การควบคุมการทำงานของเครื่องกวนสารด้วยระบบควบคุมวงลูปปิด
คำสำคัญ:
การประเมินค่าความหนืด, เครื่องกวนสาร, ระบบควบคุมแบบวงลูปปิด, ทอร์กของมอเตอร์, การผสมสารบทคัดย่อ
งานวิจัยนี้จัดทำขึ้นเพื่อ ออกแบบ สร้าง และทดสอบประสิทธิภาพเครื่องกวนสารด้วยระบบควบคุมวงลูปปิด โดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ในการควบคุมหลัก และสามารถวัดค่าพลังงานไฟฟ้าที่ใช้ด้วยโมดูลวัดการใช้พลังงาน (PZEM-004T) ระบบควบคุมเครื่องกวนสารที่สร้างขึ้นสามารถทำการประเมินค่าความหนืด จากสูตรสมการพื้นฐานของเครื่องวัดความหนืดแบบหมุนและสามารถแสดงผลความหนืดได้แบบเรียลไทม์ การทำงานของเครื่องจะอาศัยหลักการทำงานของมอเตอร์ภายใต้สภาวะคงตัว เมื่อมีมอเตอร์หมุนจะทำให้เกิดทอร์กหน่วงที่กระทำต่อพื้นผิวใบพัด อันเป็นผลมาจากการเคลื่อนที่ของของเหลวภายในเครื่องกวนสาร และทอร์กหน่วงที่เกิดขึ้นนั้นแปรผันกับความหนืดของสารที่ทำการผสม ผลการทดลองพบว่า ระบบควบคุมแบบวงลูปปิดหรือระบบป้อนกลับสามารถทำให้ความเร็วรอบในการผสมคงที่อย่างสม่ำเสมอตลอดระยะเวลาในการผสม และจากการทดสอบประสิทธิภาพการกวนสารตัวอย่างพบว่า เมื่อผสมแชมพูในปริมาตร 10 ลิตร เครื่องกวนสารที่สร้างขึ้นจะใช้ระยะเวลาในกระบวณการผลิตอยู่ในช่วง 45 -55 นาที เมื่อเทียบกับการใช้เครื่องผสมสารตามท้องตลาดในปริมาตรเท่ากัน จะใช้เวลา 1 ชั่วโมง 30 นาที นอกจากนี้การประเมินความหนืดของตัวอย่างผลิตภัณฑ์พบว่า การประเมินความหนืดของแชมพูที่ผสมจะมีเปอร์เซ็นต์ความคลาดเคลื่อนเฉลี่ย 2.94% และมีความคลาดเคลื่อนสูงสุด 3.15 % เมื่อเทียบกับเครื่องวัดความหนืดมาตรฐานแบบบรุคฟิลด์ ซึ่งมีค่าที่อยู่ในเกณฑ์มาตรฐานที่ยอมรับได้
References
Bangsaphan Industrial and Community Education College. (2022). Three-phase induction motor. Retrieved from http://www.bspc.ac.th/files/2106081010324194_21081716163950.pdf
Chaoumead, A., & Phangkeio, D. (2018). Soil moisture control system for melon cultivation in Greenhouse. RMUTSV Research Journal, 11(2), 269-278. (in Thai)
Cullen, P. J., Duffy, A. P., Donnell, C. P., & Callaghan, D. J. (2000). Process viscometry for the food industry. Trends in Food Science Science and Technology, 11(9), 451 – 457. https://doi.org/10.1016/S0924-2244(01)00034-6
Calibration Laboratory Co., Ltd. (2022). How to maintain the Torque Gauge and how to calibrate it?. Retrieved from https://www.cal-laboratory.com/บทความ/การดูแลรักษา-เครื่องมือวัดแรงบิด-Torque-Gauge-และการสอบเทียบทำอย่างไร/ (in Thai)
Gubanov, O., & Cortelezzi, L. (2010). Towards the design of an optimal mixer. Journal of Fluid Mechanics, 651, 27-53. https://doi.org/10.1017/S0022112009993806
Jaikang, W. (2016). Control system. Retrieved from http://www.intech.crru.ac.th/research_ind/doc/52_dissemin_ตำรา%20ผศ%20วิภพ.pdf (in Thai)
Hongnapa, S. (2003). Direct current motor. Industrial Technology Review, 9(110), 104-108. Retrieved from https://www.tinamics.com/download/tinamics_com/dc_motor_selection.pdf (in Thai)
Kemngoen, C. (2015). Volume Estimation in stir container using load torque compensator of magnetic stirrer machine. Retrieved from http://sutir.sut.ac.th:8080/jspui/handle/123456789/7504 (in Thai)
Kraftmakher, Y. (2010). Rotational viscometers – a subject for student project. Physics Education, 45(6), 622-628. https://doi.org/10.1088/0031-9120/45/6/007
Ogata, K. (2000). Modern control engineering (4th ed.). New Jersey: Prentice-Hall, Inc.
Rodroeng, K. (2011). Construction a simple and low cost rotational viscometter. Retrieved from https://doi.nrct.go.th/ListDoi/listDetail?Resolve_DOI= (in Thai)
Rajamangala University of Technology. (2022). Torque motors. Retrieved from http://www.rmutphysics.com/CHARUD/Virtualexperiment/Virtual1/ericksontutor/tutor/2210/torque/indexthai.htm. (in Thai)
Saengwirapansiri, W. (2005). Control of dynamic systems (2nd ed.). Bangkok: Chulalongkorn University Printing House. (in Thai)
Soemphol, C., Sangkhaho, J., & Sriyoha, P. (2020). The Development of Solar Aerator Controlled by Wireless Signal. EAU Heritage Journal Science and Technology, 14(2), 173–189. (in Thai)
