เนื้อหาวันที่ : 2012-02-13 10:28:29 จำนวนผู้เข้าชมแล้ว : 3716 views

การออกแบบระบบการทำงานเครื่องดูดฝุ่นอัตโนมัติด้วยพีแอลซีในอุตสาหกรรม

การที่จะควบคุมการใช้พลังงานให้เหมาะสมกับการใช้งาน จำเป็นต้องได้รับการจัดการด้วยระบบการควบคุมอัตโนมัติ ซึ่งหลายคนพบว่าการควบคุมอัตโนมัติเป็นเรื่องยาก แต่ไม่เป็นเช่นนั้นเลยถ้าเราจะศึกษาออกแบบและสร้างระบบอัตโนมัติขึ้นมา

อนุชิต เจริญ

          ปัจจุบันปัญหาค่าใช้จ่ายพลังงานเพิ่มมากขึ้น เนื่องมาจากสาเหตุของราคาน้ำมันที่เป็นปัจจัยหลักที่ใช้ในการผลิตพลังงานมีแนวโน้มเพิ่มขึ้น กอปรกับการพัฒนาทางด้านอุตสาหกรรมภายในประเทศเพิ่มสูงขึ้น ซึ่งการพัฒนาเหล่านี้ต้องอาศัยพลังงานมากในภาคผลิตสินค้า และภาคขนส่งเช่นกัน

ประเด็นที่ได้กล่าวมาเป็นผลให้ภาครัฐบาลและเอกชนตระหนักและพยายามหาแนวทางการลดพลังงานเพื่อช่วยในการประหยัดพลังงาน โดยมุ่งเน้นถึงการควบคุมการทำงานให้ใช้พลังงานเหมาะสมกับความต้องการพลังงานที่ใช้ ซึ่งเป็นแนวทางการใช้พลังงานให้เกิดประโยชน์สูงสุด จึงพบว่าการที่จะควบคุมการใช้พลังงานให้เหมาะสมกับการใช้งาน จำเป็นต้องได้รับการจัดการด้วยระบบการควบคุมอัตโนมัติ ซึ่งหลายคนพบว่าการควบคุมอัตโนมัติเป็นเรื่องยาก แต่ไม่เป็นเช่นนั้นเลยถ้าเราจะศึกษาออกแบบและสร้างระบบอัตโนมัติขึ้นมา

ในบทความนี้ขอแนะนำให้ใช้เครื่องพีแอลซี (Programmable Logic Controller: PLC) เป็นหัวใจหลักเนื่องจากคุณสมบัติสามารถควบคุมการทำงานได้ตามความต้องการ เช่น การควบคุมการเปิด-ปิดของอุปกรณ์ (On-Off Control) ตัวตั้งเวลา(Timer) และตัวนับ (Counter) สำหรับหรับการประยุกต์ขั้นสูงยังมีฟังก์ชันคณิตศาสตร์ ฟังก์ชันการเปรียบเทียบ ฟังก์ชันการเคลื่อนย้ายข้อมูล และฟังก์ชันอะนาลอก (Analog to Digital: A/D และ Digital to Analog: D/A) เป็นต้น ซึ่งในการใช้งานไม่ยากเลย

บทความนี้เสนอแนะตัวอย่างการออกแบบระบบการทำงานเครื่องดูดฝุ่นอัตโนมัติในอุตสาหกรรมโดยใช้พีแอลซี ในการออกแบบได้จำลองระบบดูดฝุ่นใช้กับงานทันตกรรมที่มีขนาด 4 หัวดูด ความเร็วลม 8.5 เมตร/วินาที ในแต่ละหัวดูด และพบว่าสามารถดูดฝุ่นละอองจากการเจียรฟันปลอมที่มีขนาดเล็กประมาณ 0.2-0.8 ไมครอนได้

โดยพีแอลซีจะรับสัญญาณตรวจจับการใช้งานของที่หัวดูดแต่ละหัวดูดและตรวจสอบความเร็วลมภายในท่อหลักเพื่อประมวลผลว่าควรส่งสัญญาณขนาดเท่าใดให้กับอินเวอร์เตอร์ในการขับโบลเวอร์ เพื่อให้ได้ความเร็วลมเท่ากับที่ต้องการ และหยุดการทำงานของมอเตอร์ปั๊มดูด (โบลเวอร์) เมื่อระบบมีปริมาณลมดูดต่ำกว่ากำหนดหรือเมื่อไม่มีการใช้งาน

หลักการออกแบบระบบควบคุมทางไฟฟ้า
          พิจารณารูปที่ 1 แสดงไดอะแกรมการทำงานของระบบควบคุมทางไฟฟ้าสามารถแบ่งออกเป็น 4 ส่วนดังนี้

          1. อินเวอร์เตอร์ (Inverter) ทำหน้าที่ปรับเปลี่ยนความเร็วรอบมอเตอร์ของโบเวอร์ 

          2. อุปกรณ์ตรวจจับแรงดูด ในที่นี้ใช้อุปกรณ์ตรวจจับแรงลมดูด (Flow Sensor) ทำหน้าที่ตรวจจับแรงดูดรวมแล้วเปลี่ยนเป็นสัญญาณแรงดันไฟฟ้า

          3. อุปกรณ์ตรวจจับการใช้งาน ในที่นี้ใช้อุปกรณ์ตรวจจับวัตถุด้วยแสง (Light Sensor) ทำหน้าที่ตรวจจับการใช้งานว่าได้มีการใช้งานหรือไม่ 

          4. พีแอลซี (Programmable Logic Controller) ทำหน้าที่ในการควบคุมการทำงานของระบบ

รูปที่ 1 ไดอะแกรมการทำงานของระบบ

          จากรูปที่ 1 แสดงการทำงานของระบบดูดฝุ่นที่ใช้กับงานทันตกรรม โดยเริ่มจากอุปกรณ์ตรวจจับด้วยแสง (Light Sensor) ที่อินพุต I00001 ถึง I00004 ตรวจจับว่ามีการใช้งานกี่หัวดูด จากนั้นพีแอลซีจึงพิจารณาอินพุตที่ได้จากอุปกรณ์ตรวจจับการทำงานแล้วจึงจ่ายแรงดันควบคุมทางอะนาลอกเอาต์พุตที่ AQ00013 เพื่อส่งควบคุมชุดอินเวอร์เตอร์ให้ควบคุมแรงดันที่จ่ายให้กับมอเตอร์ของปั๊มดูด (โบลเวอร์) เพื่อให้ปั๊มดูดได้แรงดูดตามความต้องการ

และในระบบยังมีการตรวจสอบแรงลมรวมที่เกิดขึ้นอยู่ในมีสภาพผิดปกติ (เช่น ชุดกรองฝุ่นเกิดอุดตัน) หรือไม่ โดยผ่านทางอะนาลอกอินพุต AI00016 ของพีแอลซี ซึ่งหากมีการอุดตัน พีแอลซีก็จะสั่งให้อินเวอร์เตอร์หยุดจ่ายแรงดันให้กับมอเตอร์ปั๊มดูดผ่านเอาต์พุต Q00001 ซึ่งข้อควรระวังในการควบคุมมอเตอร์ปั๊มดูดต้องค่อย ๆ เพิ่มระดับความเร็ว มิฉะนั้นอาจส่งผลให้ระบบขับเคลื่อนมอเตอร์ปั๊มดูดเสียหายได้

หลักการออกแบบโปรแกรมสำหรับเครื่องพีแอลซี
          ก่อนการออกแบบโปรแกรมต้องทำการทดสอบหาปริมาณลมที่ใช้ในการดูด ซึ่งผลจากการทดสอบได้แรงลมที่ 8.5 เมตร/วินาที สามารถนำมาใช้ในงานดูดฝุ่นผงในงานทันตกรรมได้ และความเร็วของมอเตอร์ปั๊มดูดโดยพิจารณาจากอินเวอร์เตอร์ที่ใช้ พบว่าในการใช้งานที่หัวดูดทีละ 1, 2, 3 หรือ 4 ต้องใช้ความถี่ของอินเวอร์เตอร์ในการควบคุมเป็น 22, 35, 50 และ 62 เฮิรตซ์ ตามลำดับ

จากรูปที่ 2 แสดงผังการทำงานของโปรแกรมเครื่องพีแอลซี ซึ่งในผังจะทำการตรวจสอบว่ามีการใช้งานของหัวดูดเพื่อควบคุมปริมาตรของลมตามต้องการ (8.5 เมตร/วินาที) โดยการควบคุมความเร็วของมอเตอร์ปั๊มดูด ผ่านชุดอินเวอร์เตอร์ และการตรวจสอบความเร็วลมที่หัวดูดรวม ถ้าต่ำกว่า 8.5 เมตร/วินาทีก็จะสั่งสัญญาณเตือนระบบให้ทำงานพร้อมทั้งหยุดการทำงานของมอเตอร์ปั๊มดูดด้วย

รูปที่ 2 ผังแสดงการทำงานของพีแอลซี

ตัวอย่างโปรแกรมแลดเดอร์
          กำหนดรายละเอียดของโปรแกรมดังนี้
          I00001  คือ อินพุตที่ 1 (อุปกรณ์ตรวจจับวัตถุด้วยแสงที่หัวดูดที่ 1)
          I00002  คือ อินพุตที่ 2 (อุปกรณ์ตรวจจับวัตถุด้วยแสงที่หัวดูดที่ 2)
          I00003  คือ อินพุตที่ 3 (อุปกรณ์ตรวจจับวัตถุด้วยแสงที่หัวดูดที่ 3)
          I00004  คือ อินพุตที่ 4 (อุปกรณ์ตรวจจับวัตถุด้วยแสงที่หัวดูดที่ 4)
          Q00001 คือ เอาต์พุตควบคุมการทำงานของมอเตอร์ปั๊มดูด (โบลเวอร์)
          Q00002 คือ เอาต์พุตแสดงสภาวะฟิลเตอร์กรองฝุ่นละอองอุดตัน
          Q00003 คือ เอาต์พุตแสดงการใช้งานที่ 1 หัวดูด
          Q00004 คือ เอาต์พุตแสดงการใช้งานที่ 2 หัวดูด
          Q00005 คือ เอาต์พุตแสดงการใช้งานที่ 3 หัวดูด
          Q00006 คือ เอาต์พุตแสดงการใช้งานที่ 4 หัวดูด
          Q00007 คือ เอาต์พุตแสดงสภาวะลมดูดรวมมากกว่ากำหนด
          Q00008 คือ เอาต์พุตแสดงสภาวะลมดูดรวมเท่ากับกำหนด
          AI00016 คือ อะนาลอกอินพุตของตัวตรวจจับความเร็วลม 
          AQ00013 คือ อะนาลอกเอาต์พุตเพื่อควบคุมการทำงานอินเวอร์เตอร์
      

รูปที่ 3 แลดเดอร์ไดอะแกรมของโปรแกรม rung 1 ถึง rung 7

          จากรูปที่ 3 rung 1 เป็นการตรวจจับอินพุตที่ 1 ถึง 4 โดยการตรวจจับถ้ามีอินพุตตัวใดเพียงหนึ่งตัวทำงาน เอาต์พุต Q0003 จะทำงาน ส่วน rung 2 เป็นการตรวจจับอินพุตที่ 1 ถึง 4 โดยการตรวจจับถ้ามีอินพุตทำงานสองตัว เอาต์พุต Q0004 จะทำงาน ส่วน rung 3 เป็นการตรวจจับอินพุตที่ 1 ถึง 4 โดยการตรวจจับถ้ามีอินพุตทำงานสามตัว เอาต์พุต Q0005 จะทำงาน และ rung 4 เป็นการตรวจจับอินพุตที่ 1 ถึง 4 โดยการตรวจจับถ้ามีอินพุตทำงานสี่ตัว เอาต์พุต Q0006 จะทำงาน จาก rung  5, rung  6 และ rung 7 เป็นเอาต์พุต Q0003, Q0004 และ Q0005 ทำงาน ส่งผลให้เอาต์พุตทำงานชั่วขณะ M00031, M00032 และ M00033 ทำงานตามลำดับ

รูปที่ 4 แลดเดอร์ไดอะแกรมของโปรแกรม rung 8 ถึง rung 13

          จากรูปที่ 4 การทำงาน rung 8 เอาต์พุต Q0006 ทำงาน ส่งผลให้เอาต์พุตชั่วขณะ M00034 ทำงาน ส่วน rung 9 เมื่อมี M00009 ทำงาน (เป็นการเปรียบเทียบค่าของอะนาลอกเอาต์พุต AQ00013 กับค่าในรีจีสเตอร์ R00017 ถ้ามากกว่า M00009 จะทำงาน) จะส่งผลให้ M00030 ทำงาน ทำให้สถานะ M00030 ในแถวที่ 2 ทำงาน ส่งผลให้ M00030 ทำงานตลอดเวลาจนกระทั่งเมื่อมี M00031, M00032, M00033 และ M00034 เปลี่ยนแปลงชั่วขณะ M00030 ก็จะหยุดการทำงาน

ส่วนการทำงาน rung 10 และ rung 11 เป็นการตรวจสอบเมื่อมีหนึ่งอินพุตทำงาน (อุปกรณ์ตรวจจับการทำงานตัวใด ๆ หนึ่งตัวทำงาน) Q00003 ทำงานร่วมกับ M0030 บล็อกฟังก์ชันมากกว่าและบล็อกฟังก์ชันน้อยกว่าทำงาน (GE INT,LE INT) โดยการเปรียบเทียบค่าอะนาลอกอินพุตของตัวตรวจจับความเร็วลม (AI0016) กับค่าที่อยู่ในตัวรีจีสเตอร์ไม่เกิน R00001 (8.5 เมตร/นาที) และไม่น้อยกว่า R00002 (7.5 เมตร/นาที) โดยกำหนดให้รีจีสเตอร์ M00001 และ M00002 ทำงานตามลำดับ

สำหรับการทำงาน rung 12 และ rung 13 เป็นการตรวจสอบเมื่อมีสองอินพุตทำงาน (อุปกรณ์ตรวจจับการทำงานตัวใด ๆ สองตัวทำงาน) Q00004 ทำงานร่วมกับ M0030 ซึ่งเปรียบเทียบค่าอะนาลอกอินพุตของตัวตรวจจับความเร็วลม (AI0016) กับค่าที่อยู่ในตัวรีจีสเตอร์ไม่เกิน R00003 (8.5 เมตร/นาที) และไม่น้อยกว่า R00007 (7.5 เมตร/นาที) โดยกำหนดให้รีจีสเตอร์ M00003 และ M00004 ทำงานตามลำดับ

รูปที่ 5 แลดเดอร์ไดอะแกรมของโปรแกรม rung 14 ถึง rung 19

          จากรูปที่ 5 การทำงาน rung 14 และ rung 15 เป็นการตรวจสอบเมื่อมีสามอินพุตทำงาน (อุปกรณ์ตรวจจับการทำงานตัวใด ๆ สามตัวทำงาน) Q00005 ทำงานร่วมกับ M0030 ซึ่งเปรียบเทียบค่าอะนาลอกอินพุตของตัวตรวจจับความเร็วลม (AI0016) กับค่าที่อยู่ในตัวรีจีสเตอร์ไม่เกิน R00008 (8.5 เมตร/นาที) และไม่น้อยกว่า R00009 (7.5 เมตร/นาที) โดยกำหนดให้รีจีสเตอร์ M00005 และ M00006 ทำงานตามลำดับ และการทำงาน rung 16

เป็นการตรวจสอบเมื่อมีสี่อินพุตทำงาน (อุปกรณ์ตรวจจับการทำงานทั้งหมด) Q00006 ทำงานร่วมกับ M0030 ซึ่งเปรียบเทียบค่าอะนาลอกอินพุตของตัวตรวจจับความเร็วลม (AI0016) กับค่าที่อยู่ในตัวรีจีสเตอร์ไม่เกิน R00010 และไม่น้อยกว่า R00011 โดยกำหนดให้รีจีสเตอร์ M00007 และ M00008 ทำงานตามลำดับ

สำหรับการทำงาน rung 18 เมื่อมีหนึ่งอินพุตทำงาน (อุปกรณ์ตรวจจับการทำงานตัวใด ๆ หนึ่งตัวทำงาน) Q00003ทำงาน บล็อกฟังก์ชันการย้ายข้อมูลทำงานโดยจะย้ายข้อมูลจากรีจีสเตอร์ R00080 (เป็นข้อมูลความถี่ 22 เฮิรตซ์) ไปยังรีจีสเตอร์ R00017 ถ้าหากความเร็วลมที่ (AI0016) กับเกินกว่าค่าในรีจีสเตอร์ R00001 หรือน้อยกว่าค่าในรีจีสเตอร์ R0002 (M00001 หรือ M00002 เปลี่ยนแปลง) เป็นผลให้บล็อกฟังก์ชันหยุดส่งค่า

และการทำงานในส่วน rung 19 เมื่อมีสองอินพุตทำงาน (อุปกรณ์ตรวจจับการทำงานตัวใด ๆ สองตัวทำงาน) Q00004 ทำงาน บล็อกฟังก์ชันการย้ายข้อมูลทำงาน โดยจะย้ายข้อมูลจากรีจีสเตอร์ R00081 (เป็นข้อมูลความถี่ 35 เฮิรตซ์) ไปยังรีจีสเตอร์ R00017 ถ้าหากความเร็วลมที่ (AI0016) กับเกินกว่าค่าในรีจีสเตอร์ R00003 หรือน้อยกว่าค่าในรีจีสเตอร์ R0007 (M00003 หรือ M00004 เปลี่ยนแปลง) เป็นผลให้บล็อกฟังก์ชันหยุดส่งค่า

รูปที่ 6 แลดเดอร์ไดอะแกรมของโปรแกรม rung 20 ถึง rung 26

          จากรูปที่ 6 การทำงาน rung 20 เมื่อมีสามอินพุตทำงาน (อุปกรณ์ตรวจจับการทำงานตัวใด ๆ สามตัวทำงาน) Q00005 ทำงาน บล็อกฟังก์ชันการย้ายข้อมูลทำงานโดยจะย้ายข้อมูลจากรีจีสเตอร์ R00082 (เป็นข้อมูลความถี่ 50 เฮิรตซ์) ไปยังรีจีสเตอร์ R00017 ถ้าหากความเร็วลมที่ (AI0016) กับเกินกว่าค่าในรีจีสเตอร์ R00008 หรือน้อยกว่าค่าในรีจีสเตอร์ R00009 (M00005 หรือ M00006 เปลี่ยนแปลง) เป็นผลให้บล็อกฟังก์ชันหยุดส่งค่า

และสำหรับการทำงาน rung 20 เมื่อมีสี่อินพุตทำงาน อุปกรณ์ตรวจจับการทำงานทุกตัว Q00006 ทำงาน บล็อกฟังก์ชันการย้ายข้อมูลทำงานโดยจะย้ายข้อมูลจากรีจีสเตอร์ R00083(เป็นข้อมูลความถี่ 62 เฮิรตซ์) ไปยังรีจีสเตอร์ R00017 ถ้าหากความเร็วลมที่(AI0016) เกินกว่าค่าในรีจีสเตอร์ R00010 หรือน้อยกว่าค่าในรีจีสเตอร์ R00011 (M00007 หรือ M00008 เปลี่ยนแปลง) เป็นผลให้บล็อกฟังก์ชันหยุดส่งค่า การทำงาน rung 22 เมื่ออินพุตที่ 1 ถึง 4 ไม่มีการเปลี่ยนแปลงจะเป็นผลให้บล็อกฟังก์ชันเคลื่อนย้ายข้อมูลย้ายทำงานโดยจะย้ายข้อมูลจากรีจีสเตอร์ R00016 มายังรีจีสเตอร์ R00017

สำหรับ rung 23 จะใช้บล็อกตั้งเวลาให้ทำงานทุก ๆ 5 มิลลิวินาที แล้วทำการรีเซตตัวเอง ส่วน rung 24 และ rung 25 จะเป็นบล็อกเปรียบเทียบมากกว่าหรือเท่ากับจะทำการเปรียบเทียบค่าที่รีจีสเตอร์ อะนาลอกเอาต์พุต AQ00013 กับข้อมูลในรีจีสเตอร์ R00017 ถ้ามากกว่าหรือเท่ากับก็จะทำให้เอาต์พุต Q00008 และ Q00007 ทำงานตามลำดับ

และสำหรับ rung 26 บล็อกเพิ่มค่าทำงานจะทำการเพิ่มค่าให้กับอะนาลอกเอาต์พุต AQ00013 ทีละ 80 จนกระทั่งค่าของอะนาลอกเอาต์พุต AQ00013 มากกว่าค่าที่เก็บในรีจีสเตอร์ R00017 เป็นผลให้บล็อกเพิ่มค่าหยุดทำงาน (เป็นการเพิ่มค่าให้อินเวอร์เตอร์ค่อย ๆ ปรับความเร็วรอบมอเตอร์จนถึงความเร็วที่กำหนด)

รูปที่ 7 แลดเดอร์ไดอะแกรมของโปรแกรม rung 27 ถึง rung 33

          จากรูปที่ 7 การทำงาน rung 27 เป็นการกำหนดกรณีที่อะนาลอกเอาต์พุต AQ00013 มากกว่าค่าที่กำหนดในรีจีสเตอร์ R00017 จะกำหนดให้ค่าอะนาลอกเอาต์พุต AQ00013 มีค่าเท่ากับค่าในรีจีสเตอร์ R00017 สำหรับ rung 28 เป็นบล็อกเปรียบเทียบ ถ้าอะนาลอกเอาต์พุต AQ00013 มากกว่าค่าที่กำหนดในรีจีสเตอร์ R00017 เป็นผลให้รีจีสเตอร์ M00019 ทำงาน

ส่วน rung 29 เป็นการตรวจสอบถ้ามี 1, 2, 3 หรือ 4 อินพุตทำงานเป็นผลให้บล็อกเปรียบเทียบค่ามากกว่าทำงานโดยจะตรวจสอบค่าที่อยู่ในรีจีสเตอร์ R00090 (เป็นค่าที่ตั้งไว้สำหรับตรวจสอบเมื่อมีการอุดตันในระบบ) มากกว่าค่าอะนาลอกอินพุต AI00016 บิตรีจีสเตอร์ M00010 จะทำงาน ส่วน rung 30 เมื่อ M00010 ทำงานจะตั้งเวลาที่ 5 วินาทีเพื่อให้บิตรีจีสเตอร์ M00014 ทำงาน สำหรับ rung 31 เมื่อบิตรีจีสเตอร์ M00014 ทำงานส่งผลให้ทำการเคลื่อนย้ายค่า 0 ไปยังรีจีสเตอร์ R00017 (ให้อินเวอร์เตอร์กำหนดให้มอเตอร์หยุดทำงาน)

สำหรับ rung 32 เป็นการตรวจสอบถ้ามี 1 อินพุต หรือ 2 อินพุต หรือ 3 อินพุต หรือ 4 อินพุตทำงาน ส่งผลให้ Q00001 ทำงานแต่ถ้ามีเงื่อนไข Q00002 ทำงาน แล้ว Q00001(มอเตอร์โบลเวอร์) ก็จะหยุดทำงานสำหรับ rung 33 เมื่อบิตรีจีสเตอร์ M00014 ทำงาน เป็นผลให้เอาต์พุต Q00002 ทำงานและจะทำงานตลอดเวลา

          สรุปการทำงานของโปรแกรมแลดเดอร์ สภาวะของเอาต์พุต Q00003, Q00004, Q00005, Q00006 จะเป็นตัวกำหนดว่ามีการใช้งานอินพุตของหัวดูดอยู่ที่ละ 1, 2, 3 หรือ 4 ตามลำดับ  และสำหรับรีจีเตอร์ R00080, R00081, R00082 และ R00083 จะเป็นรีจีสเตอร์ข้อมูลสำหรับเก็บค่าที่กำหนดความถี่ของอินเวอร์เตอร์ที่ 22, 35,50 และ 62 เฮิรตซ์ตามลำดับ

สำหรับรีจีสเตอร์ข้อมูล R00001, R00003, R00008 และ R00010 ใช้เก็บข้อมูลค่าแรงดูดสูงที่สุดที่เงื่อนไขการเปิดอินพุตของหัวดูด 1, 2, 3 หรือ 4 ตามลำดับ และรีจีสเตอร์ข้อมูล R00002, R00007, R00009 และ R00011 ใช้เก็บข้อมูลค่าแรงดูดที่ต่ำสุดเงื่อนไขการเปิดอินพุตของหัวดูด 1, 2, 3 หรือ 4 ตามลำดับ 

สำหรับรีจีสเตอร์ข้อมูล R00017 ใช้เป็นรีจีสเตอร์ผ่านค่าของความถี่ที่ต้องการจากรีจีสเตอร์ข้อมูล R00080, R00081, R00082 และ R000083 และใน rung 23 และ rung 26 เป็นการกำหนดค่าให้อินเวอร์เตอร์ค่อย ๆ เพิ่มความถี่ขึ้นเป็นผลให้มอเตอร์ค่อย ๆ เปลี่ยนแปลงความเร็ว

โดยในส่วน rung 29 ถึง rung 33  เป็นการตรวจเช็คว่ามีการใช้งานที่อินพุตที่ 1 ถึง 4 แล้วเกิดกรณีมีฝุ่นอุดตันทำให้ค่าที่อ่านได้จากอนาล๊อกอินพุต AI00016 ต่ำกว่าค่าที่กำหนดไว้ในรีจีสเตอร์ข้อมูล R00090 เงื่อนไขนี้ให้มีสัญญาณเอาต์พุต Q00002 ทำงาน และกำหนดให้มอเตอร์หยุดทำงาน

ผลการทดสอบของระบบดูดฝุ่นใช้กับงานทันตกรรม
          จากระบบดูดฝุ่นใช้กับงานทันตกรรมที่มีขนาด 4 หัวดูด โดยกำหนดให้มีความเร็วลมดูดมีพิกัด 8.5 เมตร/วินาที โดยใช้อินเวอร์เตอร์สัมพันธ์กับอินดักชั่นมอเตอร์ชนิดริงโบลเวอร์ใช้เป็นตัวดูดที่มีขนาด 3 แรงม้าซึ่งถูกต่ออยู่กับถังเก็บฝุ่นที่มีฟิลเตอร์กรองฝุ่นละอองโดยท่อเมนหลักขนาด 3 นิ้วและมีท่อแยกขนาด 1.2 นิ้วอีก 4 หัวดูด

          การทดลองที่ 1 กำหนดความถี่ในระดับเดียวกันคือ 62.0 เฮิรตซ์ เพื่อให้ได้ปริมาณแรงลมรวมเมื่อเปิดใช้งานทั้ง 4 หัวดูดเป็น 8.5 เมตร/วินาที เพื่อสอดคล้องกับการใช้งานผลดังตารางที่ 1 และกราฟแสดงความสัมพันธ์การใช้กำลังไฟฟ้ากับการเปิด-ปิดหัวดูดดังรูปที่ 8

ตารางที่ 1 ผลการวัดค่าพารามิเตอร์ต่าง ๆ โดยกำหนดความถี่คงที่ 62 เฮิรตซ์

รูปที่ 8 กราฟความสัมพันธ์ระหว่างกำลังไฟฟ้ากับหัวดูดฝุ่น

          จากกราฟดังรูปที่ 8 เมื่อทำการควบคุมความที่คงที่ 62 เฮิรตซ์ พบว่าค่ากำลังไฟฟ้าจะมีค่าสูงขึ้นเมื่อเริ่มลดหัวดูดลง

          การทดลองที่ 2 เปลี่ยนแปลงความถี่ของอินเวอร์โดยควบคุมปริมาณแรงลมคงที่ 8.5 เมตร/วินาที และหยุดใช้งานเมื่อปิดหัวดูดทั้งหมด โดยความถี่ที่เปลี่ยนแปลงเป็น 22, 35, 50 และ 62 เฮิรตซ์จะได้ค่าต่าง ๆ ดังตารางที่ 2 และกราฟแสดงการใช้กำลังไฟฟ้าดังรูปที่ 9

ตารางที่ 2 การทดลองเปลี่ยนแปลงความถี่ 22, 35, 50 และ 62 เฮิรตซ์

รูปที่ 9 กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างหัวดูดกับกำลังไฟฟ้า

รูปที่ 10 กราฟเปรียบเทียบระหว่างการควบคุมความถี่คงที่และควบคุมความถี่เปลี่ยนแปลง

          เมื่อนำผลการใช้กำลังไฟฟ้ารูปที่ 8 และรูปที่ 9 นำมาเปรียบเทียบรวมกันดังแสดงในรูปที่ 10 จะพบว่าผลปรับความถี่ให้สัมพันธ์กับการเปิดใช้งานแต่ละหัวดูดช่วยในการประหยัดการใช้พลังงานอย่างชัดเจน เช่นที่ไม่มีการใช้งานความสามารถในการประหยัดกำลังไฟฟ้าเป็น 2570 วัตต์ ที่ใช้งานหัวดูดที่ 1, 2, 3 หรือ4  ความแตกต่างของกำลังไฟฟ้าเป็น 1310, 810, 480 และ 0 วัตต์ ตามลำดับ

รูปที่ 11 ตัวอย่างจำลองเครื่องดูดฝุ่นอัตโนมัติที่ใช้ในงานทันตกรรม 4 หัวดูด

รูปที่ 12 อุปกรณ์ควบคุมการทำงานเครื่องดูดฝุ่น

          จากรูปที่ 11 แสดงระบบจำลองเครื่องดูดฝุ่นอัตโนมัติจากการสร้างจริงซึ่งประกอบด้วยหัวดูดจำนวน 4 หัวดูด และรูปที่ 12 แสดงอุปกรณ์ควบคุมหลักประกอบด้วยเครื่องพีแอลซี (GE FANUC รุ่น Versa Max IC200UDR005-BG Micro PLC ขนาด 28  Point AC\DC\Relay), โมดูลอะนาลอกอินพุต/เอาต์พุต (GE  FANUC รุ่น IC200UEX636-C Analog Expansion) และอินเวอร์เตอร์ (FUJI รุ่น FRENIC 5000G11S/P11S)

จากบทความพบว่าเมื่อนำระบบควบคุมอัตโนมัติโดยใช้พีแอลซีเป็นหลักจะช่วยในเรื่องการประหยัดกำลังไฟฟ้า การออกแบบสามารถทำโดยไม่ซับซ้อนมากนัก และสามารถนำไปเป็นแนวทางสำหรับการประยุกต์ใช้กับงานที่มีการต้องการควบคุมการทำงานของมอเตอร์อัตโนมัติให้ได้ความเร็วรอบที่สอดคล้องกับความต้องการของโหลดที่ใช้งานได้ ซึ่งมีมากในโรงงานอุตสาหกรรมจะสามารถช่วยในการประหยัดพลังงานและเกิดประสิทธิ์ภาพการใช้พลังงานสูงสุด

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