top of page
CLASSICAL CONTROL SYSTEM
INDUSTRIAL REVOLUTION
การปฏิวัติอุตสาหกรรม (INDUSTRIAL REVOLUTION) หมายถึง กระบวนการเปลี่ยนแปลงใน วิธีการผลิตและระบบการผลิตจากเดิม การผลิตสินค้าเดิมใช้แรงงานคน แรงงานสัตว์ รวมทั้งพลังงานจากธรรมชาติ เครื่องมือแบบง่ายๆ มาเป็นการใช้เครื่องจักรกลแทน เริ่มจากแบบ ง่ายๆ จนถึงแบบซับซ้อนที่มีกำลังผลิตสูง จนเกิดเป็นการผลิตในระบบโรงงาน (FACTORY SYSTEM)
การปฏิวัติอุตสาหกรรมครั้งแรกในช่วงปลายศตวรรษที่ 18 เจมส์ วัตต์ ได้ปรับปรุงเครื่องจักรกลไอน้ำนิโคแมนให้ใช้งานได้ดีขึ้น สามารถสร้างรถไฟลดระยะทางคมนาคม และนำไปสู่การสร้างเครื่องจักร เรียกว่า “สมัยแห่งพลังไอน้ำ” เขาเป็นจุดเริ่มต้นของการมาถึงของโรงงานผลิตที่ใช้เครื่องจักรช่วยในการผลิตก่อกำเนิดเป็นโรงงานสมัยใหม่
จากนั้นการปฏิวัติอุตสาหกรรมครั้งที่ 2 ก็เกิดขึ้นในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 เมื่อ เฮนรี่ ฟอร์ด ได้นำระบบสายพานเข้ามาใช้ในสายการผลิตรถยนต์ในปี ค.ศ. 1913 ทำให้เกิดเป็นรถยนต์โมเดลทีที่มีจำนวนการผลิตมากถึง 15 ล้านคัน จนกระทั่งหยุดสายการผลิตไปในปี ค.ศ. 1927 เป็นการเปลี่ยนจากการใช้เครื่องจักรไอน้ำ มาใช้พลังงานไฟฟ้าส่งผลให้สามารถปลดปล่อยพลังการผลิตอย่างที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน
ต่อมาการปฏิวัติอุตสาหกรรมครั้งที่ 3 เป็นผลมาจากยุคเริ่มต้นของคอมพิวเตอร์ที่เข้ามาช่วยในงานอุตสาหกรรมตั้งแต่ ค.ศ. 1970 ทำให้เกิดสายการผลิตแบบอัตโนมัติขึ้น และเข้ามาเสริมการทำงานเดิมที่มีแต่ชุดกลไกเพียงอย่างเดียว เป็นการใช้เครื่องจักรอัตโนมัติหรือหุ่นยนต์ในการผลิตแทนที่แรงงานมนุษย์มากขึ้น เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตให้สูงขึ้นอีกระดับหนึ่ง จนทุกวันนี้แทบทุกโรงงานต่างต้องมีระบบการผลิตแบบอัตโนมัติเข้าไปมีส่วนช่วยในการผลิตด้วยเสมอ จนมาถึงโรงงานผลิตที่ใช้ระบบอัตโนมัติขั้นสูงเพื่อผลิตสินค้าอุปโภคที่มีความซับซ้อนมากๆ จุดประสงค์ก็เพื่อทำให้สินค้ามีราคาต่ำพอที่ผู้บริโภคจะสามารถจ่ายได้
สำหรับการปฏิวัติอุตสาหกรรมครั้งที่ 4 ที่กำลังจะมาถึง คือการนำเทคโนโลยีดิจิทัลและอินเทอร์เน็ต มาใช้ในกระบวนการผลิตสินค้า จุดเด่นที่สำคัญอย่างหนึ่งก็คือสามารถเชื่อมความต้องการของผู้บริโภคแต่ละรายเข้ากับกระบวนการผลิตสินค้าได้โดยตรง พูดง่ายๆ ก็คือ โรงงานยุค 3.0 สามารถผลิตของแบบเดียวกันจำนวนมากในเวลาพริบตาเดียว แต่โรงงานยุค 4.0 จะสามารถผลิตของหลากหลายรูปแบบแตกต่างกัน (ตามความต้องการเฉพาะของผู้บริโภคแต่ละราย) เป็นจำนวนมากในเวลาพริบตาเดียว โดยใช้กระบวนการผลิตที่ประหยัดและมีประสิทธิภาพด้วยเทคโนโลยีดิจิทัลครบวงจรแบบ “Smart Factory”
อ้างอิงข้อมูล
http://www.applicadthai.com
Productivity Conference 2015
Classical Control Systems
ระบบควบคุมแบบดั้งเดิม (Classical Control Systems) คือ ระบบควบคุมแบบดั้งเดิมนั้นจะใช้กับระบบที่มีหนึ่ง สัญญาณด้านเข้าและหนึ่ง สัญญาณด้านออกแต่อาจจะประยุกต์ใช้กับระบบควบคุมที่มีหลายสัญญาณด้านเข้า หลายสัญญาณด้านออกได้เช่นกัน โดยจะใช้คณิตศาสตร์เรื่องสมการอนุพันธุ์ (Differential Equation) และการแปลงลาปลาซ (Laplace Transform) นำมาวิเคราะห์และออกแบบระบบโดยใช้ฟังก์ชันถ่ายโอน (Transfer function) เพื่อศึกษาเกี่ยวกับเสถียรภาพ การทำงานที่เป็นไปตามต้องการ และความเที่ยงตรงของระบบที่ถูกควบคุม
PROCESS CONTROL SํYSTEMS
Classical Control Systems
ELECTRIC MOTOR CONTROL
Control Of Temperature (อุณหภูมิ)
Control Of Level (ระดับ)
Control Of Flow Rate (ปริมาณการไหล)
Control Of Humidity (ความชื้น)
Control Of Lighting (แสงสว่าง)
Control Of Speed/Rotational veclocity of the motoe
Control Of Current/Torque/Tension
Control Of Position
Interpolation and coordination between motors
ETC.
Control Of Consistency (ความข้น)
Control Of Catalyst (ตัวเร่งปฎิกิริยาเคมี)
ETC.
Types of Control Systems
ระบบควบคุมแบบเปิด (Open-loop control system)
ระบบควบคุมแบบปิด (Closed-loop control system)
Multi loop / Veriable control system
Open-loop Control system
เป็นระบบที่ค่าเอาต์พุตไม่มีผลต่อการควบคุมขบวนการของระบบ คือ ไม่มีการนำเอาค่าเอาต์พุตที่ได้กลับมาเปรียบเทียบกับค่าอินพุตที่ป้อนให้กับระบบ
- ไม่มีการนำสัญญาณทางด้านเอาต์พุตป้อนกลับทางด้านอินพุต
- ระบบไม่มีความซับซ้อน
- ระบบใช้กับงานที่ไม่ต้องการความแม่นยำ
- เป็นระบบควบคุมที่ประหยัด
ในการควบคุมแบบวงรอบเปิด ตัวควบคุม(Controller) จะส่งสัญญาณป้อน(Input)ให้กับสิ่งที่ต้องการควบคุม(Plant)ตามคำสั่งหรือสัญญาณอ้างอิง(Command or referent) ที่รับมา โดยที่ตัวควบคุมจะอนุมานว่าเมื่อสิ่งที่ต้องการควบคุมได้รับสัญญาณป้อนแล้วนั้น ก็จะผลิตเอาท์พุตหรือผลตอบสนอง(Response) ให้ได้ตามที่คาดหมายไว้โดยที่ไม่ต้องทำการตรวจสอบสัญญาณเอาท์พุตจริง ว่าเป็นไปตามคำสั่งหรือไม่
Closed Loop Control system
ระบบควบคุมแบบวงรอบปิดอาจจะเรียกได้อีกอย่างหนึ่งว่า ระบบควบคุมแบบป้อนกลับ (Feedback Control System) ระบบนี้เป็นระบบควบคุมที่พยายามรักษาเอาต์พุตให้ได้ตามต้องการ โดยการนำเอาสัญญาณเอาต์พุตมาเปรียบเทียบกับสัญญาณอ้างอิงที่ต้องการ แล้วนำค่าความแตกต่างไปใช้ในการควบคุมสัญญาณป้อนให้กับสิ่งที่ต้องการควบคุม
ในการควบคุมแบบวงรอบปิด ตัวควบคุม(Controller) จะทำการเปรียบเทียบสัญญาณอ้างอิงหรือคำสั่ง(Referent or Command) กับสัญญาณเอ้าท์พุทหรือผลตอบสนอง(Output or Response) ที่ป้อนกลับมาโดยตัวตรวจจับ(Measurement or Sensor) แล้วนำไปสร้างสัญญาณป้อนหรืออินพุต(Input) ให้กับสิ่งที่
ต้องการควบคุม(System under controlled or Plant) เพื่อที่จะให้ผลิตเอาท์พุตหรือผลตอบสนองให้
เป็นไปตามสัญญาณอ้างอิงที่ต้องการ (Command or Reference)
Exercise 1 : Passive Ordel
bottom of page