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
- หุ่นยนต์อุตสาหกรรม → หยิบจับหรือประกอบชิ้นงาน
สรุปการทำงานของระบบ Automation
ถัดมาทางนายช่างมาแชร์ขการทำงานร่วมกันของระบบ Automation ขอทำสรุปแบบง่ายที่สุดนะครับ
Sensor รับรู้ → Controller คิด → Actuator ลงมือทำ
ทั้ง 3 ส่วนนี้จะทำงานวนซ้ำตลอดเวลา ทำให้ระบบ Automation สามารถควบคุมกระบวนการผลิตได้อย่างแม่นยำ
เสถียร และทำงานต่อเนื่องได้โดยไม่ต้องพึ่งคนตลอดเวลานั่นเอง
ระบบ Automation ที่ดี ไม่ใช่แค่มีเครื่องจักรทันสมัย แต่ต้องมีการออกแบบ Sensor, Controller และ Actuator
ให้ทำงานสอดคล้องกันอย่างเหมาะสมกับกระบวนการผลิตนี่คือ “หัวใจของ Automation ในโรงงานอุตสาหกรรม” อย่างแท้จริงนะครับ แล้วพบกันใหม่ในบทความถัดๆ ไปนะครับ
