เล่าสู่กันฟัง: ติดตั้งระบบควบคุมรดน้ำและพ่นหมอกอัตโนมัติ ณ ศูนย์วิจัยเกษตรที่สูงเพชรบูรณ์

เกริ่นนำ

บริษัท เอมเมจิน จำกัด ได้รับเกียรติและความไว้วางใจจากทีมงานวิจัยศูนย์วิจัยเกษตรที่สูงเพชรบูรณ์ (เขาค้อ) สถาบันวิจัยพืชสวน กรมวิชาการเกษตร กระทรวงเกษตรและสหกรณ์ ให้ติดตั้งระบบควบคุมรดน้ำอัตโนมัติ aMG Plant Buddy ระหว่างวันที่ 30 พฤศจิกายน ถึง วันที่ 1 ธันวาคม 2559 จึงขอนำประสบการณ์/ผลงานมาเล่าสู่กันฟังครับ

ศูนย์วิจัยเกษตรที่สูงเพชรบูรณ์ ตั้งอยู่บริเวณเขาค้อ ใช้เวลาเดินทางจากกรุงเทพฯ ประมาณ 5 ชั่วโมง เส้นทางก่อนถึงศูนย์วิจัยฯ เป็นภูเขาจึงมีสภาพเลี้ยวซ้าย-ขวา ขึ้น-ลง ชวนเมารถได้เล็กน้อย (ไม่โหดเท่าไปสถานีเกษตรหลวงปางดะ อ.สะเมิง จ.เชียงใหม่)

แผนที่ ศูนย์วิจัยเกษตรที่สูงเพชรบูรณ์ สถาบันวิจัยพืชสวน กรมวิชาการเกษตร กระทรวงเกษตรและสหกรณ์

แผนที่ ศูนย์วิจัยเกษตรที่สูงเพชรบูรณ์ สถาบันวิจัยพืชสวน กรมวิชาการเกษตร กระทรวงเกษตรและสหกรณ์

ด้านหน้าศูนย์วิจัยเกษตรที่สูงเพชรบูรณ์

ด้านหน้าศูนย์วิจัยเกษตรที่สูงเพชรบูรณ์

ณ วันที่ไปถึง อากาศกำลังเย็นสบาย ท้องฟ้าสีสดใส หายใจได้เต็มปอดมากๆ ครับ ศูนย์วิจัยฯ มีที่พักหลายแบบ แต่ที่พักที่ทีมงานไปพักเป็นบ้านชั้นเดียวหลังเล็ก นอนได้ 4 คน (หนึ่งหลังมี 4 เตียง) ราคาประหยัดมาก คือ 600 บาท ต่อ คืน ต่อ หลัง ครับ

บ้านพัก

บ้านพัก

ภาพบรรยากาศมองออกมาจากที่พักตอนบ่ายๆ

ภาพบรรยากาศมองออกมาจากที่พักตอนบ่ายๆ

ภาพบรรยากาศมองออกมาจากที่พักยามเช้า

ภาพบรรยากาศมองออกมาจากที่พักยามเช้า

บรรยากาศสวนยางใกล้ๆ โรงเรือน ยามใกล้พระอาทิตย์ตก

บรรยากาศสวนยางใกล้ๆ โรงเรือน ยามใกล้พระอาทิตย์ตก

สถานที่ติดตั้งระบบ

โรงเรือนที่ทีมงานไปติดตั้งระบบควบคุมการรดน้ำและควบคุมการพ่นหมอกอัตโนมัติ เป็นโรงเรือนขนาด 6 เมตร x 20 เมตร ด้านข้างเป็นมุ้ง ใช้ทดลองปลูกสตอวร์เบอรี่

บรรยากาศโรงเรือน

บรรยากาศรอบโรงเรือน

บรรยากาศรอบโรงเรือน

บรรยากาศรอบโรงเรือน

บรรยากาศรอบโรงเรือน

บรรยากาศรอบโรงเรือน

บรรยากาศรอบโรงเรือน

บรรยากาศรอบโรงเรือน

ภาพการปลูกสตอวร์เบอรี่ ในที่โล่ง สังเกตุว่ามีการรดน้ำ ด้วยระบบ Springler ทำให้เห็นว่ามีน้ำที่สูญเสียเป็นปริมาณมาก ถ้ามองในมุมวิศวกรรมระบบและอุตสาหกรรมการผลิตแล้ว น่าเสียดายน้ำและพลังงานที่ใช้ไปในการรดหญ้าและไม่ลงที่ต้นไม้ที่ต้องการโดยตรง

ภาพการปลูกสตอวร์เบอรี่ ในที่โล่ง สังเกตุว่ามีการรดน้ำ ด้วยระบบ Sprinkler ทำให้ชวนคิดว่าสูญเสียน้ำเป็นปริมาณมาก ถ้ามองในมุมวิศวกรรมระบบและอุตสาหกรรมการผลิตแล้ว น่าเสียดายน้ำและพลังงานที่ใช้ไปในการรดหญ้าและน้ำที่ไม่ลงที่ต้นสตอวร์เบอรี่ที่ต้องการโดยตรง

ภายในโรงเรือน

ภายในโรงเรือนปลูกสตอวร์เบอรี่ในกระถางประมาณ 800 กระถาง

ภายในโรงเรือนปลูกสตอวร์เบอรี่ในกระถางประมาณ 800 กระถาง

อีกมุมหนึ่งภายในโรงเรือน

อีกมุมหนึ่ง ภาพถ่ายภายในโรงเรือนจากท้ายโรง

สตอวร์เบอรี่เริ่มออกลูกบ้างแล้ว

สตอวร์เบอรี่เริ่มออกลูกบ้างแล้ว

นี่ก็ออกดอกและลูก

กระถางนี้ก็ออกดอกและลูก

เริ่มติดตั้งระบบ

จุดที่จะติดตั้งตู้ควบคุมอัตโนมัติ ทางโครงการได้เดินท่อขนาด 1x1/2" จากปั้มขนาด 1 แรงม้า ไว้ให้

จุดที่จะติดตั้งตู้ควบคุมอัตโนมัติ ทางโครงการได้เดินท่อขนาด 1×1/2″ จากปั้มขนาด 1 แรงม้า ไว้ให้

เริ่มติดตั้งระบบ เพื่อวางเฟรม Stainless Steel

วางเฟรม Stainless Steel เพื่อยึดตู้ Control

ได้เจ้าของพื้นที่มาดูงานความเรียบร้อย และ ช่วยกันอย่างขยันขันแข็ง

ได้เจ้าของพื้นที่มาดูงานความเรียบร้อย และ ช่วยกันอย่างขยันขันแข็ง วางท่อ PE, เจาะรูท่อ, ต่อหัวน้ำหยด … กว่า 800 หัว ไม่ธรรมดา

ใช้ Solenoid Valve ทั้งหมด 2 ตัว ตัวหนึ่งสำหรับควบคุมการจ่ายน้ำหยด อีกตัวหนึ่งสำหรับพ่นหมอก

ใช้ Solenoid Valve ทั้งหมด 2 ตัว ตัวหนึ่งสำหรับควบคุมการจ่ายน้ำหยด อีกตัวหนึ่งสำหรับพ่นหมอก

ระบบน้ำหยดที่ติดตั้งแล้ว

ระบบน้ำหยดที่ติดตั้งแล้ว

ภาพกว้าง หลังติดตั้งระบบเสร็จเรียบร้อย

ภาพกว้าง หลังติดตั้งระบบเสร็จเรียบร้อย

รายละเอียดอุปกรณ์

การเดินท่อระบบน้ำ

 

การเดินท่อระบบน้ำ

การเดินท่อระบบน้ำ

การเดินท่อระบบพ่นหมอก

การเดินท่อระบบพ่นหมอก

หัวพ่นหมอก

ตู้ควบคุมเกรดอุตสาหกรรมอยู่ในตู้กันน้ำ IP65

ตู้ควบคุมเกรดอุตสาหกรรมอยู่ในตู้กันน้ำ IP65

IP65  หมายถึง ป้องกันฝุ่น 100% (Dust tight No ingress of dust; complete protection against contact (dust tight). A vacuum must be applied. Test duration of up to 8 hours based on air flow.) และป้องกันน้ำจากหัวฉีดน้ำพุ่ง (Water projected by a nozzle (6.3 mm) against enclosure from any direction shall have no harmful effects.)  ข้อมูลอ้างอิงอื่น

หน้าตู้ควบคุม มีปุ่ม Selector สำหรับควบคุม Solenoid Valve แต่ละตัวแบบอิสระจากกัน

หน้าตู้ควบคุม มีปุ่ม Selector สำหรับควบคุม Solenoid Valve แต่ละตัวแบบอิสระจากกัน และมีไฟแสดงสถานะการทำงานของแต่ละ Solenoid (ไฟติด = ทำงาน)

หน้าตู้ควบคุม

หน้าตู้ควบคุม

ถาม ทำไมจึงออกแบบให้มีปุ่ม Selector หน้าตู้ สำหรับ Solenoid แต่ละอันเลย
ออกแบบ ให้ไม่ต้องมีปุ่ม ไปกดที่อุปกรณ์ควบคุม (aMG Plant Buddy) เลย เพื่อประหยัดงบประมาณ ได้ไหม

ตอบ ได้ครับ แต่… ในการใช้งานจริง บริษัทเห็นว่าบ่อยครั้ง เจ้าหน้าที่ ที่ดูแลระบบอาจไม่เชี่ยวชาญการใช้ระบบอิเล็กทรอนิกส์ และหากต้องการเปิด-ปิด ปั๊ม หรือ Solenoid valve เท่านั้น จะต้องเปิดตู้เข้าระบบควบคุม ไปกดปุ่มที่อุปกรณ์ควบคุมโดยตรง มีความเสี่ยงหลายอย่าง
ทำที่หน้าตู้ได้เลยโดยการเลือกปุ่มมาที่่ Manual จะง่าย สะดวก และปลอดภัยกว่า และค่าใช้จ่ายก็ไม่ได้ต่างกันมากนักครับ

ถาม เห็นมี Magnetic Contactor สำหรับควบคุมเปิด-ปิดปั๊มน้ำ ทำไมมีแค่ Selector สำหรับ Solenoid valve สองอันอย่างเดียว ไม่มี Selector ควบคุมเปิด-ปิด ปั๊มน้ำด้วยหรอ หรือใช้ได้เฉพาะกับปั๊มที่มีเซ็นเซอร์วัดความดัน (Pressure sensor) ที่เปิด-ปิดเอง เมื่อมีการเปิด valve เหมือนที่ใช้ตามบ้านทั่วไป

ตอบ ใช้กับปั๊มหอยโข่ง ที่ไม่มี Pressure sensor ก็ได้ครับ ที่เป็นเช่นนี้ เป็นไปตามการออกแบบครับ ระบบควบคุม aMG Plant Buddy จะสั่งการ Magnetic Contactor เพื่อควบคุมการเปิด-ปิดปั๊มน้ำโดยอัตโนมัติ แต่ไม่อนุญาตให้ผู้ใช้เปิด-ปิดปั๊มน้ำเอง ทำไมล่ะ…

ทั้งนี้เพื่อป้องกันความเสียหายต่อระบบท่อน้ำครับ ยกตัวอย่างเช่น

ถ้าเปิดช่องให้ผู้ใช้สั่งเปิดปั๊มน้ำได้เอง และผู้ใช้ที่ไม่ชำนาญ ไปสั่งเปิดปั๊มน้ำก่อน แต่เปิด Solenoid valve ทีหลัง ก็จะมีแรงดันสะสมสูงในระบบท่อน้ำ เพราะน้ำออกไปไหนไม่ได้ แม้อาจเป็นช่วงระยะเวลาสั้นๆ แต่ถ้าเป็นบ่อยก็จะทำให้ระบบท่อทางเสียหายได้ง่ายและเร็วขึ้น (ท่อแต่ ข้อต่อหลุด เป็นต้น)
aMG Plant Buddy ดูแลตรงนี้ ด้วยการเหลือทางเลือกให้ผู้ใช้สั่งการเปิด-ปิดเพียง Solenoid valve เท่านั้น ส่วนระบบจะคิดว่าจะเปิด-ปิดปั๊มให้ตอนไหน

กล่าวคือ เมื่อผู้ใช้สั่งเปิด Solenoid valve ระบบ aMG Plant Buddy ก็จะเปิด Solenoid valve ให้เลย แต่จะไปสั่งเปิดปั๊มหลังจาก Delay นิดหน่อยหลังจากที่ Solenoid valve เปิดแล้ว หรือในกรณีที่สั่งปิด Solenoid valve ก็คล้ายกัน aMG Plant Buddy ก็จะไปสั่งปิดปั๊มน้ำก่อน และหลังจาก Delay นิดหน่อย จึงสั่งปิด Solenoid valve โดยอัตโนมัติ ทั้งนี้ เพื่อป้องกันแรงดันน้ำสะสม ทำให้ระบบน้ำเสียหายตามที่กล่าวข้างต้น ครับ

อุปกรณ์ภายในตู้ควบคุม

ภายในตู้ควบคุมประกอบด้วยอุปกรณ์เกรดอุตสาหกรรม ดังนี้

  1. Mini Circuit Breaker รับกระแสสูงสุดขนาด 25A ของ ABB
  2. Magnetic Contactors MSO-T10 (with overload protection) ของ Mitsubishi Electric สำหรับควบคุมเปิดปิดปั๊ม ป้องกัน Motor / Pump Overload
  3. W-OP2 Digital Phase Protector ของ WIP ELECTRIC CO.,LTD. ป้องกันแรงดันผิดปกติของกระแสสลับ 1 เฟส
  4. กล่อง Fuse ของ ABB
  5. 220VAC -> 24VAC Transformer สำหรับแปลงไฟไปขับ Solenoid valve
  6. aMG Plant Buddy 2 สมองกลหลักสำหรับควบคุมการทำงานของระบบ ใช้ Controller ตระกูล ARM Cortex – M
  7. aMG Plant Buddy – Gateway 3G สำหรับเชื่อมต่อกับ Internet ผ่าน 3G เหมาะสำหรับเฝ้าตรวจ/ควบคุม (Monitor/Control) การทำงานของระบบจากที่ใด เวลาใดก็ได้ทั่วโลก (24 ชั่วโมง/วัน 7 วัน/สัปดาห์) ผ่าน Web App
    ระบบประกอบด้วยแบตเตอรี่สำรอง (Backup battery) ทำให้สามารถติดต่อสื่อสารกับระบบควบคุมได้ตลอดเวลาแม้ไฟดับ (ไฟฟ้าสำรองเพียงพอสำหรับอุปกรณ์ควบคุมเท่านั้น ทั้งนี้เพื่อให้ทราบสถานะการทำงานของระบบได้ตลอดเวลาแม้ไฟดับ แต่ไม่สามารถใช้ควบคุมอุปกรณ์ไฟฟ้ากำลังเช่น ปั๊มน้ำ หรือ Solenoid Valve ได้)

ถาม ทำไมบริษัทต้องใส่อุปกรณ์ป้องกันมากมายในตู้ควบคุม – จำเป็นขนาดนั้นเลยหรือ

ตอบ จำเป็นครับ เพราะ ระบบไฟฟ้าบ้านเรา โดยเฉพาะต่างจังหวัด อาจไม่ค่อยสมบูรณ์มากนัก ไฟตก ไฟเกิน ไฟกระชาก ฟ้าผ่า ไฟดับ ฯลฯ ได้บ่อยๆ สิ่งเหล่านี้เป็นสาเหตุสำคัญที่ทำให้อุปกรณ์เสียหายได้ง่ายมาก

โรงเรือนส่วนมากอยู่ในที่กันดาร การเดินทางไปติดตั้งอุปกรณ์ ซ่อมแซม ควรทำโดยผู้เชี่ยวชาญ ทำให้มีค่าใช้จ่าย และใช้เวลา

เอมเมจิน ต้องการให้ลูกค้าได้ใช้ของดีมีมาตรฐาน ใช้งานได้ต่อเนื่อง ยาวนานที่สุด มีเวลาให้ความสำคัญกับการใช้งานระบบ ดูแลต้นไม้ เพื่อทำให้ต้นไม้งาม ให้ผลผลิตดีที่สุด มากกว่านั่งปวดหัวว่า เดี๋ยวๆ ก็อุปกรณ์เสีย-ขัดข้อง

ค่าใช้จ่ายที่เพิ่มขึ้น นับว่าเล็กน้อยมาก และคุ้มค่า กว่าเวลา และ ความปวดหัวที่ทั้งลูกค้า และ ภาพลักษณ์บริษัท ที่อาจสูญเสียได้

สิ่งเล็กๆน้อยๆ เหล่านี้ บริษัท คิดมาเพื่อตอบโจทย์ความต้องการใช้งานตามสภาพความเป็นจริงแบบไทยๆ อย่างเหมาะสมที่สุด ซึ่งหลายอย่างระบบที่นำเข้าจากต่างประเทศก็ไม่ได้คิดเผื่อไว้ให้ เพราะสภาพแวดล้อมแตกต่างกัน

ขอพักเท่านี้ก่อน จะกลับมาเล่าต่อเรื่องระบบควบคุม ครับ…