หลายท่านคงเจอปัญหาในการวัดความเร็ว ไม่ว่าจะเป็นการเลือกอุปกรณ์, ค่าที่วัดได้ไม่ตรง, เปลี่ยนชนิดของ Sensor แล้วก็ยังไม่สามารถแก้ปัญหาได้ และท่านทราบหรือไม่ว่าอุปกรณ์วัดที่ท่านใช้อยู่ในปัจจุบันมีความแม่นยำเพียงพอหรือไม่ ทำให้การผลิตมีประสิทธิภาพแค่ไหน วันนี้เรามาดูหลักการวัดความเร็วและการออกแบบที่ทำให้การวัดนั้นมีความแม่นยำมากขึ้น
ความเร็ว คืออะไร
ความเร็วในการผลิต เช่น การการผลิตสินค้าได้ 1 ชิ้น ในเวลา 1 นาที เป็นการผลิตให้ทันต่อความต้องการของลูกค้า นั่นแสดงว่าความเร็วเป็นตัวบ่งบอกความสามารถในการผลิตนั่นเอง แต่ในทางการวัดความเร็วในทางอุตสาหกรรมหรือกระบวนการผลิตนี้อาจมีการวัดหลายๆ ภาคส่วน เช่น การวัดความเร็วสายพานลำเลียงเพื่อ monitor กำลังการผลิต การวัดความเร็วของเครื่องจักร การวัดความเร็วของมอเตอร์
โดยหลักการพื้นฐานความเร็วเป็นสัดส่วนระหว่างระยะทางต่อเวลาสูตรคือ V=S/T โดยกำหนดให้ V เป็นความเร็ว S เป็นระยะทาง และ T เป็นเวลา ซึ่งในทางอุตสาหกรรมอาจจะมีหน่วยที่ต่างกันเด้วย เช่น เมตรต่อนาที, รอบต่อนาที, ชิ้นต่อนาที แต่การวัดความเร็วดังกล่าวจะมีหลักการทำงานของเครื่องมือวัดที่เหมือนกัน
ในการวัดความร็วต้องมีอุปกรณ์ที่สำคัญคือ Sensor สำหรับงานวัดความเร็ว (Speed Sensor) และตัวแสดงผลควบคุม (Rate Indicator and Controller)
Sensor ชนิดไหนที่จะวัดค่าได้ละเอียดเพียงพอ
เซนเซอร์มีหลายชนิดแต่เรามาดูกันต่อว่าเซนเซอร์ที่นิยมใช้กันมากสำหรับการวัดความเร็วในงานอุตสาหกรรมนั้นมีอะไรบ้าง และแต่ละชนิดมีวิธีการเลือกใช้งานอย่างไร
Inductive Proximity Switch
ปกติเราจะใช้ตรวจจับวัตถุโลหะในเครื่องจักรเพื่อบอกตำแหน่ง ส่งสัญญาณให้ PLC เพื่อทำการควบคุมเครื่องจักร นิยมใช้กันมาก เนื่องจากใช้หลักการสนามแม่เหล็ก หมดปัญหาเรื่องน้ำ ฝุ่น แต่ท่านทราบไหมว่าเราสามารถนำ Inductive Proximity Switch มาใช้ในการวัดความเร็วได้ เช่น การตรวจจับที่เพลาหรือแกนที่เชื่อมต่อกับมอเตอร์ โดยการฝังหมุดโลหะ เช่น 1 จุด หรือ 4 จุด โดยต้องออกแบบให้สมมาตรกัน จึงจะวัดความเร็วได้ถูกต้อง
ในการเลือกใช้งาน สิ่งที่สำคัญคือ การตอบสนองความถี่ ซึ่งมีหน่วยเป็น Hz (ครั้งต่อวินาที) โดยการพิจารณาจากความเร็วสูงสุดของเครื่อง
Photoelectric Sensor
เซนเซอร์ที่ใช้ลำแสงในการตรวจจับวัตถุโดยที่ไม่ต้องมีการสัมผัส โดยมีคุณสมบัติพิเศษคือ มีการตอบสนองตอบอย่างรวดเร็ว ระยะการตรวจจับไกล และไม่ว่าวัตถุใดๆ Photoelectric Sensor ก็จะสามารถตรวจจับได้ แต่การใช้งานเซนเซอร์ประเภทนี้ จะไม่ค่อยเหมาะกับการติดตั้งในบริเวณที่มีฝุ่นหรือสารเคมีที่สามารถกัดกร่อนอย่างรุนแรงได้ เนื่องจากจะทำให้ระยะในการตรวจจับ และความแม่นยำในการตรวจจับลดลงเป็นอย่างมาก
การเลือกใช้งานนอกจากเรื่องความถี่แล้ว ยังต้องพิจารณาเรื่องโหมดการทำงานของ Photoelectric Switch ด้วยซึ่งจะเกี่ยวข้องโดยตรงกับการติดตั้งใช้งาน
Magnetic Pick Up Sensor
เป็นเซนเซอร์ที่ออกแบบให้สามารถตรวจจับเฟืองโดยเฉพาะ จะตรวจจับเมื่อเฟืองเคลื่อนผ่านส่วนปลายของเซนเซอร์ จากนั้นขดลวดภายในจะส่งสัญญาณไปยังชุดควบคุมความเร็ว ความละเอียดขึ้นกับจำนวนเฟืองนิยมใช้กับงานที่มีความเร็วรอบสูงๆ เซนเซอร์แบบนี้จะมีอายุการใช้งานที่นาน ทนทานต่อฝุ่นและสิ่งสกปรก
Incremental Encoder
เอ็นโค้ดเดอร์แบบแกนหมุน คือ เซนเซอร์ชนิดหนึ่งที่ทำหน้าที่ในการเข้ารหัสจากระยะทางจากการหมุนรอบตัวเอง และแปลงออกมาเป็นรหัสในรูปแบบของสัญญาณไฟฟ้า
ซึ่ง Incremental Rotary Encoder เป็นเอ็นโค้ดเดอร์ที่สัญญาณเอาท์พุตที่ออกมาจะเป็นสัญญาณพัลส์ โดยจำนวนพัลส์นั้นจะมีความสัมพันธ์กับระยะการเคลื่อนที่ ตำแหน่ง ระยะห่าง ความเร็ว และความเร่ง สามารถระบุทิศทางการหมุนของเอ็นโค้ดเดอร์ได้ว่าจะหมุนตามเข็มนาฬิกา หรือทวนเข็มนาฬิกา สามารถเลือกจำนวนพัลส์ต่อรอบได้ ทำให้มีความแม่นยำสูงสุด แม้มีความเร็วรอบต่ำๆ แต่มีข้อเสียตรงที่ไม่สามารถจดจำตำแหน่งแกนหมุนของตัวเองได้ว่าอยู่ที่จุดใด
Indicator ตัวแสดงผล ต้องเลือกอย่างไร
โดยพื้นฐานแล้วตัวแสดงผลควบคุม (Rate Indicator and Controller) ที่ถูกออกแบบมาสำหรับงานวัดความเร็วจะรับสัญญาณเป็น พัลส์จากเซนเซอร์ และสามารถ Scale ค่าในหน่วยที่ต้องการได้ไม่ว่าจะเป็น Meter/min, RPM เป็นต้น
นอกจากนี้ควรมีฟังก์ชั่นเพิ่มเติมในกรณีต้องการควบคุมและการส่งสัญญาณเข้าระบบ PLC หรือ Computer เช่น Setpoint Output ที่สามารถตั้งค่าความเร็วในการควบคุม Output ได้เหมาะสำหรับงานควบคุมความเร็วเกินกำหนด ความเร็วต่ำกว่ากำหนด Analog Output สำหรับการส่งสัญญาณ analog เข้าระบบ PLC ในลักษณะที่เรียกว่า Re-Transmitter นอกจากนี้อาจจะมีฟังก์ชั่น Communication เพื่อเชื่อมต่อสื่อสารข้อมูลผ่านระบบ Protocol ต่างๆ เช่น RS-232, RS-485, Devicenet, Profibus-DP เป็นต้น
โดยจอแสดงผลตัวเดียวที่สามารถรับสัญญาณ Pulse ได้จะสามารถใช้กับเซนเซอร์ได้ทั้ง 4 ชนิดดังกล่าวข้างต้น ตัวอย่างของตู้ประกอบสำเร็จที่สามารถใช้งานได้กับหลากหลาย Sensor โดยตู้ประกอบมีข้อดีที่ช่วยลดปัญหาการต่อสายผิดพลาด และไม่ต้องไปเสียเวลาเจาะตู้ใหม่อีกด้วย
สาเหตุที่วัดได้ไม่ตรง เกิดจากสาเหตุอะไร?
ปัญหาจากการวัดค่าได้ไม่ตรง มีสาเหตุมาจากหลายๆอย่าง แต่มีประเด็นสำคัญที่น่าสนใจ 3 ข้อ ดังนี้
การเลือกชนิดเซนเซอร์
การเลือกชนิดเซนเซอร์ไม่ตรงกับการใช้งาน จนมีปัญหาความละเอียดการวัดไม่เพียงพอ เช่น ในงานที่มีความเร็วรอบต่ำมาก ควรใช้ Incremental Encoder แทน Inductive Proximity Switch หรือ Photoelectric Sensor ที่จะทำให้สามารถเลือก Pulse Output ได้ละเอียดมากขึ้น ความแม่นยำจะสูงขึ้น
มิเตอร์วัดค่าความถี่ต่ำไม่ได้
มิเตอร์ไม่สามารถวัดค่าความถี่ต่ำๆ มากได้ เช่น การใช้ Inductive Proximity Switch วัดความเร็วจะเกิดปัญหานี้ เมื่อเครื่องจักรเดินด้วยความเร็วรอบต่ำๆ
ไม่ได้คำนวณความเร็วต่ำสุดของเครื่องจักร
ไม่ได้คำนวณความเร็วต่ำสุดของเครื่องจักรเพื่อคำนวณความถี่และหาชนิดของเซนเซอร์ให้เหมาะสม ท้ายสุดจะเห็นได้ว่าการเลือกใช้อุปกรณ์วัดความเร็วในงานอุตสาหกรรมให้มีความเหมาะสมและแม่นยำนั้น ไม่ใช่เรื่องยากอีกต่อไป
อุปกรณ์ต่างๆ ที่ใช้ในการวัดความเร็วนั้นมีหลากหลายมากเลยใช่ไหมครับ? มีทั้งข้อดีและข้อเสีย แต่หากเลือกใช้ให้เหมาะกับประเภทก็จะทำให้การวัดความเร็วนั้นเป็นเรื่องง่ายและแม่นยำอย่างไม่ยากเลย
ถ้าคุณมีข้อสงสัยหรืออยากสอบถามเพิ่มเติมเกี่ยวกับสินค้า สามารถแชทมาหาเราได้ทันทีจากช่องแชทด้านล่างขวามือ หรือส่งเมลล์มาที่ [email protected] หรือผ่าน Line ที่ @factomart และเบอร์โทร 021-050-567 ได้หลากหลายช่องทาง มีผู้เชี่ยวชาญให้คำแนะนำตลอดเวลาทำการ
