หนวยท 10 ไฟฟาและวงจรไฟฟา

. ระบบสงจายไฟฟา ระดบแรงดนส าหรบสายสงแรงสง สงจากโรงไฟฟา ระหวางสถานไฟฟา 69kv 115kv 230kv 500kv อยในความรบผดชอบของ การไฟฟาฝายผลต

ระดบแรงดนส าหรบระบบจ าหนายแรงสง สถานไฟฟายอยระบบจ าหนาย ไปยงหมอแปลงระบบจ าหนาย 11kv 22kv 33kv 22kv 24kv

ระดบแรงดนส าหรบระบบจ าหนายแรงต า -ระบบ1 เฟส 2 สาย 220 โวลต ความถ 50 เฮรตซ -ระบบแรงต า 3 เฟส 4 สาย 380 โวลต 50 เฮรตซ

กระแสไฟฟาแบงไดเปน 2 ประเภทคอ

• ไฟฟากระแสตรง (direct current : DC) คอการเคลอนทของอเลคตรอนมทศทางการไหลในทศทางเดยวจากขวลบไปยง

ขวบวก เชนแบตเตอรรถยนต 24 volt ถานไฟฉาย 1.5 volt

• ไฟฟากระแสสลบ (alternating current: AC) เปนการเคลอนทของอเลคตรอนมทศทางไหลกลบไปกลบมาตลอดเวลา

โดยการเคลอนทประจไฟฟาบวกและลบสลบกนในตวน าสาย เชน ไฟฟาตามบาน220 โวลต 50 เฮรตซ

หนวยวดทางไฟฟา • ความตานทานไฟฟา (resistance) เปนคณสมบตของสสารทตอตานการไหลของกระแสไฟฟา

สสารทมความตานทานไฟฟานอยกวาเรยกวา ตวน าไฟฟา สวนสสารทมความตานทานไฟฟามากกวาเรยกวา ฉนวนไฟฟา ความตานทานมหนวยเปนโอหม

• แรงดนไฟฟา (voltage) เปนแรงทท าใหอเลคตรอนเกดการเคลอนท หรอแรงทท าใหเกดการไหลของไฟฟา มหนวยเปน โวลท V

กระแสไฟฟา (current) เกดจากการเคลอนทของอเลคตรอนจากจดหนงไปยงอกจดหนง ภายในตวน าไฟฟา หนวยเปน แอมแปร A

• ก าลงงานไฟฟา (power) อตราการเปลยนแปลงพลงงาน หรออดตราการท างาน มหนวยเปน วตต watt W

• พลงงานไฟฟา (energy) คอ ก าลงไฟฟาทใชไประยะหนง มหนวยเปน วตต-ชวโมง (watt-hour) หรอ ยนต(unit)

• ความถ (frequency) คอจ านวนรอบของกระแสไฟฟาสลบ มหนวยเปน เฮรตซ Hz • รอบ (cycle) คอการเปลยนแปลงทางไฟฟาครบ 360 องศาซงเปนการเปลยนแปลงไฟฟาคาบวกและคาลบไดสมบรณ

• แรงมา (horse power) หรอก าลงมา เปนหนวยวดก าลงหรออตราการท างาน 1 แรงมา = 550 ฟต-ปอนด หรอ 745.7 วตต ประมาณ 746 วตต

สมการไฟฟา

• กฎของโอหม (ohm’s low) ค.ศ. 1862 นกฟสกสชาวเยอรมน George

Simon Ohm กลาววากระแสไฟฟาทไหลในวงจรจะแปรผนตรงกบแรงดนไฟฟาและ

แปรผกผนกบคาความตานทาน E = IR

• สมการคาก าลงไฟฟา มหนวยเปนวตต P=EI

• สมการคาพลงงานไฟฟา W = Pt กโลวตตตอชวโมง หรอยนต(unit)

วงจรไฟฟาเบองตน

• - วงจรอนกรม กระแสไฟฟาตลอดวงจรมคาเดยวกนตลอด แรงเคลอนไฟฟาเทากบแรงดนทตกครอมอปกรณแตละตว

• วงจรขนาน(parallel circuit) กระแสไฟฟาไหลผานอปกรณแตละตว รวมกนจะเทากบกระแสไฟฟาทไหลออกจากแหลงจาย แรงดนตกครอมอปกรณแตละตว มคาเทากบแรงเคลอนไฟฟาของแหลงจาย

สวนประกอบของสายไฟฟา

• ประกอบดวย 2 สวนคอ ตวน า และฉนวน

• . ประเภทของสายไฟฟา แบงเปน 2 ประเภทคอ สายไฟฟาแรงดนสง และสายไฟฟาแรงดนต า

• - สายไฟฟาแรงดนสง มสายเปลอย และสายหมฉนวน • - สายไฟฟาแรงดนต า ใชกบแรงดนไมเกน 750 โวลท

การเลอกสายไฟฟาทเหมาะสม

• พกดแรงดน พกดกระแส สายควบ แรงดนตก (voltage drop)

อปกรณปองกนระบบไฟฟา

• - ฟวส (fuse) อปกรณปองกนกระแสเกน ท ามาจากโลหะผสมสามารถน าไฟฟาไดด มจดหลอมละลายต า ฟวสทด เมอกระแสไหลเกน 2.5 ของขนาดทนกระแสของฟวส ฟวสตองขาด

• - เซอรกตเบรกเกอน (circuit breaker :CB) • อปกรณท าหนาทตดกระแสไฟฟา เมอกระแสเกนหรอลดวงจร สามารถกลบมาใชใหมไดไมเปลยนใหมเหมอนฟวส การท างานม

2 แบบคอ เชงความรอน และเชงแมเหลก

วงจรไฟฟาแสงสวาง

• ประเภทของหลอดไฟฟา มหลอดไส หลอดทวสเตนฮาโลเจน หลอดเรองแสง เชน หลอดฟลออเรสเซนต หลอดคอมแพคฟลออเรสเซนต

ประเภทของมอเตอร

• - มอเตอรเหนยวน า (induction motor) นยมใชมา ม 1 เฟส และ 3 เฟส แบบกรงกระรอก และ แบบวาวดโรเตอร

• - มอเตอรซงโครนส (synchronous motor) เปนมอเตอร 3 เฟส มขดลวดอารเมเจอร และขดลวดสนาม ความเรวคงท

• - มอเตอรไฟฟากระแสตรง (DC motor) มขดลวดสนามอยบนสเตเตอรและขดลวดอารเมเจอรอยบนสเตเตอร สามารถควบคมความเรวไดด แรงบดเรมเดนเครองสง

อปกรณทส าคญในการควบคมมอเตอร

การตอลงดน

• หมายถงการตอสายไฟฟาจากอปกรณไฟฟาไปยงสายดน โดยสายดนคอแทงตวน าทองแดงทตอดลงไปในดน เพอปองกนไฟรวซอตบคคลผใชงาน

• 1. ประเภทของการตอลงดน แบงเปน 2 ประเภท • การตอลงดนทระบบไฟฟา หมายถง การตอสวนใดสวนหนงของระบบไฟฟาทมกระแสไหลผานลง

ดน เชน การตอจดนวทรล (neutral point) ลงดน

• การตอลงดนทอปกรณไฟฟา หมายถงการตอสวนทเปนโลหะ ทไมมกระแสไฟฟาไหลผานของอปกรณตางๆ ลงดน

• 2. สวนประกอบการตอลงดน • - หลกดน หรอระบบหลกดน (grounding electrode) เปนหลกดน นยมใชทองแดง

• - สายตอหลกดน

ลอฟา

หนวยท 11 ระบบควบคมทางวศวกรรม

• องคประกอบของเครองมออปกรณทใชในการผลต ประกอบดวย • 6 องคประกอบ คอ • 1) เครองจกรอปกรณในการผลต

• 2) เครองมอวด • 3) เครองสงสญญาณ • 4) สายสญญาณ • 5) เครองควบคม • 6) เครองบนทกสญญาณ

เครองมอ อปกรณควบคมทางนวแมตก

หมอเกบลมอด

เครองอดลม

เครองแลกเปลยนความรอน

เครองท าลมแหง

สวนประกอบของเครองมออปกรณทใชในการท างานและควบคมการท างานของระบบนวแมตกมดงตอไปน

- เครองอดลม - เครองระบายความรอนของลมอด - เครองท าลมแหง - ชดท าความสะอาดลม - ลนหรอวาลวลดความดน - วาลวควบคม - ระบบหลอลนในระบบนวแมตก - กระบอกสบ - วงจรไฟฟาควบคม

การควบคมอตโนมตโดยประยกตใชงานระบบโปรแกรมมาเบลลอจคอลคอนโทรลเลอร

• โครงสรางของตวเครองโปรแกรมมาเบลลอจคอลคอนโทรลเลอร (พแอลซ) นนประกอบดวย 5 องคประกอบหลก

• 1. หนวยประมวลผลกลาง (central processing unit) หรอไมโครโปรเซสเซอร (microprocessor) เปนหนวยการท างานทเกยวของกบการประมวลผลกลาง และควบคมการสงงานของระบบการท างาน

• 2. หนวยความจ า (program หรอ memory unit) เปนหนวยของเครองทท าหนาทในการจดเกบขอมลและโปรแกรมควบคมการท างาน ขอมลหรอโปรแกรมทเกบไวสามารถถกน าออกมาใชไดตามตองการ

• 3. หนวยรบสญญาณอนพต (input unit) จะเปนหนวยงานทท าหนาทเชอมตอสญญาณจากอปกรณภายนอกทจะน ามาเชอมตอใชงานกบตวโปรแกรมมาเบลลอจคอลคอนโทรลเลอร ม และแรมตองจายไฟเลยง และแบบรอมอยในรปโมดล

• 4. หนวยสงสญญาณเอาตพต (output unit) จะเปนหนวยงานทท าหนาทเชอมตอสญญาณจากอปกรณทจะน ามาเชอมตอใชงานกบตวโปรแกรมมาเบลลอจคอลคอนโทรลเลอร สญญาณแบบอนาลอก หรอ ดจตอล

• 5. หนวยจายก าลงไฟฟา (power supply unit) ท าหนาทในการจายก าลงไฟฟาใหกบตวโปรแกรมมาเบลลอจคอลคอนโทรลเลอร

การควบคมอตโนมตโดยประยกตใชงานระบบควบคมกลางกระจายการควบคม ดซเอส (distributed control system: DCS)

• วตถประสงคของการออกแบบระบบดซแอส เปนความตองการออกแบบมาใชในการควบคมระบบในลกษณะการกระจายการควบคม หนวยการผลต ควบคมการท างานของระบบการผลตแบบตอเนอง (continuous process)

• การท างานของระบบดซแดส ระบบควบคมแบบ พแอลซ ในระบบ ดซเอส การควบคมดวยอปกรณประเภท พแอลซ จะสงการผานอปกรณควบคม เชน การใชคอมพวเตอรบคคล (personal computer) ผควบคมระบบจะสามารถท าการตรวจสอบตดตามผล และสงการโปรแกรมได

หนวยท 12 หนวยการผลตและกระบวนการผลตทางวศวกรรมเคม

• การผลต หรอกระบวนการผลต (Manufacturing Process) หมายถง การน าเอาวตถดบทเปนสสารหรอสารเคมชนดใดชนดหนงทอยในรปของแขง ของเหลว หรอ กาซ ทเรยกวาสารตงตน (reactant) มาท าการเปลยนแปลงรปราง เปลยนแปลงคณสมบตทางดานกายภาพ ทางดานเคม ใหเปนผลตภณฑหรอสนคาการ(Product หรอ Goods) ทท าใหคณสมบตของสารเปลยนไปจ าเปนตองมปจจยหรอกระบวนการทางดานกายภาพ หรอกระบวนการทางดานเคมเสรมไดแก อณหภม ความดน โดยมถงปฎกรยาเคม หรอเครองปฏกรยาเคม (Chemical Reactor

• งานวศวกรรมเคม (Chemical Engineering) หรอวศวกรรมระบบ (Process Engineering) เปนการศกษาการออกแบบ การควบคมการท างานของกระบวนการผลตในงานอตสาหกรรมทเนนการเลอกกระบวนการปฏกรยาเคม เลอกเงอนไขการผลต การควบคมการปฏบตการทเหมาะสม

จลนพลศาสตรของปฏกรยาแบบกวนผสม

• เครองปฏกรยาเคมแบบกะ (Batch Reactor) หลกการท างานเบองตนของถงปฏกรยาเคมคอการน าสารตงตน หรอสารน าเขา (reactants หรอ feed) ใสเขาไปในถงปฏกรยาเคมในปรมาณทค านวณไว แลวใหมการกวนผสม (Mixing) ใหเกดปฏกรยาเคมขนอยางสมบรณ

เครองปฏกรยาหลายถงแบบตอเนอง (Multiple Continuous Reactor )

• เปนเครองปฏกรยาเคมทมการเอาถงกวนผสมแบบสมบรณหลายถง (Continuous Stirred Tank Reactor : CSTR) ตออนกรมกนซงสามารถก าหนดใหความเขมขนของสารตงตนในแตละถงมคาสม าเสมอ (Uniform) และเทากบคาความเขมขนในของไหลทไหลออกของแตละถง

เครองปฏกรยาเคมแบบทอไหล (Tubular Reactor หรอ Plug Flow Reactor)

• เปนเครองปฏกรยาเคมทมโครงสรางคลายกบเครองแลกเปลยนความรอนระบบทอ (Heat Exchanger) ทมการไหลในทอไหลขนานกนหลายทอ

กระบวนการผลตและระบบการผลตในงานอตสาหกรรม

• ปฏกรยาดดซบระหวางกาซกบของแขง

• ปฏกรยาดดซมระหวางกาซกบของเหลว

• ปฏกรยาดดซมระหวางกาซกบของเหลว

หนวยท 13 พนฐานวศวกรรมอตสาหกรรม วศวกรรมอตสาหการ คอการวเคราะหอยางละเอยดถงการท างาน และคาใชจายทเกยวของกบแรงงาน วตถดบ เครองจกร อปกรณ เพอใหองคกรสามารถเพมผลตภาพ มก าไรและ

ประสทธภาพการท างานสงขน

• การเลอกท าเลทตงโรงงาน • แหลงวตถดบ

• ตลาด • แรงงานและคาจาง

• สาธารณปโภค • การจราจรขนสง

• สงแวดลอม

• กรรมสทธทดน • กฎหมายทเกยวของ

การวางผงโรงงานและแผนภมการไหลของวสด

• การวางผงโรงงานแบงออกเปน 4 ประเภท ใหญๆ ดวยกนคอ

• 1 การวางผงโรงงานตามชนดของผลตภณฑ (product layout)

2 การวางผงโรงงานตามกระบวนการผลต (process layout)

3 การวางผงโรงงานแบบต าแหนงงานคงท (fixed position layout)

4 การวางผงโรงงานแบบผสม

รปแบบในการไหลของวสด • 1) การไหลแบบเสนตรง เปนการไหลของวสดงายๆ ตามขนตอนการผลต พนทอาคารโรงงานจะตองมความยาวเพยงพอ

ดานขางของอาคารทง 2 ดานอาจจะออกแบบเปนส านกงานหรอหนวยงานสนบสนน เชน แผนกซอมบ ารง แผนกออกแบบ เปนตน

• 2) การไหลแบบตวเอส หรอซกแซก เหมาะส าหรบกระบวนการผลตทยาวมากและมพนทโรงงานทสนกวา มการปอนเขาของวตถดบและการไหลออกของผลตภณฑคนละดานของอาคารโรงงาน

• 3) การไหลแบบตว ย เหมาะส าหรบกระบวนการผลตทยาวมาก แตมพนทโรงงานทสนกวา มการปอนวตถดบและการไหลออกของผลตภณฑดานเดยวกน

• 4) การไหลแบบวงกลม เหมาะส าหรบกระบวนการผลตทมความยาวมาก อาคารโรงงานทมลกษณะทรงจตรส วสดและสนคาเขา – ออก จดเดยวกน เชน แผนกรบ-สงสนคาและวตถดบอย ณ จดเดยวกน

8 7 6 5

1

1

2 3 4 วตถดบ

ผลตภณฑ

1

1

2

3

4

5

6 7

วตถดบ

ผลตภณฑ

• 5) การไหลแบบไมเปนรปแบบ ดงแสดงในภาพท 13.9 เหมาะส าหรบอาคารโรงงานทมขอจ ากดเรองพนทและจดตดตงเครองจกรขนาดใหญ สงอ านวยความสะดวกทตดตงถาวรอยกอนแลว จ าเปนตองจดสายการผลตใหเขากบสงทมอย

2 4 5

6 วตถดบ ผลตภณฑ 1 3

• 1. พสดคงคลงประกอบดวย • 1) วตถดบ • 2) วสดในงานระหวางท า • 3) วสดซอมบ ารง • 4) สนคาส าเรจรป • 2. ตนทนทเกยวของกบพสดคงคลง • 1) คาใชจายในการสงซอ • 2) คาใชจายในการเกบรกษา • 3) คาใชจายเนองจากสนคาขาดแคลน • 4) คาใชจายในการตดตงเครองจกรใหม • ล าดบความส าคญในการวเคราะหงาน คอ • - มความเรงดวน - มตนทนการผลตสง - มความตองการความช านาญสง - มความเสยงสง

หนวยท 14 อนตรายจากกระบวนการผลตในอตสาหกรรม

• ระบบการผลตนนประกอบไปดวย 4ขนตอน • 1. วตถดบน าเขา 2. กระบวนการ • 3. ผลผลต/ผลตภณฑ • 4. ขอมลปอนกลบ

ประเภทการผลต4 ประเภท

• 1. กระบวนการผลตแบบตอเนอง • 2. กระบวนการผลตแบบไมตอเนอง • 3. กระบวนการผลตแบบผลตซ า • 4. กระบวนการผลตแบบงานโครงการ

ปจจยส าคญทตองพจารณาในการออกแบบกระบวนการผลต

• ปจจยส าคญฯ เหลานนไดแก • 1. ปจจยผลตภณฑ • 2. ปจจยทางวสด • 3. ปจจยเครองจกร • 4. ปจจยการผลต

• 5. ปจจยตนทน

สงแวดลอมในการท างานทกอใหเกดอนตราย แกผปฏบตงานทางดานสขศาสตรอตสาหกรรม

• แบงออกได 5 ประเภทคอ • 1. สงแวดลอมทางดานกายภาพ • 2. สงแวดลอมทางดานเคม • 3. สงแวดลอมทางดานชวภาพ • 4. สงแวดลอมทางดานเออรโกโนมคส • 5. สงแวดลอมทางดานจตสงคม

การเตรยมเยอกระดาษม 2 วธการ - การเตรยมเยอกระดาษโดยกระบวนการทางเคมและ

- การเตรยมเยอกระดาษโดยใชเครองจกร • อนตรายจากอตสาหกรรมหลอมเหลก เกดจาก ฝ น ความรอน กาซ CO

2 โลหะหนกหลายชนด • อนตรายจากกระบวนการผลตเซมคอนดกเตอร • 1. กระบวนการตดเวเฟอร ไดแก ฝ นทอยในรปของตะกอนเปยกของสารหน

• (arsenic) • 2. กระบวนการเชอมชพลงบนแผนเฟรม ไดแก ไอระเหยของอะซโตน • 3. กระบวนการหมชพและเสนลวดดวยเรซน ไดแก สารพลวงและ • สารประกอบโบรมน

เศรษฐศาสตรวศวกรรม หมายถง การใชทรพยากรทมอยในทางวศวกรรมอยางมประสทธภาพ โดยวดจากคณคาของผลงานดานวศวกรรม ซงประกอบดวย

- ประสทธภาพเชงกายภาพ - ประสทธภาพเชงเศรษฐศาสตร

• การค านวณรายไดประชาชาต ม 3 วธ คอ • - การค านวณรายไดประชาชาตดานผลตภณฑ • - การค านวณรายไดประชาชาตดานรายได

• - การค านวณรายไดประชาชาตดานรายจาย

• อปสงค หมายถง ปรมาณความตองการสนคาหรอบรการทผบรโภคมความสามารถทจะซอไดและมความเตมใจทจะซอ

• อปทาน หมายถง ปรมาณการเสนอขายสนคาหรอบรการทผเสนอขายยนดขายสนคาหรอบรการนน ๆ ดวยความเตมใจ

• จดดลยภาพ หมายถง จดทเสนอปสงคและเสนอปทานตดกน ซงมปรมาณอปสงคเทากบปรมาณอปทาน

• คาเสอมราคา หมายถง การลดคณคาของทรพยสนตามกาลเวลา หรอตามปรมาณการผลต แบงออกไดเปน 3 ประเภท คอ

• 1. การเสอมราคาทางกายภาพ • 2. การเสอมราคาทางการใชงาน • 3. การเสอมราคาจากอบตเหต