Temperature Control คืออะไร?

Temperature Controller หรือ เครื่องควบคุมอุณหภูมิ เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการควบคุมอุณหภูมิ เพื่อให้ได้อุณหภูมิตรงตามความต้องการในการใช้งาน ซึ่งจะแบ่งเป็น 2 ประเภทใหญ่ๆ ดังนี้ คือ Analog Controller และ Digital Controller

Temperature Control

Analog Temperature Controllerเป็น Temperature Controller ประเภทหนึ่งซึ่งทำหน้าที่ในการควบคุม โดยเครื่องควบคุมประเภทนี้ ในปัจจุบันมีใช้งานที่น้อยลง ทั้งในงานอุตสาหกรรม หรืองานที่ต้องการความถูกต้อง แม่นยำในการวัด และการควบคุมที่สูง เนื่องจากถูกแทนที่ด้วยตัวควบคุมแบบดิจิตอล ซึ่งมีความแม่นยำมากกว่า
Digital Temperature Controllerเป็น Temperature Controller ประเภทหนึ่งที่มีใช้กันมากในปัจจุบัน ซึ่งทำหน้าที่ในการควบคุมอุณหภูมิ ซึ่งสามารถควบคุมอุณหภูมิได้ทั้ง ร้อน และ เย็น หรือ ทั้งร้อน และเย็นพร้อมกัน โดยมีความเที่ยงตรงสูง และ สามารถใช้งานได้หลากหลาย มีการแสดงผลการทำงานเป็นตัวเลข LED 7-Segment ช่วยให้มองเห็นได้ง่าย และคมชัด ควบคุมการทำงานแบบ ON-OFF หรือ PID Control ซึ่งสามารถใช้วิธีการ Auto-Tuning หรือ Manual ปรับตั้งค่า ช่วยให้ประหยัดเวลาในการทำงานได้

ชนิดของ Input

เทอร์โมคัปเปิล : ชนิด J, K, N, T, R และอื่นๆ โดยแต่ละชนิดจะมีช่วงในการวัดอุณหภูมิที่ต่างกัน ซึ่งชนิดที่เป็นที่นิยม คือชนิด K เพราะมีช่วงการวัดที่กว้าง เทอร์โมคัปเปิลเหมาะกับงานที่มีอุณหภูมิที่สูงมากหรือต่ำมาก
RTD : มีความเป็นเชิงเส้นสูงกว่า มีความแม่นยำสูง และมีเสถียรภาพในการใช้งาน
แรงดัน DC : 0-5 V, 0-10 V, 0-10 mV
กระแส DC : 4-20 mA, 0-20 mA

ชนิดของ Output

รีเลย์ : รูปแบบหน้าสัมผัส ใช้กับแมกเนติกคอนแทคเตอร์ เป็นเอาต์พุตที่นิยมใช้มากที่สุดเนื่องจากง่ายต่อการใช้งาน ทนทาน และทนกระแสไฟฟ้าได้สูง
แรงดันพัลส์ : แรงดัน 12 VDC, 24 VDC ใช้กับ SSR ที่มีการตัดต่อที่ไว และมีการทำงานที่เสถียรกว่าแมกเนติกคอนแทคเตอร์ เอาต์พุตแบบนี้นิยมใช้มากในงานที่ต้องการความถี่ในการตัดต่อสูง และง่ายต่อการต่อวงจร เพราะไม่ต้องการแหล่งจ่ายไฟจากภายนอกเหมือนเอาต์พุตแบบรีเลย์
กระแส : เป็นเอาต์พุตที่สามารถนำไปต่อกับอุปกรณ์ได้หลากหลาย ซึ่งจะนำไปใช้กับอะไรก็ขึ้นอยู่กับงานที่ออกแบบ มักจะใช้กับ SCR ที่รองรับอินพุตได้ทั้ง 4-20 mA, 0-20 mA, 0-10 VDC, 0-5 VDC

หลักการทำงานของ Temperature Controller
ในการทำงานของ Temperature Controller จะเริ่มต้นที่การตั้งค่าที่ส่วนของ SV ซึ่งเป็นการระบุว่าเราต้องการควบคุมอุณหภูมิที่กระบวนการผลิตเท่าไร ตัวอย่างเช่น ตั้งไว้ 500ºC จากนั้นตัวควบคุมอุณหภูมิ ก็จะทำการเปรียบเทียบ หรือหาผลต่างระหว่างค่า PV กับ SV ซึ่งค่า PV จะได้จากการอ่านค่า Sensor Input ซึ่งถ้าค่า PV น้อยกว่า SV ก็จะสั่งให้ Control Signal Output จ่ายสัญญาณออกไปผ่าน SSR ที่เปรียบเสมือนสวิตช์ เพื่อเร่งให้ตัว Heater ทำงานให้ร้อนขึ้น เมื่ออุณหภูมิที่ค่า PV มากกว่า SV ก็จะทำการลดค่า Control Signal Output ลงเพื่อให้ Heater ทำงานน้อยลง โดยกระบวนการควบคุมนี้เป็น พื้นฐานการควบคุมแบบหนึ่งที่เรียกว่า การควบคุมแบบ On-Off Control

PV (Process Variable) คือ ค่าของอุณหภูมิจริงที่วัดได้
SV (Set Point Variable) คือ ค่าของอุณหภูมิที่ผู้ใช้ต้องการควบคุมให้คงที่

วิธีที่ใช้ควบคุมอุณหภูมิแบบพื้นฐาน

การควบคุมแบบ ON/OFFการควบคุมแบบตัดและต่อ หรือ เอาต์พุตจะเปลี่ยนระหว่าง 0 กับ 1 เอาต์พุตจะตัดเมื่ออุณหภูมิถึงค่า set point เท่านั้น ตัวอย่างเช่น ตั้งค่า setpoint อยู่ที่ 100°C เอาต์พุตจะตัดที่ 100°C และจะต่อทันทีเมื่ออุณหภูมิต่ำกว่า 100°C ถ้าในกรณีที่เอาต์พุตเป็นแบบรีเลย์ ที่ต้องตัดต่อด้วยความถี่สูงๆ ทำให้หน้าสัมผัสเสื่อมสภาพเร็ว
การควบคุมแบบ PIDการควบคุมมีประสิทธิภาพสูงสุด

◦ การควบคุมแบบ “P” ลด Overshoot และ Hunting
◦ การควบคุมแบบ “I” จะลด Offset ซึ่ง Offset คือค่าความแตกต่างระหว่าง setpoint กับค่าที่วัดได้
◦ การควบคุมแบบ “D” จะตอบสนองต่อสิ่งรบกวนจากภายนอก

ซึ่งในการควบคุมแบบ PID จำเป็นต้องตั้งค่า P, I และ D ให้เหมาะสมกับการใช้งานด้วย

หมายเหตุ :

Overshoot คือ อุณหภูมิที่สูงเกินค่า setpoint ขณะทำการควบคุม หรือ จากการถูกรบกวนจากภายนอก
Hunting คือ อุณหภูมิที่แกว่งไปมารอบๆ ค่า setpoint

ความสำคัญของ Digital Temperature Controller

สิ่งที่ทำให้ Digital Temperature Controller มีความสำคัญในโรงงานต่างๆ มากเป็นพิเศษ เพราะเป็นเครื่องควบคุมอุณหภูมิมีความแม่นยำในการประมวลผล และปรับอุณหภูมิ เนื่องจากอุปกรณ์ในงานอุตสาหกรรมหลายๆ ตัวมีความละเอียดอ่อนในการทำงาน เช่น อุตสาหกรรมอาหาร เซรามิก อุตสาหกรรมขึ้นรูป ยาง/พลาสติก/โลหะ อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ HVAC ฯลฯ เป็นต้น
แม้ว่าจะดูเป็นเรื่องเล็กน้อย แต่หากมองดูลึกๆ แล้ว ถ้าเราไม่ใช้ Digital Temperature Controller ในการดูแลอุณหภูมิ เราอาจทำให้ผลงานเซรามิกเสียหาย อาหารเน่าเสียโดยไม่ได้ตั้งใจ สร้างความเสียหายได้ไม่น้อยเลยทีเดียว การควบคุมอุณหภูมิให้ถูกต้องตามต้องการย่อมเป็นสิ่งที่ดีที่สุดในการทำงานในโรงงานอย่างแน่นอน

PHA Automation ขอแนะนำ Temperature Control แบรนด์ Delta รุ่น DTK series เป็นตัวควบคุมอุณหภูมิรุ่นใหม่ ที่มีประสิทธิภาพสูง และปรับปรุงการทำงานของระบบควบคุมอุณหภูมิ ด้วยขนาดที่กะทัดรัด (ความยาว 60 มม.) และจอ LCD ความละเอียดสูง ดังนั้น DTK series เป็นตัวเลือกที่ดีเยี่ยมสำหรับการใช้งานทุกประเภท

หน้าจอ LCD ความละเอียด และความคมชัดสูง มีกราฟิกที่แสดงแบบกำหนดเองได้ เพื่อให้ผู้ใช้เข้าใจได้ง่าย
ตัวเครื่องกะทัดรัดมากขึ้นเพียง 60 มม.
สอดคล้องกับมาตรฐานความปลอดภัยสากล CE

ดูรายละเอียดสินค้าเพิ่มเติมได้ที่ >> Delta Temperature Control