ย้อนกลับไปหน้าแรก

การควบคุมที่ดีขึ้นและการรายงานผลสำหรับการผลิตสารตั้งต้นและดินผสม

31 พฤษภาคม 2016

การควบคุมที่ดีขึ้นและการรายงานผลสำหรับการผลิตสารตั้งต้นและดินผสม

การทดสอบตัวอย่างเป็นส่วนสำคัญในการควบคุมคุณภาพของการผลิตสารตั้งต้นและดินผสม และเทคนิคในการควบคุมขั้นตอนที่ดีขึ้นเป็นการพัฒนาใหม่ล่าสุดของอุตสาหกรรมนี้ สิ่งที่พัฒนาขึ้นมาใหม่เหล่านี้ จะนำไปใช้กับอุปกรณ์ที่มีความซับซ้อนเพื่อวัดปริมาณ ความชื้น มวลรวมและความหนาแน่น เมื่อรวมเข้ากับระบบการจัดการที่ทันสมัยที่สุด เทคนิคที่ดีขึ้นนี้จะทำให้มั่นใจได้ว่าผลผลิตที่ได้จะเข้ากันดี และมีคุณภาพสูง

ไม่ว่าคุณกำลังคิดถึงการปรับปรุงระบบควบคุมคุณภาพที่มีอยู่ให้ดีขึ้น หรือต้องการซื้อเครื่องใหม่ การเข้าใจว่าอุปกรณ์เหล่านี้ทำอะไรได้บ้างจะเป็นประโยชน์อย่างยิ่ง

ระบบการบริหารจัดการ

องค์ประกอบหลักของการควบคุมคุณภาพ คือ ระบบการบริหารจัดการ หากไม่มีระบบการบริหารจัดการ อุปกรณ์ต่างๆ ส่วนใหญ่ที่ใช้ในกระบวนการแปรรูปจะไม่ได้ใช้อย่างมีประสิทธิภาพเพียงพอและไม่สามารถดูตรวจสอบได้อย่างเหมาะสม ระบบการบริหารจัดการที่ได้มาตรฐานจะเป็นจอกราฟิกระบบสัมผัส ในขณะที่ การบริหารจัดการระดับสูงจะดูแลโดย ระบบการควบคุมตรวจสอบและเก็บรวบรวมข้อมูล  (Supervisory Control and Data Acquisition system - SCADA) บนจอคอมพิวเตอร์แบบตั้ง โดยเครื่อง SCADA ที่ดี จะต้อง:

- แสดงภาพของการดำเนินงานที่ถูกต้องและครอบคลุม

- รวมกลุ่มข้อมูลการผลิตขึ้นใหม่จากอุปกรณ์เครื่องจักรและเครื่องมือควบคุมต่างๆ

- แสดงข้อมูลการผลิตอย่างรวดเร็วพร้อมแผนภาพที่เข้าใจง่าย

- จัดหาและดำเนินการวิเคราะห์ข้อมูลการผลิต

- ติดตามเฝ้าระวังและเก็บข้อมูลความบกพร่อง รวมทั้งสัญญาณเตือนสำหรับการวิเคราะห์

ระบบการควบคุมตรวจสอบและเก็บรวบรวมข้อมูล (SCADA) ที่มีเทคโนโลยีทันสมัยล่าสุดนี้ จะช่วยให้คุณสามารถคำนวณประสิทธิผลโดยรวมของเครื่องจักรอุปกรณ์ (OEE) โดยการใช้ภาพสามมิติสำหรับการประเมินกระบวนการควบคุมคุณภาพในช่วงเวลาจริงอย่างถูกต้องและครอบคลุม และตัวชี้วัดที่แสดงผลเป็นสีจะบอกถึงสถานะของอุปกรณ์แต่ละชิ้นของเครื่องจักรตลอดสายการผลิต

ระบบการเติมสารอัตโนมัติแบบวัดเป็นนํ้าหนัก

อุปกรณ์ควบคุมที่ใช้กันมาอย่างยาวนานที่สุด น่าจะเป็นระบบกราวิเมตริก (เช่น การชั่งน้ำหนัก) หรือการเติมสารอัตโนมัติแบบวัดเป็นนํ้าหนัก สำหรับปุ๋ยและสารปรุงแต่ง เป็นสิ่งที่ใช้กันทั่วไปในหลายๆ อุตสาหกรรมมาหลายทศวรรษแล้ว และได้นำมาใช้อย่างแพร่หลายในการผลิตสารตั้งต้นและดินผสมในเวลา 10-15 ปีที่ผ่านมา  อุปกรณ์นี้มีโครงแบบที่แตกต่างกันไป: แบบสั่น แบบเกลียว และแบบสายพาน โดยแบบสายพานเป็นแบบที่เหมาะสมที่สุดในอุตสาหกรรมนี้ เครื่องที่มีเทคโนโลยีที่ล้ำหน้าที่สุดนี้มีความสามารถในการป้อนเข้าถุงบรรจุขนาดใหญ่โดยตรงระหว่างการแปรรูป คล้ายๆ กับระบบเติมสารแบบวัดปริมาตรที่ใช้กันอยู่ในวงกว้าง

อย่างไรก็ตาม ระบบการเติมสารอัตโนมัติแบบวัดเป็นนํ้าหนักมีข้อดีที่มีความแม่นยำมากกว่าระบบเติมสารแบบวัดปริมาตรที่คล้ายกัน ความแม่นยำนี้มาจากระบบควบคุมวงปิดที่มีมาก่อน ซึ่งจะปรับผลผลิตที่ออกมาให้ตรงกับปริมาณที่ต้องการอย่างสม่ำเสมอ เมื่อมีตัววัดที่ปรับได้ประกอบมาด้วย เครื่องจะมีขอบเขตการไหลในวงกว้างที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ดังนั้น ปริมาณของวัตถุดิบที่ส่งออกมาจะมีความแม่นยำมากกว่าระบบเติมสารแบบวัดปริมาตรทำได้ และทำให้มีการบริหารจัดการสต็อกของผลิตภัณฑ์ปุ๋ยและสารปรุงแต่งที่ดีขึ้น

การวัดปริมาณ

อุปกรณ์ควบคุมอีกตัวหนึ่ง คือ เครื่องชั่งสายพานที่ใช้กันในอุตสาหกรรมส่วนผสมของแร่ เพื่อวัดปริมาณของวัสดุขนาดใหญ่ที่ส่งผ่านทางสายพานลำเลียง โดยปกติวัดเป็นจำนวนตันต่อชั่วโมง เนื่องจากวัสดุที่ใช้ในสารตั้งต้นและดินผสมค่อนข้างมีความหนาแน่นน้อยกว่าส่วนผสมของแร่ และเครื่องชั่งสายพานจะไม่ค่อยมีความแม่นยำมากนักสำหรับการผลิตสารตั้งต้นและดินผสม นั่นเป็นเพราะความตึงของสายพานและความผันแปรตามทางสายพานมีผลเล็กน้อยต่อการวัดความหนาแน่นของวัสดุ เช่น ส่วนผสมของแร่ แต่จะทำให้เกิดความผิดพลาดมากในการวัดปริมาณวัสดุที่มีน้ำหนักเบา หากจะนำเครื่องชั่งสายพานมาใช้ สายพานลำเลียงทั้งหมดควรจะติดกับเครื่องชั่งเพื่อขจัดแรงส่วนเกินออกเพื่อที่จะให้การวัดมีความถูกต้อง

วิธีการที่แม่นยำที่สุดในการวัดการไหลของวัตถุดิบที่มีน้ำหนักเบา คือ การใช้อุปกรณ์เซนเซอร์เลเซอร์วัดปริมาณ แทนที่จะวัดน้ำหนัก เครื่องเซนเซอร์จะวัดโครงร่างของวัตถุดิบที่ลำเลียงผ่านสายพาน เนื่องจากอุตสาหกรรมสารตั้งต้นและดินผสมมักจะใช้การวัดในเชิงปริมาณ พนักงานดูแลเครื่องจะเข้าใจและเชื่อมโยงกับอุปกรณ์เซนเซอร์เลเซอร์วัดปริมาณได้ง่ายกว่า การใช้เครื่องเซนเซอร์เลเซอร์วัดปริมาณนี้สามารถนำไปใช้ควบคุมจุดที่กำหนดไว้ของเครื่องเติมสารอัตโนมัติแบบวัดเป็นนํ้าหนัก โดยการวัดอัตราการไหลของวัสดุเทกองที่เข้ามาเป็นจำนวนมาก การวัดการไหลใช้ในหลายๆ รูปแบบการใช้งาน ตั้งแต่ ควบคุมถังอาหาร เพื่อมั่นใจในการไหลของวัตถุดิบอย่างคงที่ วัดปริมาณของวัตถุดิบที่ผลิตออกมาสำหรับสินค้าคงคลัง

การควบคุมความชื้น

การควบคุมความชื้น เป็นอีกหนึ่งความก้าวหน้าในการใช้อุปกรณ์พิเศษ การติดตั้งบอลล์วาล์วและท่อเจาะแบบดั้งเดิมจะถูกแทนที่ด้วยระบบเซอร์โววาล์วที่มีความซับซ้อน และมาตรวัดอัตราการไหล (flow meters) เชื่อมต่อกับเซ็นเซอร์ ที่ทำให้เกิดความแม่นยำและระดับการทำซ้ำของความชื้นในวัตถุดิบที่ผ่านการแปรรูปออกมา

การวัดความหนาแน่น

และท้ายสุดที่เกือบจะเป็นเรื่องสุดท้าย กับความหนาแน่นที่เป็นคุณลักษณะสำคัญของสารตั้งต้นและของผสม โดยเฉพาะในแถบยุโรป เป็นการอ้างอิงถึงระดับความชื้นและนำมาใช้ในการวัดปริมาณของวัตถุดิบที่ขายเป็นจำนวนมาก มีหลายวิธีการที่ใช้วัดความหนาแน่น วิธีหนึ่ง ก็คือ การจับคู่เครื่องเซนเซอร์เลเซอร์วัดปริมาณเข้ากับสายพานลำเลียงที่มีระบบชั่งน้ำหนัก ตามที่กล่าวไปแล้วในหัวข้อ “การวัดปริมาณ”

เมื่อเซ็นเซอร์เลเซอร์วัดปริมาณติดอยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสมเหมือนเป็นอุปกรณ์ที่อยู่ในไลน์การผลิต จะมีข้อดีในการจัดการกับงานหลายๆ อย่างได้ ยกตัวอย่างเช่น เครื่องสามารถควบคุมระดับความชื้นและวัตถุดิบที่เข้ามาขณะที่ประเมินความหนาแน่นไปพร้อมๆ กัน เครื่องวัดความหนาแน่นแบบที่สอง คือการวัดผ่านหน่วยตัวอย่าง ซึ่งประกอบไปด้วยภาชนะที่รู้น้ำหนักอยู่แล้ว และอุปกรณ์ตัวอย่าง ( โดยปกติจะเป็นสายพานจัดเก็บหรือแผ่นโลหะที่เคลื่อนที่ได้) ทันทีที่วัตถุดิบที่ต้องการวัดความหนาแน่นวางมาในภาชนะ หน่วยตัวอย่างจะระบุความหนาแน่นของวัตุดิบที่ใส่เข้ามา หน่วยตัวอย่างนี้จะใช้ในการวัดความหนาแน่นเท่านั้น  ซึ่งต่างจากเซ็นเซอร์เลเซอร์วัดปริมาณที่ใช้งานได้หลายอย่าง อีกหนึ่งวิธีที่นำมากำหนดค่าความหนาแน่น คือ เซ็นเซอร์ตรวจจับกัมมันตภาพรังสี (a radioactive sensor) เมื่อวัตถุดิบเคลื่อนผ่านด้านหน้าของตัวเซ็นเซอร์ จะมีการกำหนดปริมาณและองค์ประกอบ ตัวเซนเซอร์ก็จะสามารถระบุความหนาแน่นของวัสดุได้อย่างไรก็ตาม เนื่องจากสารตั้งต้นและของผสม โดยปกติจะรวมอยู่ในวัตถุดิบพื้นฐานที่แตกต่างกัน (พีท ปุ๋ย ดิน และอื่นๆ) การอ่านค่าความหนาแน่นจากเซ็นเซอร์ตรวจจับกัมมันตภาพรังสี อาจจะไม่แน่นอน นอกจากนี้ เซ็นเซอร์ตรวจจับกัมมันตภาพรังสีต้องได้รับการอนุมัติจากหน่วยงานของรัฐ และมีราคาสูงในการจัดซื้อมาและกำจัดทิ้ง จากเหตุผลทั้งหมดนี้ จึงไม่เป็นที่นิยมในอุตสาหกรรมนี้

ผู้เขียน: Julien Dubé วิศวกรโปรแกรมระบบออโตเมชั่น

DUBJ_Blog

บทความถัดไป