สถานที่ใกล้เคียง

สิ่งนี้จะอธิบายถึงความจำเป็นและวิธีการของมาตรการด้านสิ่งแวดล้อมภายในแผงควบคุม

(1) วิวัฒนาการของ FA และการทำงานและประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นของอุปกรณ์ควบคุม

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ระบบ FA (Factory Automation) ได้กลายเป็นเรื่องธรรมดาในโรงงานผลิต ภายในโรงงานต่างๆ หุ่นยนต์และเครื่องจักรอัตโนมัติไม่ได้ถูกติดตั้งแค่ที่ชั้นหนึ่งเท่านั้น แต่ยังติดตั้งไปจนถึงชั้นลอยอีกด้วย นับเป็นความก้าวหน้าตามธรรมชาติเพื่อลดต้นทุนผ่านการผลิตจำนวนมาก
อย่างไรก็ตาม แม้ว่าการผลิตจำนวนมากด้วยต้นทุนต่ำจะเป็นไปได้ แต่ก็มีข้อเสียเช่นกัน เช่น ความร้อนที่ปล่อยออกมาจากหุ่นยนต์และเครื่องจักรอัตโนมัติ ซึ่งส่งผลเสียต่ออุปกรณ์ควบคุม โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เมื่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มีขนาดเล็กลงและมีความซับซ้อนมากขึ้น เครื่องจักรและแผงควบคุมก็ยิ่งมีขนาดเล็กลง ความร้อนที่เกิดขึ้นเองก็เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ส่งผลกระทบต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มากขึ้น
อุปกรณ์ควบคุมที่เร็วขึ้น ทรงพลังมากขึ้น และทำงานได้มีประสิทธิภาพมากขึ้น มีข้อดีคือมีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นจากความเร็วในการทำงานที่เพิ่มขึ้น แต่ข้อเสียก็คือต้องติดตั้งในสภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวยต่ออุปกรณ์ควบคุม เช่น ความร้อน ฝุ่นละออง และความชื้น

(2) ผลกระทบจากปัญหาที่เกิดกับอุปกรณ์ควบคุม

ตอนนี้มาดูกันว่าปัญหาเกี่ยวกับอุปกรณ์ควบคุมส่งผลต่อกิจกรรมการผลิตจริงอย่างไร

กรณีที่ 1.

ตัวอย่างเช่น หากแผงควบคุมหยุดทำงาน แม้ว่าจะเป็นเพียง 10 ถึง 20 นาทีก็ตาม เนื่องจากสายการผลิตเป็นระบบที่บูรณาการตั้งแต่ส่วนหน้าไปจนถึงส่วนหลัง ไม่เพียงแต่แผงควบคุมที่หยุดทำงานเท่านั้น แต่สายการผลิตก่อนหน้าและหลังแผงควบคุมก็จะล็อกกันและเครื่องจักรก็จะหยุดทำงานเช่นกัน
ยิ่งไปกว่านั้น หากเตาเผาหรืออุปกรณ์อื่นหยุดทำงาน จะใช้เวลา 1-2 ชั่วโมงจึงจะกลับมาทำงานได้ตามปกติ กล่าวอีกนัยหนึ่ง หากแผงควบคุมใดแผงควบคุมหนึ่งเสียหาย จะสูญเสียเวลาประมาณ 2 ชั่วโมง

กรณีที่ 2.

ตัวอย่างเช่น หากอินเวอร์เตอร์ของคุณหยุดทำงาน การเปลี่ยนอินเวอร์เตอร์ใหม่ย่อมต้องเสียค่าใช้จ่ายในการซื้ออินเวอร์เตอร์ใหม่ การเปลี่ยนแค่แผงวงจรก็อาจมีค่าใช้จ่ายหลายหมื่นเยน
หากไม่มีอะไหล่สำรอง อาจต้องใช้เวลาหลายวันหรือหลายสัปดาห์ในบางกรณี หากอินเวอร์เตอร์เก่า อาจไม่มีการผลิตอีกต่อไป ในกรณีที่ต้องเดินทางไกลหรือเกิดเหตุฉุกเฉิน อาจมีค่าบริการเช่าเพิ่มเติม นอกจากนี้ หากคุณเก็บสินค้าคงคลังไว้เผื่อกรณีฉุกเฉิน สินทรัพย์ในคลังของคุณก็จะเพิ่มขึ้น หากคุณจำเป็นต้องจ้างพนักงานซ่อมบำรุงเพิ่มเติมสำหรับการบำรุงรักษาเชิงป้องกันและการตรวจสอบตามปกติ สิ่งนี้จะนำไปสู่ต้นทุนแรงงานที่สูงขึ้น และคุณต้องเตรียมพร้อมสำหรับค่าใช้จ่ายจำนวนมาก

เหตุการณ์ที่กล่าวมาข้างต้นเกิดขึ้นทุกวันในสถานที่ผลิต ในหัวข้อถัดไป เราจะแนะนำผลกระทบของความร้อนและความชื้น ซึ่งเป็นสาเหตุทั่วไปที่ทำให้เครื่องจักรและแผงควบคุมหยุดทำงานกะทันหัน

(3) ผลกระทบของความร้อนต่ออุปกรณ์

ข้อมูลได้พิสูจน์แล้วว่าความร้อนเร่งอัตราความล้มเหลวของเซมิคอนดักเตอร์และชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์อย่างมีนัยสำคัญ และทำให้อายุการใช้งานสั้นลง กราฟที่ 1 แสดงการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิภายในและภายนอกแผงควบคุมของผู้ผลิตรถยนต์รายหนึ่ง พบว่ามีความแตกต่างของอุณหภูมิประมาณ 15 ถึง 20 องศาเซลเซียสตลอดการทดสอบ

ในแผงที่มีอุณหภูมิภายในถึง 55°C หรือ 60°C อายุการใช้งานของตัวเก็บประจุที่ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะลดลงอย่างมาก ดังที่แสดงในกราฟ ②
กราฟ ② แสดงความสัมพันธ์ระหว่างอายุการใช้งานของตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรไลต์และอุณหภูมิแวดล้อม ซึ่งเรียกว่า "กฎการเพิ่มเป็นสองเท่า 10°C" ที่อุณหภูมิ 30°C อายุการใช้งานของตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรไลต์จะอยู่ที่ประมาณ 80,000 ชั่วโมง แต่ที่อุณหภูมิ 40°C อายุการใช้งานจะลดลงเหลือครึ่งหนึ่ง ที่อุณหภูมิ 60°C อายุการใช้งานจะลดลงเหลือเพียงหนึ่งในสี่ หรือประมาณ 10,000 ชั่วโมง อายุการใช้งานของสารกึ่งตัวนำและส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ก็ลดลงอย่างมากจากความร้อน​

ทุกๆ อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น 10°C อายุการใช้งานจะลดลงครึ่งหนึ่ง

กฎการเพิ่มเป็นสองเท่า 10℃
กราฟทางด้านขวาแสดงความสัมพันธ์ระหว่างอายุการใช้งานของตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรไลต์ที่ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และอุณหภูมิโดยรอบ
หากอุณหภูมิโดยรอบเพิ่มขึ้น 10°C อายุการใช้งานของตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรไลต์จะลดลงครึ่งหนึ่ง
เนื่องจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มีขนาดเล็กลงและมีประสิทธิภาพมากขึ้น ปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้นก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน และแผงควบคุมที่ติดตั้งอุปกรณ์เหล่านี้ก็มีขนาดเล็กลงด้วย ดังนั้นจึงคาดว่าอุณหภูมิภายในแผงควบคุมที่ไม่ได้รับการจัดการอย่างเหมาะสมจะสูงขึ้นกว่าเดิมอีกด้วย

นอกจากนี้ กราฟที่ 3 ยังแสดงความสัมพันธ์ระหว่างอัตราความล้มเหลวของสารกึ่งตัวนำและอุณหภูมิแวดล้อม ซึ่งเรียกว่า "กฎของอาร์เรเนียส" พบว่าอัตราความล้มเหลวต่ำมากที่อุณหภูมิต่ำกว่า 30°C แต่ที่อุณหภูมิ 40°C อัตราความล้มเหลวจะเท่ากับ 1 ที่อุณหภูมิ 60°C อัตราความล้มเหลวจะเพิ่มขึ้นระหว่าง 10 ถึง 30 เท่า และที่อุณหภูมิ 80°C อัตราความล้มเหลวจะเพิ่มขึ้นระหว่าง 100 ถึง 300 เท่า แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่า อัตราความล้มเหลวของสารกึ่งตัวนำและส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์จะเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น​

เมื่ออุณหภูมิโดยรอบเพิ่มขึ้น อัตราความล้มเหลวก็จะเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณ

กฎของอาร์เรเนียส
กราฟทางด้านขวาแสดงความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิโดยรอบของเซมิคอนดักเตอร์และอัตราความล้มเหลว
หากอัตราความล้มเหลวสัมพันธ์ที่ 40°C ถือว่าเป็น "1" จะเพิ่มขึ้นแบบเลขชี้กำลังเป็น "10" ที่ 60°C และ "100" ที่ 80°C
เห็นได้ชัดว่าการระบายความร้อนอุปกรณ์ควบคุมอย่างถาวรจะยังคงเป็นปัจจัยสำคัญในการรับรองการดำเนินงานที่เสถียรอย่างต่อเนื่องของสายการผลิต










 

(4) ผลกระทบของความชื้นต่ออุปกรณ์

นอกจากความร้อนแล้ว ความชื้นก็เป็นหนึ่งในสาเหตุของปัญหาอุปกรณ์ควบคุม ในที่นี้เราจะพิจารณาว่าความชื้นส่งผลต่ออุปกรณ์ควบคุมอย่างไร
อุปกรณ์ควบคุมมีจุดเชื่อมต่อจำนวนมาก และความชื้นคือศัตรูของจุดเชื่อมต่อ กราฟที่ 4 แสดงความสัมพันธ์ระหว่างการกัดกร่อนและความชื้นสัมพัทธ์ และจะเห็นว่าการกัดกร่อนจะรุนแรงขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่อความชื้นเกิน 60% ในประเทศญี่ปุ่น ระดับความชื้นประมาณ 70% ถือว่าปกติ ดังนั้นมาตรการควบคุมความชื้นสำหรับอุปกรณ์ควบคุมจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง นอกจากนี้ ยิ่งอุณหภูมิสูงขึ้น การกัดกร่อนก็จะรุนแรงขึ้น ดังนั้นการควบคุมความชื้นจึงเป็นประเด็นที่ต้องพิจารณาควบคู่ไปกับมาตรการควบคุมความร้อน









 

(5) มาตรการรับมือแบบเดิมและปัญหาต่างๆ

(6) ประโยชน์ของการใช้ตู้ควบคุมความเย็น

1) ผลการระบายความร้อน

ในหน้าก่อนหน้านี้ เราได้กล่าวถึงว่าเครื่องทำความเย็นแบบจุดมีอุณหภูมิการคายประจุต่ำ แต่บางคนอาจสงสัยว่าอุณหภูมิการคายประจุของ เครื่องปรับอากาศสำหรับตู้ควบคุม จะเป็นเช่นเดียวกันหรือไม่ โดยทั่วไปแล้ว เครื่องทำความเย็นแบบจุดจะมีความแตกต่างของอุณหภูมิการคายประจุ (ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างการดูด เครื่องปรับอากาศสำหรับตู้ควบคุม และใช้งานภายใต้สภาวะอุณหภูมิและความชื้นทั่วไปของฤดูร้อนของญี่ปุ่น ก็อาจเกิดการควบแน่นได้ (กราฟ ⑤)

ด้วยเหตุนี้ Apiste จึงมุ่งเน้น "การออกแบบระบบระบายความร้อนแบบอ่อน" อันเป็นเอกลักษณ์เฉพาะ ซึ่งป้องกันการควบแน่นโดยรักษาความแตกต่างของอุณหภูมิที่ระบายออกให้ไม่เกิน 8°C โดยคำนึงถึงความชื้นเฉลี่ยในฤดูร้อนของญี่ปุ่นที่ 60% การทำความเย็นอย่างช้าๆ ขณะลดความชื้นช่วยป้องกันการควบแน่น ส่วนประกอบทุกชิ้นที่ประกอบขึ้นเป็นวงจรทำความเย็นได้รับการตรวจสอบและปรับปรุงการออกแบบวงจรทำความเย็นที่เป็นเอกลักษณ์เฉพาะ ส่งผลให้ระบบทำความเย็นมีประสิทธิภาพและอ่อนโยนต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์





 

2) เอฟเฟกต์ป้องกันฝุ่น

เนื่องจากโครงสร้างแยกอากาศภายในออกจากอากาศภายนอกอย่างสมบูรณ์ แผงควบคุมที่ติดตั้งตัวระบายความร้อนจึงอยู่ในสถานะปิดผนึกอิสระในเชิงพื้นที่ ซึ่งช่วยป้องกันฝุ่นละอองได้ ซึ่งแตกต่างจากพัดลมแผงหรือช่องรับอากาศภายนอก นี่คือสาเหตุที่ติดตั้ง เครื่องปรับอากาศสำหรับตู้ควบคุม ในสภาพแวดล้อมที่มีละอองน้ำมันและฝุ่นละอองจำนวนมาก




 

3) ผลการลดความชื้น

เมื่ออากาศชื้นไหลผ่านคอยล์เย็นที่ทำความเย็นด้วยสารทำความเย็น จะเกิดการควบแน่นเนื่องจากความแตกต่างของอุณหภูมิบนพื้นผิวของคอยล์เย็น และน้ำที่เกิดขึ้นจะถูกระบายออกสู่ภายนอก เรียกว่าการลดความชื้น ผลิตภัณฑ์นี้ช่วยปรับปรุงสภาพแวดล้อมของแผงควบคุมโดยไม่เพียงแต่ป้องกันปัญหาความร้อนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงปัญหาที่เกิดจากความชื้นและฝุ่นละอองอีกด้วย

ข้อก่อนหน้า: 2-3. กฎหมายที่เกี่ยวข้องกับฟลูออโรคาร์บอน