อุปกรณ์ปรับสภาพสัญญาณ สำหรับการวิเคราะห์ทรานสดิวเซอร์วัดระดับความดันและการไหล — ชุดฝึกอบรมระบบควบคุมกระบวนการ (อุปกรณ์เพื่อการศึกษาและการเรียนการสอน)

AFM001P อุปกรณ์ปรับสภาพสัญญาณ สำหรับการวิเคราะห์ทรานสดิวเซอร์วัดระดับความดันและการไหล — ชุดฝึกอบรมระบบควบคุมกระบวนการ (อุปกรณ์เพื่อการศึกษาและการเรียนการสอน)
โมดูลนี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อรองรับการวิเคราะห์เชิงทฤษฎีและการทดลองในหัวข้อหลักดังต่อไปนี้: คุณลักษณะทั่วไปของทรานสดิวเซอร์ (Transducer); ทรานสดิวเซอร์วัดการไหล; และเครื่องวัดอัตราการไหลแบบกังหัน (Windmill flowmeter)
หัวข้อหลักของทฤษฎีระบบควบคุมอัตโนมัติ สำหรับระบบเชิงเส้นและระบบเวลาต่อเนื่อง (Continuous-time system)
ประเภทของตัวควบคุม (Regulator) โดยเน้นที่ตัวควบคุมแบบ PID (Proportional-Integral-Derivative)
การตอบสนองของตัวควบคุมแบบ PID ต่อสัญญาณอินพุตมาตรฐานรูปแบบต่างๆ
ชุดทดลองนี้มอบบทนำเชิงปฏิบัติที่ครอบคลุมเกี่ยวกับพื้นฐานของวิศวกรรมระบบควบคุม โดยใช้กรณีศึกษาของการควบคุมการไหลและระดับของไหลแบบผสมผสาน ผู้ใช้งานสามารถควบคุมระดับและอัตราการไหลแยกกันเป็นอิสระ หรือควบคุมแบบเรียงลำดับ (Cascade) ก็ได้ ในโหมดการควบคุมแบบเรียงลำดับนั้น ระดับของไหลจะทำหน้าที่เป็นตัวแปรควบคุมหลัก (Primary controlled variable) จากนั้นระบบควบคุมการไหลจะทำหน้าที่ปรับค่าตัวแปรควบคุมให้มีความเหมาะสมที่สุด เพื่อให้สอดคล้องกับค่าอ้างอิง (Setpoint) ที่กำหนดไว้
ส่วนประกอบทั้งหมดถูกจัดวางไว้อย่างชัดเจนบนแผงควบคุมแนวตั้ง แผนผังกระบวนการขนาดใหญ่ช่วยอำนวยความสะดวกในการทำความเข้าใจหลักการทำงาน ภายในระบบมีปั๊มทำหน้าที่สูบน้ำจากถังพักเข้าสู่ระบบท่อ ซึ่งติดตั้งเครื่องวัดอัตราการไหลแบบโรตามิเตอร์ (Rotameter) ไว้ จากจุดนั้น น้ำจะไหลเข้าสู่ถังควบคุมระดับซึ่งทำจากวัสดุโปร่งใสเพื่อให้สามารถมองเห็นระดับน้ำได้ชัดเจน การวัดระดับน้ำจะกระทำโดยใช้เซนเซอร์วัดความดันที่ติดตั้งอยู่ที่ฐานของถังควบคุม ตัวควบคุมที่ใช้ในระบบนี้เป็นตัวควบคุมทางอุตสาหกรรมแบบดิจิทัลที่ล้ำสมัยจำนวนสองชุด ส่วนอุปกรณ์ขับเคลื่อน (Actuator) ภายในวงจรควบคุมคือวาล์วสัดส่วนแบบแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic proportional valve) นอกจากนี้ ยังมีการติดตั้งวาล์วลูกลื่น (Ball valves) ไว้ที่ทางออกของถังและภายในระบบท่อ เพื่อให้สามารถสร้างสภาวะรบกวน (Disturbance variables) ที่กำหนดค่าไว้ล่วงหน้าได้ ผู้ใช้งานสามารถดึงสัญญาณของตัวแปรควบคุม (X) และตัวแปรปรับค่า (Y) ออกมาในรูปแบบสัญญาณอนาล็อกผ่านทางช่องเชื่อมต่อ (Lab jacks) ซึ่งช่วยให้สามารถเชื่อมต่อกับอุปกรณ์บันทึกข้อมูลภายนอก เช่น เครื่องพลอตเตอร์ (Plotter) หรือออสซิลโลสโคป ได้อย่างสะดวก
นอกจากนี้ ยังมีซอฟต์แวร์สำหรับงานเครื่องมือวัดและระบบควบคุม พร้อมด้วยโมดูลเชื่อมต่อ (USB interface) ให้เลือกใช้งานเป็นอุปกรณ์เสริม ซึ่งช่วยให้ผู้ใช้งานสามารถแสดงผลค่าตัวแปรหลักของกระบวนการ และสั่งการฟังก์ชันการควบคุมต่างๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ข้อมูลจำเพาะ
ชุดทดลองสำหรับงานวิศวกรรมระบบควบคุม
การควบคุมระดับและอัตราการไหลแบบแยกอิสระ และแบบเรียงลำดับ (Cascade)
การวัดระดับด้วยเซนเซอร์วัดความดัน
การวัดอัตราการไหลด้วยโรตามิเตอร์ (Rotameter) พร้อมสัญญาณเอาต์พุตทางไฟฟ้า
การสร้างตัวแปรรบกวนด้วยวาล์วลูกบอล (Ball valves) ที่มีสเกลบอกระดับ
ถังบรรจุพร้อมระบบระบายน้ำล้นและสเกลบอกระดับ
วาล์วควบคุม: วาล์วสัดส่วนแบบแม่เหล็กไฟฟ้า
ชุดควบคุมทางอุตสาหกรรมแบบดิจิทัล 2 ชุด; สามารถปรับตั้งค่าพารามิเตอร์เป็นแบบ P, PI หรือ PID ได้ รวมถึงการควบคุมแบบเรียงลำดับ (Cascade)
แผนผังกระบวนการขนาดใหญ่แสดงอยู่บนแผงด้านหน้า
ตัวแปรสำคัญของกระบวนการสามารถเข้าถึงได้ในรูปแบบสัญญาณอนาล็อกผ่านช่องต่อสัญญาณ (Lab jacks)
ข้อมูลทางเทคนิค
ถังเก็บ
วัสดุ: สแตนเลสสตีล
ความจุ: 15 ลิตร
ปั๊มน้ำแบบ 3 ขั้น (3-stage)
อัตราการใช้กำลังไฟฟ้า: 90 วัตต์
อัตราการไหลสูงสุด: 83 ลิตร/นาที
เฮด (Head) สูงสุด: 6 เมตร
เซนเซอร์วัดความดัน: 0…100 mbar
โรตามิเตอร์พร้อมสัญญาณเอาต์พุตทางไฟฟ้า: 0…600 ลิตร/ชั่วโมง
วาล์วสัดส่วนแบบแม่เหล็กไฟฟ้า: ค่า Kvs: 1.1 ลูกบาศก์เมตร/ชั่วโมง
ชุดควบคุม 2 ชุด: สามารถปรับตั้งค่าพารามิเตอร์เป็นแบบ P, PI หรือ PID ได้
ตัวแปรกระบวนการในรูปแบบสัญญาณอนาล็อก: 0…10 โวลต์
รองรับการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์บันทึกผลภายนอก (เช่น ออสซิลโลสโคป, เครื่องบันทึกแบบเส้นกราฟ) ผ่านช่องต่อสัญญาณ (Lab jacks)
230 โวลต์, 50 เฮิรตซ์, 1 เฟส
230 โวลต์, 60 เฮิรตซ์, 1 เฟส
120 โวลต์, 60 เฮิรตซ์, 1 เฟส
ขนาดและน้ำหนัก
กว้างxลึกxสูง: 1000 มม. x 500 มม. x 1080 มม. น้ำหนัก: ประมาณ 73 กก.