วิธีการเลือก Digital Thermostat (ดิจิตอลเทอร์โมสตัท)

Comments Off

บล็อก Factomart.com ยินดีต้อนรับ….สวัสดีครับผม ^^ กลับมาเจอกันอีกครั้งกับที่ๆ คุ้นเคยพร้อมความรู้มากมายเกี่ยวกับอุปกรณ์อุตสาหกรรม เมื่อครั้งที่แล้วเราได้เรียนรู้กับหลักการทำงานของดิจิตอลเทอร์โมสตัทไปแล้ว วันนี้เราจะพาทุกท่านมาพบกับวิธีการเลือกซื้อว่าเราจะเลือกซื้ออย่างไรให้เหมาะสมกับงานและคุ้มค่ากับการลงทุนมากที่สุด

การเลือกซื้ออุปกรณ์ที่ดีเราควรทราบถึงรายละเอียดของอุปกรณ์นั้นๆ ว่าเหมาะสมกับงานที่เราจะนำไปใช้หรือไม่ เพื่อให้งานออกมาอย่างเต็มประสิทธิภาพมากที่สุด ดังนั้นขั้นตอนแรกในการเลือกซื้ออุปกรณ์คือควรทราบถึงรายละเอียดของอุปกรณ์นั้นๆ การเลือกซื้อ Digital Thermostat ก็เช่นเดียวกัน เพราะฉะนั้นเราไปดูรายละเอียดต่างๆ ที่ควรทราบก่อนการเลือกซื้อดิจิตอลเทอร์โมสตัทกันเลยครับ

1. ลักษณะของการทำงาน: ลักษณะการทำงานของดิจิตอลเทอร์โมสตัทนั้นมีหลากหลายวิธีแต่ที่นิยมใช้กันนั้น มีดังต่อไปนี้

ON-OFF Control: การควบคุมแบบเปิด-ปิด ซึ่งการควบคุมแบบนี้ตัวควบคุมจะทำการอ่านค่าจากตัวเซ็นเซอร์แล้วทำการเปรียบเทียบกับค่าที่ต้องการอยู่เสมอ ซึ่งลักษณะการทำงานแบบนี้มักจะเกิดค่า Overshoot หรือ Undershoot ของอุณหภูมิ และการใช้งานในลักษณะแบบนี้นั้นจำเป็นต้องมีการตั้งค่า Hysteresis ในการควบคุม

PID Control (Proportional Integral Derivative Control): เป็นลักษณะการทำงานรูปแบบหนึ่งที่นิยมนำมาใช้ในการควบคุมอุณหภูมิ เพราะสามารถแก้ไขปัญหาการเกิด Offset Error ที่สถานะคงตัวของระบบได้ โดยหาจากค่าตัวแปรของ PID จากสมการนี้

กราฟแสดงการควบคุมการเปลี่ยนแปลงค่าตัวแปร P,I และ D

จากกราฟจะเห็นว่าเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงค่าตัวแปรต่างๆ จะทำให้ผลของการควบคุมนั้นแตกต่างกันออกไป โดยเมื่อมีการเพิ่มค่า Kp เข้าไปในระบบ จะทำให้ค่า PV (ค่าอุณหภูมิที่อ่านได้) เข้าสู่เป้าหมาย SV (ค่าอุณหภูมิที่ต้องการ) แต่ยังเกิดค่า OFFSET error จึงเพิ่มค่า Ki เข้าไป ทำให้ลดค่า OFFSET error ลงได้แต่ก็ยังมีการแกว่งของระบบอยู่หรือออสซีลเลส จึงทำให้เพิ่มค่า Kd เข้าไปเพื่อลดค่าการแกว่งของระบบ และทำให้ PV เข้าสู่ SV ในสถานะคงตัว

2. ต้องการแบบ refrigeration controller หรือแบบ defrost controller: ในการเลือกซื้อ Digital Thermostat เราควรทราบก่อนว่าเราจะนำไปใช้งานประเภทไหน อุณหภูมิที่ใช้งานนั้นเท่าไร เช่น ถ้าต้องการนำไปควบคุมอุณหภูมิในตู้ทำความเย็นเราก็ควรเลือกแบบที่มีฟังก์ชัน refrigeration controller เพื่ออุปกรณ์จะได้ทำงานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ ซึ่ง Digital Thermostat รุ่น ATR131 ของ PIXSYS เป็นรุ่นหนึ่งที่สามารถใช้ควบคุมอุณหภูมิในตู้เย็น (refrigeration) และแอร์ (air conditioning) ได้และรองรับอินพุตที่เป็นโพรบวัดอุณหภูมิแบบ NTC

ภาพ Digital Thermostat รุ่น ATR131 ของ PIXSYS

3. Input (อินพุต): หรือตัวเซ็นเซอร์ที่ใช้วัดค่าอุณหภูมิ ในการเลือกนั้นให้ดูจากอุณหภูมิที่ต้องการควบคุม, ความเที่ยงตรง, ความเร็วในการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ เซ็นเซอร์ที่ใช้วัดค่าอุณหภูมิในสายงานอุตสาหกรรม ได้แก่

PTC: Positive Temperature Comitial เป็นเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิที่ปกติจะมีค่าความต้านทานต่ำ แต่เมื่อได้รับความร้อนจะทำให้มีค่าความต้านทานสูงขึ้นตามลำดับอุณหภูมิ

NTC: Negative Temperature Comitial เป็นเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิที่ปกติจะมีความต้านทานสูง แต่เมื่อได้รับความร้อนจะทำให้มีค่าความต้านทานต่ำลง

RTD: Resistance Temperature Detector เป็นเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิที่ใช้หลักการเปลี่ยนแปลงค่าความต้านทานของโลหะ ซึ่งค่าความต้านทานดังกล่าวจะมีค่าเพิ่มตามอุณหภูมิ นิยมนำไปใช้ในการวัดอุณหภูมิในช่วง -270 to 850 °C วัสดุที่นำมาใช้จะเป็นโลหะที่มีความต้านทานจำเพาะต่ำ เช่น แพลตินัม, ทังสเตนและนิกเกิล ในปัจจุบันในงานอุตสาหกรรมหรือแม้กระทั่งงานทั่วไปจะนิยมใช้แบบที่ทำมาจากแพลตินัม (Pt) เนื่องจากค่าที่ได้นั้นให้ความเที่ยงตรง (precision) และความเป็นเชิงเส้น (linearity) สูงกว่าโลหะประเภทอื่น ในงานอุตสาหกรรมเรามักจะได้ยิน RTD Pt100 ซึ่งอาร์ทีดีประเภทนี้ทำมาจากแพลตินัม โดยถ้าวัดในอุณหภูมิ 0 °C จะให้ค่าสัญญาณทางไฟฟ้าออกมาที่ 100Ω

Thermocouple: เป็นเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิชนิดหนึ่งเกิดจากการเชื่อมปลายของโลหะสองชนิดที่มีความแตกต่างกัน เมื่ออุณหภูมิระหว่างปลายทั้งสองข้างแตกต่างกันจะทำให้เกิดปรากฏการณ์ เทอร์โมอิเล็กทริก (Thermoelectric effect) ซึ่งเป็นแรงดันไฟฟ้า โดยแรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจะมีความสัมพันธ์กับอุณหภูมิ

ภาพแสดงรายละเอียด Digital Thermostat

4. Supply Voltage: ไฟเลี้ยงที่จะใช้กับตัวดิจิตอลเทอร์โมสตัล มีให้เลือกหลายแบบ เช่น 230V AC, 24V AC/DC, 12V AC/DC

5. Output (เอาท์พุต): เป็นสัญญาณทางไฟฟ้าที่จะนำไปต่อเข้ากับอุปกรณ์ต่างๆ ซึ่งรูปแบบของสัญญาณเอาท์พุตของดิจิตอลเทอร์โมสตัทมีอยู่ ได้แก่ ON-OFF Control (Relay Output), Cycle Control (Solid State Relay SSR)

ดิจิตอลเทอร์โมสตัทในบางรุ่นนั้นสามารถดูค่า Input, Output และ Supply Voltage ได้จาก Order Code ที่อยู่บนตัวอุปกรณ์

6. ขนาด (กว้าง X ยาว X สูง): ควบทราบขนาดของอุปกรณ์ที่จะทำการติดตั้งว่าอุปกรณ์นั้นสามารถติดตั้งในบริเวณที่เราจะนำไปใช้งานได้หรือไม่

7. Alarm: เป็นฟังก์ชันการใช้งานที่คอยเตือนให้เราทราบถึงการทำงานของตัวอุปกรณ์ เช่น คอยเตือนว่าอุณหภูมิที่อ่านได้นั้นมีค่าเกินหรือต่ำกว่าค่าที่ตั้งไว้หรือไม่, หากโพรบที่ใช้วัดเกิดมีปัญหา เป็นต้น ซึ่งการที่อุปกรณ์มีฟังก์ชัน Alarm คอยเตือนการทำงานให้เราทราบนั้นถือว่าดีเลยทีเดียวเนื่องจากเราจะได้รู้สถานะของการทำงานว่ามีความผิดปกติหรือไม่และจะได้แก้ไขได้ทัน