เทคโนโลยีการอ่านค่าของมิเตอร์น้ำในปัจจุบัน
บทความของเรา
การอ่านมิเตอร์น้ำแบบดั้งเดิม และปัญหาที่พบ
มิเตอร์น้ำถูกพัฒนาขึ้นมาเพื่อใช้ในการวัดปริมาตรการใช้น้ำ เริ่มต้นจากหลักการพื้นฐานโดยให้น้ำไหลผ่านใบพัด หรือ รูปแบบการวัดปริมาตรแบบต่างๆ แล้วนำการหมุนของใบพัดไปหมุนเข็มเพื่อขับชุดตัวเลขสำหรับแสดงค่าการวัดน้ำ เมื่อต้องการทราบว่ามีการใช้น้ำไปเท่าไหร่ โดยพื้นฐานต้องอาศัยคนเดินมาจดตัวเลขที่หน้ามิเตอร์น้ำเพื่อที่จะทราบปริมาตรการใช้น้ำที่ได้ ในปัจจุบัน มีเทคโนโลยีที่ทำให้เราสามารถรู้ค่าที่หน้ามิเตอร์ได้โดยไม่ต้องเดินมาจด คือการต่อสายสัญญาณออกมาสำหรับส่งข้อมูลการวัดน้ำจากมิเตอร์น้ำโดยตรง ถัดจากการมีสายสัญญาณ ก็มีการส่งสัญญาณแบบไร้สาย ช่วยให้เราไม่ต้องไปที่จุดติดตั้งของมิเตอร์น้ำเพื่อจดค่ามิเตอร์อีกต่อไป โดยลดปัญหาต่างลงได้มาก เช่น
- ข้อมูลที่ได้ก็มีความแม่นยำถูกต้อง
- ไม่มีปัญหาเรื่องการจดผิดพลาด
- การอ่านค่าผิดพลาด
- ลดเวลาในการเก็บข้อมูลได้มากกว่าหลาย 10 เท่า
บริหารจัดการการใช้น้ำอย่างเป็นระบบ และ มีข้อมูลต่อยอดการบริหารจัดการน้ำได้เป็นอย่างดี
ข้อดีของการใช้ระบบอ่านมิเตอร์น้ำอัตโมมัติ
ระบบมิเตอร์ที่สามารถส่งสัญญาณได้ มีข้อดีคือผู้ใช้งานไม่ต้องเดินไปที่หน้ามาตรวัดน้ำเพื่อจดค่าการใช้น้ำอีกต่อไป ด้วยในบางครั้งอาจมีปัจจัยที่ไม่เอื้อต่อต่อการเข้าถึงหน้ามิเตอร์ ดังต่อไปนี้
- มิเตอร์น้ำอาจอยู่ในจุดที่ไม่สามารถเข้าถึงได้ เช่น อาจจะอยู่ใต้น้ำ หรือฝังอยู่ในฝ้า การเข้าไปจดค่าจึงสามารถทำได้ลำบาก
- มิเตอร์น้ำอาจอยู่ในพื้นที่ที่มีความอันตราย เช่น บางครั้งมาตรวัดน้ำอาจอยู่ในจุดที่สูงขึ้นไป ทำให้มีความเสี่ยงต่อผู้ที่ขึ้นไปอ่านค่า
การใช้คนอ่านค่ามิเตอร์น้ำ อาจมีความคลาดเคลื่อนในการจดได้ ซึ่งการส่งสัญญาณจะเป็นค่าที่แม่นยำ เที่ยงตรง จะช่วยตัดปัญหาเรื่องความผิดพลาดจากการจดได้
ระบบ AMR (Automatic Meter Reading) จึงถูกนำมาใช้กับมาตรวัดน้ำ
สามารถแบ่งคร่าวๆได้เป็นสองระบบคือ ระบบการส่งสัญญาณแบบมีสาย และระบบการส่งสัญญาณแบบไร้สาย
ระบบการส่งสัญญาณแบบมีสาย อาจจะเป็นการส่งข้อมูลออกจากมิเตอร์โดยตรง หรือทำได้ด้วยการนำเซนเซอร์มาประกบไว้ที่หน้ามาตรวัดน้ำ/มิเตอร์น้ำที่มีอยู่ทั่วไป เซนเซอร์จะจับสัญญาณการหมุนของเข็มและส่งสัญญาณไฟฟ้าออกมา เมื่อเข็มหมุนครบรอบ หมายถึงการมีปริมาณการใช้น้ำครบตามกำหนด อาจจะเป็น 10 ลิตร, 100 ลิตร หรือ 1 ลูกบาศก์เมตร แล้วแต่ว่ามิเตอร์ตัวนั้นๆมีการตั้งค่ามาอย่างไร เซนเซอร์สามารถติดตั้งลงไปที่หน้ามาตรวัดน้ำโดยจะมีเข็มล็อคอยู่ เพื่อให้ติดสนิทแน่น และกันน้ำ เวลาประกบแล้ว เรายังจะสามารถเห็นเลขหน้ามาตรวัดน้ำอยู่ อุปกรณ์เสริมเซนเซอร์นี้สามารถใช้ได้กับมิเตอร์น้ำหลายขนาด ถึงแม้จะเป็นมิเตอร์น้ำขนาดใหญ่ แต่หน้ามาตรวัดน้ำจะเป็นลักษณะเดียวกันเซนเซอร์จึงสามารถอ่านสัญญาณได้ ค่าของมาตรวัดน้ำที่อ่านได้จะส่งมาทางสายสัญญาณ การส่งสัญญาณทางสายนี้มีหลายแบบ แบบพื้นฐานที่สุดคือการส่งสัญญาณเป็น pulse
เมื่อเข็มหมุนครบรอบ จะมีการส่งสัญญาณเป็น pulse มา 1 pulse ผู้ใช้งานต้องมีอุปกรณ์ในการนับ pulse ที่เรียกว่า counter เราจะต่อสายสัญญาณที่เป็น pulse นี้เข้าที่ counter เซ็ทเลขที่counter ให้ตรงกับเลขหน้ามาตรวัดน้ำ counter เพื่อนับว่ามีกี่ pulse แล้ว โดยตัวเลขหน้ามาตรวัดน้ำจะตรงกันกับค่าที่ counter เมื่อครบ pulse 1 รอบ ตัวเลขก็จะเพิ่มขึ้นไปเรื่อยๆ จาก counter พอเรามี pulse เข้ามา เราสามารถส่งค่าไปที่คอมพิวเตอร์หรือระบบ BAS (Building Automation Systems) เพื่อใช้งานต่อได้ โดยเราจะเดินสายออกไปเป็นสายสัญญาณ 485 ซึ่งจะส่งสัญญาณได้ไกลประมาณ 1 กิโลเมตร
counter โดยทั่วๆไปนั้น มาตรฐานในการส่งสัญญาณจะเป็น Modbus ซึ่งเป็นระบบสัญญาณที่ได้รับความนิยมที่เป็นมาตรฐานของประเทศสหรัฐอเมริกา ระบบคอมพิวเตอร์, ระบบ BAS จะสามารถอ่านเลขหน้ามาตรวัดน้ำออกไปจาก counter ได้ด้วยสัญญาณระบบ Modbus
อย่างไรก็ตามการใช้ counter นั้นก็อาจมีข้อเสียคือ counter ต้องมีการใช้ไฟเลี้ยง ถ้าไฟดับ counter จะหยุดนับ เซนเซอร์อาจจะส่ง pulse มาเรื่อยๆอยู่ แต่ counter จะไม่เห็นสัญญาณ pulse นั้น พอไฟมาตัวเลขที่ counter และที่มาตรวัดน้ำจะไม่ตรงกัน ต้องมีการปรับที่ counter ให้ตรงกับที่หน้ามาตรวัดน้ำอีกครั้งหนึ่ง อาจจะแก้ไขด้วยการมี UPS สำรองไฟ ซึ่งจะเป็นความยุ่งยากที่เพิ่มเติมขึ้นมา
ดังนั้นจึงมีเซนเซอร์อีกแบบหนึ่งที่มาแก้ปัญหาตรงจุดนี้ได้ นั่นคือเซนเซอร์ที่มี counter ในตัว มีแบตเตอรี่ ไม่ต้องใช้ไฟเลี้ยง ถึงแม้ไฟจะดับ ค่าที่อยู่ที่เซนเซอร์จะตรงกับหน้ามาตรวัดน้ำเสมอ ถ้าเป็นเซนเซอร์ในลักษณะนี้จะมีการส่งสัญญาณออกมาเป็น M-Bus ซึ่งเป็นมาตรฐานของทางยุโรป ไม่มีหน้าจอ สามารถอ่านเลขค่าหน้ามาตรวัดน้ำได้เลยจากสายสัญญาณ สามารถส่งสัญญาณได้ประมาณ 1 กิโลเมตรเช่นเดียวกัน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับจำนวนอุปกรณ์ที่ใช้ร่วมกันบนสาย M-Bus ระบบนี้สามารถใช้อุปกรณ์ได้หลายตัวในสายสัญญาณ 1 เส้น จึงสามารถมีมิเตอร์ได้หลายตัว มี counter ได้หลายตัวโดยการเดินสายร่วมกันด้วยสายสัญญาณเพียงเส้นเดียว สามารถส่งต่อไปที่คอมพิวเตอร์หรือระบบ BAS ได้ ค่าที่อ่านได้จะเป็นค่าที่ตรงกับค่าหน้ามาตรวัดน้ำ แต่ระบบซอฟท์แวร์คอมพิวเตอร์ หรือ BAS ต้องสามารถรองรับ Protocol M-Bus ได้ด้วย ถ้าไม่รองรับ ผู้ใช้งานต้องมีการแปลงสัญญาณไปสู่ Protocol ที่รองรับได้
สำหรับเซนเซอร์ที่ส่งสัญญาณเป็น pulse นั้น นอกจากแบบที่มีอุปกรณ์ประกบกับหน้ามาตรวัดน้ำแล้ว ยังมีมิเตอร์น้ำบางรุ่นที่มาพร้อมกับเซนเซอร์ในตัว สามารถส่งสัญญาณออกมาเป็น pulse ทันที จากตัวมิเตอร์น้ำจะมีสายส่งสัญญาณออกมา เพราะฉะนั้นเราสามารถนำสัญญาณที่ส่งออกมานี้ไปต่อเข้ากับ counter เพื่อนับได้เลย ไม่จำเป็นต้องมีเซนเซอร์มาประกบข้างหน้ามาตรวัดน้ำอีก ช่วยให้ประหยัดอุปกรณ์ไปได้
บางระบบที่สัญญาณส่งออกมาเป็น Modbus การใช้สายสัญญาณ 485 จะสามารถส่งเข้าระบบ BAS หรือ คอมพิวเตอร์ได้เลย อย่างที่กล่าวไว้ข้างต้น ขึ้นอยู่กับว่า BAS รองรับ Protocol อะไรบ้าง โดยทั่วไปแล้ว จะรองรับได้หลาย Protocol แต่ในบางครั้งที่ไม่รองรับ Modbus ก็ต้องมีการแปลง Protocol จาก Modbus เป็น Protocol ที่รองรับได้
Protocol อีกหนึ่งประเภทที่ BAS มักรองรับได้คือ Protocol ที่ชื่อว่า BACnet ซึ่งถือว่าเป็น Protocol ที่ทันสมัยขึ้นมาจาก Modbus ซึ่งจะเป็น Protocol รุ่นเก่า การอ่านจะมีความยุ่งยากมากกว่า เพราะฉะนั้นเราจะเห็นว่า BAS นิยมใช้ Protocol BACnet มากขึ้น ถ้าเป็นในลักษณะนี้ ผู้ใช้งานต้องมีตัวแปลงสัญญาณจาก Modbus มาเป็น BACnet หรือจาก M-Bus เป็น BACnet ซึ่งโดยทั่วไป BACnet จะใช้สาย Land
ระบบการส่งสัญญาณที่นิยมใช้ในปัจจุบัน คือการส่งสัญญาณด้วยสาย อย่างไรก็ตามในอนาคต แนวโน้มที่เราเห็นมากขึ้นคือ การส่งสัญญาณแบบไร้สาย ซึ่งมีข้อดีคือ เราไม่ต้องเดินสายอีกต่อไป ตัดปัญหาความยุ่งยากในช่วงการก่อสร้าง การติดตั้ง แต่การส่งสัญญาณแบบไร้สายนั้น เราต้องคำนึงถึงสภาพหน้างานว่า มีสัญญาณรบกวนจากบริเวณใกล้เคียงหรือไม่ หรือมีจุดอับสัญญาณหรือไม่ การติดตั้งต้องมีการทดสอบสัญญาณก่อน ว่าคลื่นความถี่ที่เราจะใช้ สามารถกระจายได้ทั่วพื้นที่ดีแค่ไหน ได้ระยะทางไกลแค่ไหน
การส่งสัญญาณแบบไร้สาย Protocol ที่นิยมจะมีสองข่ายใหญ่ๆ ค่ายแรกเรียกว่า Lora เป็นแบบ long range low power สามารถส่งสัญญาณได้ระยะไกล ใช้พลังงานน้อย มีแบตเตอรี่ในตัว ไม่ต้องเดินสาย อีกระบบหนึ่งที่ได้รับความนิยมเหมือนกันคือ NBIOT ซึ่งจะเป็นการใช้คลื่นสัญญาณโทรศัพท์มือถือ ที่อุปกรณ์ต้องมีการติดตั้งซิมโทรศัพท์ไว้ด้วย การส่งสัญญาณขึ้นกับคลื่นความถี่มือถือนั้นๆว่าส่งได้ดีแค่ไหนในบริเวณหน้างาน
เทคโนโลยีการส่งสัญญาณนี้ เหมาะกับผู้ใช้งานที่ต้องการความสะดวก ความเป็นอัตโนมัติมากขึ้น การส่งสัญญาณแบบ pulse เราจะเห็นการใช้งานมานานพอสมควร โดยเฉพาะตามโรงงานอุตสาหกรรม เพราะสามารถนำไปใช้ในการควบคุมการผลิตได้ การส่งสัญญาณเป็น pulse มีข้อดีคือเมื่อปริมาณน้ำครบตามที่กำหนดไว้ สัญญาณ pulse ที่ส่งออกมาจะไปกระตุ้นฝ่ายการผลิตให้สามารถทำขั้นตอนต่อไปได้ ต่างกับการส่งสัญญาณแบบ Modbus, M-bus หรือ BACnet การส่งสัญญาณลักษณะนี้จะเป็นการส่งสัญญาณที่เราเรียกว่า pull ในขณะที่ในระบบ pulse จะเรียกว่า push คืออุปกรณ์ส่งสัญญาณออกมา
เมื่อครบตามปริมาณที่กำหนด เพื่อเตือนฝ่ายการผลิตว่าครบจำนวนตามที่ต้องการแล้ว หรือตามเงื่อนไขที่กำหนดไว้แล้ว ในขณะที่ถ้าเป็นแบบ pull ซอฟท์แวร์หรือฝ่ายการผลิตต้องมาอ่านจากอุปกรณ์ ถึงจะทราบค่าหน้ามาตรวัดน้ำ เพราะฉะนั้นจะไม่ real-time เท่ากับระบบ push ระบบ push จึงได้รับความนิยมในการนำมาใช้การผลิตมากกว่า ในขณะที่ระบบ pull เหมาะสมกับงานที่ใช้ในการจดบันทึกปริมาณการใช้น้ำ อาจจะนำไปคำนวณค่าน้ำ หรืองานคอนโด งานอพาร์ทเมนท์ งานหอพัก สามารถใช้มิเตอร์ส่งสัญญาณที่เป็นลักษณะ M-Bus, Modbus ได้ดี ช่วยอำนวยความสะดวกกับเจ้าของคอนโด เจ้าของหอพัก นิติบุคคลของคอนโด ไม่ต้องส่งคนไปจดเลขหน้ามาตรวัดน้ำ และสามารถทราบการใช้น้ำของแต่ละห้องได้
การอ่านค่ามิเตอร์โดยอัตโนมัติด้วยระบบ AMR นั้น เมื่อค่าของมาตรวัดน้ำเข้ามาที่ระบบคอมพิวเตอร์แล้ว เราสามารถนำข้อมูลมาวิเคราะห์ได้ เช่น
- มีการรั่วไหลของน้ำหรือไม่
- มีการใช้น้ำมากเกินไป หรือน้อยเกินไปหรือไม่
- มีรูปแบบการใช้น้ำที่ผิดปกติในช่วงเวลาที่ไม่เหมาะสมหรือไม่
ระบบ AMR จึงสามารถช่วยให้เรานำข้อมูลมาวิเคราะห์เพื่อดำเนินการแก้ไขปัญหาได้ทันท่วงที ระบบ AMR ยังมีประโยชน์เพิ่มเติมในส่วนของการบริหารจัดการควบคุมการใช้ทรพยากรน้ำของอาคารได้ เราสามารถดูได้ว่าอาคารมีการประหยัดพลังงานหรือไม่ มีการใช้น้ำมากน้อยเหมาะสมแค่ไหน สามารถรีไซเคิลน้ำจากเครื่องปรับอากาศที่เป็นน้ำทิ้ง มาใช้ประโยชน์อย่างอื่นได้หรือไม่ สามารถวัดได้ว่าเรารีไซเคิลน้ำ หรือนำน้ำกลับมาใช้ไปเท่าไหร่ ช่วยให้เราสามารถติดตามความมีประสิทธิภาพของระบบของเราได้
ยูโร-โอเรียนเตล เทรดดิ้ง ผู้เชี่ยวชาญด้านมิเตอร์น้ำ, วาล์วน้ำ, และหัวขับวาล์ว
EURO-ORIENTAL TRADING, WATER METER VALVE AND ACTUATOR EXPERT
สงวนลิขสิทธิ์ ทั้งบทความ ภาพถ่ายทั้งหมด เป็นของ บริษัท ยูโร-โอเรียนเตล เทรดดิ้ง จำกัด
ห้ามนำส่วนหนึ่งส่วนใดหรือทั้งหมด ไปใช้โดยไม่ได้รับอนุญาต
เผยแพร่ครั้งแรกใน https://www.eurooriental.co.th/
10 ธันวาคม 2020
Copyright (c) 2020 Text and Pictures
Use of such content either in part or in whole without permission is prohibited.
First publish in https://www.eurooriental.co.th/
December 10th,2020