วัดความเร็วในงานอุตสาหกรรมเรื่องง่ายๆ แต่แม่นยำ

0

วัดความเร็ว-8สวัสดีชาว EF SOCIETY ทุกท่าน หลายท่านคงเจอปัญหาในการวัดความเร็ว ไม่ว่าจะเป็นการเลือกอุปกรณ์, ค่าที่วัดได้ไม่ตรง, เปลี่ยนชนิดของ Sensor แล้วก็ยังไม่สามารถแก้ปัญหาได้ และท่านทราบหรือไม่ว่าอุปกรณ์วัดที่ท่านใช้อยู่ในปัจจุบันมีความแม่นยำเพียงพอหรือไม่ ทำให้การผลิตมีประสิทธิภาพแค่ไหน วันนี้เรามาดูหลักการวัดความเร็วและการออกแบบที่ทำให้การวัดนั้นมีความแม่นยำมากขึ้น

ความเร็วคืออะไร?

ความเร็วในการผลิต เช่น การการผลิตสินค้าได้ 1 ชิ้น ในเวลา 1 นาที เป็นการผลิตให้ทันต่อความต้องการของลูกค้า    นั่นแสดงว่าความเร็วเป็นตัวบ่งบอกความสามารถในการผลิตนั่นเอง แต่ในทางการวัดความเร็วในทางอุตสาหกรรมหรือกระบวนการผลิตนี้อาจมีการวัดหลายๆ ภาคส่วน เช่น การวัดความเร็วสายพานลำเลียงเพื่อ monitor กำลังการผลิต การวัดความเร็วของเครื่องจักร การวัดความเร็วของมอเตอร์

หลักการวัดความเร็วเป็นอย่างไร?

โดยหลักการพื้นฐานความเร็วเป็นสัดส่วนระหว่างระยะทางต่อเวลาสูตรคือ V=S/T โดยกำหนดให้ V เป็นความเร็ว S เป็นระยะทางและ T เป็นเวลา ซึ่งในทางอุตสาหกรรมอาจจะมีหน่วยที่ต่างกันเด้วย เช่น เมตรต่อนาที, รอบต่อนาที, ชิ้นต่อนาที แต่การวัดความเร็วดังกล่าวจะมีหลักการทำงานของเครื่องมือวัดที่เหมือนกัน

แล้วงานวัดความเร็วต้องมีส่วนประกอบอะไรบ้าง?

ในการวัดความร็วต้องมีอุปกรณ์ที่สำคัญคือ Sensor สำหรับงานวัดความเร็ว (Speed Sensor) และตัวแสดงผลควบคุม (Rate Indicator and Controller)

Sensor มีวิธีเลือกใช้อย่างไร ชนิดไหนที่จะวัดได้ความละเอียดเพียงพอ?

Sensor มีหลายชนิดแต่เรามาดูกันต่อว่า Sensor ที่นิยมใช้กันมากสำหรับการวัดความเร็วในงานอุตสาหกรรมนั้นมีอะไรบ้างและแต่ละชนิดมีวิธีการเลือกใช้งานอย่างไร

Inductive Proximity Switch  ปกติเราจะใช้ตรวจจับวัตถุโลหะในเครื่องจักรเพื่อบอกตำแหน่ง ส่งสัญญาณให้ PLC เพื่อทำการควบคุมเครื่องจักร นิยมใช้กันมากเนื่องจากใช้หลักการสนามแม่เหล็ก 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

วัดความเร็ว-1Photoelectric Switch  เราจะเห็นกันบ่อยๆในส่วนของ Packaging Line โดยมีหลักการทำงานด้วยลำแสง มีข้อดีกว่า Inductive Proximity Switch ตรงที่สามารถตรวจจับได้ระยะไกลกว่า แต่การทนต่อสภาวะแวดล้อมด้อยกว่า

ในการเลือกใช้งานนอกจากเรื่องความถี่แล้ว ยังต้องพิจารณาเรื่องโหมดการทำงานของ Photoelectric Switch  ด้วยซึ่งจะเกี่ยวข้องโดยตรงกับการติดตั้งใช้งาน

วัดความเร็ว-2Magnetic Pick Up เป็น Sensor ที่ออกแบบให้สามารถตรวจจับเฟืองโดยเฉพาะ ความละเอียดขึ้นกับจำนวนเฟืองนิยมใช้กับงานที่มีความเร็วรอบสูงๆ

วัดความเร็ว-3Incremental Encoder เป็น Sensor ที่ทำงานด้วยหลักการหมุนด้วยการเชื่อมต่อเข้ากับแกนเพลา สามารถกำหนดความละเอียดในการวัดความเร็วได้ เนื่องจากสามารถเลือกจำนวน Pulse ต่อรอบได้ ทำให้มีความแม่นยำสูงสุด แม้มีความเร็วรอบต่ำๆ

วัดความเร็ว-7Indicator ต้องเลือกอย่างไร

โดยพื้นฐานแล้วตัวแสดงผลควบคุม (Rate Indicator and Controller) ที่ถูกออกแบบมาสำหรับงานวัดความเร็วจะรับสัญญาณเป็น Pulse จาก Sensor 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

ตัวแสดงผลตัวเดียวสามารถต่อกับ sensor ได้หลายๆแบบไหม?

จอแสดงผลตัวเดียวที่สามารถรับสัญญาณ Pulse ได้จะสามารถใช้กับ Sensor ได้ทั้ง 4 ชนิดดังกล่าวข้างต้น ตัวอย่างของตู้ประกอบสำเร็จที่สามารถใช้งานได้กับหลากหลาย Sensor โดยตู้ประกอบมีข้อดีที่ช่วยลดปัญหาการต่อสายผิดพลาด และ ไม่ต้องไปเสียเวลาเจาะตู้ใหม่อีกด้วย

วัดความเร็ว-6สาเหตุที่วัดได้ไม่ตรง เกิดจากสาเหตุอะไร?
ปัญหาจากการวัดค่าได้ไม่ตรง มีสาเหตุมาจากหลายๆอย่าง แต่มีประเด็นสำคัญที่น่าสนใจ ส่วนใหญ่มาจาก
1. การเลือกชนิด sensor ไม่ตรงกับการใช้งาน ความละเอียดไม่เพียงพอ เช่น ในงานที่มีความเร็วรอบต่ำมาก ควรใช้ Incremental Encoder แทน Inductive Proximity Switch หรือ Photoelectric Switch ที่จะทำให้สามารถเลือก Pulse Output ได้ละเอียดมากขึ้น ความแม่นยำจะสูงขึ้น
2. มิเตอร์ไม่สามารถวัดค่าความถี่ต่ำๆ มากได้ เช่น การใช้ Inductive Proximity Switch วัดความเร็วจะเกิดปัญหานี้ เมื่อเครื่องจักรเดินด้วยความเร็วรอบต่ำๆ
3. ไม่ได้คำนวณความเร็วต่ำสุดของเครื่องจักรเพื่อคำนวณความถี่และหาชนิดของ Sensor ให้เหมาะสม ท้ายสุดจะเห็นได้ว่าการเลือกใช้อุปกรณ์วัดความเร็วในงานอุตสาหกรรมให้มีความเหมาะสมและแม่นยำนั้น ไม่ใช่เรื่องยากอีกต่อไป

เป็นอย่างไรกันบ้างครับ อุปกรณ์ต่างๆ ที่ใช้ในการวัดความเร็วนั้นมีหลากหลายมากเลยใช่ไหมครับ? มีทั้งข้อดีและข้อเสีย แต่หากเลือกใช้ให้เหมาะกับประเภทก็จะทำให้การวัดความเร็วนั้นเป็นเรื่องง่ายและแม่นยำอย่างไม่ยากเลยละครับ วันนี้เราขอลาไปก่อนแล้วพบกันใหม่ ได้ที่ EF SOCIETY วันนี้สวัสดีครับ

แบ่งปัน
บทความก่อนหน้านี้Test Equipment
บทความถัดไปClamp Meter