स्वचालन उपकरणों के प्रकार क्या हैं?

कई लोग जो इंस्ट्रूमेंटेशन में नए हैं, वे साइट पर उपकरणों की विशाल संख्या को देखकर अभिभूत महसूस करते हैं।

प्रेशर गेज, थर्मामीटर, फ्लो मीटर, लेवल मीटर, कंट्रोल वाल्व, ट्रांसमीटर, पीएलसी, डीसीएस, अलार्म और एनालाइज़र जैसे नामों के साथ, उन्हें वर्गीकृत करने के तरीके के बारे में भ्रमित होना आसान है।

वास्तव में, ऑटोमेशन इंस्ट्रूमेंटेशन उतना जटिल नहीं है। ऑन-साइट परिप्रेक्ष्य से, यह मुख्य रूप से एक ही उद्देश्य के इर्द-गिर्द घूमता है: प्रक्रिया मापदंडों को मापना, उन्हें प्रसारित करना, उन्हें प्रदर्शित करना और उन्हें नियंत्रित करना - साथ ही आवश्यकतानुसार अलार्म और उपकरण सुरक्षा प्रदान करना।

कार्य के आधार पर, ऑटोमेशन उपकरणों को आम तौर पर छह प्रमुख श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है:

फील्ड मापन उपकरण, फील्ड नियंत्रण उपकरण, फील्ड एक्चुएटर, डिस्प्ले और रिकॉर्डिंग उपकरण, रेगुलेटिंग/कंट्रोल उपकरण, और विशेष मापन उपकरण।

ऑटोमेशन उपकरण केवल "मान पढ़ने" के लिए उपकरण नहीं हैं।

एक पूर्ण नियंत्रण लूप में, मापन उपकरण फील्ड पैरामीटर एकत्र करते हैं, नियंत्रक विश्लेषण और गणना करता है, एक्चुएटर क्रियाएं निष्पादित करता है, और डिस्प्ले/रिकॉर्डिंग उपकरण ऑपरेटरों को डेटा प्रस्तुत करते हैं और इसे सिस्टम के लिए संग्रहीत करते हैं।

उदाहरण के लिए, एक तापमान नियंत्रण लूप लें: एक थर्मोकपल या प्रतिरोध थर्मामीटर तापमान मापता है; एक तापमान ट्रांसमीटर पीएलसी या डीसीएस को सिग्नल भेजता है; नियंत्रक आवश्यक प्रतिक्रिया की गणना करता है और एक सिग्नल आउटपुट करता है; और अंत में, एक नियंत्रण वाल्व भाप, गर्म पानी, या ठंडा पानी के प्रवाह को समायोजित करता है।

इसलिए, उपकरण अलग-थलग मौजूद नहीं होते हैं। ऑन-साइट समस्या निवारण करते समय, कोई केवल एक गेज पर ध्यान केंद्रित नहीं कर सकता है; पूरे नियंत्रण लूप के संदर्भ में उपकरण का विश्लेषण किया जाना चाहिए।

फील्ड मापन उपकरण ऑटोमेशन सिस्टम के लिए डेटा स्रोत के रूप में काम करते हैं। यदि माप गलत हैं, तो बाद के डिस्प्ले, रिकॉर्डिंग और नियंत्रण कार्य सभी से समझौता किया जाएगा।

सामान्य फील्ड मापन उपकरणों में तरल स्तर, दबाव, तापमान और प्रवाह के साथ-साथ गैस और तरल विश्लेषण उपकरणों को मापने वाले उपकरण शामिल हैं।

लेवल उपकरण स्टोरेज टैंक, टावरों, रिएक्टरों और साइलो में तरल स्तर, सामग्री स्तर या इंटरफ़ेस की स्थिति को मापने के लिए उपयोग किए जाते हैं। सामान्य प्रकारों में मैग्नेटिक फ्लैप लेवल गेज, फ्लोट-टाइप लेवल गेज, रडार लेवल मीटर, अल्ट्रासोनिक लेवल मीटर, कैपेसिटिव लेवल मीटर, डिफरेंशियल प्रेशर लेवल मीटर और लेवल स्विच शामिल हैं।

प्रेशर उपकरण पाइपलाइनों, जहाजों और उपकरणों में दबाव, विभेदक दबाव या वैक्यूम स्तर को मापने के लिए उपयोग किए जाते हैं। सामान्य प्रकारों में प्रेशर गेज, प्रेशर ट्रांसमीटर, डिफरेंशियल प्रेशर ट्रांसमीटर, प्रेशर सेंसर और प्रेशर स्विच शामिल हैं। प्रेशर गेज मुख्य रूप से ऑन-साइट रीडिंग के लिए, प्रेशर ट्रांसमीटर रिमोट सिग्नल ट्रांसमिशन के लिए, और प्रेशर स्विच अलार्म और इंटरलॉकिंग कार्यों के लिए उपयोग किए जाते हैं।

तापमान उपकरण किसी माध्यम या उपकरण की सतह के तापमान को मापते हैं। सामान्य प्रकारों में बाइमेटेलिक थर्मामीटर, ग्लास थर्मामीटर, थर्मोकपल, रेजिस्टेंस टेम्परेचर डिटेक्टर (आरटीडी), तापमान ट्रांसमीटर, तापमान स्विच और इन्फ्रारेड थर्मामीटर शामिल हैं। थर्मोकपल उच्च तापमान अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं, जबकि आरटीडी निम्न से मध्यम तापमान माप के लिए बेहतर अनुकूल हैं।

फ्लो उपकरण गैसों, तरल पदार्थों या भाप की प्रवाह दर को मापते हैं। सामान्य प्रकारों में इलेक्ट्रोमैग्नेटिक, वोर्टेक्स, टर्बाइन, अल्ट्रासोनिक, मास, ऑरिफिस प्लेट और वेरिएबल एरिया (रोटामीटर) फ्लो मीटर शामिल हैं। चयन के लिए माध्यम, प्रवाह सीमा, दबाव और तापमान, चिपचिपाहट, चालकता और सीधी-पाइप रन आवश्यकताओं के सावधानीपूर्वक सत्यापन की आवश्यकता होती है।

गैस विश्लेषण उपकरण गैस संरचना और एकाग्रता का पता लगाते हैं। बाजार में सामान्य प्रकारों में ऑक्सीजन एनालाइज़र, ज्वलनशील गैस डिटेक्टर, जहरीली गैस डिटेक्टर, इन्फ्रारेड गैस एनालाइज़र, थर्मल कंडक्टिविटी गैस एनालाइज़र, लेजर गैस एनालाइज़र और गैस क्रोमैटोग्राफ शामिल हैं।

तरल विश्लेषण उपकरण पीएच, चालकता, टर्बिडिटी, एकाग्रता, घनत्व, चिपचिपाहट, घुलित ऑक्सीजन, सीओडी और अमोनिया नाइट्रोजन जैसे मापदंडों को मापते हैं। इन उपकरणों के लिए अपेक्षाकृत उच्च रखरखाव की आवश्यकता होती है; सफाई, अंशांकन और नमूना लाइनों का निरीक्षण आवश्यक कार्य हैं।

फील्ड नियंत्रण उपकरण ऑन-साइट सिग्नल प्रोसेसिंग, सिग्नल रूपांतरण और स्थानीय नियंत्रण के लिए जिम्मेदार हैं।

सामान्य प्रकारों में न्यूमेटिक, इलेक्ट्रिक और हाइड्रोलिक नियंत्रण उपकरण शामिल हैं।

न्यूमेटिक नियंत्रण उपकरण संपीड़ित हवा को अपने शक्ति स्रोत के रूप में उपयोग करते हैं; उनकी संरचनाएं अपेक्षाकृत सरल होती हैं और विस्फोट-रोधी अनुप्रयोगों में मूल्यवान बनी रहती हैं। इलेक्ट्रिक नियंत्रण उपकरण विद्युत संकेतों का उपयोग करते हैं, जिससे उन्हें पीएलसी, डीसीएस और पर्यवेक्षी कंप्यूटर के साथ एकीकृत करना आसान हो जाता है। हाइड्रोलिक नियंत्रण उपकरण उच्च आउटपुट बल प्रदान करते हैं और आमतौर पर भारी-भार या उच्च-थ्रस्ट अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाते हैं।

इन उपकरणों का चयन करते समय प्रमुख कारकों में इनपुट/आउटपुट सिग्नल, नियंत्रण सटीकता, प्रतिक्रिया गति, बिजली आपूर्ति की स्थिति, विस्फोट-रोधी रेटिंग, फील्ड वातावरण और सिस्टम इंटरफेस शामिल हैं।

फील्ड एक्चुएटर नियंत्रण लूप में वे घटक होते हैं जो वास्तव में भौतिक क्रिया करते हैं।

नियंत्रण प्रणाली द्वारा कमांड जारी करने के बाद, एक्चुएटर वाल्व, डैम्पर, स्लुइस गेट, या अन्य यांत्रिक संरचनाओं को समायोजित करके इसे निष्पादित करता है ताकि प्रवाह दर, दबाव, तरल स्तर या तापमान जैसी प्रक्रिया की स्थिति को बदला जा सके। सामान्य एक्चुएटिंग उपकरणों में न्यूमेटिक, इलेक्ट्रिक और हाइड्रोलिक नियंत्रण वाल्व; शट-ऑफ वाल्व; बटरफ्लाई वाल्व; बॉल वाल्व; गेट वाल्व; एक्चुएटर; वाल्व पोजिशनर; और स्मार्ट वाल्व पोजिशनर शामिल हैं।

फील्ड रखरखाव के दौरान, एक को केवल यह देखने से परे देखना चाहिए कि क्या एक्चुएटर बस खोल और बंद कर सकता है। सुचारू संचालन, सटीक पोजिशनिंग, सामान्य फीडबैक सिग्नल, उचित प्रतिक्रिया समय, और क्या फेल-सेफ स्थिति प्रक्रिया की आवश्यकताओं को पूरा करती है, इसकी जांच करना भी आवश्यक है।

कई नियंत्रण उतार-चढ़ाव नियंत्रक पैरामीटर सेटिंग्स से नहीं, बल्कि वाल्व के अटकने, गलत पोजिशनर, अस्थिर हवा आपूर्ति दबाव, या सुस्त एक्चुएटर प्रतिक्रिया जैसी समस्याओं से उत्पन्न होते हैं।

डिस्प्ले और रिकॉर्डिंग उपकरण फील्ड पैरामीटर, उपकरण स्थिति और अलार्म जानकारी दिखाते हैं, साथ ही महत्वपूर्ण डेटा संग्रहीत करते हैं।

सामान्य उदाहरणों में डिजिटल डिस्प्ले, एनालॉग डिस्प्ले, डिस्प्ले-कंट्रोलर, मल्टी-पॉइंट स्कैनर, पेपर-आधारित रिकॉर्डर, पेपरलेस रिकॉर्डर, टच-स्क्रीन एचएमआई, ऑपरेटर स्टेशन टर्मिनल और श्रव्य/दृश्य अलार्म डिवाइस शामिल हैं।

डिजिटल डिस्प्ले एकल-बिंदु पैरामीटर निगरानी के लिए उपयुक्त हैं। डिस्प्ले-कंट्रोलर में अलार्म और बुनियादी नियंत्रण कार्य शामिल हो सकते हैं। पेपरलेस रिकॉर्डर तापमान, दबाव, प्रवाह और स्तर जैसे मापदंडों में रुझानों को ट्रैक करने के लिए आदर्श हैं। एचएमआई और ऑपरेटर स्टेशन दृश्य इंटरफेस, पैरामीटर कॉन्फ़िगरेशन, अलार्म निगरानी और उपकरण संचालन के लिए उपयोग किए जाते हैं।

प्रमुख चयन मानदंडों में इनपुट सिग्नल, डिस्प्ले विधियां, रिकॉर्डिंग अंतराल, भंडारण क्षमता, संचार इंटरफेस, अलार्म आउटपुट और बिजली-हानि सुरक्षा शामिल हैं।

रेगुलेशन और कंट्रोल उपकरण ऑटोमेशन सिस्टम के "मस्तिष्क" के रूप में काम करते हैं, जो स्वचालित विनियमन, तर्क नियंत्रण, अनुक्रम नियंत्रण और सुरक्षा सुरक्षा को संभालते हैं।

सामान्य फील्ड उपकरणों में पीआईडी ​​कंट्रोलर, सिंगल-लूप और मल्टी-लूप रेगुलेटर, पीएलसी, डीसीएस, एफसीएस, ईएसडी, एसआईएस और औद्योगिक कंप्यूटर शामिल हैं।

पीआईडी ​​कंट्रोलर का उपयोग आमतौर पर तापमान, दबाव, प्रवाह और स्तर जैसे निरंतर मापदंडों को विनियमित करने के लिए किया जाता है। पीएलसी का उपयोग आमतौर पर उपकरण स्टार्ट/स्टॉप संचालन, अनुक्रम नियंत्रण, इंटरलॉकिंग सुरक्षा और असतत (चालू/बंद) सिग्नल प्रोसेसिंग के लिए किया जाता है। डीसीएस बड़े पैमाने पर निरंतर उत्पादन इकाइयों की केंद्रीकृत निगरानी और वितरित नियंत्रण के लिए उपयुक्त हैं। एसआईएस और ईएसडी का उपयोग मुख्य रूप से सुरक्षा इंटरलॉकिंग और आपातकालीन शटडाउन के लिए किया जाता है; उन्हें केवल मानक नियंत्रण प्रणालियों के रूप में नहीं माना जाना चाहिए।

चयन कारकों में नियंत्रित प्रक्रिया, आई/ओ पॉइंट काउंट, नियंत्रण रणनीति, संचार प्रोटोकॉल, अतिरेक आवश्यकताएं, सुरक्षा अखंडता स्तर (एस आई एल), अलार्म प्रबंधन और दीर्घकालिक रखरखाव क्षमताएं शामिल हैं।

विशेष मापन उपकरण मुख्य रूप से अद्वितीय मापदंडों का पता लगाने, उपकरण स्वास्थ्य की निगरानी करने और फील्ड अंशांकन करने के लिए उपयोग किए जाते हैं। सामान्य उदाहरणों में शाफ्ट कंपन मॉनिटर, शाफ्ट विस्थापन मॉनिटर, टैकोमीटर, वजन उपकरण, मोटाई गेज, सिग्नल कैलिब्रेटर, फ्लेम डिटेक्टर, ऑनलाइन नमी विश्लेषक, ऑनलाइन घनत्व मीटर और उपकरण स्थिति निगरानी उपकरण शामिल हैं।

शाफ्ट कंपन, शाफ्ट विस्थापन और घूर्णी गति को मापने के लिए उपकरण आमतौर पर कंप्रेसर, स्टीम टर्बाइन, पंखे और पंप जैसे घूमने वाले उपकरणों पर उपयोग किए जाते हैं। वजन उपकरण साइलो, बेल्ट स्केल और बैचिंग या पैकेजिंग सिस्टम में उपयोग किए जाते हैं। मोटाई गेज का उपयोग प्लेटों, पाइपों और पोत की दीवारों की मोटाई, साथ ही कोटिंग की मोटाई को मापने के लिए किया जाता है। फ्लेम डिटेक्टर का उपयोग आमतौर पर बॉयलर, हीटिंग फर्नेस और इनसिनरेटर में दहन सुरक्षा के लिए किया जाता है।

इन उपकरणों का चयन करने के लिए उपकरण प्रकार, मापा जा रहा पैरामीटर, स्थापना स्थान, प्रतिक्रिया गति, आउटपुट सिग्नल और सुरक्षा आवश्यकताओं जैसे कारकों पर विचार करने की आवश्यकता होती है।

ऑटोमेशन उपकरण का चयन करते समय, किसी को केवल मॉडल संख्या और कीमत पर ध्यान केंद्रित नहीं करना चाहिए।

सबसे पहले, मापे जाने वाले पैरामीटर की पहचान करें; फिर, माप सीमा, सटीकता, निर्माण सामग्री, स्थापना विधि, बिजली की आपूर्ति और आउटपुट सिग्नल निर्धारित करें।

यदि माध्यम संक्षारक है, तो गीले भागों को उपयुक्त सामग्री से बनाया जाना चाहिए। उच्च तापमान वाले माध्यमों के लिए, गर्मी अपव्यय, संघनन, अलगाव और थर्मोवेल पर विचार करें। यदि माध्यम क्रिस्टलीकरण या क्लॉगिंग के लिए प्रवण है, या इसमें अशुद्धियाँ हैं, तो डायाफ्राम, पर्जिंग, फ्लशिंग या नमूना पूर्व-उपचार का उपयोग करने पर विचार करें। महत्वपूर्ण कंपन वाले क्षेत्रों में, ब्रैकेट माउंटिंग और स्थापना स्थान पर विचार करें।

एक बार जब उपकरण सेवा में आ जाता है, तो नियमित रूप से शून्य बिंदु, स्पैन, वायरिंग, बिजली की आपूर्ति, ग्राउंडिंग, संचार, अलार्म आउटपुट और इंटरलॉक स्थिति की जांच करें।

ऑन-साइट समस्या निवारण करते समय, इस क्रम का पालन करें: बिजली की आपूर्ति की जांच करें, फिर सिग्नल, फिर वायरिंग, फिर पैरामीटर सेटिंग्स, और अंत में सेंसिंग तत्व और प्रक्रिया की स्थिति।

ऑटोमेशन उपकरणों का वर्गीकरण याद रखना मुश्किल नहीं है, क्योंकि प्रत्येक प्रकार एक विशिष्ट कार्य करता है।

उदाहरण के लिए, मापन उपकरण डेटा एकत्र करते हैं; नियंत्रण उपकरण सिग्नल प्रोसेसिंग को संभालते हैं; एक्चुएटर फील्ड में भौतिक क्रियाएं करते हैं; डिस्प्ले और रिकॉर्डिंग उपकरण डेटा दिखाते हैं और सहेजते हैं; रेगुलेटिंग और कंट्रोल उपकरण नियंत्रण और इंटरलॉक का प्रबंधन करते हैं; और विशेष मापन उपकरण अद्वितीय मापदंडों का पता लगाते हैं।

जब वास्तव में ऑन-साइट हों, तो किसी उपकरण को अलग-थलग उपकरण के रूप में न देखें। इसे पूरे नियंत्रण लूप के संदर्भ में मानें, और कई समस्याएं निदान करने में आसान हो जाएंगी।