รู้จักกับ อุปกรณ์ควบคุมอุณหภูมิ (Temperature Controllers)
สารบัญ
Temperature Controllers หรืออุปกรณ์ควบคุมอุณหภูมิ ถือเป็นหัวใจสำคัญที่ช่วยให้กระบวนการผลิตดำเนินไปอย่างราบรื่นและมีประสิทธิภาพ โดยในบทความนี้ เราจะเพื่อนๆ ไปทำความรู้จักกับ Temperature Controllers ให้มากยิ่งขึ้นไม่ว่าจะเป็น อุปกรณ์ชิ้นนี้คืออะไร, มีความสำคัญอย่างไรในอุตสาหกรรม และ ตัวอย่างการพิจารณาเลือกอุปกรณ์ชั้นนี้เบื้องต้น
Temperature Controllers คืออะไร
Temperature Controllers เป็นอุปกรณ์ที่ใช้สำหรับควบคุมอุณหภูมิในระบบต่างๆ ให้มีความแม่นยำ โดยอาศัยหลักการเปรียบเทียบสัญญาจากเซนเซอร์ กับค่าอุณหภูมิที่กำหนดไว้ (Set Point) จากนั้นจึงคำนวณความคลาดคเคลื่อนระหว่างสองค่านี้ เพื่อทำการตัดสินใจปรับการทำงานให้เหมาะสม
Temperature Controllers ทำหน้าที่อะไนในระบบอุตสาหกรรม
- ควบคุมอุณหภูมิอย่างแม่นยำ: ช่วยรักษาอุณหภูมิให้คงที่ตามค่าที่กำหนดไว้
- เพิ่มประสิทธิภาพการผลิต: ป้องกันความเสียหายจากอุณหภูมิที่ไม่เหมาะสมในกระบวนการผลิต
- ประหยัดพลังงาน: ลดการใช้พลังงานเกินความจำเป็นในระบบของเครื่องจักร
- รักษาคุณภาพสินค้า: ควบคุมกระบวนการผลิตในส่วนนั้นให้ได้มาตรฐานตามอุณหภูมิที่กำหนดไว้
ตัวอย่างการทำงานของ Temperature Controllers
เรามาดูตัวอย่างการทำงานแบบง่ายๆ ของ temperature controller กันครับว่ามีการทำงานเป็นอย่างไร
อุปกรณ์ควบคุมอุณหภูมิ (Temperature Controller) มีหน้าที่รับสัญญาณจาก เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ (Temperature Sensor) และแสดงค่าอุณหภูมิที่วัดได้ (Process Value: PV) รวมถึงค่าที่ตั้งไว้ (Set Value: SV) บนหน้าจอแสดงผล ซึ่งตัวควบคุมจะเปรียบเทียบค่าอุณหภูมิที่วัดได้กับค่าที่กำหนดไว้ (Set Point) จากนั้นจะส่งสัญญาณควบคุม (Control Output) ไปยัง ตัวควบคุม (Controller) เพื่อควบคุมอุณหภูมิให้อยู่ในช่วงที่ต้องการ โดยเอาต์พุตที่ส่งไปยังตัว Controller สามารถอยู่ในรูปแบบ ของ Relay Output: ควบคุมการทำงานแบบเปิด-ปิด , Voltage Output: ส่งแรงดันไฟฟ้าเพื่อควบคุมการทำงาน หรือ Current Output: ส่งกระแสไฟฟ้าเพื่อควบคุม
นอกจากนี้ยังรองรับอุปกรณ์เสริม อย่างเช่น SSR (Solid State Relay), สวิตช์แม่เหล็ก (Magnetic Switch), และ Power Controller
ตัวอย่างการเลือก อุปกรณ์ควบคุมอุณหภูมิ (Temperature Controller)
ในการเลือกอุปกรณ์วัดอุณหภูมิ (Temperature Controllers) ให้เหมาะสมกับการใช้งานในระบบอุตสาหกรรมอัตโนมัติถือว่าเป็นเรื่องที่มองข้ามไม่ได้เช่นกัน เนื่องจากการเลือกอุปกรณ์ที่ไม่เหมาะสมอาจส่งผลให้กระบวนการควบคุมอุณหภูมิไม่มีประสิทธิภาพ ดังนั้น เพื่อนๆ ต้องพิจารณาปัจจัยต่าง ๆ ดังนี้:
1 ประเภทของเซ็นเซอร์ (Sensor Type)
เซ็นเซอร์สำหรับ Temperature Controllers มีหลายประเภท ซึ่งแต่ละประเภทมีลักษณะการทำงานที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับลักษณะงานและช่วงอุณหภูมิที่ต้องการวัด ตัวอย่างเช่น
1.Thermocouple (J, K, T, E) เป็นเซ็นเซอร์ที่วัดอุณหภูมิได้กว้าง เหมาะสำหรับงานที่ต้องทนต่อสภาวะอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ตั้งแต่ระดับอุณหภูมิต่ำจนถึงอุณหภูมิสูงมาก (สูงสุดประมาณ 1,200°C ขึ้นอยู่กับชนิดของ Thermocouple) โดยมีประเภทที่นิยมใช้ ได้แก่:
2. RTD (Resistance Temperature Detector, เช่น Pt100, Pt1000) มีความแม่นยำสูงและเสถียรกว่า เทอร์โมคัปเปิลเหมาะสำหรับการวัดอุณหภูมิในช่วงแคบและต้องการความแม่นยำสูง ช่วงอุณหภูมิทั่วไป: -200°C ถึง 850°C
2.ช่วงอุณหภูมิที่ต้องการควบคุม (Temperature Range)
ควรพิจารณาช่วงอุณหภูมิที่ต้องการควบคุมอย่างรอบคอบ หากอุณหภูมิที่ต้องควบคุมสูงเกินกว่าที่ Temperature Controller รองรับได้ อาจทำให้อุปกรณ์เสียหาย
3.ฟังก์ชันควบคุม (Control Function)
ฟังก์ชันควบคุมหลัก ๆ ของ Temperature Controllers ได้แก่:
3.1 ON/OFF Control: เป็นฟังก์ชันควบคุมที่เรียบง่ายใช้สำหรับเปิดหรือปิดอุปกรณ์ทำความร้อน/ความเย็นตามค่าที่ตั้งไว้เหมาะสำหรับระบบที่ไม่ต้องการความแม่นยำสูง เช่น ระบบทำความร้อนพื้นฐาน
3.2 PID Control (Proportional, Integral, Derivative): ควบคุมอุณหภูมิอย่างแม่นยำ สามารถลดการเกิด Overshoot และ Undershoot (อุณหภูมิสูงหรือต่ำกว่าที่ตั้งไว้) เหมาะสำหรับงานที่ต้องการควบคุมอุณหภูมิที่มีความเสถียรสูง เช่น กระบวนการแปรรูปอาหาร หรือเตาอบอุตสาหกรรม
4 ประเภทของเอาต์พุต (Output Type)
Temperature Controllers มีหลายประเภทของเอาต์พุต ซึ่งควรเลือกให้เหมาะสมกับลักษณะการทำงาน:
4.1 Relay Output: เหมาะสำหรับโหลดขนาดเล็กใช้งานกับระบบที่ไม่ต้องเปิด/ปิดบ่อย
4.2 SSR (Solid State Relay): มีความทนทานสูงเหมาะสำหรับโหลดที่ต้องควบคุมอย่างแม่นยำและต้องการความเร็วในการตอบสนองสูง
4.3 Analog Output: เอาต์พุตแบบสัญญาณต่อเนื่อง เช่น 4–20 mA หรือ 0–10 V เหมาะสำหรับระบบที่ต้องการควบคุมแบบต่อเนื่อง (เช่น ระบบที่ใช้วาล์วควบคุมไหล)
จบไปแล้วนะครับสำหรับบทความ “รู้จักกับ อุปกรณ์ควบคุมอุณหภูมิ (Temperature Controllers)” ซึ่งได้อธิบายในส่วนของหลักการทำงานและวิธีการเลือกอุปกรณ์ชนิดนี้ขั้นต้น หากเพื่อนๆ สนใจชุด อุปกรณ์ควบคุมอุณหภูมิ (Temperature Controllers) แบรนด์ OMRON สามารถเลือกชมสินค้าได้ใน OMRON Temperature Controllers