ทำความรู้จัก Piping Isometric Drawing MO Memoir : Tuesday 30 July 2558

ในการออกแบบโรงงานอุตสาหกรรมเคมีนั้น เราเริ่มจากการคัดเลือกกระบวนการผลิต จากนั้นก็จัดทำ Process Flow Diagram (PFD) ที่แสดง อัตราการไหล อุณหภูมิ ความดัน สภาวะอื่น ๆ (เช่นความหนืด การมีของแข็งแขวนลอย ฯลฯ) ของสารที่ไหลจากอุปกรณ์ผลิตหนึ่งไปยังอีกอุปกรณ์การผลิตหนึ่ง ข้อมูลตรงนี้เราใช้ในการกำหนดขนาดของอุปกรณ์การผลิตแต่ละอุปกรณ์ (เช่นขนาดของ หอกลั่น vessel ต่าง ๆ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน cooling tower หม้อน้ำ ฯลฯ)
  

เมื่อได้ขนาดของอุปกรณ์การผลิตต่าง ๆ แล้ว ขั้นตอนต่อไปก็คือการกำหนดตำแหน่งที่ตั้งของอุปกรณ์ต่าง ๆ ตรงนี้คือการกำหนด Plot Plan ซึ่งขึ้นกับพื้นที่ก่อสร้างที่มีอยู่ (ไม่ว่าจะเป็นรูปร่างพื้นที่ ระดับชั้นความสูงที่เป็นที่ตั้งของอุปกรณ์การผลิตแต่ละชิ้น) เพราะตรงนี้มันส่งผลถึงการออกแบบขนาดของปั๊มและท่อที่ต้องใช้ เพื่อให้เห็นภาพชัดเจนขึ้น เราลองมาพิจารณากรณีตัวอย่างของโรงงานในรูปที่ ๑ ข้างล่างดูกันก่อน ที่มีการจัดเรียงหน่วยผลิตด้วยรูปแบบที่แตกต่างกัน (คือมี plot plan ที่แตกต่างกัน) โดยโรงงานดังกล่าวประกอบด้วย (ก) หน่วยผลิต A (ข) หน่วยผลิต B (ค) หน่วยแยกผลิตภัณฑ์ออกจากตัวทำละลาย และ (ง) หน่วยกลั่นตัวทำละลายให้มีความบริสุทธิ์เพื่อนำกลับไปใช้ใหม่ที่หน่วยผลิต A
  

รูปที่ ๑ (บน) วางตำแหน่งหน่วยผลิตตามแนวยาว หน่วยกลั่นตัวทำละลายอยู่ที่ปลายด้านหนึ่งของสายการผลิต (กลาง) วางตำแหน่งหน่วยผลิตตามแนวยาว หน่วยกลั่นตัวทำละลายอยู่ทางต้นทางของสายการผลิต และ (ล่าง) วางตำแหน่งหน่วยผลิตในพื้นที่รูปสี่เหลี่ยม พึงสังเกตว่าแต่ละแบบนั้นการเดินท่อจะมีความแตกต่างกันอยู่
  

ในรูปที่ ๑ (บน) และ (กลาง) นั้นเป็นการวาง plot plan ของหน่วยผลิตต่าง ๆ ในแนวยาว ความแตกต่างอยู่ที่ตำแหน่งที่ตั้งของหน่วยกลั่นตัวทำละลายให้มีความบริสุทธิ์ ในกรณีของรูปที่ ๑ (บน) นั้นหน่วยกลั่นตัวทำละลายให้มีความบริสุทธิ์อยู่ถัดจากหน่วยแยกผลิตภัณฑ์ออกจากตัวทำละลาย ดังนั้นการเดินท่อส่งตัวทำละลายที่ต้องการทำให้บริสุทธิ์จากหน่วยแยกผลิตภัณฑ์ไปยังหน่วยกลั่นตัวทำละลายนี้จะสั้น แต่การเดินท่อส่งตัวทำละลายที่บริสุทธิ์จากหน่วยกลั่นไปยังหน่วยผลิต A จะเดินท่อยาว แต่ถ้าเป็นกรณีของรูปที่ ๑ (กลาง) หน่วยกลั่นตัวทำละลายให้มีความบริสุทธิ์จะอยู่ทางต้นทางของหน่วยผลิต A ดังนั้นการเดินท่อส่งตัวทำละลายที่ต้องการทำให้บริสุทธิ์จากหน่วยแยกผลิตภัณฑ์ไปยังหน่วยกลั่นตัวทำละลายนี้จะยาว แต่การเดินท่อส่งตัวทำละลายที่บริสุทธิ์จากหน่วยกลั่นไปยังหน่วยผลิต A จะเดินท่อสั้น
   

ถ้าตัวทำละลายที่ยังไม่ผ่านการทำให้บริสุทธิ์นั้นมีความหนืดมากกว่าตัวทำละลายที่บริสุทธิ์แล้ว การใช้ plot plan แบบรูปที่ ๑ (กลาง) จะทำให้ต้องสิ้นเปลืองพลังงานมากกว่าเพราะต้องส่งของเหลวที่มีความหนืดสูง (คือตัวทำละลายที่ต้องการทำให้บริสุทธิ์) เดินทางเป็นระยะทางไกลกว่า (คือจากหน่วยแยกผลิตภัณฑ์ส่งไปยังหน่วยกลั่นตัวทำละลาย) แต่ถ้าใช้การวาง plot plan ตามรูปที่ ๑ (ล่าง) คือวนรอบเป็นรูปสี่เหลี่ยม ระยะทางเชื่อมต่อระหว่างหน่วยต่าง ๆ จะสั้นที่สุด แต่ทั้งนี้ก็ขึ้นกับว่าทางโรงงานมีพื้นที่สำหรับก่อสร้างที่มีรูปร่างหน้าตาอย่างไร
  

และตรงนี้ก็เป็นสาเหตุที่ทำให้โรงงานที่ใช้กระบวนการผลิตเดียวกัน แต่มีการใช้ plot plan ที่แตกต่างกัน การส่งของเหลวจากหน่วยหนึ่งไปยังอีกหน่วยหนึ่งก็ไม่จำเป็นต้องใช้ปั๊มและท่อที่มีขนาดเดียวกัน
  

รูปที่ ๒ Piping isometric drawing (จาก http://www.flow-techs.com/wp-content/uploads/2012/01/d1.gif) พึงสังเกตความยาวท่อตรงอักษร A จะเห็นว่ามันไม่ได้สัดส่วนกับความยาวที่แท้จริง
  

หลังจากที่ได้ plot plan แล้ว ต่อไปก็คือการคำนวณหาขนาดท่อและปั๊ม เพราะรู้ตำแหน่งแล้วว่าต้นทางและปลายทางนั้นห่างกันเท่าใด และการเดินท่อนั้นต้องเดินรูปแบบใด (เช่น ฝังลงใต้ดิน วางบน pipe rack ที่คดเคี้ยวหรือวิ่งขึ้น-ลงไปตามแนวเส้นทางใดบ้าง) ขั้นตอนนี้ก็จะได้ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อที่ต้องใช้ ลำดับต่อไปก็คือรูปร่างที่แท้จริงของท่อที่ต้องประกอบขึ้นเพื่อใช้ในการส่งผ่านของเหลวนั้น ตรงนี้เป็นจุดที่ piping isometric drawing เข้ามามีบทบาท
  

piping isometric drawing ก็คือรูปร่างของท่อในสามมิติ ว่ามีการหักเลี้ยว ขึ้น-ลง ลาดเอียงทำมุม มีการติดตั้งอุปกรณ์อะไรบ้างที่ตำแหน่งใดบ้าง และอยู่ห่างกันเป็นระยะเท่าใด มีการระบุความยาวท่อและระยะห่างระหว่าง วาล์วและอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่ต้องติดตั้งเข้ากับตัวท่อ (เช่นตำแหน่งติดตั้งเกจต่าง ๆ) ที่ชัดเจน ดังตัวอย่างที่แสดงในรูปที่ ๒ แต่สิ่งหนึ่งที่ต้องระวังในการอ่าน piping isometric drawing คือภาพนั้นมันไม่ได้แสดงสัดส่วนที่เป็นจริงเสมอไป กล่าวคือถ้าเห็นท่อเส้นหนึ่งในรูปมีความยาวเป็นสองเท่าของท่ออีกเส้นหนึ่ง ก็ไม่ได้หมายความว่าท่อในรูปมีเส้นท่อที่ยาวกว่านั้นจะมีความยาวที่แท้จริงมากกว่า ความยาวที่แท้จริงของท่อต้องดูที่ "ตัวเลข" ที่เขาระบุไว้ ลองดูท่อในรูปที่ ๒ ตรงที่มีอักษร A กำกับ เช่นท่อที่ยาว 19 1/2" (19 นิ้วครึ่ง) นั้นในรูปจะสั้นกว่าท่อที่ยาว 14' 3" (14 ฟุต 3 นิ้ว) เพียงเล็กน้อยเท่านั้น
   

ความยาวท่อมาตรฐานจากผู้ผลิตจะอยู่ที่ 6 เมตร ดังนั้นถ้าหากว่ามีการเดินท่อตรงที่ยาวกว่า 6 เมตรก็ต้องมีการเชื่อมต่อท่อเข้าด้วยกัน วิธีการเชื่อมต่อท่อตรงเข้าด้วยกันตรงนี้ขึ้นอยู่กับขนาดของท่อและข้อกำหนดของโรงงาน (ขึ้นอยู่กับว่าเป็นท่อใช้ในงานอะไร) ท่อขนาดใหญ่ก็จะใช้ปลายท่อต่อชนกันและใช้การเชื่อม ถ้าเป็นท่อขนาดเล็กไม่มากก็อาจใช้การเชื่อมต่อปลายท่อเข้าด้วยกันโดยตรงแบบท่อใหญ่ หรือไม่ก็ใช้ข้อต่อตรง (union) ที่เป็นข้อต่อเกลียว (thread) หรือข้อต่อเชื่อมที่เรียกว่า socket weld รายละเอียดการต่อท่อในแนวตรงตรงนี้มันจะไม่ปรากฏใน piping isometric drawing เว้นแต่จะเป็นการเชื่อมต่อที่แตกต่างออกไป เช่นต้องการเดินท่อตรงยาว 18 เมตร (ต้องใช้ท่อยาว 6 เมตร 3 ท่อน) โดยมีการติดตั้งข้อต่อชนิดหน้าแปลนที่ตำแหน่ง 6 เมตรจากปลายด้านซ้าย การเชื่อมต่อท่อท่อนที่ 1 และท่อนที่ 2 (นับจากซ้าย) ด้วยการใช้หน้าแปลนจะมีปรากฏใน piping isometric drawing แต่การเชื่อมต่อท่อท่อนที่ 2 และท่อนที่ 3 (ท่อนขวาสุด) ด้วยการต่อชนท่อโดยตรงนั้น จะไม่มีปรากฏใน piping isometric drawing
  

รูปที่ ๓ ตัวอย่างสัญลักษณ์ข้อต่อ (จาก http://www.flow-techs.com/wp-content/uploads/2012/01/symble.jpg)
  

รูปที่ ๓ เป็นตัวอย่างสัญลักษณ์แสดงชนิดของท่องอ ท่อโค้ง ท่อลด และท่อแยก ที่ใช้ใน piping isometric drawing (แต่ละโรงงานไม่จำเป็นต้องเหมือนกันนะ) สำหรับการเชื่อมต่อในรูปแบบต่าง ๆ ตรงนี้ขออธิบายเพิ่มเติมให้กับผู้ที่กำลังศึกษาอยู่หรือไม่มีประสบการณ์เรื่องงานท่อเกี่ยวกับชนิดของข้อต่อที่ปรากฏในรูปโดยขอให้ดูรูปที่ ๔ ข้างล่างประกอบ การเชื่อมต่อชนิด Butt weld นั้นเป็นการเชื่อมต่อแบบต่อชน โดยมีการเจียรแต่งขอบที่จะต่อชนกันก่อนการเชื่อมเข้าด้วยกัน ท่อขนาดใหญ่มักจะใช้วิธีการนี้ในการเชื่อมต่อ (อ่านเพิ่มเติมได้จาก Memoir ปีที่ ๒ ฉบับที่ ๑๑๗ วันอังคารที่ ๙ กุมภาพันธ์ ๒๕๕๓ เรื่อง "ขอยัดไส้ก่อนนะ แล้วค่อยราดหน้าตาม")
  

การเชื่อมต่อแบบ socket weld นั้นใช้กับท่อที่มีขนาดเล็ก โดยใช้ข้อต่อที่มีลักษณะเป็นเบ้าสวม (แบบข้อต่อท่อ PVC) โดยการสวมข้อต่อเข้ากับท่อจนปลายท่อชนกับบ่าที่อยู่ในข้อต่อ จากนั้นก็จะดึงข้อต่อถอยหลังออกเล็กน้อยเพื่อให้ปลายท่อไม่ชนกับบ่า ก่อนที่จะเชื่อมยึดท่อกับข้อต่อที่ขอบด้านนอก เหตุผลที่ต้องไม่ให้ปลายท่อชนบ่าก็เพราะถ้าท่อช่วงที่อยู่ในข้อต่อนั้นเกิดการขยายตัว จะทำให้เกิดความเสียหายกับรอยเชื่อมได้ (มันถูกดึงออก) ส่วนการเชื่อมต่อด้วยข้อต่อเกลียวเป็นอย่างไรนั้นขออนุญาตไม่กล่าวถึง
  

รูปที่ ๔ (บน) การเชื่อมต่อแบบ Butt weld (ล่าง) การเชื่อมต่อแบบ Socket weld

รูปที่ ๕ เป็นตัวอย่างสัญลักษณ์ของหน้าแปลน (flange) และวาล์วที่ใช้ใน piping isometric drawing วิธีการเชื่อมต่อหน้าแปลนเข้ากับท่อนั้นมีหลายแบบ ชนิด weld neck ก็ใช้การเชื่อมต่อแบบ butt weld ที่กล่าวมาข้างต้น ชนิด socket weld และแบบเกลียว (threaded) ก็เป็นแบบเดียวกับที่กล่าวมาในรูปที่ ๓ และ ๔ จะมีเพิ่มเติมก็คือหน้าแปลนแบบ Slip on และ Lap joint ที่จะขอขยายความเพิ่มเติม (ดูรูปที่ ๖ ประกอบ)
  

หน้าแปลนแบบ slip on นั้นเป็นแบบที่สวมเข้ากับท่อได้พอดี จากนั้นก็ทำการเชื่อมยึดหน้าแปลนเข้ากับตัวท่อทั้งทางด้านนอกและด้านใน ทีนี้พอเชื่อมหน้าแปลนเข้ากับตัวท่อแล้วก็จะขยับไม่ได้ ดังนั้นในการประกอบนั้นต้องตรวจสอบให้ดีว่ารูสำหรับร้อย bolt นั้นของท่อทั้งสองชิ้นที่จะนำมาต่อเข้าด้วยกันต้องตรงกัน และเมื่อประกอบท่อทั้งสองชิ้นเข้าด้วยกันแล้วจะได้รูปร่างดังต้องการ (คือปลายท่ออีกด้านของท่อแต่ละชิ้นจะต้องหันไปในทิศทางและตำแหน่งที่ถูกต้องด้วย) หน้าแปลนแบบ slip on นี้มักจะใช้กับท่อขนาดเล็กที่ไม่ได้รับความดันมาก
  

รูปที่ ๕ ตัวอย่างสัญลักษณ์เพิ่มเติม (จาก http://mechanicalapp.blogspot.com/2014/01/isometric-drawing.html)

หน้าแปลนแบบ Lap joint นั้นมีส่วนประกอบสองส่วน คือตัวหน้าแปลนที่เป็นแบบ Slip on แต่หน้าแปลนตัวนี้ไม่ได้สวมเข้ากับท่อโดยตรง แต่จะสวมเข้ากับท่อแกนกลางที่เป็นตัวเชื่อมต่อเข้ากับปลายท่อ ตัวหน้าแปลนเองนั้นไม่ได้ถูกยึดเข้ากับท่อแกนกลางหรือตัวท่อ ทำให้มันสามารถหมุนได้ หน้าแปลนแบบ Slip on นี้เหมาะกับท่อขนาดใหญ่ (ที่ไม่ได้รับความดันสูง) เพราะมันยากต่อการจัดตำแหน่งรูร้อย bolt ให้ตรงกัน
  

รูปที่ ๖ (ซ้าย) หน้าแปลนแบบ Slip on ตัวหน้าแปลน (สีเขียว) ถูกเชื่อมยึดติดเข้ากับท่อ (สีฟ้า) โดยตรง (ขวา) หน้าแปลนแปลนแบบ Lap joint ตัวหน้าแปลน (สีเขียว) นั้นเป็นอิสระ ไม่ได้ถูกเชื่อมยึดติดกับตัวท่อ (สีฟ้า) หรือท่อแกนกลาง (สีส้ม)
  

รูปที่ ๗ เป็นตัวอย่างระบบ piping ของระบบหนึ่ง (ของระบบ Steam trap) ที่แสดงให้เห็นข้อต่อทั้งแบบเกลียว (ที่ตัววาล์วและ strainer) หน้าแปลนชนิด Slip on (ที่ตัว Steam trap) และข้อต่อ Butt weld (ท่อเหล็กกล้าไร้สนิมของระบบ process fluid ที่อยู่ด้านหลัง)
 

 

รูปที่ ๗ ตัวอย่างข้อต่อที่ใช้ในระบบ piping ระบบหนึ่ง
  

ถ้าอ่านมาถึงตรงนี้ก็คิดว่าคงจะพอมีความรู้พื้นฐานสำหรับการอ่านแบบ piping เพิ่มขึ้นบ้างแล้วนะครับ :) :) :)

ทำความรู้จัก Piping and Instrumentation Diagram (P&ID) MO Memoir : Saturday 27 June 2558

Piping and Instrumentation Diagram ที่มักเขียนย่อว่า P&ID (อ่านพีแอนด์ไอไดอะแกรม) เป็นแบบแสดงรายละเอียดของระบบ piping และอุปกรณ์วัดคุมต่าง ๆ รายละเอียดของระบบ piping มีทั้ง ขนาดท่อ Class (ชนิดของท่อ) วาล์วต่าง ๆ ที่ติดตั้งอยู่ในระบบท่อ (ทั้งชนิด ขนาด และลำดับการติดตั้ง) การหุ้มฉนวนท่อ ข้อต่อลด (reducer) ความลาดเอียงของท่อ (ถ้าท่อนั้นจำเป็นต้องมี) ฯลฯ ในส่วนของอุปกรณ์วัดคุมนั้นก็จะมีการระบุชนิด (อุณหภูมิ ความดัน อัตราการไหล ฯลฯ) รูปแบบการวัด (แสดงผลที่ตัวอุปกรณ์วัด ส่งสัญญาณไปแสดงผลยังห้องควบคุม ทั้งแสดงผลที่ตัวอุปกรณ์และส่งสัญญาณไปแสดงผลที่ห้องควบคุม ส่งสัญญาณไปควบคุมวาล์วปรับอัตราการไหล ฯลฯ) ตำแหน่งการติดตั้ง ฯลฯ
  

ลำดับการเรียงอุปกรณ์ตามแนวเส้นท่อใน P&ID และการเรียงลำดับที่ปรากฏในเส้นท่อจริงนั้นจะต้องตรงกัน ถ้าหากพบว่ามีความแตกต่างกันอยู่ก็ต้องตรวจสอบว่าความผิดพลาดนั้นอยู่ที่ P&ID หรือการประกอบท่อ ตัวอย่างเช่นในรูปที่ ๑ ข้างล่าง ระบบท่อทั้งสองเส้นต่างประกอบด้วยอุปกรณ์ชนิดเดียวกันในจำนวนที่เท่ากัน ถ้าเป็นตาม P&ID รูปบน ถ้าเราไล่เส้นท่อมาจนถึงตำแหน่งวาล์วควบคุมตัวนี้ เราจะต้องเจอ Flow controller ก่อน ตามด้วย gate valve จากนั้นจะมีท่อแยกย่อย (ในรูปคือท่อ drain) โดยท่อแยกย่อยจะมี globe valve ติดตั้งอยู่ จากนั้นจึงเป็น control valve (ที่รับสัญญาณมาจาก Flow controller ที่ติดตั้งไว้ทางด้าน upstream) และตามด้วย gate valve อีกที แต่ถ้าเป็นตามรูปล่างเราจะเจอ gate valve ก่อน ตามด้วย control valve (ที่รับสัญญาณมาจาก Flow controller ที่ติดตั้งไว้ทางด้าน downstream) จากนั้นจะเป็นท่อ drain (ที่ globe valve ติดตั้งอยู่) ตามด้วย gate valve และ Flow controller ที่ติดตั้งไว้ทางด้าน downstream ของ control valve
  

รูปที่ ๑ ลำดับการเรึยงอุปกรณ์ตามแนวเส้นท่อใน P&ID นั้นมีความสำคัญ ถ้าลำดับการต่ออุปกรณ์ใน P&ID ไม่ตรงกับลำดับการต่อจริง ก็ต้องมีการตรวจสอบความถูกต้องว่า P&ID หรือการต่อจริงนั้นถูกต้อง และต้องทำการปรับให้ตรงกัน
  

สัญลักษณ์ที่ใช้ใน P&ID ของแต่ละโรงงานไม่จำเป็นต้องเหมือนกัน แต่มักจะคล้าย ๆ กัน ดังนั้นก่อนที่จะอ่าน P&ID ของโรงงานไหนก็ควรที่จะหาแผ่นที่เป็นข้อตกลงเรื่องการกำหนดสัญลักษณ์มาดูก่อนว่าสัญลักษณ์ไหนใช้แทนอะไร (ชนิดของวาล์ว ตำแหน่งวาล์วว่าปิดหรือเปิด อุปกรณ์อื่น ๆ ของระบบท่อ ความหมายของอุปกรณ์วัดคุม ฯลฯ) รูปแบบของเส้นแต่ละเส้นมีความหมายอย่างไร (เช่นรูปแบบเส้นที่ใช้แทน การส่งสัญญาณด้วยสัญญาณไฟฟ้า การส่งสัญญาณด้วยอากาศอัดความดัน (instrument air) เส้นท่อที่ต้องมีการ tracing (ให้ความร้อนด้วยการพันท่อไอน้ำไปรอบ ๆ หรือใช้ heater ไฟฟ้า) เป็นต้น) รูปที่ ๒-๔ เป็นตัวอย่างของ P&ID ของโรงงาน ๓ โรงงาน จะเห็นว่าสัญญลักษณ์ต่าง ๆ โดยเฉพาะอุปกรณ์พื้นฐานนั้นมักจะเหมือนกัน แต่ก็ยังมีบางส่วนที่มีความแตกต่างกันอยู่
  

รูปที่ ๕ เป็นตัวอย่าง P&ID ของระบบกลั่นแยกโพรเพน-โพรพิลีน (แยกเป็น ๒ รูปเพราะต้นฉบับมันใหญ่เกินกว่าหน้า A4) และรูปที่ ๖ เป็น P&ID ของระบบ Quench tower ความหมายของสัญลักษณ์ต่าง ๆ นั้นดูได้จากรูปที่ ๒ ปรกตินั้นการต่ออุปกรณ์วัดคุมต่าง ๆ (เช่นพวกวัดความดัน วัดระดับด้วย sight glass ฯลฯ) มักจะมีรูปแบบของมันเองในการต่อเข้ากับระบบท่อ เช่นต้องมี block valve ระหว่างท่อกับ pressure gauge เผื่อไว้เวลาที่ต้องถอด pressure gauge ออกมาซ่อม หรือต้องมีการใช้ lead pipe เชื่อมต่อ transmitter ต่าง ๆ เข้ากับท่อที่ต้องการวัด รายละเอียดเหล่านี้จะไม่ปรากฏใน P&ID ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการ แต่จะไปปรากฏอยู่ในแบบที่แสดงรายละเอียดข้อกำหนดว่าการติดตั้งอุปกรณ์วัดคุมแต่ละชนิดนั้นมีรูปแบบอย่างไร ตัวอย่างหนึ่งดูได้จาก Memoir ปีที่ ๗ ฉบับที่ ๙๑๔ วันศุกร์ที่ ๒ มกราคม ๒๕๕๘ เรื่อง ""Lead pipe" เรื่องของท่อที่ไม่ใช่ท่อตะกั่ว"
  

รายละเอียดการต่อท่อเข้าด้วยกันหรือท่อกับอุปกรณ์เข้าด้วยกันนั้นมักจะไม่แสดงไว้ เว้นแต่มีความต้องการเป็นพิเศษจึงจะระบุรูปแบบการต่อนั้นไว้ใน P&ID เช่นท่อเส้นหนึ่งจำเป็นต้องมีบริเวณหนึ่งที่ต้องใช้หน้าแปลน (flange) ในการเชื่อมต่อเพื่อสะดวกในการถอด (เช่นบริเวณที่ติดตั้ง slip plate) ในขณะที่ส่วนอื่นของท่อนั้นจะใช้การเชื่อม ในกรณีเช่นนี้ก็จะมีการระบุตำแหน่งที่ควรต้องมีหน้าแปลนไว้ใน P&ID ตำแหน่งท่อ vent และ drain ที่ทำขึ้นชั่วคราวเพื่อใช้ในการทดสอบความสามารถในการรับความดันของท่อด้วยวิธี hydraulic test นั้นจะไม่มีการระบุเอาไว้ใน P&ID เพราะบางทีตำแหน่งท่อเหล่านี้เมื่อท่อผ่านการทดสอบแล้วก็มักจะอุดเอาไว้ด้วย plug แต่ถ้าเป็นท่อ vent และ drain ที่ต้องใช้ในการเดินเครื่องและ/หรือซ่อมบำรุง (เช่น drain ของ control valve และ vent เพื่อระบายความดันออกจากตัวอุปกรณ์) จะมีปรากฏใน P&ID
  

สำหรับท่อเล็กที่มีรายละเอียดค่อนข้างมากนั้นบางทีก็จะไม่ใส่ไว้ใน P&ID ตัวหลัก ตัวอย่างเช่นกรณีของจุดเก็บตัวอย่างสารในระบบท่อเพื่อส่งให้ห้องปฏิบัติการวิเคราะห์ รูปแบบจุดเก็บตัวอย่างนี้ขึ้นอยู่กับสถานะของสาร (เช่น เป็นแก๊ส ของเหลว ของเหลวที่มีสารแขวนลอย) ความดัน และอุณหภูมิ ในกรณีเช่นนี้อาจมีการกำหนดรูปแบบระบบ piping สำหรับการเก็บตัวอย่างที่สภาวะต่าง ๆ เอาไว้ และทำรายละเอียด piping แยกออกมาต่างหาก เช่นในรูปที่ ๓ก ตรงหัวข้อ sample connection
  

P&ID นั้นมักจะเขียนแยกระหว่าง piping ที่เป็นส่วนของสารที่เป็นสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ กับส่วนที่เป็นระบบสาธารณูปโภค (เช่นน้ำหล่อเย็นและไอน้ำ) เช่นหน่วยผลิตหน่วยหนึ่ง สารที่ไหลเข้ามาในหน่วยนี้จนออกไปพ้นหน่วยนี้นั้นต้องไหลผ่านเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนหลายเครื่อง ที่มีทั้งการใช้ไอน้ำให้ความร้อนและน้ำระบายความร้อน รายละเอียดของท่อไอน้ำและน้ำหล่อเย็นของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแต่ละตัวนั้นจะแสดงเพียงแค่มีไหลเข้าและไหลออก วาล์วปิดเปิดท่อสาธารณูปโภคเหล่านี้มักจะไม่แสดงไว้ (เว้นแต่เกี่ยวข้องกับการควบคุมอุณหภูมิ) แต่จะไปปรากฎใน P&ID ของระบบสาธารณูปโภคว่าการต่อท่อไอน้ำหรือน้ำหล่อเย็นเข้ากับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแต่ละเครื่องนั้น ต้องใช้ท่อขนาดเท่าใด ชนิดไหน มีการใช้วาล์วอะไรบ้าง ฯลฯ

เขียนมาถึงตรงนี้คิดว่าผู้ที่กำลังศึกษาทางด้านวิศวกรรมเคมีคงจะพอเห็นภาพบ้างแล้วว่า P&ID คืออะไร
    

รูปที่ ๒ก ตัวอย่างสัญลักษณ์ของ P&ID
  

รูปที่ ๒ข ตัวอย่างสัญลักษณ์ของ P&ID อีกส่วนหนึ่งของรูปที่ ๒ก
  

รูปที่ ๓ก ตัวอย่างสัญลักษณ์ของ P&ID ของอีกโรงงานหนึ่ง
  

รูปที่ ๓ข ตัวอย่างสัญลักษณ์ของ P&ID ของอีกโรงงานหนึ่งอีกส่วนหนึ่งของรูปที่ ๓ก
  

รูปที่ ๔ ตัวอย่างสัญลักษณ์ของ P&ID ของอีกโรงงานหนึ่ง
  

รูปที่ ๕ก P&ID ของหน่วยกลั่นแยกโพรเพน-โพรพิลีน
  

รูปที่ ๕ข P&ID ของหน่วยกลั่นแยกโพรเพน-โพรพิลีน ส่วนต่อของรูปที่ ๕ก
  

รูปที่ ๖ P&ID ของระบบ Quench tower (ลดความร้อนให้กับแก๊สร้อนด้วยการให้แก๊สร้อนสัมผัสกับน้ำโดยตรง)

ทำความรู้จัก Process Flow Diagram (PFD) MO Memoir : Thursday 25 June 2558

Process Flow Diagram หรือที่มักจะเรียกกันย่อ ๆ ว่า PFD เป็นแผนผังแสดงความสัมพันธ์ระหว่างหน่วยการผลิตต่าง ๆ ที่ใช้กันอยู่ทั่วไปในโรงงานอุตสาหกรรม เคมี ปิโตรเคมี และกลั่นน้ำมัน PFD เป็นแผนผังที่แสดงรายการอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่ใช้ในกระบวนการ การไหลเชื่อมต่อ (เข้า-ออก) ของสารระหว่างอุปกรณ์ต่าง ๆ อุณหภูมิ อัตราการไหล ความดัน องค์ประกอบ ฯลฯ (ตามความจำเป็น) ของสารที่ เข้า - อยู่ภายใน - ออก ของแต่ละอุปกรณ์ ตัวอย่างของ PFD ของหอกลั่นสุญญากาศที่ใช้กลั่นน้ำมันดิบนำมาแสดงไว้ในรูปที่ ๑ก และ ๑ข อันที่จริงมันเป็นรูปเดียวกัน แต่เป็นแผ่นใหญ่ เลยต้องแยกสแกนเป็นสองหน้า
  

รายละเอียดที่ใส่ไว้ใน PFD นั้นอาจแตกต่างกันไปตามแต่ละโรงงานจะกำหนด เคยเจอโรงงานแห่งหนึ่งมีการเพิ่ม Engineering Flow Diagram (EFD) เข้ามาอีก โดยเขาบอกว่า EFD มันมีรายละเอียดมากกว่า PFD แต่โดยส่วนตัวผมเห็น EFD ก็คือ PFD นั่นแหละ เพียงแต่ใครจะไปกำหนดเอาเองว่ามีรายละเอียดแค่ไหนจะเรียก PFD และมีรายละเอียดแค่ไหนจึงจะเรียก EFD แต่เห็นส่วนใหญ่เขาก็ไม่สนกัน เขาเรียกว่า PFD กันทั้งนั้น
  

PFD นั้นแตกต่างไปจาก P&ID (ที่ย่อมาจาก Piping and Instrumental Diagram) โดย PFD นั้นมีวัตถุประสงค์เพื่อใช้ในการเดินเครื่องเป็นหลัก ไม่ว่าจะเป็นการควบคุมกระบวนการ (การเฝ้าตรวจการทำงาน) หรือการออกแบบกระบวนการ ส่วน P&ID นั้นเป็นตัวแทนรายละเอียดของระบบท่อและอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องต่าง ๆ (เช่นพวกอุปกรณ์วัด รวมทั้งการเรียงลำดับการติดตั้งตามแนวเส้นท่อ) ทั้งหมดที่ใช้ในการเชื่อมต่ออุปกรณ์/หน่วยผลิตต่าง ๆ เข้าด้วยกัน และมักใช้เพื่อการลงมือไปปฏิบัติหน้างาน (ไม่ว่าจะเป็นการเดินเครื่อง การแก้ปัญหาหน้างาน) และการปรับปรุงระบบ
  

เพื่อให้มองเห็นภาพลองพิจารณารูปที่ ๑ก และ ๒ก ที่มีปั๊ม P1201A&B สูบของเหลวจาก V-1202 ส่งไปยัง S-1206 และต่อไปยัง C-1201 นั้น ตัว PFD นั้นไม่มีการระบุว่าท่อที่ใช้เป็นท่อแบบไหน มีขนาดเท่าใด มีการติดตั้งวาล์วอะไรบ้าง บอกแต่เพียงว่าสารที่ไหลผ่านระบบนี้ตอนขาเข้ามีอุณหภูมิและความดันเท่าใด และเมื่อผ่าน P1201A&B และ S-1206 (furnace ให้ความร้อน) ไปแล้วจะมีอุณหภูมิและความดันเท่าใด แม้แต่ปั๊ม P1201 ที่มีอยู่ ๒ ตัวคือ P1201A และ P1201B ก็ยังแสดงไว้เพียงตัวเดียว (ในความเป็นจริงมีสองตัว) เพื่อเป็นการบอกว่าปรกติจะมีการเดินปั๊มเพียงตัวเดียวเท่านั้น (คือเลือกเดินตัว A หรือตัว B) ทั้ง ๆ ที่ในความเป็นจริงนั้นท่อที่มาจาก V-1202 จะแยกเข้าปั๊ม P1201A และ P1201B และท่อด้านออกจากปั๊ม P1201A และ P1201B ก็จะมาบรรจบกันก่อนที่จะไหลต่อไปยัง S-1206 รายละเอียดเช่นนี้ไม่มีแสดงใน PFD แต่จะไปมีปรากฏใน P&ID โดยใน P&ID นั้นจะมีการระบุถึงขนาดท่อ รหัสแสดงวัสดุที่ใช้ทำท่อ การหุ้มฉนวนมีหรือไม่ มีการติดตั้งวาล์วชนิดไหน ขนาดเท่าใด มีท่อแยกออกไป ณ ตำแหน่งใด ฯลฯ เพื่อให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถรู้ได้ว่าถ้าต้องการใช้ P1201A ในการสูบของเหลวจาก V-1202 ส่งไปยัง S-1206 นั้น ต้องไปปิด-เปิดวาล์วตัวไหนบ้างเพื่อปิดกั้น P1201B ออกจากระบบ
  

วาล์วที่จะมียกเว้นอยู่บ้างก็ได้แก่วาล์วควบคุม (control valve) ที่สำคัญ (ไม่ได้หมายความว่าวาล์วควบคุมทุกตัวต้องมีปรากฏใน PFD นะ)
  

รูปที่ ๒ข เป็นภาพขยายมุมขวาบนของรูปที่ ๑ข โดยแสดงบริเวณที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของ 3-stage Steam Ejector (E-1212X E1213X และ E-1214X) ที่ใช้ในการทำสุญญากาศให้กับหอ C-1201

แม้ว่าภาพต้นฉบับที่มีนั้นจะไม่ค่อยชัดเจนเท่าใด แต่ก็หวังว่าคงจะทำให้ผู้ที่กำลังศึกษาอยู่ทางด้านวิศวกรรมเคมีพอจะมองเห็นภาพแล้วว่า PFD นั้นคืออะไร ส่วน P&ID นั้นหน้าตาเป็นอย่างไรก็ขอเอาไว้ในฉบับต่อไปก็แล้วกัน
  

รูปที่ ๑ก ตัวอย่าง Process Flow Diagram (PFD)
  

รูปที่ ๑ข รูปด้านขวาของ Process Flow Diagram (PDF) ของรูปที่ ๑ก
  

รูปที่ ๒ก รูปขยายหน่วยทางมุมซ้ายบนของรูปที่ ๑ก
  

รูปที่ ๒ข รูปขยายหน่วยทางมุมขวาบนของรูปที่ ๑ข E-1212X E-1213X และ E-1214X คือ steam ejector ที่ใช้ทำสุญญากาศให้กับหอกลั่นน้ำมันที่ความดันสุญญากาศ ในรูปจะเป็น steam ejector ๓ ตัวต่ออนุกรมกัน ของเหลวที่ควบแน่น (น้ำ + น้ำมัน) จะไหลมาแยกชั้นกันที่ V-1202 ส่วนไอที่ไม่ควบแน่นจะระบายออกทาง V-1203

รูปข้างล่างไม่เกี่ยวข้องอะไรกับบทความหรอก

เพียงแต่เห็นช่วงนี้เป็นเทศกาลเลือกภาควิชา

ก็เลยแซวภาควิชาตัวเองเล่นซะหน่อย :) :) :)

การเตรียมคู่มือปฏิบัติเมื่อไฟฟ้าดับโดยไม่มีการแจ้งล่วงหน้า ตอนที่ ๒ ทำความเข้าใจรูปแบบการทำงานของโรงงาน MO Memoir : Monday 22 June 2558

ใน Memoir ฉบับที่แล้วได้กล่าวถึงรูปแบบหนึ่งของระบบไฟฟ้าสำรองของโรงงาน ตรงนี้ต้องทำความเข้าใจหน่อยว่าแต่ละโรงงานไม่จำเป็นต้องมีระบบที่เหมือนกัน และเช่นกันในกรณีของ Memoir ฉบับนี้ที่จะยกตัวอย่างรูปแบบการทำงานของโรงงานแห่งหนึ่งขึ้นมา เพื่อใช้เป็นตัวอย่างในการยกประเด็นต่าง ๆ ขึ้นมาพิจารณา (ซึ่งคงจะยกประเด็นตัวอย่างขึ้นมาไม่ได้ทั้งหมด แต่จะพยายามยกขึ้นมาให้ให้มากที่สุดเท่าที่จะคิดออก) ในการวางแผนการรับมือเหตุการณ์ไฟฟ้าดับโดยไม่มีการแจ้งเตือนล่วงหน้า

รูปที่ ๑ แผนผังคร่าว ๆ ของระบบการผลิตและการจ่ายไฟฟ้าของโรงงาน เส้นประสีแดงคือเส้นการจ่ายกระแสไฟฟ้า

รูปที่ ๑ ข้างบนเป็นแผนผังอย่างง่ายที่ผมสรุปขึ้นมาเองของความสัมพันธ์ระหว่างหน่วยต่าง ๆ ของโรงงานที่จะยกขึ้นมาเป็นกรณีตัวอย่าง โดยโรงงานนี้ประกอบด้วย

(ก) อาคารสำนักงาน เป็นอาคารสำหรับงานธุรการ งานเอกสารทั่วไป ไม่เกี่ยวข้องกับกระบวนการผลิต

(ข) อาคารผลิต เป็นอาคารตั้งเครื่องจักรสำหรับผลิตผลิตภัณฑ์จากวัตถุดิบที่นำเข้าสู่กระบวนการผลิต อาคารนี้มีทั้งส่วนที่ทำหน้าที่เก็บวัตถุดิบและผลิตภัณฑ์ (ที่ต้องมีการแช่เย็นตลอดเวลา) และส่วนที่ทำหน้าที่เปลี่ยนวัตถุดิบเป็นผลิตภัณฑ์

(ค) อาคารสาธารณูปโภค เป็นอาคารที่ทำหน้าที่ผลิตสาธารณูปโภคต่าง ๆ (น้ำบริสุทธิ์ ไอน้ำ ระบบทำความเย็น ฯลฯ) ให้กับอาคารผลิตและหน่วย recycle ตัวทำละลาย และยังเป็นอาคารที่ทำหน้าที่ในการควบคุมการจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับส่วนต่าง ๆ ของโรงงาน และยังเป็นที่ตั้งของ switch gear (อุปกรณ์ตัดต่อไฟฟ้าที่จ่ายไปยังอุปกรณ์ตัวอื่นในโรงงาน)

(ง) หน่วย recycle ตัวทำละลาย หน่วยนี้เป็นหน่วยกลั่นที่ทำหน้าที่ปรับปรุงคุณภาพตัวทำละลายใหม่ที่ซื้อเข้ามาและตัวทำละลายที่ผ่านการใช้งานแล้วให้บริสุทธิ์ เพื่อให้มีคุณสมบัติเหมาะสมที่จะนำไปใช้งานใหม่ต่อไป

มุมมองที่จะใช้พิจารณาในที่นี้จะยึดเอามุมมองโดยสมมุติว่าผมเป็นบุคลากรฝ่ายผลิต คือทำหน้าที่ใช้งานเครื่องจักร อุปกรณ์และสาธารณูปโภคต่าง ๆ ทำการเปลี่ยนวัตถุดิบให้เป็นผลิตภัณฑ์ ในโรงงานที่ผมมีโอกาสไปเยี่ยมชมนี้ บุคลากรที่เกี่ยวข้องกับการผลิตประกอบด้วยวิศวกรสาขาต่าง ๆ ที่ทำหน้าที่ดูแลระบบสาธารณูปโภค และนักวิทยาศาสตร์ที่ทำหน้าที่ควบคุมอุปกรณ์การผลิตเพื่อเปลี่ยนวัตถุดิบให้กลายเป็นผลิตภัณฑ์ เมื่อพิจารณาจากรูปแบบการทำงานก็พอจะแบ่งการทำงานของโรงงานออกเป็น ๓ ส่วนคือ

ส่วนที่ ๑ ระบบสาธารณูปโภค ได้แก่ น้ำ ไอน้ำ ไฟฟ้า ระบบทำความเย็น ฯลฯ ที่ต้องทำงานต่อเนื่อง ๒๔ ชั่วโมง ระบบนี้จะมีการเดินเครื่องเต็มที่ในช่วงเวลากลางวันซึ่งเป็นเวลาที่ฝ่ายผลิตและระบบ recycle ตัวทำละลายมีการทำงาน และลดการทำงานในช่วงเย็นไปจนถึงเช้าวันรุ่งขึ้น เพื่อจ่ายสาธารณูปโภคเลี้ยงบางระบบที่ต้องมีการเดินเครื่องตลอดเวลา (เช่นห้องเย็นที่ใช้เก็บวัตถุดิบและผลิตภัณฑ์) หรือเพื่อประหยัดเวลาในการนำระบบเข้าสู่การเดินเครื่องเต็มกำลัง (เช่นระบบไอน้ำที่จะอุ่นท่อให้ร้อนพร้อมการใช้งานตลอดเวลา)

ส่วนที่ ๒ ระบบ recycle ตัวทำละลายและทำให้ตัวทำละลายบริสุทธิ์ ที่ทำงานเพียงบางวัน วันละ ๘-๑๐ ชั่วโมง ระบบนี้มีรูปแบบการทำงานเป็นการกลั่นแบบ batch คือเมื่อได้ตัวทำละลายปริมาณที่มากพอ ก็จะเดินเครื่องกลั่นครั้งนึง

ส่วนที่ ๓ ฝ่ายผลิตที่ทำหน้าที่เปลี่ยนวัตถุดิบให้กลายเป็นผลิตภัณฑ์ ฝ่ายนี้ประกอบด้วยเครื่องจักรต่าง ๆ วางเรียงลำดับการทำงาน ลักษณะการทำงานเป็นแบบ batch ทำงานวันละ ๘-๑๐ ชั่วโมง โดยเริ่มจากการรับวัตถุดิบเข้าสู่ขั้นตอนที่ ๑ ในช่วงเช้า เมื่อเสร็จสิ้นจากขั้นตอนที่ ๑ แล้วจึงเข้าสู่ขั้นตอนที่ ๒ เมื่อเสร็จสิ้นกระบวนการในขั้นตอนที่ ๒ ก็จะเข้าสู่ขั้นตอนที่ ๓ ต่อไป เป็นอย่างนี้ไปเรื่อย ๆ จนกว่าจะไปถึงขั้นตอนสุดท้ายในช่วงเย็น ขั้นตอนไหนเสร็จสิ้นแล้วก็จะหยุดการทำงาน

ดังนั้นอุปกรณ์บางตัวของฝ่ายผลิตนี้จึงอาจทำงานเพียงแค่ในช่วงเช้า บางตัวใช้งานเฉพาะช่วงกลางวัน และบางตัวก็ทำงานเฉพาะในช่วงเย็น อุปกรณ์บางชิ้นอาจถูกปิดการทำงานไปเลยเมื่อเสร็จสิ้นการใช้งาน ในขณะที่อุปกรณ์บางชิ้นจะถูกตั้งให้เข้าสู่สภาวะเตรียมพร้อม (standby) คือมีการอุ่นเครื่องหรือเปิดระบบบางระบบทิ้งเอาไว้ ทั้งนี้เพื่อการป้องกันและ/หรือลดเวลาที่ต้องใช้ในการนำอุปกรณ์เข้าสู่สภาวะที่พร้อมจะทำงานใหม่ (เช่นระบบที่ต้องมีการอุ่นให้ร้อน การทำให้อุปกรณ์ที่เย็นจนมีอุณหภูมิได้ที่นั้นต้องใช้เวลา เพราะต้องค่อย ๆ ทำให้ร้อนขึ้นอย่างช้า ๆ ดังนั้นอุปกรณ์ประเภทนี้เมื่อไม่มีการใช้งานจึงมักเปิดระบบอุ่นให้ร้อนเอาไว้ตลอดเวลา เพื่อที่ว่าเมื่อจะเริ่มการทำงานใหม่จะได้ไม่เสียเวลาในการอุ่นอุปกรณ์ให้ร้อนขึ้นมาอีก) ฝ่ายผลิตนี้ยังครอบคลุมไปถึงห้องเย็นสำหรับเก็บวัตถุดิบและผลิตภัณฑ์ที่ผลิตได้ด้วย ที่จำเป็นต้องมีการแช่เย็นที่อุณหภูมิที่อยู่ในช่วงแคบ ๆ ที่กำหนดไว้

ไฟฟ้าที่จ่ายให้กับโรงงานนั้นจะเป็นไฟ ๓ เฟส อุปกรณ์ไฟฟ้าเช่นมอเตอร์ตั้งแต่ ๑ แรงม้าขึ้นไปก็มักจะใช้ไฟ ๓ เฟส แต่ถ้าเป็นขนาดเล็กกว่า ๑ แรงม้าก็มักจะใช้ไฟเฟสเดียว ดังนั้นเหตุการณ์ไฟฟ้าดับนั้นเราอาจจะแยกออกได้เป็น

(ก) ไฟฟ้าขาดหายไปทุกเฟส ในกรณีเช่นนี้อุปกรณ์ไฟฟ้าไม่ว่าดึงไฟฟ้าจากเฟสไหนก็ตามจะไม่สามารถทำงานได้

(ข) ไฟฟ้าขาดหายไฟเพียงบางเฟส เช่นหายไป ๑ เฟส แต่ยังเหลืออยู่ ๒ เฟส ในกรณีนี้อุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้ไฟฟ้าเฟสเดียวที่ดึงไฟฟ้าจากเฟสที่ยังมีไฟอยู่จะไม่กระทบ แต่อุปกรณ์ที่ดึงไฟฟ้าจากเฟสที่ขาดหายไปจะไม่ทำงาน ส่วนอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้ไฟ ๓ เฟสนั้นจะยังทำงานได้โดยจะไปดึงกระแสเพิ่มขึ้นจาก ๒ เฟสที่เหลือ แต่จะทำให้อุปกรณ์เสียหายได้เพราะกระแสที่ดึงเพิ่มขึ้นจะทำให้เกิดความร้อนสูงขึ้นมาก (ความร้อนที่เกิดขึ้นแปรผันตามปริมาณกระแสไฟฟ้ายกำลังสอง) ด้วยเหตุนี้การออกแบบการทำงานอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้ไฟฟ้า ๓ เฟสจึงมักจะตัดการทำงานอุปกรณ์ดังกล่าวเวลาที่มีเหตุการณ์ไฟฟ้าดับไปบางเฟส เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดความเสียหายกับตัวอุปกรณ์และ/หรือสายไฟฟ้า แต่ทั้งนี้ก็ควรตรวจสอบกับการออกแบบของทางโรงงานด้วยว่าถ้ามีเหตุการณ์ไฟฟ้าหายไปเพียงบางเฟส ระบบป้องกันจะทำงานอย่างใด

อาคารที่ทำงานของผมเคยมีปัญหาเรื่องไฟฟ้าดับหายไป ๑ เฟส ตัวอาคารนั้นในแต่ละชั้นจะมีเครื่องปรับอากาศส่วนกลาง ๔ เครื่องจ่ายลมเย็นให้กับมุมต่าง ๆ ของอาคาร การควบคุมการเปิด-ปิดเป็นอิสระต่อกัน ในวันเกิดเหตุนั้นไฟฟ้าขาดหายไป ๑ เฟส แต่เครื่องปรับอากาศยังคงทำงานอยู่โดยดึงกระแสจากอีก ๒ เฟสที่เหลือเข้ามาชดเชย เป็นผลให้ทั้งสายไฟและมอเตอร์ร้อนขึ้นเรื่อย ๆ ช่างไฟฟ้าประจำอาคารเองนั้นเมื่อทราบเรื่องก็พยายามแจ้งให้หยุดการทำงานของเครื่องปรับอากาศทั้งอาคาร (อาคาร ๒๐ ชั้น) แต่ถึงกระนั้นก็ยังไม่ทันการ มีเครื่องปรับอากาศเสียหาย (ไหม้) ไปหลายเครื่อง

เหตุการณ์ไฟฟ้าดับโดยไม่แจ้งล่วงหน้าในบ้านเราก็เคยเจออยู่หลายแบบ มีทั้งดับหายไปนานเลย ดับหายไปเป็นช่วงเวลาหนึ่งแล้วก็กลับมาใหม่ และดับแบบที่ขอเรียกว่าแบบกระพริบเพราะมันดับหายไปแล้วก็ติดกลับขึ้นมาใหม่ แต่ไม่ว่าจะเป็นแบบไหนก็ตามก็ดูเหมือนว่าสำหรับอุปกรณ์โรงงานจำนวนไม่น้อย สวิตช์ควบคุมการทำงานจะเปลี่ยนไปอยู่ที่ตำแหน่งปิดเครื่องและผู้ปฏิบัติงานต้องทำการเริ่มเดินเครื่องใหม่ด้วยตนเอง

สิ่งที่ควรนำมาพิจารณาคือเมื่อเกิดเหตุการณ์ไฟฟ้าดับนั้น เกิดอะไรขึ้นบ้างกับอุปกรณ์หรือระบบการผลิต และสิ่งที่ควรต้องลงมือปฏิบัตินั้นมีอะไรบ้าง ก่อนที่จะเริ่มการเดินเครื่องใหม่เมื่อมีกระแสไฟฟ้าจ่ายกลับเข้ามาใหม่ (ไม่ว่าจะเป็นจากแหล่งจ่ายภายนอกหรือจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรอง)

เรามาลองพิจารณาโดยเริ่มด้วยกรณีของปั๊มหอยโข่ง (centrifugal pump) ที่สูบของเหลวจากที่ต่ำส่งไปยังที่สูง หรือจากระบบความดันต่ำอัดเข้าถังระบบความดันสูง (เช่นปั๊มน้ำที่สูบน้ำจากถังเก็บจ่ายให้กับหม้อน้ำ) ในขณะที่ปั๊มยังทำงานนั้นจะสามารถส่งของเหลวจากระบบความดันต่ำไปยังระบบความดันสูงได้ แต่เมื่อไฟฟ้าดับ ปั๊มจะหยุดการทำงาน ของเหลวจากด้านความดันสูงจะไหลย้อนกลับมาทางด้านความดันต่ำผ่านทางตัวปั๊มได้ ด้วยเหตุนี้เพื่อที่จะป้องกันอันตรายที่เกิดจากการไหลย้อนทางของ พวกปั๊มหอยโข่งจึงถึงต้องมีวาล์วกันการไหลย้อนกลับ (check valve) ติดตั้งไว้ทางด้านขาออกของปั๊ม เพื่อป้องกันของเหลวด้านความดันสูงไหลย้อนกลับมาทางด้านความดันต่ำเมื่อไฟฟ้าดับด้วย

แต่นั่นก็ไม่ได้หมายความว่าเราสามารถยึดถือได้เลยว่าการมีวาล์วกันการไหลย้อนกลับดังกล่าวทำให้เราไม่ต้องไปยุ่งอะไรกับตัวปั๊มนั้น เพราะการไหลย้อนกลับยังมี "โอกาส" เกิดขึ้นได้จากการทำงานที่ผิดพลาดของวาล์วกันการไหลย้อนกลับ (เช่นค้างอยู่ในตำแหน่งเปิด หรือปิดไม่สนิท) วาล์วกันการไหลย้อนกลับทำหน้าที่เพียงแค่ป้องกันไม่ให้เกิดการไหลย้อนกลับในปริมาณมากอย่างกระทันหัน เพียงแค่ให้เรามีเวลาเดินไปปิดวาล์วด้านขาออก (discharge valve) ของปั๊มหอยโข่งตัวดังกล่าวแค่นั้นเอง

 

กรณีถัดไปลองพิจารณาระบบที่ใช้น้ำหล่อเย็นที่ผลิตจาก cooling tower น้ำหล่อเย็นจาก cooling tower จะถูกส่งไปตามท่อไปยังอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่ต้องการการระบายความร้อน เมื่อไฟฟ้าดับ ปั๊มน้ำหล่อเย็นก็จะหยุดการทำงาน ทำให้ไม่มีน้ำหล่อเย็นไหลเข้าระบบ แต่การให้ความร้อนแก่ระบบอาจจะยังคงอยู่ เช่นเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่ควบแน่นการระเหยของไอ ไอที่ระเหยออกมาจากของเหลวที่เดือดจะยังไหลเข้าระบบอยู่ได้ ในกรณีเช่นนี้ก็ต้องมาพิจารณาว่าถ้าหากขาดการหล่อเย็นจะเกิดอะไรขึ้น และควรต้องปฏิบัติอย่างไร

 

อุปกรณ์ที่เป็นเครื่องจักรที่ออกแบบมาเพื่อการทำงานอย่างใดอย่างหนึ่งนั้นต่างก็มีปัญหาที่แตกต่างกันไปเมื่อเกิดไฟดับในขณะทำงาน เพื่อให้เห็นภาพตรงนี้ขอให้ลองนึกสภาพเครื่องใช้ต่าง ๆ ที่เราคุ้นเคยกันทั่วไป เช่น เครื่องซักผ้าฝาบน เครื่องซักผ้าฝาหน้า เครื่องพิมพ์เลเซอร์ เครื่องถ่ายเอกสาร เตาไมโครเวฟ ฯลฯ เครื่องพิมพ์เลเซอร์หรือเครื่องถ่ายเอกสารนั้นถ้าเกิดไฟฟ้าดับขณะที่กำลังดำเนินการพิมพ์/ถ่ายเอกสารอยู่ เมื่อไฟฟ้ากลับมาใหม่เครื่องก็จะไม่ทำงานต่อจากเดิม จำเป็นต้องเอากระดาษที่ติดค้างอยู่ออกจากเครื่องก่อน (กระดาษที่นำออกมานั้นก็เสียไปเลย) และต้องสั่งงานพิมพ์หรือถ่ายเอกสารใหม่ ในขณะที่เตาไมโครเวฟนั้น ถ้าเป็นแบบปุ่มหมุนเลือกระดับ (ระดับพลังงานและการตั้งเวลา) พอไฟฟ้ากลับคืนมาก็จะเริ่มทำงานต่อจากตำแหน่งสุดท้ายก่อนไฟฟ้าดับได้ (เพราะปุ่มมันค้างอยู่ที่เดิม) แต่ถ้าเป็นแบบที่ใช้จออิเล็กทรอนิกส์ตั้งระดับพลังงานและตั้งเวลา พอไฟฟ้ากลับมาก็ต้องกลับมาตั้งโปรแกรมเริ่มต้นการทำงานใหม่ (เพราะโปรแกรมมัน reset ตัวเอง)
  

เครื่องซักผ้าฝาบนกับเครื่องซักผ้าฝาหน้าแม้ว่าจะออกแบบมาเพื่อใช้ในการซักผ้าเหมือนกัน แต่มันก็มีสิ่งที่ไม่เหมือนกัน ในกรณีของเครื่องซักผ้าฝาบน การปิด-เปิดฝาเครื่องจะมี interlock อยู่กับระบบการปั่น กล่าวคือเครื่องจะไม่ปั่นผ้าถ้าฝาปิดไม่สนิท และจะตัดการปั่นผ้าถ้ามีการเปิดฝาในขณะที่เครื่องกำลังปั่นผ้าอยู่ แต่ไม่มี interlock กับการมี/ไม่มีน้ำอยู่ในเครื่อง ดังนั้นถ้าหากไฟดับในขณะที่อยู่ระหว่างกระบวนการล้าง (คือมีน้ำอยู่ในเครื่อง) ก็สามารถที่จะเปิดฝาแล้วนำเอาผ้าในเครื่องออกมาได้ (จะเอาไฟซักมือต่อหรือจะเอาไปทำอะไรต่อก็ตามแต่) ในขณะที่เครื่องซักผ้าฝาหน้านั้นจะไม่ยอมให้เปิดฝาถ้าหากมีน้ำอยู่ในเครื่อง ดังนั้นถ้าเกิดปัญหาไฟฟ้าดับในขณะที่อยู่ในระหว่างกระบวนการซักล้าง (คือมีน้ำอยู่ในเครื่อง) จะไม่สามารถเปิดฝาเพื่อเอาผ้าออกมาได้ อันนี้เป็นตัวอย่างที่ยกมาเพื่อจะแสดงให้เห็นว่าเครื่องที่ออกแบบมาเพื่อทำงานเดียวกัน แต่การออกแบบตัวเครื่องนั้นแตกต่างกัน ก็ไม่จำเป็นต้องมีวิธีการปฏิบัติที่เหมือนกันเมื่อเกิดเหตุฉุกเฉินที่มีสาเหตุเดียวกัน

ห้องทดลองหนึ่งเคยเกิดเหตุการณ์ไฟฟ้าดับแล้วทำให้อุปกรณ์เสียหายเมื่อไฟฟ้ากลับคืนมา กล่าวคือในห้องทดลองนั้นมีการใช้ปั๊มสุญญากาศหลายตัวที่ทำงานพร้อมกัน โดยปั๊มสุญญากาศแต่ละตัวต่างไปดึงไฟจาก stabilizer ตัวเดียวกัน ในการทำงานตามปรกตินั้นจะเริ่มด้วยการเปิดการทำงานของปั๊มสุญญากาศทีละตัวจนครบทุกตัว ในวันเกิดเหตุนั้นเกิดปัญหาไฟฟ้าดับ แต่ไม่มีใครไปปิดสวิตช์ปั๊มสุญญากาศ พอมีกระแสไฟฟ้ากลับคืนมาใหม่ ปั๊มสุญญากาสทุกตัวก็เริ่มการทำงานพร้อมกัน และเป็นเรื่องปรกติของมอเตอร์ไฟฟ้าที่จะดึงกระแสเข้ามากในขณะที่เริ่มการทำงานก่อนที่กระแสจะลดลง การเปิดปั๊มให้ทำงานทีละตัวจะเป็นการดึงกระแสให้เพิ่มขึ้นทีละไม่มาก แต่ถ้ามอเตอร์ทุกตัวเริ่มทำงานพร้อมกัน จะเกิดกระแสไหลเข้าในปริมาณที่สูงมาก ในกรณีนี้กระแสที่ดึงเข้ามานั้นมากเกินไป ฟิวส์ทำงานไม่ทัน ทำให้วงจรควบคุมเสีย

โรงงานที่ประกอบด้วยเครื่องจักรหลายชิ้นที่ทำหน้าที่ต่างกัน โดยผลิตภัณฑ์ที่ได้จากเครื่องจักรหนึ่งนั้นจะถูกส่งไปยังอีกเครื่องจักรหนึ่ง ดังนั้นเครื่องจักรจะทำงานได้ถ้าหากมีวัตถุดิบป้อนเข้ามาและมีการส่งออกผลิตภัณฑ์ที่เครื่องจักรนั้นผลิตได้ออกไป ด้วยเหตุนี้สำหรับโรงงานเช่นนี้อีกเรื่องหนึ่งที่ควรต้องพิจารณาด้วยก็คือ ลำดับการเริ่มเดินเครื่องของอุปกรณ์แต่ละตัวเมื่อกระแสไฟฟ้ากลับคืนมา ว่าควรจะเริ่มด้วยการเริ่มต้นเดินเครื่องจักรเครื่องไหนก่อน จากนั้นจึงค่อยตามด้วยเครื่องจักรเครื่องต่อไปเป็นลำดับ ไม่ใช่ว่าเริ่มเดินเครื่องจักรทุกเครื่องพร้อมกันหมด
  

หน่วยผลิตที่ทำงานที่สภาวะคงที่ (ที่เรียกว่า steady state) นั้นการเตรียมคู่มือปฏิบัติเมื่อเกิดเหตุไฟฟ้าดับนั้นอาจจะง่ายกว่าหน่วยผลิตที่ทำงานแบบกะ (ที่เรียกว่า batch) เพราะหน่วยผลิตที่ทำงานที่สภาวะคงที่นั้นมีรูปแบบการทำงานเหมือนเดิมไม่ว่าจะเป็นเวลาไหนของวัน ในขณะที่เครื่องจักรที่ใช้ในการทำงานแบบกะนั้นรูปแบบการทำงานจะขึ้นอยู่กับว่าในขณะนั้นอยู่ในขั้นตอนไหนของลำดับการทำงาน (แบบกรณีของเครื่องซักผ้า) ดังนั้นการเตรียมคู่มือปฏิบัติเมื่อเกิดเหตุไฟฟ้าดับของเครื่องจักรที่ใช้ในการทำงานแบบกะจึงควรที่จะพยายามมองภาพให้ครอบคลุมทุกขั้นตอนของการทำงานด้วย
  

ที่เขียนมาเป็นเพียงแค่ส่วนหนึ่งของแนวทางที่ควรมีการนำมาพิจารณาในการเตรียมคู่มือปฏิบัติเมื่อเกิดเหตุการณ์ไฟฟ้าดับโดยไม่มีการแจ้งล่วงหน้า โดยมีวัตถุประสงค์ให้ผู้ที่ยังไม่มีประสบการณ์ได้มีภาพตัวอย่างให้มองเห็นบ้าง โดยได้พยายามอิงจากอุปกรณ์ที่มีใช้ทั่วไปในชีวิตประจำวัน แต่ผลสุดท้ายจะออกมาในรูปแบบใดนั้นก็คงขึ้นอยู่กับว่าแต่ละโรงงานนั้นมีการออกแบบระบบมาอย่างไร

การเตรียมคู่มือปฏิบัติเมื่อไฟฟ้าดับโดยไม่มีการแจ้งล่วงหน้า ตอนที่ ๑ ทำความเข้าใจระบบไฟฟ้าสำรองของโรงงาน MO Memoir : Saturday 20 June 2558

บ้านที่มีเครื่องซักผ้าฝาหน้าเคยเจอไหมครับ ถ้าระหว่างที่กำลังซักผ้าอยู่ เช่นตอนที่เครื่องกำลังหมุนไปมาโดยมีผ้าอยู่ข้างในแล้วน้ำอยู่เต็มเครื่อง แล้วอยู่ดี ๆ ไฟฟ้าก็ดับกระทันหัน ทำให้เครื่องซักผ้าหยุดการทำงาน คำถามก็คือเหตุการณ์ใดต่อไปนี้จะเกิดขึ้น

(ก) สวิตช์เปิด-ปิดเครื่องจะ reset ตัวเองไปอยู่ที่ตำแหน่งปิด ดังนั้นถ้าไฟฟ้ากลับมาเมื่อใด เครื่องก็จะยังคงปิดอยู่ (คือไม่มีไฟฟ้าจ่ายเข้าเครื่อง) เครื่องปรับอากาศบางรุ่นจะเป็นเช่นนี้ หรือ

(ข) สวิตช์เปิด-ปิดเครื่องยังคงค้างอยู่ที่ตำแหน่งเปิด ดังนั้นถ้าไฟฟ้ากลับมาเมื่อใด เครื่องก็จะเปิดการทำงานเองโดยอัตโนมัติ แบบเดียวกับพัดลม ตู้เย็น หรือโคมไฟที่กดปุ่มเปิดทิ้งไว้ ถ้าไฟฟ้าดับ พัดลม ตู้เย็น หรือโคมไฟนั้นก็หยุดการทำงาน พอไฟฟ้ากลับมาใหม่ มันก็เริ่มการทำงานใหม่ของมันเอง

และพอไฟฟ้ากลับคืนมาแล้ว ถ้าเป็นกรณี (ก) คุณก็คงต้องไปเปิดการทำงานของเครื่องใหม่ด้วยตนเอง แต่ถ้าเป็นกรณี (ข) คือถ้าเครื่องซักผ้ากลับมาอยู่ในสถานะเปิดเครื่องพร้อมเริ่มการทำงานใหม่ คำถามถัดมาก็คือ

(ค) เครื่องจะเริ่มการทำงานใหม่ด้วยตนเองได้เลย หรือเราต้องไปสั่งด้วยตนเองให้มันเริ่มการทำงาน หรือ

(ง) ขั้นตอนการซักสามารถที่จะดำเนินการต่อไปจากขั้นตอนเดิมก่อนไฟฟ้าดับ หรือว่าต้องเริ่มใหม่หมด

และถ้าไฟฟ้าดับยาวแบบไม่มีกำหนดไม่รู้ว่าจะมาเมื่อใด ในกรณีเช่นนี้ คุณจะทำอย่างไรก็ผ้าที่ค้างอยู่ในเครื่อง เช่น

(จ) หาทางนำเอาผ้าออกมา ทั้ง ๆ ที่มีน้ำค้างอยู่ในเครื่อง โดยต้องหาทางระบายน้ำที่ค้างอยู่ให้ได้ก่อน

(ฉ) ปล่อยทิ้งไว้อย่างนั้น พอไฟฟ้ากลับคืนมาใหม่ก็ค่อยว่ากัน 
 

และถ้าไฟฟ้ากลับมาแล้ว ก็อย่าลืมไปตอบคำถามข้อ (ค) และ (ง) ข้างบนด้วย

    

รูปที่ ๑ การลำเลียงเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองเข้าติดตั้งในอาคารของโรงงานแห่งหนึ่งที่ได้ไปเยี่ยมชมเมื่อเดือนมีนาคมที่ผ่านมา
  

ปลายเดือนที่แล้วผมได้มีโอกาสไปเยี่ยมโรงงานแห่งหนึ่งที่อยู่ระหว่างการทดสอบเครื่องจักร มีโอกาสได้พูดคุยกับผู้ที่ทำงานที่นั่นหลายท่าน และมีอยู่ประเด็นหนึ่งที่ผมเห็นว่ามีความเข้าใจไม่ตรงกันอยู่ (ไม่ว่าจะเป็นในหมู่วิศวกรด้วยกันหรือผู้ที่ไม่ใช่วิศวกร) นั่นคือจะเกิดอะไรขึ้นกับเครื่องจักรต่าง ๆ เมื่อเกิดเหตุการณ์ไฟฟ้าดับโดยไม่ทราบล่วงหน้า และจะเกิดอะไรขึ้นตามมากับเครื่องจักรนั้นเมื่อไฟฟ้ากลับคืนมาเหมือนเดิม
  

เพื่อให้เห็นความสำคัญของปัญหาดังกล่าว ผมจึงได้ยกภาพเหตุการณ์สมมุติ (ที่บางท่านอาจจะเคยเจอกับตนเองมาแล้วก็ได้) ที่คิดว่าทุกคน (ไม่ว่าจะใครก็ตามที่รู้จักเครื่องซักผ้าฝาหน้า) สามารถมองเห็นภาพได้ เพื่อจะได้เห็นความสำคัญของการเตรียมคู่มือปฏิบัติเมื่อเกิดเหตุการณ์ไฟฟ้าดับ ในขณะที่โรงงานกำลังทำงานอยู่ในขั้นตอนต่าง ๆ อย่างเช่นกรณีเครื่องซักผ้าฝาหน้าที่ยกมานี้ ถ้าเราเปลี่ยนเป็นเกิดไฟฟ้าดับขณะที่กำลังปั่นแห้ง ซึ่งเป็นจังหวะที่ไม่มีน้ำในเครื่อง มุมมองของคำตอบมันก็แตกต่างไปได้ ที่เขียนมาข้างบนเป็นเพียงตัวอย่างคำถามที่ผมยกขึ้นมา
  

มุมมองที่ผมให้ความเห็นต่อเขาคือมุมมองโดยสมมุติว่าผมเป็นบุคลากรฝ่ายผลิต คือทำหน้าที่ใช้งานเครื่องจักร อุปกรณ์และสาธารณูปโภคต่าง ๆ ทำการเปลี่ยนวัตถุดิบให้เป็นผลิตภัณฑ์ ในโรงงานที่ผมไปเยี่ยมชมนี้ บุคลากรที่เกี่ยวข้องกับการผลิตประกอบด้วยวิศวกรสาขาต่าง ๆ ที่ทำหน้าที่ดูแลระบบสาธารณูปโภค และนักวิทยาศาสตร์ที่ทำหน้าที่ควบคุมอุปกรณ์การผลิตเพื่อเปลี่ยนวัตถุดิบให้กลายเป็นผลิตภัณฑ์ แต่ก่อนอื่นเรามาทำความรู้จักแหล่งที่มาของไฟฟ้าของโรงงานนี้ก่อน

ระบบจ่ายไฟฟ้าภายในโรงงานนั้นรับกระแสไฟฟ้ามาจาก ๒ ส่วนด้วยกันคือ

ส่วนที่ ๑ คือกระแสไฟฟ้าที่รับจากการไฟฟ้า นี่คือกระแสไฟฟ้าหลักที่โรงงานใช้

ส่วนที่ ๒ คือกระแสไฟฟ้าที่รับจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรอง การใช้กระแสไฟฟ้าส่วนนี้จะเกิดขึ้นเมื่อกระแสไฟฟ้าส่วนที่ ๑ (จากการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค) ขาดหายไป

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองนั้นปรกติจะไม่เดินเครื่อง จะเริ่มเดินเครื่องก็ต่อเมื่อไฟฟ้าส่วนที่ ๑ ขาดหายไป ดังนั้นจะมีช่วงเวลาสั้น ๆ อยู่ช่วงเวลาหนึ่งที่ระบบไฟฟ้าจะมีปัญหา คือช่วงระหว่างไฟฟ้าส่วนที่ ๑ ขาดหายกับไฟฟ้าจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจ่ายชดเชยได้เต็มกำลัง (เครื่องจักรก็จำเป็นต้องใช้เวลาเร่งเครื่องบ้างจากหยุดนิ่งจนกว่าจะได้รอบการหมุนได้ที่)
  

ประเด็นหนึ่งที่ผมพบและคิดว่าเป็นปัญหาคือ ความเข้าใจเรื่องการทำงานของระบบไฟฟ้าสำรองของโรงงานที่เข้าไปเยี่ยมชม เพราะพบว่าบุคลากรของโรงงานเองมีความเข้าใจที่ไม่ตรงกันอยู่ ระหว่างสิ่งที่ออกแบบไว้และทำการติดตั้ง และสิ่งที่ผู้ใช้งานเข้าใจ คือพบว่าผู้ปฏิบัติงานส่วนหนึ่งยังมีความเข้าใจว่าตัวโรงงานนั้นมีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองที่จ่ายไฟฟ้าให้ได้ทั้งโรงงาน (ในความเป็นจริงเป็นเช่นนั้น) ดังนั้นแม้ว่าไฟฟ้าจะดับ (คือไม่มีไฟฟ้าส่วนที่ ๑ จากการไฟฟ้า) จ่ายเข้ามา โรงงานก็จะยังสามารถดำเนินเครื่องต่อไปได้ "เหมือนกับว่าไม่มีอะไรเกิดขึ้น" ซึ่งในความจริงนั้นมันไม่ใช่ 
   

สิ่งสำคัญที่ผมเห็นว่าผู้ปฏิบัติงานของโรงงานดังกล่าวต้องทำความเข้าใจก็คือ ระบบไฟฟ้าสำรองนั้นทำงานอย่างไร เพราะมันส่งผลต่อสิ่งที่ผู้ใช้งานต้องลงมือปฏิบัติเมื่อเกิดเหตุการณ์ไฟฟ้าดับ (ตรงนี้ผมเห็นว่าผู้ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการผลิตไม่ควรมีข้ออ้างว่าไม่จำเป็นต้องรู้เพราะไม่ใช่วิศวกร หรือไม่ใช่วิศวกรไฟฟ้า) ตรงจุดนี้เราอาจต้องพิจารณารูปแบบการรับไฟฟ้าของอุปกรณ์/เครื่องจักรต่าง ๆ ว่ามีการรับไฟฟ้าในรูปแบบใด ซึ่งในกรณีนี้พอจะแยกได้เป็น ๒ รูปแบบ (ถ้าในความเป็นจริงมีมากกว่านี้ก็ขอให้พิจารณาเพิ่มเติมเข้าไปด้วย) ดังนี้

รูปแบบที่ ๑ อุปกรณ์ไฟฟ้าดึงไฟฟ้าจากแหล่งสำรองไฟ (เช่นดึงจากระบบ UPS - uninterrupted power supply ที่เป็นระบบแบตเตอรีสำรองไฟฟ้า) โดยระบบ UPS นี้รับไฟฟ้าจากระบบจ่ายไฟฟ้าของโรงงานอีกทีหนึ่ง รูปแบบนี้มักจะเป็นรูปแบบที่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ (เช่นคอมพิวเตอร์ อุปกรณ์ควบคุม ฯลฯ) ใช้นั้น อุปกรณ์ไฟฟ้าจะไม่รับรู้ถึงการหายไปของไฟฟ้าจากส่วนที่ ๑ (ส่วนที่รับมาจากการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค) เพื่อให้เห็นภาพก็ขอยกตัวอย่างบ้านที่มีถังพักน้ำแล้วสูบน้ำจากถังพักไปใช้ น้ำประปาที่ไหลเข้าถังจะไหลอ่อน ไหลแรง หรือไม่ไหลเลยนั้น ผู้ใช้น้ำในบ้านจะไม่รู้สึก จะรู้สึกก็ต่อเมื่อน้ำในถังพักใกล้หมด หรือคอมพิวเตอร์โน๊ตบุ๊ค ที่ดึงไฟจากแบตเตอรี่ในตัวเครื่องมาใช้งาน
  

รูปแบบที่ ๒ อุปกรณ์ไฟฟ้าดึงไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายไฟฟ้าของโรงงานโดยตรง รูปแบบนี้มักเป็นกรณีของอุปกรณ์ไฟฟ้าขนาดใหญ่ (เช่นพวกมอเตอร์ต่าง ๆ) หรือเป็นอุปกรณ์ขนาดเล็กที่ไม่มีความสำคัญมาก (เช่นไฟแสงสว่าง พัดลม ฯลฯ) พฤติกรรมของอุปกรณ์เหล่านี้เมื่อเกิดเหตุการณ์ไฟฟ้าดับจะขึ้นอยู่กับว่าการออกแบบสวิตช์ปิด-เปิดนั้นเป็นอย่างไร

อุปกรณ์ไฟฟ้าธรรมดา ขนาดเล็ก (เช่นไปแสงสว่าง พัดลม) สวิตช์ปิด-เปิดจะเป็นแบบกดธรรมดา คือเมื่อกดเปิดเครื่องแล้วสวิตช์จะค้างอยู่ในตำแหน่งเปิดเครื่อง ถ้าหากเกิดไฟฟ้าดับ สวิตช์ก็จะยังคงค้างอยู่ในตำแหน่งเปิดเครื่องอยู่ (แม้ว่าตัวอุปกรณ์จะหยุดการทำงานเนื่องจากไม่มีกระแสไฟฟ้า) และเมื่อใดก็ตามที่กระแสไฟฟ้ากลับมาใหม่ (ไม่ว่าจะมาจากการไฟฟ้าหรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรอง) อุปกรณ์ไฟฟ้านั้นก็จะกลับมาทำงานเองอีกครั้ง
  

แต่ทั้งนี้ควรมีการตรวจสอบด้วยว่า มีอุปกรณ์ไฟฟ้าตัวไหนบ้างหรือไม่ที่ถ้าหากเกิดเหตุการณ์ไฟฟ้าดับ สวิตช์ของอุปกรณ์ไฟฟ้าตัวนั้นจะยังคงค้างอยู่ในตำแหน่ง "เปิดเครื่อง" แต่เพื่อความปลอดภัย จึงควรที่จะมีการสับสวิตช์ไปยังตำแหน่ง "ปิดเครื่อง" ก่อนที่กระแสไฟฟ้าจะกลับมา ทั้งนี้เพื่อป้องกันการดึงกระแสไฟฟ้าปริมาณจากระบบเมื่อมีการจ่ายไฟฟ้าเข้าระบบ เช่นอุปกรณ์พวกมอเตอร์ไฟฟ้าที่ดึงกระแสไฟฟ้ามากเมื่อเริ่มหมุน แต่พอหมุนได้แล้วจะดึงกระแสน้อยลง ในกรณีเช่นนี้ระบบไฟฟ้ามักจะสามารถจ่ายไฟฟ้าให้ได้ถ้าหากทยอยเปิดอุปกรณ์ที่มีมอเตอร์ไฟฟ้าทีละตัว แต่ไม่สามารถจ่ายไฟให้ได้ถ้าเปิดมอเตอร์ไฟฟ้าทุกตัวให้เริ่มทำงานพร้อมกัน
  

พวกตู้เย็นหรือเครื่องปรับอากาศบางรุ่นก็เช่นกัน แม้ว่าไฟฟ้าดับแต่สวิตช์ไฟจะยังคงอยู่ที่ตำแหน่งเปิดการใช้งาน อุปกรณ์เหล่านี้ควรจะต้องปิดเครื่อง (หรือถอดปลั๊กตู้เย็น) เมื่อไฟฟ้าดับ เหตุผลก็เพราะในขณะที่กำลังทำงานอยู่นั้นความดันด้านขาออกของคอมเพรสเซอร์จะสูงอยู่ และเมื่อเกิดเหตุการณ์ไฟฟ้าดับ ความดันด้านขาออกของคอมเพรสเซอร์ก็ยังคงสูงอยู่ ถ้าหากคอมเพรสเซอร์เริ่มการทำงานใหม่ในสภาพเช่นนี้ คอมเพรสเซอร์จะมีภาระงานหนักมากในการเริ่มเดินเครื่อง ทำให้อายุการใช้งานของคอมเพรสเซอร์ลดลงได้ อุปกรณ์เช่นนี้จึงมักมีการเตือนทำนองว่าหลังจากปิดเครื่องให้รอสัก ๕ นาทีจึงค่อยเปิดเครื่องใหม่ เหตุผลก็เพราะเพื่อให้ความดันด้านขาออกของคอมเพรสเซอร์ลดต่ำลง คอมเพรสเซอร์จะได้ไม่กินกระแสมากเมื่อเริ่มต้นเดินเครื่องใหม่
  

สำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าที่กินกระแสไฟฟ้ามาก สวิตช์ปิด-เปิดมักจะมีความสามารถในการ reset ตัวเองได้ คือเมื่อเปิดเครื่องแล้วสวิตช์จะค้างอยู่ในตำแหน่งเปิดเครื่อง แต่ถ้าหากเกิดไฟฟ้าดับ สวิตช์จะกลับไปอยู่ที่ตำแหน่ง "ปิด" และค้างอยู่ที่ตำแหน่งดังกล่าว แม้ว่าจะมีกระแสไฟฟ้ากลับมาให้ใช้แล้วก็ตาม (เครื่องจักรจะไม่เดินเครื่องด้วยตนเอง ผู้ปฏิบัติงานต้องไปเริ่มเดินเครื่องใหม่ด้วยตนเอง)
  

แต่การเริ่มต้นเดินเครื่องใหม่หลังจากที่มีกระแสไฟฟ้ากลับมาให้ใช้งานใหม่นี้จะแตกต่างไปจากการเริ่มเดินเครื่องจักรเมื่อเริ่มกระบวนการทำงานตามปรกติ เพราะการเริ่มเดินเครื่องจักรก่อนเริ่มกระบวนการทำงานตามปรกตินั้นเราอาจจะเริ่มจากการที่ยังไม่มีสิ่งใด ๆ อยู่ในตัวอุปกรณ์ (เรียกว่าเริ่มทำงานจากศูนย์) แต่การเริ่มเดินเครื่องหลังเกตุการณ์ไฟฟ้าดับนั้นเราอาจมีวัตถุดิบค้างอยู่ในเครื่องจักรก่อนไฟฟ้าดับ แล้วเราต้องทำอย่างไรกับวัตถุดิบที่ค้างอยู่ในเครื่องจักรนั้นหรือไม่ก่อนที่จะเริ่มเดินเครื่องจักรเครื่องนั้นใหม่

และนี่คือที่มาของคำถามเรื่อง "เครื่องซักผ้าฝาหน้า" ที่ผมยกขึ้นมาเป็นตัวอย่าง

(ยังมีต่อตอนที่ ๒ นะครับ)