การควบคุมแบบพรอพพอร์ชันนัล (Proportional Control System).

		เนื่องจากในปัจจุบันความก้าวหน้าทางด้านเทคโนโลยี เครื่องจักรกล และอุปกรณ์การทำงานได้เพิ่มประสิทธิภาพขึ้นอย่างมากมาย แม้แต่
	ในด้านการควบคุมเองก็ตาม ได้มีการคิดสร้างอุปกรณ์ที่จะนำมาใช้ควบคุมให้มีความสามารถตามวัตถุประสงค์ของเครื่องจักร ในเรื่องของระบบไฮดรอลิกได้เกิดอุปกรณ์ชิ้นใหม่ขึ้นมา เพื่อใช้ควบคุมการทำงานของกระบอกสูบหรือมอเตอร์ไฮดรอลิกให้ทำงานได้อย่างนุ่มนวลและเที่ยงตรงตลอดเวลา หรือเอาไว้ใช้เพื่อลดความเสียหายของการทำงานที่มีอุปกรณ์ที่จะต้องมีการกระแทกกันอยู่ตลอดเวลา ดังนั้นอุปกรณ์ในระบบไฮดรอลิกจึงเกิดคำว่า ระบบควบคุมแบบพรอพพอร์ชันนัล (Proportional Control System) และต่อไปนี้จะได้อธิบายถึงระบบควบคุมด้วยพรอพพอร์ชันนัลที่ใช้ในภาคควบคุม ซึ่งระบบพรอพพอร์ชันนัลนี้จะมีส่วนที่เกี่ยวข้องอยู่ 2 ระบบคือ

1. ระบบควบคุมซึ่งเป็นระบบไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ 2. ระบบทำงานของอุปกรณ์จำพวกวาล์วต่าง ๆ

ระบบควบคุมซึ่งเป็นระบบไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์

รูปที่ HYDRO-PROPORTIONAL-1 ขดลวดไฟฟ้า .

		เนื่องจากระบบไฟฟ้าหรือระบบอิเล็กทรอนิกส์ โดยทั่ว ๆ ไปที่ใช้ในระบบไฮดรอลิกนั้น จะใช้ขดลวดไฟฟ้าหรือที่เรียกว่า โซลินอยด์
	(Solenoid) คือใช้อำนาจของแม่เหล็กจากสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นในเวลาที่ป้อนไฟฟ้าเข้าไปในขดลวด เพื่อไปเลื่อนแกนเหล็กให้ไปดันแกนของลิ้นหลอด (Spood) อีกทีหนึ่งและสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นนั้นดูได้ในรูปที่ HYDRO-PROPORTIONAL-1

รูปที่ HYDRO-PROPORTIONAL-2 เวลาในการกินกระแสไฟฟ้า .

		จากกราฟในรูปที่ HYDRO-PROPORTIONAL-2 ที่แสดงนี้ ถ้าป้อนกระแสไฟฟ้าเข้าไปในขดลวดในระยะเริ่มแรกนั้น การใช้กระแส
	ของไฟฟ้าจะเริ่มจากศูนย์ แล้วจะ เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ จนถึงระดับที่สูงสุดของกระแสไฟฟ้าในขดลวด ซึ่งสามารถ่ที่จะทราบว่าจะใช้เวลาเท่าไรนับจากเริ่มการใช้กระแสไฟฟ้าจากศูนย์จนถึงใช้ไปมากที่สุด

รูปที่ HYDRO-PROPORTIONAL-3 วงจรแบบอินตักแตนซ์และแบบคาปาซิแตนซ์ .

Head

		จากรูปที่ HYDRO-PROPORTIONAL-3 เป็นการแสดงการใช้กระแสไฟฟ้าของวงจรที่มีการต่อค่าความต้านทานอย่างเดียวกับ
	การต่อค่าความต้านทานกับตัว คาปาซิแตนซ์ จะเห็นได้ว่าแบบธรรมดานั้น เวลาเริ่มป้อนกระแสไฟฟ้าเข้าไปในวงจร การใช้กระแสไฟฟ้าจะค่อย ๆ ใช้ไปถึงค่าที่สูงสุด จากนั้นก็จะใช้กระแสไฟฟ้าเท่านั้นไปตลอดจนกว่าจะหยุดการป้อนกระแสไฟฟ้า แต่ตรงกันข้ามกับวงจรที่ใช้คาปาซิแตนซ์เข้าไป ปรากฏว่าเริ่มแรกที่ป้อนกระแสไฟฟ้าเข้าไปในวงจรการใช้กระแสไฟฟ้าจะขึ้นสูงสุดทันที จากนั้นกระแสไฟฟ้าจะค่อย ๆ ลดลงเรื่อย ๆ จนถึงศูนย์แล้วจะใช้กระแสไฟฟ้าเท่านี้ไปตลอด

รูปที่ HYDRO-PROPORTIONAL-4 หม้อแปลง.

		จากรูปที่ HYDRO-PROPORTIONAL-4 แสดงโครงสร้างภายในของหม้อแปลง (Transformer) ภายในหม้อแปลงนี้จะมีขด
	ลวดหลักอยู่สองขดและแกนเหล็กอ่อน อีกหนึ่งชุด โดยมีขดลวดพันอยู่รอบแกนของเหล็กอ่อน เมื่อป้อนกระแสไฟฟ้าเข้าไปที่ขดลวดข้างใดข้างหนึ่ง กระแสไฟฟ้าที่ออกมาจากขดลวดอีกข้างหนึ่งจะได้ค่ากระแสไฟฟ้าที่แตกต่างจากค่าที่ป้อนเข้าไปในครั้งแรก พอสรุปได้ดังต่อไปนี้

		เมื่อค่า Ns น้อยกว่า Np จะได้ค่ากระแสไฟฟ้าออกมาน้อยกว่าค่าที่ป้อนเข้าไป เมื่อค่า Ns มากกว่า Np จะได้ค่ากระแสไฟฟ้าออกมามากว่าค่าที่ป้อนเข้าไป อธิบายได้ดังต่อไปนี้ เมื่อต้องการที่จะแปลงไฟฟ้าจากมากไปหาน้อย จะต้องใช้กระแสไฟฟ้าป้อนเข้าที่ด้านขดลวดค่ามากแล้วออกทางขดลวดค่าน้อย แต่เมื่อ
	ต้องการเพิ่มกระแสไฟฟ้าก็ป้อนกระแสไฟฟ้าเข้าที่ขดลวดค่าน้อยกว่าแล้วออกในด้านขดลวดค่ามาก

ระบบการทำงานของวาล์วชนิดต่าง ๆ โซลินอยด์วาล์วและโครงสร้างภายใน

รูปที่ HYDRO-PROPORTIONAL-5 โครงสร้างภายในของโซลินอยด์วาล์ว.

		จากรูปที่ HYDRO-PROPORTIONAL-5 เป็นโครงสร้างของโซลินอยด์วาล์ว ซึ่งไม่ว่าจะเป็นแบบธรรมดาหรือ
	แบบพรอพพอร์ชันนัลวาล์ว (Proportional Valve) แรงกับระยะเลื่อนของแกนวาล์วแต่ละแบบจะแตกต่างกันจากรูปที่แสดงนี้จะเห็นความแตกต่างระหว่างแบบธรรมดากับแบบพรอพพอร์ชันนัล ว่าเมื่อเริ่มทำงานแล้วแรงที่เกิดขึ้นกับสนามแม่เหล็กเพื่อจะนำมาใช้ดึงแกนเหล็กนั้นมีค่าคงที่หรือไม่เมื่อเลื่อนออกไปแล้ว โดยดูได้จากรูปที่ HYDRO-PROPORTIONAL-6และในทำนองเดียวกันสำหรับโซลินอยด์แบบพิเศษนี้สามารถที่จะปรับเปลี่ยนค่ากระแสไฟฟ้าที่ป้อนให้กับขดลวดไฟฟ้าโดยดูได้จากรูปที่ HYDRO-PROPORTIONAL-7 จะเห็นว่าเมื่อเราต้องการให้กระแสไฟฟ้าที่เข้าไปมีค่าประมาณ 100%, 50% หรือ 25% ก็สามารถปรับค่าได้โดยระยะช่วงชักการทำงานยังคงเท่าเดิมอยู่ แต่ในรูปที่ รูปที่ HYDRO-PROPORTIONAL-7(ข) นั้น บอกถึงค่าความแข็งของสปริงที่ใช้ หรือค่าความแข็งเมื่อเราป้อนค่ากระแสไฟฟ้าเข้าไปในขนาดที่ไม่เท่ากัน

รูปที่ HYDRO-PROPORTIONAL-6 การเกิดแรงของสนามแม่เหล็ก.

รูปที่ HYDRO-PROPORTIONAL-7 การปรับเปลี่ยนกระแสไฟฟ้าที่เข้าไปในขดลวด.

รูปที่ HYDRO-PROPORTIONAL-8 วงจรการใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีอุปกรณ์ตรวจสอบระยะเลื่อนของแกนวาล์ว.

Head

		จากรูปที่ HYDRO-PROPORTIONAL-8 เป็นการแสดงการต่อวงจรที่ใช้ระบบอิเล็กทรอนิกส์เข้ามาช่วย และยังมีตัวตรวจสอบ
	ระยะ ของแกนวาล์วว่าได้เลื่อนออกไป ตรงกับสัญญาณที่สั่งงานหรือไม่

รูปที่ HYDRO-PROPORTIONAL-9 ภาพตัดแสดงภายในของแกนวาล์ว.

		จากรูปที่ HYDRO-PROPORTIONAL-9 เป็นการแสดงภาพตัดภายในของแกนวาล์วที่เลื่อนไปมา ซึ่งจะเห็นว่ามีช่วงอยู่ช่วง
	หนึ่งที่เริ่มแรกของการทำงานนั้นจะไม่ สามารถที่จะจ่ายน้ำมันออกไปได้เลย แต่เมื่อผ่านช่วงนั้นไปแล้วน้ำมันก็สามารถที่จ่ายออกไปได้ตามปกติ ช่วงระยะที่กล่าวนี้คือช่วงเหลื่อมกัน (Overlap) หรือช่วงเดดแบนด์ (Deadband) และสามารถแก้ปัญหานี้ได้ด้วยการปรับค่าความต้านทานที่ระบบไฟฟ้า โดยเมื่อทำการแก้ไขแล้วจะได้ค่าใหม่ตามกราฟในรูปที่ HYDRO-PROPORTIONAL-10

รูปที่ HYDRO-PROPORTIONAL-10 กราฟแสดงการปรับและไม่ปรับค่าชดเชย.

		จากรูปที่ HYDRO-PROPORTIONAL-10 เป็นกราฟแสดงการปรับค่าชดเชยและค่าที่ยังไม่ปรับ ในกราฟนี้จะแสดงทั้งกราฟเมื่อ
	ป้อนค่าอินพุตแล้วค่าของเอาต์พุตที่ ได้รับเป็นอย่างไร และกราฟที่แสดงระหว่างจำนวนน้ำมันออกกับสัญญาณอินพุต (กราฟรูปด้านล่าง) จะเห็นได้ว่าถ้าไม่มีการปรับตั้งชดเชยก่อนแล้วจะมีช่วงว่างมาก แต่ทั้งหมดนี้สามารถที่จะแก้ไขได้โดยการปรับค่าความต้านทานที่แผ่นแอมปลิฟลายเออร์ (Amplifier) ดังรูปที่ HYDRO-PROPORTIONAL-11

รูปที่ HYDRO-PROPORTIONAL-11 การปรับค่าความต้านทานที่แผ่นแอมปลิฟายเออร์.

รีลีฟวาล์วแบบพรอพพอร์ชันนัลชนิดหัวฉีด (Proportional Relief valve Nozzle Type)

รูปที่ HYDRO-PROPORTIONAL-12 รีลีฟวาล์วแบบพรอพพอร์ชันนัลชนิดหัวฉีด.

		จากรูปที่ HYDRO-PROPORTIONAL-12 เป็นภาพตัดแสดงภายในของวาล์วปรับความดันที่ใช้เป็นรีโมทซึ่งในที่นี้จะใช้ระบบ
	ไฟฟ้า มาควบคุมในการเลื่อนแกนกระทุ้ง (Spindle) เพื่อที่จะไปปิดปากรูของหัวฉีดที่ได้น้ำมันมาจากรู P แล้วไหลไปผ่านรูเข็มที่ช่อง T อาจจะใช้กับวาล์วประเภทคาร์ทริดจ์ที่มีฝาครอบ (cartridge Valve with Cover) ตามรูปที่ HYDRO-PROPORTIONAL-13ซึ่งจะใช้เป็นตัวรีโมทควบคุมความดันในวาล์วตัวใหญ่อีกทีหนึ่ง และในระบบนี้ยังมีแผ่นไฟฟ้าควบคุมอีกด้วย

รูปที่ HYDRO-PROPORTIONAL-13 คาร์ททริดจ์วาล์วที่มีฝาครอบ.

รูปที่ HYDRO-PROPORTIONAL-14 วงจรไฟฟ้าที่ใช้ควบคุมวาล์วความดัน.

		จากรูปที่ HYDRO-PROPORTIONAL-14 เป็นการแสดงวงจรไฟฟ้าที่ใช้ในการควบคุมวาล์วควบคุมความดัน ใน
	รูปที่ HYDRO-PROPORTIONAL-12 และ 13 และในวงจรนี้สามารถที่จะ ต่อตัวความต้านทานเข้าอินพุตได้หลายค่า

Head