สำหรับผู้ที่อยู่ในวงการออโตเมชั่นและมีการใช้ Control valve เพื่อควบคุมระบบอย่างมีประสิทธิภาพ อาจพอรู้จัก Positioner หรืออุปกรณ์เสริมสำหรับกำหนดตำแหน่งของวาล์วหรือ Actuators โดยใช้สัญญาณไฟฟ้า
ในบทความนี้ KLQD Thailand จะแนะนำทุกสิ่งที่คุณจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับอุปกรณ์ชนิดนี้ ตั้งแต่ Positioner คืออะไร, หลักการทำงาน, ประเภทและวิธีการเลือกซื้อ หากพร้อมแล้วไปเรียนรู้เพื่อใช้งานอุปกรณ์กำหนดตำแหน่งนี้พร้อม ๆ กันครับ
Positioner คืออะไร ?
Positioner คืออุปกรณ์ที่ใช้ในการควบคุมและกำหนดตำแหน่งของ Pneumatic Actuator โดยมีหน้าที่หลักคือรับสัญญาณควบคุมจากระบบควบคุม (เช่น PLC หรือ DCS) แล้วทำการปรับตำแหน่งของ Actuator ให้สอดคล้องกับสัญญาณควบคุมนั้น
Positioner ช่วยให้การเคลื่อนที่ของ Actuators มีความแม่นยำและเสถียรมากขึ้น โดยเฉพาะเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงในแรงดันหรือสภาพแวดล้อม นอกจากนี้ยังช่วยลดปัญหาการตอบสนองที่ไม่เสถียร และทำให้ระบบควบคุมทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ
หลักการทำงานของ Positioner
หลักการทำงานของ Positioner มีดังนี้
- รับสัญญาณควบคุม: Positioner จะรับสัญญาณควบคุมจากระบบควบคุม เช่น PLC หรือ DCS โดยสัญญาณนี้อาจเป็นสัญญาณไฟฟ้า (4-20 mA) หรือสัญญาณลม (pneumatic)
- เปรียบเทียบตำแหน่ง: Positioner จะเปรียบเทียบสัญญาณควบคุมกับตำแหน่งปัจจุบันของ Actuator หรือ Control Valve. ถ้าตำแหน่งปัจจุบันไม่ตรงกับค่าที่กำหนดจากสัญญาณควบคุม Positioner จะส่งสัญญาณไปปรับตำแหน่งของ Actuator
- ปรับตำแหน่ง: เมื่อมีการเปรียบเทียบแล้วพบว่าตำแหน่งของ Actuator ไม่ตรงตามสัญญาณควบคุม Positioner จะทำการเปิดหรือปิดวาล์วลม หรือส่งสัญญาณไฟฟ้าเพื่อปรับ Actuator ให้ไปยังตำแหน่งที่ต้องการ
- การตรวจสอบย้อนกลับ(Feed back): เมื่อ Actuator เคลื่อนไปยังตำแหน่งที่ต้องการแล้ว Positioner จะทำการตรวจสอบตำแหน่งปัจจุบันอีกครั้งเพื่อให้แน่ใจว่าตรงตามค่าที่ควบคุม. หากตรงกัน Positioner จะหยุดการปรับเปลี่ยน
เพื่อให้คุณเห็นภาพเราได้จัดทำวิดีโอสาธิตการใช้สัญญาณ 4-20 mA ร่วมกับ Positioner ซึ่งสั่งการแอคชูเอเตอร์ให้ควบคุมวาล์วเปิดและปิด
ประเภทของ Positioner
Positioner สามารถแบ่งประเภทตามลักษณะการเคลื่อนที่ (Motion Type) ของ Actuator ได้เป็นสองประเภทหลัก คือ Linear Positioner และ Rotary Positioner ซึ่งแต่ละประเภทจะถูกเลือกใช้ตามการเคลื่อนที่ของ Actuator ที่ใช้งาน ดังนี้
1. Linear Positioner
ใช้กับแอคชูเอเตอร์ลมที่มีการเคลื่อนที่ในแนวเส้นตรง (Linear motion) เช่น แอคชูเอเตอร์ที่ควบคุมวาล์วประเภท Gate Valve หรือ Globe Valve ซึ่งจะเคลื่อนที่ในลักษณะการดันหรือดึงไปมาเป็นเส้นตรง
ตัวอย่างการใช้งาน: ระบบที่ใช้ในการควบคุมวาล์วที่เปิด-ปิดในแนวเส้นตรงที่ต้องการความแม่นยำสูง เช่น วาล์วควบคุมแรงดันหรือวาล์วที่ใช้ในอุตสาหกรรมพลังงานและการผลิตสารเคมี
2. Rotary Positioner
ใช้กับแอคชูเอเตอร์ลมที่มีการเคลื่อนที่แบบหมุน (Rotary motion) เช่น Actuator ที่ควบคุมวาล์วประเภท Ball Valve หรือ Butterfly Valve ซึ่งจะหมุนเพื่อปรับการเปิด-ปิดของวาล์ว
ตัวอย่างการใช้งาน: ระบบที่ต้องการการหมุนเพื่อควบคุมการไหลของของไหล เช่นในอุตสาหกรรมปิโตรเคมีหรืออุตสาหกรรมประปา ที่ใช้วาล์วหมุนในการเปิด-ปิดหรือควบคุมอัตราการไหล
ปัจจัยที่ต้องพิจารณาในการเลือกใช้งาน Positioner
ในขั้นตอนของการสั่งซื้อคุณจำเป็นต้องพิจารณาตัวเลือกที่จำเป็นต่อการใช้งานของคุณ โดยมีปัจจัยดังต่อไปนี้ครับ
- ลักษณะการเคลื่อนไหว (Motion Type): พิจารณาโดยดูจากประเภทของ Pneumatic Actuators
- Linear Motion – เคลื่อนที่เชิงเส้น
- Rotary Motion – เคลื่อนที่แบบหมุน 90 องศา
- ลักษณะการทำงาน (Acting Type): ลักษณะการทำงานของแอคชูเอเตอร์โดยพิจารณาระหว่าง
- Single Acting – เมื่อหยุดจ่ายลมสปริงจะทำให้แอคชูเอเตอร์อยู่ในสถานะเริ่มต้น
- Double Acting – ใช้ลมสั่งการเปิดและปิด
- มาตรฐานกันระเบิด (Explosion Protection): Explosion proof เป็นตัวเลือกเสริมหากระบบของคุณจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ที่ได้รับมาตรฐานการป้องกันการระเบิด เช่น ATEX, IECEx, TS, KCs หรือ CSA เป็นต้น
- อุณหภูมิที่ใช้งาน (Operating Temperature): เลือกอุณหภูมิที่ตรงกับการใช้งานในระบบของคุณ
- ส่วนเสริม (Option): ส่วนเสริมเพิ่มเติมนอกเหนือจากฟังก์ชั่นการทำงานเริ่มต้น เช่น
- จอ LCD สำหรับแสดงสถานะของ Positioner
- ลิมิตสวิตช์ (Limit Switch)
ทั้งนี้คุณสามารถขอ Ordering Code ของ Positioner แต่ละรุ่น จากผู้จำหน่ายเพื่อให้ง่ายต่อการเลือกซื้ออุปกรณ์ประเภทนี้
สรุป
โดยสรุปแล้ว Positioner เป็นอุปกรณ์เสริมสำหรับ Pneumatic Actuator ที่ช่วยให้คุณสามารถสั่งการแอคชูเอเตอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยการใช้สัญญาณ 4-20 mA จากระบบ PLC หรือ DCS ในการเลือกใช้งาน Positioner คุณจำเป็นต้องพิจารณาประเภทและการเคลื่อนไหวของ Actuator รวมทั้งปัจจัยอื่น ๆ ในระบบ เช่น อุณหภูมิที่ใช้งาน, ขนาดการติดตั้ง รวมทั้งข้อกำหนดเกี่ยวกับการกันระเบิด
