การควบคุมการทำงานของระบบ
นิวแมติกด้วยไฟฟ้า
.
 

กระแสไฟฟ้าจะเคลื่อนที่ไปได้ต้องอาศัยพลังของตัวเองในการเคลื่อนที่ และจะเคลื่อนที่ไปในทางที่สะดวกโดยผ่านตัวนำไฟฟ้า เราสามารถ
บังคับทิศทางกระแสไฟฟ้าได้โดยใช้สวิตช์ไฟฟ้า ซึ่งประกอบด้วยวัสดุที่ใช้ทำหน้าสัมผัส (contact) จะต้องเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดี เช่น ทองแดง และทองเหลือง ส่วนตัวโครงสร้างของสวิตช์ไฟฟ้าจะเป็นฉนวน การควบคุมการทำงานของสวิตช์ไฟฟ้าอาจจุใช้ปุ่มกด หรือบิดให้ทำงานตามความต้องการ ส่วนการควบคุมการทำงานของระบบนิวแมติกด้วยไฟฟ้าในการจำกัดระยะทางของระยะชักของก้านสูบจะถูกกำหนดด้วย ลิมิตสวิตช์ (limit switch)

ลิมิตสวิตช์
ลิมิตสวิตช์ก็คล้ายกับสวิตช์ไฟฟ้าทั่วไป ซึ่งหลักการทำงานสามารถดูได้จากรูปที่ PNEUMATIC-CONTROL-1 ในตำแหน่งปกติ
หมายถึงตำแหน่งที่ยังไม่มีอะไรมา กระทำปุ่มบนลิมิตสวิตช์ขณะทำงาน ซึ่งตำแหน่งนี้หน้าสัมผัสจะต่ออยู่ระหว่างจุด c กับจุด a เมื่อมีก้านสูบกดหรือมีอะไรกระทำที่ปุ่มกด จะทำให้หน้าสัมผัสต่อระหว่างจุด c กับจุด b จะสังเกตได้ว่าหน้าสัมผัสระหว่างจุด c กับจุด a จะเป็นปกติปิด และหน้าสัมผัสระหว่างจุด c กับจุด b จะเป็นปกติเปิด หน้าสัมผัสในลิมิตสวิตช์มีลักษณะการทำงานยู่ 2 แบบ คือ

รูปที่ PNEUMATIC-CONTROL-1
โครงสร้างภายในของลิมิตสวิตช์.

1.หน้าสัมผัสชนิดทำงานช้า ดูรูปที่ PNEUMATIC-CONTROL-2 เมื่อมีการกระทำที่ขาบังคับของลิมิตสวิตช์ จะบังคับหน้า
สัมผัส หลุดจากจุด a แต่ในขณะ เดียวกันก็ยังไม่ต่อจุด b ทันที จะมีระยะอยู่ช่วงหนึ่งถึงจะทำให้หน้าสัมผัสต่อระหว่างจุด c กับจุด b แต่ถ้าปล่อยขาปุ่มกดก่อนที่หน้าสัมผัสจะต่อจุด b ก็จะทำให้หน้าสัมผัสกลับไปต่อระหว่างจุด c กับจุด a อีก

รูปที่ PNEUMATIC-CONTROL-2
การทำงานของหน้าสัมผัสชนิดทำงานช้า

2. หน้าสัมผัสชนิดทำงานทันที แบบนี้จะต่างจากแบบแรก คือเมื่อมีการกระทำที่ขาบังคับของ ลิมิตสวิตช์ จะบังคับหน้าสัมผัส
หลุดจากจุด a มาต่อจุด b ทันทีด้วยความเร็วของสปริงในตัวของลิมิตสวิตช์ไม่เกี่ยวข้องกับความเร็วของขาบังคับของลิมิตสวิตช์
หลักการเลือกใช้ลิมิตสวิตช์ การเลือกใช้ลิมิตสวิตช์จะต้องใช้ให้ถูกต้องกับงานที่ใช้ เพื่อป้องกันความผิดพลาดที่จะเกิดขึ้นให้
พิจารณา ตามหลักการต่อไปนี้
1. ห้ามต่ออุปกรณ์ไฟฟ้าคนละด้านกับหน้าสัมผัส จะต้องต่อเข้าลิมิตสวิตช์เสียก่อนจึงจะต่อเข้าอุปกรณ์อื่น ๆ ได้

รูปที่ PNEUMATIC-CONTROL-3
ลักษณะการต่ออุปกรณ์ไฟฟ้าเข้ากับลิมิตสวิตช์.
Head

2. ห้ามใช้ลิมิตสวิตช์เกิดกำลังจากบริษัทผู้ผลิตกำหนดเอาไว้ ตัวอย่างเช่นลิมิตสวิตช์ถูกออกแบบเพื่อทนกระแสไฟฟ้า 10 แอมแปร์ ไม่ควร
นำมาใช้กับมอเตอร์หรืออุปกรณ์ไฟฟ้าที่ต้องการกระแส 10 แอมแปร์พอดี เพราะบางครั้งกระแสไฟฟ้าจะสูงกว่ากำหนด ซึ่งเป็นสาเหตุให้หน้าสัมผัสไหม้ได้


3. การติดตั้งลิมิตสวิตช์ไม่ควรให้เกิดการกระแทกหรือตีกลับอย่างทันทีทันใด ซึ่งเป็นสาเหตุหนึ่งของการสึกหรอของกลไกในลิมิตสวิตช์
และชำรุดเร็วกว่าปกติ ดังรูปที่ PNEUMATIC-CONTROL-4

รูปที่ PNEUMATIC-CONTROL-4
การเลือกกลไกในการบังคับการทำงานของลิมิตสวิตช์.

4. จะต้องแน่ใจว่ากลไกบังคับปุ่มกดให้ลิมิตสวิตช์ ทำงานมีแรงกระทำทนเพียงพอที่จะให้ลิมิตสวิตช์ทำงานได้ โดยปกติทั่วไปลิมิตสวิตช์
จะใช้เวลาในการทำงานประมาณ 1 ใน 5 วินาที ในการส่งสัญญาณไปยังอุปกรณ์ไฟฟ้า บางครั้งในเครื่องจักรถ้าต้องการเร่งการทำงานเพื่อเพิ่มผลผลิต โดยการปรับความเร็วในการในการผลิตให้เร็วขึ้น เครื่องจักรอาจจะทำงานได้ไม่ดีเหมือนเดิม เพราะลิมิตสวิตช์ไม่สามารถส่งสัญญาณได้นานเพียงพอในการกระตุ้นให้อุปกรณ์ไฟฟ้าทำงานได้ทัน
5. อย่าใช้ลิมิตสวิตช์เป็นที่หยุดของก้านสูบหรือกลไกต่าง ๆ ถ้าต้องการให้มีที่หยุดควรจะใช้กลไกทางกลเป็นตัวหยุด เพื่อความแม่นยำ
ในการ หยุดชิ้นงานในจังหวะสุดช่วงชักพอดี โดยที่ไม่มีผลเสียหายกับลิมิตสวิตช์อีกด้วย

รูปที่ PNEUMATIC-CONTROL-5
การหยุดกลไกต่าง ๆ โดยวิธีที่ถูกต้อง

6. อย่าใช้กลไกบังคับการทำงานลิมิตสวิตช์ที่หนักหรือยาวเกินไป ควรใช้กลไกที่บริษัทผู้ผลิตออกแบบมาให้ ถ้าระยะกระหว่างลิมิตสวิตช์
และชิ้นงานที่กระทำกับขาของลิมิตสวิตช์ห่างเกินไปที่จะใช้ลิมิตสวิตช์มาตรฐานได้ อาจใช้วิธีติดตั้งลิมิตสวิตช์ให้ใกล้เข้ามาหรือออกแบบชิ้นส่วนใหม่ จะทำให้ลิมิตสวิตช์มีอายุการใช้งานได้มากขึ้น
7. การนำลิมิตสวิตช์มาใช้งานแต่ละอย่างควรจะศึกษาเกี่ยวกับขนาดและทิศทางของแรงที่มากระทำกับลิมิตสวิตช์ รวมทั้งแรงที่เกิดจาก
การ เสียดทานที่เกิดขึ้นด้วย วิธีที่ทำให้ลิมิตสวิตช์ปลอดภัยจากการใช้งานควรจะใช้กลไกแบบลูกกลิ้งเป็นตัวรับแรงกระทำ

รีเลย์
นอกเหนือจากลิมิตสวิตช์และสวิตช์แบบปุ่มกดแล้ว สวิตช์อีกประเภทหนึ่งที่มีประโยชน์ต่อวงจรไฟฟ้าควบคุมอัตโนมัติมากก็คือสวิตช์
ที่ทำงาน โดยใช้แม่เหล็กไฟฟ้า หรือที่เรียกว่า รีเลย์ นั่นเอง การนำเอาแม่เหล็กไฟฟ้ามาใช้แทนแม่เหล็กวงจร เพราะแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถควบคุมการเกิดอำนาจแม่เหล็กได้ โดยการปิดและเปิดกระแสไฟผ่านขดลวด เรานำเอาอำนาจแม่เหล็กนั้นมาใช้ประโยชน์ในการดูดหน้าสัมผัส ประโยชน์ที่ได้รับจากการทำงานของรีเลย์คือขยายสัญญาณ เก็บสัญญาณ เปลี่ยนแปลงทิศทางของสัญญาณ

รูปที่ PNEUMATIC-CONTROL-6
การทำงานของรีเลย์.
Head

1. การขยายสัญญาณ ปกติในวงจรไฟฟ้าทั่งไป กระแสไฟฟ้าไหลผ่านในวงจรจะมีค่าเท่ากันตลอดเวลา ซึ่งเราสามารถใช้ลิมิตสวิตช์
หรือสวิตช์ปิดเปิดธรรมดาก็สามารถรับโหลดได้ เช่น ถ้าต้องการให้สวิตช์ดังกล่าวรับโหลดมากขึ้น จะต้องใช้หน้าสัมผัสที่มีขนาดใหญ่ขึ้น ดังนั้นแรงที่มาบังคับกลไกให้สวิตช์ทำงานจะต้องมากขึ้นตามไปด้วย ทำให้ขนาดของลิมิตสวิตช์มีขนาดใหญ่ขึ้น การควบคุมก็ทำได้ลำบากและยุ่งยากขึ้น ดังนั้นจึงจำเป็นที่จะต้องใช้รีเลย์มาช่วยในวงจรดังกล่าวดังรูปที่ PNEUMATIC-CONTROL-7

รูปที่ PNEUMATIC-CONTROL-7
การใช้รีเลย์ในการขยายสัญญาณ.

2. การทวีคูณสัญญาณ ถ้าเพิ่มจำนวนหน้าสัมผัสของรีเลย์จะได้หน้าสัมผัสชุดหนึ่งซึ่งบังคับด้วยคอยล์แม่เหล็กไฟฟ้าเพียงตัวเดียว
เป็นผลให้รีเลย์ตัวนี้จ่ายสัญญาณได้หลายสัญญาณในเวลาเดียวกัน ด้วยเหตุนี้ การบังคับให้รีเลย์ทำงานจึงบังคับด้วยสวิตช์ธรรมดาขนาดเล็กเพียงตัวเดียวเท่านั้น ดังนั้นการใช้รีเลย์แบบทวีคุณจึงสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้อีกมาก ดังรูปที่ PNEUMATIC-CONTROL-8

รูปที่ PNEUMATIC-CONTROL-8
การใช้รีเลย์ในการทวีคูณสัญญาณ.

3. การเก็บสัญญาณ ถ้าในรเลย์ตัวเดียวมีหน้าสัมผัสหลายชุด เราสามารถใช้หน้าสัมผัส 1 ชุดเพื่อให้กระแสไฟผ่านเข้าไปเลี้ยงขดลวด
ในรีเลย์ได้อย่างต่อเนื่อง แม้ว่าสัญญาณที่มากระตุ้นรีเลย์นั้นจะสิ้นสุดไปแล้วก็ตาม ดังรูปที่ PNEUMATIC-CONTROL-9

รูปที่ PNEUMATIC-CONTROL-9
การใช้รีเลย์ในการเก็บสัญญาณ.

จากรูปที่ 79 จะพบว่าเมื่อกดสวิตช์แบบปุ่มกด ON ซึ่งเป็นตัวต่อกระแสไฟจากสายเมนให้เข้าไปเลี้ยงขดลวดของรีเลย์ ทำให้หน้าสัมผัส
ของรีเลย์สัมผัสกันตลอดเวลา ถึงแม้ว่าจะปล่อยมือจากสวิตช์ปุ่มกด ON แล้วก็ตามไฟฟ้าก็ยังคงผ่านเข้าไปเลี้ยงขดลวดไว้ตามเดิมตลอดเวลาด้วยหน้าสัมผัสของรีเลย์นั่นเอง ในการทำให้ไฟเลี้ยงขดลวดหมดไป จำเป็นจะต้องมีสวิตช์อีกตัวหนึ่งในการตัดวงจรแบบปกติปิด เพื่อจะให้ตัดวงจรไฟที่เลี้ยงขดลวดไปทำให้หน้าสัมผัสของรีเลย์กลับสู่สภาพปกติ


4. การเปลี่ยนแปลงสัญญาณกลับไปกลับมา ในการใช้งานบางครั้งจำเป็นจะต้องใช้วิธีรีเลย์ในการตัดวงจรไฟฟ้าที่ใช้งานอยู่ให้หยุด
การทำงานได้เมื่อสัญญาณมากระตุ้นให้รีเลย์ทำงานดังรูปที่ PNEUMATIC-CONTROL-10

รูปที่ PNEUMATIC-CONTROL-10
การใช้รีเลย์เปลี่ยนแปลงสัญญาณกลับไปกลับมา.

สัญลักษณ์ที่ใช้ในระบบไฟฟ้าควบคุม เพื่อสะดวกในการอธิบายวงจรและการออกแบบวงจรจึงมีการกำหนดสัญลักษณ์ขึ้นมาเพื่อเป็นความเข้าใจได้ทางเดียวกัน ซึ่งได้มีองค์การ
ที่ทำหน้าที่กำหนดสัญลักษณ์มาตรฐานของงานวิศวกรรมให้ใช้ทั่วโลก เช่น ทางด้านเครื่องกลไก SI (International System of unit) ทางด้านไฟฟ้าใช้ IEC (International Electrotechnical Comission) องค์การดังกล่าวนี้มีชื่อว่า International Organization for Standardization นอกจากมาตรฐานในการกำหนดสัญลักษณ์ต่าง ๆ ยังมีสถาบันอื่น ๆ กำหนดขึ้นมาอีก เช่น มาตรฐานของระบบ DIN, VDE, USA และ JIS


Head





G. PRECISION ENGINEERING LTD.,PART.

26/27 MOO.9 BYPASS ROAD , TUMBOL NAPA
AMPHUR MUANG ,CHONBURI 20000 THAILAND.
TEL :038-441-348 , 087-9182311 , 081-6446767
FAX : 038-441-349
Website : http://www.Gprecision.net

E-mail : info@gprecision.net