บทนำระบบนิวแมติกส์ จัดทำโดยนายนภดล ชัยนราทิพย์พร

ความหมาย ระบบนิวแมติกส์ หมายถึง ระบบการส่งกำลังจากต้นทางไปยังปลายทางโดยอาศัยลมเป็นตัวกลางในการส่งกำลังและควบคุมการทำงาน ลักษณะการควบคุมโดยส่วนใหญ่แล้วจะเป็นการควบคุมแบบเปิด-ปิด

อุปกรณ์ของระบบนิวแมติกส์ Air comporessor (เครื่องอัดลม) ทำหน้าที่ผลิตลมอันให้ได้ความดันตามที่ต้องการ โดยจะดูดอากาศที่ความดันบรรยากาศแล้วอัดให้มีความดันเพิ่มสูงขึ้น ลมอันที่ผลิตได้จะถูกเก็บไว้ที่ถังพักลมอัดก่อนที่จะจ่ายให้ระบบ

อุปกรณ์ของระบบนิวแมติกส์ Receiver (ถังพักลมอัด) มีหน้าที่เก็บปริมาณลมอัดที่ผลิตได้จากเครื่องอัดลม ให้มีปริมาณลมอัดที่เพียงพอกับการจ่ายให้กับระบบและยังช่วยรักษาระดับความดันให้คงที่ ยังช่วยระบายความร้อนจากลมอัด ซึ่งจะทำให้ไอน้ำที่ผสมเข้ามากับลมอัดเกิดการควบแน่นเป็นน้ำอยู่ที่ถังพัก และสามารถระบายออกได้ที่วาล์วระบายด้านล่าง

อุปกรณ์ของระบบนิวแมติกส์ After cooler (เครื่องระบายความร้อนลมอัด) ทำหน้าที่ระบายความร้อนลมอัดให้มีอุณหภูมิลดลงทำให้ไอน้ำหรือความชื้นที่ผสมกับลมอัดกลั่นตัวเป็นหยดน้ำ จึงเป็นตัวดึงเอาไอน้ำออกจากลมอัด

อุปกรณ์ของระบบนิวแมติกส์ Main Air Filter (เครื่องกรองลมหลัก) มีหน้าที่กรองเศษฝุ่นละออง และไอน้ำที่ผสมมากับลมอัดให้สะอาดก่อนนำลมอัดไปใช้งาน ซึ่งลมอัดที่เข้ามาจะมีความดันและจะไหลลงไปที่ตัวกรองที่เป็นรูปกรวย ทำให้เกิดการหมุนเหวี่ยงเศษฝุ่นผงซึ่งจะไปติดค้างที่ไส้กรอง และน้ำจะตกลงด้านล่างซึ่งมีรูระบายออก จึงทำให้ลมอัดที่ไหลออกไปมีความแห้งและสะอาดยิ่งขึ้น

อุปกรณ์ของระบบนิวแมติกส์ Air Dryer (เครื่องกำจัดความชื้น) ทำหน้าที่กำจัดความชื้นออกจากลมอัด โดยปกติเครื่องระบายความร้อนไม่สามารถที่จะกำจัดความชื้นหรือไอน้ำออกได้หมดจึงจำเป็นจะต้องมีอุปกรณ์ที่ทำให้ลมอัดแห้งปราศจากความชื้น เพื่อไม่ให้เกิดสนิมภายในอุปกรณ์

อุปกรณ์ของระบบนิวแมติกส์ Service Unit (ชุดปรับสภาพของลมอัด) ในระบบนิวแมติกส์ก่อนนำลมอัดไปใช้งาน จะต้องมีอุปกรณ์ช่วยทำความสะอาดลมอัดอีกครั้งหนึ่ง รวมทั้งจะต้องรักษาแรงดันลมอัดให้ได้ตามต้องการ และบางครั้งต้องผสมละอองหล่อลื่นให้กับอุปกรณ์ในวงจรนิวแมติกส์ด้วยประกอบด้วย

อุปกรณ์ของระบบนิวแมติกส์ Service Unit (ชุดปรับสภาพของลมอัด) Filter (ตัวกรองลมอัด) มีหน้าที่กำจัดสิ่งสกปรกฝุ่นละอองและไอน้ำที่ผสมมากับลมอัด Pressure Regulator (ตัวควบคุมความดัน) มีหน้าที่ควบคุมความดันลมอัดด้านใช้งานให้คงที่ และรักษาปริมาณลมอัดในการใช้งานให้คงที่ Lubricator (ตัวผสมละอองน้ำมันหล่อลื่น) มีหน้าที่จ่ายสารหล่อลื่นให้กับอุปกรณ์นิวแมติกส์ เพื่อช่วยลดการสึกหรอและป้องกันการเกิดสนิมในอุปกรณ์ต่างๆ Pressure Gauge (เกจวัดความดัน)ใช้สำหรับวัดความดัน ปกติจะติดตั้งอยู่ทางออกของตัวควบคุมความดันลมอัด

อุปกรณ์ของระบบนิวแมติกส์ อุปกรณ์ทำงานในวงจรควบคุมนิวแมติกส์ Directional Control Valve (วาล์วควบคุมทิศทาง) มีหน้าที่เปลี่ยนทิศทางการไหลของลมอัดทำให้อุปกรณ์ทำงานของระบบนิวแมติกส์เคลื่อนที่ตามทิศทางที่ต้องการ Flow Control Valve (วาล์วควบคุมอัตราการไหล) มีหน้าที่ควบคุมการเคลื่อนที่ของอุปกรณ์ทำงาน ให้ช้าหรือเร็ว โดยการปรับอัตราการไหลของลมอัด Cylinder (กระบอกสูบ) เป็นอุปกรณ์ทำงานชนิดหนึ่งในระบบนิวแมติกส์ที่มีการเคลื่อนที่แบบเชิงเส้น ซึ่งทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานลมอัดเป็นพลังงานกล

อุปกรณ์ของระบบนิวแมติกส์ อุปกรณ์ทำงานในวงจรควบคุมนิวแมติกส์ ประกอบด้วยระดับการควบคุมดังต่อไปนี้ Sensor

วิธีการควบคุมระบบนิวแมติกส์ การควบคุมด้วยลมอัด (Pneumatic) จะใช้ลมอัดเป็นต้นกำลังและเป็นสัญญาณให้การควบคุมอุปกรณ์นิวแมติกส์ให้ทำงานตามที่ต้องการ เหมาะกับลักษณะงานที่จะก่อให้เกิดอันตราย ไม่สามารถใช้สัญญาณไฟฟ้าในการควบคุมได้ การควบคุมนิวแมติกส์ด้วยไฟฟ้า (Electro Pneumatic) ใช้ลมอัดเป็นต้นกำลังและสัญญาณไฟฟ้าในการควบคุมอุปกรณ์นิวแมติกส์ให้ทำงาน โดยอาศัยรีเลย์เป็นอุปกรณ์หลักในการควบคุม ข้อเสีย มีความยุ่งยากในการต่อวงจรควบคุม ไม่เหมาะกับงานที่มีการเปลี่ยนแปลงการทำงานอยู่บ่อยๆ

วิธีการควบคุมระบบนิวแมติกส์ การควบคุมนิวแมติกส์ด้วย PLC คล้ายกับการควบคุมนิวแมติกส์ไฟฟ้า แต่ใช้ PLC เป็นตัวควบคุมแทนระบบควบคุมด้วยรีเลย์ ข้อดี สามารถควบคุมการทำงานที่ยุ่งยาก ซับซ้อนได้ดี เหมาะกับงานที่มีการเปลี่ยนแปลงแก้ไขบ่อยๆ

อุปกรณ์ทำงานในระบบนิวแมติกส์ ทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานของแรงดันลมให้เป็นพลังงานกลในรูปแบบต่างๆ ในที่นี้จะอธิบายอุปกรณ์ทำงานเคลื่อนที่ในแนวเส้นตรง Single Acting Cylinder (กระบอกสูบทำงานทางเดียว) จะใช้ลมอัดลูกสูบด้านเดียว ส่วนอีกด้านจะเป็นด้านระบาย และเลื่อนกลับด้วยสปริงภายใน Double Acting Cylinder (กระบอกสูบทำงานสองทาง) ใช้ลมอัดดันให้ก้านสูบเลื่อนออกและเลื่อนเข้าทั้งสองด้าน

อุปกรณ์ทำงานในระบบนิวแมติกส์ ทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานของแรงดันลมให้เป็นพลังงานกลในรูปแบบต่างๆ แบ่งตามลักษณะการเคลื่อนที่ได้ 3 ประเภท อุปกรณ์ทำงานเคลื่อนที่ในแนวเส้นตรง Cushion Cylinder (กระบอกสูบทำงานสองทางแบบมีตัวกันกระแทก) ออกแบบให้มีเบาะลมต้านการกระแทกของลูกสูบก่อนจะสุดช่วงชัก โดยการบังคับให้ลมไหลผ่านช่องแคบๆ ที่อาจจะปรับค่าได้

อุปกรณ์ทำงานในระบบนิวแมติกส์ Rod less Cylinder (กระบอกสูบแบบไม่มีก้านสูบ) เหมาะกับงานที่ต้องการช่วงชักยาว พื้นที่ใช้งานจำกัด การทำงานจะใช้ลมอัดไปดันลูกสูบที่มีแม่เหล็กติดไว้กับลูกสูบให้เคลื่อนที่ เป็นผลทำให้ปลอกเลื่อนภายนอกซึ่งก็มีแม่เหล็กติดอยู่เคลื่อนที่ตามไปด้วย