เนื้อหาวันที่ : 2010-06-01 15:03:42 จำนวนผู้เข้าชมแล้ว : 5916 views

Machine Monitoring System (MMS) (ตอนที่ 1)

ในอุตสาหกรรมที่มีเครื่องจักรแบบหมุน (Rotation Machine) ติดตั้งใช้งานและต้องทำงานอย่างต่อเนื่องเป็นเวลาติดต่อกันยาวนาน การตรวจสอบดูแลการทำงานของเครื่องจักรเหล่านี้มีความจำเป็นอย่างยิ่ง เพื่อให้การผลิตเป็นไปอย่างต่อเนื่อง การตรวจสอบดูแลการทำงานของเครื่องจักรจำเป็นต้องใช้เครื่องมือวัด (Instrument)ประเภทต่าง ๆ ในการตรวจวัดและรายงานผลตลอดจนสามารถวิเคราะห์ผลจากสภาวะการทำงานของเครื่องจักรให้ได้ด้วย

มนตรี ไล้สมบูรณ์
montri.la@egat.co.th

.

.

ในอุตสาหกรรมที่มีเครื่องจักรแบบหมุน (Rotation Machine) ติดตั้งใช้งานและต้องทำงานอย่างต่อเนื่องเป็นเวลาติดต่อกันยาวนาน การตรวจสอบดูแลการทำงานของเครื่องจักรเหล่านี้มีความจำเป็นอย่างยิ่ง เพื่อให้การผลิตเป็นไปอย่างต่อเนื่อง การตรวจสอบดูแลการทำงานของเครื่องจักรหรือเรียกว่า Machine Monitoring จำเป็นต้องใช้เครื่องมือวัด (Instrument) ประเภทต่าง ๆ ในการตรวจวัดและรายงานผลตลอดจนสามารถวิเคราะห์ผลจากสภาวะการทำงานของเครื่องจักรให้ได้ด้วย

.

Rotation Machine ที่สำคัญได้แก่ Motor, Fan, Turbine และเครื่องจักรด้านกำลังขนาดใหญ่ต่าง ๆ เครื่องจักรเหล่านี้มีความจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องออกแบบให้มีระบบตรวจสอบและวิเคราะห์การทำงาน เพื่อป้องกันความเสียหาย ที่อาจส่งผลเสียหายได้ดังต่อไปนี้

.

- ต้องหยุดกระบวนการผลิต เพื่อตรวจสอบสภาพเครื่องจักร หรือต้องหยุดเป็นเวลานานเพื่อซ่อมแซม
- ต้องสั่งซื้อมาติดตั้งใหม่ หากเกิดความเสียหายมาก ทำให้กระบวนการผลิตต้องหยุดชะงัก ธุรกิจเสียหายและที่สำคัญคือ เครื่องจักรเหล่านี้มักมีราคาแพงและใช้เวลาในการผลิตค่อนข้างนาน
- บางครั้งอาจเป็นอันตรายต่อผู้ปฏิบัติงานหรือเครื่องจักรอื่น ๆ ตลอดจนสภาพแวดล้อมใกล้เคียงด้วย

.
1. จุดประสงค์การใช้ Machine Monitoring System

ในกระบวนการผลิตแบบต่อเนื่อง (Continuous Production) เครื่องจักรจะต้องทำงานต่อเนื่องตลอดเวลา เครื่องจักรบางประเภทมีความสลับซับซ้อนมาก เช่น Steam Turbine โดยการทำงานมีหลายส่วนประกอบกันและต้องสอดคล้องกันด้วย การทำงานที่ผิดปกติของเครื่องจักรเหล่านี้อาจส่งผลให้การผลิตหยุดชะงักหรือประสิทธิภาพลดลงได้ และความปลอดภัยของกระบวนการผลิตก็เป็นสิ่งสำคัญอย่างหนึ่งพอ ๆ กับผลิตภาพเช่นกัน หากมีผลกระทบต่อเครื่องจักรและบุคลากร ดังนั้น จุดประสงค์ของระบบ MMS ในพื้นฐานคือ

.

- เพื่อให้เกิดความปลอดภัยต่อเครื่องจักรและผู้ปฏิบัติงาน (Safety  for Machine and Operator)
- เพื่อควบคุมและลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาเครื่องจักร (Safe Maintenance Cost)
- เพื่อให้เกิดประสิทธิภาพในการใช้งานของเครื่องจักร (Maximize Machine Capacity)
- เพื่อพัฒนาศักยภาพเทคโนโลยีให้สูงขึ้น (Improvement Technology)

.

.

.
ภาพแสดงความเสียหาย จากความผิดปกติของเครื่องจักร เช่น Misalignment

ICEBERGE

.

จาก Iceberge จะเห็นว่า Maintenance Cost เป็นส่วนล่างที่จมอยู่ในน้ำ ซึ่งหมายความว่า เป็นปัจจัยที่ควบคุมได้ยากและบางครั้งก็ไม่สามารถคาดการณ์หรือประมาณการณ์ได้เลย ดังนั้นการมี Monitoring ที่ดีจึงเป็นทางเลือกประการหนึ่งที่จะสามารถลด Cost ในส่วนนี้ได้

.
2. ระบบการวัดแบบต่อเนื่อง (Continuous Monitoring System) 

ระบบเฝ้าติดตามการทำงานของเครื่องจักร เพื่อให้เครื่องจักรสามารถทำงานได้ตามเป้าหมายการผลิต มีอายุการใช้งานยืนยาว ตลอดจนลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา

.

ดังนั้นการออกแบบและการนำเข้าใช้งานอุปกรณ์วัดต้องให้มีความเหมาะสมเป็นไปตามจุดประสงค์ โดยต้องคำนึงถึงระบบการวัดและลักษณะการวัด การทำงานของเครื่องจักรตามสภาวะต่าง ๆ เช่น การทำงานในช่วง Transient State การทำงานสภาวะคงที่ (Steady State) คุณสมบัติของเครื่องจักร (Characteristics That Fully Define Mechanical Condition) เป็นต้น

.
3. การจำแนกกลุ่มของเครื่องจักร (Machine Classification)

ในระบบการผลิตต่าง ๆ ไม่ว่าขนาดเล็ก กลาง หรือใหญ่ ล้วนจำเป็นต้องมีระบบการจำแนกกลุ่ม เพื่อให้สามารถตรวจวัด และติดตามการทำงานในส่วนต่าง ๆ ตามความเหมาะสมและสอดคล้องตามหลักวิศวกรรม เนื่องจากระบบ Monitoring เป็นระบบซึ่งใช้ตรวจวัดและช่วยในการวิเคราะห์การทำงานและความเสียหายของเครื่องจักร การจำแนกกลุ่มของเครื่องจักรจึงถูกประเมินโดยความสำคัญของเครื่องจักรในกระบวนการผลิตนั้น ๆ โดยแบ่งเป็น 3 กลุ่ม ดังนี้

.
3.1 เครื่องจักรที่มีความสำคัญต่อกระบวนการผลิตมากที่สุด (Critical Machines)

ตัวอย่างเครื่องจักรในกระบวนการผลิตไฟฟ้าและอุตสาหกรรมบางประเภท เช่น เครื่องกังหันไอน้ำ (Steam Turbine), เครื่องกำเนิดไฟฟ้า (Generator) เป็นต้น เมื่อเครื่องจักรเหล่านี้เกิดการชำรุดเสียหายจากการใช้งาน อาจก่อให้เกิดผลกระทบร้ายแรง เช่น 

.

- ทำให้กระบวนการผลิตต้องหยุดชะงักธุรกิจเสียหาย เสียโอกาสในการผลิต
- ใช้เวลา แรงงาน และค่าใช้จ่ายค่อนข้างมากในการตรวจสอบและแก้ไข
-  มีค่าใช้จ่ายสูงในการสำรองเครื่องจักร (Spare Part) หรือใช้เวลานานในการจัดหา โดยปกติเครื่องจักรเหล่านี้ มักมีราคาแพง รวมทั้งอาจต้องใช้เวลาในการผลิตขึ้นมาเป็นพิเศษ (Made to Order)
- ทำให้เกิดอันตรายต่อเครื่องจักรอื่น ๆ และ ผู้ปฏิบัติงาน

.
3.2  เครื่องจักรที่มีความสำคัญอันดับรอง (Essential Machines) 

เช่น Boiler Feed Pumps, Air Compressors, Condensate Pump เป็นต้น กลุ่มนี้ถ้าเกิดการชำรุดเสียหาย (Failure) แล้วทำให้เกิดผลกระทบต่อกระบวนการดังนี้

.

- ทำให้กระบวนการผลิตหยุดชั่วคราว หรือลดกำลังการผลิตลง
- ใช้เวลาไม่มากและค่าใช้จ่ายไม่สูงนักในการตรวจสอบแก้ไข
- เครื่องจักรเหล่านี้สามารถจัดหา Spare Part ไว้ได้หรือมีอุปกรณ์ไว้สำรองพร้อมใช้งานได้ทันที (Stand By) หมายความว่าเครื่องจักรนี้มักจะมีการติดตั้งไว้มากกว่า 1 ตัว เมื่อตัวใดตัวหนึ่งหยุดเดินเครื่องก็มีอีกตัวที่ Stand By อยู่เดินเครื่องทำงานต่อได้ทันที

.
3.3  เครื่องจักรทั่ว ๆ ไป (General Purpose Machines) 

เช่น ปั๊มหรือมอเตอร์ขนาดเล็ก, พัดลมขนาดต่าง ๆ รวมไปจนถึง Turbine Pump ทั่วไป ถ้าเกิดการชำรุดเสียหาย (Failure) แล้วทำให้เกิดผลกระทบดังนี้

.

- ไม่มีผลกระทบต่อกำลังการผลิตของส่วนใหญ่
- สูญเสียระบบการสนับสนุน (Backup) บางส่วนหรือทั้งหมด
- ทำให้ค่าความเชื่อมั่นต่อการผลิตลดลง (Reliability ลดลง)
- ใช้เวลาในการตรวจสอบแก้ไขน้อย สามารถทำได้ทันที
- ระบบการตรวจสอบไม่ยุ่งยาก จัดหาอุปกรณ์ได้ง่าย มีอะไหล่ใช้งานได้ทันที
- เครื่องจักรเหล่านี้สามารถสำรองอุปกรณ์ไว้ได้ทุกชิ้นส่วน เนื่องจากราคาไม่แพง ดังนั้นจึงสามารถแก้ไขหรือเปลี่ยนใหม่ได้ทั้งชุด
ความต้องการข้อมูลเพื่อใช้ในกระบวนการติดตามการทำงาน (Monitoring) ของเครื่องจักรกลุ่มต่าง ๆ

.

Machine Information Requirement

.

Operant หมายถึง กระบวนการวัดประกอบด้วย
- Process Variable ต่าง ๆ ที่สำคัญ
- การบันทึกข้อมูลจากการวัด (Recording Data )
- การรวบรวมข้อมูล (Gathering Date)

.

โดยต้องพิจารณาตามความเหมาะสมของเครื่องจักรนั้น ๆ ตามหลักวิศวกรรม เช่น Steam Turbine ซึ่งมักนิยมเรียกระบบนี้ว่า Turbine Supervisory System ประกอบด้วยระบบย่อย ดังนี้

.

1. Vibration Monitoring System
2. Shaft Position Measurement System
- Radial
- Axial

.

3. Machine Temperature Measurement System
- Bearing
- Casing

.

4. Process Variable Measurement System
- Steam Flow Rate
- Steam Pressure
- Output ซึ่งก็คือ ค่ากำลังการผลิตไฟฟ้า (MW)

.

5. Expert System หรือระบบวิเคราะห์และแปรผล โดยใช้ Data Base ที่มีอยู่เปรียบเทียบและแสดงผลเชิงวิศวกรรม + ทางสถิติของค่า Input จาก MMS ทั้งนี้ต้องพิจารณาจาก Characteristic ของ Machine หรือระบบนั้น ๆ ด้วย

.

ดังนั้น Machine Monitoring จึงหมายถึง การนำข้อมูลจาก Operant มาแปรผลทางวิศวกรรมและทางสถิติ ทำให้สามารถวิเคราะห์ สภาพการทำงานของเครื่องจักร ตลอดจนประเมินแนวโน้ม (Trend) ของเครื่องจักรได้ ประโยชน์ที่ได้รับคือ

.

- ทำให้ผู้ควบคุมเครื่องจักร (Operator) สามารถใช้เป็นข้อมูลในการตัดสินใจเดินเครื่องอย่างถูกวิธี และปลอดภัย
- เป็นข้อมูลสำหรับผู้วิเคราะห์ระบบ ทำให้รู้ปัญหาได้เร็วขึ้นและแก้ปัญหาได้ตรงจุด ไม่เสียเวลา
- สามารถพยากรณ์ความเสียหายล่วงหน้าได้ ซึ่งสนับสนุนการ Maintenance แบบ Predictive Maintenance
- สามารถนำไปประยุกต์ใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของการควบคุมเครื่องจักรได้

.

Typical parameter ของ Turbine Supervisory System

.
4. ระบบแสดงผลของ MMS

MMS ต้องทำงานอย่างต่อเนื่องตามการใช้งานของเครื่องจักร และมีการแสดงผลในรูปแบบต่าง ๆ เพื่อให้ง่ายในการวิเคราะห์ สามารถตรวจสอบข้อมูลย้อนหลังได้ ที่สำคัญต้องแสดงผลอย่างถูกต้องตลอดเวลา

.

การเลือกใช้ระบบตรวจสอบติดตามการทำงานของเครื่องจักรและการกำหนดจุดวัดเป็นสิ่งที่สำคัญ ต้องเป็นไปตามหลักการที่ถูกต้อง หรือสามารถพิสูจน์ได้ในทางวิศวกรรมว่าเหมาะสม

.

การเลือกใช้ต้องคำนึงถึงสิ่งต่าง ๆ เหล่านี้ เช่น
- เป็นไปตามหลักวิศวกรรมและมีมาตรฐานรองรับ
- เหมาะสมหรือลงตัวพอดีกับเครื่องจักรที่ออกแบบไว้และติดตั้งได้ง่าย
- มีประวัติการใช้งานมาแล้วในอุตสาหกรรมต่าง ๆ และเป็นที่ยอมรับ เช่น ยี่ห้อ Bently Nevada เป็นยี่ห้อที่มีความน่าเชื่อถือและเป็นที่ยอมรับกันมากรายหนึ่ง

.

- มีการบริหารหลังการขายที่ดีทั้งทางด้านวิศวกรรมและด้านอื่น ๆ
- ราคาเหมาะสมกับคุณสมบัติและคุณภาพ
- Low Cost Maintenance
- มีความถูกต้องแม่นยำสูง และทนต่อสภาวะสิ่งแวดล้อมได้ดี
- ราคาโดยรวมทั้งระบบไม่สูงจนเกินไป
- มีอายุการใช้งานยาวนาน โดยค่า Accuracy ยังอยู่ในเกณฑ์ที่ยอมรับได้
- มีความทนทาน 

.
5. ตำแหน่งที่ต้องการวัดและแสดงผล

สิ่งที่สำคัญต้องคำนึงถึงคือ จุดวัดหรือจุดติดตั้ง Sensor จะต้องได้รับการออกแบบให้ถูกต้องเหมาะสม เพื่อให้ผลการวัดมีความแม่นยำและเป็นไปตามที่ต้องการ ส่วนประกอบที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือ อุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องทั้งหมด ดังนั้นต้องเลือกให้เหมาะสม ดังรายการต่อไปนี้

.

- Sensor และ Transducers ต้องเลือกใช้ชนิดที่เหมาะสม โดยพิจารณาปัจจัยในข้อ 4 ข้างต้น
- Monitoring System
- Location of Monitor
- Signal Processing สามารถใช้ร่วมกับระบบอื่น ๆ ได้หรือไม่

.
6. Parameter for MMS

ในระบบนี้ได้แบ่งอุปกรณ์การตรวจวัดตามลักษณะของเครื่องจักรและการทำงานของมันตามจุดต่าง ๆ ถ้าเป็นเครื่องกังหันไอน้ำและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (Steam Turbine and Generator) โดยทั่วไปผู้ออกแบบได้กำหนดให้มีจุดวัดต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้อง ดังนี้

.
6.1 Temperature Monitor

Sensor ที่ใช้โดยมากเป็น RTD, Thermocouple โดยติดตั้งไว้ตามจุดต่าง ๆ ที่สำคัญของเครื่องจักร ได้แก่
- Thrust Bearing Temperature
- Bearing Metal Temperature
- Bearing Drain Temperature
- Drive End and Non Drive End Bearing Temperature
- Casing Temperature เช่น Turbine Casing Temperature
- Steam Temperature or Fluid Temperature
- Exhaust Temperature (กรณีเป็น Steam Turbine)
- Generator Stator Temperature (เป็นกรณีโรงงานผลิตไฟฟ้า)
- Generator Winding Temperature (เป็นกรณีโรงงานผลิตไฟฟ้า)
- Etc.

.
6.2 Rotor Speed Monitor

เป็นการวัดค่าความเร็วรอบของเครื่องจักรในสภาวะต่าง ๆ ของการเดินเครื่อง โดยใช้ Sensor ประเภทต่าง ๆ เช่น
- Proximity Sensor ใช้ติดตั้งแบบถาวร
- Magnetic Sensor ใช้ติดตั้งแบบถาวร
- Infrared Sensor ใช้วัดค่าเป็นครั้งคราว เพื่อตรวจวิเคราะห์สภาพการทำงานเบื้องต้น ในกรณีที่ไม่มี Sensor ติดตั้งแบบถาวร

.

.
6.3 Keyphaser Monitor

เป็นการวัความเร็วรอบ โดยมีจุดประสงค์ในการวิเคราะห์โดยเฉพาะ เช่นใช้พิจารณาตำแหน่งมุมของ Rotor หรือ Shaft ในกรณีเกิด Vibration สูง ๆ ในค่ามุมต่าง ๆ โดยต้องนำค่าที่ได้ไปทำการประมวลผลเชิงวิศวกรรม ร่วมกับเครื่องมือวัดพิเศษอื่น ๆ เช่น Vibration Monitor ถ้ามีเฉพาะ Keyphaser ก็วัดได้เพียงค่า Speed เพราะใช้หลักการเดียวกัน

.
ส่วนมาก Sensor ที่ใช้คือ Proximity Sensor (Sensor แบบไม่สัมผัส หรือ Non-contact Sensor)

.
6.4  Rotor Position Monitor/Shaft Axial Position

ในขณะที่เพลาเกิดการหมุนจะมีแรงเกิดขึ้นในแนวแกน (Axial Force) เรียกว่า Thrust Force การเคลื่อนที่ในแนวแกนนี้จะถูกควบคุมให้เคลื่อนที่ได้ในระยะที่จำกัดไว้เท่านั้น โดย Thrust Bearing ดังนั้นจึงต้องมีการตรวจวัดระยะการเคลื่อนที่นี้ไว้ด้วย เพื่อตรวจสอบสถานะการทำงานของ Machine  เช่น เดียวกับการ Monitor ชนิดอื่น ๆ 

.

Sensor ที่นิยมใช้คือ Proximity Sensor โดยปกติจะติดตั้ง Sensor วัดที่ Thrust Collar หรือ Rotor End แล้วแต่กรณี ลักษณะการเคลื่อนที่ของ Rotor ในแนวแกนมี 2 ลักษณะ คือ
- Short Expansion หมายถึง เคลื่อนที่หรือขยายตัวได้น้อย เป็นด้านตรงกันข้ามกับ Long Expansion
- Long Expansion หมายถึง เคลื่อนที่หรือขยายตัวได้มาก มีทิศทางเดียวกับแรงภายนอกที่มากระทำ เช่นแรงจากความดันของไอน้ำ

.

.
6.5  Differential Expansion Monitor

เป็นการวัดค่าการขยายตัวของ Rotor เทียบกับ Casing โดยปกติเมื่อโลหะได้รับความร้อนก็จะเกิดการขยายตัว ซึ่งมีค่ามากน้อยแล้วแต่สัมประสิทธิ์การขยายตัวของโลหะนั้น ๆ และอุณหภูมิที่ได้รับ ยกตัวอย่างที่ชัดเจนที่สุดคือ Steam Turbine ซึ่งได้รับความร้อนจาก Steam ที่ไหลผ่าน Turbine Blade ใน Stage ต่าง ๆ ซึ่งทำให้เกิดการขยายตัวของโลหะระหว่าง Rotor (Shaft) กับ Casing ไม่เท่ากัน

.

เนื่องจากมีค่าของ Gradient ของอุณหภูมิเกิดขึ้น หากการขยายตัวของ Rotor และ Casing ไม่สัมพันธ์กัน หมายความว่า rotor อาจขยายตัวมากกว่า casing จนเกินค่าพิกัด ก็จะเกิดการเสียดสีระหว่าง Stationary Blade และ Rotation Blade ทำให้เกิดความเสียหายที่รุนแรงได้และเป็นความเสียหายที่น่ากลัวมากที่สุดประการหนึ่ง

.

การออกแบบที่ดีจะต้องกำหนดทิศทางการขยายตัวที่มีแนวโน้มจะเกิดขึ้นมาก (Long Expansion) ไว้อย่างชัดเจนและต้อง Monitor ค่านี้ไว้ด้วย
Sensor โดยมากนิยมใช้ Proximity Sensor ติดตั้งไว้คอยตรวจจับค่า Differential Expansion ที่เกิดขึ้นดังรูป

.

.

ลักษณะการเกิด Differential Expansion มี 2 รูปแบบ คือ
- Normal Shaft Direction ตามรูป
- Ramp Shaft Direction ตามรูป

.

.
6.6  Casing Expansion Monitor (Absolute Expansion)

ทุก ๆ ส่วนของเครื่องจักรเมื่อได้รับความร้อน ย่อมเกิดการขยายตัว ในส่วนของ Casing ก็เช่นกัน การวัดการขยายตัวของ Casing เทียบกับ Fixed Reference หรือ Foundation เป็นสิ่งที่ต้อง Monitor ไว้ด้วยเช่นกัน
 Sensor ที่นิยมใช้มี 2 ประเภท คือ
- LVDT (Linear Variable Differential Transformer)
- Proximity Sensor

.

.
6.7  Eccentricity Monitor

เป็นการวัดการหมุนของเพลาในกรณีที่เกิดการเยื้องศูนย์ขึ้นคือ การเกิดการหมุน โดยมีเส้นศูนย์กลางการหมุนคนละเส้นกับแนวเดิมของเพลา สาเหตุของการเกิดลักษณะนี้มาจากหลาย ๆ ประการได้แก่

.

- เกิดจากน้ำหนักของ Shaft (Rotor) เช่น Steam Turbine Rotor ซึ่งมีน้ำหนักมาก และได้หยุดการ Operate เป็นเวลานาน ๆ ทำให้เกิดการ Sack หรือภาษาพูดเรียกว่าการตกท้องช้าง
- การ Unbalance of Weight ของ Rotor ทั้งหมด

.
Sensor ที่ใช้เป็น Proximity Sensor

Eccentric from Weight

.
6.8  Vibration Monitor

โดยปกติเครื่องจักรทุกชนิดที่ Operate อยู่จะเกิดค่าการสั่นสะเทือนอยู่ค่าหนึ่ง ๆ เสมอ เรียกได้ว่าเป็นอาการปกติของเครื่องจักรนั่นเอง แต่ค่าการสั่นสะเทือนนี้ต้องอยู่ในค่าที่ยอมรับได้ โดยไม่เป็นอันตรายต่อเครื่องจักร ผู้ปฏิบัติงานและกระบวนการผลิต

.

การวัด Vibration เป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่งและเป็น Monitor ที่สำคัญมากประการหนึ่ง เนื่องจากสามารถนำค่านี้ไป Analysis สภาพการทำงานของเครื่องจักรได้อย่างดียิ่ง (วิศวกรหรือช่างเทคนิค ควรศึกษาเรื่อง Vibration ให้เกิดความเข้าใจอย่างถ่องแท้อีกครั้ง จากตำราอื่น ๆ เนื่องจากมีความสำคัญในอันดับต้น ๆ)

.

โดยปกติจุดวัด Vibration ที่ดีจะอยู่บริเวณ Bearing เนื่องจากสามารถแสดงผลของ Vibration ได้ดีที่สุด เพราะเป็นการวัดจากต้นกำเนิดที่แท้จริง
 การวัด Vibration มี 3 วิธีที่สำคัญคือ
- Displacement Measurement
- Velocity Measurement
- Acceleration Measurement

.

โดยแต่ละวิธีนั้นมีความเหมาะสมในการใช้งานแตกต่างกันไป ดังนี้
- ลักษณะของเครื่องจักร เช่น Vertical Pump, Boiler Feed Pump, Steam Turbine, Fan, Motor เป็นต้น ซึ่งเครื่องจักรแต่ละชนิดมี Ccharacteristic แตกต่างกันไป
- ขนาดของเครื่องจักร หมายถึง ขนาดกำลังขับเคลื่อนเพลา เครื่องจักรขนาดใหญ่นั้นมีลักษณะ Vibration ที่แตกต่างกันไป
- ประเภทของเครื่องจักร
- อื่น ๆ เช่น ความเร็วรอบการหมุน
การพิจารณาเลือกใช้วิธีการแบบใดให้เหมาะสม จึงเป็นสิ่งสำคัญ มิฉะนั้นทำให้การวัดค่าผิดพลาดหรือเกิด Deviate ขึ้นได้

.

ตัวอย่างการประยุกต์ใช้งาน Vibration Sensor กับ Steam Turbine ในโรงงานผลิตกระแสไฟฟ้าเป็นดังนี้
- Casing Vibration Monitor ใช้การวัดเชิงความเร็ว: Velocity หรือความเร่ง: Acceleration
- Shaft Vibration Monitor ใช้การวัดเชิงระยะทาง: Displacement โดยเป็น Sensor แบบ Proximity Sensor ที่ใช้หลักการของ Eddy Current

.
6.9  Sound Monitor

การวัดระดับความดังของเสียงที่เกิดจากการทำงานของเครื่องจักร มีวัตถุประสงค์เพื่อต้องการทราบความผิดปกติของการทำงาน ในกรณีที่อาจเกิดการเสียดสีของชิ้นส่วนเครื่องจักรตามจุดต่าง ๆ ได้ แต่ในปัจจุบันไม่พบการติดตั้ง Sensor วัดระดับความดังของเสียงแบบถาวรให้กับ Machine

.

แต่อาจจะใช้วิธีการวัดเป็นครั้งคราว เช่น กรณีเริ่มต้นของการเดินเครื่อง (Commissioning Period) เป็นต้น สำหรับอุปกรณ์ที่ใช้วัดเรียกว่า Sound Level Meter มีลักษณะเป็น Portable คล้าย ๆ กับ Multi Meter

.

Sound Pressure Level

.

โดยปกติหากเครื่องจักรมีปัญหา มักจะส่งเสียงดังผิดปกติออกมาด้วยเสมอ โดยมีความสัมพันธ์กันดังกราฟ IFD (Incipient Failure Detection or High Frequency Monitoring Method) อย่างไรก็ตามการวิเคราะห์นั้นกระทำได้ค่อนข้างยาก จึงไม่นิยมใช้ แต่ก็สามารถใช้เป็นดัชนีตัวหนึ่งได้เนื่องจากว่าระดับความดังของเสียงนั้นเป็นตัวแทนค่า Vibration Intensity or Power Ratio ดังตารางข้างต้น

.

IFD CURVE

.

ในกรณีที่มีความถี่ของคลื่นเสียงต่ำมาก ๆ จะใช้ Sensor แบบ Strain Gauge
ในทางปฏิบัติ การวัดความดังของเสียง เพื่อนำมา Analysis นั้น ไม่เป็นที่นิยมหรือเรียกว่า Non-Practical Method ส่วนมากจะนิยมใช้การวัด Vibration หรือการวิเคราะห์สภาพของสารหล่อลื่น (Oil and Lubricant Analysis) มากกว่า

.
6.10 Process Monitor 

คือการวัดค่า Flow Rate, Temperature, Pressure, Level ตามที่กล่าวมาแล้ว ซึ่งค่าเหล่านี้ไม่เกี่ยวข้องโดยตรงกับการทำงานของเครื่องจักร เพียงแต่เป็นข้อมูลประกอบ เพื่อนำไปวิเคราะห์ร่วมกับค่าอื่น ๆ เท่านั้น เป็นการสร้างความน่าเชื่อถือให้กับระบบวิเคราะห์นั้น ๆ ซึ่งส่วนมากแล้วผู้ผลิตระบบ MMS ขึ้นมา ส่วนมากจะนำค่า Process Variable มาวิเคราะห์ด้วยเสมอ ดังนั้นจึงกลายเป็นส่วนประกอบพื้นฐานส่วนหนึ่งของระบบนี้ไปโดยปริยาย

.

ตัวอย่างของระบบ MMS ที่นำมาใช้ในโรงงานผลิตกระแสไฟฟ้า (Power Plant) ซึ่งอาจมีชื่อเรียกแตกต่างไปบ้าง เช่น ระบบ Turbine Supervisory System โดยมีใช้มากที่สุดในโรงไฟฟ้าของการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย และยี่ห้อที่ได้รับความน่าเชื่อถือมากที่สุดยี่ห้อหนึ่งคือ Bently Nevada, USA.

.

แต่ไม่ว่ายี่ห้อใดก็ตาม จะมีส่วนที่คล้ายกัน (ตาม API 670) จะมีแตกต่างก็คือส่วนของระบบการจัดการด้านข้อมูล (Data Processing) และระบบการแสดงผลข้อมูลเท่านั้นเอง

.

เอกสารอ้างอิง

• The practical vibration primer, Jackson Charles, Gulf publishing company Texas USA, 1979, ISBN:087-2018911
• เอกสารประกอบการอบรม หลักสูตร Advance Control (PID Control) กองศูนย์ฝึกอบรมแม่เมาะ การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย, 14-6-48
• เอกสารประกอบการฝึกอบรม Turbine Supervisory ศูนย์ฝึกอบรมบางปะกง (
www.energythai.net) การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย
• Application note, the key phasor, BENTLY NEVADA, USA
• Operation manual 330525, velometor piezo-velocity  sensor , BENTLY  NEVADA ,USA
• Andom vibration in perspective, Wayne Tustin and Robert  Mercado, Tustin Institute of Technology, Santa Barbara, California, 1984 ,ISBN-0918247004
• The practical vibration primer, Jackson Charles, Gulf publishing company Texas USA, 1979, ISBN:087-2018911
• PUMP HANDBOOK Edit by Igor J. Karassik, William C. Krutzsch , Warren H.Fraser, Joseph P. Messina, McGRAW-HILL Book Company USA, Second Edition 1986

สงวนลิขสิทธิ์ ตามพระราชบัญญัติลิขสิทธิ์ พ.ศ. 2539 www.thailandindustry.com
Copyright (C) 2009 www.thailandindustry.com All rights reserved.

ขอสงวนสิทธิ์ ข้อมูล เนื้อหา บทความ และรูปภาพ (ในส่วนที่ทำขึ้นเอง) ทั้งหมดที่ปรากฎอยู่ในเว็บไซต์ www.thailandindustry.com ห้ามมิให้บุคคลใด คัดลอก หรือ ทำสำเนา หรือ ดัดแปลง ข้อความหรือบทความใดๆ ของเว็บไซต์ หากผู้ใดละเมิด ไม่ว่าการลอกเลียน หรือนำส่วนหนึ่งส่วนใดของบทความนี้ไปใช้ ดัดแปลง โดยไม่ได้รับอนุญาตเป็นลายลักษณ์อักษร จะถูกดำเนินคดี ตามที่กฏหมายบัญญัติไว้สูงสุด