หลักการทำงานของTemperature Controller

ที่จะกล่าวในหน้านี้ คือจะกล่าวถึง หลักการทำงานของเครื่องควบคุมอุณหภูมิ (Temperature Controller) ว่ามีการทำงานในส่วนใด และมีความสำคัญอย่างไร เพื่อเป็นตัวเลือกในการดูรายละเอียดเพิ่มเติมของการทำงาน และสามารถเลือกใช้ Temperature Controller ได้อย่างเหมาะสม เหมาะกับงานแต่ละชนิด ซึ่งจะมีข้อมูลดังนี้ครับ

               หลักการเริ่มต้นของเครื่องควบคุมอุณหภูมิ (Temperature Control) คือเราจะทำการวัดค่าจากสิ่งที่เราอยากรู้อุณหภูมิ ณ จุดๆนั้นว่ามีอุณหภูมิเท่าไร เราเรียกการวัด ณ จุดๆนั้นว่าอินพุต แล้วส่งสัญญานมาเปรียบเทียบที่ตัวเครื่องควบคุมอุณหภูมิ ทำการประมวลผล ซึ่งความละเอียดและความเร็วของเครื่องควบคุมอุณหภูมิแต่ละยี่ห้อนั้นไม่เท่ากัน เมื่อได้ค่าที่เหมาะสมแล้วก็จะทำการส่งสัญญานเอาท์พุตออกไปควบคุมอุปกรณ์ที่มีขนาดใหญ่ ให้ทำการควบคุมอุปกรณ์ที่มีกระแสสูง วัตต์สูง อีกที เป็นต้น

 

จากรูปการทำงานพื้นฐานและส่วนประกอบต่างๆ ของ Temperature Controller จะเห็นได้ว่าเครื่องควบคุมอุณหภูมิ(Temperature Controller)ไม่สามารถจะทำงานด้วยตัวมันเองให้จบโปรเซสได้ด้วยลำพัง ยังจำเป็นต้องมีอุปกรณ์ต่างๆ และส่วนประกอบต่างๆ ร่วมกันในการทำงานด้วย ซึ่งส่วนประกอบพื้นฐานที่เกี่ยวกับการควบคุมอุณหภูมิ เช่น Input , Output , ค่า SV , ค่า PV , ชนิดของสัญญานอินพุท (Input Sigmal) , ชนิดของโหลด เป็นต้น

        Input Sensor คือ อุปกรณ์ที่ใช้เปลี่ยนค่าอุณหภูมิเป็นสัญญานค่ามาตรฐาน ส่งต่อมายังตัวควบคุมอุณหภูมิ เพื่อให้เครื่องควบคุมอุณหภูมิ(Temperature Controller) ทำการประมวลผล แล้วส่งสัญญานออกมาควบคุมทางด้านเอ้าท์พุท (Output Signal) ซึ่งหลักๆในงานอุตสาหกรรมเรานิยมใช้อินพุตอย่างเช่น  TC (เทอร์โมคัปเปิล,Thermocouple) ซึ่งก็จะมีหลากหลาย Type เช่น K,J,R,S,T,E,B หรือ RTD (อาร์ทีดี,Resistance temperature detectors หรือเรียกอีกอย่างว่า Pt100) หรือสัญญานกระแส แรงดัน อนาล็อกมาตรฐาน 4-20mA,0-10 vdc เป็นต้น

      Output Heating Device คืออุปกรณ์ที่ใช้ทำความร้อนให้กับระบบงานนั้นๆ ที่นิยมใช้กันมากที่สุดคือตัวฮีตเตอร์ (HEATER)ขดลวดความร้อน หรือ ระบบบอยเล่อร์ (BOILER) ที่จะเอาไอน้ำร้อนมาใช้งานนั่นเอง

        SV (Set Value) คือ เป็นค่าที่เราต้องการใช้งาน ซึ่งจะสามารถปรับเปลี่ยนโปรแกรมได้จากการตั้งค่าที่หน้าจอของตัวเครื่องควบคุมอุณหภูมิ (Temperature Controller) 

        PV (Process Value) เป็นค่าที่เราได้จากการทำการวัดจากระบบหน้างานจริง ส่งสัญญานจากตัวเซนเซอร์วัดจากงานจริง แล้วนำค่าที่ได้มาแสดงผลที่หน้าจอเครื่องควบคุมอุณหภูมิ (Temperature Controller)

 

        Signal Control Output คือลักษณะสัญญานที่ได้จากการประมวลผลจากเครื่องควบคุมอุณหภูมิ(Temperature Controller) ตัวอย่างของสัญญานเอาท์พุตเช่น  Relay Contact, Voltage for SSR, 4-20mA หรือ 0-10 Vdc สัญญานมาตรฐาน

 

       ตัวขยายสัญญานเอาท์พุต เป็นตัวขยายสัญญานของเอาท์พุตจากเครื่องควบคุมอุณหภูมิให้มีขนาดสัญญานที่ใหญ่ขึ้น ทนกระแสหรือแรงดันได้มากขึ้น สามารถนำไปใช้กับโหลดที่กินกระแสสูง หรือวัตต์สูงๆ เช่น แมกเนติคคอนแทคเตอร์(Magnetics Contactor) โซลิตสเตตรีเลย์ (Solid State Relay) หรือ SCR POWER REGULATOR 

 

          จะเห็นได้ว่าการทำงานของ Temperature Controller (เครื่องควบคุมอุณหภูมิ)นั้น ประกอบด้วยส่วนประกอบต่างๆ ทางด้านบนเป็นหลัง เริ่มจากการที่ต้องนำอุปกรณ์เซนเซอร์วัดอุณหภูมิไปทำการวัดยังจะที่เราอยากควบคุมอุณหภูมิ แล้วส่งสัญญานมายังตัวเครื่อง เพื่อทำการประมวลผล (Process) จากนั่นเมื่อทำการประมวลผลอย่างมีประสิทธิภาพ รวดเร็วและแม่นยำ แล้ว จึงส่งสัญญานภาคเอาท์พุตออกมา เพื่อไปทำการควบคุมอุปกรณ์เอาท์พุต ซึ่งจะทำหน้าที่ขยายสัญญานเล็กๆ ให้มีกำลังมากยิ่งขึ้นเพื่อทำการขับโหลดที่ใหญ่ขึ้นของระบบนั่นเอง