หน้าแรกKM
แหล่งเก็บความรู้ในองค์กร
กระดานข่าวKM
คณะทำงานKM
ติดต่อสอบถาม
Knowledge Management           Knowledge   Management         Knowledge    Management

บทนำ
                GOVERNOR ในด้านวิศวกรรมหมายถึง เครื่องควบคุมความเร็วเครื่องจักร
ซึ่งรถจักรดีเซลไฟฟ้าที่ใช้งานในการรถไฟแห่ง-ประเทศไทย   จะใช้อุปกรณ์ซึ่งเรียกว่า Governor
 มาควบคุมความเร็วรอบของเครื่องยนต์ รถจักรดีเซลไฟฟ้า ALSTHOM เริ่มเข้ามาใช้งาน
ในการรถไฟแห่งประเทศไทยเมื่อปี2517โดยใช้เครื่องยนต์PIELSTICK 16PA4V185 CP,VG
เป็นต้นกำลังมี PGAV Governor ควบคุมความเร็วรอบของเครื่องยนต์ โดยอาศัยระบบกลไก
ทางกลควบคุมการทำงาน จนถึงประมาณปี 2538 PGAV Governor มีความชำรุดเพิ่มมากขึ้น
เนื่องจาก PGAV Governor ประกอบด้วยระบบกลไกหลายๆชิ้น ต้องทำงานสัมพันธ์กัน 
เมื่อใช้งานไประยะหนึ่งความสึกหรอของชิ้นส่วนต่างๆจะเกิดขึ้นทุกๆส่วนพร้อมกัน
ความมีเสถียรภาพของระบบย่อมลดลงทำให้เกิดความชำรุดขณะใช้งาน  
เมื่อ PGAV Governor ถูกส่งเข้ารับการซ่อมไม่ว่าจะเป็นการซ่อมในวาระปกติ
หรือนอกวาระ การจัดหาอะไหล่สำหรับสนับสนุนงานซ่อมให้ได้มาทุกชิ้นส่วนนั้นทำได้ลำบาก
 ราคา Complete  Set และ Overhaul Kit มีราคาสูงประกอบกับบริษัทผู้ผลิตได้ลดจำนวนการผลิตลง
 และเปลี่ยนนโยบายผลิต Digital Electronic Speed Governor  ซึ่งเป็นระบบใหม่มาใช้ทดแทน
ระบบเดิม เนื่องจากมีข้อดี คือ ระบบทำงานได้อย่างถูกต้องมีเสถียรภาพของระบบสูง
บำรุงรักษาง่าย และราคาถูกกว่าแบบเดิมมาก  และการว่าจ้างให้เอกชนภายนอกรับ PGAV Governor
 ไปทำการซ่อมเมื่อนำมาใช้งานเกิดความชำรุดบ่อยเช่นเดียวกัน 
 ฝ่ายการช่างกลเล็งเห็นผลกระทบที่อาจจะก่อให้เกิดความเสียหายในอนาคต 
  จึงมีนโยบายนำ Digital Electronic Speed Governor  เข้ามาทดลองติดตั้งใช้งานในรถจักร
 ALSTHOM ประมาณปี 2540 อันเนื่องมาจากในขณะนั้นระบบการ Control รอบของเครื่องยนต์
ที่ใช้ในงานด้านต่างๆ เช่น ชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (Generator set), ระบบการลำเลียงใน
โรงงานอุตสาหกรรม (Industrial Vehicles),เครื่องยนต์รถจักร(Locomotive engine),
เรือเดินทะเล(Marine) ในหลายประเทศได้หันมาใช้ Digital Electronic Speed Governor
อันเนื่องมาจากข้อดีดังที่กล่าวมาแล้วข้างต้น 

ระบบการทำงานของ Digital Electronic Speed Governor 


เนื่องจาก HEINZMANN Governor และ WOODWARD Governor มีลักษณะการทำงานที่คล้ายกัน
จึงขออธิบายเฉพาะของ HEINZMANN Governor คร่าวๆซึ่งได้ติดตั้งใช้งานในรถจักร พอให้ผู้อ่านเข้าใจ
ถึงหลักการทำงานเป็นอย่างไร   Digital Electronic Speed Governor ประกอบด้วย 2 ส่วนใหญ่ๆ 
คือ Hardware และ Software   Hardware ประกอบไปด้วย
กล่อง Control Unit  เป็นกล่องที่เก็บอุปกรณ์ที่สำคัญ เช่น ชุด Control Unit เปรียบ
เสมือนสมองของระบบอุปกรณ์ที่สำคัญภายในประกอบไปด้วย Microprocessor
Motorola 68332 และหน่วยความจำ (Memory), DC/DC Converter
ทำหน้าที่เป็นแหล่งจ่ายไฟให้กับระบบและชุด Interface ประกอบด้วย Card
อิเลคทรอนิคส์ จำนวน 6 Card ได้แก่ X1, X2, X3, X6, X7, X9


ชุด Sensors ประกอบด้วย
1.Sensor ชนิดตรวจวัดแรงดันของลมเร่งรอบเครื่องยนต์ (Speed set point)
2.Sensor ชนิดตรวจวัดแรงดันของน้ำมันหล่อลื่นเครื่องยนต์(Oil pressure)
3.Sensor ชนิดตรวจวัดแรงดันของ Boost Pressure (Turbocharger)
4.Sensor ชนิดตรวจวัดอุณหภูมิของน้ำระบายความร้อนของเครื่องยนต์   
5.Magnetic pickup เป็นชนิด Inductive sensor ทำหน้าที่สร้างความถี่เพื่อส่งสัญญาณ
กลับไปที่กล่อง Control Unit เสมือนเป็นอุปกรณ์สำหรับตรวจวัดรอบของเครื่องยนต์
Actuator เป็นแบบ DC disk motor มีหน้าที่ดึงเพลา (Linkage) ของปั๊มน้ำมันเชื้อเพลิง
(Injection pump) เพื่อเพิ่มหรือลดปริมาณของน้ำมันเชื้อเพลิงตามการสั่งการของ ชุด  
Control Unit รูปด้านบนแสดง Block Diagram อธิบายระบบการควบคุมสำหรับรถจักรดีเซลไฟฟ้า
   Digital Control หรือ กล่อง Control Unit จะอาศัยแรงดันไฟฟ้าขนาด 24 Volt. เป็นแหล่งจ่ายไฟ

Sensors ทั้งหลาย เช่น Magnetic pickup ส่งสัญญาณให้กับ Control Unit
เพื่อประมวลผลรอบของเครื่องยนต์ , Boost pressure sensor ส่งสัญญาณให้กับControl Unit
 เพื่อตรวจวัดแรงดันอากาศที่ Turbocharger อัดอากาศมานั้น ประมวลผลว่าเพียงพอ
หรือไม่เพื่อควบคุมไม่ให้ควันไอเสียดำมากในกรณีที่ Turbocharger ชำรุด,
Temperature sensorส่งสัญญาณให้กับ Control Unit เพื่อตรวจวัดอุณหภูมิของน้ำ
ระบายความร้อน เพื่อป้องกันความเสียหายที่อาจจะเกิดกับเครื่องยนต์ในกรณีที่
อุณหภูมิของน้ำระบายความร้อนสูงเกิดพิกัดที่กำหนดไว้,Oil pressure sensor
มีหน้าที่คล้ายกับTemperature sensor แตกต่างกันตรงที่ Oil pressure sensor ตรวจ
วัดแรงดันของน้ำมันหล่อลื่นเครื่องยนต์ เพื่อป้องกันความเสียหายที่อาจจะเกิดกับ
เครื่องยนต์ในกรณีที่แรงดันของน้ำมันหล่อลื่นต่ำกว่าพิกัดที่กำหนดไว้ , Speed set point
 เป็น Sensor ที่ตรวจวัดแรงดันของลมเร่งรอบแล้วส่งสัญญาณกลับไปที่ Control Unit
 เพื่อประมวลผลแล้วสั่งการไปที่ Actuator ให้ควบคุมปั๊มน้ำมันเชื้อเพลิงทำการเพิ่ม
หรือลดปริมาณน้ำมันเชื้อเพลิง  สัญญาณ Digital signal การกดปุ่ม Start เครื่องยนต์
จะมีสัญญาณส่งไปที่ Control Unit เพื่อให้เกิดการควบคุมให้ Actuator บวกน้ำมัน
เชื้อเพลิงเพื่อให้สามารถติดเครื่องยนต์ได้  ในทางตรงกันข้ามเมื่อกดปุ่มดับเครื่องยนต์
จะมีสัญญาณส่งไปที่ Control Unit เพื่อให้เกิดการควบคุมให้ Actuator ควบคุมปิดทาง
น้ำมันเชื้อเพลิงทำให้เครื่องยนต์ดับในกรณีที่เกิดเหตุการณ์ล้อของรถจักรหมุนฟรี
 (Wheel slip) จะมีสัญญาณส่งไปที่ Control Unit เพื่อให้เกิดการควบคุมให้ลดการ
 Excite field ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า(Alternator) ทำให้มีการจ่ายกระแสไฟไปที่
มอเตอร์ขับเคลื่อน(Traction motor) ลดลง และมีการควบคุมให้ลดรอบของ
เครื่องยนต์ลงด้วย เป็นการช่วยให้ล้อของรถจักรลดการหมุนฟรี (Wheel slip)ลง
จนกระทั้งกลับสู่สภาวะปกติ สัญญาณ Feedback จาก Actuator เพื่อให้ Control Unit
 ทราบตำแหน่งของเพลา Actuator ว่าอยู่ในตำแหน่งถูกต้องตามที่ Control Unit
ควบคุมหรือไม่ ทั้งหมดที่ได้กล่าวมาเป็นส่วนทางด้าน Input ของกล่อง Control Unit
  ส่วนทางด้าน Output ประกอบไปด้วย Actuator โดยรับสัญญาณจากกล่อง Control Unit
 ควบคุมปั๊มน้ำมันเชื้อเพลิง(Injection pump) ให้เพิ่ม-ลดปริมาณน้ำมันเชื้อเพลิง ,
สัญญาณ Digital เช่น Oil alarm และ Common alarm จะส่งออกจากกล่อง
 Control Unit ในกรณีที่เกิดความผิดปกติทำให้หลอดสีแดงที่กล่อง Control Unit
ติดแสดง ส่วนในสภาวะปกติจะมีเฉพาะหลอดสีเขียวเท่านั้นที่ติดแสดง สุดท้ายสัญญาณ
 Load control ที่จ่ายออกมา 0-20 mA. ผ่าน Interface นั้นคือ Card X9 ขยายสัญญาณ
เป็น 0-32 mA. เพื่อจ่ายไปที่ EVR-STE ควบคุมให้ระบบ Excitation ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
 (Alternator) ให้เหมาะสมกับสภาวะโหลด(Load)
Software  

  
                 Software หรือชุดคำสั่งที่นำมารวมกันเป็นโปรแกรมที่คอมพิวเตอร์ใช้งานนั้นคือ
โปรแกรม DcDesk2000 หลังจากที่ได้ต่อสายติดต่อสื่อสารระหว่าง Computer กับกล่อง
Control Unit แล้วเมื่อเปิดโปรแกรม DcDesk2000 จะปรากฏหน้าต่างโปรแกรมซึ่งมีลักษณะ
เหมือนโปรแกรมทั่วไปในส่วนของแถบเมนูเป็นที่รวบรวมคำสั่งต่างๆ
เช่น File, Governor, Graphic, Error, Option, Window, Help แต่ขออธิบายเฉพาะคำสั่ง
ที่สำคัญ เมื่อคลิกที่คำสั่ง Governor แล้วเลือก Start Communication จะปรากฏหน้าต่าง
โปรแกรมซึ่งประกอบไปด้วยหน้าต่างย่อยได้แก่
1.Parameters สำหรับตั้งค่าเฉพาะต่างๆของ Governor และ Engine
2.Functionsสำหรับเลือกการตั้งค่าหน้าที่ต่างๆของ Governor ซึ่งเลือกได้ 2 ค่า
 คือ “0” หมายถึงการปิด Function นั้นไม่ให้ทำงานและ “1” หมายถึงการเปิด Function
นั้นให้ทำงาน
3.Measurements สำหรับตรวจสอบค่าต่างๆที่ Sensors ตรวจจับได้และคำนวณ
แล้วแสดงผลเป็นตัวเลขแสดงในหน้าต่างนี้ซึ่งเป็นค่าที่วัดได้ในขณะนั้น
4.Curves สำหรับกำหนดค่าเฉพาะของ Curve ต่างๆซึ่งจะมีผลต่อเครื่องยนต์
นั้นตามต้องการ เช่น เส้นโค้งจำกัดปริมาณน้ำมันเชื้อเพลิง (fuel limit curves),เส้นโค้งการ
Excite ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า( alternator excitation curves), เส้นโค้งการเตือนของ
การตรวจวัดค่าแรงดันน้ำมันหล่อลื่น (oil pressure monitoring curves)  เป็นต้น
                Graphic menu เป็นเมนูคำสั่งที่น่าสนใจส่วนหนึ่งใช้สำหรับเลือกการแสดงผลต่างๆ
ที่ Governor วัดได้ Graphic menu ที่จะขอแนะนำ คือ
                Graphic menu - Overview เป็นหน้าต่างที่แสดงผลคล้ายๆกับหน้าปัดรถยนต์
ซึ่งแสดงผลรอบของเครื่องยนต์, ตำแหน่งของเพลา Actuator , Speed set point โดยแสดงในลักษณะเป็นแบบเข็ม  
ในระบบ อุปกรณ์ด้าน Graphic menu- Curves  ซึ่งนำค่า Parameterต่างๆที่ได้ตั้งไว้มาแสดงผลในรูป
ของเส้นกราฟ และสามารถปรับตั้งค่าแกน X และแกน Yได้ตามต้องการโดยการกดคลิก
ที่ปุ่ม Edit  และเมื่อคลิกที่ปุ่ม Start จะปรากฏจุดหนึ่งจุดวิ่งไป-มาในกราฟนั้นคือตำแหน่งที่
 Governor ทำงานขณะนั้น หรือค่าที่ Sensors ต่างๆวัดได้
                Graphic menu- Curves VS. Time มีหน้าที่เหมือนกับ Overview ต่างกันตรงที่จะ
แสดงค่าปริมาณที่วัดได้ (แกนY) เทียบกับเวลา(แกนX) และสามารถแสดงผลการวัดค่าต่างๆ
หลายๆค่ามาแสดง
พร้อมกันบนกราฟเดียว เหมาะสำหรับการตรวจวัดเพื่อวิเคราะห์หาสาเหตุความชำรุดหรือ
ความผิดปกติของ Governor/Engine

บทสรุป
ปัจจุบันรถจักร ALSTHOM ที่ใช้งานได้มีจำนวน 104 คัน ดำเนินการติดตั้ง 
Digital Electronic Speed Governor ไปแล้วจำนวน 49 คัน และ รถจักร ALSTHOM
ที่เปลี่ยนเครื่องยนต์ ใหม่เป็น GANZ ENGINE ซึ่งใช้ Digital Electronic Speed Governor
ในการควบคุมอีกจำนวน 5 คัน เหลือจำนวนที่ยังใช้ PGAV Governor จำนวน 50 คัน
(สำรวจเมื่อ 6 มี.ค.51)

               
ขณะนี้ยังมีชุด Digital Electronic Speed Governor ที่ได้จัดหาแล้วและรอประกอบบนรถจักร
ALSTHOM เพิ่มอีกจำนวนหนึ่ง  
                Digital Electronic Speed Governor เมื่อเปรียบเทียบกับ PGAV  Governor
ในเรื่องของ Function การทำงาน Digital Electronic Speed Governor ก็เปรียบเสมือน
จำลองการทำงานเช่นเดียวกับ PGAV  Governor เช่น ระบบการควบคุมรอบเครื่องยนต์,
 ระบบควบคุม Excitation ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (Alternator), Slip protection ,
Low oil pressure protection   แต่จุดเด่นของ Digital Electronic Speed Governor
คือระบบการทำงานจะมีเสถียรภาพดีกว่า การตรวจสอบการทำงานของระบบทำได้ง่าย
และสามารถแสดงรายละเอียดอื่นๆ เช่น แรงดันของน้ำมันหล่อลื่นเครื่องยนต์,อุณหภูมิของ
น้ำระบายความร้อนแรงดัน Boost pressure, ความเร็วรอบของเครื่องยนต์, ตำแหน่งของ
Actuator ที่ดึงเพลาเพิ่ม-ลดน้ำมันเชื้อเพลิงของปั๊มน้ำมันเชื้อเพลิง แสดงได้บนหน้าจอ
Computer ในขณะที่ของเดิมจะต้องติดตั้งเครื่องมือวัดหลายๆจุดและการตรวจดูผลการ
วัดค่าทำได้ลำบาก  เนื่องจากตำแหน่งแต่ละจุดอยู่ห่างกันมากและผลการวัดค่าทั้งหมดของ
Digital Electronic Speed Governor สามารถบันทึกเป็นfile electronic เพื่อนำมาวิเคราะห์
ในห้อง Lab ได้  อีกทั้งขณะใช้งานเมื่อเกิดความผิดปกติของเครื่องยนต์และของ Governor
ระบบจะบันทึกผลเก็บลงในหน่วยความจำใน Control Unit ไว้เสมอทุกครั้ง
 ผู้มีหน้าที่เกี่ยวข้องสามารถเข้าไปตรวจสอบความผิดปกติที่เกิดขึ้นได้ทำให้สามารถ
แก้ไขข้อขัดข้องได้ถูกต้องและรวดเร็วลดความเสียหายที่จะเกิดในภายหลังได้ 
ค่า Parameter และ Function ต่างๆที่ได้ปรับตั้งไว้เมื่อบันทึกเก็บลงในหน่วยความจำของ
Control Unit แล้ว ยังสามารถ Load ข้อมูลต่างๆทั้งหมดของ Control Unit นั้นเก็บไว้ใน
Computer เพื่อนำมาวิเคราะห์ในภายหลังได้หรือสามารถ Load ข้อมูลลงใน Control Unit
ชุดอื่นๆได้เพื่อให้สามารถทำงานได้เหมือนกับ Control Unit ต้นแบบเป็นการลดระยะเวลา
ในการปรับตั้ง Parameter และ Function ของ Control Unit ในตัวถัดๆไป
                ปัจจุบันหน่วยงานที่รับผิดชอบด้านการซ่อมบำรุงที่มีองค์ความรู้ในเรื่องนี้มี
ค่อนข้างจำกัด   ส่วนใหญ่จะอยู่ในส่วนกลาง เช่นโรงงานมักกะสัน โรงรถจักรดีเซลบางซื่อ เป็นต้น
  หากรถจักรที่ติดตั้งระบบ Digital Electronic Speed Governor เกิดความชำรุดทาง
ด้านเครื่องยนต์หรือ Governor ในเขตรับผิดชอบส่วนภูมิภาค พนักงานรถจักรผู้ใช้งาน หรือหน่วยซ่อม
ในพื้นที่ จะสามารถทำได้เพียงตรวจสอบอุปกรณ์ด้าน Hardware เท่านั้น แต่ไม่สามารถตรวจสอบ
ความผิดปกติที่เก็บบันทึกใน Control Unit ได้เนื่องจากขาดอุปกรณ์ทางด้าน Software ที่ใช้ตรวจสอบ 
 ทำให้การหาสาเหตุเพื่อแก้ไขข้อขัดข้องอาจใช้ระยะระยะเวลานานหรือแก้ไขไม่ตรงจุด 
ซึ่งอาจเป็นอันตรายต่อเครื่องยนต์หรือตัวผู้ปฏิบัติงานเอง  ดังนั้นผู้ที่มีหน้าที่เกี่ยวข้อง
ควรศึกษาทำความเข้าใจ Digital Electronic Speed Governor ให้ชำนาญอีกทั้งควรจัดหาอุปกรณ์
ที่ต้องใช้ตรวจสอบระบบการทำงานของ Digital Electronic Speed Governor
ให้เหมาะสมเพียงพอต่อผู้ปฏิบัติงาน  เชื่อว่าทางเลือกที่นำเอา Digital Electronic
Speed Governor มาใช้เป็นทางเลือกที่เหมาะสมแล้วกับสถานการณ์ปัจจุบัน

 

 

                                                                 คณะทำงาน Knowledge Management ฝ่ายการช่างกล

                                                                           Fax.022204524 Tel.8242254  tandast@hotmail.com