การส่งสัญญาณความสั่นสะเทือนไปที่พีแอลซี
(Machinery Vibration Signal to PLC)
ประมวล มาลารัตน์
วิศวกร แผนก PM ศูนย์ PT สถาบันไทย-เยอรมัน
กลยุทย์การบำรุงรักษาเครื่องจักรตามเงื่อนไข(Condition-base Maintenance) เป็นกลยุทธ์ที่ได้ผลที่ดีอีกหนึ่งกลยุทธ์ของการบริหารการซ่อมบำรุงในอุตสาหกรรม โดยเครื่องมือที่ได้รับความนิยมสำหรับกลยุทธ์นี้ คือ การหาสาเหตุความผิดปกติของเครื่องจักรในอุตสาหกรรมด้วยการตรวจเช็คระดับของขนาดความรุนแรงจากการสั่นสะเทือนของเครื่องจักรตามมาตรฐาน เช่น ISO 10816-1 ตามรูปที่ 1.1 จะระบุขนาดความรุนแรงจากการสั่นสะเทือนของเครื่องจักรที่ใช้ในอุตสาหกรรม ซึ่งขนาดของความรุนแรงการสั่นสะเทือนนี้จะเป็นตัวแปรที่จะช่วยให้สามารถในการตัดสินในการบริหารการซ่อมบำรุงในอุตสาหกรรมได้
รูปที่ 1.1 ขนาดความรุนแรงสั่นสะเทือนแบบความเร็วของเครื่องจักรตามมาตรฐาน ISO 10816-1
ความสั่นเทือนของเครื่องจักรสามารถที่จะวัดได้โดยการใช้หัวเซ็นเซอร์สำหรับวัดค่าความสั่นสะเทือน (Vibration Transducers) ซึ่งมีอยู่ 3 ชนิดคือ หัววัดความเร่ง (Accelerometers), หัววัดความเร็ว (Velocity) และหัววัดระยะทาง (Displacement) ดังรูปที่1.2 โดยความแตกต่างของหัววัดความสั่นสะเทือนทั้ง 3 ชนิดนี้จะอยู่ที่ย่านความถี่ของการวัดและผลของค่าความสั่นสะเทือนจากการวัด ดังรูปที่ 1.3 ซึ่งจะต้องนำไปเปรียบเทียบกับขนาดการสั่นสะเทือนตามมาตราฐานเพื่อระบุระดับความรุนแรงของการสั่นสะเทือน
รูปที่ 1.2 ตัวอย่างของหัววัดความสั่นสะเทือนทั้ง 3 ชนิด
รูปที่ 1.3 ย่านความถี่หัววัดความสั่นสะเทือนทั้ง 3 ชนิด
สำหรับตำแหน่งของการวัดค่าความสั่นสะเทือนของเครื่องจักรก็จะต้องเป็นไปตามมาตรฐาน เช่น ISO 10816-1 ตามรูปที่ 1.2 จะกำหนดตำแหน่งการวัดสำหรับเครื่องจักรไฟฟ้าขนาดเล็ก คือ แนวนอน จุดที่ 1 และ 4(Horizontal point 1 & 4), แนวตั้งจุดที่ 2 และ 5 (Vertical point 2 & 5) และแนวแกนจุดที่ 3 และ 6 (Axial point 3 & 6)
รูปที่ 1.4 ตำแหน่งการวัดสำหรับเครื่องจักรไฟฟ้าขนาดเล็กตามมาตรฐาน ISO 10816-1
ผลของสัญญาณที่ได้จากหัววัดความสั่นสะเทือนนั้นจะอยู่ในรูปของสัญญาณทางไฟฟ้าที่มีขนาดต่ำมาก ฉะนั้นการที่จะนำผลของค่าความสั่นสะเทือนที่ได้จากหัววัดความสั่นสะเทือนส่งไปที่พีแอลซีนั้นจะต้องทำการขยายสั่ญญาณทางไฟฟ้าจากหัววัดความสั่นสะเทือนให้ตรงกับส่วนรับสัญญาณ(Input Channel) ของพีแอลซี เช่น 4-20 มิลลิแอมป์, 0-10 โวลท์, 1-5 โวลท์ เป็นต้น ซึ่งจะต้องใช้โมดูลสำหรับการแปลงสัญญาณความสั่นสะเทือนได้จากหัววัดความสั่นสะเทือนให้อยู่ในรูปของสัญญาณทางไฟฟ้าที่สามารถใช้กับพีแอลซีได้ดังตัวอย่างในรูปที่ 1.5
รูปที่ 1.5 ตัวอย่างการแปลงสัญญาณจากหัววัดความสั่นสะเทือน
ให้อยู่ในรูปของสัญญาณทางไฟฟ้าที่ใช้กับพีแอลซี
การแปลงสัญญาณที่ได้จากหัววัดความสั่นสะเทือนให้อยู่ในรูปของสัญญาณทางไฟฟ้า ซึ่งสัญญาณทางไฟฟ้านี้สามารถที่จะส่งไปให้กับส่วนที่เป็นอนาล็อกอินพุทของพีแอลซีที่สามารถรองรับช่วงของสัญญาณทางไฟฟ้าได้ เช่น กรณีสัญญาณทางไฟฟ้าจากหัววัดความสั่นสะเทือนเป็น 4-20 มิลลิแอมป์ ฉะนั้นด้านของอนาล็อกอินพุทของพีแอลซีก็จะต้องรองรับช่วงของสัญญาณทางไฟฟ้า 4-20 มิลลิแอมป์ได้
สำหรับการประยุกต์ใช้กับเครื่องจักรในอุตสาหกรรมส่วนก็จะเป็นลักษณะของการตรวจติดตามสัญญาณการสั่นสะเทือนของเครื่องที่มีความสำคัญในกระบวนการผลิต เพื่อที่จะสามารถวางแผนการซ่อมบำรุงในกรณีเครื่องจักรมีขนาดของระดับสัญญาณการสั่นสะเทือนเกินกว่าที่กำหนด ซึ่งการเตือนระดับของสัญญาณการสั่นสะเทือนนั้นขึ้นอยู่กับเงื่อนไขของกระบวนการผลิตที่จะต้องนำไปใช้ในการเขียนปรแกรมพีแอลซี เช่น แสดงไฟสัญญาณเตือน, ลดความเร็วรอบการหมุน ฯ เนื่องจากกระบวนการผลิตในแต่ละโรงงานมีความแตกต่างกัน
ตัวอย่างเครื่องจักรที่ต้องการส่งสัญญาณความสั่นสะเทือนไปที่พีแอลซี
เครื่องจักร: Chillers and Cooling units
วัตถุประสงค์: ต้องการติดตามสัญญาณความสั่นสะเทือน
วิธีการ: ทำการส่งสัญญาณการสั่นสะเทือนเครื่องจักรไปที่พีแอลซีที่ใช้ควบคุมกระบวนการผลิต
รายละเอียด:
เนื่องจากเครื่อง Chiller and Cooler systems ใช้พีแอลซีในควบคุมกระบวนการทำงาน ซึ่งพีแอลซีที่ใช้อยู่นี้สามารถรับสัญญาณทางไฟฟ้าได้ 4-20 มิลลิแอมป์ ทางโรงงานต้องการที่จะตรวจติดตามสัญญาณการสั่นสะเทือนของเครื่องจักรตลอดกระบวนการผลิตโดยการส่งสัญญาณการสั่นสะเทือนไปที่พีแอลซีที่ใช้ในควบคุมกระบวนการผลิตตัวเดิม
จากมาตรฐานของหัววัดแบบความเร่งสามารถที่จะส่งสัญญาณการสั่นสะเทือนของเครื่องจักรไปที่พีแอลซีที่สามารถรับสัญญาณทางไฟฟ้าได้ 4-20 มิลลิแอมป์ โดยวิธีแรกใช้หัววัดแบบความเร่งแบบธรรมดาแล้วใช้โมดูลแปลงสัญญาณการสั่นสะเทือนเป็นสัญญาณทางไฟฟ้า 4-20 มิลลิแอมป์ วิธีที่สองใช้หัววัดแบบความเร่งที่มีการแปลงสัญญาณการสั่นสะเทือนเป็นสัญญาณทางไฟฟ้า 4-20 มิลลิแอมป์ ซึ่งการติดตั้งแสดงได้ดังรูปที่ 1.6 และการต่อสายแสดงดังรูปที่ 1.7 และ 1.8
รูปที่ 1.6 แสดงการติดตั้งหัววัดความสั่นสะเทือนที่ Chillers และ Cooler
รูปที่ 1.7 แสดงการต่อสายโดยใช้หัววัดความเร่งแบบธรรมดา
รูปที่ 1.8 แสดงการต่อสายโดยใช้หัววัดความเร่งแบบแปลงสัญญาณ
สรุปได้ว่าจากวิธีการดังกล่าวทางโรงงานตรวจติดตามสัญญาณการสั่นสะเทือนของเครื่องจักรตลอดกระบวนการผลิต โดยยังคงใช้พีแอลซีในควบคุมกระบวนการผลิตตัวเดิมทำให้สามารถลดต้นทุนในการติดตั้งระบบตรวจติดตามสัญญาณการสั่นสะเทือนของใหม่ได้ แต่ค่าความสั่นสะเทือนที่ได้เป็นค่าโดยรวมเท่านั้น ซึ่งไม่สามารถแยกปัญหาความผิดปกติของเครื่องจักรได้ เช่น การไม่สมดุล, การเยื้องศูนย์, การหลวมคลอน ฯ
BACK
0 Comments