ช็อกรีเลย์ (Shock Relay) คืออะไร ต่างจากโอเวอร์โหลดรีเลย์อย่างไร

ลองนึกภาพว่าคุณต้องแก้ปัญหาสายพานลำเลียงหรือชุดลำเลียงแบบโซ่ที่ผลิตในญี่ปุ่น ในตู้คอนโทรล ข้างแมกเนติกคอนแทกเตอร์และโอเวอร์โหลดรีเลย์ของมอเตอร์ มีกล่องเล็ก ๆ ติดบน DIN rail ที่มีปุ่มหมุน 3 ตัว เขียนว่า CURRENT, START TIME และ SHOCK TIME ในแบบไฟฟ้าเรียกว่า ช็อกรีเลย์ (shokku rire) ไลน์หยุดซ้ำ ๆ ไฟเตือนกระแสเกินที่กล่องติดอยู่ และสิ่งแรกที่คนหน้างานมักคิดคือหมุนปุ่ม CURRENT ให้สูงขึ้น

ช็อกรีเลย์คือรีเลย์ตรวจกระแส (current-monitoring relay) ที่ออกแบบมาเพื่อป้องกันตัวเครื่องจักรที่ถูกขับเป็นหลัก มันเฝ้าดูกระแสมอเตอร์ ถ้ากระแสสูงกว่าค่าที่ตั้งนานเกินเวลาที่ตั้ง หน้าสัมผัสเอาต์พุตจะเปลี่ยนสถานะและสั่งหยุดมอเตอร์ผ่านวงจรควบคุม หน้าที่คือจับอาการติดขัดให้ทันก่อนโซ่ เกียร์ทด และชิ้นส่วนขับเคลื่อนอื่นจะเสียหาย ส่วนโอเวอร์โหลดรีเลย์แบบความร้อน (thermal overload relay) ป้องกันขดลวดมอเตอร์ไม่ให้ร้อนเกิน สองอุปกรณ์นี้ทำหน้าที่ต่างกัน และใช้แทนกันไม่ได้

บทความนี้อธิบายว่าช็อกรีเลย์คืออะไร ฟังก์ชันเดียวกันนี้เรียกว่าอะไรในที่อื่น ต่างจากโอเวอร์โหลดรีเลย์อย่างไร ค่าตั้ง 3 ตัวทำหน้าที่อะไร และต้องตรวจอะไรเมื่อรีเลย์ทริป ท้ายบทความมีเช็กลิสต์และคำถามที่ใช้ถามซัพพลายเออร์ญี่ปุ่นได้ทันที

สารบัญ

1. ช็อกรีเลย์คืออะไร
2. ฟังก์ชันนี้เรียกว่าอะไรนอกประเทศญี่ปุ่น
3. ช็อกรีเลย์ vs โอเวอร์โหลดรีเลย์
4. ช็อกรีเลย์ทำงานอย่างไร
5. ค่าตั้ง 3 ตัว: Current, Start Time และ Shock Time
6. เมื่อทริป: ต้องตรวจอะไร
7. นำไปใช้ได้ทันที: เช็กลิสต์และคำถามถึงซัพพลายเออร์ญี่ปุ่น
8. ข้อจำกัดของบทความนี้
9. คำถามที่พบบ่อย (FAQ)
10. แหล่งอ้างอิง

ช็อกรีเลย์คืออะไร

รูปที่ 1: ตรวจจับของติดขัดบนสายพานลำเลียงจากกระแสมอเตอร์

ช็อกรีเลย์เปลี่ยนปัญหาทางกลให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า แล้วสั่งให้คอนแทกเตอร์ตัดมอเตอร์

แผนภาพแนวคิดสำหรับมอเตอร์ที่สตาร์ตตรง (Direct-On-Line: DOL) ขั้วต่อและวงจรหยุดจริงขึ้นอยู่กับรุ่นของรีเลย์และการออกแบบของเครื่อง ถ้าอ่านบนมือถือ ให้เลื่อนรูปไปทางซ้าย-ขวา

เมื่อมีของติดขัดในสายพานลำเลียง มอเตอร์จะพยายามหมุนต่อและออกแรงสู้กับสิ่งที่ขวางอยู่ กระแสจึงสูงขึ้น ช็อกรีเลย์จับการเพิ่มของกระแสนี้และเตือนล่วงหน้าว่าโซ่ เกียร์ทด หรือชิ้นส่วนขับเคลื่อนอื่นกำลังรับโหลดเกิน

ช็อกรีเลย์แบบตรวจกระแสไม่ได้วัดแรงบิด (torque) ที่เพลาโดยตรง มันประเมินโหลดจากการเปลี่ยนแปลงของกระแสมอเตอร์ การตั้งค่าจึงต้องมีข้อมูล 2 อย่าง คือกระแสของมอเตอร์ตอนเดินปกติ และขีดจำกัดโหลดของเครื่องที่ต้องการป้องกัน

แนวคิดเดียวกันใช้ได้กับเครื่องบดและเครื่องกวนที่สิ่งแปลกปลอมอาจทำให้โหลดพุ่งขึ้นทันที สิ่งที่นับว่า "ผิดปกติ" ขึ้นกับว่าเครื่องที่ถูกขับรับได้แค่ไหน ไม่ได้ขึ้นกับพิกัดมอเตอร์อย่างเดียว

รูปแบบการเปลี่ยนของกระแสยังขึ้นกับการใช้งานและการควบคุมความเร็วด้วย ก่อนแตะค่าตั้งใด ๆ ให้ระบุชนิดมอเตอร์และวิธีขับ (ต่อตรงหรืออินเวอร์เตอร์) และบันทึกเงื่อนไขโหลดของเครื่องเป้าหมายก่อน

การตัดไฟไม่ได้ทำให้เครื่องหยุดทันที เครื่องอาจยังเคลื่อนที่ต่อด้วยแรงเฉื่อย บริษัท Tsubakimoto Chain (Tsubaki) ผู้ผลิตสินค้าตระกูล Shock Relay ของญี่ปุ่น เตือนว่ารีเลย์ของตนอาจป้องกันเครื่องที่มีแรงเฉื่อยสูงหรืออัตราทดสูงไม่ได้ และขอให้ทดสอบก่อนนำไปใช้

สำหรับอุปกรณ์ขนส่งคนและอุปกรณ์ยก มาตรการป้องกันการบาดเจ็บและของตกต้องอยู่ในตัวเครื่องเอง อย่าฝากความปลอดภัยของคนไว้กับช็อกรีเลย์ ให้แยกการป้องกันเครื่องจักรออกจากฟังก์ชันด้านความปลอดภัยในการออกแบบ

ฟังก์ชันนี้เรียกว่าอะไรนอกประเทศญี่ปุ่น

"Shock Relay" (shokku rire) เป็นชื่อผลิตภัณฑ์ของ Tsubaki (เว็บไซต์ภาษาญี่ปุ่นของ Tsubaki ใส่เครื่องหมายการค้าจดทะเบียนไว้) ผู้ผลิตรายอื่นขายฟังก์ชันคล้ายกันภายใต้ชื่ออื่น ดังนั้นเวลาหาของทดแทนในประเทศหรืออุปกรณ์เทียบเท่า ให้ค้นจากฟังก์ชัน ไม่ใช่จากชื่อรุ่น

ตารางที่ 1: ชื่อที่อาจพบสำหรับการป้องกันลักษณะเดียวกัน

คำเหล่านี้เหลื่อมกันแต่ไม่ได้เหมือนกันทั้งหมด ให้ตรวจว่าผลิตภัณฑ์แต่ละตัวตรวจจับอะไรจริง ๆ

คำเรียก	โดยทั่วไปหมายถึง	หมายเหตุ
Shock Relay (Tsubaki)	รีเลย์ตรวจกระแสที่ทริปเมื่อกระแสสูงกว่าค่าที่ตั้งนานถึงเวลาที่ตั้ง และมีเวลาหน่วงตอนสตาร์ต	Tsubaki ขายนอกญี่ปุ่นภายใต้ชื่อนี้ด้วย โดยจัดเป็น "electronic shock relays" สำหรับป้องกันโอเวอร์โหลด
Current Monitoring Relay / Current Sensing Relay	รีเลย์ที่เทียบกระแสที่วัดได้กับค่าเกณฑ์ แล้วสลับเอาต์พุตควบคุม	แบบ Overcurrent ตรวจจับสายพานติดขัดได้ ส่วนแบบ Undercurrent ตรวจจับสายพานขาดหรือโหลดหาย
Load Monitor Relay	ชื่อที่ใช้กันหน้างานสำหรับการป้องกันเครื่องจักรในลักษณะเดียวกัน	ผลิตภัณฑ์บางรุ่นตรวจกำลังไฟฟ้าของมอเตอร์ ไม่ใช่กระแส
Electronic Overload Relay (มีฟังก์ชัน Jam Protection)	โอเวอร์โหลดรีเลย์ที่วัดกระแสด้วยวงจรอิเล็กทรอนิกส์ บางรุ่นมีการตรวจจับ Jam หรือ Stall เพิ่ม	การตรวจจับ Jam เป็นออปชันของบางรุ่น ไม่ได้มีในทุกรุ่น
EOCR (Electronic Over-Current Relay)	สายผลิตภัณฑ์ที่พบในตลาดเอเชีย ขายภายใต้แบรนด์ Schneider Electric	ฟังก์ชันที่ระบุไว้ได้แก่ overcurrent, phase loss และ locked rotor พร้อมเวลาหน่วงตอนสตาร์ตและเวลาหน่วงตอนทริป
Mechanical Overload Protection (Torque Limiter)	อุปกรณ์กลไกในระบบขับที่ลื่นหรือตัดการส่งกำลังเมื่อแรงบิดถึงค่าที่ตั้ง	Tsubaki จัด Torque Limiter เป็นการป้องกันโอเวอร์โหลดทางกล แยกจากรีเลย์ไฟฟ้า

ชื่อและฟังก์ชันของผลิตภัณฑ์มาจากหน้าเว็บของผู้ผลิตและตัวแทนจำหน่ายที่ระบุในหัวข้อแหล่งอ้างอิง ให้ยืนยันวิธีตรวจจับและค่าตั้งจากดาต้าชีตของรุ่นที่ใช้จริง

Tsubaki ยังมีอุปกรณ์ใกล้เคียงอีกชนิดคือ Shock Monitor ซึ่งตรวจกำลังไฟฟ้าขาเข้าของมอเตอร์ ไม่ใช่กระแส Tsubaki อธิบายว่าเป็นอุปกรณ์ตรวจกำลังไฟฟ้าที่จับการเปลี่ยนแปลงของโหลดเล็ก ๆ ได้ ถ้าในแบบญี่ปุ่นเขียนว่า shokku monita แสดงว่าไม่ใช่อุปกรณ์เดียวกับช็อกรีเลย์

ช็อกรีเลย์ vs โอเวอร์โหลดรีเลย์

รูปที่ 2: กระแสเกินเหมือนกัน แต่สิ่งที่ป้องกันต่างกัน

โหลดเกินของเครื่อง ความร้อนของมอเตอร์ และการลัดวงจร ต่างมีอุปกรณ์ป้องกันของตัวเอง

หัวข้อ	ช็อกรีเลย์	โอเวอร์โหลดรีเลย์ (Thermal)	เบรกเกอร์ / ฟิวส์
วัตถุประสงค์หลัก	ลดความเสียหายของเครื่องจากของติดขัดและอาการคล้ายกัน	ป้องกันมอเตอร์ไหม้จากโอเวอร์โหลด	ป้องกันวงจรจากการลัดวงจรและอาการคล้ายกัน
การตรวจจับและการทำงาน	ตัดสินจากระดับกระแสและระยะเวลาที่เกิน	กระแสทำให้แผ่นไบเมทัลร้อนและโค้งงอ	ตรวจจับและตัดกระแสเกิน / ธาตุฟิวส์หลอมละลาย
ลักษณะเวลา	ตั้งเวลาหน่วงตอนสตาร์ตและเวลาหน่วงตอนโอเวอร์โหลดได้	แบบ Inverse-time: กระแสยิ่งสูง ยิ่งทริปเร็ว	เลือกตามกระแสลัดวงจรและการประสานงานของอุปกรณ์ป้องกัน (Protection Coordination)
วิธีสั่งหยุดมอเตอร์	หน้าสัมผัสเอาต์พุตเข้าวงจรหยุด	หน้าสัมผัสช่วยไปที่คอยล์ของคอนแทกเตอร์	ตัดวงจรหลักเอง

คอลัมน์ Thermal อธิบายแบบไบเมทัล (ความร้อน) ทั่วไป ฟังก์ชันอย่างการป้องกันเฟสขาดต่างกันตามรุ่น ถ้าอ่านบนมือถือ ให้เลื่อนตารางไปทางซ้าย-ขวา

ช็อกรีเลย์เหมาะกับเครื่องที่โหลดอาจกระโดดขึ้นทันที มันจะหยุดเครื่องหลังเวลาหน่วงที่คุณตั้ง ส่วนโอเวอร์โหลดรีเลย์แบบความร้อน (samaru rire ในแบบญี่ปุ่น) ป้องกันขดลวดมอเตอร์จากความร้อนของกระแสเกินที่เกิดต่อเนื่อง

ในโอเวอร์โหลดรีเลย์แบบความร้อนทั่วไป กระแสมอเตอร์ไหลผ่านฮีตเตอร์ที่ทำให้แผ่นไบเมทัลร้อน แผ่นโลหะจะโค้งงอเมื่อร้อนและดันหน้าสัมผัสให้ทริป มันจำลองความร้อนของมอเตอร์ทางอ้อม ไม่ได้วัดอุณหภูมิขดลวดจริง

เวลาทริปขึ้นกับว่ากระแสเกินมากแค่ไหน และตัวรีเลย์ร้อนอยู่แล้วเท่าไร ดังนั้นกระแสเท่ากัน รีเลย์ที่ร้อนอยู่จะทริปเร็วกว่ารีเลย์ที่เย็น ตามมาตรฐาน IEC 60947-4-1 คลาสทริป (Class 10, 20, 30) ของโอเวอร์โหลดรีเลย์ระบุเวลาทริปสูงสุดเป็นวินาทีที่กระแส 7.2 เท่าของค่าที่ตั้ง

กับช็อกรีเลย์ คุณตั้งเวลารอให้พ้นการเปลี่ยนแปลงโหลดสั้น ๆ ตามปกติให้เหมาะกับเครื่อง ถ้าต้องหยุดเครื่องก่อนที่จะเสียหาย ให้ตรวจแยกต่างหากว่ารอให้โอเวอร์โหลดรีเลย์ทริปได้หรือไม่

ด้วยเหตุนี้ การติดช็อกรีเลย์จึงไม่ใช่เหตุผลที่จะถอดการป้องกันความร้อนของมอเตอร์ออก ส่วนการตัดกระแสลัดวงจรเป็นหน้าที่ที่สามซึ่งแยกต่างหาก ให้ใช้อุปกรณ์ที่ส่งสัญญาณหยุดผ่านหน้าสัมผัสร่วมกับฟิวส์และเบรกเกอร์ที่ป้องกันวงจร เพื่อไม่ให้มีความผิดปกติชนิดใดหลุดจากการป้องกัน

ช็อกรีเลย์ทำงานอย่างไร

รูปที่ 3: CT ดึงสัญญาณกระแสโดยไม่ต้องตัดสายไฟ

สายไฟเข้ามอเตอร์ลอดผ่านแกนแม่เหล็ก ขดลวดบนแกนให้สัญญาณที่เป็นสัดส่วนกับกระแส

หลักการของ CT หนึ่งตัว ในซีรีส์ SB ของ Tsubaki สายไฟ 2 เส้นจาก 3 เฟสของมอเตอร์ลอดผ่าน CT ตัวละเส้น ในทิศทางเดียวกัน รูปนี้ไม่ได้แสดงว่าทุกเฟสลอดผ่านรูเดียวกัน

CT (Current Transformer / หม้อแปลงกระแส, henryuki ในภาษาญี่ปุ่น) เป็นเซนเซอร์สำหรับวัดกระแส เมื่อให้สายไฟเข้ามอเตอร์ลอดผ่าน CT รีเลย์จะได้สัญญาณที่ประเมินได้ โดยไม่ต้องตัดวงจรหลัก

เมื่อโหลดของเครื่องเพิ่มและกระแสเกินค่าที่ตั้ง รีเลย์จะเริ่มนับ Shock Time ถ้ากระแสเกินต่อเนื่องจนครบเวลาที่ตั้ง หน้าสัมผัสเอาต์พุตจะเปลี่ยนสถานะ และส่งสัญญาณผิดปกติไปที่วงจรหยุดหรือวงจรเตือนภายนอก

หน้าสัมผัสเอาต์พุตของรีเลย์กับหน้าสัมผัสหลักของคอนแทกเตอร์ทำหน้าที่ต่างกัน หน้าสัมผัสเอาต์พุตแค่ส่งสัญญาณ ในการสตาร์ตตรง การต่อที่ใช้กันทั่วไปคือนำเอาต์พุตเข้าวงจรควบคุมของแมกเนติกคอนแทกเตอร์ แล้วให้หน้าสัมผัสหลักของคอนแทกเตอร์เปิดเพื่อตัดไฟมอเตอร์

ให้มองเอาต์พุตเป็น Dry Contact คือหน้าสัมผัสที่แค่เปิดหรือปิดวงจร ไม่ใช่แหล่งจ่ายไฟ และต้องเลือกให้เข้ากับแรงดันและกระแสของวงจรที่มันสวิตช์

เครื่องบางเครื่องนำสัญญาณความผิดปกติเข้า PLC (Programmable Logic Controller) ด้วย ให้ตรวจค่าโหลดต่ำสุดที่หน้าสัมผัสรองรับได้ก่อน ในซีรีส์ SB คู่มือระบุให้ส่งสัญญาณผ่านรีเลย์ตัวกลาง (Interposing Relay) ที่เหมาะกับกระแสต่ำ ไม่ต่อหน้าสัมผัสเอาต์พุตเข้าอินพุต PLC โดยตรง เพราะที่กระแสต่ำมากหน้าสัมผัสอาจทำงานไม่ดี

จากฝั่ง PLC ความผิดปกตินี้คือ Digital Input เวลาอ่านแบบวงจร ให้ไล่ 2 เส้นทางแยกกัน คือเส้นทางที่แสดงความผิดปกติบนหน้าจอ HMI และเส้นทางที่หยุดเครื่องจริง

ตอนสตาร์ต มอเตอร์ดึงกระแสสตาร์ต (inrush current) สูงมากตามปกติ ถ้ารีเลย์ตัดสินตอนสตาร์ตแบบเดียวกับตอนเดินปกติ มันจะทริปทุกครั้ง Start Time จึงมีไว้เพื่อให้รีเลย์รอจนช่วงสตาร์ตสงบก่อนแล้วจึงเริ่มเฝ้าดูโอเวอร์โหลด

การเดินสายผ่าน CT ก็สำคัญ จำนวนรอบที่สายลอดผ่าน CT และทิศทางต้องตรงกับที่รุ่นนั้นกำหนด กระแสมอเตอร์เท่าเดิมให้สัญญาณต่างกันถ้าจำนวนรอบต่างกัน ดังนั้นให้เก็บค่าตั้งของรีเลย์และวิธีเดินสายผ่าน CT ไว้ในเอกสารชุดเดียวกัน

ค่าตั้ง 3 ตัว: Current, Start Time และ Shock Time

การตั้งช็อกรีเลย์เริ่มจากการดูว่าเครื่องที่ปกติดีดึงกระแสอย่างไร ให้บันทึกตอนสตาร์ตและตอนเดินคงที่แยกกัน และรวมช่วงโหลดและวัสดุที่เครื่องรับตามปกติเข้าไปด้วย เมื่อมีข้อมูลนี้จึงจะบอกได้ว่าปกติสิ้นสุดตรงไหน และผิดปกติเริ่มตรงไหน

พร้อมกันนั้น ให้หาว่าเครื่องรับแรงได้แค่ไหนและต้องหยุดเร็วเพียงใด ค่าที่ผ่านการเดินปกติได้ แต่ปล่อยให้เครื่องเสียหายตอนผิดปกติ ไม่ถือว่าเป็นการป้องกัน ค่าสุดท้ายต้องตอบโจทย์ทั้งสองด้าน

ให้จดความเร็วขณะเดิน ปริมาณงานบนสายพาน และวิธีสตาร์ตไว้ข้างค่ากระแสทุกครั้ง ถ้ามีแต่ตัวเลขกระแส ภายหลังจะบอกไม่ได้ว่าโหลดเพิ่มขึ้นจริง หรือเงื่อนไขการเดินเปลี่ยนไป

รูปที่ 4: แยกกระแสสตาร์ต พีคสั้น ๆ และโอเวอร์โหลดต่อเนื่อง

หลังหมดเวลาสตาร์ต รีเลย์จะเทียบเวลาที่กระแสเกินต่อเนื่องกับ Shock Time

รูปคลื่นแนวคิดเพื่ออธิบายตรรกะ ไม่ใช่ข้อมูลที่วัดจริง ในตัวอย่างนี้คอนแทกเตอร์เปิดหลังเอาต์พุตทำงานและกระแสลดเป็นศูนย์ แต่เครื่องอาจยังไหลต่อด้วยแรงเฉื่อยหลังกระแสหมดแล้ว

ค่ากระแสที่ตั้ง (Current Setting)

ค่ากระแสที่ตั้งคือเส้นแบ่งระหว่างปกติกับโอเวอร์โหลด อย่าตั้งจากกระแสตอนไม่มีโหลดอย่างเดียว ให้วัดช่วงของกระแสทั้งหมด รวมสภาพที่หนักที่สุดที่เครื่องเจอในการเดินปกติ

ตัวอย่างเช่นสายพานลำเลียง สายพานเปล่ากับสายพานที่มีของเต็มต้องการแรงขับต่างกัน ให้บันทึกไม่ใช่แค่โหลดปกติ แต่รวมโหลดสูงสุดที่คุณยอมรับว่ายังปกติด้วย

เป้าหมายคือค่าที่ปล่อยกระแสปกติสูงสุดผ่านไปได้ แต่ทริปก่อนที่โหลดจะเกินขีดจำกัดของเครื่อง บันทึกที่เชื่อมโหลดกับกระแสเป็นฐานที่ดีกว่าการตั้งเป็นกี่เท่าของกระแสพิกัดมอเตอร์แบบตายตัว

ตั้งต่ำเกินไป รีเลย์จะทริปทั้งที่เดินปกติ ตั้งสูงเกินไป ก็จะพลาดความผิดปกติที่ต้องการจับ ถ้ากระแสปกติกับกระแสผิดปกติต่างกันน้อย การปรับค่าเกณฑ์อย่างเดียวอาจแยกสองกรณีนี้ได้ไม่แน่นอน

ในกรณีนั้น ให้ทบทวนวิธีป้องกันร่วมกับผู้ผลิตเครื่อง รวมถึงวิธีตรวจจับความผิดปกติที่ฝั่งตัวเครื่อง การตรวจกระแสกับการตรวจกำลังไฟฟ้าเป็นคนละวิธี ซึ่งเป็นเหตุผลที่ Tsubaki จัด Shock Monitor เป็นอุปกรณ์ตรวจกำลังไฟฟ้า

เวลาสตาร์ต (Start Time)

Start Time คือเวลาหน่วงตอนสตาร์ตที่ป้องกันไม่ให้กระแสสตาร์ตทำให้รีเลย์ทริปผิดพลาด ให้วัดว่ากระแสใช้เวลานานเท่าไรจึงลดลงสู่ระดับปกติหลังสตาร์ต แล้วตั้งเวลาหน่วงให้ครอบคลุมช่วงนั้น

สายพานเปล่าอาจเร่งความเร็วขึ้นเร็ว แต่ถ้าสตาร์ตทั้งที่มีของอยู่บนสายพาน การเร่งอาจใช้เวลานานกว่า ให้ทดสอบภายใต้เงื่อนไขสตาร์ตที่ใช้จริง และยืนยันว่ารีเลย์ไม่ทริปทุกครั้งที่สตาร์ตปกติ

Start Time ยิ่งยาว ก็ยิ่งใช้เวลานานกว่าจะตรวจพบความผิดปกติที่เกิดตอนสตาร์ต ตามคู่มือซีรีส์ SB ถ้าเกิดโอเวอร์โหลดตอนสตาร์ต รีเลย์จะทริปหลังจากผ่านเวลาสตาร์ตบวก Shock Time

เมื่อใช้อินเวอร์เตอร์ (VFD) การเร่ง การลดความเร็ว และความถี่เอาต์พุตมีผลต่อพฤติกรรมของกระแส ช่วงความถี่ที่รองรับต่างกันตามรุ่น ให้ยืนยันรุ่นของรีเลย์และตำแหน่งติดตั้ง CT กับคู่มือของรุ่นนั้น

ช็อกไทม์ (Shock Time)

Shock Time คือเวลาที่กระแสอยู่เหนือค่าที่ตั้งได้ก่อนที่รีเลย์จะถือว่าผิดปกติ มันปล่อยพีคสั้น ๆ ที่เกิดในการเดินปกติให้ผ่านไป เช่นตอนที่ชิ้นงานเลื่อนจากสายพานหนึ่งไปอีกสายพานหนึ่ง

ถ้าสั้นเกินไป โหลดชั่วขณะตามปกติก็ทำให้ไลน์หยุด ถ้ายาวเกินไป ความเสียหายจะลุกลามระหว่างที่ติดขัด ให้วัดทั้งความสูงของพีคกระแสและระยะเวลาที่คงอยู่ แล้วเทียบกับเวลาที่เครื่องทนโอเวอร์โหลดได้

ตัวอย่างหนึ่ง ซีรีส์ SB ให้ช่วง Shock Time 0.2–5 วินาที นี่คือช่วงที่ปรับได้ของผลิตภัณฑ์ ไม่ใช่เวลาหยุดที่แนะนำสำหรับเครื่องใด และไม่ได้ใช้กับทุกรุ่น

เมื่อคิดถึงตำแหน่งที่เครื่องจะหยุดจริง ต้องรวมเวลาทำงานของคอนแทกเตอร์หลังเอาต์พุต และการไหลต่อด้วยแรงเฉื่อยของเครื่องเข้าไปด้วย เพื่อประกอบคำอธิบายเท่านั้น สมมติว่าใช้เวลา 0.4 วินาทีจากเกิดความผิดปกติถึงเอาต์พุตของรีเลย์ และ 0.6 วินาทีจากเอาต์พุตถึงหยุดสนิท

การคำนวณนี้แสดงว่า Shock Time อย่างเดียวไม่ได้กำหนดว่าเครื่องจะหยุดที่ตำแหน่งใด ให้ทดสอบการหยุดกับเครื่องจริง วัดเวลาตั้งแต่ตรวจพบจนหยุดนิ่ง และระยะที่เคลื่อนที่ในช่วงนั้น แล้วตัดสินจากตัวเลขเหล่านั้น

รูปที่ 5: ข้อมูลที่ต้องดูก่อนเปลี่ยนค่าตั้งทั้ง 3 ตัว

การปรับที่ลดการทริปโดยไม่จำเป็น ก็คือการปรับที่ทำให้การป้องกันช้าลงด้วย

ค่าตั้ง	ใช้ข้อมูลอะไรเป็นฐาน	ถ้าตั้งต่ำ / สั้นเกินไป	ถ้าตั้งสูง / ยาวเกินไป
ค่ากระแสที่ตั้ง	โหลดปกติสูงสุด และขีดจำกัดโหลดของเครื่อง	ทริปทั้งที่เดินปกติ	พลาดโอเวอร์โหลด
เวลาสตาร์ต	เวลาที่กระแสนิ่งภายใต้เงื่อนไขสตาร์ตจริง	ทริปทันทีหลังสตาร์ต	ตรวจพบความผิดปกติช่วงสตาร์ตช้า
ช็อกไทม์	ระยะเวลาของพีคปกติ และเวลาที่เครื่องทนความผิดปกติได้	ทริปเพราะโหลดชั่วขณะ	หยุดเครื่องไม่ทันก่อนเสียหาย

หลังเปลี่ยนค่าใด ๆ ให้ทดสอบทั้งว่าเดินปกติโดยไม่ทริป และว่าตรวจจับความผิดปกติที่คาดไว้ได้ โดยใช้วิธีที่ปลอดภัย

คู่มือของผู้ผลิตมีลำดับการปรับของตัวเอง เช่นคู่มือซีรีส์ SB ให้ตั้ง Start Time ก่อน จากนั้นตั้งกระแส แล้วจึงตั้ง Shock Time โดยเริ่มจากตำแหน่งเริ่มต้นที่กำหนด ให้ทำตามคู่มือของรุ่นที่อยู่ในตู้ของคุณ ไม่ใช่ขั้นตอนทั่วไป รวมถึงขั้นตอนในบทความนี้ด้วย

โปรดทราบว่าสเกลบนปุ่มหมุนไม่ได้ครอบคลุมช่วงที่ปรับได้ทั้งหมดในทุกรุ่น คู่มือ SB ระบุให้ตรวจเวลาด้วยปุ่ม TEST สำหรับค่าที่อยู่นอกสเกล

เมื่อทริป: ต้องตรวจอะไร

หลังทริป ให้จดก่อนว่าเครื่องหยุดเมื่อไร และเป็นทันทีหลังสตาร์ตหรือระหว่างเดิน ถ้าเพิ่มค่าตั้งขึ้นก่อน คุณอาจมองข้ามการติดขัดจริงหรือแรงต้านทางกลที่เพิ่มขึ้น โดยคิดว่าเป็นแค่การทริปที่ไม่จำเป็น

1. บันทึกขั้นตอนการผลิตที่เครื่องหยุด สภาพโหลดตอนนั้น ไฟหรือสัญญาณเตือนที่ขึ้น และค่าตั้งปัจจุบัน
2. ตัดไฟและล็อกชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ จากนั้นหาสิ่งแปลกปลอมและความผิดปกติในระบบขับเคลื่อน
3. กำจัดสาเหตุ แล้วเทียบกับข้อมูลตอนเดินปกติเพื่อตัดสินว่าจำเป็นต้องเปลี่ยนค่าตั้งจริงหรือไม่
4. ยืนยันเงื่อนไขการสตาร์ตใหม่ ทำให้พื้นที่ปลอดภัย แล้วทดสอบการทำงาน

งานเดินสายและตรวจสอบควรทำโดยผู้มีความรู้ ตามคู่มือของรุ่นนั้น งานในตัวเครื่องต้องทำมากกว่าการตัดไฟ ต้องป้องกันการเคลื่อนที่จากชิ้นส่วนที่อาจตกและพลังงานที่ค้างอยู่ด้วย โดยทำตามขั้นตอน Lockout/Tagout (LOTO) ของโรงงาน และปรึกษา จป. (เจ้าหน้าที่ความปลอดภัยในการทำงาน) ของโรงงานเมื่อไม่แน่ใจ

ถ้าเอาต์พุตของรีเลย์เปลี่ยนแล้วแต่เครื่องไม่หยุด ให้ไล่วงจรหยุดที่อยู่หลังรีเลย์ ในเครื่องที่ควบคุมด้วย PLC ให้เทียบสถานะอินพุตกับสัญญาณอนุญาตให้เดินเครื่อง เพื่อหาจุดที่เส้นทางขาด

วิธีหนึ่งในการตรวจหน้าสัมผัสคือวัดความต่อเนื่อง (continuity) ตอนวงจรไม่มีไฟ ห้ามวัดความต้านทานในวงจรที่มีไฟ

หลังแก้ไขเสร็จ ให้บันทึกค่าตั้งก่อนและหลังเปลี่ยน รวมถึงผลทดสอบ โดยผูกกับหมายเลขเครื่อง ใส่การตรวจสอบการทำงานและการอัปเดตบันทึกไว้ในแผนบำรุงรักษา เพื่อให้เปรียบเทียบได้ทุกครั้งที่เงื่อนไขโหลดเปลี่ยน

การทดสอบด้วยฟังก์ชันทดสอบในตัวรีเลย์ กับการทดสอบเส้นทางหยุดทั้งหมด ตรวจคนละขอบเขตกัน อย่าหยุดแค่เห็นไฟเปลี่ยน ให้ตรวจจนแน่ใจว่าวงจรที่รับเอาต์พุตเข้าสู่สถานะตามที่ออกแบบไว้

วิธีทดสอบกำหนดไว้ตามรุ่น เช่นในซีรีส์ SB ปุ่ม TEST ออกแบบให้ใช้ตอนมอเตอร์หยุด ห้ามตั้งใจทำให้เครื่องจริงติดขัดเพื่อทดสอบการป้องกัน ให้ใช้วิธีที่ผู้ผลิตกำหนดเพื่อจำลองสภาพอย่างปลอดภัย

นำไปใช้ได้ทันที: เช็กลิสต์และคำถามถึงซัพพลายเออร์ญี่ปุ่น

ใช้รายการนี้เมื่อเครื่องจากญี่ปุ่นที่มีช็อกรีเลย์เข้ามาถึงโรงงาน เมื่อวางแผนเปลี่ยนอุปกรณ์ หรือก่อนที่ใครจะเปลี่ยนค่าตั้ง

เช็กลิสต์หน้างาน

• ผู้ผลิตและรหัสรุ่นเต็มของรีเลย์ จากเนมเพลตและรายการอะไหล่
• ค่า Current, Start Time และ Shock Time ตามที่พบ (ถ่ายรูปปุ่มหมุนไว้)
• ชนิดของ CT เฟสที่ลอดผ่าน จำนวนรอบ และทิศทาง
• โหมดเอาต์พุต: แบบค้างสถานะ (Self-holding ในซีรีส์ SB รีเซ็ตด้วยปุ่ม RESET) หรือรีเซ็ตอัตโนมัติ
• เอาต์พุตไปที่ไหน: วงจรคอยล์คอนแทกเตอร์ อินพุต PLC (ผ่านรีเลย์ตัวกลางหรือไม่) หรือสัญญาณเตือน
• แรงดันไฟควบคุมของรีเลย์ และความถี่พิกัด (50 Hz / 60 Hz) ว่าตรงกับระบบไฟของโรงงานหรือไม่
• วิธีขับ: ต่อตรงหรืออินเวอร์เตอร์ และช่วงความถี่อินเวอร์เตอร์ที่ใช้
• โอเวอร์โหลดรีเลย์แบบความร้อนและการป้องกันการลัดวงจรยังอยู่ครบและตั้งค่าถูกต้อง
• บันทึกกระแสตอนเดินปกติ: ตอนสตาร์ต ตอนเปล่า และตอนโหลดปกติสูงสุด
• บันทึกการทดสอบการหยุด: เวลาและระยะจากตรวจพบจนหยุดนิ่ง

คำถามที่ควรถามฝั่งญี่ปุ่น

• ช็อกรีเลย์ตัวนี้ตั้งใจตรวจจับความผิดปกติของเครื่องแบบใด (ติดขัด โซ่โอเวอร์โหลด ป้องกันเกียร์บ็อกซ์)
• ค่า Current, Start Time และ Shock Time กำหนดมาอย่างไร มีข้อมูลกระแสที่วัดจริงหรือไม่
• โหลดหรือแรงบิดที่ชิ้นส่วนที่ป้องกันรับได้เท่าไร และเครื่องต้องหยุดเร็วแค่ไหน
• เอาต์พุตของรีเลย์เป็นแบบค้างสถานะหรือรีเซ็ตอัตโนมัติ หลังรีเซ็ตแล้วเครื่องจะสตาร์ตเองได้หรือไม่
• รีเลย์รุ่นนี้รองรับการขับด้วยอินเวอร์เตอร์ที่ช่วงความถี่ใช้งานของเราหรือไม่
• ถ้าเปลี่ยนเป็น Current Monitoring Relay หรือ Electronic Overload Relay ที่หาซื้อได้ในประเทศ ต้องมีฟังก์ชันและค่าตั้งอะไรบ้าง
• เครื่องนี้มีฟังก์ชันความปลอดภัยของคนหรือป้องกันของตกที่ไม่พึ่งช็อกรีเลย์หรือไม่

ตัวอย่างข้อความสอบถามสั้น ๆ (ภาษาอังกฤษ) ที่นำไปปรับใช้ได้:

Subject: Shock relay settings for [machine name / serial no.]

We are maintaining the [conveyor] you supplied. The shock relay [maker, model] in the control panel is set to current [__ A], start time [__ s], and shock time [__ s], and it has tripped [__ times] since [date]. Please tell us how these values were determined, the measured normal current, and the load limit of the protected parts. Please also confirm whether the output is self-holding or automatic reset, and which functions a substitute relay would need if we replace it locally.

ข้อจำกัดของบทความนี้

• ช่วงค่าและพฤติกรรมที่อ้างถึงในบทความนี้มาจากเอกสารซีรีส์ SB และ ED ของ Tsubaki รุ่นอื่นและผลิตภัณฑ์ของผู้ผลิตรายอื่นต่างออกไป
• บทความนี้อธิบายหลักการและสิ่งที่ต้องตรวจ ไม่ใช่ขั้นตอนการตั้งค่า การตั้งค่าต้องทำตามคู่มือของรุ่นที่ติดตั้งและการตัดสินใจของผู้ออกแบบเครื่อง
• ช็อกรีเลย์เป็นการป้องกันเครื่องจักร ส่วนความปลอดภัยของคนเป็นอีกเรื่องหนึ่ง ที่ต้องดูตามการออกแบบด้านความปลอดภัยของเครื่องและกฎหมายความปลอดภัยในการทำงานของไทย (เช่น พ.ร.บ.ความปลอดภัย อาชีวอนามัย และสภาพแวดล้อมในการทำงาน พ.ศ. 2554 และกฎกระทรวงที่เกี่ยวข้อง) ซึ่งควรปรึกษา จป. ของโรงงาน
• ตัวอย่างการคำนวณใช้ค่าสมมติ เวลาและระยะหยุดจริงต้องวัดจากเครื่องจริง
• IEC 60947-4-1 เป็นมาตรฐานสากล ไม่ได้ตรวจสอบว่ามีมาตรฐาน มอก. ฉบับที่ตรงกันหรือไม่ ให้ยืนยันกับผู้ผลิตหรือซัพพลายเออร์
• ชื่อในตารางที่ 1 เหลื่อมกัน การที่ผลิตภัณฑ์ในประเทศจะใช้แทนช็อกรีเลย์ได้หรือไม่ ขึ้นกับวิธีตรวจจับ ช่วงเวลา และเอาต์พุตของมัน ควรยืนยันกับซัพพลายเออร์

คำถามที่พบบ่อย (FAQ)

ช็อกรีเลย์ตรวจจับอะไร

ช็อกรีเลย์แบบตรวจกระแสตรวจจับกระแสมอเตอร์ที่เกินค่าที่ตั้ง และระยะเวลาที่กระแสอยู่เหนือค่านั้น มันประเมินโหลดของเครื่องจากกระแส จึงต่างจากเซนเซอร์ที่วัดแรงบิดที่เพลาโดยตรง

ช็อกรีเลย์ใช้แทนโอเวอร์โหลดรีเลย์ได้ไหม

ไม่ได้ ช็อกรีเลย์ป้องกันเครื่องที่ถูกขับจากการติดขัด ส่วนโอเวอร์โหลดรีเลย์ป้องกันมอเตอร์จากความร้อนเกิน การติดช็อกรีเลย์ไม่ใช่เหตุผลที่จะถอดการป้องกันความร้อนของมอเตอร์ และการป้องกันการลัดวงจรด้วยฟิวส์หรือเบรกเกอร์ก็เป็นอีกหน้าที่หนึ่งต่างหาก

ควรตั้ง Shock Time ให้สั้นที่สุดไหม

ไม่ควรตั้งเป็นเป้าหมายในตัวเอง เพราะพีคชั่วขณะตามปกติอาจทำให้เครื่องหยุดได้ ให้เทียบระยะเวลาของพีคปกติกับเวลาที่เครื่องทนความผิดปกติได้ และรวมความหน่วงของการหยุดหลังตรวจพบด้วย

ถ้ารีเซ็ตอัตโนมัติ เครื่องจะสตาร์ตเองหรือไม่

หน้าสัมผัสของรีเลย์กลับสู่สถานะปกติ กับเครื่องสตาร์ตใหม่ เป็นคนละเหตุการณ์กัน ในวงจรที่คำสั่งเดินเครื่องยังค้างอยู่ การรีเซ็ตอัตโนมัติอาจทำให้เครื่องสตาร์ตใหม่ได้ ให้ตรวจโหมดรีเซ็ตและเงื่อนไขอนุญาตให้เดินเครื่องไปพร้อมกัน สัญญาณความผิดปกติที่ค้างสถานะ ทำงานต่างจากสัญญาณที่ขึ้นเฉพาะตอนกดปุ่ม

ใช้ช็อกรีเลย์กับมอเตอร์ที่ขับด้วยอินเวอร์เตอร์ได้ไหม

ได้ ถ้ารุ่นและช่วงความถี่ตรงกัน แต่เงื่อนไขต่างกันในแต่ละซีรีส์ของ Tsubaki ซีรีส์ ED ระบุช่วง 20–200 Hz สำหรับการขับด้วยอินเวอร์เตอร์ ส่วนคู่มือซีรีส์ SB เตือนว่ารูปคลื่นกระแสที่เพี้ยนจากอินเวอร์เตอร์อาจทำให้ทำงานผิดพลาด และระบุว่าใช้ได้ที่ 30–60 Hz ซึ่งผลกระทบน้อย อย่านำช่วงของรุ่นหนึ่งไปใช้กับอีกรุ่น

แหล่งอ้างอิง

• นิยามของ Shock Relay และ Shock Monitor การป้องกันโอเวอร์โหลดทางไฟฟ้าเทียบกับทางกล: Tsubakimoto Chain, ข้อมูลผลิตภัณฑ์อุปกรณ์ควบคุมไฟฟ้า (ภาษาญี่ปุ่น)
• การตรวจจับ การเดินสาย ค่าตั้ง ปุ่มทดสอบ และการบำรุงรักษา: Tsubakimoto Chain, คู่มือ Shock Relay ซีรีส์ SB (ภาษาญี่ปุ่น, 21 กุมภาพันธ์ 2024); U.S. Tsubaki, คู่มือ TSBSB Shock Relay (ภาษาอังกฤษ)
• โหมดรีเซ็ตและข้อควรระวังในการใช้งาน (แรงเฉื่อย อุปกรณ์ขนส่งคนและอุปกรณ์ยก): Tsubakimoto Chain, ข้อควรคำนึงเมื่อใช้ Shock Relay (ภาษาญี่ปุ่น)
• ตัวอย่างรุ่นที่รองรับอินเวอร์เตอร์: Tsubakimoto Chain, Shock Relay ซีรีส์ ED (ภาษาญี่ปุ่น)
• Tsubaki Shock Relay ที่ขายนอกญี่ปุ่น: Tsubaki of Canada, Electronic Shock Relays
• โครงสร้างโอเวอร์โหลดรีเลย์แบบความร้อน เวลาทริป และการป้องกันการลัดวงจร: OMRON, คู่มือเทคนิคสวิตช์เกียร์แรงดันต่ำ (ภาษาญี่ปุ่น)
• คลาสทริปตาม IEC 60947-4-1: ABB, ข้อมูลทางเทคนิคของโอเวอร์โหลดรีเลย์แบบความร้อน
• Current Monitoring Relay (การใช้งาน overcurrent และ undercurrent เอาต์พุตไม่ตัดกระแสโหลด): VIOX, "Current Monitoring Relay Explained"
• การตรวจจับ Jam ใน Electronic Overload Relay: Rockwell Automation, "New Electronic Overload Relay Helps Prevent Motor Damage, Downtime" (Allen-Bradley E100)
• สายผลิตภัณฑ์ EOCR (ฟังก์ชันที่ระบุไว้): Bao An, รายการ Schneider EOCRSS