นที่ให้การติดตั้งได้ดีเลยทีเดียว
รูปที่ 2 ขนาดมาตรฐานในการติดตั้งของตัวควบคุมอุณหภูมิ
รูปที่ 3 ขนาดของตัว Temperature Controller Autonics ที่มีความลึกลดลง 30%
การดำเนินงานของตัวควบคุม Controller Action
เป็นรูปแบบของการควบคุมอุณหภูมิ ว่าจะต้องทำงานในลักษณะแบบใด ซึ่งจะแบ่งได้เป็น ควบคุมทางด้านร้อน , ควบคุมทางด้านเย็น หรือ ควบคุมทั้งสองแบบ โดยถ้าเป็นการควบคุมทางด้านร้อนจะใช้แบบ Reverse Control การควบคุมทางด้านเย็นจะใช้ Direct Control ยกตัวอย่างการควบคุมอุณหภูมิของเครื่องคั่วเมล็ดกาแฟ หรือ เครื่องทำกาแฟสดนั้น จะใช้ลักษณะการควบคุมแบบ Reverse Control หรือ ด้านร้อน
Reverse Control (Heat Control) เป็นการควบคุมอุณหภูมิด้านร้อน โดยจะใช้วิธีการควบคุม On-Off Control, PID Control อย่างใดอย่างหนึ่ง ก็ได้ ซึ่งตัวทำอุณหภูมิส่วนใหญ่นั้นจะเป็นขดลวดความร้อน
Direct Control (Cool Control) เป็นการควบคุมอุณหภูมิด้านเย็น โดยจะใช้วิธีการควบคุม On-Off Control, PID Control อย่างใดอย่างหนึ่ง ก็ได้ ซึ่งตัวทำอุณหภูมิส่วนใหญ่นั้นจะเป็นพัดลมระบายความร้อน หรือน้ำเย็น
Heat/Cool Control เป็นการควบคุมอุณหภูมิทางด้านร้อนและด้านเย็นสลับกัน โดยจะใช้วิธีการควบคุม On-Off Control, PID Control อย่างใดอย่างหนึ่ง ก็ได้ แต่จะมีลูปในการควบคุมแยกกัน เช่น จะมี PID Control ของตัวทำความร้อน และมี PID Control ของตัวทำความเย็น ซึ่งตัวทำอุณหภูมิส่วนใหญ่นั้นจะเป็นขดลวดความร้อน และพัดลมระบายความร้อน หรือน้ำเย็น โดยการควบคุมแบบนี้จะให้ประสิทธิภาพในการควบคุมอุณหภูมิได้ดีที่สุด แต่ก็ใช้ต้นทุนที่สูงกว่าแบบอื่นๆ
อินพุตของตัวควบคุมอุณหภูมิ Input of Temperature Controller
หรือ เซ็นเซอร์ที่ใช้ในการวัดค่าอุณหภูมิเพื่อป้อนกลับเข้าไปสู่ตัว Controller ในการเลือกประเภทของเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิั้นมีหลักใหญ่ๆ อยู่ที่อุณหภูมิที่ต้องการควบคุม และ ความเที่ยงตรง รวมถึงความเร็วในการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ โดยประเภทของเซ็นเซอร์ที่มีใช้มากในอุตสาหกรรมนั้น ได้แก่ Thermocpouple, RTDs, Thermistor ในตัวอย่างเป็นการควบคุมอุณหภูมิของเครื่องคั่วเมล็ดกาแฟ ซึ่งจะมีอุณหภูมิในการคั่งอยู่ที่ประมาณ 200~220⁰C ขึ้นอยู่กับประเภทกาแฟ และ ความเข้มที่ต้องการ
ดังนั้นเราจึงใช้ตัวเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิแบบ RTDs ซึ่งเลือกชนิดเป็น PT100 เนื่องจากให้ความเป็นเชิงเส้นในการวัดอุณหภูมิได้ดี และ มีค่าความเที่ยงตรงสูง
รูปที่ 4 ตัวอย่าง Temperature Sensor แบบสาย และแบบหัวกะโหลก
เอาท์พุต ของตัวควบคุมอุณหภูมิ Output of Temperature Controller
คือ สัญญาณทางไฟฟ้าที่จะนำไปต่อเข้ากับอุปกรณ์ที่ใช้ในการขับโหลดขนาดใหญ่ๆ ต่อไป เช่น ในตัวอย่างเป็นการควบคุมอุณหภูมิของเครื่องคั่วเมล็ดกาแฟ โดยเราทราบว่าตัวทำความร้อนที่ใช้นั้นเป็นขดลวดความร้อน แบบ 3 เฟส 380 โวลต์ ขนาด 30 แอมป์ ต่อเฟส ซึ่งคำนวณกำลังวัตต์ได้ 19.74 กิโลวัตต์
แต่ถ้าเราเลือกใช้เอาท์พุตของตัวควบคุมอุณหภูมิ แบบเฟสคอนโทรล Phase Control ซึ่งใช้สัญญาณแบบ 4~20mA ในการคอนโทรล จำเป็นต้องใช้ตัว SCR Power Regulator ที่มาควบคุมตัว Heater อีกที เนื่องจากตัวควบคุมอุณภูมิไม่สามารถควบคุมตัว Heater โดยตรงได้เนื่องจาก ไม่สามารถขับกระแสใหญ่ขนาดนี้ได้ โดยรูปแบบของสัญญาณควบคุมของตัว Temperature Controller นั้นจะมีอยู่ด้วยกัน 3 รูปแบบ ตามรูปด้านล่าง คือ ON-OFF Control (Relay Output), Cycle Control (Solid State Relay SSR) และ Phase Control (SCR Power Regulator) จะใช้สัญญาณอนาล็อก 4~20mA, 0~10VDC
รูปที่ 5 ตัวอย่างสัญญาณเอาท์พุตของตัวควบคุมอุณหภูมิ
รูปที่ 6 SCR Power Regulator ที่ใช้ในการควบคุมขดลวดความร้อน
เป็นฟังก์ชั่นอย่างหนึ่งที่ไม่ได้เกี่ยวข้องกับการควบคุมอูณหภูมิโดยตรง นั่นหมายความว่าจะมีหรือไม่มีก็ได้ แต่จะเป็นตัวช่วยในการเฝ้าระวังการทำงานนของตัวควบคุมอุณหภูมิ และ กระบวนการที่กำลังควบคุมอยู่นั้น เช่น อุณหภูมิเกินกว่าหรือต่ำกว่าที่ตั้งไว้ ก็จะให้มีการเตือน ซึ่งรูปแบบในการเตือนอาจจะเป็นการต่อเข้ากับตัวไฟหมุน Warning Light หรือ เสียงเตือน Warning Sound เพื่อเรียกให้พนักงานเข้ามาดูความผิดปกติ
แต่ในปัจจุบันมี Temperature Controller รุ่นใหม่ๆ เช่น TK4S-14RN ของ Autonics ที่สามารถเตือนเมื่อ ขดลวดความร้อนขาด Heater Break Alarm หรือ หัววัดอุณหภูมิขาด Sensor Break Alarm ซึ่งจะช่วยลดความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นได้ในส่วนหนึ่งกับกระบวนการผลิต
รูปที่ 7 รูปแบบการเตือน Alarm ของตัวควบคุมอุณหภูมิ
จากบทความนี้คงทำให้ท่านผู้อ่านได้ทราบแล้วใช่ไหมครับว่า การเลือก Temperature Controller ให้ดีนั้น เราควรดูที่จากลักษณะ
ของงานที่เราจะนำไปใช้ ว่ามีความเหมาะสมกับ Temperature Controller แบบใด? เพื่อนำไปสู่การเลือกใช้ กลุ่มสินค้าเทมเพอร์เรเจอร์คอนโทรล ได้อย่างมีถูกต้องและเกิดประสิทธิภาพในการทำงานต่อไป
โดยบทความนี้คือส่วนช่วยเพิ่มความรู้ความเข้าใจ ให้ท่านผู้อ่านได้เข้าใจถึงหน้าที่หลักของ เทมเพอร์เรเจอร์คอนโทรลคืออะไร? เพื่อสามารถนำไปปรับและประยุกต์ใช้ในการทำงานของท่านให้มีคุณภาพที่ดีได้ต่อไปนะครับ และ ถ้าหากท่านมี ข้อสังสัยเพิ่มเติม หรือ ต้องการเสนอแนะในส่วนใด ท่านสามารถส่งข้อความของท่านได้ในกล่องเสนอความคิดเห็นที่อยู่ทางด่านล่าง หรือ ติดต่อเรา my.Factomart.com ได้โดยตรงในทุกช่องทางการติดต่อของเรานะครับ
