การควบคุมเซอร์โวกับการควบคุมอินเวอร์เตอร์ 2026 | 4 เส้นแบ่งที่ตัดสินการเลือกใช้

“แกนนี้ควรใช้การควบคุมเซอร์โว หรือใช้การควบคุมอินเวอร์เตอร์ก็เพียงพอแล้ว” เมื่อโรงงานในไทยขอใบเสนอราคาเพื่อปรับปรุงเครื่องจักรเดิม คำถามนี้มักลงเอยที่การเทียบราคาในตารางเสนอราคา แต่สาเหตุที่หน้างานเลือกผิดไม่ได้อยู่ที่ราคา อยู่ที่ยังไม่มีใครยืนยันด้วยตัวเลขว่าแกนนั้นเรียกร้องตำแหน่ง หรือเรียกร้องเพียงความเร็ว และแรงบิดของโหลดเปลี่ยนไปตามรอบหมุนอย่างไร บทความนี้เปิดสูตรคำนวณของเส้นแบ่ง 4 เส้นที่ตัดสินการเลือกใช้ ผ่านกรณีตัวอย่างโรงงานแปรรูปโลหะทุนญี่ปุ่นในจังหวัดระยอง

ความต่างของการควบคุมเซอร์โวกับการควบคุมอินเวอร์เตอร์ ตัดสินที่สิ่งที่แกนเรียกร้อง ไม่ใช่ที่ตัวมอเตอร์

คำอธิบายความต่างระหว่างอินเวอร์เตอร์กับเซอร์โวมักหยุดอยู่แค่ “ความแม่นยำต่างกัน” หรือ “ราคาต่างกัน” ซึ่งใช้เป็นเกณฑ์ตัดสินใจไม่ได้เลย สิ่งที่แยกทั้งสองออกจากกันคือ คำสั่งที่เราป้อนให้อุปกรณ์

คำสั่งที่ป้อนให้อินเวอร์เตอร์คือความถี่ นั่นคือความเร็ว สั่งให้หมุนที่ 50 Hz สั่งให้ลดลงมาที่ 30 Hz มอเตอร์ก็จะหมุนที่รอบตามคำสั่งไปเรื่อย ๆ ส่วนจะหยุดตรงไหนไม่ใช่เรื่องที่อินเวอร์เตอร์สนใจ หลังจากลดความเร็วจนหยุด ตำแหน่งที่หยุดจริงถูกกำหนดโดยความเฉื่อยและแรงเสียดทานในขณะนั้น

คำสั่งที่ป้อนให้เซอร์โวไดรฟ์คือตำแหน่ง สั่งให้เคลื่อนไปยังจุดที่ห่างจากจุดกำเนิด 120.00 mm เอ็นโคดเดอร์จะอ่านตำแหน่งจริงกลับมา แล้วจ่ายแรงบิดต่อไปจนกว่าผลต่างกับค่าคำสั่งจะเป็นศูนย์ แม้ถึงเป้าหมายแล้ว หากมีแรงภายนอกมาดัน เซอร์โวก็จะดันกลับ การมีหรือไม่มีลูปที่ “อ่านกลับแล้วลบผลต่างทิ้ง” นี้เอง คือความต่างเชิงโครงสร้างของทั้งสองระบบ

ดังนั้นสิ่งแรกที่ต้องตัดสินใจไม่ใช่รุ่นของมอเตอร์ แต่คือชนิดของสิ่งที่เรียกร้องจากแกนนั้น บทความนี้ใช้ของหมุน 4 ชนิดต่อไปนี้เป็นกรณีตัวอย่าง โดยสมมติสถานการณ์เป็นโรงงานแปรรูปโลหะทุนญี่ปุ่นในจังหวัดระยอง ไลน์ปั๊มขึ้นรูปและไลน์งานแมชชีนนิ่ง ซึ่งกำลังพิจารณาปรับปรุงระบบควบคุมของเครื่องจักรเดิม เวลาเดินเครื่องต่อปีกำหนดให้เท่ากันทุกเครื่องที่ 6,000 ชั่วโมง จากการทำงาน 2 กะบวกโอที

การอ่านตารางนี้แล้วสรุปว่า “ใช้เซอร์โวเฉพาะแกนที่ต้องจัดตำแหน่ง ที่เหลือใช้อินเวอร์เตอร์” ถูกครึ่งหนึ่งและผิดครึ่งหนึ่ง คอลัมน์การควบคุมตำแหน่งบอกได้จริงว่าต้องใช้เซอร์โวหรือไม่ แต่คำถามว่าอีก 3 ชนิดที่เหลือควรติดอินเวอร์เตอร์หรือไม่ และติดแล้วจะคืนทุนหรือไม่ ต้องดูคอลัมน์ลักษณะแรงบิดของโหลดเท่านั้นจึงจะตอบได้ จุดนี้คือแกนกลางของบทความ

ความเข้าใจผิด 2 ข้อที่พบบ่อย

ความเข้าใจผิดที่ว่าอินเวอร์เตอร์ถูกกว่า จึงเลือกอินเวอร์เตอร์ ราคาตัวอินเวอร์เตอร์เองถูกกว่าเซอร์โวไดรฟ์จริง แต่ค่าใช้จ่ายของงานปรับปรุงไม่ได้ถูกกำหนดด้วยราคาตัวอุปกรณ์อย่างเดียว ในกรณีตัวอย่างที่จะกล่าวถึงต่อไป งานติดตั้งอินเวอร์เตอร์ให้พัดลมเครื่องดักฝุ่น 2 เครื่อง มีมูลค่ารวม 374,000 บาท โดยตัวอินเวอร์เตอร์คิดเป็น 120,000 บาท หรือราวหนึ่งในสามเท่านั้น ส่วนที่เหลือคือการดัดแปลงตู้ควบคุม การป้องกันสัญญาณรบกวน การแก้ลอจิกคำสั่งฝั่ง PLC และการทดลองเดินเครื่องพร้อมปรับจูน งานที่สั่งซื้อโดยเทียบเฉพาะราคาตัวอุปกรณ์ แล้วพบว่าพื้นที่ว่างในตู้ไม่พอจนต้องเพิ่มตู้ใหม่ ทำให้งบบานปลายเป็นสองเท่า เป็นเรื่องที่เกิดขึ้นบ่อยในไทยเช่นกัน แนวคิดการออกแบบและผลิตตู้ควบคุม เราแยกเรียบเรียงไว้ใน คู่มือการจ้างออกแบบและผลิตตู้ควบคุม

ความเข้าใจผิดที่ว่าต้องการความแม่นยำ จึงต้องใช้เซอร์โว คำว่าความแม่นยำในที่นี้หมายถึงอะไร มักไม่เคยถูกตกลงร่วมกัน จะเป็นความแม่นยำของตำแหน่งที่หยุด ความสม่ำเสมอของความเร็วรอบ หรือความกระจายของผลเมื่อทำงานเดิมซ้ำ ๆ อุปกรณ์ที่ต้องใช้ต่างกันทั้งหมด ถ้าเรียกร้องเพียงความสม่ำเสมอของความเร็ว อินเวอร์เตอร์แบบเซนเซอร์เลสเวกเตอร์มักเพียงพอ แต่ถ้าเรียกร้องความแม่นยำของการจัดตำแหน่งซ้ำ จำเป็นต้องใช้เซอร์โว การขอใบเสนอราคาด้วยคำว่า “ต้องการความแม่นยำ” ลอย ๆ เท่ากับจ่ายเงินให้สมรรถนะที่ไม่มีใครเรียกร้อง

ลำดับการเลือกใช้จึงเป็นดังนี้ ข้อแรก แกนนั้นมีข้อเรียกร้องเรื่องตำแหน่งที่หยุดหรือไม่ ข้อที่สอง แรงบิดของโหลดเปลี่ยนไปตามรอบหมุนอย่างไร ข้อที่สาม การตอบสนองที่ต้องการอยู่บนบันไดขั้นไหนของวิธีควบคุม ข้อที่สี่ จะยื่นขอสิทธิประโยชน์ตัวไหนสำหรับการลงทุนนี้ ต่อจากนี้เราจะไล่ดูเส้นแบ่งทั้ง 4 ตามลำดับ

เส้นแบ่งที่ 1 | แกนนั้นจำเป็นต้องหยุดให้ตรงตำแหน่งหรือไม่ – ความจำเป็นของการควบคุมตำแหน่ง

เส้นแบ่งแรกเรียบง่ายมาก คือ เขียนความแม่นยำของตำแหน่งที่หยุดเป็นตัวเลขลงในสเปกได้หรือไม่ ถ้าเขียนไม่ได้ แกนนั้นไม่ต้องใช้เซอร์โว

แกนที่เจ้าของงานบอกว่า “หยุดแถว ๆ นี้ก็พอ” หรือ “ปรับด้วยสายตาอยู่แล้ว” คือแกนที่เขียนไม่ได้ พัดลมเครื่องดักฝุ่น ปั๊มน้ำหล่อเย็น สายพานลำเลียง เครื่องกวน และปั๊มไฮดรอลิก ล้วนอยู่ในกลุ่มที่เขียนไม่ได้ ข้อเรียกร้องต่อแกนเหล่านี้คือ “ต้องได้ปริมาณลม อัตราการไหล หรือความเร็วลำเลียงตามที่ต้องการ” ไม่ใช่ “ต้องหยุดตรงจุดไหน”

ส่วนแกนที่เขียนได้ จะมีข้อเรียกร้องอยู่ในรูปตัวเลขอยู่แล้ว เช่น โต๊ะจัดตำแหน่งกำหนดว่าความแม่นยำของการจัดตำแหน่งซ้ำต้องอยู่ภายใน ±0.05 mm โรตารี่อินเด็กซ์กำหนดความคลาดเคลื่อนของมุมแบ่งที่ ±0.02° หรือฟีดเดอร์ป้อนชิ้นงานกำหนดว่าระยะป้อน 120.0 mm ต้องคลาดเคลื่อนไม่เกิน ±0.1 mm นอกจากนี้ยังต้องระบุเวลาเข้าที่ ซึ่งหมายถึงเวลาตั้งแต่ถึงตำแหน่งคำสั่งจนกว่าการสั่นจะสงบ เพราะเชื่อมโยงตรงกับแทคไทม์

อนึ่ง คำว่า “หยุด” ในหน้างานถูกใช้ปนกันอยู่ 3 ความหมาย ความหมายแรกคือการลดความเร็วจนหยุด ซึ่งเป็นเพียงการทำให้ความเร็วเป็นศูนย์ ความหมายที่สองคือการรักษาตำแหน่ง คือหลังหยุดแล้วยังคงตำแหน่งไว้ได้แม้มีแรงภายนอกมากระทำ ความหมายที่สามคือพฤติกรรมขณะหยุดฉุกเฉิน ว่าเมื่อไฟดับแล้วปล่อยให้เคลื่อนที่อิสระได้หรือต้องยึดไว้กับที่ ถ้าเป็นแกนแนวดิ่งที่ต้องรักษาตำแหน่ง แม้ใช้เซอร์โวก็ต้องออกแบบโดยตั้งต้นว่าจะใช้เบรกแม่เหล็กไฟฟ้าร่วมด้วย การสื่อสารเพียงว่า “ขอให้หยุดได้ก็พอ” โดยไม่แยก 3 ความหมายนี้ จะได้งานส่งมอบที่ชิ้นงานร่วงตอนกดหยุดฉุกเฉิน

แกนที่กำหนดตำแหน่งด้วยสต็อปเปอร์เชิงกล คือแกนที่คนต้องเข้าไปแตะทุกครั้งที่เปลี่ยนรุ่น

เครื่องจักรที่เป็นแกนซึ่งเขียนสเปกได้ แต่กลับไม่มีเซอร์โวติดตั้งอยู่ ไม่ใช่เรื่องแปลก ตัวอย่างที่พบบ่อยคือแกนที่ขับด้วยมอเตอร์ทั่วไปแล้วดันชนสต็อปเปอร์เชิงกลเพื่อกำหนดตำแหน่ง ระหว่างเดินเครื่องปกติ สต็อปเปอร์เป็นตัวรับประกันความแม่นยำ คุณภาพจึงไม่มีปัญหา ปัญหาจะโผล่ตอนเปลี่ยนรุ่นผลิต

สมมติว่าโต๊ะจัดตำแหน่ง 4 แกนในกรณีตัวอย่างอยู่ในสภาพนี้พอดี ทุกครั้งที่เปลี่ยนรุ่น พนักงานต้องปรับตำแหน่งสต็อปเปอร์ ทดลองปั๊มชิ้นงาน วัดขนาด และปรับซ้ำถ้าจำเป็น ใช้เวลาครั้งละ 18 นาที และมีการเปลี่ยนรุ่นวันละ 6 ครั้ง เมื่อเปลี่ยนเป็นเซอร์โวและเรียกพิกัดตำแหน่งจากโปรแกรมได้ งานนี้จะเหลือเพียงการเรียกหมายเลขรุ่นกับการตรวจชิ้นแรก ใช้เวลาครั้งละ 3 นาที

เวลาที่ลดได้คำนวณจาก 18 นาทีลบ 3 นาที เท่ากับ 15 นาที คูณด้วย 6 ครั้งต่อวัน และ 250 วันต่อปี ได้เป็น 15 นาที x 6 ครั้ง x 250 วัน = 22,500 นาที หรือ 375 ชั่วโมงต่อปี เมื่อกำหนดอัตราค่าเครื่องจักรต่อชั่วโมงของไลน์นี้ที่ 850 บาทต่อชั่วโมง จะได้ 375 h x 850 บาท = 318,750 บาทต่อปี

เงินลงทุนสำหรับ 4 แกนมีรายละเอียดดังนี้

ระยะเวลาคืนทุนคือ 777,000 ÷ 318,750 = 2.4 ปี สิ่งที่ต้องระวังคือ ในเงินลงทุน 777,000 บาทนั้น เซอร์โวไดรฟ์กับมอเตอร์คิดเป็น 312,000 บาท หรือเพียง 4 ใน 10 เท่านั้น ส่วนการดัดแปลงฝั่งเครื่องกลอย่างบอลสกรูและคัปปลิ้งกินไป 240,000 บาท กลไกที่เคยทำงานด้วยมอเตอร์ทั่วไปคู่กับสต็อปเปอร์ มักมีระยะคลอนและความแข็งแรงที่ทนการตอบสนองของเซอร์โวไม่ไหว ถ้าไม่สร้างฝั่งเครื่องกลขึ้นใหม่ เซอร์โวก็ไม่แสดงสมรรถนะออกมา การเสนอขออนุมัติงบโดยตั้งสมมติฐานว่า “ซื้อเซอร์โวไดรฟ์มาก็เปลี่ยนเป็นเซอร์โวได้” จะทำให้ค่าเครื่องกลโผล่มาหลังอนุมัติ และโครงการหยุดชะงัก

และประเด็นสำคัญที่สุดคือ การลงทุนนี้ไม่ทำให้ค่าไฟลดลง กลับเพิ่มขึ้นเล็กน้อยด้วยซ้ำ เพราะระหว่างที่เซอร์โวออน ระบบต้องจ่ายกระแสตลอดเวลาเพื่อรักษาตำแหน่ง จึงเกิดการสูญเสียจากการโฮลด์ เมื่อเทียบกับมอเตอร์ทั่วไปที่ไม่กินไฟตอนหยุด การใช้ไฟจะขยับขึ้นเล็กน้อย ผลของการเปลี่ยนเป็นเซอร์โวปรากฏที่เวลาเปลี่ยนรุ่นและความแม่นยำของตำแหน่งที่หยุด ไม่ใช่ที่ค่าไฟ หากเข้าใจจุดนี้ผิด การเลือกสิทธิประโยชน์ที่จะยื่นขอในภายหลังก็จะผิดตามไปด้วย

เส้นแบ่งที่ 2 | ลักษณะแรงบิดของโหลด แยกเครื่องจักรที่ค่าไฟลดออกจากที่ไม่ลด

เส้นแบ่งที่สองคือส่วนที่บทความนี้อยากเน้นที่สุด การติดอินเวอร์เตอร์แล้วค่าไฟลดลง เกิดขึ้นเฉพาะกับโหลดแรงบิดแปรผันตามกำลังสองเท่านั้น ติดกับโหลดแรงบิดคงที่แล้วแทบไม่ลด และสิ่งที่หน้างานไม่เคยตรวจสอบ ก็คือลักษณะแรงบิดของโหลดนี้เอง

โหลดแรงบิดแปรผันตามกำลังสอง คือโหลดอย่างพัดลมและปั๊ม ซึ่งแรงบิดที่ต้องการเปลี่ยนแปลงตามกำลังสองของรอบหมุน เมื่อแรงบิดแปรผันตามกำลังสองของรอบ กำลังที่เพลาซึ่งเท่ากับแรงบิดคูณรอบหมุน จึงแปรผันตามกำลังสามของรอบ ถ้าลดรอบลงเหลือ 50% กำลังที่เพลาจะเป็น 0.5³ = 0.125 หรือตามทฤษฎีเหลือ 12.5% ในทางปฏิบัติจะไม่ได้ตามทฤษฎีเป๊ะ เพราะมีผลจากประสิทธิภาพที่ลดลงและความดันสถิต แต่ก็ยังคาดหวังการลดลงในระดับสูงได้

โหลดแรงบิดคงที่ คือโหลดอย่างสายพานลำเลียง เครื่องอัดรีด การยกของเครน และปั๊มแบบปริมาตรแทนที่ ซึ่งแรงบิดที่ต้องการแทบไม่เปลี่ยนแม้รอบหมุนจะเปลี่ยน กำลังที่เพลาแปรผันตรงกับรอบหมุนเท่านั้น ลดรอบเหลือ 50% การใช้ไฟก็ลดได้แค่ 50% ยิ่งกว่านั้น การลดรอบของสายพานลำเลียงหมายถึงการลดปริมาณการลำเลียง จึงลดในช่วงที่กำลังผลิตไม่ได้ ลดได้เฉพาะช่วงเดินตัวเปล่าที่ไม่มีวัสดุไหลผ่าน ข้อจำกัดสองชั้นนี้คือเหตุผลที่อินเวอร์เตอร์ไม่คืนทุนกับโหลดแรงบิดคงที่

อีกเรื่องที่สำคัญคือวิธีหรี่ในปัจจุบัน การควบคุมปริมาณลมของพัดลมทำได้สองแบบ คือหรี่ช่องทางไหลด้วยแดมเปอร์ กับลดรอบหมุนโดยตรง การหรี่ด้วยแดมเปอร์คือการปล่อยให้มอเตอร์หมุนที่รอบพิกัดต่อไป แล้วเพิ่มความต้านทานเข้าไปในทางไหล ดังนั้นหรี่แล้วการใช้ไฟก็ลดไม่มาก พูดกลับกันได้ว่า เครื่องจักรที่ใช้เวลาเดินแบบหรี่แดมเปอร์ยิ่งนาน ยิ่งมีช่องว่างให้ลดค่าไฟด้วยอินเวอร์เตอร์มาก ส่วนเครื่องที่เดินเต็มพิกัดตลอดและไม่มีความจำเป็นต้องหรี่ ก็ไม่มีช่องว่างให้ลด

การคำนวณ A | ติดตั้งอินเวอร์เตอร์ที่พัดลมเครื่องดักฝุ่น

จุดอ้างอิงที่เราใช้คือตัวอย่างเชิงปริมาณจากบทความอธิบายที่เผยแพร่โดยสมาคมวิศวกรไฟฟ้าแห่งประเทศญี่ปุ่น ตัวอย่างนี้เป็นการคำนวณของ ปั๊มคู่กับการหรี่ด้วยวาล์ว โดยสมมติเฮดสถิตจริงที่ 30% และความดันที่จุดปิดสนิทที่ 140% เมื่อหรี่อัตราการไหลเหลือ 50% กำลังที่เพลาจะเท่ากับ 0.65 Pn สำหรับการหรี่ด้วยวาล์ว และ 0.238 Pn สำหรับการควบคุมรอบหมุน โดย Pn หมายถึงกำลังที่เพลาพิกัด เนื่องจากการหรี่ด้วยแดมเปอร์ของพัดลมมีหลักการเดียวกัน คือปล่อยให้มอเตอร์หมุนที่รอบพิกัดแล้วเพิ่มความต้านทานเข้าไปในทางไหล เราจึงยืมสองจุดนี้มาใช้เป็นจุดอ้างอิงแบบระมัดระวัง และเพราะพัดลมไม่มีองค์ประกอบที่เทียบเท่าเฮดสถิตจริง การลดลงที่เกิดขึ้นจริงจึงมีแนวโน้มออกมามากกว่านี้ อนึ่ง บทความเดียวกันยังรายงานกรณีของพัดลมว่า การขับแบบปรับความเร็วได้ ประหยัดพลังงานมากกว่า 50% เล็กน้อย เมื่อเทียบกับการควบคุมด้วยแดมเปอร์ด้านดูด

ขอชี้แจงไว้ข้อหนึ่งว่า 0.238 เป็นค่าจากแบบจำลองของปั๊มที่รวมเฮดสถิตจริงไว้ด้วย จึงออกมาสูงกว่ากฎกำลังสามล้วน ๆ ที่ 0.5³ = 0.125 ซึ่งกล่าวถึงในหัวข้อก่อนหน้า ที่อัตราการไหล 100% ทั้งสองแบบเท่ากับ 1.00 Pn ส่วนที่อัตราการไหล 75% เนื่องจากแหล่งอ้างอิงไม่มีตัวเลขของจุดนั้น เราจึงกำหนดฝั่งการหรี่เท่ากับ 0.825 Pn จากการแทรกค่าเชิงเส้นระหว่างสองจุด และกำหนดการควบคุมรอบหมุนเท่ากับ 0.75³ = 0.422 Pn ตามกฎกำลังสาม จุดที่ 50% กับจุดที่ 75% จึงใช้แบบจำลองปนกัน ซึ่งส่งผลไปในทางทำให้ปริมาณที่ลดได้ดูมากกว่าความเป็นจริงอยู่บ้าง ด้วยเหตุนี้เอง ในการคำนวณ A’ ถัดไปเราจึงแสดงกรณีที่สมมติฐานพังลงควบคู่ไว้เสมอ

สมมติว่าพัดลมเครื่องดักฝุ่นของโรงงานนี้ต้องการปริมาณลมต่างกันตามเนื้องาน โดยมีรูปแบบการเดินเครื่องคือ อัตราการไหล 100% กินเวลา 20% ของทั้งหมด อัตราการไหล 75% กินเวลา 30% และอัตราการไหล 50% กินเวลา 50% เมื่อนำผลต่างของแต่ละช่วงอัตราการไหลคูณสัดส่วนเวลาแล้วบวกกัน จะได้อัตราการลดลงเฉลี่ยทั้งปี

ผลต่างถ่วงน้ำหนักรวมคือ 0.327 หมายความว่าตลอดทั้งปีจะลดได้เทียบเท่า 32.7% ของกำลังที่เพลาพิกัด ปริมาณที่ลดได้ต่อปีต่อเครื่องคือ 22 kW x 0.327 x 6,000 h = 43,164 kWh สองเครื่องรวมเป็น 86,328 kWh เมื่อคูณด้วยค่าไฟหน่วยละ 3.95 บาทต่อ kWh จะได้ 86,328 kWh x 3.95 บาท = 340,996 บาทต่อปี

อนึ่ง ค่าไฟ 3.95 บาทต่อ kWh นี้คือค่าไฟฟ้าเฉลี่ยงวดพฤษภาคมถึงสิงหาคม 2026 ที่ กกพ. ของไทยอนุมัติ และเป็นค่าที่ยังไม่รวมภาษีมูลค่าเพิ่ม ส่วนค่าไฟฟ้าผันแปร (Ft) ของงวดนี้ถูกกำหนดไว้ที่ 16.23 สตางค์ต่อ kWh เนื่องจากอัตรา TOU สำหรับโรงงานจริงเปลี่ยนไปตามระดับแรงดันที่รับไฟและช่วงเวลา การคำนวณในบทความนี้จึงเป็นการประมาณการโดยใช้ค่าเฉลี่ย โปรดใช้ความระมัดระวังในการอ้างอิง หากต้องการแทนด้วยอัตราจริงของโรงงานท่าน ให้นำค่า kWh ข้างต้นไปคูณอัตราของท่านใหม่

เงินลงทุนสำหรับ 2 เครื่องประกอบขึ้นดังนี้

ระยะเวลาคืนทุนคือ 374,000 ÷ 340,996 = 1.1 ปี ที่ระดับนี้การโน้มน้าวในขั้นขออนุมัติไม่ใช่เรื่องยาก จุดที่มักถูกมองข้ามคือการตั้งงบป้องกันสัญญาณรบกวนไว้ 44,000 บาท แต่เนื่องจากอินเวอร์เตอร์เป็นแหล่งกำเนิดสัญญาณรบกวนจากการสวิตช์ความถี่สูง ค่าใช้จ่ายเพื่อป้องกันผลกระทบต่อสายสัญญาณเครื่องมือวัดเดิมและสายเอ็นโคดเดอร์จึงควรใส่ไว้ตั้งแต่แรก มีกรณีจริงที่ตัดงบส่วนนี้ออก แล้วค่าที่อ่านได้จากเครื่องชั่งข้าง ๆ เริ่มกระโดด

การคำนวณ A’ | โรงงานที่ไม่ได้หรี่ ไม่เพียงไม่คืนทุน แต่ค่าไฟยังเพิ่ม

ตัวเลข 1.1 ปีข้างต้นขึ้นอยู่กับรูปแบบการเดินเครื่องที่ว่า 100% กินเวลา 20% 75% กินเวลา 30% และ 50% กินเวลา 50% อย่างสมบูรณ์ เราจะคำนวณใหม่ว่าถ้าสมมติฐานพังลง โดยยังใช้งานติดตั้งเดิมและอุปกรณ์เดิม ผลจะเป็นอย่างไร

สมมติว่ารูปแบบการเดินเครื่องคือ อัตราการไหล 100% กินเวลา 70% อัตราการไหล 75% กินเวลา 20% และอัตราการไหล 50% กินเวลา 10% นั่นคือโรงงานที่เดินเต็มพิกัดเกือบตลอดเวลา ผลต่างถ่วงน้ำหนักจะเป็น 0.20 x 0.403 + 0.10 x 0.412 = 0.122 Pn ซึ่งตกลงมาเหลือไม่ถึง 4 ใน 10 ของ 0.327 ในกรณีมาตรฐาน

ปริมาณที่ลดได้ต่อปีคือ 22 kW x 0.122 x 6,000 h x 2 เครื่อง = 32,208 kWh คิดเป็นเงิน 32,208 kWh x 3.95 บาท = 127,222 บาทต่อปี ระยะเวลาคืนทุนกลายเป็น 374,000 ÷ 127,222 = 2.9 ปี อุปกรณ์เดิม งานเดิม เงินลงทุนเท่าเดิม แต่การคืนทุนขยับจาก 1.1 ปีไปเป็น 2.9 ปี สิ่งที่ทำให้ขยับไม่ใช่สมรรถนะของอุปกรณ์ แต่คือรูปแบบการเดินเครื่อง

ยังมีสมมติฐานที่แย่กว่านั้นอีก คือกรณีติดอินเวอร์เตอร์ให้เครื่องที่ไม่เคยหรี่แดมเปอร์เลย เดินเต็มพิกัดตลอดเวลา การลดลงจะเป็นศูนย์ ซ้ำยังมีการสูญเสียจากการแปลงผันของตัวอินเวอร์เตอร์เองบวกเข้าไปอีกราว 3% คำนวณได้ 22 kW x 2 เครื่อง x 6,000 h x 3% = 7,920 kWh คิดเป็นเงิน เพิ่มขึ้นปีละ 31,284 บาท กลายเป็นงานที่ผ่านการขออนุมัติในฐานะการลงทุนประหยัดพลังงาน แต่ผลลัพธ์คือค่าไฟแพงขึ้น

ดังนั้นสิ่งที่ต้องวัดเมื่อจะพิจารณาติดอินเวอร์เตอร์ไม่ใช่ค่าพิกัด แต่คือ สัดส่วนเวลาที่เดินแบบหรี่ ขอให้เก็บการกระจายตัวของระดับการเปิดแดมเปอร์ หรือการใช้ไฟจริงตามเวลา อย่างน้อย 1 สัปดาห์ที่เป็นตัวแทน เหตุผลที่ต้องวัดไฟจริงและวิธีวัด เราอธิบายไว้ใน การติดตั้งระบบมอนิเตอร์พลังงานไฟฟ้าในโรงงาน แต่การใส่ระบบมอนิเตอร์อย่างเดียวไม่ทำให้ค่าไฟลดลงแม้แต่บาทเดียว ค่าไฟจะลดก็ต่อเมื่อวัดจนได้การกระจายตัว แล้วคัดเลือกเป้าหมายด้วยลักษณะของโหลด ส่วนขั้นตอนการดึงข้อมูลจริงออกจากเครื่องจักรเก่า เราสรุปไว้ใน การทำ IoT และเรโทรฟิตเครื่องจักรเดิม

การคำนวณ B | ติดที่สายพานลำเลียงแล้วคืนทุน 5.4 ปี

เราจะคำนวณกรณีติดอินเวอร์เตอร์ให้สายพานลำเลียง 6 เครื่องในโรงงานเดียวกัน เนื่องจากเป็นโหลดแรงบิดคงที่ กำลังที่เพลาจึงแปรผันตรงกับรอบหมุนเท่านั้น อีกทั้งการลดรอบหมุนทำให้ปริมาณการลำเลียงลดลง จึงลดในระหว่างผลิตไม่ได้ ลดได้เฉพาะช่วงเดินตัวเปล่าที่ไม่มีวัสดุไหลผ่าน

สมมติว่าเพิ่มเซ็นเซอร์ตรวจจับชิ้นงาน แล้วทำการควบคุมให้ลดความเร็วเหลือ 50% เมื่อตรวจพบการเดินตัวเปล่า ถ้าการเดินตัวเปล่าคิดเป็น 25% ของทั้งหมด ปริมาณที่ลดได้ต่อเครื่องคือ 3.7 kW x 0.5 x 6,000 h x 25% = 2,775 kWh หกเครื่องรวมเป็น 16,650 kWh คิดเป็นเงิน 16,650 kWh x 3.95 บาท = 65,768 บาทต่อปี

การคำนวณนี้เป็นค่าที่มองโลกในแง่ดี เพราะตั้งสมมติฐานว่าระหว่างเดินตัวเปล่าก็ยังกินไฟเต็มพิกัดที่ 3.7 kW ในความเป็นจริง แรงบิดของโหลดบนสายพานที่ไม่มีของวางอยู่จะลดลงเหลือราว 20% ถึง 40% ของพิกัด ปริมาณที่ลดได้จริงจึงน้อยกว่านี้ พูดอีกอย่างคือ ระยะเวลาคืนทุนที่จะกล่าวถึงต่อไปมีแนวโน้มยาวขึ้นกว่านี้อีกในสภาพจริง

เงินลงทุนสำหรับ 6 เครื่องมีรายละเอียดดังนี้

ระยะเวลาคืนทุนคือ 353,000 ÷ 65,768 = 5.4 ปี ใช้เวลามากกว่าพัดลมเครื่องดักฝุ่นที่ 1.1 ปี ราว 5 เท่า เนื้องานแทบไม่ต่างกัน โครงสร้างก็เหมือนกันคือซื้ออินเวอร์เตอร์มาประกอบในตู้แล้วสั่งงานจาก PLC สิ่งที่ต่างกันมีเพียงลักษณะแรงบิดของโหลด

ยิ่งกว่านั้น เมื่อดูรายละเอียดเงินลงทุนจะพบว่า ค่าตัวอุปกรณ์ 108,000 บาท แต่ค่าดัดแปลงตู้และเดินสาย 120,000 บาท คือค่างานติดตั้งแพงกว่าตัวอุปกรณ์ เพราะเมื่อกำลังต่อเครื่องเล็กแต่จำนวนเครื่องมาก ค่าอุปกรณ์ลดลงก็จริง แต่ค่างานติดตั้งกลับสะสมขึ้นตามจำนวนเครื่อง เครื่องจักรกำลังต่ำจำนวนมากจึงมีโครงสร้างที่ทำให้ความคุ้มค่าของการติดอินเวอร์เตอร์ออกมาได้ยากเป็นพิเศษ

งาน “ติดอินเวอร์เตอร์” แบบเดียวกัน กลายเป็นการคืนทุน 1.1 ปีหรือ 5.4 ปีก็ได้ ด้วยลักษณะแรงบิดของโหลดเพียงอย่างเดียว ถ้ามีใบเสนอราคาที่เสนอติดอินเวอร์เตอร์ให้ทุกเครื่องในรายการเครื่องจักรแบบเหมารวม โดยยังไม่ได้ยืนยันข้อเท็จจริงนี้ ขอให้สั่งเพิ่มคอลัมน์ลักษณะของโหลดเข้าไป เพียงเท่านั้นก็แยกได้แล้วว่าเครื่องไหนควรลงทุนและเครื่องไหนควรเลื่อนไปก่อน

เส้นแบ่งที่ 3 | บันไดของวิธีควบคุม V/f เวกเตอร์ และเซอร์โว – 3 ขั้นที่อยู่ระหว่างกลาง

เส้นแบ่งที่สามคือเรื่องที่ว่า ระหว่างอินเวอร์เตอร์กับเซอร์โวไม่ใช่หน้าผา แต่เป็นบันได การพิจารณาจำนวนมากกระโดดข้ามไปทันทีว่า “อินเวอร์เตอร์คงไม่ไหว งั้นใช้เซอร์โว” ทั้งที่ระหว่างกลางมีอย่างน้อย 3 ขั้น

ทุกครั้งที่ขยับขึ้นหนึ่งขั้น ไม่ใช่แค่ค่าใช้จ่ายที่สูงขึ้น แต่ คุณสมบัติของคนที่บำรุงรักษาระบบนั้นได้ ก็สูงขึ้นด้วย สำหรับโรงงานในไทย ข้อจำกัดข้อนี้หนักกว่าในญี่ปุ่น ถ้าเป็นการควบคุมแบบ V/f ผู้รับเหมางานไฟฟ้าท้องถิ่นก็เปลี่ยนค่าตั้งได้ แต่พอเป็นการปรับเกนของ PG เวกเตอร์หรือการจัดการพารามิเตอร์ของเซอร์โว ช่างที่รับมือได้ก็มีจำกัด คำถามคือเมื่อเครื่องหยุดทำงานตอนกะดึก ใครจะเข้าไปแตะได้ การติดตั้งอุปกรณ์ในขั้นที่ตอบคำถามนี้ไม่ได้ จะทำให้ทุกครั้งที่เสีย ไลน์หยุดยาวขึ้น

จุดที่เทคโนโลยีไปถึงก็ขยับเช่นกัน อินเวอร์เตอร์รุ่นหลังที่จับคู่มอเตอร์แม่เหล็กถาวร (PM) กับเอ็นโคดเดอร์ในการควบคุมแบบ PG เวกเตอร์ ทำความถี่ตอบสนองความเร็วได้ถึง 250 Hz ซึ่งเข้ามาถึงย่านการตอบสนองที่เทียบเท่ากับ AC เซอร์โวรุ่นแรก ๆ แล้ว พูดอีกอย่างคือ ข้อสรุปที่ว่า “การตอบสนองไม่พอจึงต้องใช้เซอร์โว” คุ้มค่าที่จะกลับไปตรวจสอบอีกครั้ง ถ้าสิ่งที่เรียกร้องคือการจัดตำแหน่งจริง ๆ ก็ต้องเป็นเซอร์โว แต่ถ้าสิ่งที่เรียกร้องคือการตอบสนองด้านความเร็วหรือการรักษาแรงดึง ขั้นบน ๆ ของอินเวอร์เตอร์อาจเพียงพอ

ลำดับการตัดสินใจคือ ย้อนกลับไปที่เส้นแบ่งที่ 1 ก่อน เพื่อยืนยันว่ามีข้อเรียกร้องเรื่องการจัดตำแหน่งหรือไม่ ถ้ามีก็คือเซอร์โว ถ้าไม่มี และปัญหาอยู่ที่การตอบสนองด้านความเร็วหรือแรงบิดที่ความเร็วต่ำเท่านั้น ให้ไล่ขึ้นบันไดจาก V/f แล้วเลือกขั้นที่ต่ำที่สุดที่ยังตอบข้อเรียกร้องได้ การซื้อเซอร์โวโดยไม่พิจารณาว่าไปได้ไกลแค่ไหนก่อนถึงเซอร์โว คือการเข้าจากขั้นที่แพงที่สุด ทั้งค่าใช้จ่าย ทั้งข้อกำหนดด้านการบำรุงรักษา ทั้งงานสร้างฝั่งเครื่องกล ล้วนถูกดันขึ้นสูงสุดทั้งหมด

เส้นแบ่งที่ 4 | ยื่นขอสิทธิประโยชน์ตัวไหน งานเดียวกันแต่วงเงินยกเว้น CIT ต่างกัน 363,500 บาท

เส้นแบ่งที่สี่ไม่ใช่เรื่องเทคนิค แต่เป็นเรื่องการยื่นขอ ในประเทศไทย BOI มีมาตรการเพิ่มประสิทธิภาพสำหรับโครงการที่ดำเนินการอยู่แล้ว และการปรับปรุงระบบควบคุมมีโอกาสเข้าข่ายมาตรการนี้ อย่างไรก็ตาม ถ้าเลือกมาตรการผิด วงเงินยกเว้นจะเหลือเพียงครึ่งเดียว

มาตรการนี้กำหนดเงินลงทุนขั้นต่ำที่ 1 ล้านบาท โดยไม่รวมค่าที่ดินและเงินทุนหมุนเวียน เงินลงทุนรวมของกรณีตัวอย่างนี้คือ 374,000 + 353,000 + 777,000 = 1,504,000 บาท จึงผ่านเงื่อนไขเงินลงทุนขั้นต่ำ และจากตรงนี้คือจุดแยก

เราจะคำนวณกรณีที่ยื่นแบบแยกกัน ส่วนที่เป็นการติดอินเวอร์เตอร์คือพัดลมเครื่องดักฝุ่นกับสายพานลำเลียง รวม 374,000 + 353,000 = 727,000 บาท ซึ่งเป็นการลงทุนที่มีวัตถุประสงค์เพื่อประหยัดพลังงาน จึงเข้าข่ายมาตรการ 1.4 และเมื่อใช้เพดาน 100% วงเงินจะเท่ากับ 727,000 บาท ส่วนการเปลี่ยนเป็นเซอร์โวมูลค่า 777,000 บาท ไม่ใช่การประหยัดพลังงานแต่เป็นระบบอัตโนมัติ จึงเข้าข่ายมาตรการ 1.1 และเมื่อใช้เพดาน 50% จะได้ 777,000 x 50% = 388,500 บาท รวมวงเงินทั้งสิ้น 1,115,500 บาท

กรณียื่นรวมทั้งหมดด้วยมาตรการ 1.1 จะได้ 1,504,000 x 50% = 752,000 บาท ผลต่างคือ 1,115,500 – 752,000 = 363,500 บาท งานเดียวกัน เงินลงทุนเท่ากัน แต่เพียงวิธีแบ่งการยื่นขอ วงเงินก็ขยับได้มากขนาดนี้

อย่างไรก็ตาม มาตรการ 1.1 มีข้อยกเว้นอยู่ สำหรับระบบอัตโนมัติและระบบหุ่นยนต์ หากมีการใช้ผู้ประกอบการอุตสาหกรรมระบบอัตโนมัติภายในประเทศไทยคิดเป็นมูลค่าตั้งแต่ 30% ขึ้นไปของมูลค่าเครื่องจักรที่ปรับเปลี่ยน มาตรการ 1.1 ก็จะได้เพดาน 100% ของเงินลงทุนเช่นกัน การเลือกว่าจะสั่งงานเปลี่ยนเป็นเซอร์โวกับผู้รับงานที่เป็นซิสเต็มอินทิเกรเตอร์ (System Integrator) ในไทยหรือไม่ จึงเชื่อมโยงตรงกับขนาดของวงเงินตรงจุดนี้ ประเด็นว่าโครงการของท่านเข้าเงื่อนไขนี้หรือไม่ คุ้มค่าที่จะตรวจสอบก่อนตัดสินใจเลือกผู้รับงาน

ตรงนี้เองที่ข้อสรุปจากเส้นแบ่งที่ 1 เริ่มออกฤทธิ์ การเปลี่ยนเป็นเซอร์โวไม่ใช่การลงทุนเพื่อประหยัดพลังงาน อย่างที่เห็นในเส้นแบ่งที่ 1 ค่าไฟกลับเพิ่มขึ้นเล็กน้อยด้วยซ้ำ การยื่นขอมาตรการ 1.4 โดยอ้างการประหยัดพลังงานจึงแสดงหลักฐานรองรับผลไม่ได้ ในทางกลับกัน การเหมารวมการติดอินเวอร์เตอร์ไปเป็นระบบอัตโนมัติในมาตรการ 1.1 ก็เท่ากับยัดการลงทุนที่ใช้เพดาน 100% ได้ ลงไปในเพดาน 50% ความต่างเชิงคุณสมบัติทางเทคนิคจึงสอดคล้องตรงกับความต่างของหมวดการยื่นขอพอดี

อนึ่ง เนื้อหาและเงื่อนไขการใช้มาตรการของ BOI มีการปรับแก้ได้ ตัวเลขในบทความนี้เป็นการเรียบเรียงตามคู่มือที่เผยแพร่ต่อสาธารณะ และการอนุมัติจริงขึ้นอยู่กับการพิจารณาเป็นรายกรณี เนื่องจากการตัดสินว่าจะยื่นอะไรเป็นหลักฐานรองรับการคำนวณผลประหยัดพลังงาน และการปรับปรุงเครื่องจักรเดิมเข้าข่ายได้ถึงระดับใด แตกต่างกันไปในแต่ละโครงการ จึงควรตั้งต้นด้วยการตรวจสอบล่วงหน้ากับสำนักงานคณะกรรมการส่งเสริมการลงทุน หรือผู้เชี่ยวชาญที่ชำนาญงานยื่นขอ กระบวนการคำนวณปริมาณที่ลดได้จากลักษณะของโหลดและรูปแบบการเดินเครื่องอย่างที่แสดงในการคำนวณ A สามารถใช้เป็นเอกสารประกอบคำอธิบายในการตรวจสอบล่วงหน้านี้ได้ทันที

7 ข้อที่ต้องตัดสินใจก่อนสั่งงาน เมื่อเลือกเซอร์โวมอเตอร์และจ้างออกแบบระบบไฟฟ้า

เมื่อผ่านเส้นแบ่งทั้ง 4 จนได้ทิศทางของอุปกรณ์แล้ว ขั้นต่อไปคือการสั่งงาน ในกรณีที่จ้างออกแบบระบบไฟฟ้าจากภายนอก รายการที่ไม่ได้เขียนไว้ในสเปกจะกลายเป็นค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมภายหลังเสมอ หรือไม่ก็ไม่มีใครรับผิดชอบจนกระทั่งส่งมอบ ต่อไปนี้คือ 7 ข้อที่ฝ่ายผู้ว่าจ้างควรตัดสินใจให้ได้ก่อนสั่งงาน

ในบรรดา 7 ข้อนี้ สามข้อล่างสุดคือกลุ่มที่มีปัญหามากที่สุดในประเทศไทย เรื่องสต็อกอะไหล่ในประเทศเลี่ยงได้ด้วยการตรวจสอบตั้งแต่ขั้นเลือกอุปกรณ์ว่าผู้ผลิตรายนั้นมีตัวแทนจำหน่ายและศูนย์บริการในไทยหรือไม่ ส่วนเรื่องผู้รับผิดชอบพารามิเตอร์ ถ้าโยนให้ผู้รับเหมาทั้งหมด ค่าตั้งจะกลายเป็นกล่องดำ ควรกำหนดไว้ในเงื่อนไขสัญญาว่า ตอนส่งมอบต้องได้รับรายการพารามิเตอร์ทั้งแบบกระดาษและแบบไฟล์ และให้ฝ่ายซ่อมบำรุงภายในเป็นผู้เก็บรักษา

ภาษาของ HMI เชื่อมโยงตรงกับปัญหาคุณภาพในโรงงานไทย มีหลายกรณีที่ส่งมอบหน้าจอภาษาญี่ปุ่นอย่างเดียว แล้วพนักงานเดินเครื่องชาวไทยกดรีเซ็ตต่อไปเรื่อย ๆ โดยไม่อ่านเนื้อหาการแจ้งเตือน จนตรวจไม่พบความผิดปกติ ขอให้ระบุการรองรับหลายภาษารวมถึงข้อความแจ้งเตือนไว้ตั้งแต่ขั้นตอนขอใบเสนอราคา

ส่วนเส้นแบ่งว่าจะจ้างภายนอกถึงไหน และถือไว้เองตั้งแต่ตรงไหน เราเรียบเรียงตามประเภทของผู้รับงานไว้ใน การจ้างพัฒนาโปรแกรม PLC สิ่งที่บทความนี้พูดถึงคือขั้นก่อนหน้านั้นหนึ่งขั้น นั่นคือ การตัดสินใจด้วยตัวเองว่าจะเรียกร้องอะไรจากแกนนั้น ถ้าจ้างภายนอกทั้งที่ส่วนนี้ยังไม่นิ่ง ผู้รับเหมาก็ทำได้เพียงเดาข้อเรียกร้องแล้วออกแบบไป และเมื่อเดาผิด ค่าใช้จ่ายในการแก้งานย้อนหลังจะตกเป็นภาระของฝ่ายผู้ว่าจ้าง

ลำดับการดำเนินงานเมื่อจะปรับปรุงระบบควบคุมในโรงงานไทย

เราจะเรียงเนื้อหาทั้งหมดข้างต้นใหม่ตามลำดับของการลงมือทำ การรักษาลำดับมีความหมาย เพราะขั้นตอนหลังต้องใช้ผลลัพธ์ของขั้นตอนก่อนหน้า

ขั้นที่ 1 วัด เก็บการใช้ไฟจริงและรูปแบบการเดินเครื่องของเครื่องจักรเป้าหมาย อย่างน้อย 1 สัปดาห์ที่เป็นตัวแทน ไม่ใช่ค่าจากป้ายพิกัด แต่เป็นข้อมูลว่าเดินอยู่ที่โหลดกี่เปอร์เซ็นต์ เป็นเวลาเท่าไร เครื่องที่หรี่ด้วยแดมเปอร์หรือวาล์ว ให้บันทึกการกระจายตัวของระดับการเปิดด้วย เครื่องที่พบในขั้นนี้ว่า “เวลาที่เดินแบบหรี่แทบเป็นศูนย์” ให้ตัดออกจากรายการเป้าหมายทันที เพราะอย่างที่เห็นในการคำนวณ A’ การลงทุนตรงนั้นทำให้ค่าไฟเพิ่ม

ขั้นที่ 2 แยก นำข้อมูลที่วัดได้มาคัดแยกด้วยลักษณะแรงบิดของโหลด ออกเป็นแรงบิดแปรผันตามกำลังสองกับแรงบิดคงที่ เครื่องกลุ่มแรกให้คำนวณอัตราการลดลงด้วยวิธีเดียวกับการคำนวณ A ส่วนเครื่องกลุ่มหลังให้ตรวจสอบสัดส่วนเวลาที่ลดได้ก่อนเป็นอันดับแรก ถ้าขอใบเสนอราคาโดยยื่นรายการเครื่องจักรทั้งชุดไปโดยไม่คัดแยก งานที่คืนทุน 1.1 ปีกับงานที่คืนทุน 5.4 ปีจะปนอยู่ในตารางเดียวกัน และเราจะตัดสินใจด้วยค่าเฉลี่ย ซึ่งทำให้งานที่ถ้าแยกออกมาแล้วผ่านแน่ ๆ พลอยตกไปด้วย

ขั้นที่ 3 แยกการยื่นขอ จัดการติดอินเวอร์เตอร์เพื่อประหยัดพลังงาน กับการเปลี่ยนเป็นเซอร์โวเพื่อระบบอัตโนมัติ ให้เป็นการลงทุนคนละก้อน ในกรณีตัวอย่าง แค่การแยกนี้อย่างเดียวก็ทำให้วงเงินยกเว้น CIT ต่างไป 363,500 บาท การจัดทำเอกสารยื่นขอสามารถใช้ข้อมูลที่วัดจริงจากขั้นที่ 1 และการคำนวณปริมาณที่ลดได้จากขั้นที่ 2 ได้ทันที พูดกลับกันคือ โครงการที่เดินหน้าไปโดยไม่วัด จะต้องกลับมาสร้างเอกสารหลักฐานใหม่ในขั้นยื่นขอ

ขั้นที่ 4 สั่งงาน ถ่าย 7 ข้อในหัวข้อก่อนหน้าลงในสเปก กำหนดรูปแบบคำสั่งและพฤติกรรมขณะหยุดฉุกเฉินให้ชัดเจน แล้วจึงขอใบเสนอราคา ช่วงเวลาที่หยุดเครื่องจักรเดิมได้ ซึ่งก็คือช่วงว่างสำหรับติดตั้งและทดลองเดินเครื่อง ควรให้ฝ่ายโรงงานแจ้งไปตั้งแต่จุดนี้ ส่วนเรื่องว่าจะเกิดอะไรขึ้นตอนเริ่มเดินเครื่องหลังติดตั้ง และใครรับผิดชอบถึงไหน โปรดดู การสนับสนุนการเริ่มเดินเครื่องจักร การปรับปรุงระบบควบคุมไม่ได้จบตอนอุปกรณ์ถูกส่งมอบ แต่จบตอนที่มันเข้ากับการเดินไลน์ที่มีอยู่เดิมได้แล้ว

ในบรรดา 4 ขั้นนี้ ขั้นที่มักถูกข้ามคือขั้นที่ 1 และขั้นที่ 2 โครงการที่กระโดดจากการรับรู้ว่าเครื่องเก่าแล้วและค่าไฟแพง ไปที่การสั่งงานในขั้นที่ 4 เลย มีจำนวนมากที่สุด และเป็นกลุ่มที่คืนทุนน้อยที่สุดด้วย

คำถามที่พบบ่อย

การควบคุมเซอร์โวกับการควบคุมอินเวอร์เตอร์ต่างกันอย่างไร

ต่างกันที่ชนิดของคำสั่งและการมีหรือไม่มีการป้อนกลับ สิ่งที่ป้อนให้อินเวอร์เตอร์คือคำสั่งความเร็วในรูปความถี่ และไม่ได้ควบคุมว่าจะหยุดตรงไหน ส่วนสิ่งที่ป้อนให้เซอร์โวคือคำสั่งตำแหน่ง โดยเอ็นโคดเดอร์อ่านตำแหน่งจริงกลับมา แล้วจ่ายแรงบิดต่อไปจนผลต่างกับคำสั่งเป็นศูนย์ ดังนั้นเกณฑ์การเลือกจึงไม่ใช่ “ต้องการความแม่นยำหรือไม่” แต่เป็น “เขียนข้อเรียกร้องเรื่องตำแหน่งที่หยุดของแกนนั้นเป็นตัวเลขได้หรือไม่” ถ้าเขียนได้คือเซอร์โว ถ้าเขียนไม่ได้คือย่านของอินเวอร์เตอร์

การควบคุมอินเวอร์เตอร์ช่วยประหยัดพลังงานเสมอไปหรือไม่

ไม่เสมอไป สิ่งที่ประหยัดพลังงานได้คือโหลดแรงบิดแปรผันตามกำลังสองอย่างพัดลมและปั๊ม และต้องเป็นเครื่องที่ปัจจุบันเดินแบบหรี่ด้วยแดมเปอร์หรือวาล์วอยู่ด้วย ส่วนโหลดแรงบิดคงที่อย่างสายพานลำเลียง กำลังที่เพลาแปรผันตรงกับรอบหมุนเท่านั้น ซ้ำการลดรอบยังทำให้ปริมาณการผลิตลดลง เวลาที่ลดได้จึงมีจำกัด ในกรณีตัวอย่างของบทความนี้ พัดลมเครื่องดักฝุ่นคืนทุน 1.1 ปี ส่วนสายพานลำเลียง 5.4 ปี และถ้าติดกับเครื่องที่เดินเต็มพิกัดตลอดเวลา จะกลายเป็นค่าไฟเพิ่มขึ้นปีละ 31,284 บาท จากการสูญเสียจากการแปลงผันของตัวอินเวอร์เตอร์เองราว 3%

การเลือกเซอร์โวมอเตอร์ต้องตัดสินใจอะไรเป็นอย่างแรก

ไม่ใช่กำลัง แต่คือการทำข้อกำหนดที่เรียกร้องให้เป็นตัวเลข ได้แก่ ความแม่นยำของการจัดตำแหน่งซ้ำ เวลาเข้าที่ ระยะเคลื่อนที่สูงสุดกับแทคไทม์ มวลที่ต้องขน และต้องการให้แกนนั้นเป็นอย่างไรตอนหยุดฉุกเฉิน เมื่อ 5 ข้อนี้นิ่ง จะคำนวณแรงบิดที่ต้องการและอัตราส่วนความเฉื่อยได้ แล้วจึงกำหนดกำลังจากตรงนั้น หากทำสลับลำดับ คือเลือกเซอร์โวให้เข้ากับกำลังของมอเตอร์เดิม อัตราส่วนความเฉื่อยจะไม่เข้ากัน เวลาเข้าที่จะยืดออก และไม่ได้ความแม่นยำตามที่คาดหวัง นอกจากนี้ ถ้าความแข็งแรงของบอลสกรูหรือคัปปลิ้งฝั่งเครื่องกลไม่พอ ความแม่นยำก็ไม่ออก ไม่ว่าไดรฟ์จะมีสมรรถนะสูงเพียงใด

การจ้างออกแบบระบบไฟฟ้าภายนอก มอบหมายได้ถึงไหน

การออกแบบวงจร การผลิตตู้ การเดินสาย โปรแกรม PLC และการทดลองเดินเครื่องพร้อมปรับจูน จ้างภายนอกได้ทั้งหมด สิ่งที่มอบหมายไม่ได้คือการนิยามว่าจะเรียกร้องอะไรจากแกนนั้น ค่าที่เรียกร้องด้านความแม่นยำของตำแหน่งที่หยุด พฤติกรรมขณะหยุดฉุกเฉิน วิธีกลับจุดกำเนิด และผู้รับผิดชอบพารามิเตอร์ มีเพียงฝ่ายที่ใช้เครื่องจักรเท่านั้นที่ตัดสินใจได้ ถ้าสั่งงานโดยเว้นช่องเหล่านี้ไว้ว่าง ผู้รับเหมาจะออกแบบด้วยสเปกทั่วไป และเมื่อสมมติฐานนั้นไม่ตรงกับการใช้งานจริงของโรงงาน ค่าใช้จ่ายในการแก้งานย้อนหลังจะตกเป็นภาระของฝ่ายผู้ว่าจ้าง การมีตัวเลขอยู่ในสเปกหรือไม่ คือจุดชี้ขาดว่าการจ้างภายนอกจะสำเร็จหรือไม่

ปรับปรุงเซอร์โวและอินเวอร์เตอร์ในไทยแล้วใช้สิทธิประโยชน์ BOI ได้หรือไม่

มีโอกาสเข้าข่ายมาตรการเพิ่มประสิทธิภาพสำหรับโครงการที่ดำเนินการอยู่แล้ว การปรับเปลี่ยนเครื่องจักรและระบบอัตโนมัติอยู่ในมาตรการ 1.1 ซึ่งยกเว้น CIT ที่เพดาน 50% ของเงินลงทุน ส่วนการประหยัดพลังงาน พลังงานทดแทน และการลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม อยู่ในมาตรการ 1.4 ซึ่งเพดาน 100% เงินลงทุนขั้นต่ำคือ 1 ล้านบาท โดยไม่รวมค่าที่ดินและเงินทุนหมุนเวียน ประเด็นสำคัญคือ การเปลี่ยนเป็นเซอร์โวไม่ทำให้ค่าไฟลดลง จึงยื่นขอในมาตรการประหยัดพลังงานไม่ได้ และถ้าเหมารวมการติดอินเวอร์เตอร์ไปเป็นระบบอัตโนมัติ ก็จะใช้เพดาน 100% ไม่ได้ อนึ่ง แม้จะเป็นมาตรการ 1.1 หากมีการใช้ผู้ประกอบการอุตสาหกรรมระบบอัตโนมัติภายในประเทศไทยตั้งแต่ 30% ขึ้นไปของมูลค่าเครื่องจักรที่ปรับเปลี่ยน ก็ได้เพดาน 100% เช่นกัน อย่างไรก็ตาม เนื้อหามาตรการมีการปรับแก้ได้ และการอนุมัติขึ้นอยู่กับการพิจารณาเป็นรายกรณี จึงจำเป็นต้องตรวจสอบล่วงหน้ากับสำนักงานคณะกรรมการส่งเสริมการลงทุน หรือผู้เชี่ยวชาญที่ชำนาญงานยื่นขอ

สรุป

การเลือกระหว่างการควบคุมเซอร์โวกับการควบคุมอินเวอร์เตอร์ ไม่ใช่งานเปรียบเทียบแคตตาล็อกมอเตอร์ แต่เป็นปัญหาของการนิยามว่าแกนนั้นเรียกร้องตำแหน่ง หรือเรียกร้องเพียงความเร็ว และความเสียหายจริงจากการเลือกผิดปรากฏชัดที่สุด เมื่อไม่มีใครตรวจสอบเส้นแบ่งที่สอง นั่นคือลักษณะแรงบิดของโหลด

งาน “ติดอินเวอร์เตอร์” แบบเดียวกัน ให้ผลคืนทุน 1.1 ปีกับโหลดแรงบิดแปรผันตามกำลังสอง 5.4 ปีกับโหลดแรงบิดคงที่ และกลายเป็นค่าไฟเพิ่มขึ้นปีละ 31,284 บาทกับเครื่องที่เดินเต็มพิกัดตลอดเวลา สิ่งที่สร้างความต่างนี้ไม่ใช่สมรรถนะของอุปกรณ์ แต่คือรูปแบบการเดินเครื่องและลักษณะของโหลด ส่วนการเปลี่ยนเป็นเซอร์โวไม่ทำให้ค่าไฟลด ผลจะออกที่เวลาเปลี่ยนรุ่น ในกรณีตัวอย่างคือปีละ 375 ชั่วโมง คิดเป็นมูลค่า 318,750 บาท และคืนทุน 2.4 ปี ความต่างเชิงคุณสมบัตินี้ยังสอดคล้องตรงกับหมวดการยื่นขอของ BOI ด้วย โดยการแยกยื่นหรือไม่แยกทำให้วงเงินยกเว้น CIT ต่างกัน 363,500 บาท

ลำดับที่ควรทำคือ วัด แยกด้วยลักษณะของโหลด แยกการยื่นขอ แล้วจึงสั่งงาน รวม 4 ขั้นตอน โครงการที่ข้าม 2 ขั้นแรกไป คือโครงการที่คืนทุนน้อยที่สุด

หากท่านกำลังลำบากใจกับการคัดแยกลักษณะของโหลดของเครื่องจักรเป้าหมาย หรือการเรียบเรียงข้อเรียกร้องก่อนถ่ายลงสเปกสั่งงาน ในการพิจารณาปรับปรุงระบบควบคุม ขอเชิญติดต่อ TOMAS TECH ได้ตามสะดวก เรารับปรึกษาตั้งแต่ขั้นที่ยังระบุเครื่องจักรเป้าหมายไม่ได้ หรือยังไม่มีข้อมูลที่วัดจริง เราให้บริการแก่โรงงานในประเทศไทย ตั้งแต่การวัดจริงที่หน้างาน การจัดทำสเปก ไปจนถึงการเริ่มเดินเครื่องหลังติดตั้ง โปรดติดต่อผ่าน แบบฟอร์มติดต่อสอบถาม

แหล่งอ้างอิง

• อินเวอร์เตอร์กับเซอร์โวต่างกันอย่างไร – Yaskawa Electric
• ความรู้พื้นฐานเรื่องวิธีควบคุมของอินเวอร์เตอร์และวิธีการเลือกใช้ – Yaskawa Electric
• การประหยัดพลังงานจริงจากการควบคุมรอบหมุนของปั๊มและพัดลม – Japan Electric Engineers Association
• ERC sets power tariff at 3.95 baht per unit for May-August – Nation Thailand, 1 เมษายน 2026
• Measure for Industrial Upgrades towards Smart and Sustainable Industry – Thailand Board of Investment
• เซอร์โวมอเตอร์และการควบคุมตำแหน่งคืออะไร – Softech