RAIU

ระบบ “Automation” คืออะไร ? มาทำความเข้าใจแบบ 101 กัน

เพื่อน ๆ รู้กันมั้ยครับว่าทุกวันนี้… หากโรงงานหรือธุรกิจยังทำงานทุกขั้นตอน “ด้วยคนเพียงอย่างเดียว” คำถามสำคัญคือ เรากำลังเสียเวลา ต้นทุน และโอกาสไปมากแค่ไหน เพราะว่าในปัจจุบันนี้สำหรับโลกอุตสาหกรรมยุคใหม่ การใช้ระบบ “Automation” ไม่ใช่เรื่องไกลตัวอีกต่อไป แต่กลายเป็นพื้นฐานของการแข่งขันไปแล้ว

ซึ่งเหตุผลที่ระบบ Automation ถูกพูดถึงมากขึ้น ไม่ใช่เพราะเทคโนโลยีล้ำสมัยอย่างเดียว แต่เพราะ Automation ช่วยให้การทำงานได้จริงๆ และใช้ต้นทุนที่ไม่ได้แพงเหมือนสมัยก่อนแล้วนะครับ ซึ่งข้อดีหลักๆ คือ

· เร็วขึ้น

· แม่นยำขึ้น

· ลดความผิดพลาดจากมนุษย์

· และควบคุมคุณภาพได้สม่ำเสมอ

ดังนั้หากโรงงานมีการนำระบบ Automation เข้า มาใช้งานเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ ลดต้นทุนในระยะยาว และแน่นอนคือการที่เพิ่มประสิทธิภาพการแข่งขันให้บริษัทนะครับ

หากเพื่อนๆ มองไม่เห็นภาพลองนึกถึง “ประตูอัตโนมัติที่เปิดเองเมื่อมีคนเดินผ่าน” หรือ “เครื่องจักรในโรงงานที่ทำงานตามโปรแกรมโดยไม่ต้องมีคนยืนคุมตลอดเวลา” สิ่งเหล่านี้คือ Automation ระบบที่รับรู้ คิด และสั่งงานเครื่องจักรให้ทำงานเองตามเงื่อนไขที่กำหนดไว้ ในทางกลับกันถ้าใช้คนที่การทำงานก็จะมีประสิทธิภาพที่อาจจะต่ำกว่า และใช้เวลานานกว่านั่นเองครับ ดังนั้นสำหรับบทความนี้ทางนายช่างมาแชร์จะมาแชร์ความรู้เรื่องของ Automation แบบ 101 ที่เรียกว่าตั้งใจให้เข้าใจง่ายที่สุด เพื่อที่เพื่อนๆ จะได้นำข้อมูลเหล่านี้ไปใช้ประโยชน์ต่อไปนั่นเองนะครับผม

ระบบ Automation ในโรงงานอุตสาหกรรมคืออะไร?

มากันครับเพื่อนๆ สำหรับนิยามของระบบ “Automation” หรือ “ระบบการทำงานแบบอัตโนมัติ” ในโรงงานอุตสาหกรรม คือ การนำหลักวิศวกรรมควบคุมมาใช้ให้ “เครื่องจักรและกระบวนการผลิตทำงานได้เอง” (ย้ำว่าทำได้เองแบบสมบรูณ์นะครับ) ซึ่งจะเป็นไปตามเงื่อนไขที่กำหนดไว้ (ในโปรแกรมนั่นเองครับ)

โดยเจ้าระบบ Automation สามารถทำงานได้อย่างอัตโนมัติใช่มั้ยครับ? ดังนั้นจุดเด่นแรกเลยตรงๆ คือ “ช่วยลดการพึ่งพาแรงงานคน” และสิ่งที่ตามมาคือ ลดความผิดพลาด และควบคุมคุณภาพได้อย่างสม่ำเสมอ โดยอาศัยการทำงานร่วมกันของอุปกรณ์ทั้ง 3 ส่วนหลักๆด้วยกัน Sensor (ตัวรับรู้) , Controller (สมองของระบบ) และ Actuator (ตัวทำงาน) นั่นเองครับ งั้นเดี๋ยวเราพาไปดูส่วนประกอบหลักๆ กันต่อนะครับ

องค์ประกอบหลักของระบบอัตโนมัติ Automation

ระบบ Automation ในโรงงานอุตสาหกรรม แม้ว่าจะดูซับซ้อนมากๆ แต่ในมุมมองเชิงวิศวกรรมแล้ว เราสามารถอธิบายได้จาก “โครงสร้างหลักเพียงแค่ 3 ส่วน” เท่านั้นเองนะครับ ซึ่งทั้ง 3 ส่วนนี้จะทำงานร่วมกันตลอดเวลาครับ โดยเราไปดูในแต่ละส่วนกันนะครับ

1. ตัวรับรู้ (Sensor) – ดวงตาและหูของระบบ

มาที่ตัวแรกกันนะครับ คือ “Sensor” คืออุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ “รับรู้สิ่งที่เกิดขึ้นจริงในหน้างาน” เรียกได้ว่าเปรียบเสมือนดวงตาและประสาทสัมผัสของระบบ Automation นะครับ

โดยที่ Sensor จะตรวจจับค่าทางกายภาพ (Physical Properties) ต่าง ๆ เช่น

· อุณหภูมิ (Temperature)

· ความดัน (Pressure)

· ระดับน้ำหรือของเหลว (Level)

· ความเร็ว หรือรอบการหมุน (Speed)

· ตำแหน่ง หรือการมี–ไม่มีวัตถุ (Position and Tracking)

จากนั้น Sensor จะเปลี่ยนค่าที่ตรวจจับได้ให้กลายเป็นสัญญาณไฟฟ้า เพื่อส่งต่อไปยังระบบควบคุม (Controller) ในข้อถัดไปนั่นเองครับ ลองคิดเล่นๆกันนะครับว่าหากไม่มี Sensor ระบบ Automation จะไม่รู้ว่า “หน้างานกำลังเกิดอะไรขึ้น”

2. ตัวคิดและสั่งงาน (Controller) – สมองของระบบ Automation

ต่อมานะครับ Controller ทำหน้าที่เป็นเหมือน “สมองของระบบ Automation” ยกตัวอย่างที่เราเจอกันบ่อยๆ นะครับ เช่น ระบบ PLC, DCS หรือ Industrial Computer Controller โดยขั้นตอนการทำงาน คือ จะรับข้อมูลจาก Sensor

แล้วนำไปประมวลผลตามโปรแกรม Logic หรือ เงื่อนไขที่วิศวกรออกแบบไว้ เช่น

· ถ้าอุณหภูมิสูงเกินค่าที่ตั้งไว้ → สั่งหยุดเครื่อง

· ถ้าระดับน้ำต่ำ → สั่งเปิดปั๊ม

· ถ้ามีชิ้นงานเข้ามา → สั่งให้เครื่องจักรเริ่มทำงาน

ดังนั้น Controller จึงเป็นส่วนที่ “คิดและตัดสินใจ” ว่าควรทำอะไรต่อไป

3. ตัวลงมือทำ (Actuator) – แขนขาของระบบ

มาในส่วนของส่วนสุดท้ายกันนะครับ คือ Actuator ซึ่งอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ “ลงมือทำงานจริง” ตามคำสั่งจาก Controller

เปรียบเสมือนแขนและขาของระบบ Automation นั่นเองครับผม

· ขอยกตัวอย่าง Actuator ที่พบได้บ่อยในโรงงาน เช่น

· มอเตอร์ไฟฟ้า → ทำให้เกิดการหมุนหรือการเคลื่อนที่

· วาล์ว → เปิด–ปิด หรือควบคุมการไหล

· กระบอกลม / กระบอกไฮดรอลิก → ดัน ดึง ยก กด