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)