औद्योगिक स्वचालन में, प्रक्रिया इंटरलॉक्स और ट्रिप्स महत्वपूर्ण सुरक्षा उपाय होते हैं जो असुरक्षित नियंत्रण क्रियाओं को रोकने और महत्वपूर्ण संसाधनों की रक्षा के लिए बनाए जाते हैं। ये प्रक्रिया सुरक्षा प्रणालियों की रीढ़ की हड्डी होते हैं, यह सुनिश्चित करते हुए कि ऑपरेटर और स्वचालित नियंत्रण प्रणाली दोनों संचालन को सुरक्षित सीमाओं के भीतर बनाए रखें।

प्रक्रिया इंटरलॉक्स और ट्रिप्स को समझना

प्रक्रिया इंटरलॉक्स खतरनाक नियंत्रण क्रियाओं को रोकते हैं, ऑपरेटर या प्रणाली के आदेशों को सीमित करके जो असुरक्षित परिस्थितियों को जन्म दे सकते हैं। ये स्वचालित, स्वयं-रीसेट होने वाली बाधाओं के रूप में कार्य करते हैं जो खतरनाक संचालन को रोकती हैं।

प्रक्रिया ट्रिप्स, दूसरी ओर, असामान्य प्रक्रिया स्थितियों का जवाब देते हैं, पूर्वनिर्धारित सीमा से बाहर जाने का पता लगाकर और फिर सुधारात्मक क्रियाएं शुरू करते हैं — जैसे उपकरण को बंद करना — ताकि प्रक्रिया को सुरक्षित स्थिति में वापस लाया जा सके। ट्रिप्स को तब तक स्वचालित रूप से रीसेट नहीं किया जाना चाहिए जब तक उचित औचित्य और जोखिम विश्लेषण न किया गया हो।

ये दोनों सुरक्षा के स्तर मिलकर मानवीय या प्रणालीगत त्रुटि के कारण खतरनाक घटनाओं की संभावना को कम करते हैं।

सुरक्षा प्रणालियों में स्वतंत्रता का सिद्धांत

उच्च सुरक्षा अखंडता बनाए रखने के लिए, सुरक्षा प्रणालियों को प्राथमिक नियंत्रण प्रणालियों, पीएलसी, या अन्य सुरक्षा स्तरों से स्वतंत्र रूप से कार्य करना चाहिए। स्वतंत्रता यह सुनिश्चित करती है कि एक प्रणाली में विफलता दूसरी प्रणाली को प्रभावित न करे।

यह पृथक्करण भौतिक पृथक्करण, विविध हार्डवेयर, या समर्पित उपयोगिताओं के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, दोहराए गए विद्युत आपूर्ति स्रोत और अलग-अलग तार मार्ग साझा संसाधनों या पर्यावरणीय कारणों से होने वाली सामान्य-प्रकार की विफलताओं को रोकने में मदद करते हैं।

अंतरराष्ट्रीय मानक जैसे IEC 61508 और IEC 61511 पर्याप्त प्रणाली स्वतंत्रता सुनिश्चित करने के लिए आवश्यकताएं निर्धारित करते हैं।

उपयोगिताओं पर निर्भरता का प्रबंधन

सुरक्षा प्रणालियां अक्सर विद्युत शक्ति, वायु, और ठंडा पानी जैसी उपयोगिताओं पर निर्भर होती हैं ताकि सुरक्षा क्रियाएं पूरी कर सकें। निष्क्रिय सुरक्षा कार्य (जैसे, प्रक्रिया लाइन को अलग करना) को न्यूनतम उपयोगिता समर्थन की आवश्यकता होती है, जबकि सक्रिय सुरक्षा कार्य (जैसे, अवरोधक डालना या आपातकालीन ठंडा करना सक्रिय करना) निरंतर उपयोगिताओं पर भारी निर्भर होते हैं।

इसलिए, अभियंताओं को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि बैकअप या अविच्छिन्न विद्युत आपूर्ति (UPS) और दोहराए गए प्रणालियां उपलब्ध हों ताकि उपयोगिता विफलताओं के दौरान भी सुरक्षा बनी रहे। इन सहायक प्रणालियों की अखंडता उस सुरक्षा कार्य के सुरक्षा अखंडता स्तर (SIL) के अनुरूप होनी चाहिए जिसे वे समर्थन देते हैं।

पर्यावरणीय कारकों के विरुद्ध जीवित रहने की क्षमता सुनिश्चित करना

एक मजबूत सुरक्षा प्रणाली को कठोर परिचालन वातावरण में जीवित रहना चाहिए। इसे बिजली गिरने, विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (EMI), जंग, अत्यधिक तापमान, कंपन, या विद्युत शक्ति में उतार-चढ़ाव से होने वाली विफलताओं का सामना करना चाहिए।

डिजाइनर अक्सर जोखिम कम करने के लिए ढके हुए आवरण, छना हुआ विद्युत आपूर्ति, और अलग-अलग केबल मार्ग का उपयोग करते हैं। रखरखाव के दौरान, तकनीशियनों को अस्थायी जोखिमों पर ध्यान देना चाहिए — उदाहरण के लिए, खुले कैबिनेट के पास रेडियो का उपयोग न करना जो विद्युत चुम्बकीय सुरक्षा को कम कर सकता है।

हार्डवेयर और प्रणालीगत विफलताओं से सुरक्षा

आवश्यक विश्वसनीयता प्राप्त करने के लिए, प्रणाली की संरचना को त्रुटि सहिष्णुता और दोहराव के साथ डिजाइन किया जाना चाहिए। सामान्य उपायों में उच्च विश्वसनीयता वाले संवेदक, स्वचालित निदान, और 2-में-3 मतदान तर्क शामिल हैं जो महत्वपूर्ण मापों के लिए उपयोग किए जाते हैं।

जहां दोहराव यादृच्छिक विफलताओं को कम करता है, वहीं हार्डवेयर और सॉफ़्टवेयर डिजाइन में विविधता सामान्य-प्रकार और प्रणालीगत दोषों को रोकने में मदद करती है। सॉफ़्टवेयर आधारित सुरक्षा प्रणालियों के लिए, IEC 61508 भाग 3 में सुझाए गए संरचित सुरक्षा जीवनचक्र का पालन करना प्रणालीगत त्रुटियों को न्यूनतम करता है।

सुरक्षा प्रणालियों में संवेदकों की भूमिका

संवेदक प्रक्रिया की स्थितियों का पता लगाते हैं और सीमा पार होने पर ट्रिप या इंटरलॉक्स को सक्रिय करते हैं। उनकी विश्वसनीयता सीधे सुरक्षा प्रणाली की समग्र अखंडता को प्रभावित करती है। अभियंताओं को प्रत्यक्ष माप को प्राथमिकता देनी चाहिए और त्रुटि-रहित सिद्धांत जैसे कि ऊर्जा बंद होने पर ट्रिप होने वाली व्यवस्था का उपयोग करना चाहिए।

नियमित प्रमाण परीक्षण यह सुनिश्चित करता है कि संवेदक परिचालन स्थितियों में सही प्रतिक्रिया दें। रखरखाव प्रक्रियाओं में राष्ट्रीय मानकों से जुड़ी कैलिब्रेशन विधियों का उल्लेख होना चाहिए और कंपन, जंग, संकेत ह्रास, और विश्लेषकों में क्रॉस-संवेदनशीलता जैसे कारकों को संबोधित करना चाहिए।

संचालक: अंतिम नियंत्रण तत्व

संचालक सुरक्षा क्रियाएं करते हैं — जैसे वाल्व बंद करना या विद्युत शक्ति काटना — जब ट्रिप होता है। वे अक्सर सुरक्षा प्रणालियों में सबसे कमजोर कड़ी होते हैं क्योंकि वे यांत्रिक घिसाव या विद्युत शक्ति की कमी से प्रभावित होते हैं।

विश्वसनीयता बढ़ाने के लिए, डिजाइनरों को त्रुटि-रहित डिजाइन सिद्धांतों को लागू करना चाहिए,  दोहराए गए विद्युत आपूर्ति प्रदान करनी चाहिए, और वाल्व की गति की जांच के लिए आंशिक स्ट्रोक परीक्षण करना चाहिए। महत्वपूर्ण संचालकों के लिए टॉर्क, यात्रा समय, और अंतिम स्थिति की जांच के लिए निदान निगरानी भी होनी चाहिए।

आधुनिक संयंत्रों में, संचालकों में स्मार्ट पोजिशनर या चर गति ड्राइव हो सकते हैं, जिन्हें सॉफ़्टवेयर से संबंधित विफलताओं को रोकने के लिए अतिरिक्त सुरक्षा की आवश्यकता होती है।

तर्क प्रणालियां और मतदान संरचनाएं

तर्क उपप्रणाली यह निर्धारित करती है कि सुरक्षा क्रियाएं कब सक्रिय करनी हैं। इसे प्रोग्राम योग्य तर्क नियंत्रक (PLC), सुरक्षा रिले, या समर्पित तर्क समाधानकर्ता का उपयोग करके बनाया जा सकता है जो विशिष्ट SIL स्तरों के लिए प्रमाणित होते हैं।

उच्च अखंडता वाली प्रणालियां अक्सर दोहरी दोहराव या विविध हार्डवेयर संरचनाओं का उपयोग करती हैं ताकि दोषों के दौरान कार्यक्षमता बनी रहे। प्रणाली को इनपुट और आउटपुट में खुले सर्किट या शॉर्ट सर्किट की स्थिति के लिए लगातार निगरानी करनी चाहिए और तदनुसार अलार्म उठाना चाहिए।

सॉफ़्टवेयर संचालित तर्क प्रणालियों को कड़ाई से विकास और सत्यापन प्रक्रियाओं का पालन करना चाहिए ताकि सुरक्षा जीवनचक्र अनुपालन सुनिश्चित हो और प्रणालीगत सॉफ़्टवेयर दोषों का जोखिम कम हो।

तार, संचार, और संकेत अखंडता

विश्वसनीय संकेत संचरण सुरक्षा अखंडता बनाए रखने में अत्यंत महत्वपूर्ण है। केबल और संचार मार्गों को ठीक से ढका, पृथक, और आग, नमी, तथा यांत्रिक क्षति से सुरक्षित किया जाना चाहिए।

एनालॉग लूप के लिए, 4–20 mA संकेत उनकी त्रुटि-रहित प्रकृति और निदान क्षमताओं के कारण एक पसंदीदा मानक बने हुए हैं। उन्नत स्वचालन संरचनाओं में, ऑप्टिकल फाइबर और डिजिटल फील्डबस प्रणालियां उपयोग की जा सकती हैं, लेकिन सुरक्षा अनुप्रयोगों में उनका उपयोग कठोर सत्यापन और SIL जांच की मांग करता है।

सुरक्षा कार्यों का समर्थन करने वाली उपयोगिता प्रणालियां

विद्युत, संपीड़ित वायु, नाइट्रोजन, और ठंडा पानी जैसी उपयोगिताएं अक्सर सुरक्षा प्रणाली अवसंरचना का हिस्सा होती हैं। अभियंताओं को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि ये उपयोगिताएं विश्वसनीय, निगरानी योग्य, और दोहराए गए या भंडारण आपूर्ति द्वारा समर्थित हों।

नियमित परीक्षण यह पुष्टि करता है कि आपातकालीन भंडार विद्युत कटौती के दौरान सुरक्षा कार्यों को बनाए रख सकते हैं। सुरक्षा उपकरण जैसे सर्ज अरेस्टर, अधिक धारा सुरक्षा, और वोल्टेज समायोजन प्रणाली की मजबूती को और बढ़ाते हैं।

प्रमाण परीक्षण और प्रणाली सत्यापन

सुरक्षा प्रणालियों की प्रभावशीलता इस बात पर निर्भर करती है कि उन्हें कितनी बार प्रमाण परीक्षण किया जाता है और ये परीक्षण छिपी हुई विफलताओं का कितना सही पता लगाते हैं। प्रमाण परीक्षण ट्रिप स्थितियों का अनुकरण करते हैं ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि संवेदक, तर्क, और संचालक अपेक्षित रूप से कार्य करें।

परीक्षण अंतराल प्रणाली की विफलता दर और मांग आवृत्ति के अनुरूप होने चाहिए, IEC 61511 के सिद्धांतों का पालन करते हुए। व्यापक दस्तावेज़ीकरण पुनरावृत्ति सुनिश्चित करता है और ऑडिट तथा कार्यात्मक सुरक्षा मूल्यांकन के लिए पता लगाने योग्यता प्रदान करता है।

रखरखाव, संचालन, और संशोधन

प्रभावी संचालन और रखरखाव प्रथाएं सुरक्षा अखंडता बनाए रखने के लिए आवश्यक हैं। प्रक्रियाओं में यह परिभाषित होना चाहिए कि अधिलेखन कैसे प्रबंधित करें, अलार्म कैसे संभालें, सुरक्षित रूप से रखरखाव कैसे करें, और सेवा के बाद पुनर्स्थापन की पुष्टि कैसे करें।

सॉफ़्टवेयर बैकअप, संस्करण ट्रैकिंग, और योग्य कर्मियों का नियंत्रण भी समान रूप से महत्वपूर्ण है। एक संरचित परिवर्तन प्रबंधन (MOC) प्रक्रिया यह सुनिश्चित करती है कि किसी भी प्रणाली संशोधन से सुरक्षा कार्य और अखंडता दोनों सुरक्षित रहें।

दूरस्थ निदान और साइबर सुरक्षा

दूरस्थ निदान सुविधा प्रदान करता है लेकिन संभावित सुरक्षा और साइबर सुरक्षा जोखिम भी लाता है। अनधिकृत पहुँच या अनचाहे पैरामीटर परिवर्तन सुरक्षा कार्यों को प्रभावित कर सकते हैं।

दूरस्थ पहुँच सक्षम करने से पहले, संगठनों को जोखिम मूल्यांकन करना चाहिए और सुरक्षित प्रमाणीकरण, पहुँच लॉगिंग, और परिभाषित संचार प्रोटोकॉल जैसे नियंत्रण लागू करने चाहिए। निदान प्रणाली को सामान्य संचालन के दौरान प्रतिबंधित या केवल निगरानी मोड में चलाना चाहिए।

आवेदन उदाहरण: रिफाइनरी में सुरक्षा इंटरलॉक प्रणाली

एक हाइड्रोकार्बन रिफाइनरी में, इंटरलॉक्स ऑपरेटरों को डाउनस्ट्रीम कंप्रेसर बंद होने पर बाईपास वाल्व खोलने से रोकते हैं। ट्रिप्स उच्च दबाव या तापमान का पता लगाते ही प्रक्रिया को स्वचालित रूप से अलग कर देते हैं। सुरक्षा प्रणाली दोहराए गए ट्रांसमीटर, SIL-रेटेड तर्क समाधानकर्ता, और स्प्रिंग-रिटर्न वाल्व का उपयोग करती है ताकि संयंत्र घटक विफलताओं के दौरान भी सुरक्षित स्थिति में बना रहे।

निष्कर्ष: विश्वसनीय और सुरक्षित स्वचालन प्रणालियां बनाना

प्रक्रिया इंटरलॉक्स और ट्रिप्स सुरक्षित, विश्वसनीय, और नियमों के अनुरूप औद्योगिक स्वचालन प्रणालियों को प्राप्त करने में महत्वपूर्ण हैं। ये नियंत्रण और सुरक्षा के बीच पुल का काम करते हैं, खतरनाक संचालन को रोकते हुए संचालन की निरंतरता सुनिश्चित करते हैं।

स्वतंत्र संरचना, दोहराव, प्रमाण परीक्षण, और उचित रखरखाव प्रथाओं को एकीकृत करके, अभियंता ऐसी प्रणालियां डिजाइन कर सकते हैं जो कड़े सुरक्षा अखंडता आवश्यकताओं को पूरा करें और सुरक्षित औद्योगिक वातावरण में योगदान दें।